东秦岭晚白垩世恐龙多样性降低的气候因素

气候与环境变化是影响生物群演化的关键驱动因素,因此研究陆地生态系统所处的古气候与古环境背景对于探讨生物盛衰甚至灭绝具有重要的意义.我国盛产恐龙骨骼和恐龙蛋化石,但迄今对于古气候-环境演化与恐龙种群数量和多样性演化联系的研究相对匮乏.东秦岭地区发育多个晚中生代-早新生代陆相沉积盆地,蕴含大量晚白垩世恐龙骨骼和蛋、新生代哺乳动物化石,是开展古气候与恐龙动物群多样性演化关系,探究恐龙灭绝原因的理想场所.本研究对东秦岭灵宝盆地好阳河剖面开展环境磁学和元素地球化学研究,重建了该区晚白垩世-早始新世期间的化学风化强度和古水文循环过程,以揭示生物-环境协同演化的关系.化学风化强度和磁化率记录表明晚白垩世-早始新世期间灵宝盆地古气候-水文环境发生了三次大的阶段性变化：在约74.4~68.0 Ma,研究区处于水动力较稳定的深湖相沉积环境和逐渐变冷的气候状态;随后68.0~65.8 Ma时期研究区逐渐干旱化,水文波动变强;在65.8~54.7 Ma,区域气候变化强烈,呈现明显增强的干湿水文循环.本研究揭示了古气候-水文环境变化与恐龙种群演化的关系,提出东秦岭地区在晚白垩世末期（约68~66 Ma）的气候干旱化及变强的水文波动可能是驱动该区恐龙动物群多样性降低的主要原因,为深入理解生物-环境协同演化提供了新数据支撑.

     

利用GOCE和GRACE卫星观测数据确定静态重力场模型

高精度静态卫星重力场模型在全球海洋环流研究、全球/区域数字高程基准面确定等领域有重要应用,本文研究仅利用GOCE卫星和联合GRACE卫星观测数据确定高精度高阶次静态重力场模型.利用GOCE卫星全周期高精度引力梯度分量(V_xx、V_yy、V_zz和V_xz)观测值基于直接最小二乘法构建300阶次的SGG(Satellite Gravity Gradiometry)法方程,并利用卫星跟踪卫星观测值基于点域加速度法构建130阶SST(Satellite-to-Satellite Tracking)法方程,然后利用方差分量估计联合SGG和SST法方程确定300阶次纯GOCE卫星重力场模型GOSG02S.利用全周期GRACE观测数据由动力学方法解算了180阶次的SWPU-GRACE2021S模型,并将其对应法方程与GOCE卫星法方程联合解算了GRACE和GOCE的联合模型WHU-SWPU-GOGR2022S.分别基于XGM2019模型和GPS水准数据对本文解算的三个模型GOSG02S、SWPU-GRACE2021S和WHU-SWPU-GOGR2022S在频域和空域进行了精度分析,结果表明,GOSG02S和WHU-SWPU-GOGR2022S模型与GO_CONS_GCF_2_DIR_R6、GO_CONS_GCF_2_TIM_R6、GO_CONS_GCF_2_SPW_R5、GOCO06s和Tongji-GMMG2021S等使用了GOCE卫星全周期数据的模型精度相当,精度差异基本都在毫米量级;SWPU-GRACE2021S模型在160阶次之前与国际主流GRACE卫星重力场模型ITSG-Grace2018s和Tongji-Grace02s精度相当.

     

高水压条件下大理岩破坏机理试验研究

锦屏二级水电站深埋隧洞中大理岩洞段处于高水压力和高应力环境中, 该段在施工过程中多次发生严重突水灾害。对该段大理岩的高水压条件岩石力学试验表明, 高水压条件下, 岩石应力-应变曲线在峰值应力附近出现明显平缓段, 应力降大, 岩石峰值强度及脆性破坏后破碎程度随水压力升高而升高, 岩石试件以压致拉裂破坏为主。基于高水压条件下裂纹周边应力解析分析, 认为裂隙中高水压力存在降低了裂隙尖端附近高应力集中效应, 与加载方向一定小夹角范围内的微裂隙尖端附近最大拉应力集中程度接近, 这使得岩石中应变能可进一步积累、压致拉裂型微裂隙数量进一步增加, 岩石呈脆性破坏, 并且破碎程度明显增加。研究工作对深埋隧洞突水灾害防治及强降雨诱发高速滑坡灾害预防具有重要的理论和现实意义。     

