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从长英质侵入体揭示火山喷发过程与岩浆通道系统

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岩石学报 2024年第7期40卷 1997-2018页

作者：马昌前刘彬薛振华邹博文黄贵治连泉程高珂孙洋王连训中国地质大学(武汉)地球科学学院武汉430074 长江大学地球科学学院武汉430100

汇聚板块边缘的大型长英质火山喷发是地球上最具破坏性的自然灾害之一。然而,与这些火山相关的岩浆通道系统的结构及其对火山活动的控制方式迄今仍知之甚少。基于在青藏高原北部东昆仑造山带三叠纪火山岩与侵入体关系的观察以及全球岩... 详细信息

汇聚板块边缘的大型长英质火山喷发是地球上最具破坏性的自然灾害之一。然而,与这些火山相关的岩浆通道系统的结构及其对火山活动的控制方式迄今仍知之甚少。基于在青藏高原北部东昆仑造山带三叠纪火山岩与侵入体关系的观察以及全球岩浆通道系统的研究进展,本文提出要将火山机构与侵入体结合起来开展研究,通过重建岩浆通道系统来揭示侵入体(古岩浆储库)与火山活动的潜在联系。本文指出,地球上只有少部分侵入岩与火山活动存在密切关系,这些侵入岩可能是抽取火山喷发物质后留下的岩浆储库残余物质。有些岩浆储库不仅为火山喷发提供物质,还在提供火山喷发动力、控制火山喷发方式在溢流式与爆炸式之间的转换以及影响火山机构定位等方面发挥着关键作用。富挥发分的流体大量溢出地表会减少大型伟晶岩型和斑岩型矿床的形成机会,特别是在爆炸式的长英质火山喷发过程中。本文将岩浆通道系统划分为5个区域,即部分熔融区、岩浆聚集区、岩浆迁移区、岩浆侵位区和火山喷口区,这些区域构成了一个复杂的纵向递进、横向连接的岩浆网络系统,是构造环境(构造阶段)、地壳状态和岩浆动力学属性的耦合产物。为了深入理解长英质岩浆通道系统结构和动力学演化及其对火山活动机制的控制,本文建议要将火山机构、侵入体和围岩系统作为岩浆通道系统的组成部分,开展构造地质学、岩石学、矿物学、岩浆动力学、地球化学、地球物理学等多学科的综合研究,以精细解剖典型岩浆通道系统的组成和结构,重建其岩浆动力学过程。

关键词：东昆仑长英质岩浆岩浆通道系统火山喷发方式侵入体岩浆动力学

乌江流域梯级水库群混合期NO的释放机理及其影响因素

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地球与环境 2024年

作者：陈赛男岳甫均侯永梅刘小龙李思亮天津师范大学天津市水资源与水环境重点实验室天津大学地球系统科学学院

筑坝显著改变了河流生源要素的生物地球化学循环过程，尤其是对氮循环和温室气体N2O产生和释放的影响，已逐渐受到广泛的关注。本文以乌江中上游4个梯级水库为研究对象，通过分析其冬季混合期的溶存N2O和氮形态含量，探讨混合期亚热带... 详细信息

筑坝显著改变了河流生源要素的生物地球化学循环过程，尤其是对氮循环和温室气体N2O产生和释放的影响，已逐渐受到广泛的关注。本文以乌江中上游4个梯级水库为研究对象，通过分析其冬季混合期的溶存N2O和氮形态含量，探讨混合期亚热带深水型水库N2O的产生机理和影响机制，并对水库N2O释放通量进行估算。结果表明，洪家渡、东风、索风营和乌江渡水库水体溶存N2O浓度均处于过饱和状态，表现为N2O的释放源；其释放通量均值分别为：0.48±0.07、0.34±0.04、0.35和0.91±0.76μmol/(m2·h)，与全球其它湖泊/河流系统相比处于中等水平。本研究发现水库混合期水体N2O主要来自于硝化作用，其中处于富营养状态的乌江渡水库的深层水体可能受到硝化-反硝化耦合作用及反硝化作用的影响，由此产生的高含量N2O通过底层泄水途径成为重要的释放源。综合考虑各水库特征，水库N2O的产生还受到水库调节类型和库龄的间接影响。对比发现使用IPCC对河流-水库系统N2O间接释放系数的估算可能会显著高估乌江中上游梯级水库群释放潜力。研究结果为未来评估梯级水库群N2O排放水平和梯级开发背景下流域氮的时空格局变化提供了重要的研究参考。

