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冰期旋回中热带西太平洋碳源汇过程、机理与效应

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科学通报 2024年第13期69卷 1742-1758页

作者：李铁刚熊志方秦秉斌贾奇郭景腾自然资源部第一海洋研究所海洋地质与成矿作用重点实验室青岛266061 崂山实验室海洋地质过程与环境功能实验室青岛266237

冰期旋回是第四纪地球气候变化最显著的特征,热带西太平洋通过水文循环控制全球气候演化,这是“气候演变低纬驱动”理论的核心内容.由于现代热带西太平洋CO_(2)总体上处于海-气平衡,因此基于“将今论古”的思想,长期以来学术界认为热带... 详细信息

冰期旋回是第四纪地球气候变化最显著的特征,热带西太平洋通过水文循环控制全球气候演化,这是“气候演变低纬驱动”理论的核心内容.由于现代热带西太平洋CO_(2)总体上处于海-气平衡,因此基于“将今论古”的思想,长期以来学术界认为热带西太平洋相对于南大洋等高纬海区在大气CO_(2)分压(pCO_(2))冰期旋回中的作用并没那么重要,从而低估了热带西太平洋通过碳源汇演替调控全球气候的作用.在综合分析上新世以来冰期旋回中热带西太平洋碳源汇过程与机制的基础上,总结出了其气候效应模式,发现冰期时海平面降低导致更多的河流营养物进入海洋,致使近海表层有机碳生产和海底有机碳埋藏加强;同时,远洋为了“补偿”陆架珊瑚礁等钙质生物碳酸盐生产的减少,引起其深部CO32和碱度增加,致使远洋深部碳库增强;另外,开放洋区大型硅藻勃发等有机碳生产演化事件在大洋深部形成呼吸碳库,进一步“放大”了上述增强的深部碳库.这些碳循环过程表明冰期热带西太平洋扮演碳汇角色.间冰期时上述碳循环过程发生的方向或强度与冰期相反,但目前还没有证据证明间冰期热带西太平洋是否扮演碳源角色;尽管冰消期,其确实能向大气释放CO_(2).此外,叠加在冰期旋回之上的长尺度记录以及跨越冰期旋回的重大事件记录均显示,热带西太平洋可以通过全球的遥相关或洋际交换,在深部“被动”形成碳库.但这种“被动”形成的深部碳库是否也发生在冰期旋回中还有待于进一步证实.总之,热带西太平洋碳循环也同水文循环一样,通过碳源汇演替对冰期旋回中大气pCO_(2)和全球气候产生重要影响,从而丰富了“气候演变低纬驱动”理论的内涵.

关键词：表层海洋固碳深部海洋储碳海平面风尘碳循环上新世以来

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养殖海湾淤泥质海岸沉积物微塑料污染特征

环境科学 2024年第5期45卷 3078-3087页

作者：宋可心贺金成李昌文解思琦刘宝堃黄伟冯志华江苏海洋大学江苏省海洋生物资源与环境重点实验室江苏海洋大学江苏省海洋生物产业技术联合创新中心江苏海洋大学自然资源部滨海盐沼湿地生态与资源重点实验室自然资源部第二海洋研究所海洋生态系统与生物地球化学重点实验室

微塑料污染是当前环境领域广泛关注的前沿问题,海洋环境介质微塑料污染广为报道,但深层沉积物中微塑料污染特征如何却鲜见报道.基于此,在典型养殖海域海州湾附近淤泥质海岸设置3个采样点,分析沉积物柱状样中微塑料污染特征.结果表明,该... 详细信息

微塑料污染是当前环境领域广泛关注的前沿问题,海洋环境介质微塑料污染广为报道,但深层沉积物中微塑料污染特征如何却鲜见报道.基于此,在典型养殖海域海州湾附近淤泥质海岸设置3个采样点,分析沉积物柱状样中微塑料污染特征.结果表明,该研究区域沉积物中微塑料丰度为(0.12±0.07)n·g^(-1),处于中等污染水平.沉积物柱状样中微塑料总和是表层5 cm沉积物中微塑料丰度的3.43~6.00倍.沉积物柱状样中微塑料丰度展现区域差异性,不同深度的沉积物中微塑料丰度不存在显著性差异,但随深度增加呈指数减少.沉积物含水率、深度和微塑料之间的关系表明,沉积物中微塑料丰度与沉积物物理性质有关.透明和黑色微塑料在各站位占比均最高,纤维是沉积物中最常见的微塑料形态,粒径小的微塑料占主体,微塑料材质的密度均不妨碍其出现在沉积物中.微塑料污染特征在不同深度沉积物中变化较大.

