藻类天线系统的结构与功能研究进展

藻类在植物进化序列中处于低等的光合细菌和高等植物之间.藻类和高等植物光合器相似,它们都有光系统Ⅱ和光系统Ⅰ两个光合反应中心,因而它们具有相似的光合作用功能,因此藻类光合作用的研究具有一般的意义;另一方面,高等植物的捕光天线是类囊体膜内的叶绿素,而藻类的捕光天线色素主要集中于紧连在类囊体膜外的藻胆体内.藻胆体是由多种藻胆蛋白组成的超分子复合物,含有数百个开链四吡咯色团,分子量高达几百万道尔顿.藻胆体的核心部分是变藻蓝蛋白,由核心向外放射状排列六根由藻红和藻蓝蛋白构成的天线杆,藻胆体的结构如图1所示.各种藻胆蛋白的巧妙搭配使得藻胆体内具有非常高能量传递效率(90%以上).因而,研究藻类天线系统的结构与功能,弄清其中高效能量传递的分子机理,对人工利用太阳能和光能转换器件的开发有借鉴和指导意义,多年来,藻类天线系统的结构与功能研究一直是重要的研究课题之一.     

海底热水流体对海相碳酸盐岩有机质丰度影响初探：以华北北部中、上元古界为例

通过对华北北部中、上元古界海相碳酸盐岩有机质丰度与海底热水流体富集元素P, Cu, Zn, Ni和Ba等元素含量及其组合的相关性的探讨, 结果表明, 热水流体富集元素明显在相关层段不仅与TOC呈正相关关系, 而且还和海底热水流体输入的SiO₂含量呈明显的正相关关系; 相应层段海底热水流体输入的SiO₂含量也与TOC呈明显的正相关关系. 部分高于庄组、雾迷山组、铁岭组以及绝大部分下马岭组有薄层状硅质岩出现, 随之TOC和与热水流体活动有关的微量元素也逐渐增大, 暗示部分层位碳酸盐岩中有机质的富集与海底热水流体活动有关. 另外, Al/(Al+Fe+Mn)值常常随着海底热水流体活动对沉积物形成的贡献的增大, 比值随之减小, 而Fe/Ti比值的变化正好相反.     

金在高温高压干体系下的实验研究及其迁移机理

金的活化、迁移和富集成矿是近年来研究的重点方向,有关金以络合离子的形式在热液中化学迁移的研究已趋于成熟,而对于元素在干体系高温高压下的物理迁移机制还缺乏较深入的研究。对于金矿来说,多数产在构造变形强烈的糜棱岩带中,了解金在动力作用下如何从岩石和矿物内部运移出来并进入热液,结合位错和加载应力,进行一定的实验研究和理论探讨具有一定的意义和价值。 二甲金矿产于韧性剪切带中,经预富集和再次活化、迁移而成矿,构造动力是成矿的关键。研究金从围岩和含金矿物中迁移出来,是解决整个成矿过程的重要环节。为此我们对含金的矿物和岩石,系统地进行了高温高压干体系下的实验研究,揭示了金的动力迁移机制。     

探讨海相油气成因的一种超微浮游藻类成烃实验系统

Ｅｍｉｌｉａｎｉａｈｕｘｌｅｙｉ(颗石藻)是细胞外表面具有颗石板片的海洋超微浮游植物,也是海洋浮游生物中生物量最大的普生性种群.在大量生长和繁殖期,它们的分布范围可达数千平方公里,形成的藻细胞水华可被卫星遥感检测[1].控制培养液ＨＣＯ-离子浓度的实验发现,Ｅ.ｈｕｘｌｅｙｉ对ＣＯ2的吸收和利用能力特别强.在添加了20ｍｍｏｌ/ＬＨＣＯ-的ＥＳＭ培养液中生长的Ｅ.ｈｕｘｌｅｙｉ,细胞表面形成颗石板片所固定的碳酸钙与细胞合成的有机质干重比高达2.48∶1,偏光干涉显微镜初步分析表明,细胞表面形成颗石板片所固定的碳酸钙为方解石…     