关键词：氧化亚氮排放通量混合期梯级水库乌江

多源融合降水产品SUPER在汉江流域的时空精度评估

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地球信息科学学报 2024年第5期26卷 1335-1349页

作者：刘松岩魏玲娜董建志葛慧齐丹南京信息工程大学水利部水文气象灾害机理与预警重点实验室南京210044 南京信息工程大学水文与水资源工程学院南京210044 天津大学地球系统科学学院天津300072 天津大学表层地球系统科学研究院天津300072 国家气象中心(中央气象台) 北京100081

当前的多源降水数据融合技术多基于地面雨量站观测进行校正与融合,但地面观测本身存在一定的不确定性,尤其在地面雨量站点匮乏的地区,基于数理不确定性理论的多源降水融合技术可以在不依赖于地面观测数据的基础上确定各降水数据集的误... 详细信息

当前的多源降水数据融合技术多基于地面雨量站观测进行校正与融合,但地面观测本身存在一定的不确定性,尤其在地面雨量站点匮乏的地区,基于数理不确定性理论的多源降水融合技术可以在不依赖于地面观测数据的基础上确定各降水数据集的误差及其互相关性,逐格点确定最优晴雨分类时间序列,有效提高了融合产品的可靠性。为了评估由该理论框架发展而来的新一代降水数据优化融合产品SUPER(Statistical Uncertainty Analysis-based Precipitation mERging Framework),本研究在汉江流域上游汉中流域以及中游郭滩流域,利用地面高密度雨量站点的观测数据,选取再分析降水数据ERA5(ECMWF Reanalysis v5)、卫星降水产品IMERG(Integrated Multi-satellitE Retrievals for GPM),从不同时空尺度,对比SUPER的精度及性能。结果表明:①相比ERA5与IMERG,SUPER产品在日、月两种尺度上均具有更优表现,与地面站点实测降水一致性更高、误差更小、误报率最低、探测成功率最高;②SUPER产品在地势平缓地区比在地形复杂地区性能更佳,地形对SUPER产品精度的影响在降水事件识别能力上更为显著,在地形复杂地区降水产品的精度会随地势升高而降低;③SUPER的融合算法及数据集可以有效的降低降水数据的随机误差与晴雨分类误差,但对系统偏差处理相对较为简单,仍有较大的改进空间。本研究综合的分析了SUPER产品在研究区的性能,为后续产品的实际应用与改进奠定了研究基础。

关键词：降水产品 SUPER IMERG ERA5 时空尺度精度评估汉江流域

碳包裹纳米零价铁活化过硫酸盐降解土壤中苯并（a）蒽的活性物种及生成途径

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环境科学学报 2024年

作者：杨颍科余光辉胡二丹吴骏浙江工业大学膜分离与水科学技术研究院天津大学地球系统科学学院

纳米零价铁(nZVI)用作过硫酸盐(PS)活化剂具有高活性和长持久性等优势，而其易团聚和钝化的问题极大地限制了其在土壤污染治理修复中的应用.本研究采用水热法和碳热还原法制备了一种具有抗氧化特性的碳包裹纳米零价铁复合材料(nZVI@C)... 详细信息

纳米零价铁(nZVI)用作过硫酸盐(PS)活化剂具有高活性和长持久性等优势，而其易团聚和钝化的问题极大地限制了其在土壤污染治理修复中的应用.本研究采用水热法和碳热还原法制备了一种具有抗氧化特性的碳包裹纳米零价铁复合材料(nZVI@C)，并与过硫酸盐联合降解土壤中苯并(a)蒽.结果表明，反应48 h，土壤中苯并(a)蒽的去除率达到88.7%，显著高于nZVI活化过硫酸盐的效果(48.3%).电子顺磁共振谱证实了nZVI@C活化过硫酸盐的过程中同时产生了SO4·-、HO~·、O2·-和1O2，自由基猝灭实验进一步表明HO~·和SO4·-在苯并(a)蒽的降解过程发挥了主要作用.研究结果可为深入理解该技术体系的机制，推动其在土壤修复中的应用与发展提供支撑.

