黄海透光层悬浮半导体矿物组成及其促进微生物胞外电子传递过程初探     

刘佳  孙元  任桂平  鲁安怀  李艳  丁竑瑞 《岩石矿物学杂志》2020,39(1):96-104

在地球上最为活跃的海洋透光层体系中,矿物-微生物交互作用的形式十分丰富。系统采集了黄海近海透光层水体样品,测试分析发现其中分布大量悬浮半导体矿物及微生物群落。通过电感耦合等离子质谱仪(ICP-MS)、环境扫描电子显微镜(ESEM)及配有的EDX能谱仪,从宏观到微区对悬浮颗粒矿物的化学元素组成进行了测试分析,发现其主要矿物组成元素为Si、O、Na、K、Ca、Al等,且含有较高含量的Mn、Fe、Ti等金属元素;通过X射线衍射光谱(XRD)、拉曼光谱(Raman)测试从整体到局部分析悬浮颗粒矿物的物相组成,发现其主要组成矿物为石英、钠长石、方解石、云母和绿泥石等,还有锐钛矿、金红石、板钛矿、针铁矿等铁、钛金属氧化物半导体矿物。通过16S rRNA高通量测序分析海水中主要微生物群落为Proteobacteria、Actinobacteria、Bacteroidetes、Planctomycetes、Woeseia、Fluviicola等,并通过构建双室反应体系对海水微生物与悬浮矿物间氧化还原作用及胞外电子传递过程进行了表征,结果显示增加海水悬浮矿物作为电子受体后,体系开路电压由330. 80 mV提升至426. 59 mV,提升比率达130%,最大输出功率由8. 376 9 mW/m^2提升至12. 096 8 mW/m^2,为原体系的1. 44倍。实验研究表明,海水透光层悬浮矿物能有效参与并促进微生物胞外电子传递过程,为后续深入研究基于电子能量传递利用的半导体矿物-微生物协同作用以及元素循环调控机制奠定初步基础。  相似文献   

基于栅格的关中平原城市群人居环境质量综合评价          下载免费PDF全文

魏献花  白永平  车磊  王栋  效瑞  张文娴 《干旱区地理》2019,42(5):1176-1184

基于自然与人文多重栅格数据，构建人居环境质量综合指数评价模型，分析2015年关中平原城市群人居环境的空间分异格局，并对人口分布与人居环境质量的协同性进行探讨。结果表明：(1)人居自然环境呈现出自东向西，由山地、高原向平原、谷地依次递减的空间分布格局，受地形影响最为明显，地形起伏度与人居自然环境呈负相关关系。(2)人居人文环境表现出平原低、山区高，城镇高于乡村的空间分布格局，受城市行政层级影响显著。(3)关中平原城市群人居环境综合质量指数介于0.216～0.716之间，呈现出以关中平原、汾河谷地向外梯级递减的带状空间分布格局。(4)关中平原城市群人口密度与人居环境质量空间分布显著一致，总体呈现出平原高于山地，城市高于乡村的空间分布规律，人居环境质量越高，人口密度越大，土地利用也越充分。  相似文献   

青海共和盆地中三叠世花岗岩组合岩石成因:地球化学、锆石U-Pb年代学及Hf同位素约束   总被引：1，自引：1，他引：0  

陈希节  贠晓瑞  雷敏  蔡志慧  张盛生  刘若涵  李毅兵  何碧竹 《岩石学报》2020,36(10):3152-3170

青海共和盆地位于青藏高原东北缘，以往有关共和盆地及邻区早-中三叠世岩浆岩成因机制的认识分歧较大，且研究主要集中在露头岩石方面。本文以共和盆地干热岩GR1井深部花岗岩岩芯样品作为研究对象，对其进行岩石学、长石电子探针、主微量元素地球化学、锆石U-Pb年代学及Lu-Hf同位素研究。矿物组成及长石电子探针测试结果显示花岗岩主要为奥长花岗岩、英云闪长岩及花岗闪长岩。锆石U-Pb测年结果表明，奥长花岗岩的结晶年龄为236.5±1.7Ma，英云闪长岩的岩浆结晶年龄为241.6±3.0Ma。主、微量元素地球化学显示这些花岗岩主要为准铝质，属于高钾钙碱性系列。全岩Ta-Nb-Hf等不相容元素图解及锆石Hf同位素数据表明共和盆地的236.5~241.6Ma花岗岩显示火山弧及同碰撞花岗岩成分特征，说明中三叠世共和地区发生俯冲-碰撞转换。结合本文数据与区域背景资料，作者认为：共和盆地早-中三叠世花岗岩组合的形成与印支期宗务隆洋的南向俯冲作用密切相关，此时，在宗务隆-青海南山-西秦岭北缘存在统一的大陆边缘弧环境；在236~241Ma时发生俯冲-碰撞转换；晚三叠世时宗务隆-青海南山-西秦岭北缘已处于碰撞期和后碰撞期。  相似文献   