中国微重力流体科学的空间实验研究

微重力流体物理是微重力科学的重要组成部分, 包括简单流体的许多新体系、气/液两相流动和传热以及复杂流体力学. 微重力流体物理除其本身学术和应用的重要意义外, 还与微重力燃烧学、空间生物技术和空间材料科学密切结合, 促进了交叉学科的发展. 利用我国返回式卫星和神舟飞船, 进行了一批微重力科学的空间实验, 使我国微重力科学迅速进展. 本文主要介绍近10年来我国微重力流体科学的空间实验研究和主要学术成果.     

颗粒流体系统的非线性特征和分支现象

颗粒流体系统的主要特征在于其非均匀的时空动态结构及其随操作条件改变出现的突变行为.由于非线性非平衡系统不存在普适的稳定性判据,因此,寻求非线性颗粒流体系统自身特定的稳定性条件及其变化规律是实现这一系统定量化的关键.垂直并流向上的颗粒流体系统随流体对颗粒控制能力的增加,可依次出现颗粒控制     

不混溶流体与变质硅质大理岩相互作用的实验研究

流体的不混溶在自然界是一种常见的地质现象,这主要表现在两方面:(1)野外对硅质大理岩的详细研究表明其变质过程中流体的主要成分为NaCl-H_2O-CO_2,并且证实了流体的不混溶影响变质岩的矿物组合,变质温度和压力以及变质矿物的结构.(2)近几年用人造气液包裹体方法研究热液性质时发现不混溶流体可以存在于很高的温度和压力下.过去人们对不混溶流体的广泛存在以及不混溶流体与变质岩矿物组合的相互作用对变质过程的重大影响没有足够的认识,在研究变质硅质大理岩与流体相互作用的实验中所涉及的流体仅仅为     

颗粒流体系统的非线性行为及其计算机仿真

<正> 1 学科概述1.1 定义和分类 自然界中气、液态物质统称为流体,固态物质在物理和化学加工过程中通常都以颗粒形态存在,并在流体介质中进行。因此颗粒流体系统是自然界中极为普遍的现象。颗粒流体两相流是研究颗粒流体系统中颗粒与流体之间相互作用规律的科学,尽管其研究对象普遍存在,但却是一个很不成熟的学科。 颗粒流体两相流按颗粒浓度分为稠密两相流和稀疏两相流。稀疏两相流中的颗粒均匀分布于流体中,分析比较简单,因而也较成熟。稠密两相流(如流态化)以颗粒在流体中的不     

颗粒流体系统的宏观拟颗粒模拟

拟颗粒模拟（pseudo-particle modeling,PPM）是一种粒子方法（PM）,提出于1996年,虽然它很适合微观颗粒流体系统的模拟,但在实际系统中的应用却受到计算量的严重限制。结合加权平衡和有限差分等手段将粒子间作用提升到符合Navier-Stokes(N-S）方程的流体微元尺度,进一步提出了宏观拟颗粒模拟（MaPPM）,应用此模型,模拟了一维Poiseuille流,并通过与另一相关PM－－光滑粒了流体力学（SPH）的定量比较,说明了其优越的精度与计算效率,在单颗粒绕流、双颗粒沉降和多颗粒流化的模拟中也获得了合理的曳力系（CD）和原PPM未能获得的细胞的瞬时流场,并显示了良好的收敛性和稳定性。     

流体包裹体中稀土元素的ICP-MS分析研究

用ICP MS测定了黔西南烂泥沟、丫他卡林型金矿床石英流体包裹体中的稀土元素含量 .研究表明 ,流体包裹体中的∑REE含量 ,以成矿晚期石英 方解石阶段最高 ,为 84 .17× 10 - 6 ;成矿期石英 黄铁矿 毒砂阶段较低 ,为 (2 .6 7～ 13.12 )× 10 - 6 .稀土配分模式显示LREE相对富集 ,HREE亏损 .从成矿期到成矿晚期 ,成矿流体都具有弱Ce负异常 ;Eu异常则不同 ,成矿晚期具有弱Eu负异常 ;而成矿期则显示弱Eu负异常到弱正异常 .     

