2020年, 第56卷, 第6期 
刊出日期:2020-11-30
  

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  • 胡欢, 王汝成, 邵春景, 谢磊, 田恩农, 车旭东, 杨兆钰
    南京大学学报(自然科学版). 2020, 56(6): 763-773. https://doi.org/10.13232/j.cnki.jnju.2020.06.001
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    独居石是重要的U?Th?Pb同位素地质年代矿物计之一.设计小束斑剥蚀条件下的16组交叉实验,对独居石标样Trebilcock开展了原位LA?ICP?MS分析(剥蚀直径13 μm和20 μm,激光剥蚀频率5 Hz和3 Hz,能量密度约3,4,5和6 mJ?cm-2).结果显示,剥蚀束斑直径20 μm、频率3 Hz、能量密度约3 mJ?cm-2和束斑直径为13 μm、频率3 Hz、能量密度约5 mJ?cm-2206Pb/238U和208Pb/232Th分馏指数FI(Fractional Index)较低,U?Th?Pb同位素年龄结果与TIMS(Thermal Ionization Mass Spectrometry)年龄(272±4 Ma)偏差仅为0.05%和0.14%,相应的箱线图方盒对称性好且面积最小.随后对广东广宁黑云母花岗岩样品17GN?01中独居石进行了U?Th?Pb年龄分析,得到208Pb/232Th加权平均年龄为256.8±0.8 Ma,与锆石206Pb/238U加权平均年龄250.7±1.6 Ma基本一致,表明建立的实验方法可行.

  • 何少雄, 刘小驰, 王佳敏, 胡方泱, 吴福元
    南京大学学报(自然科学版). 2020, 56(6): 774-787. https://doi.org/10.13232/j.cnki.jnju.2020.06.002
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    红柱石是长英质岩石中常见的铝硅酸盐矿物,其成因分为变质、岩浆和转熔三类.变质成因红柱石主要存在于低级变泥质岩中,是白云母、石英、黑云母以及长石等矿物在低压条件下发生变质反应的产物.岩浆成因和转熔成因红柱石主要存在于过铝质花岗岩和混合岩浅色体中,其形成主要受控于岩浆体系中Al2O3含量和温压条件.岩浆的Al2O3过饱和有利于红柱石的形成,可以通过四个途径获得:准铝质或过铝质岩石的部分熔融、同化混染过铝质围岩、结晶分异以及岩浆与流体的相互作用等.红柱石在岩浆体系中结晶的温度为650~800 ℃,压力小于(4.5±0.5)×105 kPa.本文系统总结了不同成因红柱石在矿物产状、包裹体、成分环带以及与所在寄主岩石的造岩矿物之间平衡关系上的特征,建立了区分不同成因红柱石的标志.喜马拉雅淡色花岗岩中常见红柱石,运用所总结的多种区分标志,推断其中半自形?自形红柱石主要为岩浆成因,少数为转熔成因,而他形红柱石(呈簇状集合体)可能是变泥质围岩的残留矿物.通过对高喜马拉雅结晶岩系的变质和部分熔融过程分析,淡色花岗岩原始岩浆产生于进变质?退变质早期的过程中,而由于此时岩浆体系的压力较高,难以出现红柱石的结晶.在岩浆上升侵位的过程中,随着温度和压力逐渐降低,加之矿物的结晶分离使得岩浆成分逐渐趋于过铝质,红柱石能够在此过程中结晶.同时,在岩浆上升侵位的过程中,不可避免发生的围岩同化混染也有可能造成围岩中的矿物通过转熔反应生成红柱石.

  • 邬斌, 王汝成, 李光来, 廖益萱
    南京大学学报(自然科学版). 2020, 56(6): 788-799. https://doi.org/10.13232/j.cnki.jnju.2020.06.003
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    赣南安前滩钨矿是于都?赣县钨多金属矿集区的重要组成部分,主要成矿类型为石英脉型黑钨矿和矽卡岩型白钨矿.采用电子探针对二云母花岗岩、含钨矿石英脉和矽卡岩进行岩相学观察和矿物成分分析,并通过显微测温和激光拉曼光谱对黑钨矿及共生石英中包裹体进行研究.结果表明,二云母花岗岩至少在岩浆晚期或岩浆?热液过渡阶段就发生了以含钨金红石和白钨矿为代表的钨初步富集;花岗岩演化晚期含F,CO2等挥发分的流体有利于钨的运移和富集,周围钙质围岩和断裂构造控制着含矿矽卡岩的展布;含矿石英脉中黑钨矿包裹体均一温度和盐度(262~375 ℃,5.56 wt.%~11.10 wt.% NaCleqv.)普遍高于共生石英(165~253 ℃,1.74 wt.%~10.73 wt.% NaCleqv.),表明在安前滩中?高温、中?低盐度流体体系下,黑钨矿的沉淀早于共生石英,流体混合作用可能是黑钨矿沉淀的主要机制.

