星地激光通信中地球背景辐射的抑制研究

研究了星地激光通信中地球背景辐射及其抑制技术。推导出了不同轨道处星上终端的地球背景辐射入瞳功率理论公式,提出了固有杂散辐射的概念,并对其作了理论推导。针对一个典型的终端对其地球背景辐射进行了理论计算,并设计了不同形式的遮光系统。最后利用光学仿真软件LightTools对不同轨道高度、不同遮光系统形式的星上终端的杂散辐射进行了仿真,得到了轨道高度以及遮光系统形式对杂散辐射的影响曲线,并对其作了分析。为星地激光通信中星上终端的地球背景辐射提供了理论依据,为星上终端的遮光系统设计提供了仿真依据。

高地球化学背景地区重金属污染分布特征及源解析研究

广西壮族自治区作为我国典型重金属高地球化学背景地区及有色金属重要产地,其土壤存在重金属污染问题。本研究结合随机森林模型、GIS技术和实地采样调查对广西不同地貌类型区域(峰丛喀斯特、峰林喀斯特、孤峰残山平原)中的土壤重金属含量特征及其富集特征进行综合分析对比,识别区域尺度高背景地区土壤重金属的地球化学特征。结果表明:在广西三种地貌类型中,土壤Cd、Hg、Pb、Zn的平均含量均高于广西背景值,其中Cd的平均含量为背景值的4.51倍,且样品中有27.2%的Cd、30.9%的Hg、65.5%的Pb和37.8%的Zn含量超出背景值。喀斯特地貌区的重金属高值区域与岩溶区高度重合,主要受到碳酸盐岩成土过程中的次生富集和金属氧化物吸附的影响。孤峰残山平原区域的重金属含量较低,未显示明显的高地球化学背景特征。研究区内人为工业活动和农业活动的复合作用对土壤中As和Cu的富集有显著贡献;采矿冶炼活动会对金属冶炼工业区周边土壤Cd、Zn有显著贡献;公路运输对附近土壤Hg的富集有显著贡献,铁路运输对土壤Cu的富集有显著贡献;城市活动对土壤Pb的富集有显著贡献。研究显示,广西地区土壤重金属污染具有明显的区域差异性,其中喀斯特地貌区域受高地球化学背景影响显著,重金属的富集主要由自然因素主导,但也受到多种人为活动的显著影响,尤其是在As、Cu、Cd、Zn、Hg和Pb等元素的分布上体现出复杂的成因机制。该研究不仅深化了对广西地区土壤重金属地球化学特征的理解,还为区域重金属污染防治提供了重要的科学依据。

中国土壤54项指标的地球化学背景与基准研究

1999—2021年,中国地质调查局组织实施的土地质量地球化学调查共获得670321件表层组合土壤样品(0~20 cm)和167746件深层组合土壤样品(150~180 cm),覆盖面积约266.5万km^(2),囊括我国人口集中区和大部分耕地。对相关土壤样品均按统一标准分析了54项化学指标(Ag、As、Au、B、Ba、Be、Bi、Br、Cd、Ce、Cl、Co、Cr、Cu、F、Ga、Ge、Hg、I、La、Li、Mn、Mo、N、Nb、Ni、P、Pb、Rb、S、Sb、Sc、Se、Sn、Sr、Th、Ti、Tl、U、V、W、Y、Zn、Zr、SiO_(2)、Al_(2)O_(3)、TFe_(2)O_(3)、MgO、CaO、Na_(2)O、K_(2)O、pH、全碳和有机碳)。本文利用这些数据讨论了中国土壤54项指标的地球化学背景值、基准值及其上下限的划定方法和基本特征,并对我国耕地土壤背景与现行环境、养分等相关标准中各种阈值进行了对比。结果显示:在全国尺度上,各项指标表层与深层Spearman相关系数均高于0.50,表明表层土壤中大部分指标都继承了深层土壤的含量与分布特征。54项指标中仅C_(org)、TC、N、S、Se、Hg、Br、Cd和P等指标背景值相对基准值发生了较大变化。我国耕地土壤中,Cd的农用地污染风险筛选值在背景范围内,Hg、As、Pb和Cr的筛选值则高于背景上限值。由于许多指标的空间分布存在着巨大的差异,在全国范围内划定一个统一的背景值并不利于土壤资源的精细化管理和保护,因此有必要在全国尺度地球化学背景与基准的基础上建立区域尺度地球化学背景与基准,为政府部门合理制定相关土壤环境质量的标准和保护法规提供依据。

