中地壳的地球化学动力学和矿石成因

笔者重点进行了大于300℃——在近临界区至超临界区条件下的硅酸盐矿物与水反应动力学实验。矿物(钠长石Ab、透辉石Di、阳起石Act和磁铁矿Mt)的溶解反应动力学实验是使用流体通过叠层反应器的开放体系在25～400℃和22MPa下完成的。实验发现矿物在300℃至400℃范围,在跨越水临界点时出现反应速率的涨落。各种多金属氧化物硅酸盐与水反应时,各个元素溶解到溶液里的释放速率一般不一样,常称为一致溶解作用。但是,在近300℃变为一致溶解作用。实验发现在22MPa时硅酸盐矿物的最大溶解反应速率多是在300℃,如硅的最大释放速率是在300℃。其余元素如Na、K、Mg、Ca、Fe、Al等释放速率在<300℃22MPa时都高于硅的释放速率,在>300℃时硅的释放速率要高于其它元素的释放速率。确切地说,金属与氧之间的键的性质决定了它们(金属氧化物)与水之间反应速率。在一般情况下,Na-Obr,Ca-Obr,Mg-Obr,Al-Obr和Si-Obr的键桥(br),它们之间相对地由具有离子键性质逐步变为具有极性键的性质。由常温常压到亚临界区(300～374℃22MPa),再到大于临界点374℃、22MPa进入超临界区,水的性质随温度、压力变化。水由容易溶解离子键逐渐变为容易打破极性键。笔者还研究了黑钨矿、锡石(玄武岩、花岗闪长岩)与水在250～400℃条件下的反应动力学过程,得出了相同的结果。实验均发现在跨越水临界点时矿物(或岩石)与水反应的动力学涨落。这些实验结果可以用于说明中地壳上部的水/岩相互作用的特征。发生于中地壳的水、岩相互作用大多是在300～450℃和20～50MPa条件下进行的。各地区的地壳厚度不一,中地壳温度压力并不完全相同。模拟中地壳条件下水/岩相互作用实验,目的主要是研究矿物(或岩石)在300～450℃条件下反应动力学过程。已有热液矿床矿物流体包体数据表明:有一批矿床的主要矿石形成于300～500℃,低于NaCl H2O溶液临界线的条件。中地壳的流体处于由亚临界态跨越临界态,进入超临界流体太的演化过程。这种流体的性质变化会引起水/岩相互作用的反应动力学涨落和矿石大量沉淀。     

晋北娄烦吕梁群变质相带的划分及其成因研究

晋北娄烦吕梁群由一套经受过两期不同性质变质作用的泥砂质岩、基性火山岩和酸性流纹岩组成。早期为吕梁期变质作用,其结果使该区地层构造形迹总体上呈NE走向;晚期为西川河韧性剪切断裂所产生的区域变质作用,其结果使该区地层走向由早期的NE向扭转为近SN向,且使地层层序发生倒转,并与递增变质带的形成关系密切。选取该区中对变质温度和压力变化反映较敏感的原岩为泥砂质岩石的袁家村组和裴家庄组地层为研究对象,采用电子探针微区分析(EPMA)对沿地层走向上连续分布的特征变质矿物及矿物共生组合特征进行研究,并利用矿物对地质温度计估算该区不同采样点的变质温度和压力条件,对研究区进行变质相带的划分,确定各变质相带的变质温、压条件,并探讨其成因。研究结果表明,袁家村组和裴家庄组为等化学系列地层。沿该地层走向上:西川河断裂以北地区,从北向南,特征变质矿物绿泥石、黑云母、石榴石、十字石和蓝晶石依次规律出现;西川河断裂以南地区,红柱石和夕线石依次规律出现。根据特征变质矿物的空间分布规律、首次出现的地点及矿物共生组合特征,划分出5个变质带:绿泥石带、黑云母带、石榴石带、十字石-蓝晶石带和红柱石-夕线石带。这一完整的递增变质带可与苏格兰高地的巴罗型相媲美。矿物对地质温度计估算结果。     

