地质与生态环境影响下的地表水化学以及碳同位素地球化学特征——以贵州境内珠江水系为例

河流是连接海洋和陆地生态系统的重要途径，也是全球碳循环研究的重要环节。因此，河水的水文地球化学研究是获得有关流域侵蚀、风化以及元素在大陆- 河流- 海洋系统中外生循环过程等的重要途径。由于碳酸盐岩风化作用的产物在很大程度上控制着地表水系的地球化学组成, 因此对碳酸盐岩地区河流的水文地球化学特征的研究, 对于了解碳酸盐岩地区的侵蚀、风化强度以及河流地球化学组成变化的多种控制因素有很大的意义。 单就珠江水系而言，目前该方面的研究范围较窄，主要集中于珠江流域水文气候监测、水体有机污染物的迁移转化以及珠江三角洲与河口水体的同位素示踪研究等几个方面，而对于典型气候、地质地貌区域内的各支流的系统的水文地球化学研究少之又少。事实上，对于珠江水系的干流西江而言，流域内由于喀斯特地貌广泛发育，具有极强的地理特异性，因而各支流在不同地质地貌特征、土壤、气候、植被等条件下的水文地球化学的系统研究以及同位素示踪流域侵蚀状况等方面的研究，不仅对于更好地了解中国西南地区典型喀斯特岩溶区域内土壤、岩石的化学风化、水土流失、水文地球化学特征以及环境污染等方面具有极其重要的意义，同时也对全球碳循环的系统研究有着极其重要的研究价值。 本研究在导师刘丛强研究员主持的国家重大基础规划“973”计划项目“西南喀斯特山地石漠化与适应性生态系统调控”课题的支持下开展完成，选择贵州境内珠江水系干流西江及其支流（红水河流域），以及一级支流柳江源头都柳江及其支流为研究对象，分别通过对流域内，变质碎屑岩以及海相碳酸盐岩两大岩性区域内不同植被覆盖状况下各地表水体中水文地球化学特征以及碳同位素地球化学特征分析，得出以下结论： 1、流域岩性特征是控制流域内各地表水体水文地球化学特征以及流域风化侵蚀程度的重要影响因素。与此同时，研究区内由于人为活动造成的水体污染对于地表水体离子组成特征的变化，也有一定的影响。 2、研究区珠江流域内的地表水体来源主要为大气降水和地下水。研究区内的受西南季风影响下的频繁的降雨过程，是研究区地表水体的主要补给源。研究区内大气降水大多透过表层土壤，进入深部土壤含水层后，或以地表径流的形式冲刷土壤岩石表层后汇入流域内地表河流；或参与地下水体循环，最终以地下水补给地表河流。研究区内NNE方向褶皱断裂构造极其发育，地表河网与地下河网相互连接，转换频繁。 3、研究区内地表水体的离子组成特征以及物理化学性质，主要受流域内土壤岩石化学风化过程的控制。不同岩性特征区域内，地表水体的离子组成特征以及水化学参数有着显著的差异。 4、通过对贵州境内珠江水系75个地表水体中三种不同形态碳DIC、DOC、POC及其部分稳定碳同位素的分析测试，发现研究区内地表水体中的DIC主要来源于研究区内土壤CO2对不同流域内土壤、岩石矿物的化学风化过程。一般而言，植被覆盖状况较好的区域，土壤CO2较为丰富，化学风化作用较为强烈；碳酸盐岩比硅酸盐类易于风化，并且不同岩性区域化学风化过程可以使得地表水体具有不同的离子组成特征与水化学特性。 5、研究区各流域地表水体中的有机碳主要与流域内植被状况相关。地表水体中DOC浓度在一定程度上反映了流域内的植被状况，而TSS以及POC则反映了流域内土壤有机质的情况。研究区地表水体中DOC、POC含量变化情况，是探讨喀斯特地区碳的源汇关系及循环模式的重要依据。 6、河流悬浮物中的POC主要来源于土壤有机质和陆地植物，是研究流域侵蚀问题的重要指标。研究区内变质碎屑岩以及海相碳酸盐岩区域内各地表水体均表现出δ13CPOC 与TOC/TN之间的负相关关系，且地表水体中颗粒有机物具有较低的TOC/TN，表明研究区内各地表水体中POC很可能来源于深层土壤。水动力越强，流域侵蚀越强烈，因而TSS中TOC/TN越低。