柴北缘西段晚古生代牛鼻子梁高镁闪长岩成因机制及地球动力学过程          下载免费PDF全文

钱兵  张照伟  吕鹏瑞  王亚磊 《地球科学》2018,43(12):4375-4389

牛鼻子梁地区首次发现的高镁闪长岩对于探讨柴北缘地区岩石圈地幔演化历史具有重要意义.为确定该类岩石成因及地球动力学过程,对其开展矿物学、岩石主-微量元素分析、锆石U-Pb定年和Hf同位素分析工作.岩石地球化学特征显示,岩石均为钙碱性岩石,具有富Mg（Mg#=62~72）、Cr、Ni、LREE（LREE/HREE=2.84~4.61）值、低FeOT/MgO（0.70~1.12）比值特征,属于高镁闪长岩;所有样品均表现出富集大离子亲石元素（Rb、Ba、Th、U、K）和LREE,而相对亏损高场强元素Nb、Ta、Ti、P和HREE,与典型的"赞岐岩"地球化学特征一致;锆石U-Pb同位素年代学研究表明岩石形成时代为388 Ma,为中泥盆世岩浆作用的产物.锆石Hf同位素特征显示岩石ε_Hf（t）均为正值（4.4~11.6）,表明岩浆起源于亏损地幔.结合区域构造演化过程认为,牛鼻子梁高镁闪长岩是由早古生代（540~520 Ma）消减带流体交代地幔楔后的富集地幔经历晚古生代（400~388 Ma）岩石圈伸展作用部分熔融的产物.   相似文献   

浅海Mg~(2+)和SO_4~(2-)对微生物诱导形成锰碳酸盐的影响          下载免费PDF全文

王霄  李艳  黎晏彰  刘雨薇  段鉴书  丁竑瑞  王长秋  鲁安怀 《地球科学》2018,(Z1)

为了模拟浅海环境下锰氧化物微生物还原作用诱导碳酸盐沉淀的过程,选取最常见的锰氧化物-水钠锰矿(K_(0.33)Mn_7O_(14)·7H_2O)为研究对象,在不同种类与浓度盐离子(Mg~(2+)、SO_4~(2-))存在条件下开展异化锰还原菌Dietzia cercidiphylli 45-1b好氧还原水钠锰矿的实验研究.通过测试体系蛋白、Mn~(2+)等离子浓度变化,利用X射线衍射(XRD)和X射线吸收谱(XAS)表征反应前后矿物结构变化,来探讨不同初始Mg~(2+)和SO_4~(2-)浓度对于菌株45-1b还原水钠锰矿及诱导碳酸盐矿物沉淀的影响.结果显示体系pH值在4天内从7.0迅速上升至9.3,Mn~(2+)浓度在2天内迅速上升至166μmol/L,随后迅速下降至8μmol/L(第4天),其好氧还原产物为菱锰矿(MnCO3),且其产生量随Mg~(2+)浓度的升高而降低,随SO_4~(2-)浓度的升高而升高.上述实验结果表明好氧环境下菌株45-1b能够利用乙酸为电子供体,水钠锰矿为电子受体还原水钠锰矿释放Mn~(2+),最终转化有机碳为无机碳酸盐矿物菱锰矿.Mg~(2+)通过影响微生物生长和菱锰矿成核对水钠锰矿的还原及菱锰矿沉淀产生抑制作用,而SO_4~(2-)可以缓解Mg~(2+)的抑制作用并促进水钠锰矿的还原及菱锰矿沉淀.  相似文献   

