河流活性物质入海通量:概念与方法

河流水体中呈溶解态和悬浮物结合态的元素活动性强,具有生态环境意义,查明其入海通量是当前生态地球化学评价的重要任务。通过总结前人的相关研究成果,确定了影响河流水体悬浮物的浓度及其矿物、化学组成的主要因素。从沿海经济带区域生态地球化学评价的实际需要出发,拟定了开展中国主要入海河流水溶态和悬浮物结合态元素入海通量调查的基本框架。     

后撤式逆冲推覆断层成因机制及物理模拟——以准噶尔盆地西北缘克-百断裂带为例

位于准噶尔盆地西北缘中段的克-百断裂带,晚二叠世以来发育了一系列后撤式逆冲断层。长期以来,关于克-百断裂带高角度逆冲断层的成因机制一直处于争论当中,后撤式逆冲断层的物理模拟在国内尚未见文献报道。论文通过地震解释研究了克-百断裂带的构造变形特征及其演化阶段;应用断层"活动性系数"理论,半定量地描述了挤压条件下断层"活动性系数"、摩擦系数与断层倾角之间的关系,证明了挤压条件下也能形成高角度逆断层;结合"造山楔"理论解释了后撤式逆冲断层的成因机制。研究认为,克-百断裂带后撤式逆冲断层是印支期、燕山期持续挤压和扎伊尔山隆升效应综合作用的产物:挤压过程中发生"泊松效应",随着断层倾角增大,断层面上的正压力迅速增大、"活动性系数"降低,当倾角增大到一个临界值后断层停止活动,形成高角度的逆断层;同时扎伊尔山隆升造成挤压应力上移,为断层的后撤奠定了基础。最后利用砂箱物理实验模拟了克-百断裂带后撤式逆冲断层的形成过程。     

有色示踪剂模拟槽实验图像分析法

图像分析法是处理有色示踪剂模拟槽实验结果的常用方法之一。本文以食用亮蓝为示踪剂,从污染物的检测精度和污染羽描绘的准确度两个方面将图像分析法与传统取样法进行对比,并利用Matlab编程对模拟槽内的污染物贮存质量进行定量计算。结果表明,与传统取样法结果相比：图像分析法的检测精度可提高1个数量级;污染羽的描绘准确度至少可提高3%左右,在实验所设置的非均质条件下可提高17%左右。利用自行编制的Matlab程序对本实验模拟槽内贮存亮蓝质量进行计算可得,当剖分格数为3 700²（1 369万）时,亮蓝贮存质量的计算值最接近实测值,最小误差仅为0.5%。综合来讲,图像分析法是一种准确度高、空间分辨率高的信息采集和处理手段,可实现对非均质地层中有色示踪剂运移过程更为精细的描述。     

质量传输和同位素交换:流动几何学和交换机制

耦合的质量传输和动力学限制的同位素交换模型综合考虑了平流、扩散、热液弥散 ,以及岩石与水之间的不平衡同位素交换等项因素。把耦合模型应用于 2个构造环境下的古热液系统 ,进而解释稳定同位素数据。对于造成环绕浅成侵入岩体分布的18O亏损环带的流体的流动几何学 ,以及浅部正断层流体流动的几何学 ,耦合模型提供了不同于单一同位素交换模型的解释。耦合模型也提供了关于同位素相对交换速率和同位素交换机制的信息。结果表明 ,断层带的动态重结晶促进了表面反应 ,进而便利了同位素交换 ;在化学不反应性和未变形的矿物中 ,同位素交换可能受制于固态条件下的扩散。     

气相色谱-三重四极杆质谱法测定地下水中44种有机物污染物

地下水中有机氯、多环芳烃、邻苯二甲酸酯等半挥发性有机污染物对生态环境和人体健康带来潜在威胁,开发高效、准确、快速的检测方法具有现实意义。通过液液萃取、固相萃取等方式将水中有机污染物分类萃取,利用气相色谱、气相色谱-质谱、液相色谱-质谱等方法测定,不能在满足低检出限的同时测定多种类别有机污染物。本文建立了一种改进的QuECHERS方法,即在水样中加入少量有机溶剂振荡后直接取有机相,无需净化,利用灵敏度更高的气相色谱-三重四极杆质谱仪多反应监测模式(MRM)进行定性、内标法定量,实现了44种有机污染物的同时测定。实验优化了质谱条件,对比了不同溶剂的提取效果以及传统方法和QuECHERS的优缺点。结果表明:44种有机物在1～200μg/L范围内线性关系良好,各有机物的检出限和回收率均满足要求。本方法具有前处理简单、检出限低、邻苯二甲酸酯类本底低、多类有机物同时测定等优点,可应用于地下水中痕量有机物的测定和评估。     

Determination of Ga,Ge, Mo,Ag, Cd,In, Sn,Sb, W,Tl and Bi in USGS Whole‐Rock Reference Materials by Standard Addition ICP‐MS

