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太古宙花岗质岩石Si-O同位素对岩石成因和板块构造的约束

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岩石学报 2024年第3期40卷 677-688页

作者：张晴李献华中国科学院地质与地球物理研究所岩石圈演化国家重点实验室北京100029 澳大利亚国立大学地球科学研究院堪培拉2600 中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049

板块构造的起源是地球科学核心问题之一,而表壳物质循环是现代板块构造的重要表现之一,因此检验地球表壳物质循环起始时间是约束板块构造启动时间的重要切入点。近年来,岩浆岩的Si-O同位素联合示踪开始被用来约束太古宙构造环境,但由于... 详细信息

板块构造的起源是地球科学核心问题之一,而表壳物质循环是现代板块构造的重要表现之一,因此检验地球表壳物质循环起始时间是约束板块构造启动时间的重要切入点。近年来,岩浆岩的Si-O同位素联合示踪开始被用来约束太古宙构造环境,但由于大多太古宙样品经历了强烈的变质作用,Si同位素数据是否代表原岩信息需要进一步的评估;此外,Si同位素在高温岩浆分异过程中变化非常小,在分析精度不够高的情况下,其分析结果则很可能无法揭示其潜在的变化规律。本文结合当前地球早期构造环境研究进展以及Si-O同位素的应用情况:(1)重点总结介绍了太古宙花岗质岩石(主要包括英云闪长岩-奥长花岗岩-花岗闪长岩;简称TTG)的Si同位素应用原理,及应用Si-O同位素约束地球早期构造环境的优势;(2)分析了目前研究中存在的问题,并给出了具体的改进建议和方法;(3)进一步总结了太古宙TTG Si同位素和全球规模的O同位素,Ge/Si比值,及其他地质学和地球化学指标,确认了在大约3.8Ga开始有表壳物质再循环特征的出现;(4)最后依据当前的研究进展,提出了未来具体研究方向。

关键词：太古宙 Si同位素 O同位素 TTG 岩石成因板块构造

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海南岛印支-燕山期花岗岩年代学格架与成因

岩石学报 2024年第3期40卷 741-763页

作者：江小燕卫巍李献华中国科学院地球化学研究所矿床地球化学国家重点实验室贵阳550081 中国科学院地质与地球物理研究所岩石圈演化国家重点实验室北京100029 中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049

海南岛分布着大面积的印支-燕山期岩浆岩,是华南岩浆活动的重要组成部分。近年来,对这些花岗岩已开展了一系列工作,但其年代学格架仍需完善,成因类型及源区性质仍需限定,区域构造机制仍存在争议。本文详细梳理了已发表的海南岛晚古生代... 详细信息

海南岛分布着大面积的印支-燕山期岩浆岩,是华南岩浆活动的重要组成部分。近年来,对这些花岗岩已开展了一系列工作,但其年代学格架仍需完善,成因类型及源区性质仍需限定,区域构造机制仍存在争议。本文详细梳理了已发表的海南岛晚古生代-中生代花岗岩地球化学和年代学数据,结合作者近年来的相关工作,对海南岛花岗岩的年代学格架和岩石地球化学特征进行总结,并对源岩、岩浆演化过程和地球动力学背景进行讨论。海南岛印支期(二叠纪-三叠纪)花岗岩(部分具有片麻状构造)整体以NE走向展布,形成于278~225Ma,峰期为240Ma。岩相学和地球化学研究表明,此期岩浆活动形成了具有不同地球化学特征的S型、I型和A型花岗岩。其中,S型花岗岩(278~241Ma)与I型花岗岩(272~233Ma)均为高钾钙碱性花岗岩,具有较低的全岩锆饱和温度(平均800℃),表明源区无流体加入或为已有花岗岩生成的去水源岩在高温条件下脱水熔融形成。此外,本区还存在少量燕山期花岗岩,包括燕山早期(侏罗纪)岩浆活动(如本研究识别出的161Ma高钾钙碱性I型花岗岩)以及集中在白垩纪的三期侏罗纪-白垩纪岩浆活动(按年龄可分为:ca.120Ma、ca.110~90Ma和ca.70Ma,峰期为ca.100Ma)。地球化学数据表明燕山期花岗岩具有高钾钙碱性I型特征,源区中有幔源年轻组分的加入。据此,本文作者认为:(1)印支-燕山期大规模的花岗岩浆作用与古太平洋板块向华南大陆俯冲有关;(2)古太平洋板块向华南大陆的俯冲可能起始于早-中二叠世(ca.280Ma),结束于晚白垩世末期(ca.70Ma);(3)自二叠纪起至白垩纪末期安第斯型活动大陆边缘结束,海南岛保存了古太平洋俯冲相关的岩浆活动记录。

