云南省癌死亡率与土壤环境中化学元素的关系

癌病严重危害人类生命。研究表明：土壤环境中微量元素与肿病发生发展以及治疗相关，个别地区的地方病与元素含量关系密切。对土壤中元素含量研究证实：云南癌死亡率低于全国平均水平。文章详细讨论云南9种频发、52种常见癌症与元素的关系。     

Surface analysis of pyrite in the No. 9 coal seam, Wuda Coalfield, Inner Mongolia, China, using high-resolution time-of-flight secondary ion mass-spectrometry

The chemical composition of pyrite in coal can be used to investigate its geological and mineralogical origin. In this paper, high-resolution time-of-flight secondary ion mass spectrometry (TOF-SIMS) was used to study the chemical composition of various pyrite forms in the No. 9 coal seam (S_t,d=3.46%) from the Wuda Coalfield, Inner Mongolia, northern China. These include bacteriogenic, framboidal, massive, cell-filling, fracture-filling, and nodular pyrites. In addition to Fe⁺ (⁵⁴Fe⁺, ⁵⁶Fe⁺, ⁵⁷Fe⁺), other fragment ions were detected in bacteriogenic pyrites, such as ²⁷Al⁺, Si⁺ (²⁸Si⁺, ²⁹Si⁺, ³⁰Si⁺), ⁴⁰Ca⁺, Cu⁺ (⁶³Cu⁺, ⁶⁵Cu⁺), Zn⁺ (⁶⁴Zn⁺, ⁶⁶Zn⁺, ⁶⁷Zn⁺, ⁶⁸Zn⁺), Ni⁺ (⁵⁸Ni⁺, ⁶⁰Ni⁺, ⁶²Ni⁺), and C₃H₇⁺. TOF-SIMS images show bacteriogenic pyrites are relatively rich in Cu, Zn, and Ni, suggesting that bacteria probably play an important role in the enrichment of Cu, Zn, and Ni during their formation. Intense positive secondary ion fragments from framboidal aggregates, such as ²⁷Al⁺, ²⁸Si⁺, ²⁹Si⁺, AlO⁺, CH₂⁺, C₃H₃⁺, C₃H₅⁺, and C₄H₇⁺, indicate that formation of the framboidal aggregates may have occurred together with clay mineral and organic matter, which probably serve as the binding substance. The intense ions of ²⁸Si⁺ and ²⁷Al⁺ from massive pyrites also suggest that their pores incorporated clay minerals during crystallization. Together with the lowest ²⁸Si⁺/²³Na⁺ value, the intense organic positive secondary ion peaks from cell-filling pyrites, such as C₃H₃⁺, C₃H₅⁺, C₃H₇⁺, and C₄H₇⁺, indicate that pyrite formation may have accompanied dissolution or disintegration of the cell. The intense P⁺ peak was observed only in the fracture-filling pyrite and the highest ²⁸Si⁺/²³Na⁺ value of fracture-filling pyrite reflects its epigenetic origin. Together with XRD and REEs data, the stronger ⁴⁰Ca⁺ in nodular pyrite than other pyrite forms shows seawater influence during its formation.     

煤层倾角与覆岩变形破裂分带

地下采煤中三带(冒落带、裂隙带、弯曲带)高度的判断是预测采空引起地表变形破坏程度的依据。在诸多的影响因素中, 煤层倾角是控制三带高度的最主要因素。建立在实测统计基础上的经验范围值用于三带高度的判断带有一定的人为性。急倾斜煤层中冒落带和裂隙带高度随煤层倾角变化的规律已被褐示[7].通过弹塑性岩石材料的非线性有限元模拟, 本文提出了利用应力重分布图判断中、缓倾角煤层采空区覆岩三带高度的方法, 并应用于实际工程。     

Element mobility during pyrite weathering: implications for acid and heavy metal pollution at mining-impacted sites

Based on back scattered electron images and electron micro-probe analysis results, four alteration layers, including a transition layer, a reticulated ferric oxide layer, a nubby ferric oxide layer and a cellular ferric oxide layer, were identified in the naturally weathering products of pyrite. These layers represent a progressive alteration sequence of pyrite under weathering conditions. The cellular ferric oxide layer correlates with the strongest weathering phase and results from the dissolution of nubby ferric oxide by acidic porewater. Leaching coefficient was introduced to better express the response of element mobility to the degree of pyrite weathering. Its variation shows that the mobility of S, Co and Bi is stronger than As, Cu and Zn. Sulfur in pyrite is oxidized to sulfuric acid and sulfate that are basically released into to porewater, and heavy metals Co and Bi are evidently released by acid dissolution. As, Cu and Zn are enriched in ferric oxide by adsorption and by co-precipitation, but they would re-release to the environment via desorption or dissolution when porewater pH becomes low enough. Consequently, Co, Bi, As, Cu and Zn may pose a substantial impact on water quality. Considering that metal mobility and its concentration in mine waste are two important factors influencing heavy metal pollution at mining-impacted sites, Bi and Co are more important pollutants in this case.     

