中太平洋莱恩海山富钴结壳的地球化学及Os同位素地层年代学研究

广泛分布于大洋海山上的富钴结壳被认为是目前最具潜在经济价值的海底矿产资源；同时富钴结壳的形成受控于古海洋和古沉积环境，保存了古海洋和古气候的重要信息，记录了其生长时期的海洋和气候的演化历史，因此，富钴结壳又是一种潜在的古海洋学记录。富钴结壳的元素和同位素组成特征包含了这些重要信息，因此，国内外学者对富钴结壳的地球化学特征进行了较为深入的研究。然而，前人对富钴结壳的研究通常是以结壳表层或整块作为研究对象，掩盖了结壳所记录的几十个百万年不断变化的海洋循环和大陆风化的信息，这严重制约着对结壳形成过程和演化历史的认识。目前，系统的富钴结壳地层剖面研究工作国内外涉及非常少，因此，通过开展富钴结壳完整剖面的地球化学研究才能更好的揭示其所蕴含的古海洋学意义。海洋环境中Os同位素能够提供一些其它同位素如Pb、Nd、Sr所无法给出的重要信息，在示踪物源、古海洋环境、古气候及古陆地风化等方面，具有明显的优势。但目前富钴结壳的Os同位素研究非常薄弱，属于国际前缘研究。富钴结壳的定年方法种类繁多，各具优势，但没有任何一种方法能够以较高的精确度和简捷性给出富钴结壳的真实生长年龄，具有较大潜力的Os同位素年代学研究，国内外基本处于空白。因此，开展系统的富钴结壳剖面的地球化学特征和Os同位素地层年代学研究，对于了解富钴结壳形成过程中元素的地球化学行为，示踪不同时期结壳的成矿物质来源，标定富钴结壳的形成时间，揭示古海洋环境及其演化和进一步揭示富钴结壳成矿过程和成矿机制，均具有极其重要的理论和实际意义。 本文以中太平洋莱恩海山的富钴结壳为研究对象，在对其进行系统宏观观察和显微研究的基础上，进行了系统的、高精度分层取样分析，系统揭示了各壳层的结构构造、矿物学、元素地球化学、Sr同位素和Os同位素地球化学特征，并利用Os同位素地层学方法对富钴结壳进行了年代学研究。论文主要获得了以下几个方面的认识： 本文研究所用的两块富钴结壳均为典型的三层构造结壳，从底部到顶部依次为致密层、疏松层、较致密层。结壳中矿物结晶程度差，结构单一，主要为胶状结构。结壳内部的显微构造复杂多样。壳层中的显微构造呈现有规律的变化：下部致密层构造较为单一，以纹层状构造为主；中部疏松层构造杂乱，以斑杂状构造多见；上部较致密层介于其中，以柱状、树枝状构造为主。结壳的垂直剖面结构构造的变化特征可以反映结壳生长过程中古海洋环境的演变过程，并与其地球化学特征相关联。富钴结壳MP5D17和MP2D06主要由锰相矿物（水羟锰矿为主）和铁相矿物组成，含少量石英、长石、粘土矿物、方解石和磷灰石等次要矿物。 富钴结壳剖面的元素地球化学研究表明，莱恩海山区不同区域的结壳MP5D17和MP2D06，元素富集特征相似。在海水中的滞留时间较短、具有高分配系数的元素，在结壳中相对富集。富钴结壳中，多数元素的含量在剖面上变化较大，不同构造层组化学组分含量相差明显，这反映了结壳生长过程中海水化学及海洋环境随时间发生了明显的改变。不同结壳剖面中元素的变化既有共性，也有差异，由于其所处的海山位置不同，不同的古海洋环境条件决定了它们元素分布的差异。富钴结壳剖面中稀土元素具有极为明显富集的特征，结壳生长过程中各种稀土元素的丰度在剖面中的变化趋势相似，各壳层稀土元素配分模式基本一致，显示轻微的轻稀土富集、强正Ce异常和负Y异常、弱正Eu异常和负Gd异常。 富钴结壳的锶同位素地球化学研究表明， 87Sr/86Sr值在结壳剖面上具有明显的变化规律，且与结构构造的变化相对应。结壳中87Sr/86Sr变化主要受大陆古老硅铝质岩风化经河流输入和海底年轻的火山岩蚀变输入的影响。结壳的Sr同位素演化与海水的Sr同位素演化趋势差异较大，磷酸盐化作用以及Sr的扩散作用使得富钴结壳不能完好的保存其生长时期周围海水的Sr同位素组成，因此，被广泛使用的Sr同位素地层学不适合作为富钴结壳的定年工具。 通过对富钴结壳MP5D17剖面上各壳层样品进行锇同位素分析。结果表明，结壳中187Os/188Os比值变化较大，范围在0.4262～1.0155之间。上部较致密层187Os/188Os较大，中部疏松层较小，下部致密层介于二者之间。结壳中Os同位素组成变化是陆源物质、幔源物质和地外物质输入共同作用的结果。结壳剖面的锇同位素曲线具有与80 Ma以来海水锇同位素演化曲线相似的演化趋势。使用Os同位素地层学方法，初步推测富钴结壳MP5D17的生长起始时间约为72 Ma，四个构造层组的生长速率分别为：1.2 mm/Ma、1.0 mm/Ma、5.1 mm/Ma和4.0 mm/Ma。研究证实了结壳的Os同位素是一种有效的定年手段，Os同位素地层年代学方法是目前除古生物化石法以外，解决年龄超过15 Ma的富钴结壳年代学的最有效途径。 综合研究表明，中太平洋莱恩海山的厚层富钴结壳为氧化环境下形成的水成成因结壳，是物理化学成矿作用的结果。