A procedure for determining a wide range of chalcophile and siderophile elements in typical crustal rocks using standard addition and ICP‐SFMS (inductively coupled plasma sector field mass spectrometry) is presented. New results for Ga, Ge, Mo, Ag, Cd, In, Sn, Sb, W, Tl and Bi abundances in USGS whole‐rock reference materials AGV‐2, BHVO‐1, BIR‐1, G‐2, GSP‐1 and W‐2 are reported using this analytical procedure. Intermediate precision of means based on multiple dissolved aliquots of each USGS reference material was 10% RSD or better for Ga, Ge, In and Sn in all, and similarly good for Ag, Cd, Sb, Tl and Bi in most reference materials. Poorer intermediate precision of Mo and W measurements in several reference materials is probably due to higher analytical blanks on these elements and powder heterogeneity due to a sulfide‐related nugget effect in the specific case of Mo in GSP‐1. Results for all elements fell within the range of available published data with the exception of Ag, which yielded systematically higher concentrations than found in the literature for five of the six reference materials, likely reflecting interference from unresolved polyatomic species.     

花岗岩定量分类方法及与成矿空间相关关系分析 ——甘肃省西秦岭地区为例

以Q型系统聚类分析(以组内连接为聚类方法,相关性为计算模型)和判别分析交替使用的方法,对甘肃省西秦岭地区花岗岩样本中的11个氧化物测试数据进行定量处理,构建起"甘肃省西秦岭地区花岗岩(氧化物)定量分类系列模型",将西秦岭地区花岗岩分为3大类共8小类。分类结果偏重于找矿分类,依据其与西秦岭地区铜矿、铅锌矿、金矿等依据空间关系(距离岩体3 km以内),寻找"成矿相关岩体",确定找矿靶区。     

节理岩体结构面产状的动态聚类分析

节理岩体结构面的优势产状是进行Mnote-carlo模拟和岩体稳定性分析的基础。玫瑰花图、等密度图等传统的图形分析方法比较粗糙,其结果只是相对的优势组数划分,无法准确地给出结构面的优势产状,使得分组结果在实际中应用不便。为弥补上述不足,采用改进的动态聚类分析方法,构造空间直角坐标系,以结构面的单位法向量表示其产状,并根据球面上两点之间的球面距离对结构面产状进行分类判定。将该方法应用于三峡库区巴东新县城铜盆溪桥东头高切坡结构面优势产状分析中。结果表明,采用改进动态聚类分析方法结果可靠,分类合理,可以较准确地确定结构面的优势产状。     

大气污染物SOx输送方程的尺度分析

文中用量纲分析方法分析了控制大气污染物输送方程的动力学特性。提出了 6种反映大气污染物输送过程中各种动力、物理和化学过程相对重要性的动力学参数。并以硫氧化物为例进行了各参数量级大小分析 ,尤其对 3种起汇作用 (去除机理 )的机理 (化学转化、干沉降和湿清除 )在不同尺度大气污染过程中的作用进行了详细分析。结果表明 :在一般情况下 ,SO2 的气相化学作用小于干沉降和湿清除的作用 ;干沉降作用很依赖于模式最底层厚度的选取 ;在有降雨时湿清除作用一般较大。文中还对大气污染物SOx 输送方程各项特征量的量级作了分析对比 ,得出了控制不同尺度大气污染物输送过程的零级近似方程和一级近似方程 ,并指出了这些方程的基本特征     

北京721特大暴雨极端性分析及思考（二）极端性降水成因初探及思考

本文是“北京7.21特大暴雨极端性分析及思考”的第二部分,第一部分“观测分析及思考”对此次过程的降水特点、水汽特点、中尺度对流系统（MCS）的环境场条件和发生发展过程进行了分析,指出这是一次极端降水过程。本文进一步从影响降水的因子：降水效率、水汽、上升运动、持续时间等方面进一步探讨极端性降水的成因,所用资料为业务中常用的模式分析和各种观测资料。分析表明,本次过程为典型华北暴雨环流形势,其中高层气流辐散区与低层低涡切变线的耦合是直接诱因;较高的环境相对湿度和湿层较厚,较低的抬升凝结高度和自由对流高度以及热带降水性质提高了本次过程的降水效率;异常大的水汽含量（可降水量达60－80mm）及与其相关的物理量异常,可作为判断极端降水的重要因子;环境大气具有中下层条件性不稳定,上层湿中性层结特性,CAPE值中等,同时上层干侵入增加了对流不稳定,有利于上升运动发展;低涡切变线及华北地形共同触发了MCS的在暖区生成发展;低涡北跳、MCS后向传播特性使暖区MCS东移速度慢,形成“列车效应”,造成降雨持续时间长。本文最后探讨了极端降水的预报思路。