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黄河典型入干支流噬菌体群落结构特征研究

北京大学学报（自然科学版） 2024年第2期60卷 306-314页

作者：王冰雪吴宗治陈天一刘树枫梁恩航刘唐北京大学深圳研究生院环境与能源学院深圳518055 教育部水沙科学重点实验室北京大学环境工程系北京100871 深圳大学化学与环境工程学院深圳518061

利用宏基因组学技术,分析黄河典型入干支流湟水河、渭河和洛河水体及沉积物中噬菌体的群落结构,并对三条支流的噬菌体多样性、宿主和功能潜能进行比较。结果显示,从宏基因组中识别出的99.77%的未知vOTUs无法与NCBI Refseq参考数据库聚类... 详细信息

利用宏基因组学技术,分析黄河典型入干支流湟水河、渭河和洛河水体及沉积物中噬菌体的群落结构,并对三条支流的噬菌体多样性、宿主和功能潜能进行比较。结果显示,从宏基因组中识别出的99.77%的未知vOTUs无法与NCBI Refseq参考数据库聚类,表明噬菌体群落的物种新颖度较高。检出的噬菌体隶属15科158属,湟水河中特有的噬菌体属最多,Pbi1virus,Badnavirus,Ea214virus和Gammabaculovirus仅在该支流中检出。3条支流的噬菌体群落结构具有显著差异,且沉积物中群落的空间异质性更大。多种辅助代谢基因(AMGs)表明噬菌体可能参与了湟水河、渭河及洛河采样区域的氮、碳和磷等元素的循环过程,但3条支流中的AMGs分布无差异。噬菌体群落的宿主范围跨越18个原核生物门,以变形菌门、放线菌门和拟杆菌门为主,1.8%的噬菌体具有跨门感染的潜在能力。洛河的水体及沉积物中富集了感染Planctomycetota的噬菌体,渭河沉积物样本中感染Chloroflexota的噬菌体含量较高。细菌群落和噬菌体群落存在显著的相关性,且水体中噬菌体与其宿主的一致性比沉积物更高。

关键词：支流病毒宏基因组学噬菌体群落群落结构特征

基于断层量化隐伏型煤矿基岩含水层水化学空间演化机制研究

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地质学报 2024年第7期98卷 2245-2257页

作者：陈陆望郑忻张杰张苗胡永胜郑剑殷晓曦合肥工业大学资源与环境工程学院安徽合肥230009

地质构造是控制地下水化学场形成的关键因子,但由于其类型、性质和组合方式存在较大差异,致使定量表征地质构造对含水层水化学空间演化是个难点问题,亟待解决。本文以典型隐伏型煤田——淮北煤田袁店一矿的二叠系主采煤层砂岩裂隙含水层... 详细信息

地质构造是控制地下水化学场形成的关键因子,但由于其类型、性质和组合方式存在较大差异,致使定量表征地质构造对含水层水化学空间演化是个难点问题,亟待解决。本文以典型隐伏型煤田——淮北煤田袁店一矿的二叠系主采煤层砂岩裂隙含水层(简称“煤系”)和石炭系太原组灰岩岩溶裂隙含水层(简称“太灰”)为研究对象,基于主成分分析和离子比例分析,阐明控制含水层水化学空间演化的关键因素,利用断层复杂系数量化地质构造对地下含水层水-岩作用的影响,揭示袁店一矿水化学空间演化机制。研究结果表明,袁店一矿煤系主要水-岩作用为阳离子交替吸附与脱硫酸,太灰主要水-岩作用为碳酸盐溶解与黄铁矿氧化。袁店一矿东部断层复杂系数平均值为0.56,中部为0.61,西部为0.71。随着断层复杂系数平均值的增加,断层愈发育,煤系在袁店一矿主要水-岩作用阳离子交替吸附与脱硫酸有向非碳酸盐溶解转变的趋势;太灰在袁店一矿主要水-岩作用碳酸盐溶解与黄铁矿氧化有进一步增强的趋势。研究成果为研究华北隐伏型煤田地下水化学演化的构造控制机制提供了新思路,奠定了良好的理论基础。