东天山觉罗塔格构造带石炭纪火山岩地球化学研究

天山地处欧亚板块内陆，是中亚造山带暨中亚成矿域的重要组成部分，产出有重要的矿产资源，是我国的金属矿产资源储备基地。觉罗塔格构造带是东天山的重要组成部分，随着土屋-延东斑岩铜矿床的发现，掀起了一个新的研究热潮。但由于研究基础薄弱，对该构造带构造背景和构造格局的认识一直存在争议。前人尽管对该构造带提出了不同认识，但系统的地球化学工作还很薄弱。土屋-延东铜矿的同位素年代学工作还集中在矿区范围内，已有同位素年代学结果之间存在较大差异，成岩成矿时代及围岩时代的不确定又引起对区域构造格局认识的差异。土屋斜长花岗斑岩的成因也还存在不同认识。 本论文对土屋-延东斑岩铜矿床的远矿围岩，即企鹅山群火山岩进行了精细的同位素年代学研究，对土屋-延东斑岩铜矿的成岩成矿时代进行限定。本论文在矿物学、岩石学研究的基础上，对觉罗塔格构造带的企鹅山群和雅满苏组火山岩进行了系统的地球化学研究，对火山岩岩浆演化和构造背景提供了地球化学的证据。通过土屋斜长花岗斑岩与围岩地球化学组成的对比，探讨了斑岩的成岩过程和成因。结合区域地质和地球物理资料，提出了觉罗塔格构造带晚古生代的构造演化模式。主要结论如下： （1）企鹅山群火山岩中安山岩的锆石SHRIMP U-Pb谐和线年龄和玄武岩的Sm-Nd内部等时线年龄一致地指示企鹅山群形成于334Ma左右，即早石炭世。 （2）雅满苏组火山岩中辉石成分表明其寄主岩浆属于亚碱性系列，形成于俯冲带环境。辉石结晶温度1150℃左右，压力相当于4~10km的地壳深度。雅满苏组火山岩残留有偏酸性的斜长石捕虏晶，记录了玄武岩浆上升阶段遭受了中上地壳物质混染过程。 （3）企鹅山群火山岩主体属于钙碱性系列，少部分为低钾拉斑系列，具有过渡特征。中基性火山岩具有大离子亲石元素相对富集，高场强元素相对亏损的俯冲带火山岩地球化学环境。其相对偏高的Nb、Ta含量，较高的Ta/Yb比值和较低的Th/Ta比值等特征，指示企鹅山群形成于具有陆壳基底的岛弧环境。 （4）雅满苏组中基性火山岩属于钙碱性系列，火山岩的微量元素特征与企鹅山群相似，指示了雅满苏组产出在岛弧环境。该组火山岩中的斜长石捕虏晶以及微量元素特征表明该岛弧也形成于具有陆壳基底的岛弧环境。雅满苏组的流纹岩具有与基性火山岩相似的微量元素组成特征，与中基性火山岩是同源岩浆演化的产物。雅满苏组双峰式火山岩组合形成于成熟岛弧的局部拉张环境。 （5）Sr-Nd-Pb同位素组成表明，企鹅山群火山岩没有明显的陆壳物质混染，地幔源区具有弱亏损的特征，可能有陆下岩石圈地幔的参与。雅满苏组具有比企鹅山群偏高的(87Sr/86Sr)i和偏低的eNd(t)，富放射成因铅，显示岩石遭受了陆壳物质混染。企鹅山群和雅满苏组火山岩的差异可能反映了两者上覆陆壳基底厚度的不同。 （6）土屋斜长花岗斑岩为埃达克岩，相对富Na。具有轻、重稀土分异，重稀土明显亏损，高Sr、低Y的特征。土屋斜长花岗斑岩是俯冲洋壳而不是下地壳部分熔融的产物。 （7）结合区域地质、地球物理资料，在前人认识的基础上，提出觉罗塔格构造带晚古生代的构造演化模式。

