北京市北运河沉积物对氮、磷的吸附/解吸动力学特征

选取北运河土沟、榆林庄及和合站3个典型河道断面,进行河道0~60 cm深度沉积物对氨氮、磷酸盐的吸附/解吸批平衡静态试验研究,采用多种动力学模型分析北运河沉积物对氮、磷的吸附/解吸动力学特性,提出适用于北运河沉积物吸附/解吸特性的动力学模型,并对模型参数的主要影响因素进行探讨.结果表明:1)北运河典型断面各深度的沉积物对氨氮和磷酸盐的吸附/解吸过程总体呈现3个阶段:快反应阶段—慢反应阶段—平衡阶段;在0~0.5 h的快反应阶段可完成吸附或解吸总量的60%,且对氮、磷的吸附速率大于解吸速率.2)北运河各断面对氨氮与磷酸盐的平衡吸附量表现为S(榆林庄)S(土沟)S(和合站);对氨氮的平衡解吸量表现为S(土沟)S(榆林庄)S(和合站),对磷酸盐的平衡解吸量表现为S(和合站)S(土沟)S(榆林庄),沉积物对氨氮和磷酸盐的吸附以化学吸附为主,平衡吸附与解吸量随断面深度的增加而减小,0~20 cm表层沉积物对氮、磷的吸附能力较强.3)Lagergren二级动力学模型对各深度沉积物的吸附/解吸过程拟合最优,模型参数公式为k2=S-0.369max+0.163;qe=0.022 Smax+18.077 Kf+41.947.通过模拟得出在400 mg/L氮、磷浓度下吸附于沉积物中的氮、磷污染物会随着解吸过程释放52%~80%的氨氮和6%~42%的磷酸盐,可能不仅二次污染上覆水体,还随河水下渗从而对地下水质形成潜在污染风险.     

塔里木盆地东北缘晚新生代钻孔岩心磁性地层年代学及其构造意义

塔里木盆地的高分辨率沉积记录对于理解青藏高原隆升、亚洲内陆干旱化乃至全球气候变化至关重要.建立可靠的地层年代标尺对于研究塔里木盆地晚新生代沉积环境演化、构造运动及古气候变化具有重要意义.本文对塔里木盆地东北缘库尔勒地区的两个全取心钻孔ZK3（深500 m）、ZK5（深300 m）进行详细的磁性地层学研究,结果表明,ZK3孔中更新统底界为54.8 m,下更新统底界为167.0 m,上新统底界为432.0 m,钻孔底部年龄约为6.2 Ma,属上中新统上部;ZK5孔中更新统底界为64.7 m,下更新统底界为241.5 m,钻孔底部年龄约为3.2 Ma,属上上新统.基于上述磁性地层年代标尺,通过沉积速率分析发现ZK3孔在3.0—3.6 Ma之间沉积速率明显增大,反映了塔里木盆地北部天山在此期间的快速隆升.通过东西部多个盆地地质剖面沉积速率的对比分析发现,这期构造活动在区域上具有准同期活动特征,在时代上与晚中新世以来青藏高原快速隆升的时代一致,可能与青藏高原的隆升扩展效应有关.     

碎屑颗粒裂变径迹热年代学在沉积物源区剥露历史分析中的应用

沉积盆地中未遭受热重置的碎屑颗粒裂变径迹(FT)热年代学正成为山前冲断带蚀源区抬升-剥露过程及其与相邻盆地沉积作用关系研究的重要方法.对于未热重置碎屑岩样品的磷灰石(或锆石)单矿物颗粒裂变径迹年龄(FTGA)数据,采用高斯或二项式拟合方法可以获得样品中不同组分碎屑颗粒矿物的FT峰值年龄或称蚀源区抬升一剥露事件的FT封闭(冷却)年龄.已有的统计分析结果表明,抬升冷却矿物的FT封闭年龄(tc)与其剥露搬运至相邻盆地的沉积年龄(td)之间具有较好的线性关系(tc=A+Btd),二者的滞后时间(△t=tc-td≈tc-te,te为抬升冷却的碎屑颗粒矿物剥露到近地表的剥露年龄)构筑了蚀源区抬升冷却矿物FT封闭深度(Zc)与抬升剥露速率(E)之间的定量关系(E=Zc/△t)和不同碎屑颗粒的滞后时间与其沉积年龄之间相关变化的统计预测模型△t=A+(B-1)td.显然,滞后时间越短,造山带蚀源区的抬升剥露速率越大、物源供应越充分,山前带沉积一沉降作用趋于增强,反之亦然.     