太平洋SSTA同中国东部夏季极端降水事件变化关系的研究

基于中国东部1955—2004年233个台站逐日降水和NCEP/NCAR再分析高度场、风场、比湿、地面气压以及NOAA海表温度资料,运用SVD、合成分析等方法研究了太平洋SSTA同中国东部夏季极端降水事件之间的相互关系,结果表明:前期冬季太平洋SSTA同我国东部夏季极端降水事件的关系比较显著;前冬赤道中东太平洋是影响我国华北地区夏季极端降水事件的关键区,若前冬该海域海温发生异常,从冬到夏大气环流先后通过PNA(反PNA)和WP(反WP)遥相关型使得西太平洋副热带高压发生异常,进而使得华北夏季极端降水事件发生异常;前冬热带西太平洋是影响我国东北南部及江南地区夏季极端降水事件的关键区,若前冬该海域海温发生异常,从冬到夏105°~135°E的平均经向垂直环流圈发生异常,使得夏季东北南部与江南地区垂直运动发生异常,进而使得东北南部和江南夏季极端降水事件发生异常。     

Effect of strong magnetic field on chemical potential and electron capture in magnetar

The chemical potential of electrons in a strong magnetic field is investigated. It is shown that the magnetic field has only a slight effect on electron chemical potential when B<10¹¹ T, but electron chemical potential will decrease greatly when B>10¹¹ T. The effects of a strong magnetic field on electron capture rates for ⁶⁰Fe are discussed, and the result shows that the electron capture sharply decreases because of the strong magnetic field.     

连云港临洪河口水体中重金属的化学形态与分布特征研究

对连云港海域临洪河口水体中重金属元素Cu,Zn,Pb,Cd的主要存在形态及悬浮颗粒态重金属元素的赋存形态进行了分析。结果表明:悬浮态重金属Cu,Zn,Pb,Cd的含量在调查海域内空间分布基本均衡,Zn、Cu、Cd主要以溶解态形式存在,而Pb则主要以颗粒态形式存在。对悬浮态重金属元素的赋存形态分析表明,Cu主要富集在有机-硫化物态、Zn主要富集在残渣态、Pb主要富集在铁锰氧化物态和碳酸盐结合态、Cd主要富集在可交换态和碳酸盐结合态。     

海绵内生真菌胞外多糖理化性质及自由基清除活性研究

从1株海绵内生真菌(Alternaria sp.)链格孢菌的发酵液中提取胞外多糖,对其进行Q Sepharose FF离子交换色谱分离纯化,得到2个组分JJY-W和JJY-S。运用各种化学方法及波谱方法对JJY-W和JJY-S的理化性质及结构进行分析,并对多糖清除自由基活性进行了评价。结果表明,JJY-W和JJY-S的分子量分别为1.4KD和1.8KD;JJY-W以半乳糖、葡萄糖为主,含有少量甘露糖,摩尔比为:甘露糖∶葡萄糖∶半乳糖=1∶2.5∶11。JJY-S以甘露糖、葡萄糖为主,含有少量半乳糖,摩尔比为:甘露糖∶葡萄糖∶半乳糖=3∶2∶1。JJY-W总糖含量为46.3%,未检测出糖醛酸,蛋白含量为2%。JJY-S总糖含量为52%,糖醛酸含量为6.1%,蛋白含量为14%。活性分析表明,2种多糖均具有一定的体外抗氧化活性,并随着浓度的增加清除自由基能力均增强,JJY-W清除DPPH自由基的活性要强于JJY-S,而JJY-S清除OH.自由基的活性要强于JJY-W。     

印度河上游Bagrot山谷降水稳定同位素变化及与水汽来源的关系

利用2015年8月至2016年7月在印度河上游流域Bagrot山谷降水稳定同位素（δ18O和δD）观测结果以及当地气象资料,利用同位素示踪及统计分析方法,并结合HYSPLIT模型,对研究区降水稳定同位素变化特征、大气水线以及水汽来源进行了分析。结果表明,观测期间Bagrot山谷降水稳定同位素的季节变化明显,δ18O与δD秋冬季偏低,春夏季偏高,且与气温变化一致,存在显著的温度效应,而降水量效应不明显。而且发现,研究区局地大气水线截距和斜率均低于全球的,反映了降水过程中云下二次蒸发作用较为强烈,特别是,不同的降水形态导致该研究区局地大气水线的斜率和截距不同。当液态降水（降雨）发生时,由于在较为干旱的气候环境下,雨滴在降落的过程中受到二次蒸发相对较强,使得局地大气水线的斜率和截距偏低;而当固态降水（降雪）发生时,由于温度较低,受再循环水汽和二次蒸发的影响较小,导致局地大气水线的斜率和截距均偏高。Bagrot山谷及其周边地区,从南到北局地大气水线的斜率相差不大,而其截距总体上随着纬度升高而降低,可能与云下二次蒸发导致稳定同位素发生的不平衡分馏逐渐强烈有关。通过Bagrot山谷站点降水稳定同位素观测结果并结合HYSPLIT模型的后向追踪,研究还发现,研究区全年主要受西风环流以及局地环流的影响。但与研究区以北的临近站点（慕士塔格、和田等）相比有所不同,由于Bagrot山谷位置更靠南,其仍然偶尔受到来自南方的海洋性水汽影响。这一研究结果可能对该地区树轮稳定同位素记录的解译具有一定的指示意义。     

