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Cu^(2+)污染下农作物叶片特征光谱探究

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光谱学与光谱分析 2025年第1期45卷 264-271页

作者：张超吴轩杨可明齐钒宇夏天中国地质调查局发展研究中心北京100037 中国地质大学(北京)地球科学与资源学院北京100083 全国地质资料馆北京100037 中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院北京100083 中国资源卫星应用中心北京100094

为探究重金属胁迫下农作物污染响应的敏感叶型及谱段,设计了室外温室环境下的不同铜胁迫梯度玉米花盆试验。以玉米叶片为探究对象,利用仪器测定了出穂期玉米叶片的高光谱反射率数据以及叶片中重金属含量数据,为研究提供了基础数据。从... 详细信息

为探究重金属胁迫下农作物污染响应的敏感叶型及谱段,设计了室外温室环境下的不同铜胁迫梯度玉米花盆试验。以玉米叶片为探究对象,利用仪器测定了出穂期玉米叶片的高光谱反射率数据以及叶片中重金属含量数据,为研究提供了基础数据。从频率域角度,结合时频分析的方法设计了叶片光谱探测法(LSDM),获得了重金属铜胁迫下敏感叶型及谱段,为农作物重金属监测提供技术支撑。根据玉米的生长过程,从老叶(O)、中叶(M)、新叶(N)光谱350~1300 nm的全谱段和子谱段角度进行探究。(1)对铜胁迫下玉米叶片的高光谱反射率数据进行双微分(SOD)和包络线移除(CR),转换到频率域上,结合时频分析的方法进行Daubechies小波6层分解。(2)根据信号异常点、小波高值点和SODCR曲线高值点,定义玉米叶片的光谱异常参数(SAP)。异常变化反射率ACR(异常反射率与其后一个相邻波段反射率差值的绝对值);异常小波系数AWC(异常小波系数与其后一个相邻波段小波系数差值的绝对值);异常SODCR值ASV(异常点SODCR值与其后一个相邻波段SODCR值差值的绝对值)。通过光谱异常参数与玉米叶片重金属含量的相关关系,探究对铜污染响应敏感的叶型及谱段。结果表明,叶片光谱探测法LSDM能高效地对玉米叶片弱信息进行增强,并准确定位出重金属铜胁迫引起的光谱异常谱段位置,异常变化范围集中在350~800 nm内;光谱异常参数能定量地衡量玉米叶片在重金属铜胁迫下的光谱异常;在不同铜胁迫梯度下,玉米新叶(N)为敏感叶型,敏感谱段为蓝边、绿峰、黄边、红谷。该研究有望为其他谷类农作物及其冠层尺度重金属监测提供技术支撑。

关键词：重金属胁迫玉米叶片高光谱敏感叶型敏感谱段

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海洋CSEM法探测海底淡水资源可行性初探

海洋地质与第四纪地质 2025年第6期44卷 204-215页

作者：吴晓婷李予国段双敏中国海洋大学海洋地球科学学院青岛 266100 海洋油气勘探国家工程研究中心北京 100000

海底淡水是一种天然淡水资源，主要位于近海大陆架区域，来自陆地渗透水或是由海平面升降所形成的古河道中。传统地震方法在储层流体盐度变化的识别中存在一定的局限性，而海洋可控源电磁法（CSEM）对高阻薄层敏感，有利于通过观测淡水... 详细信息

海底淡水是一种天然淡水资源，主要位于近海大陆架区域，来自陆地渗透水或是由海平面升降所形成的古河道中。传统地震方法在储层流体盐度变化的识别中存在一定的局限性，而海洋可控源电磁法（CSEM）对高阻薄层敏感，有利于通过观测淡水储层和围岩电阻率差异引起的电磁异常来探测淡水资源。本文研究区域位于长江口嵊泗古河道，基于“嵊泗一井”水文地球物理测井数据建立长江口嵊泗古河道淡水储层地电模型，并利用数值模拟方法分析该区域淡水储层海洋可控源电磁响应特征。结果表明，利用海洋CSEM方法对高阻薄层强敏感度的特征探测海底淡水资源具有一定的优势，能够有效探测到高阻薄层引起的电磁场异常响应，具有较好的淡水储层识别能力。因此，该方法应用于长江口嵊泗古河道淡水储层探测是可行的。

