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山东寒武系崮山组褶颊虫类三叶虫Jiulongshania acalla个体发育过程中的头盖形态变化及其生态学意义

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北京大学学报（自然科学版） 2024年第4期60卷 626-638页

作者：秦树健董琳北京大学地球与空间科学学院北京100871

基于大量采自山东济南唐王寨剖面寒武系崮山组的阿克利九龙山虫Jiulongshania acalla Walcott,1905标本,用传统的形态测量方法和几何形态测量方法,对头盖形态特征进行度量和定量化分析,揭示其在个体发育过程中的形态变化特点。研究结果... 详细信息

基于大量采自山东济南唐王寨剖面寒武系崮山组的阿克利九龙山虫Jiulongshania acalla Walcott,1905标本,用传统的形态测量方法和几何形态测量方法,对头盖形态特征进行度量和定量化分析,揭示其在个体发育过程中的形态变化特点。研究结果显示,在个体发育过程中,***鞍前区的生长速率最快,头盖宽度的生长速率最慢,头盖形态变化主要表现为头盖整体形态由半扁椭圆形向半长椭圆形转变,鞍前区的宽度逐渐增加。推测三叶虫外骨骼形态的变化,特别是头盖形态的变化,可能与三叶虫的取食方式有关;***头盖标本在个体发育过程中的形态变化,可能指示从幼虫到成虫取食方式的改变。

关键词： Jiulongshania acalla 头盖形态变化寒武系崮山组山东

基于改进GAN的手绘特征草图虚拟地形生成方法

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遥感学报 2024年第5期28卷 1232-1241页

作者：张晓媛陈斌北京大学地球与空间科学学院北京100871

三维虚拟地形生成目前广泛应用于野外虚拟地理环境、数字孪生城市建设等,是实现地理元宇宙发展的重要组成部分。传统生成三维虚拟地形的方法存在生成地形真实度不够、重复地形块与网格伪影等问题。基于此,提出一种改进生成对抗网络的手... 详细信息

三维虚拟地形生成目前广泛应用于野外虚拟地理环境、数字孪生城市建设等,是实现地理元宇宙发展的重要组成部分。传统生成三维虚拟地形的方法存在生成地形真实度不够、重复地形块与网格伪影等问题。基于此,提出一种改进生成对抗网络的手绘特征草图虚拟地形生成方法。以条件生成对抗网络和pix2pix架构为参考,提出虚拟地形生成网络模型,通过改进生成器U-Net网络,增加随机噪声,替换损失函数,提高模型训练的效率及生成地形的真实性。同时,利用精度较高的黄土高原部分地区数字高程模型数据为样本,构建用于虚拟地形生成模型的地形特征数据集,提取真实地形特征开展虚拟地形生成网络训练。最后,完整构建从手绘特征草图到虚拟地形的模型推理流程。实验结果表明,利用黄土高原地形数据和改进后的虚拟地形生成模型,能够满足用户在输入手绘地形特征草图后获得符合地形特征描述、高真实感的虚拟地形,在三维地形建模与编辑方面具有良好的发展前景。

关键词：遥感三维虚拟地形生成对抗网络手绘特征草图数字高程模型

基于开源GemPy的城市地下空间三维隐式势场建模方法研究

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地学前缘 2024年第3期31卷 482-497页

作者：廖舟李梅北京大学地球与空间科学学院北京100871

三维地质建模是城市地下空间规划和管理的重要基础工作。在地质科学大数据时代,当前三维建模逐渐转向三维隐式建模。常见的三维地质建模软件如GeoModeller、Surpac等都提供了隐式建模技术,但是上述商业软件均封装完好、并不开源。本文... 详细信息

三维地质建模是城市地下空间规划和管理的重要基础工作。在地质科学大数据时代,当前三维建模逐渐转向三维隐式建模。常见的三维地质建模软件如GeoModeller、Surpac等都提供了隐式建模技术,但是上述商业软件均封装完好、并不开源。本文基于开源GemPy建模平台,重点实现了三维隐式势场建模技术与针对地层尖灭的建模方案,将算法方案加入GemPy底层建模架构,并以某城市地下空间为例,对三维地质精细化建模工程流程进行了验证。论文构建了基于研究区钻孔数据的建模数据集,采用势场法和泛克立格插值法建立城市三维地质模型,并针对城市地质中常见的地层尖灭进行了单独的布尔运算处理。为细致直观展示研究区三维地质模型地层界面的拟合情况,对共计18个工程地质层分别进行可视化。最后,对模型的精度采用分层K折交叉验证方法进行验证,并用皮尔逊相关系数(CC)等4种指标对建模效果进行衡量。对研究区的实验结果表明,基于开源GemPy的三维隐式势场地质建模方法针对城市地质构造具有一定通用性,并在精度上具有较好效果,可以为城市地下空间开发利用提供决策依据。

关键词：三维地质建模隐式势场法 GemPy 地层尖灭城市地下空间

磁铁矿/磁黄铁矿复合矿物强化电修复治理Cr(VI)污染性能及含铬产物分析

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硅酸盐学报 2024年第10期52卷 3122-3130页