流体包裹体中稀土元素的ICP-MS分析研究

用ICP MS测定了黔西南烂泥沟、丫他卡林型金矿床石英流体包裹体中的稀土元素含量 .研究表明 ,流体包裹体中的∑REE含量 ,以成矿晚期石英 方解石阶段最高 ,为 84 .17× 10^-6;成矿期石英 黄铁矿 毒砂阶段较低 ,为(2 .6 7～ 13.12 )× 10^-6 .稀土配分模式显示LREE相对富集 ,HREE亏损 .从成矿期到成矿晚期 ,成矿流体都具有弱Ce负异常 ;Eu异常则不同 ,成矿晚期具有弱Eu负异常 ;而成矿期则显示弱Eu负异常到弱正异常 .     

自然系统研究的兴起

在系统科学的发展和人类生存环境的恶化双重背景下产生了"地球系统"这一科学概念,这不仅是对科学的社会危机的一种应变,也标志着科学新类型的诞生。这种基于整体观的自然系统研究,推动了系统科学理论的发展,预示着科学整体的范式变革。     

半咸-咸水湖相烃源岩中两种赋存状态可溶有机质的测定及其意义

对济阳坳陷半咸-咸水湖相烃源岩中游离态可溶有机质和结合态可溶有机质产率进行了测定, 采用氯仿、MAC三元溶剂及CS2/NMP混合溶剂抽提结合态可溶有机质, 并对烃源岩中两种赋存状态可溶有机质的含量进行估算. 发现部分样品的总可溶有机质产率>830 mg/g TOC, 占烃源岩有机质的63%以上, 可溶有机质是半咸-咸水湖相未熟烃源岩有机质的主要赋存形式, 从而对石油成因机理研究及石油勘探有重要意义.     

大别山黄镇榴辉岩和蓝晶石-石英脉中硬柱石分解的岩石学研究及其流体活动意义

高压-超高压变质榴辉岩中石英脉的产出反映了板块俯冲或折返过程中的流体流动, 但是对成脉过程的温压条件常常缺乏岩石学制约. 对大别造山带黄镇地区低温榴辉岩及其中蓝晶石-石英脉的岩石学研究表明, 脉中呈柱状形态的蓝晶石-黝帘石-石英集合体是硬柱石分解后的假象. 柯石英假象也首次在该地区榴辉岩的石榴石中发现, 证明这些低温榴辉岩经历了超高压变质作用. 热力学温压条件计算表明, 该榴辉岩经历的峰期变质条件为670℃/3.3 GPa, 已达到石墨向金刚石转化的边界. 石英脉中的石英晶体不见波状消光、折曲和碎裂现象, 也没有发现柯石英假象; 根据石英脉中矿物共生组合进行热力学平衡计算得到的成脉温压条件与寄主榴辉岩一样, 明显高于板块俯冲进变质过程中硬柱石分解曲线. 这些观察证明, 石英脉形成于峰期超高压变质之后的板块折返过程中. 因此, 硬柱石分解为蓝晶 石-黝帘石-石英并释放水的反应是在峰期变质之后的折返过程中发生的. 这表明陆壳深俯冲时不仅能够将含水矿物如硬柱石中的水带到地幔深处, 而且可以在折返时释放出来.     