基于GF 1光谱数据的青藏地区冰川资源现状遥感调查     

安国英  韩磊  黄树春  谷延群  支瑞荣  郭兆成  童立强 《现代地质》2018,32(3):584

以2014—2015年的GF 1为主、少量OLI影像为基础,参考第二次中国冰川目录等文献资料,修编完成青海省和西藏自治区两省区的现代冰川编目,查明青藏两省区目前共有冰川24 796条,总面积约2624×104 km2,约占青藏两省区区域面积的137%,冰川储量为2027×103~2121×103 km3。调查区冰川数量以面积<10 km2、冰川面积介于10~100 km2之间的冰川为主,其中面积<10 km2的冰川有19 983条,占总数量的8059%,面积介于10~100 km2之间的冰川面积为11 96240 km2,占总面积的4559%;面积最大的中锋冰川的面积达23737 km2。调查区内的山系(高原)均有冰川分布,念青唐古拉山冰川数量最多,其次是喜马拉雅山和冈底斯山,这3座山系冰川数量占调查区内冰川总数量的6333%;念青唐古拉山、喜马拉雅山和昆仑山的冰川面积和冰储量位列前3位,其冰川面积和冰储量分别占总数的6809%和7344%;然而昆仑山和羌塘高原的单条冰川的平均面积大于念青唐古拉山和喜马拉雅山的平均面积。从冰川海拔分布来看,海拔5 000~6 500 m之间是冰川集中发育区域,约占调查区冰川数量和冰川总面积的85%以上。调查区的冰川在各流域的分布差异显著,恒河流域是冰川分布数量最多、面积最大的一级外流区,其数量占冰川总量的47%以上,面积占总面积的52%以上;青藏高原内陆流域的冰川数量、面积次之,其冰川数量占总数量的21%,面积占总面积的24%以上,并且内流区单条冰川的平均面积略大于外流区的平均面积。总体上,西藏的冰川数量、面积和冰储量分别占西藏和青海两省区的8492%、8492%、8668%,单条冰川的平均面积两省区相近。  相似文献   

阿留申俯冲带几何学特征及运动学成因模式     

刘仲兰  李江海  崔鑫  贠晓瑞  范庆凯 《地质论评》2018,64(3):543-550

阿留申俯冲带位于环太平洋俯冲带最北端,是东太平洋型俯冲和西太平洋俯冲的过渡区域。该俯冲带火山岛弧距离海沟的距离从东向西逐渐增大,而形成地球上独特的岛弧火山链与海沟V字型斜交的现象。这一现象的运动学成因目前并没有统一的认识。本文通过对阿留申俯冲带几何形态数据、运动学数据进行整理分析,尝试运用构造赤道理论探讨该现象形成的运动学背景。阿留申俯冲带的几何学数据表明:从俯冲带东段(175°E)至俯冲带西段(155°W),火山岛弧距俯冲海沟的距离从80 km增加至250 km。与此同时,俯冲板片的倾角由60°减小至30°。板块的运动学分析表明:相对北美板块,太平洋板块的东段的运动矢量为48 mm/a,向北运动;逐渐转变为西段的78mm/a,向西北方向运动。相对于软流圈,太平洋板块的运动方向没有改变,始终向西北方向运动,速率向西逐渐增加。因此,在俯冲带的东段太平洋板块的绝对运动方向和相对运动方向存在30°左右的夹角,而这个夹角在西段几乎不存在。太平洋板块的绝对运动方向和相对运动方向之间的夹角不同,会导致软流圈对俯冲板片的反作用力差异,从而形成不同的俯冲角度和俯冲带宽度。太平洋板块相对北美板块和相对地幔的速度方向夹角的变化被认为是引起阿留申火山弧与海沟"V"字型斜交的运动学成因。  相似文献   

粤北石灰岩化学风化过程中的Sr-Nd同位素     

虎贵朋  韦刚健  马金龙  曾提 《地球化学》2018,(4)