小学儿童时间序列关系推理能力的发展

心理学对演绎推理机制的研究仍有争议，存在心理模型理论和心理逻辑理论之争，因此，从不同角度探查演绎推理的过程显得十分必要。本研究以小学儿童为研究对象从时间序列关系推理的角度来阐释推理是基于心理模型的还是基于心理逻辑的，从而为时间序列关系推理机制的研究提供更多的实验证据。 本研究采用实验法系统探查了8-12岁儿童对时间序列关系的推理能力，以推理的正确率和策略为研究指标，探查了在计算机和纸笔条件下儿童推理能力发展的一般过程及其特点，并试图揭示含有不同关系词的前提、推理前提数量以及问题类型（有确定答案的传递问题、有确定答案的非传递问题、无确定答案的非传递问题）对儿童推理能力发展的影响。 主要研究结果如下： （1）总体而言，儿童时间序列关系推理能力随年龄而发展。 计算机条件下，儿童对有确定答案的传递问题的推理能力的发展趋势因实验任务而异：8岁组与10岁组儿童对含有不同关系词前提的推理能力差异显著；8岁组与12岁组儿童在不同推理前提数量下的推理能力差异显著。8岁组与10岁组儿童对无确定答案的非传递问题的推理能力差异显著。 纸笔条件下，8岁组与10岁组儿童对有确定答案的传递问题、有确定答案的非传递问题的推理能力差异显著，对无确定答案的非传递问题的推理能力在12岁时仍处于较低水平。 （2）推理的前提数量对儿童时间序列关系推理能力发展的影响因问题类型而异。有确定答案的传递问题下，前提数量不是影响推理成绩的主要因素；有确定答案的非传递问题下，儿童对4前提的推理成绩显著高于对5前提的推理成绩。 （3）含有不同关系词的前提对儿童时间序列关系推理能力的发展有影响。儿童对含有“在……之后”前提的推理成绩高于对兼含“在……之前”和“在……之后”前提的推理成绩，二者均高于对含有“在……之前”前提的推理成绩。 （4）推理的问题类型对儿童时间序列关系推理能力的发展有影响。儿童对有确定答案的传递问题的推理成绩高于对有确定答案的非传递问题的推理成绩，对有确定答案的非传递问题的推理成绩高于对无确定答案的非传递问题的推理成绩。 （5）儿童采用自身经验策略、位置序列策略、逻辑排序策略和模型建构策略等4类策略来进行时间序列关系推理。逻辑排序策略和模型建构策略是儿童在3类问题上均使用的策略。 （6）计算机和纸笔条件下儿童的推理能力以及推理策略类型的使用无显著差异，两种测验条件下儿童推理能力的发展表现出大体相同的趋势。 （7）儿童对不同类型问题推理成绩的差异符合心理模型理论关于推理难度的预期。但是，推理的心理模型理论不能完全解释儿童的推理过程。