关键词：隐伏型煤田水-岩作用水化学特征断层量化

安徽铜陵地区晚中生代中基性侵入岩成因与成矿:来自磷灰石矿物学和地球化学证据

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地质科学 2024年第5期59卷 1391-1411页

作者：徐晓春夏彩莲金林森谢巧勤闫峻谢建成合肥工业大学资源与环境工程学院合肥230009

辉石闪长岩是安徽铜陵地区晚中生代侵入岩的重要类型,与铜金多金属成矿密切相关。本文以白芒山岩体和舒家店岩体辉石闪长岩为研究对象,着重开展磷灰石矿物学和地球化学研究,探索中基性侵入岩成因及与成矿关系。结果显示:磷灰石强烈富集... 详细信息

辉石闪长岩是安徽铜陵地区晚中生代侵入岩的重要类型,与铜金多金属成矿密切相关。本文以白芒山岩体和舒家店岩体辉石闪长岩为研究对象,着重开展磷灰石矿物学和地球化学研究,探索中基性侵入岩成因及与成矿关系。结果显示:磷灰石强烈富集稀土元素,轻重稀土元素分异明显,弱—中等Eu负异常,富集Th、U等高场强元素,亏损Ta、Nb、Ti、Zr、Hf等高场强元素和Rb、Ba、Sr等大离子亲石元素,稀土—微量元素组成特征指示其寄主岩石成岩物质具有壳幔混源特征。岩相学特征显示磷灰石具有两种不同的晶体形态、产出状态和显微结构,即长柱状、包裹体相、均质结构和短柱状、晶间相、核—边/环带结构,其元素地球化学特征有显著差异,指示其寄主岩石成岩作用经历过壳源长英质岩浆冷凝结晶→高温幔源镁铁质岩浆注入和长英质岩浆早期结晶矿物熔蚀→混合岩浆侵位和结晶的复杂过程。核—边/环带结构磷灰石从核部到边部SO_(3)和Cl含量波动式变化特征,指示镁铁质岩浆幕式注入,并触发混合岩浆上升侵位,有利于流体出溶和热液成矿。磷灰石卤族元素(F、Cl)和SO_(3)高含量则提供板块俯冲环境证据,指示基性端元的镁铁质弧岩浆来自俯冲板片析出流体交代富集岩石圈地幔,镁铁质岩浆幕式注入有利于流体出溶和热液成矿。

关键词：辉石闪长岩中基性侵入岩磷灰石矿物学和地球化学晚中生代安徽铜陵地区

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基于卷积神经网络的列当种子发芽识别方法

草业学报 2024年第8期33卷 112-121页

作者：沈祺嵘严俊叶晓馨桑玉莹单启玲张琪藤安徽大学资源与环境工程学院安徽合肥230601

列当是一种极具破坏力的寄生性杂草,目前难以用常规方法根除。通过使用发芽刺激物可以诱导列当“自杀性萌发”,因此识别特定发芽刺激物下的种子发芽率至关重要。针对显微镜下人眼视觉对列当种子发芽判断标准不统一和耗时耗力等问题,本... 详细信息

列当是一种极具破坏力的寄生性杂草,目前难以用常规方法根除。通过使用发芽刺激物可以诱导列当“自杀性萌发”,因此识别特定发芽刺激物下的种子发芽率至关重要。针对显微镜下人眼视觉对列当种子发芽判断标准不统一和耗时耗力等问题,本研究提出一种基于卷积神经网络的列当种子发芽识别算法。首先,培育列当种子并采用显微镜采集发芽和未发芽的种子构建列当图像库;然后,通过搭建卷积神经网络来提取列当图像的特征实现种子发芽识别,通过试验对比优化超参数,得到适合列当种子识别的OB-Net模型;最后,通过试验图像验证,本研究模型可达到95.2%的识别准确率;与现有主流网络模型进行对比证明了构建的OB-Net模型在列当种子识别方面具有最高的精度和较快检测速度。本研究的列当种子发芽识别方法可以为相关发芽刺激物的研究提供有效的理论支撑。

