西秦岭造山带在晚三叠世期间由华北板块和华南板块碰撞拼合而成。其地质演化历史复杂,岩浆活动频繁,矿产资源丰富,区内累计探明黄金储量大于1 200 t。然而,金矿床成因还存在卡林型、造山型、岩浆热液型和与侵入体相关等多种观点。完肯金矿床金资源量约3.5 t,位于西秦岭造山带西南段,赋存于下三叠统隆务河组浅变质沉积岩中,矿体主要受近EW和NW-SE向断裂控制,主要发育浸染状和细脉网脉状矿化,是区域内典型金矿床,也是理想的研究对象。本文通过开展岩石学、矿相学和载金硫化物地球化学研究,拟查明金的赋存状态,并探讨其矿床成因。研究表明完肯金矿床成矿作用可以分为3个阶段:成矿早阶段为黄铁矿(Py1)-石英-绢云母-绿泥石阶段;成矿主阶段为黄铁矿(Py2)-毒砂-石英-绢云母-绿泥石阶段;成矿晚阶段为石英-方解石-闪锌矿-方铅矿-辉锑矿阶段。电子探针分析数据(已检出的样品)显示黄铁矿金的含量(质量分数)为0.11%~0.24%,毒砂和闪锌矿金的含量分别为0.11%~0.28%和0.16%~0.37%。黄铁矿、毒砂样品中的金含量大多低于检测限,闪锌矿样品中金含量相对较高,70%的测点金含量高于0.15%,表明Au在硫化物中分布不均匀。黄铁矿Au/As值为0.007~0.20,均大于0.004,且在扫描电镜下未观察到自然金,表明完肯金矿床金主要以纳米级金颗粒或晶格金的形式赋存。此外,黄铁矿和毒砂中Fe-As、S-As的负相关关系揭示,Au主要是通过进入富As的八面体Fe结构位和化学吸附的方式进入载金硫化物。黄铁矿的Fe含量为45.41%~46.26%,S含量为51.48%~52.79%,其Fe/S(原子个数比)大于0.875,表明其为变质热液成因黄铁矿。成矿主阶段毒砂As含量为42.80%~46.52%,晚阶段闪锌矿Fe、Zn含量分别为1.77%~2.57%和63.75%~64.82%。进而,通过毒砂和闪锌矿温度计估算出成矿主阶段温度大致为(385±40) ℃,硫逸度lgf(S2)为-7.55±1.45,成矿晚阶段温度为(251±7) ℃,表明矿床形成于中高温变质热液流体作用。综合完肯金矿床载金硫化物矿物学、地球化学特征和前人热力学模拟研究揭示,完肯金矿床金的主要络合形式为$\mathrm{Au}(\mathrm{HS})_{2}^{-}$和Au(HS)0。大规模的水岩反应和强烈的围岩硫化作用,诱发成矿流体中HS-浓度降低,从而导致金溶解度降低和金-硫络合物失稳,形成含金硫化物。因此,硫化作用可能是完肯金矿床金沉淀的主导机制。结合矿床地质特征,本文认为完肯金矿床属于造山型金矿床。
克拉通岩石圈三维物质组成架构示踪是当今地球科学研究前沿,面临系列挑战。在对已有相关成果系统梳理的基础上,分别阐述了实现由点到面、由局部到全时空、由单一方法到多学科综合约束3个战略思路转变的基本要点;并以华北克拉通为例,提出了亟待深化的研究领域和未来方向。多种地球物理方法联立约束和综合解释,不仅开拓了岩石圈物质组成研究的新思路,而且有利于获得更可信的结果。逼近实际的岩石圈物质组成架构必须符合岩石探针、岩石圈物性结构、岩石物理性质与矿物及化学组成的测试分析/模拟计算结果等观测事实,并遵循地球化学热力学-地球动力学理论框架;这就需克服单一资料和方法各自的局限性,由单一手段向多方法综合约束转变,实现多学科融合来开展岩石圈物质组成的研究。据此提出“循序渐进、逐步深化”和“反馈修正、不断逼近”的岩石圈物质组成架构的多学科综合示踪研究流程。华北克拉通岩石圈三维物质架构研究的重点在于通过多学科的深度融合,恢复不同时期的构造格架和对应的物质组成,示踪其岩石圈物质架构的演变过程。