关键词：碳包裹纳米零价铁过硫酸盐自由基苯并(a)蒽

江西龙南花岗岩风化壳形成和演化的铀系不平衡约束

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地学前缘 2024年第4期31卷 366-379页

作者：贾国栋徐胜刘丛强天津师范大学京津冀生态文明发展研究院天津300387 天津大学地球系统科学学院天津300072

花岗岩风化壳在我国华南地区广泛分布,其形成和演化对地貌、生态环境和矿产资源等具有重要影响。作为风化壳最基本的参数之一,生成速率是理解风化壳形成和演化的关键因子。铀系不平衡法是当前广泛应用于确定风化壳生成速率的重要地球化... 详细信息

花岗岩风化壳在我国华南地区广泛分布,其形成和演化对地貌、生态环境和矿产资源等具有重要影响。作为风化壳最基本的参数之一,生成速率是理解风化壳形成和演化的关键因子。铀系不平衡法是当前广泛应用于确定风化壳生成速率的重要地球化学手段,由于稀释剂获取困难,我国开展的研究较少。本研究以江西龙南花岗岩风化壳剖面为研究对象,开展铀系不平衡研究以确定其生成速率。研究结果显示:风化壳剖面中U和Th的含量范围分别为(3.25~3.39)×10^(-6)和(41.46~47.67)×10^(-6);活度比(^(234)U/238U)a、(^(230)Th/^(234)U)a和(^(230)Th/^(232)Th)a范围分别为1.008~1.023、1.063~1.112和0.239~0.271。通过铀系不平衡法对铀系同位素进行拟合后得到风化壳20~120 cm区域的演化时间约为841 ka,据此确定风化壳的生成速率约为1.2 m/Ma。本研究中,控制风化壳生成速率的因素主要是表层覆盖,气候和构造的影响很小。此外,由于风化壳的生成速率远低于宇宙成因核素确定的剥蚀速率,因此风化壳的演化状态为厚度逐渐减小的非稳态。

关键词：铀系不平衡法生成速率花岗岩风化壳演化状态非稳态

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抗生素耐药性的分子机制及抑菌策略

中国生物化学与分子生物学报 2024年第6期40卷 759-769页

作者：李虎良张蕾天津大学生命科学学院天津300072

抗生素耐药性被认为是21世纪人类健康面临的最严重的全球性威胁之一,抗生素的过度使用加剧了细菌耐药性的产生,因此,需要进一步研究细菌耐药的机制,探索新型的耐药菌抑菌策略。本文从细菌耐药性的产生机制及耐药菌新型抑菌策略两方面进... 详细信息

抗生素耐药性被认为是21世纪人类健康面临的最严重的全球性威胁之一,抗生素的过度使用加剧了细菌耐药性的产生,因此,需要进一步研究细菌耐药的机制,探索新型的耐药菌抑菌策略。本文从细菌耐药性的产生机制及耐药菌新型抑菌策略两方面进行概述,详细阐述了固有耐药性、获得耐药性和适应耐药性三种耐药性的分子机制,发现相较于具有强抗药性的固有耐药性及获得耐药性,新出现的适应耐药性具有群体效应及可逆性的特点。同时对新型抑菌化合物分子、噬菌体疗法、CRISPR-Cas系统疗法和反义疗法等新型抑菌策略进行了归纳,证明新型抗菌方法必须具备特异性和强响应性的特点。本综述旨在对细菌耐药性的发生机制进行总结,并为后续细菌耐药性的防治提供参考。

关键词：抗生素耐药性 CRISPR-Cas系统反义疗法

柴达木盆地可鲁克湖夏季表层沉积物重金属分布特征、来源和潜在生态风险

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环境生态学 2024年第3期6卷 53-62页

作者：邵航李冬丽丁士元张雪程关天昊李晓东天津大学地球系统科学学院天津300072

为了辨识青藏高原地区湖泊沉积物重金属的污染状况,丰富环境敏感脆弱区高原重金属的相关研究,因地制宜地保护特殊地域单元的生态环境,以青藏高原地区典型淡水湖为例,于2021年5月对可鲁克湖及附近部分湿地表层沉积物中10种广泛存在且对... 详细信息