探地雷达在振动台斜坡模型震裂变形探测中的应用

5,12, 汶川大地震造成了大量山体震裂变形, 形成众多次生潜在灾害。地震前后山体震裂变形的发展演化规律是防治滑坡的关键。振动台试验是实验室模拟地震的重要手段, 可以重现边坡在地震作用下的变形破坏过程, 探地雷达是利用高频电磁波反射探测目的体及地质结构的物探方法, 可用于查明滑动面的位置。本文采用室内小型振动台模拟实验, 通过输入相同加速度, 不同频率正弦波, 研究边坡的动力加速度响应特征。利用LTD-2100探地雷达主机, GC900MHz屏蔽型天线, 检测施加地震荷载前后坡体内部裂缝的发育状况, 结合解译成果, 对地震造成边坡内部裂缝的位置进行推断。实验结果表明探地雷达检测出的裂缝发育位置与边坡动力加速度响应特征相一致。探地雷达用于振动台模拟试验分析地震滑坡的成因和机理是可行的。     

甘肃北山北部红石山地区泥盆系雀儿山群火山岩地球化学特征及构造环境分析

位于北山北部红石山地区雀儿山群的火山岩主要为一套中酸性火山岩,以安山岩、英安岩和流纹岩为主,属钙碱-碱性系列。地球化学研究表明:火山岩SiO2含量较高(62.29%~75.74%),MgO含量较低(<2.15%),全碱含量较高(Na2O+K2O为6.24%~9.2%),且K2O/Na2O<1。轻稀土元素(LREE)相对于重稀土元素(HREE)呈现较强富集[(La/Yb)N=2.94~6.36],轻稀土内部出现较强分馏[(La/Sm)N=1.94~3.33],并且具有相当明显的Eu负异常(0.50~0.90);在微量元素方面,大离子亲石元素(LILE)相对高场强元素(HFSE)富集,具有明显的Nb、Ta、P、Ti相对亏损和Ba、Th、Zr、Ce、Sm相对富集。上述特征表明该火山岩形成于洋壳俯冲作用下的岛弧环境,可能与哈萨克斯坦板块和塔里木板块之间的古洋壳俯冲消减有直接的成因联系,在俯冲过程中洋壳含水流体引起上覆地幔物质的部分熔融,并在岩浆上升中经历了一定的分离结晶作用和上地壳物质的同化混染。     

基于改进遗传算法的岩体结构面幂函数模型参数辨识

沿结构面的剪切滑移是工程岩体主要的破坏模式之一,选择恰当的岩体结构面本构模型是分析岩体结构面破坏的重要一环。当前常用的结构面本构模型有指数型模型、曲线型模型和幂函数型模型,其模型参数都是根据工程实际经验或室内试验所得,不能很好的模拟实际变形情况。指数型模型得出的模拟值偏大,曲线型模型得出的模拟值偏小,幂函数型模型在较低的法向应力下能较好的模拟剪切变形过程,但在较高的法向应力下得出的模拟值偏小。为此,通过改进的遗传算法对岩体结构面幂函数模型参数进行辨识,得出由\     

自吸水分对煤中瓦斯解吸的综合影响

为研究自吸水分对煤中瓦斯解吸的影响,利用自主设计的实验装置,实现了水分在煤中的自发渗吸,单独研究了水分对瓦斯的置换效应,并对不同含水率条件下煤中瓦斯的置换解吸量、卸压解吸量以及残余瓦斯含量进行了测定。结果表明：水分能够促进煤中吸附态瓦斯发生置换解吸,且含水率越大,置换解吸量越大;卸压解吸过程中,相同时间内含水煤样瓦斯解吸量小于干燥煤,且随着含水率升高,解吸量逐渐减小;充分解吸后含水煤样的残余瓦斯含量小于干燥煤,在4%~10%含水率,随着含水率升高,残余瓦斯含量逐渐降低;针对晋城矿区永红煤矿的无烟煤,自吸水分对瓦斯解吸整体上表现为促进作用,水分对瓦斯解吸的影响是置换效应与水锁效应综合作用的结果。     