花岗岩的成因既是古老的问题,也是当前急迫的科学前沿。100年前花岗岩的火成论与变成论之争,以火成论压倒变成论而收兵。近百年的研究证明,火成论并非完美,关键是玄武岩浆分离结晶成花岗岩的机理受到严峻的挑战。而今,花岗岩源自下地壳变质出熔已经成为不争的事实,说明花岗岩的源头是变质岩。关于花岗岩成因的理论很多,经过多年的筛选,可能花岗岩形成的四阶段理论(从产生、分凝、上升到侵位)是比较合适的。在对该理论详细研究的基础上,本文提出了一个新的花岗岩四阶段理论:从产生、形成、上升到侵位。这是对花岗岩形成过程的描述。如果强调花岗岩形成的机理,则可表述为从出熔、聚集、上升到侵位。四个阶段分为两段:产生和形成(出熔和聚集)是升温过程;上升和侵位是降温过程。该理论的核心是本文提出的“下地壳岩浆房”的猜想,这指的是由部分熔融产生的熔体经聚集形成的巨大空间。首先,这个猜想解决了下地壳岩浆的空间占位问题。由于下地壳原地部分熔融熔出的产物(熔体+残留体)仅仅是物质组成形式发生了变化,不存在空间占位问题,下地壳总体积基本不变。只要存在持续的地幔加热过程,岩浆房体积可以逐渐增大一直到变得非常大。其次,关于花岗岩上升的驱动力问题,我们认为,可能正是下地壳岩浆房上覆的几十公里厚的地层静压力,在岩浆房沿着破裂带溢出时转换为巨大的压力驱使岩浆向上运移,而非岩浆自身的浮力。因此,从理论上,花岗岩上升的速度是非常快的,地质上几乎是瞬间实现的。再次,本理论还合理地解释了花岗岩侵位空间这个古老的难题:下地壳岩浆房上升移出,原先的空间即刻被上覆地层压实填充,造成上覆地层的塌陷,并传递到脆性的上地壳;同时引起上地壳支撑薄弱部位出现构造真空,为上升的岩浆提供驻足空间而完成岩浆侵位过程。很明显,从下地壳岩浆房的消失、转移到上地壳岩浆侵位,实现了空间的置换。看来,“下地壳岩浆房”概念的提出,较好地解决了花岗岩许多传统争议问题。猜想需要论证和证伪,为了深入研究上述问题,本文建议建立两门边缘学科:变质岩浆岩石学和物理地质学。
珊瑚礁能够灵敏地记录过去气候变化过程,对于长尺度气候记录而言,高精度的地层年代框架能为区域和全球事件对比提供精确的年代约束。文章以南海西沙群岛琛科2井的珊瑚礁钻孔为研究材料,选取对沉积旋回反应灵敏的非磁滞剩磁(ARM)作为气候替代指标进行旋回分析。ARM分段深度域频谱分析结果显示其存在稳定的代表斜率调制周期约1.2 Ma和长偏心率周期约405 ka的沉积旋回。基于以上识别出的沉积旋回,分别利用轨道参数理论滤波曲线对0~878.21 m的深度域ARM数据序列进行分段天文调谐。最终将珊瑚礁起始发育的天文年代厘定为约19.2 Ma,分辨率可以达到十万年的轨道尺度,可以与Sr同位素年代相互校准。时间域的ARM频谱分析发现,整个中新世以来约1.2 Ma的斜率调制周期在南海珊瑚礁沉积地层中最明显,约405 ka和约95 ka的偏心率周期及约173 ka的斜率调制短周期均不连续。这表明斜率调控的百万年尺度的轨道周期可能对南海珊瑚礁的演化起着主要的调控作用,而珊瑚礁沉积记录的主控周期的改变可能是其对南北半球冰川作用气候效应的及时响应。
以重晶石加重剂为主要成分的钻井液滤饼形成的重晶石堵塞是造成油气储层伤害、影响油气产量的主要因素之一。常规的酸化解堵措施难以溶解重晶石堵塞物,而研制高性价比的非酸螯合解堵剂并制定科学的解堵施工工艺是解决重晶石堵塞的有效工程手段。氨基多羧酸螯合剂通过与重晶石表面的钡离子形成强螯合物,促进重晶石的快速溶解,有助于解除重晶石滤饼堵塞。文章归纳了常见的氨基多羧酸螯合剂的结构特征,从螯合解堵机理角度认为 DTPA对重晶石堵塞的油气井解堵效果最佳;同时分析了常用的螯合解堵剂评价方法的优缺点,建立了一套准确、简单、快捷的重晶石螯合解堵剂性能的评价方法。相比于其他评价方法,高温动态溶解率评价方法具有实验耗时短、对实验器材要求低、实验结果直观等优点,推荐使用高温动态溶解率评价方法去评价螯合解堵剂的性能。
