兴蒙造山带—华北克拉通地球化学走廊带沉积物主成分的含量与空间分布研究

选取兴蒙造山带—华北克拉通地球化学走廊带上沉积物的SiO_2、Al_2O_3、CaO、MgO、Na_2O、K_2O、TFe_2O_3、FeO、TiO_2、MnO、P_2O_5、CO_2、H_2O~+、pH十四个指标,研究其在不同二级构造单元、地理景观、土壤类型、降雨量等级下的含量与空间分布特征,并讨论该地球化学走廊带上化学蚀变指数。结果表明:在兴蒙造山带—华北克拉通地球化学走廊带上,作为沉积物主体的SiO_2、Al_2O_3两者含量为明显负相关而空间分布表现出此消彼长的特征;CaO、MgO、CO_2高含量分布区则与碳酸盐岩地层或含碳酸盐矿物的土壤有关,而MgO的高含量还与走廊带上镁铁质基性-超基性岩有一定关系,表明了这三个指标的高含量受特定岩性或矿物的影响较大;Na_2O、K_2O含量除了受继承的基岩影响外,还受到后期的风化作用和气候及自身地球化学性质等复杂因素综合影响,对Na_2O来说尤为如此;TFe_2O_3、MnO、TiO_2、P_2O_5相对于在地质背景复杂地段,经过冲积平原的沉积物混匀后,含量差异更小;相对干冷的内蒙古半干旱草原的气候条件有利于FeO存在,使得其相对燕山地区含量差异较TFe_2O_3要小,在章丘以南相对温暖湿润地区更易被氧化而导致其含量整体较低;北方干冷气候条件下,沉积物H_2O~+含量普遍较低,局部高含量位于碳酸盐岩地层或第四系分布区;走廊带上的pH值反映了沉积物偏碱性的特征,而在章丘以南的地区随着降雨量的增加,相对温暖湿润的气候条件,沉积物pH值表现为中性-偏弱酸性;兴蒙造山带—华北克拉通地球化学走廊带沉积物的CIA值反映出在寒冷、干燥气候条件下低等的化学风化程度,兴蒙造山带沉积物平均风化程度相对华北克拉通沉积物的平均风化程度差异变化相对要小,显示兴蒙造山带的降雨量与温度等风化影响因素变化较小。作为反映元素的地球化学亲和性的量化指标,离子电位可以更好地帮助理解沉积物元素的含量和空间分布差异。     

一幅新的第四纪地质及地貌图的编制——以宁夏与山东为例

为了更好地与生态环境及灾害地质紧密结合,第二代全国区域地质志编制项目规定第四纪地质及地貌图为必编图件之一。图件内容包括第四纪地质体的时代、成因类型、岩性和地貌成因形态组合类型、活动断裂及海侵范围等重要地质内容,同时,附第四纪地质-地貌典型剖面和重要的地貌景点。图件特点:(1)图件的地理底图是首次用数字高程模型(DEM)数据灰度图作背景;(2)第四纪地质内容与地貌成因形态类型同编为一幅图;(3)第四纪地质体的面色用成因类型色表示;(4)地貌部分划分了不同级别成因形态类型和有特色的微地貌景点。总之,图面有立体感,地形高差明显,层次分明,色彩鲜艳,是一幅崭新的图件,可供防灾治理和地质旅游参考应用。     

Application of 2D numerical model to unsteady performance evaluation of vertical-axis tidal current turbine

Tidal current energy is renewable and sustainable, which is a promising alternative energy resource for the future electricity supply. The straight-bladed vertical-axis turbine is regarded as a useful tool to capture the tidal current energy especially under low-speed conditions. A 2D unsteady numerical model based on Ansys-Fluent 12.0 is established to conduct the numerical simulation, which is validated by the corresponding experimental data. For the unsteady calculations, the SST model, 2×10~5 and 0.01 s are selected as the proper turbulence model, mesh number, and time step, respectively. Detailed contours of the velocity distributions around the rotor blade foils have been provided for a flow field analysis. The tip speed ratio(TSR) determines the azimuth angle of the appearance of the torque peak, which occurs once for a blade in a single revolution. It is also found that simply increasing the incident flow velocity could not improve the turbine performance accordingly. The peaks of the averaged power and torque coefficients appear at TSRs of 2.1 and 1.8, respectively. Furthermore, several shapes of the duct augmentation are proposed to improve the turbine performance by contracting the flow path gradually from the open mouth of the duct to the rotor. The duct augmentation can significantly enhance the power and torque output. Furthermore, the elliptic shape enables the best performance of the turbine. The numerical results prove the capability of the present 2D model for the unsteady hydrodynamics and an operating performance analysis of the vertical tidal stream turbine.     