石灰岩化学风化显著控制着其所在流域盆地的河水Sr同位素组成,进而制约全球Sr循环。然而,石灰岩化学风化过程中Sr同位素组成的变化特征及其控制机制的研究报道依旧很少。本文通过报道粤北地区一个典型石灰岩风化剖面的Sr同位素组成变化特征,试图探讨石灰岩化学风化过程中Sr同位素变化的控制机制。结果显示:该剖面上,~(87)Sr/~(86)Sr比值介于0.70979~0.72216之间;自剖面底部到顶部,~(87)Sr/~(86)Sr比值呈现出逐渐增大的趋势;Nd同位素组成比较均一(εNd(t)=–15.0±0.5)。研究区的潜在源区(如大气降水、地表水),其~(87)Sr/~(86)Sr比值明显低于该剖面上部的最大值,加之,该剖面的风化产物与典型的中国黄土剖面具有截然不同的Sr-Nd同位素组成,暗示了这些潜在源区的输入不大可能造成该剖面上Sr同位素组成发生显著的变化。该剖面上~(87)Sr/~(86)Sr比值与Sr含量之间呈现显著的负相关性(r=–0.95),暗示粤北石灰岩化学风化过程中Sr同位素的演化受控于碳酸盐矿物与硅酸盐矿物在抗风化强度以及Sr同位素组成方面的显著差异:相对硅酸盐矿物,碳酸盐矿物(如方解石)抗风化强度较弱,于是随着风化作用的进行,原岩中具有较低~(87)Sr/~(86)Sr比值的方解石中的Sr大量迁出剖面,而具有较高~(87)Sr/~(86)Sr比值的硅酸盐矿物中的Sr残留在风化产物中,因此,随着风化强度的增加,风化产物中的~(87)Sr/~(86)Sr比值呈现出逐渐增大的趋势。  相似文献   

川东南丁山地区龙马溪组页岩裂缝特征及对含气性的影响   总被引：1，自引：0，他引：1       下载免费PDF全文

范存辉 钟 城秦启荣  胡东风李 虎 朱梦月 何 顺 《地质科学》2018,(2):487-509

川东南丁山地区是近年来四川盆地页岩气勘探开发的热点区域,裂缝的发育对页岩含气性及保存条件有重要的影响。综合运用野外露头、岩心、测井资料,结合岩石脆性矿物含量、岩石力学参数等数据,深入分析龙马溪组页岩裂缝发育特征和控制因素,并探讨了裂缝发育对含气性的影响。结果表明,丁山地区龙马溪组页岩裂缝主要以构造成因的剪切缝为主,裂缝优势方位共6组,主要包括4组平面剪切缝和2组剖面剪切缝,其发育主要受2个方向、3个阶段的构造应力场影响而成;裂缝延伸稳定,平均密度小,宽度小,充填程度高,主要被方解石和黄铁矿等充填。裂缝受控因素主要包括古构造应力场、构造部位、脆性矿物组分、岩石力学性质等;断层对裂缝发育具有明显的控制作用,其中断层两盘均存在裂缝发育程度急剧下降的临界范围,临界范围内裂缝发育程度高,超过此临界范围,裂缝发育程度变差且变化趋于平缓;不同期次的裂缝中,形成时间晚、规模过大、充填程度不高、与现今地应力方向一致或呈低角度相交的裂缝易造成页岩气的散失,对提高页岩含气性不利;龙马溪组岩石脆性矿物含量高,脆性指数属中等偏上程度,有利于构造缝发育且可压性较好。随着距齐岳山断裂距离的适当增加,龙马溪组页岩埋藏深度适中,地层压力增大,抗压强度增强高,脆性指数适中,构造保存条件变好,有利于不同方位的裂缝发育和页岩含气量的增加,位于该区域的DY2井与DY4井均位于该有利区域,含气性良好。研究结果对下一步深化页岩气勘探开发具有重要指导作用。  相似文献   

青藏高原和落基山脉对ENSO影响的比较研究          下载免费PDF全文

温琴  何国瑞  杨海军 《大气科学》2022,46(5):1209-1224

本文利用耦合气候模式研究了“有/无”青藏高原和落基山脉对厄尔尼诺—南方涛动（ENSO）的影响,并从温度变率方程的角度详细分析了ENSO变化的成因,结果表明:移除青藏高原或落基山脉均会造成ENSO变率增强;ENSO变率在无青藏高原试验中增强的幅度比在无落基山脉试验中更大。ENSO变率在地形敏感性试验中的变化与热带太平洋平均气候态的改变密切相关。移除青藏高原后热带太平洋信风减弱,大气对流中心东移,混合层变浅,温跃层变平,呈现出El Ni?o型海温分布,这些平均态的变化使海表风应力敏感性,Ekman抽吸敏感性以及温跃层敏感性幅度增强,最终导致ENSO振幅增大60%。然而,在移除落基山脉的情景下,热带太平洋信风变化更加复杂,大气对流中心稍有东移,混合层加深,温跃层变平,呈现出类La Ni?a型海温分布。这些变化增强了风应力敏感性和温跃层敏感性,最终导致ENSO振幅仅增大15%左右。本文研究表明,在地质时间尺度上青藏高原和落基山脉的抬升均抑制了ENSO变率。  相似文献