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慢速扩张卡尔斯伯格脊远轴热液成矿作用的发现和意义

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大地构造与成矿学 2024年

作者：严睿哲王叶剑杨铭周鹏蔡翌旸胡昕凯余星韩喜球浙江大学海洋学院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

慢速扩张洋中脊是海底多金属硫化物勘查的重要地区,然而目前对离轴的大洋核杂岩(OCC)热液成矿作用的调查及认识非常有限。本文对卡尔斯伯格脊2.54°N附近一处离轴20 km处OCC上采集的样品进行了详细的矿物学和元素地球化学研究。结果表明... 详细信息

慢速扩张洋中脊是海底多金属硫化物勘查的重要地区,然而目前对离轴的大洋核杂岩(OCC)热液成矿作用的调查及认识非常有限。本文对卡尔斯伯格脊2.54°N附近一处离轴20 km处OCC上采集的样品进行了详细的矿物学和元素地球化学研究。结果表明,蚀变玄武岩和石英角砾岩的矿物共生组合以及化学特征指示了高温热液蚀变与矿化过程,以及低温海底风化过程。从热液蚀变至矿化阶段,绿泥石化和黄铁矿化逐渐增强,部分亲石(Ca,Sr)、亲铜(Zn)和稀土元素迁出, Cu逐渐迁入。通过典型矿床黄铁矿对比分析发现,研究区蚀变玄武岩和石英角砾岩中的黄铁矿总体具有高Ni、Co和Se含量,以及高Ni/As值的特征,反映了成矿流体的高温和强还原性质,并受到深部超镁铁质围岩的影响。相比蚀变玄武岩中黄铁矿(PyⅠ),石英角砾岩黄铁矿(PyⅡ)更富集Co和Se,反映流体温度升高的趋势。此外,受到热液流体与海水混合作用等过程影响,在成矿后期Ag进一步在蚀变玄武岩黄铁矿中富集。这证实了在远离脊轴的OCC区域,拆离断层的构造作用有利于深部热液矿化线索抬升至海床面,为慢速扩张洋中脊的硫化物资源分布规律与热液成矿机理等研究提供了新视角。

关键词：大洋核杂岩热液蚀变和矿化黄铁矿元素地球化学卡尔斯伯格脊

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基于物联网的浮标数据采集与控制系统设计

海洋科学进展 2024年第1期42卷 196-206页

作者：张新文刘同木周保成马玉孟强林冠英许铭彬自然资源部南海调查中心广东广州510300 自然资源部海洋环境探测技术与应用重点实验室广东广州510300

数据采集与控制技术是浮标观测系统的核心。结合无线通信技术提出了基于物联网的浮标数据采集与控制系统方法,并研制了基于Socket协议的通信控制器和数据融合采集系统,实现了浮标观测系统通过软件配置的方式进行传感器的接入与管理,解... 详细信息

数据采集与控制技术是浮标观测系统的核心。结合无线通信技术提出了基于物联网的浮标数据采集与控制系统方法,并研制了基于Socket协议的通信控制器和数据融合采集系统,实现了浮标观测系统通过软件配置的方式进行传感器的接入与管理,解决了总线式数据采集与控制技术在传感器可扩展性、即插即用性方面的不足。组网测试结果表明,该系统网络内部数据发送与接收准确率达100%,远程数据中心数据平均接收率大于等于98.3%,且系统接入传感器无须软硬件设计编码,具有数据接收稳定、观测系统扩展复杂度低和新增硬件功耗低等优点,在海洋浮标观测系统应用方面具有良好前景。

关键词：海洋浮标物联网数据采集与控制无线通信自组网

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东西伯利亚陆架炭屑分布特征及其控制因素

极地研究 2024年第2期36卷 113-127页

作者：俞心婷任健边叶萍李中乔林龙金海燕陈建芳上海交通大学海洋学院上海200030 自然资源部海洋生态系统动力学重点实验室自然资源部第二海洋研究所浙江杭州310012 自然资源部海底科学重点实验室自然资源部第二海洋研究所浙江杭州310012 中国极地研究中心(中国极地研究所) 上海200136