华夏地块造山型金矿床:时空分布规律、地质-地球化学特征、成矿机制与动力学背景

造山型金矿床具有重要的经济价值,其成矿理论研究对金矿勘查和矿床学学科发展具有重要意义。华夏地块是我国重要的钨-锡-银-铅-锌多金属成矿带,近年来在华夏地块的变质地体中发现数十处造山型金矿床和矿化点,为该区的成矿理论研究提供了新的课题。较之区域钨锡等多金属矿床的研究程度,造山型金矿床成矿作用研究较为薄弱,尚未进行系统的成矿作用和成因机制总结。华夏地块内发育的造山型金矿床主要包括东华夏武夷山地区的双旗山和何宝山金矿,西华夏云开地区的河台与海南岛的抱伦金矿等。本文重点对上述四个典型矿床的地质-地球化学特征、成矿时代、成矿流体和成矿物质来源等方面已有数据和文献资料进行系统的归纳总结,以期阐明华夏地块造山型金矿床的时空分布规律、成矿机制和地球动力学背景。研究发现,华夏地块造山型金矿床主要发育浸染状与石英-硫化物型矿化,金矿体主要赋存于前寒武纪变质地体中,受脆-韧性剪切带控制。成矿流体为H_(2)O-CO_(2)-NaCl±CH_(4)±N_(2)体系,主成矿阶段成矿温度集中于220~280℃,成矿流体可能具有变质、地幔或岩浆热液来源;而流体不混溶、热液体系氧逸度升高和铋熔体捕获是金沉淀的重要机制。华夏地块存在加里东期、印支期和燕山期三期造山型金成矿事件,分别对应陆内造山、古太平洋板块俯冲及后撤的地球动力学背景。

贵州省六枝特区平桥碳酸盐黏土型锂资源岩石地球化学背景及分布特征

锂资源在新能源上的广泛应用,具有独特性,不可替代性。我国的锂矿资源分布较不均匀,矿产资源找矿是重点研究对象。在详细收集分析中国锂资源类型的基础上,对六枝平桥碳酸盐黏土型锂资源进行了大量的样品采集(共计样品215件),分析了该区域的锂资源背景,锂资源异常富集带在平面上、空间上的分布特征。进一步丰富了碳酸盐黏土型锂资源的研究成果,对该类型、该区域的锂矿找矿有一定的指导意义。

地球红外辐射背景成像方法研究

为模拟生成地球红外辐射背景图像,研究其成像方法。首先将地球表面划分为若干地表区域,考虑大气传输特性、地表类型、地表经纬度及地表海拔高度等因素影响,根据地表类型,建立地球表面区域温度模型和红外辐射亮度模型,然后运用数值计算方法得到地球表面温度和红外辐射亮度分布。根据红外探测器视角与视点,利用OpenGL实现了红外探测器在太空中对地球背景红外辐射亮度的三维图像显示。结果表明,模拟生成的地球红外背景图像效果逼真,可用于红外目标识别和仿真应用。

河南省表层土壤全碳与有机碳地球化学背景值研究

基于2003—2020年河南省陆续完成的1∶25万多目标区域地球化学调查项目的成果数据,系统研究了河南省表层土壤全碳与有机碳地球化学背景值特征。结果表明,河南省表层土壤全碳和有机碳地球化学背景值在不同行政区、不同流域、不同成土母质发育的土壤中差异明显。表层土壤全碳背景值行政区空间分布总体表现为西部山前高、东部平原低,北部碱性土壤区高、南部酸性土壤区低;流域分布以海河流域—黄河流域—淮河流域—长江流域依次降低;成土母质按残积与残坡积物—河流冲积物—洪积物—风积物—黄土与红土—河湖相沉积物发育的土壤全碳背景值逐渐降低。表层土壤有机碳背景值行政区总体表现为山前偏高、平原偏低,不同流域的表层土壤有机碳背景值差异大;成土母质以残积与残坡积物—洪积物—河湖相沉积物—黄土与红土—河流冲积物—风积物发育的土壤有机碳背景值逐渐降低。