中国南方下寒武统黑色岩系及其地质研究意义

黑色岩系是C、N、P、S、O和一些重金属的循环链,既是一种矿产资源,又是环境因素的良好载体.以我国南方下寒武统为例,讨论黑色岩系的地质研究意义,提出黑色岩系的重点研究方向.     

滑坡稳定性分析与安全系数取值研究

在地质灾害中,滑坡灾害分布最广、发生频率最高、危害最大,是我国地质灾害防治的主要对象。滑坡研究的主要任务之一是稳定性分析。论文针对三板溪水电站进水口滑坡和水布垭水电站大岩淌滑坡,分别采用刚体极限平衡法、块体单元法、有限单元法对稳定安全系数和条间推力分布曲线进行分析和比较,研究各种方法的差异和计算精度,以及各种方法稳定安全系数的取值标准,希望为水利水电工程边坡设计规范有关有限单元法、块体单元法条目的编写和相应的允许安全系数取值标准的制定提供一定的参考。研究结果表明:①块体单元法计算的安全系数与刚体极限平衡法计算的安全系数可以采用相同的取值标准,而有限单元法计算的安全系数取值标准可适当降低;②块体单元法计算的条间水平推力、条间剪切力与刚体极限平衡法(尤其是Sarma法)计算的条间水平推力、条间剪切力非常相近,有限单元法计算的条间水平推力、条间剪切力较小;③分析方法、力学模型与参数取值应与安全系数取值标准相匹配。     

一次强对流的三维数值模拟分析

利用中国科学院大气物理研究所的完全弹性三维雹云数值模式（IAP—CSM3D）,对2007年7月21日发生在湛江的一次强对流进行数值模拟,分析了强对流的气流结构、垂直涡度、雷达回波及含水量分布变化特征。结果表明,模拟的回波最大强度与雷达实测结果较吻合。模拟的强对流发展阶段气流结构的典型特征为下层水平辐合,上层水平辐散,气流在5km高度发生转向;处于成熟阶段的底层辐合比发展阶段的更强。随着时间的推移,近地层气流先辐合后辐散,下沉辐散气流一直持续到冰雹云消散。模拟的风暴云高含水量中心与强回波中心相对应,出现在上升气流最大区域附近,这说明该风暴云的动力场与物质场配合较好。     

基于全局弱式无单元法直流电阻率正演模拟

全局弱式无单元法是在有限单元法基础上发展起来的一种数值模拟方法,它采用局部支持域内的节点信息来构造形函数实现局部精确逼近,摆脱了单元,仅依赖于节点信息,具有预处理简单、模拟精度高、灵活性强的特点,适用于复杂地电条件下直流电阻率正演模拟.本文采用RPIM构造直流电阻率全局弱式无单元法形函数,利用RPIM形函数推导了直流电阻率全局弱式无单元法方程.然后,编制了直流电阻率全局弱式无单元法正演模拟Fortran程序,利用该程序对典型的地电模型进行了正演模拟,并将正演结果与基于线性插值的FEM正演结果及解析解进行对比,结果表明采用RPIM形函数的全局弱式无单元法用于直流电阻率正演模拟的正确性及有效性,且在同等条件下,全局弱式无单元法模拟精度高于矩形剖分的FEM,更有利于指导电法勘探的数据解译;利用该程序对复杂地电模型进行了正演模拟,结果表明全局弱式无单元法对复杂地电模型模拟效果良好,适应性强,灵活性高,可任意加密节点提高模拟精度.

     

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。

     

山脊线与坡度和峰值速度放大系数的相关性研究

地形效应是地震工程和地震学的重要研究内容.数值方法是研究地形效应的重要工具.然而以往关于地形特征对地形效应的影响的研究大多是基于二维简单模型.对三维真实地形特征和地震动放大的关系缺乏详细的研究.为了更好地描述三维地形特征,本文将地形用不同的地形特征因子来描述,并用算法将它们从地形数据中提取出来.从而使地形和放大系数的相关性的研究转换为不同地形特征因子和放大系数的相关性的研究上.本文中,我们选择芦山地区作为研究对象,用算法提取出特征因子山脊线和坡度.它们分别表征了山脊形态和山体的陡峭程度.我们又用谱元法分别模拟三种不同主频Ricker子波的地震波在起伏地表和水平地表模型中的传播,并得到了它们各自的峰值速度(PGV)放大系数.通过分析三个主频的PGV放大系数在山脊线上分布,我们发现放大系数幅值在山脊线上分布不均匀.放大系数较高的地方位于山脊线弯曲或宽度发生变化的附近.我们又统计了三个放大系数在滑动平均坡度上分布,并得到了放大系数均值和坡度的正相关曲线.结果表明坡度和放大系数两者在幅值分布上具有正相关性.