向湖盆中心和深层寻找油气勘探新领域已成为未来主要发展方向。二连盆地剩余油气资源量达8亿吨,主要分布于各富油凹陷洼槽区,以非常规资源形式富存,页岩油潜力巨大。本文通过对富油凹陷洼槽区非常规油气地质特征、成藏富集机理和成藏模式开展研究,总结提升断陷小湖盆洼槽区非常规油气地质理论认识。研究表明:二连盆地多个洼槽区发育互层型页岩油聚集,富集于洼槽区边缘,存在腾二期(120 Ma)未致密先成藏和赛汉期(105 Ma)边致密边成藏(先致密后成藏)两期成藏过程;高充注动力富集区,砂体规模控制页岩油富集程度,低充注动力洼槽区内甜点储层发育及规模控制页岩油富集程度;二连盆地夹层型页岩油存在两种富集机理,即“储层主控”和“生烃主控”。据此,构建了二连盆地斜坡带-洼槽区“常非共存、有序分布、满洼汇聚、差异富集”的全油藏系列成藏模式,研究成果坚定了深入湖盆内部寻找烃源灶边缘互层型页岩油及烃源灶内夹层型页岩油的勘探信心。
堆积层滑坡作为一种非线性系统变形演化规律复杂,准确量化坡体形变过程中滑移面边界变化、降雨入渗边界、水头边界和流量边界等重要参数是堆积层滑坡变形破坏机理研究的基础。此项研究基于电阻率成像技术,可依据岩土体成分、结构的不同和地层间电性的差异实现快速、多维剖面成像,并通过深度神经网络建立了浅层高分辨率电阻率成像数据和各类监测数据的“时间-空间-属性”邻近域特征信息统一表达矩阵,实现了各监测项空间权重的快速收敛。在此基础上,用逐层、逐个递推式回归分析方法分析深层电阻率成像数据,准确构建了反映堆积层滑坡形变过程的内部结构多维电性特征模型。试验证明,该方法有效地提高了各类边界参数基于地电信息成像监测结果的实时性和准确性,为堆积层滑坡形变破坏机理研究提供理论与方法支撑。
为探索表生环境下土壤Sr、Mg、Ca对降水量(P)、相对湿度(RH)、气温、日照时长等气候要素的指示意义,本文以官厅、密云水库上游流域为例,利用研究区农用地土壤数据和近20年气候资料,采用多元统计分析等方法研究土壤Sr、Mg、Ca与相关气候要素之间的关系,在0.05水平上建立土壤元素比值与相关气候要素的多元线性回归模型:RMg/Ca=-1.68+(3.59×P+12.62×RH)×10-3,调整后复相关系数R2为0.86;RSr/Ca=-3.49×10-2+(4.95×P+47.11×RH)×10-5,调整后复相关系数R2为0.73。模型的拟合优度均较好。研究结果表明:表生环境下土壤Sr、Mg、Ca呈显著正相关,具有相似的地球化学行为或受类似影响机制控制;降水和相对湿度是影响土壤Sr、Mg、Ca元素分布与分配特征的主要气候要素,其中降水影响更为显著,表现出气候环境越湿润土壤元素含量越低、气候环境越干燥元素含量越高的变化特点;土壤Mg/Ca值、Sr/Ca值对相关气候要素亦有较好指示作用,且效果优于Sr、Mg、Ca,一般情况下元素比值高值区往往反映相对湿润气候环境,而低值区往往反映相对干燥气候环境。
量子是微观世界能量最小单位,量子力学研究的是量子态属性行为及动力学问题。按照微观决定宏观的自然科学规律,量子地球科学研究的对象之一是宏观层次与微观量子之间具有的某种对应关系。众所周知,地球系统科学问题之一在于各圈层相互耦合关系及动力学机制,宏观运行机制应该是微观力学原理的某种自然延伸。依据量子力学原理阐述宏观地学问题是亟待突破的理论课题。本文从量子力学与宏观地学属性内涵角度提出一种表达递近关系(微观至宏观)的泛量子-量子理论体系,并给出一系列定量表达方程模型,称这种研究模式为地球科学量子化过程。旨在为建立量子地球科学奠定理论基础。同时也为地球科学的量子计算提供必要的科学依据。