基于遥感反演的地球红外背景建模

模拟地球红外辐射背景的前提是要获取可靠的全球表面温度。利用卫星遥感数据可以反演得到较精确的地表温度。反演算法采用了应用广泛的分裂窗算法,并将反演结果绘制成了全球表面温度分布图。同时,建立了完整的地球红外辐射亮度模型,考虑不同地域、纬度和季节模式下的大气辐射亮度和大气衰减。通过遥感反演技术与红外辐射建模技术的结合,最终完成了任意波段全球红外辐射背景亮度的计算与图像生成。结果表明:模拟的地球红外辐射图像效果精细,真实反映了地球背景的红外辐射特征,在空间目标的热环境分析,以及空间红外探测与隐身技术的研究等方面具有重要的应用价值。

应用地质累积指数评价沉积物中重金属污染:选择地球化学背景的影响

地质累积指数是评价沉积物中重金属污染的常用参数。选择地球化学背景对地质累积指数的影响 ,在应用地质累积指数评价沉积物中的重金属污染时 ,应选择与该沉积物有直接联系的地球化学背景 ,由此而进行的污染状况分析才更真实。

中国锂矿地球化学背景与空间分布:远景区预测

由于锂在新能源领域的大量需求和不可替代性,锂矿成为关键资源调查和研究的热点。本文以全国采集的12118件岩石样品和3394个汇水域沉积物样品数据为基础,首次提供了中国锂地球化学背景和时空分布数据,在此基础上划分了全国19个锂矿远景区。根据全国4101件岩浆岩,6209件沉积岩,1808件变质岩样品数据得出如下结论:全国岩石锂平均含量为29.22×10^-6,侵入岩25.22×10^-6,火山岩22.92×10^-6,沉积岩为31.45×10^-6,变质岩为32.30×10^-6;在侵入岩中锂含量从酸性到中性、基性、超基性岩由高到低依次降低,侵入岩中加里东期、喜马拉雅期、印支期和燕山期锂含量明显高于其它其次;沉积地层中泥质岩类锂含量最高,平均含量达50×10^-6,是地壳克拉克值的4倍;地层中锂含量由高到低依次为:三叠系,石炭系、寒武系、白垩系、侏罗系、志留系、奥陶系、元古宇、二叠系、古近系和新近系、太古宇。依据全国汇水域沉积物地球化学数据,共圈出31个地球化学异常,归为19个锂地球化学省,分为4种类型:花岗伟晶岩和花岗岩有关的锂地球化学异常,盐湖与地下卤水型锂地球化学异常,泥质岩类有关的锂地球化学异常,次生风化黏土有关的锂地球化学异常,其中全国多处新发现的地球化学异常,特别是与泥质岩类有关和干旱盆地有关的锂异常,对锂矿找矿具有重要指导意义。

中国稀土元素地球化学背景与远景区优选

稀土元素是现代科技、新能源、特种制造的关键性材料,以其不可替代性和稀缺性,而备受关注,很多国家将其列为关键资源或战略资源。地球化学是研究稀土分布和发现稀土矿床的有效方法。本文利用“化学地球”大科学计划获得的全国15个稀土元素地球化学基准数据以及“一带一路”的中蒙边境、中缅老越边境地区地球化学填图数据为基础,阐述中国稀土地球化学背景和圈定远景区。获得全国岩石和汇水域沉积物15个稀土元素、轻稀土(ΣLREE)、重稀土(ΣHREE)和总稀土(ΣREE)背景值。全国岩石背景值分别为:ΣLREE 121μg/g,ΣHREE 35.0μg/g,ΣREE 157μg/g,轻重稀土比值为3.5。全国汇水域沉积物背景值分别为:ΣLREE 134.0μg/g,ΣHREE 38.5μg/g,和ΣREE 173μg/g,轻重稀土比值为3.5。总体上汇水域沉积物与岩石一致,但含量略高于岩石。全国共圈定稀土地球化学异常区35处,其中有26处异常与已知稀土矿或稀土成矿带相吻合,新发现稀土超富集中心的稀土异常9处,分别位于内蒙白云鄂博以西的乌拉特中旗—乌拉特后旗、华南异常富集中心、松潘—甘孜—攀西地区、云南红河州—中越边境、三江南段—中缅边境、雅鲁藏布江东段、西藏札达地区、中塔边境、黔东正安—荔波地区。这些异常显示,是具有寻找白云鄂博型、碱性岩型、离子吸附型、花岗伟晶岩型、磷块岩型和泥岩型稀土矿的有利地区。