关键词：海洋可控源电磁法海底淡水可探测度嵊泗

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毛发的梯度成熟实验对化石毛发的埋藏学启示

中国科学:地球科学 2025年第1期 62-74页

作者：李鑫周一擘赵涛何行健泮燕红南京大学内生金属矿床成矿机制研究国家重点实验室关键地球物质循环前沿科学中心生物演化与环境科教融合中心地球科学与工程学院云南大学古生物研究院云南省地球系统科学重点实验室云南省古生物学重点实验室

哺乳动物毛发作为与内温性、物理保护和伪装相关的关键特征,其地质历史记录可追溯至中生代.然而,关于毛发化石埋藏学的认识有限,阻碍了对其深时演化意义的理解.为此,我们对黑色毛发样品开展了梯度成熟实验来模拟化石毛发的埋藏过程.通... 详细信息

哺乳动物毛发作为与内温性、物理保护和伪装相关的关键特征,其地质历史记录可追溯至中生代.然而,关于毛发化石埋藏学的认识有限,阻碍了对其深时演化意义的理解.为此,我们对黑色毛发样品开展了梯度成熟实验来模拟化石毛发的埋藏过程.通过扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和拉曼光谱技术记录了模拟过程中毛发的形态结构、微观特征和化学成分的变化.结果表明,毛发的形态在温度达到150～175℃时就出现了损伤,在更高温度(200℃)下,毛发的形态完全丢失转变为流体状物质.但是毛发中黑素体的形态结构则具有更高的保存潜力,其微观结构也更稳定.拉曼光谱和FTIR光谱显示,随着温度升高,黑色素和角蛋白的特征峰发生了变化.尽管化学信号并未完全丧失,但FTIR光谱中酰胺特征峰的变化表明,角蛋白在高温(>200℃)下严重降解,而拉曼光谱中的黑色素特征峰则在高温下仍可被识别.这些结果通过主成分分析(PCA)和主成分分析-线性判别分析(PCA-LDA)得到了进一步的验证.此外,所有毛发样品在模拟实验中的拉曼信号均可与常见的地质碳质材料(腐殖酸)信号相区分,这表明拉曼光谱可用于检测化石中的黑色素.

关键词：哺乳动物毛发黑色素角蛋白化石化模拟埋藏

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地幔对流构造模式及其对地球表面构造演化的启示:三维数值模拟研究

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中国科学:地球科学 2025年第1期 272-298页

作者：相松黄金水吴秉乘中国科学技术大学地球和空间科学学院中国科学院比较行星学卓越中心

本文利用三维球壳区域的地幔对流数值模型,计算分析得到五类地幔对流构造模式,即非板块活动层盖对流模式、类板块活动层盖对流模式、幕式类板块活动层盖对流模式、幕式停滞层盖对流模式以及停滞层盖对流模式;给出了五类构造对流模式的... 详细信息

本文利用三维球壳区域的地幔对流数值模型,计算分析得到五类地幔对流构造模式,即非板块活动层盖对流模式、类板块活动层盖对流模式、幕式类板块活动层盖对流模式、幕式停滞层盖对流模式以及停滞层盖对流模式;给出了五类构造对流模式的典型特征,以及依据板块度、移动度及其均方差的数值分类标准.结果显示,岩石圈的屈服应力对地幔对流处于何种构造模式具有重要影响,随着屈服应力从小到大逐渐增加,地幔对流依次经历前述五类构造模式;瑞利数增大,产生类板块活动层盖对流的屈服应力范围越小,不同构造对流模式间的无量纲转换应力增加.非板块活动层盖对流模式和类板块活动层盖对流模式间的量纲化转换应力有随瑞利数增加而增加的趋势,其他不同构造对流模式间的量纲化转换应力随瑞利数增加而减小;不同构造对流模式间的转换应力总体上与内生热率成反比,转换应力随内生热率增加而减小.构造对流模式转换应力的拟合分析显示,当今地球处于板块构造运动,要求数值模型的岩石圈的屈服应力介于150～250MPa,这与实验岩石学得到的蛇纹岩化地幔岩的强度值接近;如果太古代地幔温度比现在高300℃,那时的地球处于幕式停滞层盖对流模式.地球表面构造运动演化与岩石圈强度以及热演化过程密切相关,在岩石圈强度只有150MPa时,早期地幔快速冷却模型的板块构造开始时间可早于3.8Ga;晚期地幔快速冷却模型,板块构造模式开始时间约在1.5Ga.但在岩石圈强度有200MPa时,晚期地幔快速冷却模型对应板块构造模式开始时间晚至0.95Ga.早期地幔快速冷却模型的板块构造开始时间约在2Ga.早期地球处于幕式停滞层盖对流模式意味着那时仍可能存在俯冲.后期幕式类板块活动层盖对流模式的存在则说明在板块构造运动期间可能也存在间歇的表面构造运动停滞阶段,这或为地球1.0Ga前后的构造活动平静期提供一种解释;同时也表明,一段地质时期的构造不活跃不是板块构造运动没有开始的指标.

