矿物光电子与地球早期生命起源及演化初探     

鲁安怀  王鑫  李艳  丁竑瑞  王长秋  曾翠平  郝瑞霞  杨晓雪 《中国科学:地球科学》2014,(6):1117-1123

能量是一切生命活动的核心问题,生命体的能量来源与获取途径是地球早期生命起源与演化的关键科学问题.现有研究表明,生物体开始对太阳光能的大规模利用是早期地球生命演化的重要转折,生命随后逐渐发展并繁荣起来.然而,在生命活动中广泛存在着生物化学反应的电子转移过程,电子最初来源是否源自太阳光能以及如何源自太阳光能目前仍不清楚.数十亿年以来,太阳光理应一直激发着地球表面大量存在的半导体矿物产生光电子-空穴对,在早期地球表面处于还原环境与弱酸性介质条件下,半导体矿物产生的光生空穴极易被俘获,分离出的矿物光电子可有效还原二氧化碳为有机物质,提供生命起源所需物质.光电子在电势差的驱动下形成光电子传递链,可直接传递到原始细胞中以维持其新陈代谢过程.天然半导体矿物在早期生命起源过程中还能起到对细胞免遭紫外线辐射的保护作用,而这种保护作用是通过半导体矿物吸收紫外线来实现的.正是持续产生的较高能量的光电子被早期生命细胞所利用,天然半导体矿物光催化作用产生的光电子在早期生命起源过程中扮演着合成物质、保护细胞与提供能量的多种作用,这一机制至今仍在地球表层系统中发挥着重要作用.  相似文献   

二龙山含煤盆地中新世富锦组沉积相及层序地层特征     

野兆瑞  曲延林  邵龙义  马立军  胡一鸿  李柱 《煤田地质与勘探》2014,42(4):1-7

黑龙江东部二龙山盆地是一新生代陆相聚煤盆地,中新世富锦组是其含煤地层。通过对富锦组沉积相、层序地层和聚煤作用特征的研究,可以看出:富锦组主要由凝灰质粉砂岩及中细砂岩、凝灰质砾岩及褐煤组成,发育滨浅湖相、深-半深湖相、冲积扇扇根相、扇中相及沼泽相,分别属于湖泊沉积体系和冲积扇沉积体系;富锦组是一个以区域不整合面为上下界的三级层序,其低位体系域对应底部砾岩段,湖侵体系域对应下部砂岩段和中部含煤段,高位体系域对应上部砂岩段;研究区煤层形成于湖侵体系域末期,且以盆地中部煤层厚度最大,向西北和西南方向煤层均变薄;聚煤作用明显受基底沉降作用影响,在湖侵体系域末期基底稳定沉降阶段,可容空间增加速率与泥炭堆积速率相平衡,从而形成了区内巨厚煤层。   相似文献   

安哥拉Huila省Bonga碳酸岩型铌矿床烧绿石地球化学组成、演化及其与岩浆热液作用过程的关系   总被引：1，自引：0，他引：1  

郑硌  顾雪祥  章永梅  董树义  彭义伟  高海军  吕鹏瑞 《地学前缘》2014,21(5):69-89

安哥拉Bonga碳酸岩型烧绿石矿床是一个重要的铌矿床,烧绿石是碳酸岩中主要的含Nb矿物。Bonga碳酸岩中发育了5种类型(阶段)的烧绿石(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ)。其中烧绿石Ⅰ为岩浆(原生)烧绿石,其余为热液交代形成的烧绿石。烧绿石Ⅰ与氟磷灰石共生,以富Nb贫Ta、Ca、Na占A位和F占满Y位为特征,烧绿石的结晶和Nb、Ta等高场强元素的含量受碳酸岩浆中挥发分F和H2O的控制。Bonga环带烧绿石发育,多为原生的岩浆震荡环带烧绿石遭受了后期低温热液作用改造而成,具有岩浆振荡环带结构和热液烧绿石的化学特征。高温的热液过程中岩浆烧绿石被烧绿石Ⅱ交代,以F和Na含量的降低,Ca含量基本不变,A空位急剧增多为特征。而在稍低的温度下,经热液作用交代形成了烧绿石Ⅳ(A空位高,其他占位元素少)。最晚阶段富Sr的烧绿石Ⅲ(Sr含量较高)和烧绿石Ⅴ形成于相对低温的热液作用过程中,与石英、菱锶矿等热液矿物共生,Sr可能来源于对岩浆碳酸盐矿物的热液交代作用。在整个热液作用过程中,Bonga的烧绿石可能存在以下元素替换机制：3Nb5++2Ca2+→2Si4++Fe3++2(U,Th)4+;2Nb5++Na++2Ca2+→Si4++Fe3++2(U,Th)4++A□。在更低温、氧化的条件下,烧绿石蚀变形成大量的含铌金红石和少量的易解石,此过程中释放出Ce和Th等,形成独居石、氟碳钙铈矿、氟碳铈矿、Sr REE磷酸盐矿物和方钍石等。此外,还发现了含铌针铁矿,显示Bonga烧绿石中的Nb在表生条件下发生了迁移。  相似文献   