作者：周川野姬翔鲁安怀丁竑瑞葛潇王长秋李艳北京大学地球与空间科学学院

整合还原固定材料与电修复技术，是增强Cr(VI)污染治理效果的有效方法。利用磁铁矿/磁黄铁矿复合材料构建矿物强化电修复的Cr(VI)治理体系，研究Cr(VI)的去除效果，比较该治理体系与电修复体系的Cr(VI)返溶率，并利用Raman光谱仪、X射... 详细信息

整合还原固定材料与电修复技术，是增强Cr(VI)污染治理效果的有效方法。利用磁铁矿/磁黄铁矿复合材料构建矿物强化电修复的Cr(VI)治理体系，研究Cr(VI)的去除效果，比较该治理体系与电修复体系的Cr(VI)返溶率，并利用Raman光谱仪、X射线衍射仪、环境扫描电子显微镜及能谱仪对含铬产物进行表征。结果表明：对Cr(VI)含量为350 mg/kg的污染模拟土壤，Cr(VI)去除率近100%，总铬(TCr)去除率可达96%；矿物强化电修复实验组中Cr(VI)返溶率降低54%以上；铬与铁元素的分布相关性高，铬以矿物相的形式稳定存在。实验证明，电修复中整合矿物可以提升铬的去除率并强化铬的矿化。本工作为长效稳定地修复Cr(VI)污染场地提供了新思路。

关键词：磁铁矿/磁黄铁矿复合矿物矿物强化作用电修复铬(VI)污染

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安徽涡河流域水化学与同位素特征及水体转化关系

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环境科学 2024年第6期45卷 3196-3204页

作者：许金昭刘桂建司雯刘锐佳王冠宇中国科学技术大学地球和空间科学学院合肥230026

以安徽涡河流域为研究区域,通过采集涡河地表水、浅层地下水和中深层地下水样品,运用Gibbs图、离子比例和Mix SIAR模型等方法对各类水体的水化学参数和氢氧同位素进行分析,揭示并量化了各类水体之间的转化关系.结果表明,研究区地表水和... 详细信息

以安徽涡河流域为研究区域,通过采集涡河地表水、浅层地下水和中深层地下水样品,运用Gibbs图、离子比例和Mix SIAR模型等方法对各类水体的水化学参数和氢氧同位素进行分析,揭示并量化了各类水体之间的转化关系.结果表明,研究区地表水和地下水主要呈现中性至弱碱性,地表水的水化学类型以Cl·SO_(4)·HCO_(3)-Na和Cl·SO_(4)-Na型为主,浅层地下水以HCO_(3)-Ca·Mg和HCO_(3)-Mg·Na型为主,中深层地下水主要为Cl·HCO_(3)-Na型.各类水体的水化学特征受到岩石风化、蒸发浓缩及正向阳离子交换等多重因素共同影响.地表水和地下水的δ^(18)O和δ^(2)H分布特征表明大气降水是该区域水体的主要补给来源,且地下水δ^(18)O和δ^(2)H值与K^(+)、Na^(+)、Cl^(-)、SO_(4)^(2-)和NO_(3)-浓度存在显著相关性.根据Mix SIAR模型分析结果,地表水接受大气降水和浅层地下水的贡献率分别为46.5%和53.5%;浅层地下水的补给来源分别为大气降水(57.4%)和地表水(42.6%);中深层地下水的补给主要来自上游地下水的侧向径流补给.

关键词：涡河流域氢氧稳定同位素水化学特征转化关系 MixSIAR模型

深层砂岩储层孔隙结构特征及影响因素——以银额盆地拐子湖凹陷为例

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北京大学学报（自然科学版） 2024年第2期60卷 249-264页

作者：彭谋李江海杨博北京大学地球与空间科学学院北京100871 中国石油大学(北京)地球科学学院北京102249

以银额盆地拐子湖凹陷巴音戈壁组深层砂岩为研究对象,在探究储层基本特征的基础上,采用恒速压汞法区分孔隙与喉道,定量地表征孔喉特征参数;通过扫描电子显微镜和铸体薄片,定性地表征孔喉形态特征,分析微观孔隙的结构差异;结合孔喉分形... 详细信息

以银额盆地拐子湖凹陷巴音戈壁组深层砂岩为研究对象,在探究储层基本特征的基础上,采用恒速压汞法区分孔隙与喉道,定量地表征孔喉特征参数;通过扫描电子显微镜和铸体薄片,定性地表征孔喉形态特征,分析微观孔隙的结构差异;结合孔喉分形维数划分孔隙类型,探讨影响储层孔隙发育的主要因素。研究结果表明,该区储层岩石类型以长石岩屑砂岩为主,成分成熟度较低,平均孔隙度为10.8%,平均渗透率为1.17 mD,属于低孔低渗型储层。储集空间类型主要为原生粒间孔、溶蚀孔和微裂缝,孔隙半径平均值为195μm,喉道半径平均值为3.5μm,储层的孔隙结构类型分为微孔小喉型、小孔小喉型和大孔粗喉型。研究区储层孔喉比总体上较大,良好的孔喉配置关系是影响储层物性的重要因素,影响孔隙发育的主控因素则是早期成岩作用、有机酸溶蚀和烃类充注的综合作用。经过相对较弱的压实作用和胶结作用改造后,原始碎屑为后期溶蚀提供了物质和空间基础,储层顶部和底部巨厚的富有机质泥岩提供了有机酸溶蚀和烃类充注的物源。