自中生代以来,中国大陆东南缘经历了复杂的构造演化过程,尤其是晚中生代发生了剧烈的岩浆活动。研究该区域下方的地壳厚度和泊松比,有助于增进对壳幔相互作用及其动力学过程的理解。本文利用中国大陆东南缘90个固定地震台站(包括88个福建台站和2个中国台湾台站)的远震数据,使用P波接收函数H-κ叠加方法,获得了台站下方附近的地壳厚度和平均泊松比,并结合前人的流动观测结果,给出了高分辨率的地壳厚度和泊松比分布图像。结果表明:研究区地壳厚度为28.0~34.1 km,平均厚度31.0 km;地壳泊松比变化范围为0.22~0.29,平均值为0.26。区内莫霍面变化较为平缓,整体表现为由内陆向沿海减薄,局部地区存在一定的起伏,部分断裂带两侧差异显著。中国大陆东南缘的沿海地区不属于陆壳和洋壳的过渡区,其属性主要为减薄型的陆壳区。福安—南靖断裂带为该区域内一条极为重要的断裂带,其东侧沿海地区的泊松比与地壳厚度呈正相关,而西侧为负相关,东侧地区泊松比整体上高于西侧的内陆地区,可能与沿海地区晚中生代岩浆底侵作用及壳内低速薄层发育有关。
本文依据洋中脊两侧磁条带的对称性和同期磁条带的等时性,利用南海已有的磁异常条带资料,假定华南大陆连同南海北缘位置相对固定,南海南缘从32 Ma开始向南漂移,恢复了南海的扩张历史和礼乐盆地在不同时期的相对位置。结果表明,礼乐盆地在南海扩张前的位置紧邻珠江口盆地东南缘。这一结果从礼乐盆地与南海北缘盆地在基底性质、中生代地层的发育情况和沉积特征以及新生代构造活动和沉降沉积特征的对比得到了进一步佐证,为礼乐盆地的构造演化、沉积充填特征和沉积物源分析、石油地质条件研究提供了重要参考。
南海的形成和演化得到了广泛研究,前人提出了超过5种成因模式,当前流行是海底扩张模式,但它难以合理解释南海洋壳上的洋中脊跳跃和南海中央海盆上的大陆残片。本文首先基于南海中央海盆中的两条高精度地震勘探剖面,在深入剖析洋壳的分层结构基础上,对这两条地震勘探剖面进行了新的构造地质解释;然后通过伸展构造的形成过程,发展了地幔上涌和陆壳重力滑移双驱动大陆漂移模型;最后深入研究了南海的形成和演化过程。结果说明,南海的形成是一种“构造挤出+主动漂移”模式。构造挤出是印度-欧亚大陆碰撞造成的欧亚东南缘微陆块大规模被动挤出,而主动漂移是微陆块在被挤出后发生了主动裂解漂移。南海中央海盆上残留的地震反射特征,是微陆块主动漂移后造成的海底被扩张现象。并进一步恢复了南海演化过程中周边陆块的运动演化历史。所提出的新模式能够合理解释南海的洋中脊跳跃现象及大陆残片的成因机制。新大陆漂移模型为板块运动提供了一个新的动力模式。
俄罗斯北堪察加地区Evevpenta金矿床玄武岩主岩青磐岩化蚀变的矿物学组成,是以英安岩中的石英、冰长石-石英、石英-碳酸岩岩脉和热液角砾岩组成的脉系为特征。脉状矿物是天然金、碲化物、硫化物、硒化物和金-银氯化物。青磐岩化蚀变发生在距浅成热液脉较远的地方。然而,它的特征矿物组合对重建成矿环境有重要研究意义。在青磐岩化带内可识别出氟磷灰石-氟铝钛矿、石英-方解石-斜绿泥石、石英-方解石-硬石-蒙脱石、方解石-丝光沸石4种不同的热液蚀变组合。最早的矿物组合形成于酸性富F的热液中。热液流体中氟化物浓度为0.2~1.2 g/L,流体温度约550 ℃。酸性热液与橄榄玄武岩寄主岩石长期相互作用,导致pH升高至接近中性并发生绿泥石化作用。绿泥石化阶段热液富集Fe和Mg,温度约175~210 ℃时形成第1阶段绿泥石, 120~140 ℃时形成第2阶段绿泥石。蚀变的最后阶段形成沸石群矿物,其在pH约为9、温度>135 ℃的热液中析出。热液流体的高pH值可能是由于碳酸氢盐和碳酸盐的存在以及溶液中铁盐的去除。根据青磐岩化带蚀变矿物组合特征,探讨了Evevpenta脉系形成的物理化学条件。在热液体系形成阶段,随着碱性氯化钠溶液的循环,贵金属Cl-和OH-络合物的形成导致了矿石元素的运移。高pH溶液也能转移硫。
