晚泥盆世地球各圈层相互作用与海洋生态危机：来自高分辨率的沉积和同位素地球化学证据

在晚泥盆世弗拉-法门（F/F）转折期发生了显生宙5大生物绝灭事件之一的大规模生物集群绝灭事件．近年来作者及其合作者通过对我国华南F/F界线附近高分辨率的层序-旋回地层研究和同剖面无机-有机碳和锶同位素系统的研究表明：在F/F转折期，由多期火山活动触发的频繁、快速气候暖-冷交替（周期约为200ka）以及由此引发的陆-海相互作用（森林植被向陆扩展、化学风化作用增强和陆源营养输送量的增加）与海洋生态崩溃（海洋富营养化，微生物爆发和缺氧事件）是造成F/F转折期渐次绝灭的最主要原因．     

泥盆纪弗拉阶-法门阶事件的化学-生物地层学研究

对广西南洞剖面的研究表明,弗拉阶-法门阶(F-F)生物事件(也称为Kellwasser生物事件)是阶梯式灭绝事件,生物种类锐减发生于linguiformis带最晚期,持续时间约为0.1Ma。在F-F界线有3个Ni-Ir异常层, 该异常层同时也富含亲铜元素,并伴有碳同位素负异常以及微玻陨石。紧随着覆盖有海啸岩。F-F事件实际上是生物-地球化学-沉积综合事件。像这样的综合事件,在中、晚泥盆世共发生了5次。发生的频率为4.6×10^-6a^-1。讨论了F-F大灭绝事件的可能原因。     

显生宙碳循环异常环境的地球生物学过程研究

该研究以显生宙碳循环异常环境的地球生物学过程为研究主体,重点研究二叠纪-三叠纪之交和晚泥盆世两大重大地质突变期的地球生物学过程特点和规律,查明碳循环异常的起因及其对生态系统的影响,探索生物与环境的相互作用。二叠纪—三叠纪之交是古生代海洋生态系破坏和中生代型海洋生态系开始重建的转折点,古海洋缺氧对该转折影响深远。通过对华南多条剖面高精度碳同位素、碳-硫形态、碳酸盐晶格硫(CAS)、DOP和Δδ13C等分析测试,该年度研究在认识该时期古海洋缺氧的时限、程度、演化和成因机制等方面取得明显进展。大灭绝前的二叠纪浅水碳酸盐岩台地以氧化环境为主。由于火山活动释放大量的CO2、SO2等气体,导致气温上升、陆地生态系统开始瓦解、陆源输入增加、海洋贫氧层(OMZ)扩张,大灭绝后海洋环境向缺氧环境转变。早三叠世早期δ34SCAS明显比晚二叠世偏重,波动剧烈,且与δ13Ccarb明显正相关(3次同步正漂),意味着严重的海洋缺氧、硫化事件,海水硫酸盐浓度很低(3 m M)。早三叠世早期δ13Ccarb频繁和幅度较大的波动,指示了动荡不稳定的海洋碳循环;之后δ13Ccarb和δ34SCAS变化率同步减小,两者呈现负相关关系,可能是由于海水温度下降、海水循环增强,海洋碳循环趋于稳定。中三叠世δ34SCAS下降,变化率进一步降低,碳-硫同位素的正相关关系逐渐消失,反映该时期海洋硫酸盐浓度进一步升高,以正常的氧化状态为主。大灭绝后动荡的海洋碳-硫循环及缺氧环境导致了生物复苏迟缓。晚泥盆世弗拉斯-法门(F-F)生物大灭绝事件是显生宙又一重大地质转折时期,集中体现在生物礁生态系中,菌藻类取代后生动物(珊瑚-层孔虫)造礁。对华南地区多个剖面细致的观察和统计分析表明,菌藻类可侵入"活着"的后生动物并抑制后生动物的发育。后生动物骨骼虽然具有自我修复功能,并对菌藻类有反抑制作用,但在环境恶化时,这种平衡会被打破,导致后生动物个体无法生长而死亡,直至后生动物生物礁被菌藻类生物礁取代。中-晚泥盆世植物登陆,陆生植物粗大根系的发育,导致陆地生物-化学风化急剧增加,近岸海域海水营养水平激增,可能是晚泥盆世菌藻类"大举入侵"珊瑚-层孔虫礁生态系最终取而代之的直接推手。     