陕西铜厂铜矿(带)矿床地质和成因类型探讨

陕南勉略宁三角地区是我国西北重要的铜金多金属成矿远景区，已发现多种类型的铜、铁、铅、锌、金和银等多金属矿床（点）多达上百处，除金矿床为大-超大型外（煎茶岭和李家沟金矿床），该区铜金多金属矿床多与中酸性侵入体有关，但规模均不大（中-小型），其中铜厂铜矿床在该区最具找矿前景和代表性，规模也仅为中型，远景储量为大型，可谓是铜金多金属矿床（点）星罗棋布，仅是“只见星星，不见月亮”。多年来，勉略宁地区曾作过大量的基础地质和找矿地质工作，并取得了一定的找矿成果，但九十年代以来，本区的找矿难度越来越大，难以取得突破，寻找大型-超大型铜金多金属矿床一直是地质研究工作的难题。本文选择勉略宁地区最具代表性和找矿前景的铜厂铜金多金属矿床为解剖对象，通过流体地球化学和岩石及硫化物单矿物地球化学等研究，结合矿床的地质特征、地球化学、同位素年代学等详细综合与对比，在前人基础上，取得如下认识： （1） 研究区在震旦纪以后，由于扬子板块的碰撞，隆起形成大陆，根据矿床赋矿围岩的岩石地球化学和矿床地球化学研究，提出陕西铜厂铜矿床的成矿大地构造背景可能为碰撞造山。 （2） 铜厂铜矿床的微量元素对比研究发现，Cu等成矿物质的析出→迁移→富集是形成铜矿化和铜矿体的重要方式之一，稀土元素地球化学表明，矿区中矿石矿物的稀土元素组成特征与铜厂闪长岩、钠长岩和细碧岩既有相似之处，也有不同之处，稀土配分模式的对比说明闪长岩与地层（细碧岩）为成矿作用提供了主要的物质来源； （3） 矿体严格受NWW向与NEE 向两组韧性剪切带控制，主要赋存于闪长岩体北部内外接触带以及岩体内片理化带中； （4） 铜厂铜矿床的成矿流体总体以低温、低盐度为特征，并可能存在富CO2流体，其成矿流体与造山型金矿床成矿流体具有一定相似性； （5） 结合成矿背景和陈矿年代学数据，矿床主成矿时代可能在200-230Ma之间，属于印支期，该期为勉略洋盆闭合的俯冲-碰撞造山作用形成秦岭以挤压作用为特征的造山带时期。 因此，笔者认为，该矿床的成矿大地构造背景应为碰撞造山带，其成矿物质来源以闪长岩和细碧岩为主，成矿流体以低温、低盐度和富CO2为特征，成矿时代以印支期为主，其成矿模式为：印支期，伴随着勉略洋盆闭合俯冲-碰撞形成勉略宁地区复式倒转褶皱及韧-脆性逆冲推覆构造、走滑断层，在矿区发育大量NWW向与NEE 向两组韧性走滑断裂，该期间由于闪长岩体的继续活动，带来了气液和热动力及部分Cu等成矿物质，形成火山变质热液，并与天水混合形成富碱（Na+、K+）和CO2的混合热液，在这种混合热液作用下，使地层细碧岩中Cu等成矿物质大量析出，形成低温、低盐度成矿热液，沿矿区所发育NWW向与NEE 向两组韧性走滑断裂充填沉淀并形成铜矿体。