  • 刘志超, 刘小驰, 俞良军, 王建刚
    南京大学学报(自然科学版). 2020, 56(6): 800-814. https://doi.org/10.13232/j.cnki.jnju.2020.06.004
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    位于藏南特提斯喜马拉雅带中段的康巴穹窿,其核部出露有形成于渐新世时期的淡色花岗岩,主要造岩矿物为石英、钾长石、斜长石和白云母,常见石榴子石,偶见少量黑云母和电气石.岩相学观察表明,该花岗岩中的矿物大都形成于多个世代,各种交代结构十分发育.晶体形态和化学成分特点指示,部分锆石在富Hf流体的参与下发生了重结晶作用.全岩地球化学分析结果显示,康巴淡色花岗岩富硅(74.4 wt.%~76.6 wt.%),过铝(A/CNK=1.14~1.28),贫钙、铁、镁、钛,具有高FeO*/MgO和(K2O+Na2O)/CaO比值以及高岩石分异指数(D.I.>93),微量元素组成表现出不受价态和离子半径约束的地球化学行为特点.上述特征表明,康巴淡色花岗岩是经历了强烈结晶分异作用的高演化岩浆结晶而成,并在成岩过程中发生过强烈的热液出溶.根据岩石的Sr?Nd?Hf同位素的组成特点可以推断,在热液流体作用过程中该岩浆体系的各同位素发生过不同程度的迁移,特别是Sr同位素组成,还明显受到来自围岩的混染.

  • 陶湘媛, 谢磊, 王汝成, 章荣清, 胡欢, 刘晨
    南京大学学报(自然科学版). 2020, 56(6): 815-829. https://doi.org/10.13232/j.cnki.jnju.2020.06.005
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    铍是重要的稀有金属,绿柱石是花岗质岩石中常见的铍矿物,也是贵重的宝石矿物,因此绿柱石的研究具有重要意义.从绿柱石的物理性质、化学成分、包裹体和同位素组成等方面介绍了绿柱石相关的矿物学特征和研究进展,并归纳总结了绿柱石矿床形成的物理化学条件.喜马拉雅淡色花岗岩带与铍成矿作用密切相关,铍主要赋存在绿柱石中.本文以该带的错那和珠峰地区绿柱石为例,利用电子探针和LA?ICP?MS进行了分析测试,讨论了这些地区绿柱石的矿物学分类、化学特征及其对成岩成矿的指示意义.研究发现,根据碱金属的含量,这些地区所产出的绿柱石主要包括Na?Li绿柱石和Li?Cs绿柱石,并存在岩浆和热液成因的两类绿柱石,挥发分(B,F,Li等)可能促进了绿柱石的结晶.对比这些绿柱石样品中Cs/Na和Mg/Fe比值变化,前者指示演化程度,后者与热液活动相关性更明显.

  • 林晓青, 饶灿, 覃莉茜, 吴润秋, 王琪
    南京大学学报(自然科学版). 2020, 56(6): 830-846. https://doi.org/10.13232/j.cnki.jnju.2020.06.006
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    湖南界牌岭锡多金属矿床是南岭地区典型花岗斑岩型矿床之一,其稀有稀土矿化与花岗斑岩和灰岩围岩之间的蚀变作用密切相关.利用电子探针、LA?ICP?MS等仪器,对界牌岭锡多金属矿矿区的一系列蚀变岩石进行系统矿物学研究,探讨花岗斑岩与围岩的蚀变过程和稀有稀土金属的富集、迁移与成矿.结果表明:(1)蚀变花岗斑岩中斑晶主要为钾长石、石英和萤石,随着蚀变程度加剧,钾长石和石英斑晶逐渐减少,萤石斑晶逐渐增多,蚀变晚期广泛发育细粒萤石和云母;(2)稀有稀土金属矿化主要与基质钾长石和萤石结晶有关,形成了一系列铌钽氧化物、稀土矿物、锡矿物等,大量锂矿物和铍矿物则出现在花岗斑岩蚀变晚期,并伴有稀有稀土矿物的交代现象;(3)黄铜矿的出熔成因指示该矿床经历了高温热液蚀变过程,这为稀有稀土金属的迁移、富集提供了有利条件.