关键词：花岗岩海南岛印支期燕山期古太平洋俯冲华南

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扩散年代学:进展与展望

地质学报 2024年第3期98卷 862-875页

作者：李扬吴黎光李献华造山带与地壳演化教育部重点实验室北京大学地球与空间科学学院北京100871 岩石圈演化国家重点实验室中国科学院地质与地球物理研究所北京100029

地质年代学为地球与行星科学研究提供时间坐标,以定量解析地质过程先后关系和时间尺度。历经百余年发展,定年技术在研究对象、测试效率、空间分辨率和时间分辨率等维度均得到大幅度提高,地质年代学研究已从仅提供时代约束过渡到更加强... 详细信息

地质年代学为地球与行星科学研究提供时间坐标,以定量解析地质过程先后关系和时间尺度。历经百余年发展,定年技术在研究对象、测试效率、空间分辨率和时间分辨率等维度均得到大幅度提高,地质年代学研究已从仅提供时代约束过渡到更加强调对地质过程时间尺度与节律的研究,进而约束地质事件的驱动机制和互馈机理。然而,基于放射性同位素衰变的绝对定年技术精度存在物理极限,不能无限提高,且其时间分辨率一般随年龄增加而变差,难以满足深时地质研究的高时间分辨率需求,发展时间分辨率不受绝对年龄约束的相对定年技术是地质年代学的重要发展方向。本文围绕扩散年代学这一具有重要发展前景的相对定年技术,在系统回顾其理论模型和测量技术的基础上,重点对制约扩散年代学准确性和精确性的问题,如扩散系数的不确定性、扩散初始条件假设、浓度曲线的测试质量以及误差评估等进行了探讨。本文还对扩散年代学近年来在岩浆储存与运移、成矿时间尺度与节律和变质过程等领域取得的部分重要进展予以评述。精确的扩散系数是开展扩散年代学研究的前提,以石英中的Ti为例,不同实验给出的扩散系数差异超过3个数量级,据此计算的花岗岩岩浆在固相线上的储存时间从几十年变化到百万年尺度,显著影响我们对岩浆储存状态的理解。高质量的元素浓度剖面测量是扩散年代学的关键,因石英Ti含量的高空间分辨率精准测量较为困难,CL灰度常被作为Ti含量的替代指标,但这需要考虑Al等元素对CL灰度的影响,并严格评估Ti含量校正曲线和扩散剖面空间尺度不匹配对定年结果的影响。高温变质过程U-Pb定年通常给出较为离散的表观年龄,并被解释为变质过程具有较长的持续时间,这一定程度上可以通过高温下同位素体系因扩散引起的不封闭予以解释。展望未来,进一步完善扩散年代学在高温体系中的研究,拓展在中低温条件下的应用,并与绝对定年深度结合,是扩散年代学的重要发展方向,也是实现深时地质研究高时间分辨率解析的必由之路。

关键词：相对定年时间分辨率扩散系数

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并网变流器全工况阻抗模型的黑箱辨识方法

电力系统保护与控制 2024年第4期52卷 48-55页

作者：赵崇滨姜齐荣电力系统及发电设备控制与仿真国家重点实验室(清华大学电机工程与应用电子技术系) 北京100084

阻抗分析法因适用于并网变流器控制结构和参数均未知的黑箱系统,已成为工程中评估宽频振荡风险的重要选择。以跟网型三相两电平变流器为例,首先,使用谐波线性化方法,严格推导了计及直流侧耦合的交流侧全工况开/闭环理论阻抗模型,实现了... 详细信息

阻抗分析法因适用于并网变流器控制结构和参数均未知的黑箱系统,已成为工程中评估宽频振荡风险的重要选择。以跟网型三相两电平变流器为例,首先,使用谐波线性化方法,严格推导了计及直流侧耦合的交流侧全工况开/闭环理论阻抗模型,实现了模型参数与工作点高阶项的完全解耦。其次,依据理论模型特征,明确了黑箱辨识方法的基本原理,分析了辨识单一开/闭环阻抗模型频率响应所需的工况数量。使用辨识得到的全工况阻抗模型,实现了不同短路比条件下系统安全运行域的快速评估,并通过时域仿真验证了其准确性。此外,讨论了所提方法的合理性、普适性以及相对于深度学习方法的优越性,为阻抗分析法的实际应用提供了参考。