大兴安岭扎兰屯地区晚奥陶世石英闪长岩体岩石地球化学特征及其地质意义

扎兰屯音河岩体被音河水系分为南、北两部分,研究发现南、北岩体形成年代不同,选取南部岩体(称为二村岩体)进行研究。二村岩体主要由石英闪长岩-英云闪长岩组成,石英闪长岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为444.0±4.6Ma,时代为晚奥陶世。岩石化学组成相对富钠、贫钾,Na2O/K2O值大于1(1.73~3.17),属中钾钙碱性系列。岩石富含轻稀土元素、亏损重稀土元素,富集大离子亲石元素Rb、Ba、K,显著亏损Nb、Ta、P、Ti等高场强元素。矿物组成及岩石地球化学特征指示其为I型花岗岩。岩体的形成时代、构造背景与多宝山岛弧火成岩相似,为区域多宝山岛弧西南向延伸提供了新的制约。     

准格尔煤田黑岱沟露天矿煤中稀土及微量元素的分配规律

对准格尔煤田黑岱沟露天矿煤的主量元素、稀土元素和微量元素含量和矿物组成进行了研究。结果表明,黑岱沟露天矿煤中稀土元素平均含量为248.12×10-6,约为中国煤平均值的2.83倍。LREE平均含量为236.66×10-6,HREE平均含量为11.46×10-6,LREE/HREE平均值为20.81,(La/Yb)N平均值为1.59,表明煤中LREE相对HREE富集。煤中部分稀土元素可能富集在勃姆石和黏土矿物中。稀土元素分配曲线δCeS变化区间(0.89～2.21)和δEuS中度亏损(0.46～0.86),验证了沉积环境在煤层形成演化过程中对煤中稀土元素输入的稳定性。黑岱沟煤层中微量元素明显偏高的有Ga、Pb、Se、Sr、Th 和Zr,这些元素的含量高于中国、中国华北晚古生代和美国煤的算术均值,也高于地壳克拉克值。     

基于小波分析与Mann-Kendall法的岩溶大泉动态研究

研究地下水动态是认识地下水资源的有效手段。根据1956－2013年济南岩溶泉域大气降水及地下水水位动态监测资料,采用小波分析法、Mann-Kendall趋势检验、突变检验法研究了58个水文年泉水位对大气降水的响应,可以看出:（1）大气降水和泉水位呈现出多尺度的变化特征,长时间尺度上两者的变化周期基本相同,变化周期为16年和12年,说明大气降水对泉水位有直接影响;（2）在1956—2013年,济南泉域地下水水位具有0.65 m·（10a）-1的年际显著下降趋势,但降水具有12.65 mm·（10a）-1的不显著上升趋势,说明在人为因素影响下泉水动态的影响因素的权重发生了变化;（3）大气降水在1999年发生突变,1999年之后年降水为增加趋势;而地下水水位突变年份为1967年,1967年以后水位持续降低,2004年以后水位快速上升,泉水位未来趋势应与降水保持一致,呈上升趋势,说明大气降水并非泉水动态的唯一影响因素;（4）通过建立不同时段的多元回归模型,表明近58年来地下水水位的主要影响因素由大气降水到人工开采之间的转换,同时验证了小波分析和Mann-Kendall法研究地下水动态的适宜性和可靠性,也为济南市的保泉提供了参考依据。      

一种选取补偿最小二乘正则化参数的改进方法

为了改进半参数模型补偿最小二乘估计中的正则化参数选取方法,该文设计了3种方案:L-曲线法、虚拟观测法以及该文提出的改进方法以比较正则化参数的优劣。模拟算例表明,该文提出的改进方法可以有效评价正则化参数,得到的参数估值精度更高,是一种较为有效的选取补偿最小二乘最佳正则化参数的方法。     

二价铁氧化对铁锰循环功能微生物活性的影响及机制

地质微生物是沉积环境中铁、锰氧化还原循环的主要驱动因子,铁锰共存环境中二价铁氧化对不同铁、锰循环功能微生物活性的影响差异和机制尚不清楚.以铁还原菌Shewanella oneidensis MR-1、铁氧化菌Pseudogulbenkiania sp.strain 2002、锰氧化菌Pseudomonas putida MnB1和Leptothrix discophora SS-1作为代表性的铁、锰循环功能微生物,利用平板计数、荧光显微镜等手段探究了Fe(II)氧化对功能微生物活性的影响差异及机制.结果表明0.05 mM Fe2+氧化60 min可使MR-1和MnB1的活菌数量降低4~5个数量级,SS-1及S.2002无显著失活.Fe(II)氧化产生的吸附态。OH和胞内。OH是细菌失活的主要原因,胞外H₂O₂、胞外游离态。OH和三价铁氧化物是细菌失活的次要原因,SS-1及S.2002产生了氧化应激反应,成功抵御了活性氧化物种.      

基于FY 3D的MERSI全球晴空数据合成技术

FY-3D极轨气象卫星作为最新一代的极地轨道气象卫星,其图像数据包含了丰富的植被、河流、山区等地表信息,对陆地资源调查、地表类型变化监测等具有重要作用。但几乎每轨遥感图像大约有2/3区域都被云雾覆盖,无法直接获取云层下的地表信息用于产品应用。本文研究晴空数据合成技术,首次提出反射率最小合成法、植被指数最大合成法和西格玛合成法的3个标准联合运用的晴空合成技术,利用先进的多时次气象卫星遥感数据合成技术,自动生成FY-3D中分辨率光谱成像仪(MERSI-II)250m分辨率晴空遥感数据,较好地实现了云和云阴影的去除,生成的晴空效果良好,具备了后续应用的价值。