四川华蓥二叠-三叠系界线剖面稳定碳同位素变化特征及其生物地球化学循环成因

对四川华蓥楼房湾剖面稳定碳同位素进行的研究表明,该地区二叠-三叠系界线附近碳同位素变化趋势与全球变化基本一致。早三叠世早期Δ_B平均值高于晚二叠世晚期,指示海水中磷酸盐浓度的增大和初级生产力的繁盛。从晚二叠世末期开始δ¹³C_carb的缓慢降低是由大规模火山作用以及陆地风化作用加强造成的;早三叠世最早期δ¹³C_carb和δ¹³C_org的快速同步降低所代表的全球碳循环变化主要受控于生物集群绝灭的主幕及海平面上升引起的底部缺氧水上涌。总之,二叠-三叠纪之交碳同位素变化是火山作用、海平面变化、海洋和陆地生物集群绝灭以及缺氧水上涌等因素综合作用的结果。     

四川华蓥二叠-三叠系界线剖面稳定碳同位素变化特征及其生物地球化学循环成因

对四川华蓥楼房湾剖面稳定碳同位素进行的研究表明,该地区二叠-三叠系界线附近碳同位素变化趋势与全球变化基本一致。早三叠世早期ΔB平均值高于晚二叠世晚期,指示海水中磷酸盐浓度的增大和初级生产力的繁盛。从晚二叠世末期开始δ13Ccarb的缓慢降低是由大规模火山作用以及陆地风化作用加强造成的;早三叠世最早期δ13Ccarb和δ13Corg的快速同步降低所代表的全球碳循环变化主要受控于生物集群绝灭的主幕及海平面上升引起的底部缺氧水上涌。总之,二叠-三叠纪之交碳同位素变化是火山作用、海平面变化、海洋和陆地生物集群绝灭以及缺氧水上涌等因素综合作用的结果。     

指数有界双连续n阶α次积分C半群的逼近

利用经典算子半群理论中的研究方法，基于双连续n阶α次积分C半群的生成定理，讨论了指数有界双连续n阶α次积分C半群的逼近定理。{T(t)}_t≥0，{Tn(t)}_t≥0分别是由A、A_n次生成的指数有界双连续n阶α次积分C半群，在一定条件下，可以得到Ra(λ，A_n) x→Ra(λ，A) x与T_n(t)x→T (t)x等价。研究结果推广了n阶α次积分C半群相关的逼近定理。     

南海北部陆坡NH-1孔沉积物中碳酸盐碳同位素特征及其地球化学意义

源于深部天然气藏渗漏或天然气水合物分解释放的甲烷,可导致海洋沉积物中生成δ13C明显负偏的碳酸盐矿物.对NH-1孔沉积物样品的碳酸盐含量、全岩碳酸盐及生物碳酸盐δ13C、有机碳含量等参数进行了分析.结果表明:沉积物中碳酸盐含量较高(平均6.90%);全岩碳酸盐δ13C(-6.09‰～-0.48‰)与正常海相碳酸盐相比明显负偏;浮游有孔虫(G.rube)壳体碳酸盐δ13C(-0.834‰～0.004‰)明显低于正常值.结合海域的地质特点,认为这很可能是沉积物中较高甲烷通量背景条件下自生碳酸盐的形成所导致的.有机碳、氮数据与全岩碳酸盐δ13C的相关性分析指示了有机质也可能是全岩碳酸盐δ13C偏低的根源之一.因此,NH-1孔碳酸盐碳同位素特征是较高甲烷通量背景下甲烷缺氧氧化-硫酸盐还原及有机质缺氧氧化-硫酸盐还原等地球化学过程的综合反映.全岩碳酸盐δ13C含量可用于指示沉积物中自生碳酸盐矿物及较高甲烷通量的存在.     