炭屑是指示火灾事件的重要指标。全球变暖背景下,环北极地区野火频发,了解炭屑的产生、迁移和埋藏对理解北极气候变化的环境效应及陆源碳源汇过程具有重要意义,而前人对北极海域的炭屑研究十分匮乏。东西伯利亚陆架是全球最大的陆架区,... 详细信息

炭屑是指示火灾事件的重要指标。全球变暖背景下,环北极地区野火频发,了解炭屑的产生、迁移和埋藏对理解北极气候变化的环境效应及陆源碳源汇过程具有重要意义,而前人对北极海域的炭屑研究十分匮乏。东西伯利亚陆架是全球最大的陆架区,接收和封存着巨量的陆源碳,也是海冰融化、沿岸侵蚀、周边野火频发最显著的地区,因此成为研究北极炭屑记录的重要区域。本文基于2016年首次中俄北极联合科学考察取得的表层沉积物样品,研究了东西伯利亚陆架区不同粒度炭屑的空间分布特征、输运方式及其控制因素。结果表明,东西伯利亚陆架区表层沉积物中炭屑总浓度为4.4×10^(4)~4.1×10^(6)粒·g^(–1),平均浓度为9.3×10^(5)粒·g^(–1)。沉积物中炭屑呈现近岸粗、远岸细的总体分布特征。由于受到水动力、大气等长距离搬运,研究区炭屑颗粒以超细粒为主(平均占83%)。河口水动力作用、沿岸侵蚀、大气传输、海冰搬运、水平向和垂向上的海流搬运等多重控制因素,可能共同影响炭屑的跨陆架输运过程。

关键词：北极快速变化东西伯利亚陆架炭屑输运过程陆源输入

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贡嘎山玉龙西高寒钙华地貌对冰川活动的记录

中国岩溶 2024年

作者：柴沛然赵学钦王富东蒋耀曦张强朱和艳西南科技大学环境与资源学院中国地质科学院岩溶地质研究所/自然资源部广西岩溶动力学重点实验室//联合国教科文组织国际岩溶研究中心

文章选取贡嘎山西侧玉龙西断裂带附近的钙华及周边冰碛物为研究对象，在野外调查的基础上，通过卫星高光谱遥感数据进行钙华识别，对钙华进行航空摄影测量，并构建主要钙华体精细化DEM及三维模型，进行钙华分布规律及地貌特征分析。结... 详细信息

文章选取贡嘎山西侧玉龙西断裂带附近的钙华及周边冰碛物为研究对象，在野外调查的基础上，通过卫星高光谱遥感数据进行钙华识别，对钙华进行航空摄影测量，并构建主要钙华体精细化DEM及三维模型，进行钙华分布规律及地貌特征分析。结果表明：研究区钙华集中分布于玉龙西区域南北向断裂带两侧，沟谷由高向低处延伸，部分残留钙华体长宽比及表面擦痕等形态特征符合鲸背石、羊背石的外观特点。根据XRD半定量测试结果，结合地形特征，推测覆盖于钙华体之上的堆积物可能是冰川活动的产物，冰川活动时期，上部杂谷脑组风化剥蚀的物质随着冰川作用搬运至钙华体之上，强烈的冰川活动导致早期钙华遭受强烈的冰川侵蚀作用，形成冰川侵蚀地貌。

关键词：贡嘎山高寒钙华高光谱遥感地形分析冰川活动

亚热带森林不同土壤类型团聚体酶活性及化学计量特征的差异

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环境科学 2024年

作者：苏芝凤黄德周朱芷仪陈荣枢代廷皓梁建宏朱婧广西师范大学珍稀濒危动植物生态与环境保护教育部重点实验室广西师范大学环境与资源学院中国地质科学院岩溶地质研究所/自然资源部广西岩溶动力学重点实验室广西生态脆弱区环境过程与修复重点实验室

为揭示我国亚热带森林生态系统不同土壤类型和团聚体土壤微生物养分限制和养分有效性的差异及其驱动因素，以亚热带森林典型酸性红壤和中性石灰性土壤的O/A层（分别为 0～3和0～7 cm）和AB层（O/A层以下至 20 cm）为研究对象，分析不同... 详细信息