青藏高原风沙堆积对多年冻土影响研究进展     

俎瑞平  贺志霖  宗玉梅  屈建军  牛清河 《中国沙漠》2014,34(5):1208-1214

受全球气候变化和人类活动影响,青藏高原上的土地沙漠化正呈现加速发展态势。沙漠化产生的风沙堆积势必改变地表辐射和能量平衡状况,对较为敏感和脆弱的多年冻土环境造成影响,并可能影响青藏铁路路基的稳定性。因此,研究积沙对多年冻土的影响对于高原沙害防治、多年冻土保护和道路工程建设都具有重要的理论及现实意义。目前,前人已在青藏高原地表能量平衡研究方面取得了一些成果,并开始关注积沙对冻土温度影响问题。然而,由于已有观测资料的连续性、同步性和可比性等局限,对积沙地表辐射和能量平衡方面的研究还比较薄弱,积沙对冻土温度过程影响的研究结果尚不一致,而积沙对路基影响的问题也亟待开展研究。为此,本文提出了加强定位观测、开展室内低温实验以及数值模拟等建议,以期对今后的深入研究起到抛砖引玉作用。  相似文献   

兰州市大气气溶胶的特征及其对呼吸道疾病的影响   总被引：7，自引：1，他引：6  

杨民丁瑞强  王式功尚可政 《干旱气象》2005,23(1):54-57,67

根据2000年6月至2001年5月兰州市大气气溶胶的监测资料,分析了兰州市大气气溶胶的浓度、尺度谱分布及其年、月、日变化规律,进而探讨了大气气溶胶对人体舒适度的影响,分析了大气气溶胶浓度与呼吸道疾病发病人数之间的关系。结果表明:PM10月均浓度与同期呼吸道疾病月发病人数的变化趋势基本一致,两者呈显著性正相关;当PM10日均浓度明显升高后1～2 d,呼吸道疾病发病人数也随之增多。  相似文献   

腾格里沙漠东南缘不同年代固沙区根系分布     

陈永乐  张志山  吴攀  回嵘  虎瑞  高艳红 《中国沙漠》2013,33(2):515-521

2010年8月,选择腾格里沙漠东南缘1964年、1981年和1990年建立的人工固沙区为对象,以流动沙丘和邻近的天然植被区为对照,利用根钻取样法研究了不同年代固沙植被区根系的3.0 m剖面的分布特征。结果表明：单位土地面积上<1 mm的活根、全部活根、<1 mm的死根和全部死根的重量密度和长度密度在不同样地间存在着显著差异(p<0.05);流沙、1990年、1981年、1964年固沙区和天然植被区全部活根重量密度分别为2.9±2.2、164.7±46.5、461.3±83.6、440.4±81.8 g·m-2和350.0±132.5 g·m-2,5个样地全部死根重量密度分别为4.9±2.8、58.7±16.8、390.9±57.9、492.5±252.2 g·m-2和214.4±29.9 g·m-2;根长密度也表现为相似的变化趋势。单位土壤体积的根系重量密度和长度密度随着土层加深而递减,植被区0~1.0 m土壤层活根的累积重量密度和长度密度在全部活根中的比例均超过70.0%,其中以天然植被区最大,流沙区则不超过25%;死根也表现为相似的趋势,只是比例有所降低。根鞘占全部根系生物量的比例非常不稳定,流沙区的最大,为94.3%,而1981年植被区的只有0.5%,1964年、1990年固沙区和天然植被区分别为29.9%,70.3%和58.9%。  相似文献   

腾格里沙漠东南缘风沙活动动力条件分析——以沙坡头地区为例   总被引：2，自引：1，他引：1  

张克存  屈建军  俎瑞平  韩庆杰 《干旱区地理》2008,31(5)