关键词：列当种子发芽识别卷积神经网络特征提取

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融合成矿过程数值模拟信息的三维成矿预测方法研究:以安徽宣城茶亭地区为例

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矿物岩石地球化学通报 2024年第2期43卷 446-458页

作者：谢先岗李晓晖袁峰叶胜飞陈宇恒合肥工业大学资源与环境工程学院合肥230009

茶亭地区位于长江中下游成矿带南陵-宣城矿集区东北部,近年来陆续发现了多个斑岩型和矽卡岩型矿床,显示深部具有很好的热液矿床成矿潜力。目前传统的矿产勘查方法对区内隐伏矿的勘查效果不佳,制约了进一步的找矿突破。三维成矿预测是近... 详细信息

茶亭地区位于长江中下游成矿带南陵-宣城矿集区东北部,近年来陆续发现了多个斑岩型和矽卡岩型矿床,显示深部具有很好的热液矿床成矿潜力。目前传统的矿产勘查方法对区内隐伏矿的勘查效果不佳,制约了进一步的找矿突破。三维成矿预测是近年来隐伏矿找矿的重要手段之一,但三维预测信息的缺乏在一定程度上制约了该方法的预测效果。三维成矿过程数值模拟方法能为三维成矿预测方法提供新的预测信息,但对多元数值模拟信息的联合应用以及对三维成矿预测方法的支持能力等均有待深入研究。本文以安徽宣城茶亭地区为例,在力-热-流多场耦合的条件下对热液成矿过程进行三维数值模拟;通过将体应变增量、剪切应变增量等数值模拟变量信息与其他预测信息进行融合,实现深部找矿靶区的圈定。结果显示,成矿过程数值模拟方法可为三维成矿预测提供有效的预测信息,能显著提高预测能力;圈定的找矿靶区可为进一步的深部找矿勘查提供更为有效和可靠的线索和方向。

关键词：三维成矿预测成矿过程数值模拟茶亭地区

安徽巢湖地区早白垩世煌斑岩的形成年代、岩石成因及其地质意义

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地质科学 2024年第5期59卷 1412-1437页

作者：陈泽雨牛漫兰刘航朱光王磊衡哲合肥工业大学资源与环境工程学院合肥230009

煌斑岩是一种典型的富含挥发分的超基性—中性岩,作为深部幔源岩石,能很好地反映地幔源区的地球化学属性,为探究地球的深部构造和岩浆过程提供了有利窗口。本文以巢湖地区东南部的闪斜煌斑岩为研究对象,在野外地质调查及岩相学研究的基... 详细信息