为揭示我国亚热带森林生态系统不同土壤类型和团聚体土壤微生物养分限制和养分有效性的差异及其驱动因素，以亚热带森林典型酸性红壤和中性石灰性土壤的O/A层（分别为 0～3和0～7 cm）和AB层（O/A层以下至 20 cm）为研究对象，分析不同粒径团聚体中碳获取酶[蔗糖酶、淀粉酶、β-1，4-葡萄糖苷酶（BG）]、氮获取酶[脲酶、乙酰葡糖胺糖苷酶（NAG）、亮氨酸氨基肽酶（LAP）]和磷获取酶[植酸酶、酸性磷酸酶（AP）]的活性，揭示土壤酶化学计量特征的变化规律。结果表明，石灰性土壤比酸性红壤的氮获取酶活性更高，其中石灰性土壤脲酶、NAG酶和LAP酶活性分别比酸性红壤高38.84%、123.89%和4.06%，而两者的碳和磷获取酶活性差异不大。红壤与石灰性土壤O/A层土壤酶活性整体上均高于AB层。土壤总有机碳和pH值是影响土壤酶活性的关键环境因子。多数碳、氮、磷转化水解酶（BG、脲酶和NAG以及植酸酶）活性在微团聚体（0.1～0.25 mm和<0.1 mm）中活性更高；这强调了小团聚体在促进有机质的分解，加快土壤养分循环中的作用；相比红壤，石灰性土壤中NAG和植酸酶在不同团聚体中呈现了显著的差异性。红壤和石灰性土壤及其团聚体的ln(BG):ln(NAG+LAP):ln(AP)均值分别为1.02:1:1.04和0.95:1:0.93，总体上符合全球平均水平1:1:1。红壤ln(BG):ln(NAG+LAP)及其矢量长度均高于石灰性土壤，表明红壤受到更强的碳限制。红壤ln(NAG+LAP):ln(AP)低于石灰性土壤且矢量角度大于石灰性土壤，表明其磷限制更强。土壤pH值和总磷是影响酶活性化学计量特征的最主要因子。红壤有机质和生物有效性磷均低于石灰性土壤，促使微生物通过分泌碳磷获取酶以提高获取磷效率。高pH的石灰性土壤可能由于自身矿化和硝化速率较高导致硝酸盐淋溶，造成更强的氮限制。土壤大团聚体（1～2 mm和0.5～1 mm）的微生物受到较强磷限制；而在微团聚体（尤其是0.1～0.25 mm）中受到更强的碳限制。石灰性土壤大团聚体到微团聚体的微生物养分模式从磷限制转变为氮限制。本研究揭示了我国亚热带森林土壤微生物养分限制同时受土壤类型及团聚体结构的影响。

关键词：红壤石灰性土壤团聚体酶活性酶化学计量比亚热带森林

洋中脊弯折带的构造-岩浆耦合作用:西北印度洋中脊火山锥及断层分布的约束

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岩石学报 2024年第7期40卷 2215-2224页

作者：党牛余星韩喜球吴招才邱中炎王叶剑李洪林自然资源部海底科学重点实验室自然资源部第二海洋研究所杭州310012 福建师范大学地理科学学院福州350007 浙江大学海洋学院舟山316021

洋中脊作为全球火山活动最活跃的区域之一,岩浆以裂隙式喷发为主,同时也存在中心式喷发火山锥。本文基于西北印度洋中脊大洋24航次的船载多波束地形数据,选择具有特殊空间位置和构造属性的北部弯折带作为研究靶区,应用定量地貌学方法分... 详细信息

洋中脊作为全球火山活动最活跃的区域之一,岩浆以裂隙式喷发为主,同时也存在中心式喷发火山锥。本文基于西北印度洋中脊大洋24航次的船载多波束地形数据,选择具有特殊空间位置和构造属性的北部弯折带作为研究靶区,应用定量地貌学方法分析火山锥形态特征与空间分布,探索区域火山作用与构造活动的耦合关系。结果表明,火山锥沿洋脊纵向上的分布主要受控于岩浆供应量,但段内其横向上的分布不仅与岩浆供应量有关,还决定于火山锥岩浆通道的形成。火山锥的分布与断层分布密切相关,断层分布密集,易于火山锥通道的形成。弯折带的洋脊段除了受扩张力外,还受到北东方向的应力作用,使弯折带南翼发育有更密集的断层,更高的火山锥密度。该应力效应的产生与非洲板块的北东向推移、印度板块的逆时针旋转以及弯折带效应本身有关。火山锥形态特征与空间分布,对于理解洋中脊区域构造演化以及火山活动过程具有重要价值。

