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黄土高原古气候变化定量重建的新进展

地质学报 2024年第3期98卷 1006-1023页

作者：孙有斌卢红选章泽科中国科学院地球环境研究所黄土与第四纪地质国家重点实验室陕西西安710061

中国黄土-红黏土沉积是可与深海沉积媲美的陆相沉积载体,记录了晚新生代东亚大陆气候环境变化历史。基于中国黄土的多种理化指标,重建了黄土高原地区构造-千年尺度东亚季风变化历史,为探讨区域与全球气候的联系提供了关键证据。近年来,... 详细信息

中国黄土-红黏土沉积是可与深海沉积媲美的陆相沉积载体,记录了晚新生代东亚大陆气候环境变化历史。基于中国黄土的多种理化指标,重建了黄土高原地区构造-千年尺度东亚季风变化历史,为探讨区域与全球气候的联系提供了关键证据。近年来,黄土高原古气候变化研究逐步从定性描述拓展到定量重建,本文旨在回顾基于中国黄土定量重建古温度和古降雨变化取得的重要进展。首先,梳理了古气候要素定量重建的指标和方法,古温度重建指标包括植硅体、碳酸盐耦合同位素、微生物脂类代用指标等;古降水变化敏感指标包括磁化率、白云石/方解石含量、生物微钙体Sr/Ca比值、有机碳同位素以及^(10)Be等。然后,汇总了典型黄土剖面定量重建的古气候变化序列,分别从构造、轨道及千年时间尺度上探讨了古温度和古降雨的变化特征。结果表明,基于生标重建的不同时间跨度的土壤古温度变化序列,在冰期—间冰期尺度上的波动特征基本一致,但在冰盛期—冰消期时段出现了增温超前现象,说明陆地植被对土壤温度变化有重要调制作用。然而,不同指标重建的降水变化幅度差异较大,主导周期也存在差异,说明定量重建降水变化仍有较大挑战。最后,简要总结了黄土高原古气候定量重建存在的问题,明确了区分温度和降水季节性变化的重要性,指出加强地质记录与模拟结果的对比同化,将有助深化对多尺度季风变化动力学的理解。

关键词：黄土高原黄土-古土壤序列古温度古降水东亚季风

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我国城市水源水库水质风险成因及对策

湖泊科学 2024年第1期36卷 1-16页

作者：朱广伟许海朱梦圆肖曼国超旋邹伟张运林秦伯强中国科学院南京地理与湖泊研究所湖泊与环境国家重点实验室/湖泊与流域水安全全国重点实验室南京210008

我国城市水源中约40%为湖泊或水库,且大部分为水库,因此水源水库的水质状况对我国城市安全极其关键。本文综述了我国水源水库水质问题研究进展,分析了22个代表性水源水库的周年水质状况。结果发现,当前我国城市水源水库水质风险类型主... 详细信息

我国城市水源中约40%为湖泊或水库,且大部分为水库,因此水源水库的水质状况对我国城市安全极其关键。本文综述了我国水源水库水质问题研究进展,分析了22个代表性水源水库的周年水质状况。结果发现,当前我国城市水源水库水质风险类型主要是异味问题、藻类水华、铁锰超标、有机质偏高、营养盐超标等。引发水源水库水质问题的主要原因包括流域开发强度过大、库底淤积及内源释放、生态系统结构失衡、气候与水文异常变化等。针对上述主要问题,提出了构建在线水质监测预警体系、控制流域土地开发强度、构建面源拦截及流域净化系统、疏浚底泥、优化生态系统结构、实施应急曝气与控藻工程、完善流域生态保护法律法规等多种水源水库水质安全保障技术措施。鉴于水源水库水质及水生态对暴雨、高温热浪等极端气象响应敏感而复杂,在当前极端天气事件频发、强度不断增加的气候背景下,还应加强水库生态学基础研究,以深入理解水源水库水质对气候变化的响应机制,提高水库水安全保障科技支撑能力,满足我国城市高质量发展的水资源需求。