利用腾格里沙漠周边气象站的观测资料,结合风沙活动规律及其环境特征,以沙坡头地区为重点研究对象,详细分析了沙漠东南缘风沙活动动力特征.研究区风况具有明显的方向性和季节性变化,主要有来自沙漠外围的西北风、东北风和东南风.西部边缘以西北风为主,东部还受来自阿拉善高原的北风和东南风的影响.冬季盛行西北风,夏季短暂时期盛行东北风.另外,利用沙坡头站1980-2000年风速自记资料(数据采集时间间隔为10分钟),对起沙风况和输沙势进行了详细的统计和计算.从全年起沙风玫瑰分布来看,大于起沙风的主风向频率可分为3组,即多年平均的主风向为W-NNW,次主风向为NE-E,再者为WSW-S.多年平均输沙势DP为358.7 VU.风能属于中能环境(200～399 VU).多年平均方向变率(RDP/DP)值为0.46,属于中比率.年均合成输沙势RDP为164.42 VU,集中分布在130～200 VU范围内.年均合成输沙方向RDD为134.19°.  相似文献   

HDPE蜂巢式固沙障研制与防沙效应实验研究   总被引：10，自引：8，他引：2  

屈建军  井哲帆  张克存  俎瑞平  韩庆杰  韩光中  牛清河 《中国沙漠》2008,28(4):599-604

 采用先进的HDPE新材料制成蜂巢式固沙障来替代传统的草方格。研究发现:HDPE蜂巢式固沙障可以增大下垫面的粗糙度,明显降低了地表底层风速,进而减弱输沙强度,使流沙表面得以稳定。在格状沙障内,由于气流的涡旋作用,使原始沙面充分蚀积,最后达到平衡状态,形成稳定的凹曲面。下凹的深度(h)与凹面玄长(S)的比值为13.6/100~13.2/100,这种下凹的深度(h)与凹面玄长(S)的比值与传统有效的草方格（草方格为13.3/100）防沙效应相当,其二者流场特性也相同。这种稳定的凹曲面,对不饱和风沙流具一种升力效应,形成沙物质的非堆积搬运条件,这是格状沙障作用的关键。实验表明,选用孔隙度为40％、高20 cm的HDPE固沙障防沙效果显著。  相似文献   

吉尔吉斯斯坦塔尔迪布拉克斑岩型金铜矿床地球化学特征及其意义     

吕鹏瑞 《地质与勘探》2017,53(5):935-946

塔尔迪布拉克斑岩型金铜矿床位于吉尔吉斯西北部的Kipchak奥陶纪岛弧带,是吉尔吉斯斯坦重要的斑岩型金铜矿床之一。本文在前人研究基础上,对该矿床的地质、地球化学特征进行系统研究。研究结果显示,该矿床斑岩体具有高的SiO_2、Al_2O_3、碱质含量,低的Na_2O、CaO、P_2O_5、Th、Y含量和低Al_2O_3/TiO_2比值,属于典型的钙碱性强过铝质S型花岗岩,是高温条件下发生深熔作用的产物。该矿床轻、重稀土元素分馏明显,相对富集LREE和LILE元素,亏损HFSE元素,其源岩可能为杂砂岩,主要来源于地壳物质。此外,稀土、微量元素特征及其区域构造演化特征均显示,该矿床可能是捷尔斯克伊洋演化末期成熟岛弧环境下岩浆-热液活动的产物。  相似文献   

球粒状和棒状纳米赤铁矿光电化学特性研究     

孙曼仪  任桂平  鲁安怀  李艳  丁竑瑞 《岩石矿物学杂志》2017,36(6):817-824

本文以乙二醇为诱导剂通过电化学沉积法成功合成了球粒状及棒状纳米赤铁矿。X射线衍射光谱(XRD)和Raman光谱结果表明,球粒状赤铁矿粒径20±5 nm;棒状赤铁矿截面直径约20 nm,长90±10 nm;二者物相皆为单一均匀的赤铁矿。紫外-可见吸收光谱显示两种赤铁矿在300~550 nm范围内均有较好吸收,Tauc方程计算球粒状和棒状赤铁矿禁带宽度分别为2.00 e V和1.99 e V。Mott-Schottky拟合结果表明1 M KOH溶液体系中,棒状赤铁矿载流子浓度为1.95×1021cm-3,高于球粒状赤铁矿(3.16×1020cm-3)。进一步的光电化学实验表明:0.6 V(vs.Ag/Ag Cl)电势下棒状赤铁矿光照下电流密度较暗电流提升550%,球粒状赤铁矿电流密度提升77%。研究证实,赤铁矿形貌对其半导体特性及光电化学特性有影响,且棒状赤铁矿电极表现出更好的可见光响应特性,具有更佳的光电催化潜力。  相似文献