雅拉香波穹隆韧性剪切带变形特征与剪切作用类型研究

雅拉香波变质核杂岩位于北喜马拉雅穹隆带东端，其拆离断层系的糜棱岩带构成了杂岩核部的外缘，带内主要变形岩石类型为石榴石千糜岩、糜棱状片麻岩和糜棱状花岗岩．糜棱状岩石中宏、微观韧性变形组构丰富，暗示区内存在多种显微变形机制：物质扩散迁移、晶内脆性破裂、粒内滑动及粒间滑动等，3种运动学涡度统计和计算结果表明：雅拉香波变质核杂岩拆离系的剪切作用类型是以简单剪切作为主的一般剪切；剪切带厚度变化为76％左右，属于减薄型：后期纯剪切应变速率比早期的有所增强，这可能与杂岩体核部岩浆岩后期上侵增强，穹隆进一步抬升和脆性垮塌下滑作用相关．     

两种测定树干液流方法的比较研究

流速率存在径向变化及两种方法的测定原理不同导致的.     

杭嘉湖地区土壤元素时空变化研究

以杭嘉湖地区1990年和2002年两批区域地球化学调查资料为依据,采用数理统计、图形分析等方法,识别并消除采样和分析误差的影响,研究土壤元素时空变化.结果显示,10多年来土壤中As、B、As、Cd、Cu、F、I、P、S、Sb、Se、Sn、Tl、v、Zn的平均相对累积率超过5%,局部性累积现象尤为突出,预示土壤环境质量面临的巨大压力.为有效监控土壤环境变化及其对农产品安全、生态系统的影响,应加强土壤重金属行为研究,建立土壤环境地球化学监控体系.     

五大连池老黑山火山钾质玄武岩结晶动力学研究

本文模拟了五大连池地区老黑山火山钾质响质碱玄岩熔岩在不同降温速率下从1150℃冷却到700℃橄榄石的结晶动力学过程,并从晶体粒度、晶体数量和晶体形态三方面研究了晶体结晶特征与降温速率之间的关系。结果表明:(1)晶体粒度分布(CSD)显示七组不同降温速率下的晶体粒度与布居密度均呈现较好的幂率关系,且幂律指数相近,斜率范围在3.69～4.42之间,这说明了晶体粒度分布对降温速率的依赖性并不显著。(2)随着降温速率由快变慢,晶体数量总体增长。当降温速率为0.0468℃/min时,晶体数量达到峰值。随后,结晶进入以退火合并为主的晶体粗化过程,直至结晶动力学达到平衡。(3)各降温速率下晶体形态呈现出分形特征,分形维数界于1.39～1.62之间,反映了新生晶体生长的自组织临界性。不同降温速率下的晶体边界复杂程度出现较大无规波动,显示出晶体形态对降温速率的高度敏感性。当降温速率为0.1℃/min时,晶体边界形态最复杂,当降温速率变慢到0.0468℃/min后,晶体边界形态的复杂程度趋于稳定。本项动力结晶实验对于深入了解五大连池新期火山熔岩流的运动机制以及动力结晶过程有重要的科学意义。     

长江口-杭州湾毗连海区的现代沉积速率

运用沉积地层同位素210 Pb、137Cs测年技术,估算长江口 杭州湾毗连海区的现代沉积速率。研究结果表明,以泗礁水道为界,东侧的马鞍列岛区受外海高盐水的顶托,长江来沙少,淤积缓慢;西侧至长江口、杭州湾海岸交汇点 (南汇咀 )之间水域,是长江泥沙扩散南下的主要通道。其中,受长江冲淡水次级锋和杭州湾锋面输沙影响的湾口浅滩区,沉积速率约 3cm/a;洋山港区,水深大于 20m的峡道区,受强动力作用而处于侵蚀状态,峡道两端出口的浅水区,沉积速率为0.3～ 1.6cm/a;马迹山港区,位于典型的峡道沿岸淤泥质陡坡,其沉积过程不稳定,正常沉积速率为 0.7～ 3.4cm/a,但常有快速淤积和地层滑塌流失现象发生.     

应力作用下岩石的化学动力学溶解机制研究

通过结合化学热力学及动力学、过渡态理论和岩石力学等方面的知识,建立了应力作用下岩石的溶解动力学模型,分析了应力作用对岩石固相物质活度及矿物溶解动力学速率的影响,探讨了应力作用下水岩相互作用机制。研究结果表明：岩石所承受应力与周围流体压力之间存在的应力差所产生的化学势差是应力作用下溶解反应的驱动力;应力的施加显著提高了岩石中固相物质的活度,由此加快了矿物溶解反应的动力学速率;应力作用下的岩石细观溶解机制可根据固液界面应力分配及优先溶解部位上的差别分别用水膜扩散模型或岛渠模型进行描述;应力作用下水岩相互作用存在着应力、化学与渗流的3场耦合问题：应力推动化学反应的发生,化学作用使得岩石表面的细观形貌发生改变,局部的应力分布及大小也随着形貌的变化而改变,进而影响化学反应发生的位置及进程,同时也改变渗流通道的演化规律