关键词：火山锥分布特征构造-岩浆背景定量地貌学西北印度洋中脊

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绿色矿山建设碳源/汇与减排增汇研究进展

煤炭学报 2024年第3期49卷 1597-1610页

作者：王金满杨曼刘彪朱秋萍中国地质大学(北京)土地科学技术学院北京100083 自然资源部土地整治重点实验室北京100035

为应对长期以来矿业开采导致的环境问题,绿色矿山理念及配套政策逐步发展。碳达峰碳中和目标导向下,绿色矿山倡导低碳化生产、生态开采等新的发展要求。为探究新时期绿色矿山建设在节能减排目标下的重要方向和关键问题,助力碳中和目标... 详细信息

为应对长期以来矿业开采导致的环境问题,绿色矿山理念及配套政策逐步发展。碳达峰碳中和目标导向下,绿色矿山倡导低碳化生产、生态开采等新的发展要求。为探究新时期绿色矿山建设在节能减排目标下的重要方向和关键问题,助力碳中和目标与绿色矿山建设的协同发展,该研究以绿色矿山、碳源/汇与减排增汇为关键词开展文献计量分析,总结“双碳”目标下绿色矿山建设内涵与要求,分析绿色矿山建设背景下碳源/汇与减排增汇研究进展,梳理矿区碳源与碳汇核算方法,探究绿色矿山减排增汇策略。得出:绿色矿山在理论与应用方面均具有较为丰富的研究及实践成果,具有良好基础以面对新的发展挑战;绿色矿山现存管理方案与考评体系成果完整,整体偏定性和基础推荐性要求;矿山碳足迹核算中,基于生命周期理念、采用排放因子法的核算模式已较为成熟,但在生命周期划分与核算因子选取过程中仍需慎重,注意加强因子的本地化选取;针对减排增汇目标,绿色矿山在策略上需重视能源与技术视角。在“双碳”目标下,当前绿色矿山相关验收标准在减排方面的关注度有待增强,指标体系的定量化程度与执行力有待提高;煤炭矿山的碳足迹核算与减排潜力分析是未来绿色矿山研究的重点之一;矿山减排研究中,由复垦产生的碳源与碳汇核算及矿山全生命周期的减排方案设计需得到更多关注。

关键词：碳达峰与碳中和绿色矿山碳足迹碳源碳汇

活动大陆边缘岩浆作用及构造演化——以敦煌地块为例

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岩石学报 2024年第3期40卷 702-718页

作者：甘保平唐菊兴第五春荣西南交通大学地球科学与工程学院成都611756 中国地质科学院矿产资源研究所自然资源部成矿作用与资源评价重点实验室北京100037 西北大学大陆动力学国家重点实验室西北大学地质学系西安710069

大陆边缘弧是汇聚板块边界与俯冲有关的岩浆作用产物,通常记录了造山带弧岩浆作用、造山过程和大陆地壳形成与演化等诸多重要的地质过程。作为中亚造山带中段最南部的构造单元,敦煌地块为传统定义上具有早前寒武纪变质结晶基底的微陆块... 详细信息