泥盆纪华南板块古地理的位置及其漂移

华南板块在泥盆纪位于古赤道附近,早—中泥盆世之交,广西那艺古纬度为 0°36',泥盆纪—石炭纪之交贵州睦化地区古纬度为4°10'10″,赤道附近温湿的气候使华南板块上各种生物,无脊椎动物,脊椎动物,植物高度繁盛,发育,都有很高的分异度。泥盆纪时期华南板块向北缓慢移动,移动速率为0.22 ～0.26cm/a。其原因可能与特提斯洋的活动有关。     

西藏羊湖盆地雅西措群烃源岩生物标志物特征

应用生物标志物分析技术,结合其他地球化学资料,对西藏羊湖盆地新生代雅西措群烃源岩的有机质生源构成、沉积环境和成熟度进行了讨论,结果显示:烃类有机组分包括正构烷烃、萜类、甾类和类异戊二烯烃等.分析图谱结果显示正构烷烃主峰为C23、C27、C29及C31,碳数分布范围很宽;OEP的平均值为4.56,Pr/Ph的平均值为0....     

鄂尔多斯盆地甘泉地区烃源岩分子地球化学特征

GC、GC-MS分析表明,甘泉地区延长组长4＋5、长6和长7各烃源岩有机质饱和烃色谱为单峰型,Pr/Ph值较高,γ蜡烷指数较低,规则甾烷αααRC27-C28-C29构型均表现为“V”字型或偏“V”字型,即C27＞ C28＜ C29,表明生物来源为混源型,为低等水生生物和高等植物双重贡献,其中长7水体较深,且低等水生生物占比重大,有机质类型偏腐泥型;各烃源岩沉积环境为较低咸度水体,有机质演化程度为成熟-高成熟阶段.     

分数阶RLαCβ串联谐振及电路仿真实验

【目的】分析和总结分数阶RLαCβ串联电路在谐振态及邻近态的特性。【方法】首先推导出谐振频率、品质因数、谐振态阻抗及电感和电容两端电压表达式,并进行了简要分析;其次,对阻抗模幅频特性、相频特性、电流及电压幅频特性进行了理论分析及数值仿真分析,得到一些基本结论;最后,用分抗链设计的等效分数阶电容模型及模拟电感方法设计的分数阶电感模型实现了该系统的仿真电路。【结果】Multisim 仿真结果与数值仿真分析基本一致,验证了相关结论的正确性。【结论】分数阶谐振更具普遍意义,谐振特性依赖于元件参数及分数阶次数,在奇数阶次附近特别敏感,随阶次变化,会出现电路感性和容性调换等现象。
     

基于Adomian分解法的分数阶Lü混沌系统的动力学分析及数字实现

基于Adomian分解方法,研究了一类分数阶Lü混沌系统.从系统的分岔图、基于谱熵(SE)算法和C0算法的系统复杂度、吸引子相图等数值仿真分析研究了0.9阶次Lü混沌系统丰富的动力学特性.又基于Adomian分解法,利用数字芯片TMS320F28335DSP中设计了程序以及外围硬件电路,实现了分数阶Lü混沌系统.最后,通过示波器观察DSP数字电路输出结果与理论分析结果相一致,从而进一步揭示了分数阶混沌系统的动力学特性.     

额济纳旗大狐狸山地区干泉组烃源岩评价

通过对大狐狸山地区干泉组实测剖面烃源岩展布特征及烃源岩的有机质丰度、有机质类型和成熟度的研究,认为干泉组下段暗色泥岩发育,厚度达到了240.1 m,主要沉积于浅海陆棚环境。有机碳含量分布在0.35%~2.87%,平均值为1.01%。根据Ph/n—C18和Pr/n—C17相关关系及图版,并结合C27甾烷(ααα20R)、C28甾烷(ααα20R)、C29甾烷(ααα20R)的相对关系图版来研究大狐狸山地区干泉组烃源岩有机质类型,结果均显示其有机质为Ⅱ1型。镜质组反射率及黏土矿物的研究均表明有机质成熟度极高,可能与区内动力变质作用有关。综合评价认为,干泉组具备较好的生气潜力。     