关键词：阻抗分析法黑箱系统模型辨识全工况稳定性分析

类嫦娥五号玄武岩的非克里普贡献年轻月球陨石

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Science Bulletin 2024年第5期69卷 601-605页

作者：许晶瑶李秋立路凯李献华 State Key Laboratory of Lithospheric Evolution Institute of Geology and GeophysicsChinese Academy of SciencesBeijing 100029China Key Laboratory of Metallogenic Prediction of Nonferrous Metals and Geological Environment Monitoring(Ministry of Education) School of Geosciences and Info-PhysicsCentral South UniversityChangsha 410083China College of Earth and Planetary Sciences University of Chinese Academy of SciencesBeijing 100049China

Lunar basalts offer key insights into the magmatic and thermal evolution of the *** constraints deduced from the Apollo and Luna mission samples,as well as lunar meteorites,had previously suggested that lunar volcanism occurred as early as ca.≥4.37 billion years ago(Ga)[1]and ceased around 2.9-2.8 Ga[2],with two major pulses occurring in 3.95-3.58 and 3.38-3.08 Ga[3].But analysis of lunar basaltic samples recently returned by the Chang’e-5 mission reveals 2-billion-year-old volcanism on the Moon,representing the youngest lunar basalts reported to date[4,5].One of the most popular hypotheses for the cause of longlived volcanism on the Moon is that the source region for young lunar volcanism was enriched in radioactive heat-producing elements[2,6].Lunar samples from 3.5 to 3.0 Ga exhibit a gradual increase in the potassium,rare-earth elements,and phosphorus(KREEP)-like component contribution[3],consistent with the radioactive heat-producing elements ***,the demonstrably non-KREEP origin for the 2-billion-year-old Chang’e-5 basalts implies a possible transition in lunar volcanism away from a KREEP-like component contribution occurred between 3.0 and 2.03 Ga[7].Therefore,studying the characteristics and origin of magmatic activity during the period from 3.0 to2.03 Ga is essential to address the timing of the possible transition and to thus extend our understanding of sustaining long-lived volcanism on the ***,this goal is currently hampered by limited available lunar materials.

关键词： magmatic origin basalt

装配U形阻尼器的SMA自复位钢框架梁柱节点抗震性能研究

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建筑结构学报 2024年第4期45卷 38-49页

作者：俞昊然李维滨南通四建集团有限公司江苏南通226300 东南大学土木工程学院江苏南京211189

为解决传统SMA螺杆自复位钢框架梁柱节点在工作过程中SMA材料利用率低的问题,简化节点耗能构件的设计、施工和震后更换,提高灾后结构的快速恢复能力,提出了由超弹性SMA螺杆贯穿钢柱翼缘连接且装配U形阻尼器的自复位钢框架梁柱节点,并对... 详细信息

为解决传统SMA螺杆自复位钢框架梁柱节点在工作过程中SMA材料利用率低的问题,简化节点耗能构件的设计、施工和震后更换,提高灾后结构的快速恢复能力,提出了由超弹性SMA螺杆贯穿钢柱翼缘连接且装配U形阻尼器的自复位钢框架梁柱节点,并对关键构件的受力性能进行分析,给出节点的受力变形理论模型。通过循环拉伸试验考察了SMA棒材的超弹性特性,以此为基础,设计了1个足尺边柱节点试件,通过拟静力试验研究其承载力、初始转动刚度、残余变形、滞回耗能等。研究结果表明:节点中SMA螺杆可以有效拉伸变形并提供自复位驱动力,U形阻尼器的两肢能够产生相对位移从而进行塑性耗能,钢梁腹板处的抗剪螺栓可在连接槽钢的长圆孔中滑动,梁柱节点核心区未出现剪切变形;在设计层间位移角为0.04 rad的循环结束时,节点残余变形仅为0.0049 rad,且梁柱构件在试验过程中未出现屈服,节点具有良好的自复位能力和可修复性;节点的初始转动刚度和极限弯矩均小于普通抗弯钢框架梁柱节点,但其拥有良好的转动能力,最大层间位移角为0.05 rad,满足节点的变形设计要求。

关键词：可恢复功能抗震结构自复位形状记忆合金 U形阻尼器拟静力试验超弹性抗震性能

太阳能直接辐照下碳酸钙颗粒的粗颗粒CFD-DEM模拟

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工程热物理学报 2024年第10期45卷 2877-2884页

作者：郑杭滨刘向雷宣益民南京航空航天大学能源与动力学院南京210016 航空飞行器热管理与能源综合利用工信部重点实验室南京210016 南京航空大学综合能源研究院南京210016