内蒙古干湿环境演变与地区生态建设优势气候背景分析

通过内蒙古地区近46 a降水和潜在蒸散量以及湿润度在气温突变前后的倾向率和差值变化分析,得出该区域主要植被类型干湿环境演变的时空变化特征。研究结果表明：降水在气温突变前“东增西减”,突变后呈相反的变化趋势。46 a降水倾向率增加区域主要集中在呼伦贝尔市东部和乌兰察布市以西大部地区;潜在蒸散量在气温突变前呈减少趋势,突变后有增加趋势,突变后潜在蒸散量明显小于突变前。内蒙古46 a潜在蒸散量倾向率大部地区偏小,偏大区域仅存在于中东部偏北地区,气温突变后全区大部地区存在明显的“蒸发悖论”;大兴安岭西麓和乌兰察布市以西地区突变后湿润度增加明显,暖湿的气候环境有利于当地植被建设和生态恢复,内蒙古东南部、呼伦贝尔草原和锡林郭勒盟草原区有暖干化趋势,上述草原区存在潜在退化风险。     

1997—2017年塔克拉玛干沙漠腹地降水特征

利用塔克拉玛干沙漠腹地塔中气象站1997—2017年逐日和逐时降水资料,分析塔克拉玛干沙漠腹地降水日变化特征、极端强降水特征及其天气背景。结果表明：1997—2017年研究区降水量呈增加趋势、降水日数呈减少趋势,大雨雨量和雨日明显增加,降水呈增强演变。降水多见于6月,最大雨强为8.4 mm·h^-1。降水量日变化呈多峰特征,降水量最大值出现在23：00,06：00是降水频次最多时刻。降水强度和降水频次对降水量作用不同,午后至前半夜强度大,频次少;而后半夜至清晨频次多,强度小。降水以短历时降水为主,其中1～3 h的短历时降水对总降水量贡献率高达61.76%。日降水和小时降水的99百分位强度阈值分别为15.3 mm·d^-1和6.0 mm·h^-1,大于90百分位极端降水量占总降水量贡献率近半。极端强降水天气发生在南疆盆地受北纬40°以南低槽、切变槽或弱的气旋式风场控制地区,南疆盆地提前增湿,民丰850 hPa比湿接近或超过10 g·kg^-1的背景下,降水连续性较差,多中小尺度引发局地短时降水。     

小叶锦鸡儿(Caragana microphylla)群落蒸散发模拟

基于2016、2017年生长季原位气象监测数据,利用Shuttleworth-Wallace(S-W)模型模拟了科尔沁沙地主要固沙植物小叶锦鸡儿(Caragana microphylla)群落的蒸散发,对蒸散组分进行了拆分,并利用涡度相关系统对模拟蒸散发值进行了验证。结果表明:2016、2017年生长季小叶锦鸡儿群落蒸散发量分别为345.4、325.2 mm,土壤蒸发量分别为93.8、83.8 mm,植被蒸腾量分别为251.6、241.4 mm,土壤蒸发占总蒸散发分别为27.2%、25.8%。30 min尺度上模拟值与实测值一致性较高,模拟精度大体表现为晴天>阴天>雨天。持续干旱和降水后,小叶锦鸡儿蒸腾耗水规律明显不同,持续干旱时期小叶锦鸡儿保持较低的蒸腾耗水,且具有明显的"午休"现象,连续降水后小叶锦鸡儿"午休"消失,蒸腾耗水增强。饱和水汽压差是影响小叶锦鸡儿蒸散发的主要因子。