关键词：水源地水库嗅味物质藻类水华生物操纵水安全

石英和锆石Ti温度计在地学中的应用及其Ti含量的微区分析技术进展

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岩石学报 2024年第1期40卷 323-337页

作者：牛俊龙吴石头杨岳衡张超王浩龚庆杰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 中国科学院地球科学创新研究院北京100029 中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049 中国地质大学(北京)地球科学与资源学院北京100083 西北大学地质学系大陆动力学国家重点实验室西安710069

石英和锆石Ti温度计在地球科学研究领域具有广泛的应用,本文系统回顾了石英和锆石Ti温度(压力)计发展史,并综述了其在地学中的典型应用实例。当前主要有3个石英Ti温度计和2个锆石Ti温度计计算公式,这些公式的使用范围和适用的地质情况... 详细信息

石英和锆石Ti温度计在地球科学研究领域具有广泛的应用,本文系统回顾了石英和锆石Ti温度(压力)计发展史,并综述了其在地学中的典型应用实例。当前主要有3个石英Ti温度计和2个锆石Ti温度计计算公式,这些公式的使用范围和适用的地质情况已有统一的认识。石英和锆石Ti温度计应用的前提是Ti含量的准确测定。本文综述了现有Ti元素含量微区分析技术(电子探针、离子探针和激光剥蚀电感耦合等离子体质谱),重点讨论了激光剥蚀电感耦合等离子质谱在石英和锆石Ti分析的技术难点,包括不可控的剥蚀行为、多原子离子团干扰、缺乏基体匹配的标准物质等。最后展望了该技术未来发展趋势,特别是采用飞秒激光、高灵敏度/高分辨SF-ICP-MS、三重四级杆ICP-MS等仪器,有望实现低含量(<5.0×10^(-6))Ti的准确测定,这为石英和锆石Ti温度计的广泛应用提供有力保障。

关键词：石英Ti温度计锆石Ti温度计 LA-ICP-MS 原位微区分析元素干扰

安徽南部侵入岩热液蚀变黏土型锂矿化的发现及地质意义

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岩石学报 2024年第9期40卷 2653-2663页

作者：陶耐谢卓君任廷仙夏勇张军王志强张小胖安徽省勘查技术院(安徽省地质矿产勘查局能源勘查中心) 合肥230000 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 合肥工业大学合肥230000

黏土型锂矿具有储量大、厚度大,产出稳定等特征,是全球新兴的重要锂资源。世界上已发现的黏土型锂矿有三种类型:(1)淋虑萃取-蚀变作用形成的火山岩黏土型锂矿;(2)风化-沉积作用形成的碳酸盐黏土型锂矿;(3)花岗岩型锂矿经历表生风化作用... 详细信息

黏土型锂矿具有储量大、厚度大,产出稳定等特征,是全球新兴的重要锂资源。世界上已发现的黏土型锂矿有三种类型:(1)淋虑萃取-蚀变作用形成的火山岩黏土型锂矿;(2)风化-沉积作用形成的碳酸盐黏土型锂矿;(3)花岗岩型锂矿经历表生风化作用形成的高岭土风化壳型锂矿。本次研究在安徽南部旌德岩体中发现的黏土型锂矿化在构造背景、矿化特征、赋矿岩石、矿物组合、锂的来源、锂的赋存矿物及成矿作用过程等方面均与已有黏土型锂矿显著不同,为新的黏土型锂矿化类型,暂称为“侵入岩热液蚀变黏土型锂矿化”。其主要成矿特征包括:(1)锂矿化发生在中-酸性岩体侵入之后,矿(化)体赋存于岩体中的构造破碎带内,赋矿岩石主要为中-酸性侵入岩;(2)矿石中矿物组合主要为石英、高岭石、伊利石、萤石等,为热液交代或热液中直接沉淀而形成;(3)锂主要赋存于黏土矿物高岭石和伊利石中;(4)锂来自富锂、氟成矿流体,可能为岩浆出溶而形成(?);(5)成矿作用主要过程为成矿流体沿着构造破碎带与花岗闪长岩发生水-岩反应,流体交代花岗闪长岩中的长石、角闪石等易蚀变矿物,形成富锂高岭石、伊利石等黏土矿物,同时形成石英、萤石脉,锂进入黏土矿物中。“侵入岩热液蚀变黏土型锂矿化”的提出本质上是提出了黏土型锂资源新的成矿作用过程。该类型的提出将寻找黏土型锂资源从破火山口湖相沉积分布区(寻找火山岩黏土型锂矿)、古碳酸盐风化-沉积界面分布区(寻找碳酸盐黏土型锂矿)和钠长石化、白云母化花岗岩分布区(寻找高岭土风化壳型锂矿及其相关的原生花岗岩型锂矿)拓展到可不发育花岗岩型锂矿的中-酸性侵入岩分布区,是锂矿找矿思路的重要拓展。

