中国西南河流碳、氮运移机制及其对水文条件变化的响应:以西江为例

流域碳、氮的生物地球化学循环过程关联着区域/全球尺度的气候变化,同时受到气候条件变化的影响。本次研究以我国西南喀斯特地区的西江为例,通过时间序列的高频次样品采集和分析,揭示水文条件变化对河流碳、氮动态变化的影响及其控制机制。结果表明,在高流量条件下,化学风化的加速、土壤CO2的汇入及流域内有机质的降解导致了水体δ13CDIC偏负,碳酸盐矿物的快速风化致使河水HCO3-浓度表现出强烈的"化学稳定性";对DIC、δ13CDIC、流量、温度的联合分析表明,矿物溶解、土壤CO2的汇入与河流中有机质降解的共同作用导致了西江河水碳动态的季节变化;河水NO3-浓度在高流量条件下并未表现出明显的稀释效应,反应了人为输入和化学转化过程对NO3-浓度的影响;硝酸盐氮、氧同位素的分析结果表明,西江NO3-来源受人为活动影响较大,主要转化过程为硝化作用;同位素和水化学证据表明碳酸、硫酸、硝酸共同参与流域岩石化学风化,雨季外源酸参与风化的减弱是河流中HCO3-稀释的重要原因。     

西藏八宿吉利地区新发现寒武纪变质花岗岩锆石U-Pb年龄、地球化学特征及其地质意义

八宿吉利地区寒武纪变质花岗岩位于曲扎湖-提卡一带,主要由变质二长花岗岩和变质花岗闪长岩组成。这一新发现对于认识和恢复原特提斯构造历史演化具有重要意义。锆石CL图像显示变质花岗岩锆石为岩浆成因。锆石LA-ICP-MS测年得出片理化变质二长花岗岩年龄为503.7±4.7Ma、变质花岗闪长岩年龄为494.7±3.4Ma,表明该岩体形成时代属于寒武纪。通过岩石地球化学分析,变质二长花岗岩SiO2含量介于69.87%~79.89%之间;变质花岗闪长岩SiO2含量介于66.63%~70.15%之间。前者Al2O3含量变化于12.36%~14.82%,Na2O含量为2.54%~7.16%,K2O含量为0.15%~5.95%,K2O/Na2O=0.02~2.34;后者Al2O3含量变化于14.66%~15.41%,Na2O含量为3.60%~5.63%,K2O含量为0.77%~2.78%,K2O/Na2O=0.14~0.77,属于钙碱性-碱性过铝质花岗岩。在侵入岩构造环境Rb-(Y+Nb)判别图解、Rb-(Yb+Ta)判别图解中,样品均落入“火山弧花岗岩”区域中,表明其形成于大陆边缘火山弧环境。结合锆石测年结果及区域地质背景分析,认为吉利地区变质花岗岩形成于冈瓦纳大陆裂离卡穷微陆块阶段,同时表明原特提斯洋形成最早时限可追溯至寒武纪。     

考虑时空效应软土地区深基坑开挖变形分析

以天津软土地区某深基坑工程为背景,对基坑开挖过程中不同工况下支护桩深层水平位移、支护桩竖向位移、周边建筑竖向位移、周边地表竖向位移的现场监测数据进行归纳总结,分析其变化规律,对其所受到的时空效应的影响进行研究,研究结果表明:基坑开挖施工对支护桩及周边环境具有显著的时空效应影响,位移主要发生在土方开挖阶段,尤其是土方开挖阶段第三步,位移增量较大,变化速率较快,在基坑底板施工完成后,位移逐渐趋于稳定;支护桩深层水平位移呈现出"鼓肚"状变化趋势,位移最大值出现在开挖面附近;周边地表位移最大值点出现在距离基坑边6 m(即0.51H)位置处,位移变化曲线呈盆状,至基坑地下结构施工完成时,最大位移出现在DB2-3监测点,位移值为-22.7 mm,约为0.19H%;提出建议在基坑南侧和西侧采用桩锚支护结构取代原设计支护形式的优化措施,研究成果可为类似工程提供参考。     

Genesis of the Xiuwenghala Gold Deposit in the Beishan Orogen,Northwest China: Evidence from Geology,Fluid Inclusion,and H–O–S–Pb Isotopes