湖南麻阳砂岩型自然铜矿床地质及地球化学研究

麻阳铜矿有着悠久的开采历史，被誉为“江南第一古矿”，该矿不仅为古人提供了大量的铜资源，也是现今湖南省最大的铜矿。麻阳铜矿床位于麻阳县与辰溪县交界处，地处沅麻盆地中段，南部接近雪峰山，矿体赋存于白垩系红层砂岩中，严格受地层控制。 长期以来，雪峰山地区一直是地学界研究华南构造格局的重点地区，但沅麻盆地作为雪峰山构造带的次级构造单元受关注程度相对较低。20世纪60年代，多家单位在沅麻盆地开展铜、石油、煤、石膏普查和区域地质测量工作，先后在发现了麻阳(九曲湾)、黄双、杉木溪等12处自然铜/辉铜矿矿床(矿化点)。麻阳铜矿正式投产后，对铜矿床乃至沅麻盆地地质研究工作几乎处于停滞状态。20世纪90年代，开展的区域基础地质填图和麻阳铜矿床储量扩大的相关研究，对矿床地质描述、沉积相分析等做了进一步的工作，但对矿床地球化学所做工作甚少，对麻阳铜矿中自然铜矿化形成机理的认识还存在较大的分歧。本文在深入的野外地质工作基础上，对矿区及雪峰山地区岩石、矿石进行了细致的显微鉴定，并对矿石中各类矿物进行了详细的电子探针分析；系统分析了矿区及雪峰山地区各地质单元(地质体)的主量元素、微量元素、稀土元素、同位素等地球化学特征，结合前人研究主要取得如下结论性成果： (1) 通过主、微量元素地球化学分析，确定区域上沅麻盆地及其源区沉积岩、岩浆岩都具有壳源特征，碎屑物源为活动大陆边缘及岛弧区；矿区碎屑物源区主要经历基性斜长石风化阶段，风化程度不高。 (2) 麻阳铜矿床以及盆地内其他自然铜/辉铜矿矿化点大体都产在盆地靠近雪峰山一侧，赋矿地层为晚白垩系红层，矿体具有多层性的，但严格受透水性较好的灰白色-灰绿色砂岩控制，产状与砂岩乃至红色围岩产状完全一致，无穿插现象。横向上变化沿走向发育短，倾向长且可呈树枝(鸟足)状，但矿体消失部位多为河道相砂岩相变带。矿区发育褶皱构造和同沉积以及后期与褶皱有关的多组断裂，对矿体有破坏和再富集双重作用，但地层对矿化制约更明显。 (3) 麻阳铜矿床矿区碎屑物质来源于雪峰山地区，在矿石中发现的大量原生含自然铜矿化硅质碎屑是铜的最终来源。从碎屑结构上看，这种含铜碎屑与沉积硅质岩相似，但自然铜的铅同位素组成暗示铜的来源与白马山岩体印支期花岗岩、花岗闪长岩关系密切，而明显不同于雪峰山地区出露的前寒武系变质岩以及寒武系黑色页岩(二者都含有硅质岩夹层)，因此推断，含铜碎屑可能是与白马山岩体印支期花岗岩、花岗闪长岩活动有关的热水或热液产物。盆地成矿的铜，少部分由机械搬运以碎屑形式搬运至沉积区，并受原地淋滤；绝大部分可能是在风化区溶解由流水(地表水或地下水)带入沉积盆地。 (4) 外来的铜在生物硫富集的层位，与硫结合形成辉铜矿矿化。绝大部分铜在缺硫环境下，因成矿流体物化条件的变化快速沉积形成自然铜矿化。主矿化期发生在沉积期，成矿环境为低温、弱还原条件，流体为含硫酸根、氯离子的高盐度流体，有机质在成矿过程中可能起到一定的作用。 (5) 麻阳铜矿床主成矿期矿化形成后，矿体受同沉积及后期断裂的改造，在断裂附近形成矿化再富集，同沉积及后期断裂中都发现热液特征的石膏、自然铜脉，说明断裂活动时的热液作用对矿床有改造作用。 (6) 虽然麻阳铜矿床具有矿物组合、矿物产出的特殊性，但其成矿过程可能是特定的物化条件下的简单模式：风化-搬运-沉淀-改造。

贵州碳酸盐岩风化壳形成地球化学过程、对比及年代学研究Geochemical Processes, Comparison and Dating for the Weathering Crusts in Karst Regions of Guizhou Province