关键词：锂资源黏土型锂资源侵入岩热液蚀变黏土型锂矿化皖南

黄土丘陵区生物结皮集雨面的集雨效果及其关键影响因子

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应用生态学报 2024年第6期35卷 1645-1652页

作者：陈钧儒江子昊肖波杨宇航窦韦强曹尤淞中国农业大学土地科学与技术学院/农业农村部华北耕地保育重点实验室北京100193 中国科学院水利部水土保持研究所陕西杨凌712100

雨水蓄集系统是黄土丘陵区广泛用于提高水资源利用效率、减少水土流失的生态工程措施,而生物结皮作为一种潜在的集雨面制作材料,其集雨汇流的效果及关键影响因子尚不明确。本研究针对黄土丘陵区风沙土发育的藻类和藓类生物结皮,以裸土... 详细信息

雨水蓄集系统是黄土丘陵区广泛用于提高水资源利用效率、减少水土流失的生态工程措施,而生物结皮作为一种潜在的集雨面制作材料,其集雨汇流的效果及关键影响因子尚不明确。本研究针对黄土丘陵区风沙土发育的藻类和藓类生物结皮,以裸土为对照,分别开展了40、60、80和100 mm·h^(-1)降雨强度下的野外模拟试验,比较了不同降雨强度条件下裸土与生物结皮集雨面的初始产流时间、累积集雨量和集雨效率的差异,并进一步揭示了影响生物结皮集雨效果的关键因子。结果表明:生物结皮集雨面显著降低了初始产流时间,且藓结皮效果显著优于藻结皮。当雨强为40~100 mm·h^(-1)、坡度为40°时,藓结皮的初始产流时间比藻结皮和裸土分别降低了49.7%~77.5%和89.7%~110.0%。生物结皮集雨面显著增加了累积集雨量和集雨效率。当雨强为100 mm·h^(-1)、坡度为40°时,与裸土相比,藓结皮和藻结皮的累积集雨量分别增加了29.6%和7.8%,集雨效率分别提高了25.7%和6.8%。方差分析表明,坡度、雨强和地表覆盖类型均能显著影响集雨效率,且除坡度与雨强外其他因素间交互作用显著。此外,集雨面坡长、坡度及生物结皮培育方式等是布设集雨小区时需统筹考虑的关键影响因子。综上,黄土丘陵区生物结皮集雨面具有良好的集雨效率且藓结皮集雨效果更佳,随着坡度和雨强增加其集雨效率更优。

关键词：生物土壤结皮土壤入渗节水措施水土保持生态恢复

探究超薄Bi_(2)MoO_(6)纳米片高效光催化CO_(2)还原活性

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分子催化（中英文） 2024年第2期38卷 121-129,I0002页