智商常态人群的智力个体差异研究

随着智力个体差异研究的深入，人们认识到智力水平正态分布不仅有遗传和环境的原因而且还有智力结构的原因。但就智力水平个体差异的性质和影响因素问题还有争议。从智力结构、认知基础和认知风格三个角度研究智商常态群体的智力个体差异是非常必要的。 本研究以初三年级14-15岁的3个不同智力水平学生群体（智商在70-85之间的中下群体、86-115之间的中中群体，116-130之间的中上群体）为被试，探查智力水平个体差异的性质，认知机能、认知操作、认知风格的群体差异以及它们对智力水平个体差异的影响。 有五个分研究：研究一运用分测验相关和因素分析方法探查了不同智商群体的智力结构分化是否不同，以及是何种性质的不同；研究二运用实验方法探查了速度、工作记忆、控制机能、知觉、语义网络丰富性的智商群体间差异情况和这些认知机能对智力个体差异的影响；研究三探查分析和综合操作、抽象和具体操作的群体间、群体内差异和这些认知操作对智力个体差异的影响；在认知操作基础上，研究四探查分析-综合认知风格、具体-抽象认知风格、准确-速度认知风格上的群体间差异和这些认知风格对智力个体差异的影响；研究五采用路径分析方法探查认知机能和认知操作与智力水平个体差异的层次结构关系。结果如下： 1．智力结构分化群体间差异是相似因素结构的功能差异，而非因素构成差异，但智力结构的局部也有构成因素差异，g因素制约着智力结构分化程度。分测验相关的群体主效应显著，各群体的分测验因素结构相似，中中群体和中上群体的操作分量表因素比中下群体多了一个。不同智商群体的g因素载荷一致，g功能越高，智力结构更加分化，特殊能力是中上群体的智力结构局部分化高于中下群体的重要原因。 2．随着智力水平差距的增大，认知机能效率和认知机能效率稳定性的群体间差异有由部分向全面显著差异的拓展趋势，不同智商群体间的差异内容并不相同，认知机能对智力个体差异影响作用有大小之分。中上群体和中中群体的速度和语义网络效率没有显著差异，两个群体的知觉、计算广度、监控、抑制、语义表征的效率稳定性没有显著差异；中中群体和中下群体的监控和转换效率没有显著差异，两个群体的阅读广度、计算广度、监控、转换的效率稳定性没有显著差异。认知机能效率与智力功能显著相关，工作记忆和控制机能对智力功能的个体差异影响较大。 3．随着智力水平差距的增大，认知操作的群体间差异有由部分向全面显著差异拓展趋势，认知操作的群体间和群体内差异内容不同，认知操作对智力个体差异影响有大小之分。中中群体和中下群体在抽象综合操作上没有差异，中中群体和中下群体在综合操作上没有差异。中上群体的抽象优于具体。中下群体分析低于综合、抽象分析低于抽象综合、抽象分析低于具体分析。中中群体的组内比较没有显著差异。各个认知操作与智力水平相关显著，抽象操作和分析操作对智力个体差异的影响较大。 4．不同智商群体的认知风格类型比例构成不同。中上群体的分析-综合均强、抽象-具体均强、快-准确型占主要地位，分析强-综合弱、抽象强-具体弱、快-不准占次要地位。而中下群体则在分析-综合均弱、抽象-具体均弱、快-不准确型是主要类型，慢-不准确、具体强-抽象弱、综合强-分析弱占了次要地位。中中群体的分析-综合均弱，抽象-具体均弱型虽为主要，但是人数比例要少于中下群体，综合强-分析弱、具体强-抽象弱占了次要地位，并且人数比例都高于中下群体占了主要地位，快-不准型为主，但是快-准确型占了次要地位。各个认知方式与智力功能有相关关系，并且缓和了认知操作和智力水平的相关程度。 5．认知机能以层次形式影响着智力水平。以速度为底层，以工作记忆、控制机能、语义网络、知觉为第二层，分析和综合操作为第三层的层次模型得到了数据的支持，速度决定模型、速度和知觉调节工作记忆和控制模型则没有得到支持。速度、工作记忆、控制机能、分析和综合操作是影响智力水平个体差异的重要关系结构。