由于缺乏相应的沉积地层，贵州新生代地质、环境演化恢复一直是学术界的难点问题。夷平面研究的兴起，为陆地地壳抬升、地貌演变等反演提供了理论基础，而风化壳正是夷平面研究的重要替代对象，尤其是对各类沉积地层不发育的地区。因而，贵州高原各级台地上发育有较为广泛的红色风化壳自然地、就成了主要研究载体。然而一与其它岩类不同，碳酸盐岩风化成土作用过程研究并没有得到同等重视，其研究范围和程度均很不充分。显然，要想利用碳酸盐岩风化壳进行夷平面等地质、地貌意义研究，就必需详细了解贵州或中国南方碳酸盐岩风化成土的基本过程。也只有如此，才能明确各种对比指标的使用条件和范围，才能明确各种测年结果的具体意义，才能真正地通过贵州碳酸盐岩风化壳获取全省地质、环境演化信息。本论文通过对贵州省岩溶台地碳酸盐岩石灰土、红色风化壳剖面形成地球化学过程的剖析，开展石灰土与红色风化壳之间的关联和差异性综合对比、红色风化壳之间发育程度的比较，以及风化壳剖面尝试性的侧年等方面研究，取得了以下儿点认识：1、石灰土形成地球化学过程及对比通过矿物组成、粒度分布特征、地球化学方法判别，确定了本文所选石灰土剖面物质来源于下伏碳酸盐岩中的酸不溶物，是碳酸盐岩风化后酸不溶物原地残余堆积的结果。石灰土形成的地球化学过程都遵循碳酸盐岩风化成土之两阶段模式：母岩－酸不溶物，大量可溶性物质Ca、Mg、Mn、P、Na淋失，而Si、K·Fe、Al、Ti则相对富集。该过程的矿物组成变化表现为，伴随碳酸盐矿物（方解石、白云石等）的溶解、迁移，硅酸盐相矿物（长石、2:1型粘土矿物等）残余、累积。酸不溶物，土层或土层的演化，K、Si（长石、伊利石）不断淋失，而Al（伊利石、高岭石、三水铝石）、Fe（针铁矿、赤铁矿等）逐渐富集，体现出脱硅、富铝（铁）过程。我们强调碳酸盐岩风化成土分为两个阶段，但也认识到风化作用是综合的、复杂的：在碳酸盐矿物大量淋失过程中，同时也进行着酸不溶物的风化。石灰土分为原生和次生两种成因类型。原生石灰土的风化程度总体较低，剖面中还残留一定量的CaCO3，剖面从下到上矿物组成、地球化学各种指标具有逐渐演化的过渡特征。原生石灰上土层演化过程显示出正风化序列，从下到上风化程度逐渐增大、可溶性物质逐渐减少、稳定和相对稳定组分（Al、Fe．、REE）含量不断增大。另外，主量元素的质量迁移系数在剖面中的变化与风化程度呈明显的相关性。而次生石灰土不但具有很高的风化程度，而且剖面无过渡特征，显示可能是由遭受强烈风化作用的物质直接转变形成的。剖面中也含有一定量后期加入的碳酸盐，但与高CIA值特征不相匹配；SiO2、Al2O3、Fe2O3组分具有不同的变化特征，与）成化程度无明显关联；REE在剖面岩一上界面出现富集层。2、碳酸盐岩红色风化壳形成地球化学过程及其与石灰土的对比红色风化壳形成的地球化学过程也遵循碳酸盐岩风化成土之两阶段模式：母岩一酸不溶物，大量可溶性物质Ca、Mg、Mn、P、Na淋失，而Si、K、Fe、Al、Ti则相对富集。该过程的矿物组成变化表现为，伴随碳酸盐矿物（方解石、白云石等）的溶解、迁移，硅酸盆相矿物（长石、2:1型粘土矿物等）残余、累积。酸不济物一土层或上层的演化，K、Si（长石、伊利石）不断淋失，而Al（伊利石、高岭石、三水铝石）、Fe（针铁矿、赤铁矿等）逐渐富集，体现出脱硅、富铝（铁）过程。石灰土与红色风化壳之间既存在共性，又有一定的差异性。红色风化壳与原生石灰土一样都具有过渡特征，但后者仅在剖面下部出现一定的过渡层位；原生石灰士的城化程度远低于红色风化壳，仅与后者底部土层相当；原生石灰土不具有红色风化壳之岩-土REE（超常）富集层。总体上，原生石灰土可以作为红色风化壳的前身。次生石灰土与红色风化壳在矿物组成、风化程度等各种地球化学指标等都十分接近（略低），显示与红色风化壳之间存在某种关联：由红色风化壳物质直接转变，或由酸不溶物已强烈风化的（白云岩）岩粉、碎裂岩风化形成。3、碳酸盐岩风化成土母岩差异性碳酸盐岩风化成土存在母岩差异性，石灰土母岩差异性较为明显，而红色风化壳的母岩差异性较弱，体现出红色风化壳的均一化特征。石灰土母岩差异性体现为：母岩为灰岩的石灰土剖面主量元素含量变化特征较为一致，而白云岩则具有不同的变化；灰岩石灰土Fe3＋、Al具有不同的富集、亏损特征，且具有富集层的补偿亏损层，而白云岩石灰上两组分都呈现无补偿层位的相同富集态势；灰岩石灰土剖面出现负Eu异常和具以Gd为中心的倒“V”型MREE稀土富集特征（母岩标准化），而白云岩石灰土无明显Eu异常和具L既E或HREE稀士．富集特征；灰岩和白云岩石灰土的微量元素富集、亏损特征也有所不同，前者从上到下逐渐富集，而后者无明显变化趋势。红色风化壳形成的基本过程、主量元素地球化学行为无明显的母岩相关性，没有如石灰土剖面灰岩和白云岩之间存在的差异性，显示出红土化作用的均一化过程；微量元素中受重矿物影响的元素与母岩类型有一定的关联，但大多数元素的亏损、富集等与具体剖面的微环境关系密切。4、碳酸盐岩红色风化壳发育程度的对比及意义多利指标对比显示所选红色风化壳的风化程度有一定的强弱差别：平坝剖面＞湖潮剖面＞天龙剖面、大兴剖面＞花溪剖面、新蒲剖面，但这种差异性不足以否定各剖面隶属于贵州山盆期广泛夷平面的基本推测。各剖面之间的微弱差异是红色风化壳形成时纬度分带和垂向分带的体现。低纬度的平坝、湖潮、天龙剖面经历的风化作用强于高纬度的新蒲、大兴剖面；高海拔的新蒲剖面风化程度低于海拔低的大兴剖面。5、红色风化壳次生石英裂变径迹测年红色风化壳次生石英裂变径迹方法测年尝试，得到一定的结果和认识：晶形相对较好的石英，是次生的，与母岩中碎屑及成岩阶段没有关联；各剖面上部与中、下部次生石英的诱发裂变径迹的密度有着明显的区别，可能暗示它们的形成环境不同；名一剖面石英的形成或退火年龄分布较为分散，1.2-25.2Ma，同一剖面的石英年龄也不均一，变化较大；从下到上，年龄值呈现出逐渐减小的规律性，与风化作用的正常序列相反。如果能确切其成因，次生石英裂变径迹年代学研究将是确定风化壳形成时代及揭示主要风化作用信，却钩有利武器。