锂(Li)作为新兴产业发展不可或缺的战略性关键金属,其两种同位素6Li和7Li相对质量差可达17%,在构造演化等过程中因物理化学条件的变化会发生显著的同位素质量分馏,地球上不同储库δ7Li差异可达60‰,具有极大的地球化学示踪潜力。亲石性和强流体活动性使Li广泛分布于地壳,在随流体迁移过程中,7Li更易于以四配位键的形式进入液相,使得自然储库流体中的δ7Li普遍更高。在低温条件下,Li同位素发生较大分馏,次生黏土矿物的生成是影响Li同位素分馏的重要因素;高温环境中,Li同位素分馏程度较低,主要受扩散作用和不同矿物的分配系数控制。多接收电感耦合等离子体质谱(Multi-collector Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry,MC-ICP-MS)和原位微区分析等Li同位素检测技术的快速发展与应用有效提高了Li同位素的分析精度(可达0.2‰),极大地推进了Li同位素在地学领域的应用。Li同位素很好地记录了板块俯冲阶段的脱水和交代作用,7Li随流体脱出并影响地幔楔与岛弧岩浆Li同位素组成,深部高温环境下,Li的不分馏现象使得深部流体也具有与俯冲板块类似的低δ7Li值的特征,幔源捕虏体的Li同位素差异也反映了不同程度的交代作用。同时,Li同位素有效地应用于成矿和找矿研究,盐湖卤水中Li的来源主要以富Li母岩风化和底部热液携带为主,沉积物的溶解进一步促进Li的富集。低δ7Li的花岗伟晶岩型锂矿主要形成于岩浆分异后期。河流、雨水、气溶胶及黏土矿物形成等共同影响着表生作用下的Li同位素分馏。基于Li地球化学的特殊性和作为战略资源的重要性,本文介绍了Li及其同位素的地球化学性质和分布特征、分析技术及分馏机制,并全面综述了Li同位素在板块俯冲和壳-幔物质演化、成矿机制、地表风化、碳循环与人类活动等地学领域中的最新研究应用,以期为Li同位素在地球化学中的应用提供借鉴。若能在今后研究中提高Li同位素的测试精度,进一步明晰复杂条件下的Li同位素分离机制,必将发挥其在地学应用中的更多潜力。
三叠纪是二叠—三叠纪生物大灭绝(PTME)之后生态系统恢复的重要时期,也是构造格局的重要转型期。中三叠世生态系统已逐渐恢复,处于生物复苏的后期,该时期的古环境特征、古生物面貌都对生态系统的恢复具有重要意义。本研究通过对豫西地区登封白坪中三叠统二马营组剖面的详细实测和样品的测试分析,运用沉积学和地球化学等方法,进行古环境特征分析。结果表明:(1)二马营组下段以黄绿色细粒长石砂岩与紫红色泥岩不等厚互层为主,发育曲流河的4个沉积旋回;中段底部以厚层黄绿色长石石英砂岩为主,上部出现频繁的砂泥互层,为滨浅湖沉积;二马营组中下段经历了由粗组分为主向细组分为主的多次转变,后期由河流相逐渐转变为滨浅湖相沉积。(2)地化样品中Mg/Ca以及Sr/Cu值(1.8~5.2,均值为3.5)均较低,显示二马营组整体处于温暖湿润的气候条件;Sr/Ba(0.15~0.42,均值为0.29)、∑LREE/∑HREE、Ce异常指数以及氧化还原敏感元素U、V、Cr、Ni、Co等的比值均显示二马营组沉积期为氧化条件为主的陆相淡水沉积环境。综上所述,豫西登封二马营组为一套典型的河湖相沉积,与下伏和尚沟组相比,在古气候方面出现明显的转变,由干旱炎热逐渐转变为温暖湿润的气候,为生态系统的恢复起到了重要的作用。