确定岩性复杂区的地球化学背景与异常的方法

地球化学背景和异常的确定是化探找矿的关键。不论是水系沉积物还是土壤地球化学测量,岩性对许多元素背景值的影响都是十分显著的。在地质情况复杂的区域内,采用统一的异常下限值圈定异常是不合理的。根据样品的成矿元素与氧化物(SiO2)的相关关系,确定了岩性对成矿元素背景的影响。对受岩性影响显著的成矿元素,通过线性回归模型,以残差置信带确定元素异常的下限。实例研究证明,该方法在很大程度上消除了岩性变化对成矿元素背景的影响,能够有效地区分元素背景和异常。

中国淡水湖泊沉积物地球化学背景与环境质量基准建立的思考

利用中国150余个淡水湖泊表层沉积物和深层沉积物的地球化学数据,采用中位数-绝对中位差的方法统计获得了中国主要淡水湖泊沉积物的As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn、TN、TP、TOC及pH的地球化学背景值,为我国湖泊沉积物环境质量基准的建立和湖泊生态环境质量监管提供了重要依据。统计结果表明,我国表层湖泊沉积物中的As、Cd、Hg等重金属元素以及TP、TOC等发生了显著富集,显示出强烈的人类活动对湖泊沉积物环境质量的改变。在探讨国外环境质量基准值对我国淡水湖泊沉积物环境质量评价适应性的基础上,提出直接采用国外相关标准还不能客观评价我国湖泊沉积物的污染程度和生态风险,应充分考虑我国湖泊沉积物的地球化学背景,建立适应我国情况的沉积物环境质量基准。

茂兰喀斯特原生林不同地球化学背景下的土壤种子库的初步研究

采用野外取样和盆栽试验观察相结合的方法,对贵州茂兰3个不同岩性地球化学背景下森林的土壤中的种子进行萌发实验研究,结果表明:(1)贵州茂兰喀斯特森林的土壤中贮藏着丰富的种子,种子库储量在187.5-550粒/m2。(2)相对而言,纯灰岩的种子库储量最大,不纯碳酸盐岩的次之,纯白云岩的种子库储量最小;在垂直方向上,种子密度随着土壤深度的增加而减小。(3)土壤种子库中自然萌发的种子物种多样性指数为纯灰岩>纯白云岩>不纯碳酸盐岩。(4)从土壤种子库萌发的种子数量和组成成分方面来看,纯白云岩和不纯碳酸盐岩之间的相似性系数>纯白云岩和纯灰岩之间的相似性系数>纯灰岩和不纯碳酸盐岩之间的相似性系数。

基于地球化学背景的多图幅系统误差校正——以区域地球化学调查数据Au元素为例

针对区域地球化学图件中出现的含量等值线环绕子区边界现象,以Au的多个图幅拼接为例,使用了分幅标准化法、衬度返回法及定和化法3种方法对地质大调查以来新方法获得的某成矿带区域地球化学数据进行系统误差校正,校正后编制地球化学等量线图显示,所采用的3种校正方法对于研究区数据存在的系统误差都不能达到较好的调平效果。针对研究区数据特点,尝试在分幅标准化法和衬度返回法基础上提出基于地球化学背景的误差校正方法,进一步对4种方法校正后数据参数特征及编制地球化学等量线图进行对比。基于地球化学背景的误差校正方法对研究区达到了较好的数据校正效果,并对校正前后数据进行相关对比和检验,满足化探数据中存在的系统误差属于线性误差这一基本假设,在实际应用中,可供地球化学数据系统误差校正灵活地使用,以取得更好的应用效果。