径阶距对评估南盘江流域天然林物种多样性的影响

【目的】物种多样性和树木大小是决定森林生态系统稳定性、复杂性的关键因素，也是森林生态系统多样性的典型表征，用长时间未受外界干扰的标准固定样地数据对物种多样性和树木大小的关系进行研究，揭示径阶距和直径分布范围对物种多样性的影响。【方法】在广西雅长兰科植物国家级自然保护区建立了3块不同年龄序列的标准固定样地(30年生林分，代号30-YF; 57年生林分，代号57-YF; 200年生林分，代号200-YF),采用2、3、4、5 cm作为径阶距划分直径分布，并计算每个径阶上的物种多度(number of individual,N)、物种丰富度(species richness,R_S)、多样性指数(Simpson,D; Brillouin,B_H)和均匀度指数(Pielou,E_H; Sheldon,E_S)。【结果】(1)物种多度和丰富度随径阶的增大逐渐减小，呈倒“J”形分布；且随径阶距增大而增大，曲线的弯曲程度提高。(2)多样性指数随着径阶的增大线性降低，受径阶距的影响很小(P>0.05)。(3)整体上，...     

内蒙古乌达地区上古生界不同沉积环境煤系烃源岩分子地球化学特征及意义

内蒙古乌达地区上古生界煤系烃源岩主要在海陆过渡相和陆相沉积环境的控制下沉积而成。精选出五种沉积环境下形成的煤系烃源岩样品,深入研究其分子地球化学特征。研究表明,泛滥平原形成的烃源岩以高氧芴、高姥鲛烷、高C29规则甾烷、高C19三环萜烷和高C24四环萜烷为主要特征;河控三角洲除氧芴含量稍低,具有和泛滥平原沉积环境相似的地化特征;潮坪和泻湖相的烃源岩中伽马蜡烷、植烷含量均较高,C26+三环萜烷丰度相对较高,三环萜烷绝对浓度大,规则甾烷以C27占优势,硫芴含量相对较丰富;潮控三角洲除Pr/Ph较高外,其余生物标志物特征与潮坪、泻湖环境下的烃源岩相似。     

桂中坳陷东部下石炭统鹿寨组泥页岩有机地球化学特征

基于对桂中坳陷东部下石炭统鹿寨组泥页岩总有机碳含量(TOC)、有机质成熟度(Ro)、显微组分、饱和烃色谱-质谱等有机地球化学特征分析,发现其TOC主体2.0%,Ro为0.84%~2.95%,有机质类型属于Ⅱ1-Ⅱ2型。通过对比国内外主要页岩气盆地富有机质泥页岩有机地球化学特征和分析研究区页岩气保存条件,判断下石炭统鹿寨组泥页岩具有较好生烃潜力。在此基础上,分析了鹿寨组泥页岩的沉积环境和有机质来源,发现:Pr/Ph1,伽马蜡烷/αβC30霍烷比值为0.72~0.75,具有升霍烷系列,C27重排甾烷/C27规则甾烷比值为0.13~0.15,孕甾烷/C29-20R规则甾烷比值为0.03~0.04,研究区属于高咸度贫氧-缺氧的强还原环境;正构烷烃分布范围宽,C、N原子比为42.23~50.89,三环萜烷中C21、C23、C24呈倒"V"形分布,αβC30霍烷/∑C29甾烷比值为0.48~0.51,C29具有明显优势,伽马蜡烷指数平均值为0.370.2,不同显微组分在剖面上对TOC贡献率不同,判断鹿寨组泥页岩有机质来源多样,以高等植物和水生生物为主,顶部和底部层位有机质来源以低等细菌、藻类为主,具有较好的生烃潜力。     