煌斑岩是一种典型的富含挥发分的超基性—中性岩,作为深部幔源岩石,能很好地反映地幔源区的地球化学属性,为探究地球的深部构造和岩浆过程提供了有利窗口。本文以巢湖地区东南部的闪斜煌斑岩为研究对象,在野外地质调查及岩相学研究的基础上,进行了磷灰石年代学、Sr-Nd同位素和全岩主量元素和微量元素分析,通过数据定量模拟,剖析了岩浆过程和地幔源区特征,探讨了其形成构造背景。结果表明,巢湖闪斜煌斑岩(22CH09、22CH14和22CH17)磷灰石LA-ICP-MS ^(206)Pb/^(238)U加权平均年龄分别为119±18 Ma、116.4±7.5 Ma和114±13 Ma,均形成于早白垩世。巢湖闪斜煌斑岩SiO2含量为39.80%~43.52%,Mg^(#)值为63~70,K_(2)O的含量为1.60%~2.46%,为碱性煌斑岩,且相对富集大离子亲石元素(LILEs,如Ba、K、Cs),亏损高场强元素(HFSEs,如Nb、Ta、Zr、Hf),类似于弧相关的岩浆岩。巢湖闪斜煌斑岩具有低的(Hf/Sm)_(N)和(Ta/La)_(N)比值(分别为0.60~0.67和0.27~0.38),指示其源区经历了俯冲板片流体的交代作用;其高的Zn/Fe(0.0012~0.0015)及Fe/Mn值(65.54~84.49)表明其源区主要为辉石岩。数值定量模拟表明,巢湖闪斜煌斑岩可能源于石榴辉石岩小比例部分熔融(<4%),原生岩浆经历了约3%的橄榄石分离结晶作用。煌斑岩磷灰石原位^(87)Sr/^(86)Sr(t)值为0.7069~0.7078,ε_(Nd)(t)值为−9.5~−6.8,与长江中下游带同期基性岩的Sr-Nd同位素组成相似,表明二者起源于同位素组成相似的富集岩石圈地幔。巢湖地区中生代岩石圈地幔与长江中下游带具有较高的亲缘性,长江中下游带与郯庐断裂带南段岩石圈地幔的分界可能介于巢湖闪斜煌斑岩与肥东杂岩之间。结合区域岩浆活动特点,本文认为巢湖闪斜煌斑岩为古太平洋俯冲板片后撤的产物,形成于弧后伸展构造背景。

关键词：巢湖闪斜煌斑岩郯庐断裂带南段早白垩世辉石岩地幔源区岩石成因

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共热解副产物对生物炭吸附苯蒸气性能影响

环境科学 2024年

作者：王海秋彭越徐馨墨平晓晨佟心语朱玲北京石油化工学院环境工程系

为探讨生物质原料组成及共热解副产物对生物炭物化特性的影响，选取木质素含量高和N元素含量低的稻壳(RH)与纤维素和N元素含量均高的木屑(SD)为典型原料，采用热解法合成生物炭，并在固定床上进行苯蒸气吸附评价，利用热重(TG)、扫描电... 详细信息

为探讨生物质原料组成及共热解副产物对生物炭物化特性的影响，选取木质素含量高和N元素含量低的稻壳(RH)与纤维素和N元素含量均高的木屑(SD)为典型原料，采用热解法合成生物炭，并在固定床上进行苯蒸气吸附评价，利用热重(TG)、扫描电镜(SEM)和气相色谱质谱联用仪(GC-MS)分析热解过程产生的副产物组分，结合X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外(FT-IR)和拉曼(Raman)等方法对生物炭结构进行表征，探究共热解副产物对生物炭结构及吸附苯蒸气性能的影响机制。结果表明，所制备样品的晶体结构没有明显差别；纤维素含量高的木屑比木质素含量高的稻壳热解后比表面积高1.6倍；共热解中生物质中的原料油酸和含N元素的氨基酸分解产物氨气的协同反应，生成副产物油酸酰胺并聚集堵塞孔道，RC1比表面积最小，为134.28 m2·g-1；掺混共热解生物炭(RCn)的苯蒸气实际吸附容量比单独热解生物炭(RC和SC)以及单独热解再掺混(RC-mSC)低。共热解过程中增加木屑含量，油酸酰胺生成量减少，RC4的吸附容量和比表面积分别提升至238.78 mg·g-1和367.37 m2·g-1。Yoon-Nelson动力学方程拟合结果表明，RCn吸附速率常数k值范围在0.060～0.084 min-1，均高于SC的k值(0.039 min-1)，共热解有利于提升吸附速率。共热解副产物对生物炭吸附苯蒸气有抑制影响，随着掺混比的上升，抑制影响逐渐减弱；生物炭对苯蒸气的吸附符合拟一级动力学模型，并以物理吸附为主。RC3经过5次循环后的再生效率超过85%，具有较好的工业应用潜能。以上研究结果从原料组成和副产物角度分析了共热解生物炭吸附苯蒸气的关键影响因素，可为生物质减量化、资源化和无害化提供参考。