Visual Navigation: Constructing and Utilizing Simple Maps of an Indoor Environment

The goal of this work is to navigate through an office environmentsusing only visual information gathered from four cameras placed onboard a mobile robot. The method is insensitive to physical changes within the room it is inspecting, such as moving objects. Forward and rotational motion vision are used to find doors and rooms, and these can be used to build topological maps. The map is built without the use of odometry or trajectory integration. The long term goal of the project described here is for the robot to build simple maps of its environment and to localize itself within this framework.

Constructing extensions of CP-maps via tensor dilations with rhe help of von Neumann modules

Gohm, Rolf; Skeide, M., (2005) 'Constructing extensions of CP-maps via tensor dilations with rhe help of von Neumann modules', Infinite Dimensional Analysis, Quantum Probability and Related Topics 8(2) pp.291-305 RAE2008

A probabilistic index for completely positive maps and an application

Gohm, Rolf, (2003) 'A probabilistic index for completely positive maps and an application', Journal of Operator Theory 54(2) pp.339-361 RAE2008

The jubilee story of the China Inland Mission : with portraits, illustrations & maps / by Marshall Broomhall.

http://www.archive.org/details/jubileechinamis00broouoft

The Encyclopaedia of missions : descriptive, historical, biographical, statistical : with a full assortment of maps, a complete bibliography, and lists of Bible versions, missionary societies, mission stations, and a general index / edited by Edwin Munsell Bliss.

http://www.archive.org/details/encyclopaediamis02unknuoft

Our west China mission : being a somewhat extensive summary by the missionaries on the field of the work during the first twenty-five years of the Canadian Methodist mission in the province of Szechwan, western China.

http://www.archive.org/details/westchinamiss00unknuoft