四阶时滞微分方程边值问题的正解

随着泛函微分方程理论的发展以及其在物理、力学、自动控制理论、生物学、经济学等众多学科中的应用,时滞微分方程边值问题成为关注的一个热点.运用锥上的不动点指数理论研究了四阶时滞微分方程边值问题{u(4)(t)+au″(t)-bu(t)=f(t,ut),t∈[0,1],u(t)=Ф(t),t∈[-τ,0],u(0)=u(1)=u″(0)=u″(1)=0正解的存在性,其中,f:[0,1]×C+→[0,+∞)连续,C+={φ∈C|φ(θ)≥0,θ∈[-τ,0]},Ф(t)∈C([-τ,10],[0,+∞)),Ф(0)=0,对t∈[0,1],ut(θ)=u(t+θ),θ∈[-τ,0],0≤τ,且a,b∈R,满足a2π2,b-a2/4,b/π4+a/π21.所得结果推广和改进了现有结果.     

库车坳陷迪北地区烃源岩生物标志化合物特征及其意义

库车坳陷迪北地区具备良好的油气成藏条件,拥有丰富的油气资源,然而对于该地区油气来源的认识还存在一些问题。通过利用GC-MS(气相色谱/质谱法)对迪北地区烃源岩生物标志化合物特征进行了分析。研究结果表明:迪北地区烃源岩生物标志化合物中正构烷烃、C29ααα20S/20(S+R)、C31αβ22S/(22S+22R)和C32αβ22S/(22S+22R)比值特征显示,该地区烃源岩主要处于成熟演化阶段;C27~C29甾烷分布特征表明,迪北地区烃源岩母质主要来自于陆源生物有机质的输入;Pr/Ph、重排甾烷∑C27/规则甾烷∑C27比值、三环萜烷分布特征、C30霍烷、Tm、Ts及伽马蜡烷丰度等分布特征,总结出迪北地区烃源岩主要为淡水-微咸水的弱氧化沉积环境下形成的陆相烃源岩。由此可知,通过对迪北地区烃源岩生物标志化合物特征分析发现,迪北地区烃源岩成熟度较高,主要为弱氧化沉积环境下形成的陆相烃源岩,且研究成果将有助于迪北地区的油气成藏研究。     

带分布型时滞的分数阶控制系统能观性的条件

通过Mittag-Leffler矩阵函数构造的能观性Gram矩阵和Cayley-Hamilton定理获得了一类带Caputo导数、具有分布型时滞的分数阶控制系统cDαx(t)=Ax(t)+integral from n=-h to 0(dxB(t,x)u(t+x)),t∈J:=J/{t1,t2,…tk},J:=[0,T],y(t)=Cx(t)+Du(t),x(0)=x0, 具有能观性的2个充要条件:1)系统在[0,t f]上,存在时刻tf>0,使Gram矩阵W0[0,tf]=integral from n=0 to tf(Eα(AT tα)CTCEα(A tα)dt)非奇异;2)若系统的能观性判别矩阵为Q0{C CA … CA(n-1)},则rankQ0=rank{C CA … CA(n-1)}=n时,系统是能观的.     

东濮凹陷濮城地区沙一段盐湖相原油地球化学特征

应用地球化学研究手段，对东濮凹陷濮城地区沙一段盐湖相烃源岩岩样、原油样和油砂样进行了族组分、饱和烃色谱-质谱实验分析。结果表明，濮城地区沙一段原油与含油砂岩抽提物的饱和烃含量在47.39%～65.33%，族组分碳同位素分布在-28.06‰～-26.29‰，芳烃、非烃和沥青质组分之间的同位素分馏效应较小;w（Pr）/w（Ph）小于0.5，具有明显的植烷优势;甾烷w（C2920R）/w（20（R＋S））为0.23～0.27，w（C29ββ）/w（αα＋ββ）为0.19～0.40，甾烷系列中C27含量略占优势，重排甾烷含量极低;γ-蜡烷含量较高，w（γ-蜡烷）/w（C30藿烷）在0.60左右，w（γ-蜡烷）/w（HC3122S）大于2.0，三升藿烷-五升藿烷呈“翘尾”状升序分布，反映了高盐度水体沉积环境下形成的未熟-低熟油特征。油源对比分析认为其烃源灶为沙一段泥岩和部分沙三段泥岩。