Application of Avaatech X-ray fluorescence core-scanning in Sr/Ca analysis of speleothems

Application of X-ray fluorescence core-scanning(XRF-CS) on both marine and lake sediments has achieved remarkable results. However, its application has not been widely extended to the research on speleothems. In this study, we measure the Sr abundance and the Sr/Ca ratios of three stalagmites(two aragonite stalagmites, one calcite stalagmite) using the state-of-the-art fourth-generation Avaatech high-resolution XRF core scanner. Through comparisons among different scan paths and among different scan resolutions, as well as comparisons with inductively coupled plasma optical emission spectrometer(ICP-OES), Itrax XRF, and Artax XRF results, we confirm that the Avaatech XRF core scanner could precisely, quickly, and nondestructively analyze the high-resolution Sr abundance of speleothems. Furthermore, we combine the stalagmite δ~(18)O records to explore the paleoclimatic significance of the measured stalagmite Sr/Ca.     

地层格架正则化约束下的二维立体层析反演

通过把地层格架信息作用于立体层析Fréchet导数矩阵,使得更新后的速度模型呈现出符合地质规律的块状特征.地层格架信息基于立体层析反演中得到的反射点位置进行非规则B样条插值拟合得到,因此在反演中它将会随着反射点位置的更新自然得到更新.与前人提出的保边缘层析算法或多层立体层析算法相比,本文提出的地层格架正则化无需引入混合正则化项或定义某种复杂的混合速度格式,更为直接也更容易实现.理论和实际数据算例证实了该正则化技巧的稳健性和可靠性,能够得到与实际地质构造特征更为一致的地质一致性反演结果.     

重磁处理解释系统软件设计与关键实现技术

重磁探测是金属矿勘探的主要手段之一，其处理和解释方法技术已得到很大的发展，研发与其相适应的重磁软件是重要的研究课题.在国家863课题的支持下，我们设计并研发了重磁处理解释集成化软件系统.在分析国内外现有软件不足的基础上，我们对重磁软件系统所应具有的操作行为进行了针对性的设计，提出了具有特色的功能设计思路，并进行了针对性的研发实现.为满足深部矿产资源勘探需求和精细化解释需要，提出了更加具有针对性的软件设计解决方案，研发了特色的处理解释模块，核心突出软件的实时可视化和协同交互操作，使软件系统能高效地服务于使用者的目标任务.在优化改进处理、正反演算法的基础上，提出多核并行化方案并实现，提高了软件整体运行速度.最终形成了将数据管理、数据可视化、数据处理及解释有机结合的特色软件系统，为金属矿探测提供了一个高效、有力的工具.     

球坐标系下三维大地电磁正演研究

大地电磁正演理论研究热点一直以来主要集中在如何提高计算效率和精度，但在剖面足够长、探测深度足够大的情况下，传统的笛卡尔坐标系数值模拟方式难以准确拟合地球曲率形态.本文研究了基于球坐标系的三维大地电磁正演，推导了交错网格有限差分三维正演公式，与一维解析解和三维标准模型测试对比，验证了正演算法的正确性.通过理论模型计算，对比分析球坐标和笛卡尔坐标系正演结果表明：球坐标系模拟更合理，避免了传统笛卡尔坐标拉伸投影所引入的误差，可代替目前的笛卡尔坐标模拟方法.基于球坐标和笛卡尔坐标系的三维大地电磁正演响应值随着频率变低差异越明显.球坐标和笛卡尔坐标计算结果差异度与频率、模型结构和电阻率有关.本文模型计算结果在数万秒周期处已出现接近10%的差异，对于较大尺度的长周期大地电磁，地球曲率的影响不能忽略.     

电性任意各向异性且分块连续变化CSAMT三维有限元数值模拟

考虑地球介质电导率任意各向异性且随空间位置连续变化的情况，本文实现了直接求解电磁场的可控源音频大地电磁测深（CSAMT）三维有限元数值模拟.首先给出了电导率任意各向异性介质中CSAMT二次电场满足的控制方程及其相应变分问题，然后采用任意六面体单元对研究区域进行剖分，在网格单元中对任意各向异性电导率进行线性插值，解决了实际工作中岩矿石电导率各向异性且连续变化的情况，将变分问题转化为线性代数方程组的求解.电导率各向异性且连续变化一维模型三维有限元数值模拟结果与电导率各向异性且分层均匀渐进模型解析解结果对比验证了方法的有效性；三维地电模型电导率随位置线性变化且各向同性、主轴各向异性、方位各向异性和倾斜各向异性的数值模拟结果表明，电导率各向异性且连续变化对CSAMT视电阻率和相位数据均有明显的影响.     

