欧洲地区不同温室气体背景下土地利用/覆盖变化的气候效应

通过温室气体排放和土地利用/覆盖变化,人类活动对气候变化产生显著影响。为了探究在不同温室气体浓度（Greenhouse gas concentration,GHG）背景下,相同的土地利用/覆盖变化（Land Use and Land Cover Change,LULCC）对于欧洲区域气候的影响差异,采用CESM（Community Earth System Model）耦合模式进行了模拟研究。研究发现,在1850年温室气体浓度背景下,土地利用/覆盖变化导致欧洲中东部地区降水显著增加,而在2000年温室气体浓度背景下,土地利用/覆盖变化导致欧洲中东部地区降水减少。温室气体增加后,LULCC导致该地区对流层低层大气环流由辐合变为辐散,气温以及大气水汽含量降低,这些变化能较大程度的改变LULCC对区域降水的净影响力。     

微生物矿化作用改善岩土材料性能的影响因素

基于微生物诱导碳酸钙沉淀作用（MICP）的土体改性技术近年来在岩土工程领域引起了人们的广泛关注。该技术在改善岩土材料的强度、刚度、抗液化、抗侵蚀及抗渗透性等性能的同时,还能维持土体良好的透气性和透水性,改善植物的生长环境。由于微生物矿化作用涉及一系列生物化学和离子化学反应,固化过程中的反应步骤较多,因此,MICP固化效果受许多因素的制约与影响。基于大量文献资料,系统总结了细菌种类、菌液浓度、温度、pH值、胶结液配比及土的性质等关键因素对微生物改善岩土材料性能的影响,讨论了这些影响因素的优化方式和未来的研究方向,主要得到了以下几点结论：菌种类型、菌液浓度、温度、pH、胶结液性质会从微观上影响碳酸钙的晶体类型、形貌和尺寸,进而在宏观层面影响岩土体的胶结效果;菌液浓度尽可能高、温度在20～40℃间、pH值在7.0～9.5左右、胶结液浓度在1 mol/L以内的因素条件对微生物加固岩土体具有较好的效果。上述范围内的低温、较高的pH值、低浓度胶结液有助于提高土体的抗渗性,而高温、较低的pH值以及中高浓度胶结液有助于提高土体的强度;MICP加固土体的有效粒径范围为10～1 000 ?m,相对密度越大、级配越好则加固效果越好。分步灌浆法、多浓度相灌注法及电渗灌浆法有助于提高土体固化均匀性,0.042 (mol/L)/h以下的注浆速度有利于提高胶结液利用率,砂土试样的灌浆压力一般在10～30 kPa之间,粉黏土试样的灌浆压力不宜超过110 kPa,过高的灌浆压力会破坏土体结构,降低固化效果。     

西藏多龙矿集区典型矿床(点)矿化特征与成矿作用对比研究

西藏多龙矿集区是近年来中国新发现的具有世界级潜力的铜金矿集区。该矿集区现已查明多不杂、波龙、拿若和铁格隆南4个大型-超大型矿床,并新发现地堡那木岗和拿顿矿点。文章对上述矿床(点)脉体、蚀变、矿化和流体特征开展了系统研究和对比。结果表明,多不杂、波龙和拿若矿床矿化类型以斑岩型为主,同时钾硅酸盐化、绢英岩化、青磐岩化等蚀变广泛发育,而铁格隆南矿床除上述蚀变类型外,还叠加有高级泥化蚀变,并发育与之相关的浅成低温热液型矿化。根据脉体特征对比和流体包裹体温压计算推测,上述4个矿床矿化类型的差异可能由剥蚀深度的差异所引起(前三者剥蚀深度约为2～3 km,后者约为1～1.5 km)。此外,地堡那木岗矿点蚀变类型以绢英岩化、泥化为主,该矿点发育与斑岩型金矿中类似的深色条带状石英脉,指示该地区可能存在斑岩型金矿。拿顿矿点为典型的高硫型浅成低温热液型矿化,铜金矿体赋存于角砾岩筒中。野外地质调查表明,上述矿点地表蚀变岩盖(Lithocaps)发育,并且蚀变岩盖空间分布位置与下伏铜金矿体表现出良好的匹配关系,可有效地指导找矿勘查工作。流体包裹体实验进一步表明,铜金元素在斑岩型矿化中的沉淀可能与温度降低和氧逸度的变化有关,而在浅成低温热液型矿化中的沉淀则受控于温度的降低和流体的不混溶作用。最后,在前人年代学研究基础上,结合本次实验结果构建了该地区与成矿作用有关的时空演化模型。     