摘要:为研究青藏高原流域岩石风化机制及其对CO2消耗通量和气候变化的影响,于2019年11月至2020年10月对拉萨河流域控制断面进行一个完整水文年每月2次的监测和采样,结合水化学及δ13CDIC和$\partial^{34}\mathrm{S}_{\mathrm{SO}_4}$,探讨了流域水化学特征及其主要影响因素,基于化学计量平衡与正演模型方法定量计算了河流水体主要物质来源,并对流域岩石风化速率与大气CO2消耗通量进行了估算。结果表明:拉萨河流域水体中Ca2+和HCO3-为主要的阳离子和阴离子,水化学类型为HCO3-Ca型,大气输入、人为输入、硅酸盐岩和碳酸盐岩风化端员对河水阳离子的年平均贡献率分别为6%、4%、21%和70%;河水化学计量学、δ13CDIC(-8.78‰~-1.35‰)和$\delta^{34} \mathrm{~S}_{\mathrm{SO}_{4}}$(-2.26‰~-1.10‰)变化均证明由煤系地层硫化物及矿床硫化物的氧化形成的硫酸(各占约50%)广泛参与了流域的化学侵蚀,硫酸对碳酸盐岩的风化作用旱季显著强于雨季。流域硅酸盐岩风化速率与大气CO2消耗通量的年平均值分别为5.20 t·km-2·a-1和118×103 mol·km-2·a-1;仅考虑碳酸风化作用时,流域碳酸盐岩风化速率与大气CO2消耗通量分别为22.5 t·km-2·a-1和202×103 mol·km-2·a-1;硫酸参与作用下,流域碳酸盐岩风化速率估算结果提高了31%(升至29.4 t·km-2·a-1),岩石(碳酸盐岩和硅酸盐岩)风化消耗大气CO2通量则降低了35%(降至207×103 mol·km-2·a-1)。硫酸参与流域碳酸盐岩的风化改变了区域碳循环,这是全球碳循环模型应该考虑的一个重要环节。
滏阳河位于河北省境内,作为子牙河系两大支流之一,流经多座城市和乡村,对流域内的生态环境和经济发展起着重要作用。文章基于2000—2020年月尺度MOD13A1(500 m)遥感数据,采用一元线性回归和Hurst指数法分析了区内植被时空变化趋势,借助Person相关分析方法对降水量和温度与归一化植被指数(NDVI)进行相关性分析,利用地理探测器模型将区内降水量、温度、植被类型、土壤类型和海拔等自然因子,土地利用类型、人口密度和GDP等人为因子进行统计划分,探讨了各驱动因子对NDVI变化的影响程度,利用模型进行了因子探测、交互作用探测和风险区探测,明确了驱动因子与NDVI间的驱动力大小以及利于植被生长的最适因子数值范围或类型,为生态保护和可持续发展提供参考和依据。结果表明:(1)2000—2020年,区内植被覆盖度总体呈现增长的趋势,每年NDVI平均值为0.76,Slope指数平均值为0.000 5,Hurst指数平均值为0.48,据指数空间叠加结果,区内植被覆盖变化以未来改善为主;(2)区内NDVI与降水量之间整体呈现正相关关系,NDVI与温度之间相关性不强,相对而言,NDVI年际变化与降水量关系更密切;(3)区内单个驱动因子对NDVI的影响程度由大到小排序为:降水量>人口密度>GDP>土地利用类型>土壤类型>温度>海拔>植被类型,其中前3个因子的q值均大于0.2,作为影响区内的主要驱动因子;(4)区内双因子组合驱动力明显高于单因子驱动力,因子间的交互作用以双因子增强关系为主,其中NDVI变化受降水量和人口密度的交互作用影响最大,q值为0.59,降水量同其他因子间的交互作用处于主导地位;(5)根据区内风险区探测结果,以降水量464.73~500.03 mm、温度15.14~15.23 ℃、海拔3~133 m、人口密度551.36~2 059.96人·km-2、GDP 1 756.77~7 507.15元·km-2的数值范围和以栽培植被、初育土、耕地为主要类型的区域,有利于植被的生长。