关键词：地幔对流构造模式类板块活动层盖对流模式幕式类板块活动层盖对流模式幕式停滞层盖对流模式板块构造运动和地球构造演化

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扬子板块西南缘早前寒武纪地质演化:来自撮科元古宙变沉积岩碎屑锆石U-Pb年龄、Hf-O同位素的制约

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岩石学报 2025年第1期41卷 304-320页

作者：高嘉敏谢士稳刘倩王舫陶鹏龙涛中国地质大学(北京)地球科学与资源学院北京100083 中国地质科学院地质研究所北京离子探针中心北京100037 山东省第四地质矿产勘查院潍坊261021

扬子板块的太古宙-古元古代基底出露十分有限,制约了对扬子早前寒武纪地质演化的认识。本次研究对扬子板块西南缘撮科地区的大红山群和昆阳群变沉积岩开展了碎屑锆石原位U-Pb年龄、Hf-O同位素及微量元素研究。测年结果显示,大红山群谐... 详细信息

扬子板块的太古宙-古元古代基底出露十分有限,制约了对扬子早前寒武纪地质演化的认识。本次研究对扬子板块西南缘撮科地区的大红山群和昆阳群变沉积岩开展了碎屑锆石原位U-Pb年龄、Hf-O同位素及微量元素研究。测年结果显示,大红山群谐和锆石年龄分布于3092~1786Ma之间,最年轻碎屑锆石年龄为1786Ma,限定大红山群最大沉积时代为古元古代晚期。昆阳群谐和锆石年龄分布于2874~1031Ma之间,最年轻碎屑锆石年龄为1031Ma,表明昆阳群最大沉积时代为中元古代晚期。除少量较年轻锆石(<1.75Ga)外,昆阳群和大红山群具有相似的年龄分布特征,两个主要的年龄峰为2.0~1.85Ga和2.4~2.2Ga。尽管古元古代碎屑锆石的年龄峰与撮科地区已报道的古元古代岩浆活动期次一致,但仅有少部分碎屑锆石的Hf-O同位素特征与撮科古元古代岩浆岩相似,大多数碎屑锆石Hf-O同位素组成与加拿大Rae克拉通古元古代变沉积岩中碎屑锆石相似,暗示古元古代碎屑物质可能仅少部分来自撮科地区已识别的古元古代岩浆岩,而大部分可能来自与Rae克拉通发育的古元古岩浆岩相似的源区。大红山群和昆阳群中1.9~1.03Ga的碎屑锆石可能来自扬子西南缘发育的古元古代晚期-中元古代晚期岩浆岩。结合前人的资料,我们认为我国撮科和越南北部的Phan Si Pan带经历了与加拿大Rae克拉通相似的古元古代演化过程,支持2.4~2.3Ga扬子西南缘卷入Arrowsmith造山事件,并与Rae克拉通一起参与哥伦比亚超大陆聚合过程的认识。

关键词：扬子西南缘撮科地区哥伦比亚超大陆大红山群和昆阳群碎屑锆石

基于时序InSAR技术的常州市地表形变监测与影响因素分析

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测绘工程 2025年第1期34卷 53-61页

作者：夏璐文徐佳肖儒雅潘伯鸣孙雪梅河海大学地球科学与工程学院南京211100 常州市测绘院江苏常州213003

地面沉降是常州市的主要地质灾害之一,为了准确掌握地面沉降动态,确保区域可持续发展,利用时序InSAR技术监测常州主城区地表形变,并对其影响因素进行分析。文中采用长短基线组合的方式对2016年1月—2022年12月的186景Sentinel-1A SAR影... 详细信息