大陆边缘弧是汇聚板块边界与俯冲有关的岩浆作用产物,通常记录了造山带弧岩浆作用、造山过程和大陆地壳形成与演化等诸多重要的地质过程。作为中亚造山带中段最南部的构造单元,敦煌地块为传统定义上具有早前寒武纪变质结晶基底的微陆块,其后在古生代时期经历了多期次、多阶段的与中亚造山带造山相关的构造热事件并使其发生再活化,进而产生了一系列广泛的弧岩浆-变质作用事件。然而,对于该陆块古生代弧岩浆作用机制和地壳构造演化历史缺乏系统的研究。本文综合近十多年来对敦煌地块的诸多最新研究进展,系统梳理了古生代岩浆岩岩石组合类型、年代格架、地球化学组成以及同时期变质-沉积构造热事件演化特征,得到以下认识:(1)敦煌地块古生代岩浆作用过程呈现阶段性特征,即幕式岩浆作用,构造位置上从东北部逐渐迁移到南部再折返到中部,大致可划分为五期:~510Ma、440~410Ma、390~360Ma、~330Ma和280~245Ma,而变质作用事件主要集中在450~360Ma;(2)古生代岩浆岩类型主要以钙碱性I型花岗岩、埃达克质岩石、少量S型花岗岩和高钾花岗岩为主,且岩石成分从寒武纪低钾拉斑系列逐渐转变为二叠纪高钾、富硅特征;(3)同位素地球化学特征表明,敦煌地块中-北部寒武纪-泥盆纪发育的与俯冲相关的弧岩浆对新生地壳的生长起了重要贡献,并伴随古老地壳再造事件;而南部泥盆纪-石炭纪岩浆作用则以古老地壳物质重熔为主;(4)基于埃达克质岩石的证据,敦煌地块在古生代时期经历了两次显著的地壳增厚事件,早期可能是与北山南部石板山地体/弧碰撞以及幔源岩浆底侵有关,而晚期可能是与俯冲板片后撤或回卷相关,地壳厚度可达~55km;(5)敦煌地块属于中亚造山带中段最南部一个具有前寒武纪基底的古老微陆块,后期卷入了古亚洲洋南向俯冲相关的造山事件使其被强烈破坏与改造。该微陆块作为古亚洲洋南部的活动大陆边缘弧,被与俯冲作用有关的阶段性弧岩浆底侵、部分熔融、增厚地壳和区域性变质作用等机制改造与活化,产生了阶段性侵位的陆缘弧岩浆作用。这些认识为探究中亚造山带微陆块的起源和造山带的构造演化提供新的约束。

关键词：大陆边缘弧幕式岩浆作用再活化地壳加厚敦煌地块中亚造山带

河南黄河改道区浅层地下水化学特征与主控污染源解析

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环境科学 2024年第2期45卷 792-801页

作者：王帅任宇郭红曹文庚李祥志肖舜禹河南省自然资源监测和国土整治院郑州450061 自然资源部黄河流域中下游水土资源保护与修复重点实验室郑州450061 中国地质科学院水文地质环境地质研究所石家庄050061 自然资源部地下水科学与工程重点实验室石家庄050061 华北水利水电大学地球科学与工程学院郑州450046

黄河下游的河南北部平原是黄河频繁发生改道的地区.该地区浅层地下水水质较差且超标组分类型多,但是多种因素影响下各环境因子对水质的贡献作用仍需进一步得到量化.为了明确研究区浅层地下水的水质成因,采集330组浅层地下水样品进行区... 详细信息

黄河下游的河南北部平原是黄河频繁发生改道的地区.该地区浅层地下水水质较差且超标组分类型多,但是多种因素影响下各环境因子对水质的贡献作用仍需进一步得到量化.为了明确研究区浅层地下水的水质成因,采集330组浅层地下水样品进行区域性水质调查,通过主成分-绝对主成分得分-多元线性回归(PCA-APCS-MLR)模型揭示豫北黄河改道区的浅层地下水水质演化来源.结果表明,研究区浅层地下水超标率从高到低依次为:锰>铁>总硬度>溶解性总固体>钠>氟>砷>氯离子>硫酸根>铵根,特别是锰的超标率达到76%.水-岩溶滤富集作用、土壤来源、氧化还原条件和农业活动这4种因素是导致地下水水质较差的主要原因,四者方差累积解释率达到71.24%,同时地表水的补给也会影响地下水质.新乡等北部的黄河故道区地下水中,铁、砷、铵根、总硬度和TDS等组分主要受到水-岩溶滤作用和氧化还原条件影响造成浓度增加;黄河沿岸的水-岩溶滤作用、土壤来源与黄河侧向补给造成水中氟的富集;高锰地下水受到土壤组分影响广泛存在于研究区,而个别地区农业活动和地表水补给造成硝酸盐的点状污染.

关键词：豫北黄河下游浅层地下水 PCA-APCS-MLR 污染源解析原生劣质成因人为污染