为筛选矿业废弃地最优生态修复技术模式,以广东韶关大宝山矿业废弃地为研究对象,通过在矿业废弃地布设生态修复小区试验,应用重金属污染治理和土壤基质改良材料与乔灌草配置相结合,研究不同生态修复模式对矿业废弃地重金属和微生物的影响。结果表明:矿业废弃地在乔灌草不同生态修复模式下,试验小区5种优势植物对重金属的富集和转运能力不同,富集和转移系数总体表现为Cd>Cu>Zn>Pb,不同修复模式下植物对4种重金属的滞留效应总体表现为Pb>Zn>Cu>Cd;不同植物根茎叶重金属含量具有较大的差异,5种优势植物中湿地松和紫薇属于茎叶部的Cd富集型植物,车前草和大叶女贞属于根部囤积型植物,苎麻属于重金属规避型植物;不同处理均能显著降低重金属有效态Cd、Pb的含量,降低程度均超过了50%,修复材料的添加以及立体生态修复模式的构建显著增加了土壤不同细菌种群的丰富度和多样性。不同植被组合中高耐性乔灌草立体生态修复设计为最佳修复模式,可以作为矿业废弃地生态修复的优选目标模式。
琼州海峡东口沉积作用主要受东西向往复流的控制,并呈现涨潮东流、落潮东流、涨潮西流和落潮西流4种形式,独特的沉积动力特征使得海峡东口分布大量潮流沙脊。沉积动力研究对于该区域海砂的开发和海底稳定性评估具有重要意义。海峡东口沉积作用的数值模拟计算表明:在中央水道、海峡北岸和浅滩区,潮流流速相对较大,其垂向平均流速可达0.7~1.0 m/s,其他区域流速为0.3~0.5 m/s;东向流流速较西向流大,但在海峡北岸,粤西沿岸流的存在使得西向流显著大于东向流,该特征在大潮期间尤为明显,小潮期间的流速普遍小于大潮时段,一般大潮流速是小潮的1.5~2.0倍。底质类型显示,研究区以砂砾质沉积为主,主要分布在中央水道、浅滩区和海峡北岸海域,全区平均粒径均值为2.67Φ,总体分选较差。研究区临界起动流速范围为0.12~0.79 m/s,在中央水道至西南浅滩一带临界起动流速在0.6 m/s以上,砂质沉积区起动流速多为0.35~0.45 m/s,而东部陆架的泥质沉积区起动流速基本小于0.22 m/s。Bagnold输运率计算模型结果显示:海峡北岸的输运率最大,其次为中央水道和浅滩区;其分布大小与潮流沙脊的位置和走向具有较好的一致性,潮周期内的净输运趋势在海峡北岸为西向,其他区域多为东向;大小潮的净输运量相差一个数量级,剖面计算得出一个月内通过琼州海峡东口的推移质净通量可达108 kg量级且总体方向为东向。
东昆仑中段大格勒地区稀有和稀土矿化碱性杂岩体的发现,打开了东昆仑稀有、稀土矿找矿突破口。本次含稀土矿化石英正长岩的发现,进一步拓展了该区稀土矿找矿空间,对该区战略性矿产找矿工作和科学研究具有重要意义。本文对大水沟东地区石英正长岩的年代学、地球化学和Hf同位素研究,揭示了稀土矿化石英正长岩岩石成因、岩浆源区和构造背景。获得岩石锆石U-Pb年龄为(400.2±3.7) Ma,属早泥盆世;岩石属于准铝质碱性系列,具有高SiO2(64.11%~66.20%)、富Al2O3(15.98%~16.19%)、富碱(Na2O+K2O)含量(11.31%~11.85%),尤其富钾K2O(7.24%~8.18%),低Ti2O(0.38%~0.44%)、CaO(1.13%~1.86%)、MgO(0.13%~0.22%)特征。A/CNK值为0.9~0.98,富集Rb、K、Ba、Th等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、Ti、P等高场强元素,10000Ga/Al值为2.84~3.4,Zr含量为(751.30~1 034.85)×10-6,(Zr+Nb+Ce+Y)含量为(881.49~1 210.16)×10-6,锆石饱和温度为905.76~931.41 ℃,高的Y/Nb值(1.87~2.45)和构造图解指示,石英正长岩为A2型花岗岩,结合区域构造岩浆演化资料表明其形成于碰撞后伸展环境。锆石εHf(t)值为-0.76~1.41,二阶段(tDM2)Hf模式年龄为1 435~1 303 Ma,表明稀土矿化石英正长岩来源于幔源高温玄武质岩浆底侵中元古代长英质地壳部分熔融的产物。