孔隙介质中流体渗流边界演化过程的实验研究

孔隙介质中流体渗流边界形貌的研究对石油开采、核废料处置、地下水污染等工程问题具有十分重要的意义. 以流体在孔隙介质中缓慢渗流为背景, 人工制造了6种孔隙率的孔隙介质(俗称金刚玉), 采用5种不同运动黏度的流体在6种孔隙度的人造孔隙介质中进行渗流实验, 记录了渗流实验过程, 获得了不同黏度、不同孔隙率条件下的流体渗流边界形貌演化图. 估算了流体渗流边界的平均位移和流体边界形貌的分形维数, 获得了平均速度和流体边界分形维数随时间的演化规律, 进一步统计分析了渗流边界平均速度、流体边界形貌演化复杂程度与孔隙率、流体运动黏度之间的关系. 结果显示, 孔隙介质中流体渗流边界形貌是孔隙率和流体运动黏度综合影响的结果.     

基于时驱硬球算法与格子玻尔兹曼方法的颗粒流体系统直接数值模拟

实现了一种直接数值模拟颗粒流体系统的耦合算法, 颗粒间相互作用由时驱硬球算法描述, 而流体的控制方程采用格子玻尔兹曼方法求解, 流固耦合用浸入运动边界法实现.该方法使用欧拉网格求解流场, 拉格朗日网格跟踪颗粒, 避免了非结构化贴体网格方法需要重新划分网格的问题. 通过模拟两个圆形颗粒在黏性流体中的沉降过程, 成功地复现了经典的Drafting-Kissing-Tumbling(DKT)过程, 验证了耦合算法的有效性.     

沥青、干酪根对水溶液中Au~(3+)的还原作用的实验研究

有机质对金属的还原作用被认为是有机质参与金属成矿的主要方式之一。Gatellier曾做了褐煤还原金的实验,并计算了反应动力学参数,但在中国的沉积改造型金矿床中,极少有金矿床与褐煤共生的实例,赋存于矿床中的有机质多为石油的演化产物沥青或腐泥型干酪根,目前国内外尚未见用沥青或干酪根还原金的具体资料。为此本文用实验方法研究了沥青及矿石中分离出的干酪根对Au~(3+)的还原作用并计算了其反应动力学参数。     

用正电子湮没研究氢-钯系统中缺陷

用气态充氢的办法向钯中充氢 ,最大含氢量达到 0 .734(原子比 ) .通过研究正电子湮没寿命谱发现钯金属在高氢含量下 ,在充氢产生缺陷和使晶格膨胀的同时 ,样品中的H会通过Pd原子影响到正电子的湮没寿命 ,使曲线出现较复杂的变化 .     

去离子水在微圆管中流动特性的实验研究

实验研究了去离子水在内径为30, 20, 16, 5和2 μm微圆管中的流动特性. 实验结果表明: 内径为16 μm以上的微圆管中的流动符合经典流体力学理论; 当管径降低到5和2 μm时, 去离子水在微圆管中的低速流动呈现出明显的非线性特征, 实验结果偏离经典流体力学理论, 且管径越小偏离幅度越大. 随着Reynolds数的增大, 非线性程度逐渐减弱, 实验值趋近于某一稳定值. 实验最小Reynolds数仅为2.46×10^-5.     

大陆俯冲带流体活动和元素迁移:大别-苏鲁超高压变质岩和变质脉的研究

大别-苏鲁超高压变质岩和变质脉的岩石学及地球化学研究表明,在大陆俯冲带流体-岩石反应过程中,伴随着显著的元素迁移和同位素分馏.大别-苏鲁造山带高压脉中单矿物(如金红石和多硅白云母)具有明显的生长环带,指示变质脉是流体-岩石相互作用的结果.较高的流体/岩石比和强烈的二者相互作用是导致Nb-Ta迁移和分异的主导因素.对中国大陆科学钻探主孔石榴橄榄岩、榴辉岩和变质脉的Li和B同位素地球化学研究,表明在陆壳深俯冲和折返过程中Li和B发生了明显的分馏且表现出不同的地球化学行为.富集Si,Al,Na,LILE(如Rb,Ba和Sr)和HFSE(如Nb,Ta和Ti)的高压变质脉的存在以及不同岩性接触带高度变化的地球化学特征指示,在峰期超高压变质条件下可能形成了超临界流体,它对微量元素的迁移起到了非常重要的作用.