关键词：深层砂岩恒速压汞储层特征孔隙结构

海南岛新生代玄武岩中富硅熔体包裹体特征及成因

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现代地质 2024年

作者：许鑫张立飞田伟朱金涛何衍鑫北京大学地球与空间科学学院

熔体包裹体记录了岩浆喷发前演化、去气过程以及岩浆中挥发分等重要信息，是研究玄武质岩浆系统及地幔源区强有力的工具，被广泛应用于研究地幔岩浆的起源和演化。然而，关于熔体包裹体均一化加热前后的玻璃成分差异目前研究较少。本文... 详细信息

熔体包裹体记录了岩浆喷发前演化、去气过程以及岩浆中挥发分等重要信息，是研究玄武质岩浆系统及地幔源区强有力的工具，被广泛应用于研究地幔岩浆的起源和演化。然而，关于熔体包裹体均一化加热前后的玻璃成分差异目前研究较少。本文选择海南岛蓬莱地区新生代玄武岩橄榄石斑晶中熔体包裹体为研究对象，采用电子探针对熔体包裹体玻璃及其寄主矿物进行成分分析，结果显示，寄主矿物橄榄石的Fo值为70～85，CaO含量大于0.1%，为典型的橄榄石斑晶。室温下，熔体包裹体由熔体（玻璃）、气泡和子矿物（辉石、斜长石、钛铁矿）组成。熔体包裹体玻璃成分为英安质熔体。通过高温炉对含熔体包裹体的橄榄石进行加热，均一化加热后熔体中未见子矿物，熔体包裹体玻璃成分为玄武质、玄武安山质熔体少数为安山岩质熔体，成分与海南岛蓬莱地区新生代玄武岩全岩成分相近。本文认为海南岛蓬莱地区新生代玄武岩橄榄石斑晶中存在富硅熔体包裹体是熔体包裹体被捕获后冷却速率缓慢导致熔体内部发生分离结晶，进而残余熔体不断向富硅方向演化而形成的。因此，对熔体包裹体进行研究时首先观察熔体包裹体内部结构特征，必要时进行均一化加热实验。

关键词：海南岛新生代玄武岩橄榄石斑晶富硅熔体包裹体成因

煤-生物质共热解非催化协同效应特征及机理研究进展

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太阳能学报 2024年第4期45卷 286-295页

作者：钮志远刘桂建南京晓庄学院环境科学学院南京211171 中国科学技术大学地球与空间科学学院合肥230026

对近年来煤-生物质共热解研究中判定是否发生协同效应及协同效应发生强度的4个指标,即温度范围、热重曲线、表观活化能及热解产物的产率及组成进行总结,并概括包括内在因素和外在因素在内的多种影响因素对煤-生物质共热解非催化协同效... 详细信息

对近年来煤-生物质共热解研究中判定是否发生协同效应及协同效应发生强度的4个指标,即温度范围、热重曲线、表观活化能及热解产物的产率及组成进行总结,并概括包括内在因素和外在因素在内的多种影响因素对煤-生物质共热解非催化协同效应的影响,对煤-生物质共热解非催化协同效应反应机理方面的研究进展和成果进行简要评述。最后提出未来煤-生物质共热解非催化协同效应特征和机理研究中可能面临的挑战。

关键词：煤生物质燃料油煤液化共热解非催化协同效应

基于DEW模型的地球深部流体组成与水岩相互作用计算方法综述

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地学前缘 2024年第1期31卷 64-76页

作者：兰春元张立飞陶仁彪胡晗张丽娟王超北京大学地球与空间科学学院北京100871 北京高压科学研究中心北京100094

水岩相互作用会导致流体中元素的价态、赋存形式等发生改变,进而对元素的富集成矿、循环通量等产生影响。由于地球深部样品与实验数据有限,建立和使用地球深部流体模型可以有效地增加人们对深部流体及水岩相互作用的认知。Deep Earth Wa... 详细信息

水岩相互作用会导致流体中元素的价态、赋存形式等发生改变,进而对元素的富集成矿、循环通量等产生影响。由于地球深部样品与实验数据有限,建立和使用地球深部流体模型可以有效地增加人们对深部流体及水岩相互作用的认知。Deep Earth Water(DEW)模型是一种描述地球深部流体热力学性质的数据库,其可以与矿物热力学数据库联用,实现对地球深部水岩相互作用过程的模拟研究。本文阐释了使用DEW模型描述深部流体的必要性,叙述了应用DEW模型进行深部流体物种和水岩相互作用计算的基本原理,介绍了一种基于DEW模型计算流体物种的软件——FluidsLab,列举了地球深部流体以及水岩相互作用的应用案例与研究现状,最后对DEW模型后续的应用与发展方向进行展望。

关键词：水岩相互作用俯冲带地球深部流体热力学 DEW模型