钙基热化学储热材料具有无毒、储能密度高、与超临界CO_(2)热力循环相容性好等优点,是下一代高温太阳能热发电站极具潜力的储能候选材料之一。但是,常规热化学储热技术是采用基于间接表面吸收式反应器,这种技术具有高热损失低效率等劣... 详细信息

钙基热化学储热材料具有无毒、储能密度高、与超临界CO_(2)热力循环相容性好等优点,是下一代高温太阳能热发电站极具潜力的储能候选材料之一。但是,常规热化学储热技术是采用基于间接表面吸收式反应器,这种技术具有高热损失低效率等劣势。因此,我们提出了一种太阳能直接辐照下的流化床粒子反应器。采用计算流体动力离散元法(CFD-DEM)和粗颗粒法(CGPM)耦合蒙特卡洛法(MCRT)对聚光太阳能下碳酸钙储热过程进行了数值模拟。结果表明:利用两种模型均可预测碳酸钙粒子系温升和反应所需要的时间,CGPM与传统CFD-DEM结果吻合较好。另外,随着打包系数的增大,CGPM模型表现出良好的计算性能,计算时间明显短于CFD-DEM模型。所建立的CGPM-MCRT模型对大规模高效直接辐照热化学储热系统的设计具有重要指导意义。

关键词：气固两相流流化床热化学储热太阳能 coarse-grained方法蒙特卡洛法

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右江盆地卡林型金矿成矿年代学研究进展

地学前缘 2024年第1期31卷 267-283页

作者：高伟胡瑞忠李秋立刘建中李献华中国科学院地球化学研究所矿床地球化学国家重点实验室贵州贵阳550081 中国科学院地质与地球物理研究所岩石圈演化国家重点实验室北京100029 贵州省地质矿产开发局贵州贵阳550081 中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049

右江盆地是全球仅次于美国内华达地区的第二大卡林型金矿床集中分布区。由于成矿时代的不确定性,盆地内卡林型金矿床的成矿动力学背景一直不清。为准确确定这些金矿床的成矿时代,近四十年来国内外矿床学家进行了孜孜不倦的探索,从早期... 详细信息

右江盆地是全球仅次于美国内华达地区的第二大卡林型金矿床集中分布区。由于成矿时代的不确定性,盆地内卡林型金矿床的成矿动力学背景一直不清。为准确确定这些金矿床的成矿时代,近四十年来国内外矿床学家进行了孜孜不倦的探索,从早期以石英裂变径迹和流体包裹体Rb-Sr等时线法为代表的定年,到中期以硫化物Re-Os等时线法为代表的单矿物溶样法定年,再到最新以热液金红石、独居石和磷灰石U-Th-Pb法为代表的微区原位定年,其定年对象和方法见证了同位素地质年代学的发展历程。现已基本明确,右江盆地主要发育两期卡林型金矿成矿作用,分别为215~200 Ma和155~140 Ma,相当于印支期和燕山期,其动力学背景分别对应于印支-华南-华北地块碰撞后的印支期陆内造山过程以及燕山期软流圈上涌诱发的岩石圈伸展作用。

关键词：右江盆地卡林型金矿成矿时代印支期和燕山期成矿

数字界面、速度崇拜与平滑美学:作为媒介实践的电影

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当代电影 2024年第4期 135-142页

作者：张凯滨浙江师范大学艺术学院

本文融汇媒介美学和媒介物质性的研究视角,从受众与电影关系的角度切入,提出“作为媒介实践的电影”这一认识论,以阐释电影短视频化及相关的倍速观看、弹幕观影等电影在数字时代的媒介变体。鉴于放映之于电影的本体性意义,从影院到手机... 详细信息

本文融汇媒介美学和媒介物质性的研究视角,从受众与电影关系的角度切入,提出“作为媒介实践的电影”这一认识论,以阐释电影短视频化及相关的倍速观看、弹幕观影等电影在数字时代的媒介变体。鉴于放映之于电影的本体性意义,从影院到手机,意味着电影现象学意义上“身体”的改变,进而导致电影经验的变化,即从“观看的视觉表征文本”转向“操作的视觉媒介实践”。在时间逻辑上,这种视觉媒介实践与加速社会相统一。速度主导的电影知觉的嬗变说明电影短视频化的内在合理性,而与电影短视频流适配的,是一种贴合加速逻辑的平滑美学。

关键词：媒介实践数字界面速度崇拜平滑美学