关键词：微塑料(MPs) 沉积物柱状样淤泥质海岸海州湾养殖海湾

卡尔斯伯格脊天休洋脊段的深部岩浆过程:来自洋中脊玄武岩中单斜辉石结晶条件的约束

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岩石学报 2024年第7期40卷 2203-2214页

作者：颉炜谭文睿韩喜球余星李谋王志朗姜翰费小倩河海大学海洋学院自然资源部海洋灾害预报技术重点实验室南京210024 自然资源部第二海洋研究所自然资源部海底科学重点实验室杭州310012 浙江省海洋科学院杭州310000 自然资源部海洋空间资源管理技术重点实验室杭州310000

洋中脊玄武岩(MORB)是了解洋中脊的热状态、岩浆供给及演化过程的绝佳研究对象。本文对中国大洋49航次第五航段(DY49V)在西北印度洋卡尔斯伯格脊天休热液区周边获得的拖网(49V-DR02)玄武岩样品进行了详细的岩石学和矿物学研究,并利用单... 详细信息

洋中脊玄武岩(MORB)是了解洋中脊的热状态、岩浆供给及演化过程的绝佳研究对象。本文对中国大洋49航次第五航段(DY49V)在西北印度洋卡尔斯伯格脊天休热液区周边获得的拖网(49V-DR02)玄武岩样品进行了详细的岩石学和矿物学研究,并利用单斜辉石-熔体温压计对玄武岩中单斜辉石的结晶温度和压力进行了估算,用以探讨天休热液区所在洋脊段的深部岩浆过程。结果表明,所研究的玄武岩样品属于拉斑质N-MORB,其中单斜辉石呈鳞片状、树枝状或骸晶状微晶,主要为普通辉石和透辉石。单斜辉石-熔体温压计计算结果显示天休洋脊段单斜辉石结晶温度为1153~1225℃,结晶压力在0.08~0.64GPa范围内,相当于2.6~21.1km的深度,但主要集中在10~16km深度。这说明单斜辉石的结晶温度相对集中,但结晶深度范围变化很大,从浅层上洋壳区域到大洋岩石圈地幔区域均有单斜辉石结晶作用发生,但主要集中在大洋岩石圈地幔区域,暗示天休洋脊段下方洋壳内可能不发育熔体透镜体或岩浆房。天休洋脊段单斜辉石如此深的结晶深度指示天休洋脊段岩石圈地幔厚度厚,地幔部分熔融产生岩浆的终止深度深。在该洋脊段10~16km深处富含高温熔体,为天休热液系统的热液循环提供深部热源。

关键词：卡尔斯伯格脊天休热液区 MORB 单斜辉石岩浆深部过程

苯甲羟肟酸在浮选中的应用及作用机理研究进展

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中国有色金属学报 2024年第3期34卷 877-898页

作者：曾勇程恺韩海生孙伟唐鸿鹄伍喜庆中南大学资源加工与生物工程学院长沙410083 中南大学战略含钙矿物资源清洁高效利用湖南省重点实验室长沙410083

苯甲羟肟酸(Benzohydroxamic acid,简称BHA)是一种具有良好选择性的氧化矿捕收剂,近年来在浮选中得到了广泛的应用。本文介绍了BHA的物理化学性质,梳理了BHA及其衍生物在矿物浮选中的应用,总结了BHA在矿物表面的吸附机理。结果表明:BHA... 详细信息

苯甲羟肟酸(Benzohydroxamic acid,简称BHA)是一种具有良好选择性的氧化矿捕收剂,近年来在浮选中得到了广泛的应用。本文介绍了BHA的物理化学性质,梳理了BHA及其衍生物在矿物浮选中的应用,总结了BHA在矿物表面的吸附机理。结果表明:BHA是一种与金属离子容易形成杂环配合物的螯合剂,在白钨矿、锡石、钛铁矿、稀土矿物等矿物的浮选中已经广泛使用。BHA主要通过与矿物表面金属位点形成O,O五元环配位结构产生稳定吸附,其吸附性能与溶液中组分BHA−的含量息息相关。金属离子活化能显著提高BHA的捕收性能,分为经典金属离子活化和金属离子有机配合物活化两种形式,以BHA金属离子配合物作为捕收剂是金属离子活化的优选方案。基于以上结论,对BHA未来的研究趋势及重点进行了展望。