作者：兰钰婕梁卿黄晓卷毕迎普张亚军中国科学院兰州化学物理研究所羰基合成与选择氧化国家重点实验室甘肃兰州730000 中国科学院大学北京100049

铋系层状半导体材料凭借其独特的表面特性在光催化领域得到广泛的研究及应用,然而在光催化反应过程中光生电荷迁移及其表界面动态变化却鲜见报道.我们利用准原位X射线光电子能谱仪(QIS-XPS)系统研究超薄Bi_(2)MoO_(6)纳米片光催化CO_(2... 详细信息

铋系层状半导体材料凭借其独特的表面特性在光催化领域得到广泛的研究及应用,然而在光催化反应过程中光生电荷迁移及其表界面动态变化却鲜见报道.我们利用准原位X射线光电子能谱仪(QIS-XPS)系统研究超薄Bi_(2)MoO_(6)纳米片光催化CO_(2)还原过程中光生电荷迁移及其表界面演变过程.研究结果表明:在暗态条件下CO_(2)分子吸附于(010)暴露面Bi活性位,由于CO_(2)分子强的拉电子能力,导致内层出现高价态Mo^((6+x)+).当光照射至样品表面上时,*CO_(2)特征峰强度显著降低,*CO特征峰强度明显升高,表明CO_(2)分子在Bi活性位发生活化断键,并与光生电子反应形成*CO,使得高价态Mo^((6+x)+)含量增大.活性测试表明超薄Bi2MoO6纳米片的CO产量活性为41.8μmol·g^(-1)·h^(-1),其比块体Bi_(2)MoO_(6)活性高4.2倍,并且展现出优异的光催化稳定性.该工作为二维层状材料高效光催化CO_(2)还原机理研究提供了一种全新的研究思路.

关键词：光催化超薄纳米片 Bi_(2)MoO_(6) CO_(2)还原电荷迁移

超宽带脉冲星信号采集与处理架构设计及功能验证

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中国科学：物理学、力学、天文学 2024年第1期54卷 85-97页

作者：裴鑫李健段雪峰张海龙中国科学院新疆天文台乌鲁木齐830011 新疆微波技术重点实验室乌鲁木齐830011

采用超宽带观测系统对于提升脉冲星到达时间精度具有显著效果,但超宽带接收系统所产生的超高速数据流对终端系统的实时传输、分发和处理形成了较大挑战.本文以QTT规划的S波段超宽带接收系统为对象,采用先进的射频信号直接采集和混合架... 详细信息

采用超宽带观测系统对于提升脉冲星到达时间精度具有显著效果,但超宽带接收系统所产生的超高速数据流对终端系统的实时传输、分发和处理形成了较大挑战.本文以QTT规划的S波段超宽带接收系统为对象,采用先进的射频信号直接采集和混合架构多功能天文计算模型设计了脉冲星信号采集与处理系统架构.采用一块RFSoC平台将宽带模拟信号分为2个模拟子带进行采集,然后信道化为多个数字子带并通过2个100 Gb网络端口分发至多个HPC处理节点进行实时处理,可实现3 GHz宽带信号的同步采集和多功能处理,系统架构简洁、可扩展性强.对射频信号分段采集、100 Gb网络多路分发、VDIF数据格式封装等功能进行了测试,并开展了单子带脉冲星观测实验.

关键词：数字终端超宽带脉冲星高精度计时射频直接采样

东昆仑大格勒稀有金属矿床类型的厘定:碳酸岩型铌矿床

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大地构造与成矿学 2024年第1期48卷 163-171页

作者：周金胜王强王秉璋王涛马林李五福李玉龙袁博武翟国良王春涛刘建栋郑英金婷婷史兆凯马玲刘懋锐李成余志伟杨其济中国科学院广州地球化学研究所同位素地球化学国家重点实验室广东广州510640 青海省地质调查院青海西宁810012

铌是十分重要的关键金属,目前的主要用途是提高合金材料的抗腐蚀和耐高温性,同时其具有卓越的超导性能,因而随着超导技术革命的推进,未来对铌的需求可能会出现爆发式增长。尽管我国有各种类型的铌矿床,但可供开采利用的铌资源十分匮乏,... 详细信息