平面P波入射下浅埋平行双洞隧道注浆加固减震机制

地震动作用下小净距隧道双洞之间存在动力放大效应,依托某强震区小净距盾构隧道工程,基于傅里叶贝塞尔级数展开法,给出了平面P波垂直入射下地下半空间弹性介质中圆形双洞复合式衬砌洞室动应力解析解,深入研究了洞室间距、隧道全环注浆加固参数对衬砌动应力集中的影响。研究表明：洞室间距对衬砌的动应力有显著影响,随着洞室之间距离减小,左右洞室衬砌动应力明显放大;2.5倍洞径可以作为双洞洞室动力临界净距,当洞室间距小于2.5倍洞径时,应进行抗减震设计;注浆全环加固隧道周边土体,可以明显降低衬砌动应力,随着注浆加固区土体刚度增加,衬砌动应力幅值减小;结合工程实际,建议注浆加固区厚度取0.5倍的洞室半径值,加固区岩体和围岩剪切波速度之比取1.2。     

养护龄期和铅含量对磷酸镁水泥固化/稳定化铅污染土的固稳性能影响规律及微观机制

采用磷酸镁水泥（MPC）对铅污染土进行固化/稳定化处理。基于无侧限抗压强度试验、渗透试验和浸出试验,研究了养护龄期和铅含量对污染土固稳性能的影响规律。试验结果表明：固化土的强度随养护龄期增加而增大,渗透系数和浸出浓度减小,7 d龄期的固化土强度和浸出浓度分别为0.36 MPa、1.75 mg/L,均满足环境安全标准;铅含量对固化土的强度及渗透特性的影响均存在临界值,为500 mg/kg。铅含量低于临界值时,固化土的强度随着铅含量的增加而增加,渗透系数随着铅含量的增加而减小。浸出浓度随铅含量的增加而增加,但浸出浓度均低于浸出安全标准。压汞试验结果表明,随养护龄期的增大,固化土孔隙体积减小,铅含量不超过临界值时,固化土孔隙体积随着铅含量的增大而减小。扫描电镜试验结果表明：随着养护龄期的增加,土颗粒团聚化越明显,胶结程度加强;铅含量不超过临界值时,土颗粒团聚体增多。镁钾磷酸盐晶体（MKP）主要通过减少孔径大于0.1 ?m的孔隙体积来影响固化土的渗透特性。     

Metasomatic alteration of chromite from parts of the late Archaean Sittampundi Layered Magmatic Complex (SLC), Tamil Nadu,India

Chromite deposits associated with layered anorthosite complexes in the Archaean high-grade terranes are rare in the world. The late Archaean Sittampundi Layered Magmatic Complex, Tamil Nadu, India is one of the few such deposits in the world where layers of Fe-Al rich chromites are associated with extremely calcic (An>95) anorthosite. ‘Frozen in’ magmatic mineralogy of the chromitite and the enclosing anorthosite suggest successive crystallization of chromite + clinopyroxene and chromite + clinopyroxene + anorthite from a hydrous Al-rich basaltic melt that was emplaced in a suprasubduction zone setting. Intense deformation and upper amphibolite facies metamorphism at ∼2.45 Ga converted the magmatic assemblages to hitherto unreported hornblende + gedrite + Mg-Al rich spinel ± chlorite bearing assemblages. During metamorphic reconstitution, chromite was pseudomorphically replaced by green spinel in the domains rich in secondary amphiboles. Mass-balance calculation and algebraic analyses of the observed mineralogy suggest that a number of chemical species including chromium became mobile during the formation of spinel pseudomorph in response to infiltration driven metamorphism. Aluminium became mobile in the length scale of chromite grain but remained immobile in the length scale of a thin section.     