地面沉降是常州市的主要地质灾害之一,为了准确掌握地面沉降动态,确保区域可持续发展,利用时序InSAR技术监测常州主城区地表形变,并对其影响因素进行分析。文中采用长短基线组合的方式对2016年1月—2022年12月的186景Sentinel-1A SAR影像进行干涉测量处理,从而生成形变时间序列,并通过相位闭合环误差检测筛选高质量干涉对、使用通用型大气改正在线服务(GACOS)进行大气延迟误差改正,获取常州市主城区2016—2022年地面沉降信息,结果与同期水准数据一致,均方根误差为2.5 mm;再结合地质条件和地下水资料对影响地表形变的因素进行分析,结果表明常州市主城区地面沉降形势总体趋于稳定,仅在邹区镇西侧、武进区南部前黄礼嘉一带局部地区存在沉降现象,而中心城区地面形变总体抬升趋势。

关键词：形变监测时序InSAR 通用型大气改正在线服务相位闭合环

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俯冲带大断层的强度问题

地球物理学报 2021年第10期64卷 3452-3465页

作者：王克林太平洋地球科学中心加拿大地质调查局加拿大不列颠哥伦比亚省悉尼市V8L 4B2

俯冲带大断层的强度是地球动力学的一个重要问题.过去20年来,学界对这一问题的认识有了根本性的改变.本文将简单介绍近期这一研究的核心科学内容、主要方法和结果.宏观估计这种断层大尺度平均强度的有效方法只有两种:一是用弧前地壳应... 详细信息

俯冲带大断层的强度是地球动力学的一个重要问题.过去20年来,学界对这一问题的认识有了根本性的改变.本文将简单介绍近期这一研究的核心科学内容、主要方法和结果.宏观估计这种断层大尺度平均强度的有效方法只有两种:一是用弧前地壳应力观测约束横向挤压力从而推算大断层强度,二是用弧前地表热流观测约束断层摩擦生热量从而推算大断层强度.目前的研究结果表明:首先,这些断层极弱,其有效摩擦系数一般在0.03左右,有些可能略大于0.1,这一结果也解释了为什么俯冲带不是造山带.其次,发生特大地震的大断层是最弱的,充分表明大地震不需要高强度断层和高应力,而需要易于破裂传播扩展的地质条件.另外,大地震发生时断层的应力降与强度相比,既不是微乎其微,也远不到百分之百.导致大断层极弱的地质原因还尚不明确.一般认为需要相当高的孔隙液压,但是断层泥中的软弱含水矿物可能也起关键作用.

关键词：俯冲带大断层摩擦强度弧前应力摩擦生热大地震应力降

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中国渔业国际竞争力及影响因素研究

中国农业大学学报 2025年第2期 294-306页

作者：郑思宁郑宁欣福建农林大学公共管理与法学院福建农林大学南太平洋岛国研究中心福建农林大学经济与管理学院

为探讨中国渔业国际竞争力状况及其背后的影响因素，首先，从市场份额、净出口和比较优势3个角度，运用国际市场占有率、贸易竞争力指数和显示性比较优势指数，对中国和世界主要渔业生产国（地区）的渔业国际竞争力进行测定与比较；其... 详细信息

为探讨中国渔业国际竞争力状况及其背后的影响因素，首先，从市场份额、净出口和比较优势3个角度，运用国际市场占有率、贸易竞争力指数和显示性比较优势指数，对中国和世界主要渔业生产国（地区）的渔业国际竞争力进行测定与比较；其次，以波特的“国家钻石”模型为依托，结合渔业的实际情况，构建渔业国际竞争力的理论分析框架，并对不同角度测量的中国渔业国际竞争力的影响因素进行实证分析；最后，提出提升中国渔业国际竞争力的政策思考。结果表明：1）市场份额层面，中国渔业国际竞争力在世界主要出口市场中最强；2）净出口层面，中国的TC指数不断下降，竞争优势在不断丧失；3）比较优势层面，在主要水产品出口国中，中国比较优势不明显，且正逐步丧失；4）初级生产要素是推动中国渔业国际竞争力提升的关键，高级生产要素对渔业国际竞争力的促进作用较小，人力资本成为制约中国渔业国际竞争力提升的重要因素；5）内部需求条件、相关与支持性产业和渔业发展战略均促进了中国渔业的国际市场占有率和比较优势的提升，但阻碍了净出口反映的国际竞争力的提升。