铌是十分重要的关键金属,目前的主要用途是提高合金材料的抗腐蚀和耐高温性,同时其具有卓越的超导性能,因而随着超导技术革命的推进,未来对铌的需求可能会出现爆发式增长。尽管我国有各种类型的铌矿床,但可供开采利用的铌资源十分匮乏,使得我国目前铌资源的对外依存度高达99.5%。本文对新发现的东昆仑大格勒稀有金属矿床中典型的矿石样品进行了综合矿物分析系统(TIMA)和电子探针成分分析,该矿床中主要的含矿(Nb)岩性为金云母岩和碳酸岩以及少量辉石岩、角闪石岩,矿石矿物主要为铌钙矿(粒径最高可达1.2 mm)、铌铁矿(粒径最高可达1.0 mm)、钛锆钍矿(粒径最高可达1.5 mm)、铌钛铀矿(粒径最高可达0.4 mm)、含铌钛铁矿(粒径最高可达0.3 mm)等,粒径和赋存形式明显优于白云鄂博矿床(粒径<0.04mm)。初步识别出两期铌矿化,即岩浆期和热液期,岩浆期结晶的铌矿物有铌钙矿、铌铁矿、钛锆钍矿、铌钛铀矿、含铌钛铁矿等;热液期形成的铌矿物也有铌钙矿、钛锆钍矿等。基于本次分析,并对比若干个与大格勒矿床极其类似的世界级铌矿床(例如Araxá、Catalao I和***é),我们将大格勒矿床厘定为碳酸岩型铌矿床。

关键词：铌矿床碳酸岩金云母岩稀有金属大格勒

西昆仑-喀喇昆仑造山带锂矿成矿特征与成矿规律初探

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地质学报 2024年第5期98卷 1421-1439页

作者：王核王堃宇高昊魏小鹏龙雨兵黄亮张晓宇张嵩蔡铭泽沈明宏中国科学院广州地球化学研究所广东广州510640 中国科学院大学北京100049 新疆自然资源与生态环境研究中心新疆乌鲁木齐830000 中国科学院地球化学研究所贵州贵阳550002

西昆仑-喀喇昆仑造山带中生代花岗伟晶岩相当发育,主要分布于麻扎-康西瓦缝合带以南的喀喇昆仑造山带,构成了西自木吉—塔什库尔干,东到大红柳滩长达600 km的喀喇昆仑稀有金属成矿带。通过多年的研究,本文对西昆仑-喀喇昆仑造山带37处... 详细信息

西昆仑-喀喇昆仑造山带中生代花岗伟晶岩相当发育,主要分布于麻扎-康西瓦缝合带以南的喀喇昆仑造山带,构成了西自木吉—塔什库尔干,东到大红柳滩长达600 km的喀喇昆仑稀有金属成矿带。通过多年的研究,本文对西昆仑-喀喇昆仑造山带37处稀有金属矿床(点)进行了全面系统的梳理,认为喀喇昆仑-喀喇昆仑造山带表现为“西铍东锂”的格局,稀有金属成矿年龄集中213~206 Ma。将喀喇昆仑造山带稀有金属成矿带划分为木吉-塔什库尔干稀有金属成矿亚带、赛图拉-大红柳滩稀有金属成矿亚带,从西向东可划定4个矿化集中区:木吉-布伦口稀有金属集中区、塔什库尔干-塔吐鲁沟稀有金属矿化集中区、康西瓦稀有金属矿化集中区、大红柳滩-白龙山稀有金属矿化集中区。同时,认为西昆仑-喀喇昆仑造山带西段下一阶段的找矿可放在西合休南锂铍找矿远景区、阿然保泰铍找矿远景区、木吉西锂铍找矿远景区。

关键词：西昆仑-喀喇昆仑造山带锂等稀有金属成矿特征成矿规律