The Xiuwenghala gold deposit is located in the Beishan Orogen of the southern Central Asian Orogenic Belt. The vein/lenticular gold orebodies are controlled by Northeast‐trending faults and are hosted mainly in the brecciated/altered tuff and rhyolite porphyry of the Lower Carboniferous Baishan Formation. Metallic minerals include mainly pyrite and minor chalcopyrite, arsenopyrite, galena, and sphalerite, whilst nonmetallic minerals include quartz, chalcedony, sericite, chlorite, and calcite. Hydrothermal alterations consist of silicic, sericite, chlorite, and carbonate. Alteration/mineralization processes comprise three stages: pre‐ore silicic alteration (Stage I), syn‐ore quartz‐chalcedony‐polymetallic sulfide mineralization (Stage II), and post‐ore quartz‐calcite veining (Stage III). Fluid inclusions (FIs) in quartz and calcite are dominated by L‐type with minor V‐type and lack any daughter mineral‐bearing or CO₂‐rich/‐bearing inclusions. From Stages I to III, the FIs homogenized at 240–260°C, 220–250°C, and 150–190°C, with corresponding salinities of 2.9–10.9, 3.2–11.1, and 2.9–11.9 wt.% NaCl eqv., respectively. The mineralization depth at Xiuwenghala is estimated to be relatively shallow (<1 km). FI results indicate that the ore‐forming fluids belong to a low to medium‐temperature, low‐salinity, and low‐density NaCl‐H₂O system. The values decrease from Stage I to III (3.7‰, 1.7–2.4‰, and ?1.7 to 0.9‰, respectively), and a similar trend is found for their values (?104 to ?90‰, ?126 to ?86‰, and ?130 to ?106‰, respectively). This indicates that the fluid source gradually evolved from magmatic to meteoric. δ³⁴S values of the hydrothermal pyrites (?3.0 to 0.0‰; avg. ?1.1‰) resemble those of typical magmatic/mantle‐derived sulfides. Pyrite Pb isotopic compositions (²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb = 18.409–18.767, ²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb = 15.600–15.715, ²⁰⁸Pb^/204Pb = 38.173–38.654) are similar to those of the (sub)volcanic ore host, indicating that the origin of ore‐forming material was mainly the upper crustal (sub)volcanic rocks. Integrating evidence from geology, FIs, and H–O–S–Pb isotopes, we suggest that Xiuwenghala is best classified as a low‐sulfidation epithermal gold deposit.     

鄂尔多斯盆地渭北地区上三叠统延长组长7油层组碳酸盐结核中自生碳酸盐矿物的特征

早期形成的碳酸盐结核在埋藏期间会经历多种碳酸盐矿物相沉淀的复杂胶结作用,岩石学研究是探究结核成因的关键。通过野外剖面观察、岩石学观察和阴极发光技术,分析了鄂尔多斯盆地渭北地区上三叠统延长组长7油层组泥页岩中各种形状的方解石和白云石结核中自生碳酸盐矿物的特征。这些结核为成岩早期的产物,构成结核的自生碳酸盐矿物特征显著:(1)球粒方解石结核中,方解石呈纤维状或刃片状,球粒间充填晶粒方解石或因压实呈贴面结合,纤维状方解石发桔红色和暗红色2种光,刃片状方解石发暗红色光;(2)粉晶方解石结核中,方解石呈他形粒状,含有机质包裹体或纤维状晶形残余,晶间含沥青和纤维状方解石残余,主要发暗红色光;(3)白云石结核有泥晶和粉晶2种晶体类型,粉晶白云石结核含较多泥质,泥质条带或有机质条带处常见纤柱状白云石;(4)沿裂缝充填的方解石和白云石常呈纤维状或纤柱状结构,发暗红色光或不发光。研究区长7油层组碳酸盐结核中的方解石和白云石具有不同的成因类型和复杂的胶结作用:球粒方解石和泥晶白云石代表了结核开始形成时的胶结作用,可以准确地反映结核的成因;粉晶方解石、粉晶白云石反映了交代成因;裂缝中纤维状、纤柱状方解石和白云石集合体则为结核经历了较强压实作用之后充填裂缝而成。     

辽东王家堡子地区古元古代花岗岩地球化学特征、锆石U-Pb年龄、Hf同位素及其地质意义

辽东王家堡子地区出露大量古元古代花岗质岩石,前人将其统称为花岗质混杂岩。通过详细的野外地质调查和室内综合研究,将该套花岗质混杂岩解体为条痕状黑云母二长花岗岩和片麻状黑云母二长花岗岩两类。岩石地球化学分析结果显示二者具有一致的地球化学特征。均显示高SiO_2、富K_2O、贫Al_2O_3的特征,K_2O/Na_2O=0.64～2.14,TiO_2含量为0.16%～0.3%,MnO、MgO、CaO和P_2O_5的含量较低,铝指数A/CNK集中分布在1.06～1.1之间,A/NK在1.50～1.62之间,均属于过铝质高钾钙碱性系列;微量元素显示强烈亏损Nb、Ti、Ta等高场强元素,富集Rb、U、K等大离子亲石元素,具有明显的负Eu异常,具有A型花岗岩的特征。条痕状黑云母二长花岗岩大部分锆石为具有清晰振荡环带的岩浆锆石,LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为2188±13Ma,代表该岩石的岩浆结晶年龄。片麻状黑云母二长花岗岩大部分锆石具有明显的变质增生边,部分核部锆石具有清晰的振荡环带,LA-ICP-MS锆石U-Pb测年获得核部年龄为2214±16Ma,代表该岩石的岩浆结晶年龄;增生边年龄为1905±13Ma,应代表该岩石的变质年龄。条痕状黑云母二长花岗岩和片麻状黑云母二长花岗岩的Hf同位素模式年龄分别为2387～2584Ma和2474～2641Ma,平均地壳模式年龄分别为2495～2808Ma和2633～2868Ma,大于岩石形成年龄,暗示研究区古元古代花岗岩源区主要为太古宙基底,混有少量古元古代新生地壳。结合前人报道的埃达克质花岗闪长岩的形成环境,认为胶-辽-吉古元古代造山/活动带早期经历了2.2～2.15Ga的拉伸裂解过程和2.0Ga左右俯冲挤压的构造演化过程。     