关键词：渔业国际竞争力不同角度影响因素

燕山地区北京中生代上庄辉长岩-闪长岩-花岗岩杂岩体的壳幔岩浆混合成因及意义

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岩石学报 2025年第1期41卷 31-65页

作者：李友连郭敬辉欧阳东剑王浩彭澎钱青杨进辉中国科学院地质与地球物理研究所岩石圈演化与环境演变全国重点实验室北京100029 中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049

华北克拉通北缘东部的燕山地区,在晚中生代发育了广泛的中酸性岩浆岩。但是,在这期规模巨大的岩浆活动过程中,地幔的贡献方式和程度,一直不甚明了。在燕山西段北京上庄地区,发育一套辉长岩-闪长岩-花岗岩杂岩,其中包含空间上密切共生的... 详细信息

华北克拉通北缘东部的燕山地区,在晚中生代发育了广泛的中酸性岩浆岩。但是,在这期规模巨大的岩浆活动过程中,地幔的贡献方式和程度,一直不甚明了。在燕山西段北京上庄地区,发育一套辉长岩-闪长岩-花岗岩杂岩,其中包含空间上密切共生的辉长岩、辉长闪长岩、二长闪长岩、正长岩和花岗岩5个岩相单元,完整记录了从基性到中性、酸性连续的成分变化,是壳幔相互作用的理想研究对象。本文最新的高精度离子探针原位锆石U-Pb定年结果显示,这5个岩相单元的形成时代在125.9±1.1Ma~127.2±1.1Ma之间,相差不超过2Myr。成分差异显著的5个岩相,在如此短的时间内相继侵位形成,暗示了其成因上的密切关联。上庄杂岩体5个岩相单元的主、微量元素组成和主要地球化学指标,都不同程度地表现出连续变化的趋势,进一步指示了5个岩相单元之间密切的成因演化关系。结合全岩Sr-Nd同位素组成资料,我们提出上庄杂岩体的5个岩相单元来自富集岩石圈地幔和古老下地壳两个岩浆源区,经历了两类岩浆的混合作用,以及各自的分离结晶作用,最终形成这一杂岩体。具体来说,上庄杂岩体成因特征可以概括为:(1)作为基性端元的辉长岩单元,主体岩性为辉长岩和辉长苏长岩,以及少量橄长岩,ε_(Nd)(t)集中在-10.0~-8.5,来自EM1型的富集陆下岩石圈地幔。(2)辉长闪长岩和正长岩单元具有和辉长岩单元相同的Nd同位素组成范围,是由同源岩浆经历分离结晶作用所形成。(3)辉长闪长岩单元是稍早期侵入相中面积最大的,其中发育稍晚期沿裂隙贯入的多种类型的岩脉。其中,有一组花岗质岩脉,具有最低的ε_(Nd)(t)值(-19),其两阶段Nd模式年龄为2.5Ga,代表了来源于古老下地壳部分熔融的熔体。(4)将这些花岗质岩脉作为古老下地壳组成端员,二长闪长岩单元的元素和同位素组成,正好落在其与上述岩石圈地幔组成的混合线上,具有鲜明的壳幔组分混合特征;二长闪长岩中发育丰富的暗色微粒包体,斜长石斑晶发育复杂的内部结构和成分环带,如正环带、反环带和震荡环带等,且An值变化范围大(56~2),这些证据更直接表明其形成于基性和酸性岩浆的岩浆混合作用;岩浆混合模拟结果表明,二长闪长岩可以是约20%~30%幔源基性岩浆注入到壳源花岗质熔体的产物。(5)花岗岩单元具有与二长闪长岩单元相同的Nd同位素组成,高的SiO_(2)含量(71%~76%),显著Eu负异常、低Sr、Ba含量和高Rb/Sr比值,表明其应该是二长闪长质岩浆经由长石为主的分离结晶作用形成。上庄杂岩体的上述成因特征,显示出幔源岩浆活动的主导作用,不仅为大规模地壳熔融提供热流,更有相当高比例的直接物质贡献。综合区域上晚中生代中酸性岩浆岩资料,有相当高比例的岩体,其组成特征与上庄杂岩体的中酸性部分相当;相关岩性单元不能简单地归为埃达克质岩石,其成因不是由加厚下地壳部分熔融,而可能是古老下地壳受到幔源岩浆强烈影响的产物。

关键词：燕山侵入杂岩体岩石成因岩浆混合中生代