关键词：生物质组成生物炭共热解副产物油酸酰胺苯蒸气吸附

一种新的估计非高斯分布含水层渗透系数场的方法

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水文地质工程地质 2024年第3期51卷 23-33页

作者：孙猛骆乾坤孔志伟郭明刘明力钱家忠合肥工业大学资源与环境工程学院安徽合肥230009

集合卡尔曼滤波(ensemble Kalman filter,EnKF)是最流行的数据同化方法之一。然而,在处理非高斯问题时,EnKF存在局限性。为了解决非高斯问题并准确描述含水介质连通性,将正态分数变换(normal-score transformation,NST)与多重数据同化... 详细信息

集合卡尔曼滤波(ensemble Kalman filter,EnKF)是最流行的数据同化方法之一。然而,在处理非高斯问题时,EnKF存在局限性。为了解决非高斯问题并准确描述含水介质连通性,将正态分数变换(normal-score transformation,NST)与多重数据同化集合平滑器(ensemble smoother with multiple data assimilation,ES-MDA)相结合,提出NS-ES-MDA方法。通过对比实验,验证了NS-ES-MDA方法估计非高斯分布含水层渗透系数场的有效性。相较于重启正态分数集合卡尔曼滤波器(restart normal-score ensemble Kalman filter,rNS-EnKF)方法,NS-ES-MDA在吸收相同数据后,参数估计精度提升约34%,计算效率提升约35%。此外,NS-ES-MDA方法受“异参同效”现象的影响较小,具有较强的更新能力,能够保障得到较准确的参数估计值。研究可为非高斯分布含水层参数估计提供一种有效的求解方法。

关键词：数据同化非高斯场参数估计集合平滑器正态分数变换渗透系数

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基于集合平滑数据同化与直接采样法融合水文地球物理数据刻画裂隙网络分布

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水文地质工程地质 2024年第4期51卷 88-100页

作者：焦婷婷邓亚平钱家忠骆乾坤合肥工业大学资源与环境工程学院安徽合肥230009

刻画裂隙含水层在地下水污染、地热、油气资源开采等研究中起关键作用。由于裂隙介质的强非均质性,其渗透率场一般呈现出显著的非高斯特性,该特性给水文地质参数的推估带来了极大的困难与挑战。为解决裂隙介质参数推估难的问题,本研究... 详细信息

刻画裂隙含水层在地下水污染、地热、油气资源开采等研究中起关键作用。由于裂隙介质的强非均质性,其渗透率场一般呈现出显著的非高斯特性,该特性给水文地质参数的推估带来了极大的困难与挑战。为解决裂隙介质参数推估难的问题,本研究利用集合平滑数据同化与直接采样法融合水文地球物理数据推估裂隙介质参数场,设计多个数值算例,探究该数据同化框架刻画裂隙介质参数场的有效性,分析同化3种不同类型的观测数据对参数推估结果的影响,并探讨裂隙密度以及观测井的数量对参数推估效果的影响。研究结果表明:(1)基于集合平滑数据同化与直接采样法融合水文地球物理数据的方法,可有效地推估裂隙介质水文地质参数空间分布;(2)对比3种类型的观测数据推估结果,可知同时融合水头和自然电位观测数据(水文地球物理数据)的参数推估效果最佳;(3)研究区的裂隙密度以及观测井的数量同样对数据同化结果产生影响,因此建议在实际应用中应选择合理的观测井数量从而获得最优的参数推估方案。该研究可为裂隙介质参数场的刻画提供一种有效的方法,进一步为裂隙水资源的开发和管理提供可靠的理论依据。

关键词：裂隙水文地球物理方法数据同化多点地质统计参数推估