关键词：苯甲羟肟酸浮选氧化矿离子活化金属离子配合物

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分子动力学模拟在矿物浮选中的研究进展

中南大学学报（自然科学版） 2024年第1期55卷 1-19页

作者：徐芮孙宁孙伟韩海生唐鸿鹄王丽中南大学资源加工与生物工程学院湖南长沙410083 中南大学战略含钙矿物资源清洁高效利用湖南省重点实验室湖南长沙410083

浮选药剂是实现矿物选择性分离的关键,尤其是组合药剂在矿物浮选中应用广泛。药剂性能的发挥与其在三相界面的微观吸附结构及组装行为密切相关,从微观层面探索药剂的作用机制成为近年来的研究热点。随着高性能计算的飞速发展,分子动力... 详细信息

浮选药剂是实现矿物选择性分离的关键,尤其是组合药剂在矿物浮选中应用广泛。药剂性能的发挥与其在三相界面的微观吸附结构及组装行为密切相关,从微观层面探索药剂的作用机制成为近年来的研究热点。随着高性能计算的飞速发展,分子动力学模拟逐渐成为研究矿物浮选行为的有利工具。本文以硅酸盐矿物浮选体系为例,论述近年来组合捕收剂在硅酸盐浮选分离中的应用,阐述研究者对药剂在水溶液体系、气-水界面及矿物-水界面的分子动力学模拟研究进展,指出目前模拟研究中存在的问题,并对分子动力学在矿物浮选中的应用发展前景进行展望。

关键词：分子动力学模拟浮选界面组合捕收剂

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西太平洋卡罗琳海底高原裂解作用的岩浆过程响应

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岩石学报 2024年第8期40卷 2585-2600页

作者：吴增鄢全树张海桃袁龙李凤春刘振轩赵仁杰闫施帅自然资源部第一海洋研究所海洋地质与成矿作用重点实验室青岛266061 崂山实验室海洋地质过程与环境功能实验室青岛266061 山东省深海矿产资源开发重点实验室青岛266061 中国冶金地质总局山东局集团测试有限公司济南250014

海底高原形成及其后的裂解事件是大洋板内地质作用的产物,因此研究海底高原可为大洋板内地球动力学过程提供重要线索。索罗尔海槽是卡罗琳海底高原初始裂解的重要产物,但到目前为止,其裂解过程的动力学机制仍然存在争议。本研究对采自... 详细信息

海底高原形成及其后的裂解事件是大洋板内地质作用的产物,因此研究海底高原可为大洋板内地球动力学过程提供重要线索。索罗尔海槽是卡罗琳海底高原初始裂解的重要产物,但到目前为止,其裂解过程的动力学机制仍然存在争议。本研究对采自索罗尔海槽基底的火山岩样品(玄武岩、英安岩)开展系统的单矿物(斜长石)原位主、微量元素地球化学研究,结果表明:玄武岩样品中斜长石种属为钙长石、培长石和少量拉长石;斜长石斑晶富集轻稀土和大离子亲石元素,亏损高场强元素,存在明显的Eu正异常;相比于斜长石斑晶,斜长石微晶具有更高的不相容元素含量。英安岩中斜长石种属为中长石,较玄武岩斜长石斑晶更富集轻稀土和大离子亲石元素,具有更明显的Eu正异常。玄武岩和英安岩中斜长石结晶温度和压力分别为1110~1171℃和961~966℃、0.27~0.42GPa和0.16~0.29GPa,且同一种岩石类型中的斜长石斑晶与微晶结晶温度无明显差异。基于以上结果,并对照前人所总结的双峰式岩浆系统的成因特征,本文提出卡罗琳海底高原裂解期间的岩浆作用具双层岩浆房模型,即地幔岩石部分熔融形成原始岩浆,聚集在深部岩浆房内结晶形成基性斜长石斑晶,随后被岩浆裹挟上涌喷出地表形成玄武岩;同时部分岩浆继续进入浅部壳层岩浆房,并结晶形成中酸性斜长石斑晶,后被演化岩浆携带上升并喷出地表形成英安岩。

关键词：海底高原初始裂解斜长石矿物化学岩浆过程

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海洋微塑料污染监测生物指示种的筛选

海洋科学进展 2024年

作者：孙承君丁金凤李景喜自然资源部第一海洋研究所海洋生物资源与环境研究中心崂山实验室海洋药物与生物制品功能实验室

微塑料在海洋环境中广泛存在，其引起的生物和生态环境问题备受关注。选择合适的物种监测海洋微塑料污染对准确评估微塑料的生态影响至关重要。以往研究根据不同的标准选择不同的候选物种作为微塑料污染指示生物，尚缺乏深入的筛选和评... 详细信息