城市地下空间资源探测方法研究及应用

地下空间资源探测是科学合理开发利用地下空间资源的基本前提,国内各大城市相继开展了地下空间资源调查评价工作,但对地下空间资源探测方法尚未开展系统梳理。在北京城市地下空间资源调查评价工作的基础上,对地下空间资源开发利用2个阶段,即建成区和待建区地下空间资源探测对象和探测方法分别做了阐述,指出建成区的探测对象是已开发利用的地下空间资源,可以采用遥感技术解译建筑物高度,利用建筑物竖向影响深度推算已利用开发地下空间,利用物探手段(电法、磁法、重力、地震)较精确地圈定已开发利用空间;对于待建区,调查对象主要是影响地下空间资源开发利用的地质条件,可以通过相应的地质工作开展调查。最后列举了应用实例,以期为城市地下空间资源探测工作起到借鉴作用。     

时间域航空电磁系统探测深度研究

时间域航空电磁系统探测深度与采样时间、发射磁矩、大地电导率、仪器背景噪声和灵敏度等诸多因素相关。本文基于时间域航空电磁一维正演对时间域航空电磁系统探测深度进行研究。正演算法从麦克斯韦方程出发,结合准静态近似条件,得到一维层状介质上空中心回线频率域电磁场响应的垂直分量,并采用汉克尔积分进行计算,进而通过时-频变换获得时间域电磁场响应。探测深度研究参考仪器背景噪声水平,通过设定最小可识别信号阈值（本文设定为系统背景噪声三倍）获取最大可探测分离时间,进而利用该分离时间结合平均电导率求取最大探测深度。最后本文以VTEM系统为例,对不同层状介质模型以及不同发射磁矩、背景噪声、发射脉宽和飞行高度下的时间域航空电磁系统最大探测深度进行分析和讨论。     

CFG桩在高速公路建设工程中的应用

对CFG桩的工作机理、主要优点及应用范围进行探讨,并通过其在工程实践中的应用,提出了施工中应该注意的事项。     

我国新记录绿潮物种Ulva laetevirens的比较叶绿体基因组学研究

在全球范围内广泛暴发的石莼属绿潮既包括大规模暴发的跨海域绿潮,也包括小规模暴发的局地绿潮。我国有关绿潮致灾物种的研究对象主要集中于黄海绿潮浒苔,而针对局地绿潮致灾物种的研究尚处于起步阶段。针对局地绿潮物种的鉴定和分布调查是有效预防和监测潜在大规模绿潮暴发的重要环节。本文对2020年11月初于山东烟台第一海水浴场暴发的石莼属绿潮进行了初步研究。经随机采样获得了12株藻体,根据tufA分子标记初步将其中11株鉴定为Ulvalaetevirens。本研究完成了U. laetevirens的一个代表性株系CNS00533的叶绿体基因组构建和解析。叶绿体基因组为110 889 bp,含有71个蛋白编码基因、27个tRNA基因和3个rRNA基因(rrl、rrn和rrn5)。烟台海域U.laetevirens株系叶绿体基因组基因组成和排列顺序与爱尔兰海域U.laetevirens株系MT179351完全一致,DNA序列相似性为99.8%,进一步证明CNS00533为U.laetevirens。此外,U.laetevirens的烟台株系与爱尔兰株系的叶绿体基因组也存在差异,烟台株系比爱尔兰株系多了5个I型内含子和1个II型内含子,导致叶绿体基因组长度增加7kb。CNS00533与U.rigidaMT179352叶绿体基因组之间存在多个不同的长片段插入序列(763—2 346 bp), DNA序列相似性也较低(93.1%);与U. australis MT179348相比差异更大,存在一个较大(覆盖45个基因)的基因组反转事件。在基于71个蛋白编码基因的遗传进化树中, CNS00533与U. laetevirens MT179351聚类在一枝,与U. rigida MT179352遗传距离较近,与U. australis MT179348的遗传距离很远,表明U. laetevirens、U. rigida和U. australis为石莼属的3个不同物种。2020年11月烟台海域局地绿潮事件的原因种U. laetevirens在我国近海绿潮事件中首次报道,本研究对该物种的分子进化分析将有助于对我国近海绿潮监测、物种鉴定提供数据支持和理论依据。