河南渑池铝土矿成矿区地球化学背景

地球化学元素的分布特征反映了元素矿化富集规律。本文在了解矿床地质背景及地球化学性质的基础上,通过对河南渑池地区水系沉积物地球化学测量数据的统计分析,着重研究铝土矿成矿区的地球化学背景,寻找地球化学找矿指标,希望对以后的勘察工作有所借鉴。研究区的铝土矿带位于石炭系本溪组地层中,且本溪组不整合覆盖于奥陶纪地层之上。与上层地层相比,矿层富含Al2O3、高场强元素(HSFS),尤其是硼元素。对水系沉积物地球化学数据进行分析,得出反映元素分布形态的地球化学图,结果表明,只有B元素可以明确反应铝土矿的空间分布位置。矿床点一般沿硼元素高值区边界分布,表明B元素可以作为河南渑池铝土矿成矿区的地球化学找矿指标。

东秦岭钼矿类型、特征、成矿时代及其地球动力学背景

文章在总结前人研究成果的基础上,综合论述了东秦岭钼矿床的时空分布、分类和基本特征。东秦岭钼矿带沿区域构造线呈近东西向狭长带状展布,钼矿床主要集中分布于金堆城—南泥湖地区内;其形成与燕山期中酸性浅成_超浅成小花岗斑岩体有关,钼矿床直接产于岩体内外接触带及其附近;矿床类型主要为斑岩型、斑岩_矽卡岩型,少量热液碳酸盐脉型。结合Re_Os同位素年龄数据,探讨了东秦岭钼矿床的成矿时代及其成矿物质来源、成矿环境、大规模成矿作用时限及其特征,以及成矿地球动力学背景、演化特点和成矿过程。研究结果表明:除黄龙铺钼矿床形成于(221.5±0.3)Ma外,东秦岭地区钼矿床的大规模成矿主要出现在(144.8±2.1)^(132.4±2.0)Ma时限之间,对应的地球动力学背景为华北克拉通与扬子克拉通的碰撞造山后陆内造山局部伸展过程、中国东部地球动力学体制大转换晚期岩石圈拆沉及伸展时期。

生态地球化学评价中建立土壤元素地球化学背景方法研究:以太原盆地潮土中Hg、Cd、Pb、As为例

深层土壤与表层土壤中元素质量分数的差异被一些学者归因于表层土壤受人为污染所致。文中通过解析山西太原盆地深、表层潮土中Hg、Cd、Pb、As的地球化学分布特征,并通过对比研究区与基本保持清洁状态的源区土壤中相应元素质量分数变化特征,论述了成壤过程中元素的自然分异作用是造成深、表层潮土中Hg、Cd、Pb、As质量分数显著差异的主要原因,以及人为污染仅在局部地区造成Hg、Cd、Pb、As在表层潮土中富集的观点。通过求解太原盆地表层潮土中Hg、Cd、Pb、As地球化学背景值的实例,详细介绍了以深层土壤元素的地球化学背景为参照系,运用相关分析和累积频率分析求解表层土壤元素地球化学背景值的方法。

腾冲地块稀土地球化学背景与泥岩中稀土超常富集特征

近年来围绕腾冲地块花岗岩取得了一系列重要稀土勘查突破,深入了解稀土元素地球化学背景是稀土矿产勘查的基础。系统总结腾冲地块全国地球化学基准值和区域化探扫面获得的水系沉积物和9个主要地质单元岩石的稀土元素分布,查明区域稀土元素地球化学背景。稀土元素主要在新近系泥岩、白垩纪花岗岩和全新世火山岩,其中新近系芒棒组泥岩具有稀土超常富集,稀土平均含量达444×10–6,是地壳克拉克值的3倍,并与水系沉积物La地球化学异常具有空间对应关系,结合区域地质成矿条件和新类型稀土矿成矿特点,认为除白垩纪花岗岩以外,腾冲地块芒棒组泥岩和全新世火山岩可能具有形成稀土矿的潜力。

地球化学背景与地球化学基准

探讨了地球化学背景和地球化学基准的概念、含义和确定方法。认为随着地球化学的发展,地球化学背景的概念和含义都发生了很大的变化,由初期的注重其“量”到目前的关注其“质”,研究的目的不同,背景值的确定途径也不同。无论是地球化学背景还是地球化学基准,共同之处在于它们独特的参考功能,正是这种参照性质使地球化学背景和地球化学基准的研究在进行环境质量评价和环境立法时具有重要的理论意义和实用价值。