基于新型高频声学多普勒流速剖面仪的河口近底部边界层观测初探

河口物质输运、能量交换与底边界层内的水动力过程密切相关,底边界层参数(如切应力、拖曳系数)的确定至关重要。挪威Nortek公司生产的新型声学多普勒流速剖面仪AD2CP相比传统ADCP具有高频、低噪的优点,可用于高频(16Hz)流速剖面观测,而被广泛应用于底边界层观测的ADV只能测量单点高频流速。本文采用AD2CP在长江口南槽最大浑浊带区域进行座底式观测,并与同步近底部三脚架上ADV的观测结果进行对比。结果表明,使用AD2CP测得的近底部平均流速与ADV的测量结果吻合良好;使用惯性耗散法计算了底切应力,基于ADV的单点高频流速数据计算结果为2.16×10~(-2)～5.69×10~(-1)N/m~2,基于AD2CP的结果为2.09×10~(-2)～4.26×10~(-1)N/m~2,二者范围大致相当。在此基础上,基于AD2CP数据计算出摩阻流速为4.55×10~(-3)～2.06×10~(-2)m/s、底拖曳系数范围为1.84×10~(-4)～2.49×10~(-3),与ADV的计算结果基本一致。此外,由于AD2CP可以获得高频的流速剖面数据,优于单点ADV,具备观测近底部边界层参数和边界层内湍流剖面的潜力。     

基于转录组测序对两种氮素营养条件下多形微眼藻氮代谢途径的解析

探究微藻的氮代谢通路对了解其对不同氮源利用的分子机制具有重要意义。本研究利用Illumina高通量测序技术对两种氮素营养条件下(硝酸氮和尿素)多形微眼藻的转录组进行分析,通过基因功能注释及数字基因表达谱分析,研究了多形微眼藻细胞内氮代谢的调控机制。结果检测出15种参与氮代谢的酶,对应76个编码基因,构建了多形微眼藻的氮代谢通路图。其中10个酶编码基因在两种不同氮素营养条件下存在差异表达,最显著的是谷氨酸合成酶、谷氨酸脱氢酶和谷氨酰胺合成酶相关基因。有机氮源(尿素)实验组中,多形微眼藻细胞内的硝酸盐还原酶、亚硝酸盐还原酶等基因的差异表达明显高于无机氮源(硝酸钠)实验组,表明当环境中的氮源为尿素时,会对多形微眼藻细胞内硝酸盐的转化和利用有一定影响。本研究初步阐述了硝酸盐、尿素的吸收转运对多形微眼藻细胞内氮代谢的影响机制,可为硅藻在不同氮素营养条件下的吸收利用机制及氮代谢响应研究提供依据。     

浮游植物metacaspase的分布、结构及其功能特性

精氨酸/赖氨酸特异性半胱氨酸蛋白酶(Metacaspase)在浮游植物程序性细胞死亡(programmed cell death.PCD)过程中起着关键作用。本文利用生物信息学方法分析metacaspase基因在浮游植物中的分布,并以海洋球石藻(Emilianiahuxleyi)metacaspases(EhMCs)为代表分析其结构和功能,依据Uniprot和String数据库挖掘与metacaspase功能相关并参与浮游植物PCD过程的互作蛋白。结果发现:共计29条、四种类型的metacaspases分布于11种浮游植物中,它们的metacaspase蛋白一级结构存在明显差异,但位于p20的组氨酸和半胱氨酸活性位点均具有高度的保守性;EhMCs三级结构与酵母的metacaspase十分相似,暗示它们具有类似的功能;浮游植物metacaspases与多种蛋白存在直接或间接的互作关系,在细胞PCD过程、响应环境胁迫和能量代谢等方面发挥重要作用。另外.metacaspase的磷酸化修饰可能在浮游植物PCD信号转导过程中起调节作用。     

多能互补海洋能集成发电技术研究综述

介绍了国内外基于风能、太阳能、波浪能和潮流能等海上可再生能源进行多能互补集成发电的研究发展情况,从不同技术研究侧重点、不同装置机理差异性和多能互补集成发电方式等方面进行了概括和综述,对已有设备和理论研究等进行了对比,评述了目前海洋多能互补集成发电技术研究中存在的主要问题以及未来的研究发展趋势,指出未来海洋能源集成发电需在离岸化、新材料、大型化和阵列布局等方面进行技术研究和攻关。     

改进的最小曲率迭代法在重力剖面数据插值中的应用

基于将约束点也作为待解算结点的思想，对传统最小曲率迭代法进行改进。改进后的方法在待解算结点周围存在约束点时，避免了根据约束点与待解算结点之间的不同关系需要进行分类推导的复杂过程，同时也避免了因使用泰勒展开式进行分解造成的精度损失，提高了解算精度。