Extension of Haskind's relations to cylindrical wave fields in the context of an interaction theory

The Direct Matrix Method Interaction Theory (IT) proposed by Kagemoto and Yue [1] speeds up the computation of hydrodynamic coefficients for large arrays of bodies when compared to direct calculations using standard Boundary Element Method (BEM) solvers. One of the most computationally expensive parts of the matrix method is the calculation of two hydrodynamic operators, known as Diffraction Transfer Matrix (DTM) and Radiation Characteristics (RC), which describe the way an isolated geometry scatters and radiates waves, respectively. A third operator, called Force Transfer Matrix (FTM), was introduced by McNatt et al. [2] to facilitate the calculation of the forces exerted on the bodies. In this paper, a novel set of relations between the FTM and RC components is obtained using the Kochin functions specific to the cylindrical basis solutions. They extend the classical Haskind's relations, valid with incident plane waves, to the cylindrical components of the scattered and radiated fields. Moreover, an alternative demonstration of the identities is given, which does not rely on the far-field asymptotic representation of the potential. Additional expressions are provided that relate the hydrodynamic coefficients and the RC for isolated bodies as well as for arrays, and numerical checking of the derived mathematical expressions is presented. These new relations can be used to speed up calculation of the hydrodynamic operators required for the use of the IT and to test its accuracy.     

伶仃洋洪季悬沙平面分布特征及成因探讨

基于伶仃洋河口2007年洪季（8月）潮流和泥沙现场观测资料,通过实测资料分析结合二维泥沙数值模型的方法,分析其悬沙浓度平面分布特征。结果表明,悬沙浓度从伶仃洋湾顶虎门至湾口沿西槽向海在纵向上呈现出先减小再增大后减小的变化趋势;横向上,西槽最大,东槽和中滩次之;内伶仃岛西北侧海域为含沙量高值中心。悬沙纵向输移机制分析表明,伶仃洋洪季输沙主要贡献项为平流向海输沙、潮汐捕集和垂向环流的向陆输沙,其中后两项在内伶仃岛附近的贡献较大。潮流、径流来沙、径潮强度对比以及地形边界作用为悬沙场平面分布差异的主要成因。     

1982-2016年北极开阔水域变化

近30年来,北极海冰覆盖范围大幅缩减,开阔水域也相应地发生显著变化。本文利用美国雪冰中心的海冰密集度产品以及美国海洋和大气科学管理局的海水表面温度数据产品,分析了1982-2016年北极开阔水域面积以及开阔水域季节长度的年际变化,并进一步探讨了海水表面温度对开阔水域时空变化的影响。结果表明北极开阔水域面积平均每年增加55.89×103 km2,海冰消退时间以平均0.77 d/a的速度在提前,海冰出现时间以平均0.82 d/a的速度在延迟,导致开阔水域季节长度以平均1.59 d/a的速度在增加。2016年达到了有遥感观测资料以来开阔水域面积和开阔水域季节长度的最大值,分别为13.52×106 km2和182 d。9个海区的开阔水域变化特征有一定的差异,对开阔水域变化贡献最大的有北冰洋核心区、喀拉海和巴伦支海。海水表面温度对开阔水域的变化有着重要影响,且影响的程度与纬度相关,即高纬度地区的海水表面温度对开阔水域的影响高于低纬度地区。     

大气CO2浓度升高对繁茂膜海绵滤食海水细菌能力的影响

通过模拟大气CO_2浓度升高,研究其对海绵滤食细菌功能的影响。在模拟大气CO_2浓度升高生态系统中,探究了大气CO_2浓度387、500、750和1 000mmol/mol环境下繁茂膜海绵(Hymeniacidon perlevis)滤食灭菌海水中大肠杆菌(Escherichia coli AS 1.1017)和灿烂弧菌(Vibrio splendidus)的能力。结果表明:在24 h实验期间,模拟大气CO_2从目前约387mmol/mol升高至500mmol/mol,繁茂膜海绵滤食大肠杆菌和灿烂弧菌效率提高了。当模拟大气CO_2 750mmol/mol时,繁茂膜海绵滤食海水中大肠杆菌和灿烂弧菌功能都下降了,说明繁茂膜海绵已经受到大气较高浓度CO_2损害。模拟大气CO_2为1 000mmol/mol时,繁茂膜海绵基本丧失了滤食海水中大肠杆菌和灿烂弧菌的功能。上述结果可为了解大气CO_2浓度对近岸海洋生态系统的影响提供科学依据。