板片俯冲过程中Co、Ni的分布及迁移特征——以西南天山为例

在板片俯冲过程中, 基性洋壳、下伏蛇纹石化岩石圈地幔和覆盖在俯冲洋壳上的大洋沉积物在不同深度会依次发生板片脱水作用和沉积物熔融, 形成的俯冲带熔/流体可携带某些元素交代地幔楔, 进而通过弧岩浆作用返回地壳。同时, 俯冲板片内不同组分之间也会发生化学成分的迁移和交换, 并最终进入深部地幔, 造成地幔不均一性和不同程度壳幔相互作用。本文报道了我国西南天山典型高压-超高压变质带中蛇纹岩、辉石岩、绿片岩、蓝片岩和榴辉岩内各矿物相的主量元素及Cu、Co、Ni含量数据。结果表明, 除辉石岩中透辉石的Cu含量较高(1.26×10^-6~76.9×10^-6)外, 其它硅酸盐矿物的Cu含量均在1.0×10^-6~10.0×10^-6左右; 而Co和Ni在不同岩性及不同矿物之间显示较大的含量差异: 蛇纹岩中蛇纹石的Co和Ni含量分别为22.6×10^-6~49.6×10^-6和482×10^-6~1097×10^-6, 榴辉岩中绿辉石的Co和Ni含量分别为6.0×10^-6~66.2×10^-6和21.6×10^-6~506×10^-6, 辉石岩中透辉石的Co和Ni含量分别为20.8×10^-6~289×10^-6和69.5×10^-6~351×10^-6, 蓝片岩中蓝闪石的Co和Ni含量分别为9.0×10^-6~94.3×10^-6和75.5×10^-6~495×10^-6。绿片岩、蓝片岩和榴辉岩中均含石榴子石, Co、Ni含量变化范围分别为1.2×10^-6~134×10^-6和7.7×10^-6~26.9×10^-6。相较于绿片岩, 蓝片岩和榴辉岩中石榴子石的Co、Ni含量较高。矿物成分剖面分析表明, 蓝片岩和榴辉岩的石榴子石中由核至边Co含量明显增加, 而Ni含量无太大变化。这些矿物中Cu、Co和Ni的分布特征揭示, 随着板片持续俯冲深度的增加, 变质作用程度从绿片岩至榴辉岩, 硅酸盐矿物中Cu含量几乎不发生变化, 而Co和Ni的含量显示升高的趋势, 这可能与蛇纹岩和辉石岩的参与程度有关, 也显示Co具有较强的熔流体活动性和可迁移性。三种元素的迁移特征和变化规律表明俯冲板片对产于俯冲带的富Cu矿床中金属Cu的贡献可能主要来自于其中的硫化物而非硅酸盐矿物, 残余板片中硅酸盐矿物的熔融可能对俯冲结束后形成的岩浆Cu-Ni硫化物矿床提供Ni和Co元素的贡献。结合西南天山高压-超高压变质带所揭示的俯冲熔/流体的还原性特征, 上述推论可为解释中亚造山带南缘古生代斑岩铜矿, 尤其是还原性斑岩铜矿的发现, 并对岩浆铜镍硫化物矿床的时空分布和成矿特征提供重要制约。

     

敦煌地块大水峡北晶质石墨矿床地球化学特征及成因意义

大水峡北晶质石墨矿床位于阿尔金大断裂北侧的敦煌地块, 是新近发现的大型晶质石墨矿床。石墨矿体主要赋存于二云石英片岩中, 晶质石墨具有典型的条状或鳞片状构造。目前该矿床的研究仅限于基础地质方面, 其成因尚不清楚。本文对大水峡北晶质石墨矿床开展了岩石学和地球化学的研究, 结果表明, 本次分析的大水峡北晶质石墨矿床样品总体呈高硅、低碱、贫钙的特点。其中, 含石墨矿样品V/Cr=8.00~11.14, U/Th=0.45~1.13, 指示其形成于缺氧的还原环境; 而矿体围岩Ni/Co比值为1.44~17.61, 指示其形成于富氧的氧化环境。所有分析样品的Eu负异常明显, δEu=0.60~1.00;∑REE含量偏高, 具有轻稀土相对富集的特征。此外, 二云石英片岩型晶质石墨矿石的原岩以砂质岩和杂砂岩为主, 围岩二云石英片岩的原岩为页岩和粘土岩。样品除斜长角闪岩外全为副变质岩, 这些副变质岩的古沉积环境为干燥气候条件下富氧的海陆交互相环境, 其古水体介质主要为盐度较高的半咸水环境。石墨矿石δ¹³C=-22.4‰~-22.3‰, 围岩大理岩δ¹³C=-6.3‰~-2.4‰, 表明成矿碳质来源主要为有机碳, 并混入部分无机碳。大水峡北晶质石墨样品拉曼谱峰相似, 拉曼谱峰特征显示石墨的结晶程度较高, 结晶温度为565℃。构造活动和热事件是研究区石墨矿床形成的重要因素, 初步认为大水峡北晶质石墨矿床属于区域变质型石墨矿床。

     

基于模糊数学的广东大宝山矿横石河下游土壤重金属元素污染评价

对广东大宝山矿横石河下游地势平坦的农耕区上坝村表层土壤中6种重金属元素进行测试分析,并构建模糊数学污染评价模型对重金属的污染程度进行评价。结果显示,研究区土壤受到重金属Cd、Cu、As的复合污染,显示为重度污染,Cd污染最为严重,Cu、As为轻度污染,传统的综合污染指数和内梅罗综合污染指数评价显示为轻度和重度污染。模糊数学污染评价法有多个影响因子引入,更加符合矿区及周围地区重金属污染的现状,因而能够在矿区及周边地区土壤重金属的污染评价中得到应用,该方法基于传统的污染评价法进行优化和改良,因此具备良好的可操作性和广泛的适用性。