微塑料在海洋环境中广泛存在，其引起的生物和生态环境问题备受关注。选择合适的物种监测海洋微塑料污染对准确评估微塑料的生态影响至关重要。以往研究根据不同的标准选择不同的候选物种作为微塑料污染指示生物，尚缺乏深入的筛选和评估，导致目前仍缺少长期、连续的海洋微塑料污染监测数据。本文通过分析实验室数据和文献数据，系统地概述了双壳贝类作为海洋微塑料污染监测生物指示种的可行依据，建议使用贻贝和蛤蜊分别作为海水和沉积物中微塑料污染监测的生物指示种。由于目前以双壳贝类为指示的海洋微塑料污染监测受到研究方法不统一等因素的影响，本文进一步讨论了影响双壳贝类中微塑料检出的方法学因素，为建立双壳贝类作为微塑料污染监测指示生物的标准方法提供方法学指导。未来的研究仍需深入评估双壳贝类作为微塑料污染生物指示种的适用性，同时进一步筛选其他合适的生物指示种，以制定合理的海洋微塑料污染生物监测计划。

关键词：微塑料监测双壳贝类生物指示种

尿素对厚壳贻贝外套膜在酸化条件下贝壳损伤-修复过程的影响

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水生生物学报 2024年第7期48卷 1170-1182页

作者：何志巧范孝俊刘菲张晓林严小军申望廖智浙江海洋大学海洋科学与技术学院海洋生物资源与分子工程实验室舟山316022

为了解尿素对厚壳贻贝在海洋酸化条件下,其贝壳损伤-修复过程的影响,通过构建酸化条件下厚壳贻贝的壳损伤模型,结合外套膜转录组学技术,分析了厚壳贻贝外套膜在尿素添加前后的转录组学响应;进一步对两种条件下的厚壳贻贝外套膜开展了显... 详细信息

为了解尿素对厚壳贻贝在海洋酸化条件下,其贝壳损伤-修复过程的影响,通过构建酸化条件下厚壳贻贝的壳损伤模型,结合外套膜转录组学技术,分析了厚壳贻贝外套膜在尿素添加前后的转录组学响应;进一步对两种条件下的厚壳贻贝外套膜开展了显微观察、游离氨基酸组成变化及细胞内钙离子水平分析。结果表明,尿素的添加有助于贻贝外套膜在酸化背景下其细胞稳态维持、能量代谢水平提升、免疫平衡调节及钙离子募集等功能。上述研究有助于了解厚壳贻贝在海洋酸化背景下其贝壳的生物矿化过程及壳损伤-修复分子策略,从中判断尿素添加对贻贝在海洋酸化条件下的贝壳生物矿化过程的可能促进机制,也为在当前海洋酸化大背景下,海洋贝类养殖业的健康发展提供了新的思路。

关键词：外套膜海洋酸化尿素生物矿化厚壳贻贝

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城市生活垃圾固体替代燃料的制备技术及应用

环境工程技术学报 2024年第1期14卷 231-238页

作者：贾婷罗立群武汉理工大学资源与环境工程学院矿物资源加工与环境湖北省重点实验室

针对城市生活垃圾等固废产生量日益增多、组分复杂,处置时易产生温室气体,对其有效管理和碳减排成为当前关注的热点。介绍了城市生活垃圾处理现状及国内外固体替代燃料标准,叙述机械生物处理技术中包含的生物干化、机械分选技术等工序,... 详细信息

针对城市生活垃圾等固废产生量日益增多、组分复杂,处置时易产生温室气体,对其有效管理和碳减排成为当前关注的热点。介绍了城市生活垃圾处理现状及国内外固体替代燃料标准,叙述机械生物处理技术中包含的生物干化、机械分选技术等工序,分析了固体替代燃料燃烧过程中存在的潜在问题,结合城市生活垃圾常规处理和机械生物处理工艺效果,获得机械生物处理后的固体替代燃料热值达到10536 kJ/kg,比原生垃圾热值提升了3倍,且不需要添加辅助燃料进行燃烧。固体替代燃料在水泥、电力等行业应用能提高资源有效再利用,减少化石燃料的使用,对节约成本、保护环境以及推进我国垃圾分类和碳中和进程具有重要意义。

关键词：城市生活垃圾固体替代燃料(SRF) 机械生物处理热值