为了辨识青藏高原地区湖泊沉积物重金属的污染状况,丰富环境敏感脆弱区高原重金属的相关研究,因地制宜地保护特殊地域单元的生态环境,以青藏高原地区典型淡水湖为例,于2021年5月对可鲁克湖及附近部分湿地表层沉积物中10种广泛存在且对环境影响显著的重金属(Al、Cr、Mn、Fe、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Pb)含量、沉积物pH和有机质等理化特征进行分析。通过主成分分析法初步解析其可能来源,并运用地累积指数法和潜在生态风险指数法进行生态风险评价。结果表明:除pH外,可鲁克湖表层沉积物的理化特征空间不均匀;有机质的含量及分布特征是影响Cr、Mn、Ni等重金属空间分布的主要原因;沉积物重金属浓度的平均值由高到低依次为:Fe>Al>Mn>Zn>Ni>Cu>Pb>Cr>As>Cd,均低于青海省土壤背景值;重金属地累积指数平均值均小于0,潜在重金属生态风险为轻微,仅Cd具有中等程度的生态风险,表明Cd是造成夏季可鲁克湖表层沉积物重金属生态风险的主要影响元素。相关性以及主成分分析结果显示,Cr、Ni、Cu、As、Cd、Pb具有相似的污染来源,表层沉积物中的重金属来源可能主要为自然源,受到内源沉积及岩石风化等自然作用的影响。本研究将为揭示高敏感地区表层沉积物的重金属迁移转化规律提供理论依据。

关键词：可鲁克湖沉积物重金属空间分布风险评价

西秦岭天水地区志留纪利桥花岗岩的岩石成因——来自地球化学和锆石U-Pb年代学与Hf同位素的约束

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岩石矿物学杂志 2024年第2期43卷 330-343页

作者：李国倩周开李云帅张建新武亚威郭祺毛小红天津大学地球系统科学学院表层地球系统科学研究院天津300072 自然资源部大陆动力学重点实验室中国地质科学院地质研究所北京100037

花岗岩在探讨大陆地壳生长与演化、造山带的形成及地球动力学演化等方面具有重要的意义。西秦岭天水地区利桥花岗岩主要由斜长石、石英、钾长石和黑云母等矿物组成,锆石U-Pb年代学表明岩体结晶年龄为439±3 Ma。利桥花岗岩具有高硅、富... 详细信息

花岗岩在探讨大陆地壳生长与演化、造山带的形成及地球动力学演化等方面具有重要的意义。西秦岭天水地区利桥花岗岩主要由斜长石、石英、钾长石和黑云母等矿物组成,锆石U-Pb年代学表明岩体结晶年龄为439±3 Ma。利桥花岗岩具有高硅、富碱的特征,其铝饱和指数A/CNK值介于1.01~1.16之间,属于弱过铝质高钾钙碱性-钙碱性花岗岩。利桥花岗岩富集K、Ba等大离子亲石元素和La、Ce等轻稀土元素,亏损Nb、Ta和Ti等高场强元素,显示具有俯冲带岛弧岩浆岩的地球化学特征。利桥花岗岩具有较低的Mg#值(25~41),且La/Yb-La、La/Sm-La图解显示该花岗岩在形成明显与部分熔融作用相关,此外岩体中的镁铁质微粒包体和正的锆石εHf(t)值,表明这些花岗岩在形成过程中有幔源物质的贡献。结合区域地质背景,我们认为利桥花岗岩是弧-陆碰撞前俯冲洋壳中先存的基性岩或新生地壳发生部分熔融所致,当然也不排除其为大陆边缘弧增厚下地壳部分熔融的产物。

关键词：锆石U-Pb年代学 Hf同位素全岩地球化学花岗岩西秦岭

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西安城市轨道交通客流时空分布特征研究

科学咨询(科技·管理) 2024年第5期 84-88页

作者：黄佳林晏智锋天津大学地球系统科学学院

为了解决城市轨道交通运营中大客流问题，笔者采用进出站客流空间分布、区间客流空间分布、换乘客流空间分布等指标，研究线路网络复杂化前后的乘客分流效果和对部分换乘量集中车站的缓解作用。笔者采用西安市地铁客流数据进行实证分析... 详细信息

为了解决城市轨道交通运营中大客流问题，笔者采用进出站客流空间分布、区间客流空间分布、换乘客流空间分布等指标，研究线路网络复杂化前后的乘客分流效果和对部分换乘量集中车站的缓解作用。笔者采用西安市地铁客流数据进行实证分析，经过研究发现，轨道交通网络复杂化后，西安地铁线网总客流进一步增长，原有线路客流均表现为增长；新开通站点对临近站点高峰小时进出站客流的分流作用明显；各车站间高峰小时系数的极差增大；地铁线网换乘系数有所提升，线网总体换乘客流分布更加均匀。

关键词：西安市城市轨道交通网络运营客流特征