  • 陈小明, 王徳滋, 舒良树
    南京大学学报(自然科学版). 2020, 56(6): 847-861. https://doi.org/10.13232/j.cnki.jnju.2020.06.007
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    浙江常山上奥陶统砚瓦山组竹叶状灰岩具有高度观赏性,然而长期以来其成因还存在很大争议.竹叶状灰岩中竹叶状碎屑与基质显示出很大差异性.竹叶状碎屑颜色均一,均为肉红色,主要矿物为方解石,鲕绿泥石作为微量组分存在,赤铁矿含量极低;竹叶状碎屑的总铁含量低(1.04%~1.21%),Fe2O3/FeO比值高(1.28~1.75).基质颜色由岩层上部的(紫)红色向下渐变为蓝绿色,主要矿物为黏土矿物(伊利石+鲕绿泥石),鲕绿泥石为常量组分,赤铁矿含量很低;基质总铁含量较高(4.16%~5.64%),Fe2O3/FeO比值较低(0.63~1.4).笔者认为砚瓦山组竹叶状灰岩是两个不同环境形成的物质沉积混合的结果:竹叶状碎屑是海盆斜坡相对氧化环境形成的肉红色沉积物,基质是海盆沉积物,形成于相对还原的环境;在地震作用下,海盆斜坡上的肉红色沉积物滑塌、破碎成竹叶状碎屑,并与周围海水形成重力流,滑入海盆的沉积物(基质)中,混合、再沉积形成竹叶状灰岩.其颜色主要是因细菌铁还原作用引起基质沉积物从岩层上部的(紫)红色逐步过渡到下部的蓝绿色.

  • 夏菁, 丁世飞
    南京大学学报(自然科学版). 2020, 56(6): 862-869. https://doi.org/10.13232/j.cnki.jnju.2020.06.008
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    多视角子空间聚类是一种利用视角之间的互补信息,找到视角间统一的表示并发现潜在分组结构的方法,近年来已成为机器学习的研究热点.提出一种基于低秩稀疏约束的自权重子空间聚类算法.具体的,低秩稀疏约束能发现数据的全局和局部结构信息,使自表示矩阵呈现稀疏性和低秩的特点;而自权重方法利用视角表示矩阵与共享相似度矩阵之间距离的反比为每个视角分配合理的权重,同时学习到一个视角之间共享的相似度矩阵,降低受损视角对于共享相似度矩阵的影响.以上提到的两种方法组成一个统一的优化框架,再使用增广拉格朗日乘子交换方向最小化方法(ALM?ADM)对提出的聚类算法进行优化.在基准数据集中的实验结果证明该算法比其他算法更有效.

  • 申彤, 庄建军, 黎文斯, 王昀牧, 夏一飞, 张志俭, 张鑫, 杨继琼
    南京大学学报(自然科学版). 2020, 56(6): 870-876. https://doi.org/10.13232/j.cnki.jnju.2020.06.009
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    东巴文是我国少数民族纳西族的文字,是世界上唯一存活的象形文字,目前正面临传承困难.研究通过机器学习进行东巴文的自动识别.利用扫描方式将东巴文字转换为数字图像,对灰度图像平滑去噪并用边缘检测算子提取文字轮廓,采用方向梯度直方图(Histogram of Oriented Gradient,HOG)提取特征向量,将提取到的特征向量输入支持向量机(Support Vector Machine,SVM) 进行图像分类,从而实现东巴文的自动识别.经自建数据集测试,在相同实验条件下,SVM比K最近邻分类器、随机森林分类器的识别率更高,达到97.42%,而且识别过程简单、快速,对东巴文的传承与保护有重要的现实意义.

  • 王俊英, 严志博, 李文峰, 赵康僆, 蔺祥宇
    南京大学学报(自然科学版). 2020, 56(6): 877-884. https://doi.org/10.13232/j.cnki.jnju.2020.06.010
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    考虑我国卫星地面设站约束和地面接入流量分布对数据交付时间的影响,以空间数据回传为切入点,针对地面接入流量分布不均导致部分区域链路拥塞的问题,以最小化数据交付时间为目标,研究空间信息网络激光星间链路分配方案的设计,提出一种基于接入流量分布的空间信息网络链路分配方案.该方案借鉴有限状态自动机(Finite State Automaton,FSA)思想,将卫星间动态可见关系转化为若干连续的静态可见关系,利用卫星覆盖区域信息,分状态建立卫星对接入流量的转发量模型,并在此基础上建立了星间激光链路分配模型,通过多目标模拟退火算法求解得到全局最优的分配结果.仿真结果表明,经过该算法优化的链路分配方案能够针对接入流量分布有效提升加权时延性能,实现了对链路分配方案设计的优化.

  • 王明钊, 程华, 王宇泽, 刘鹏
    南京大学学报(自然科学版). 2020, 56(6): 885-891. https://doi.org/10.13232/j.cnki.jnju.2020.06.011
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    为了有效地支持神经网络中精度变化的权重参数的乘法计算,针对多种神经网络的参数位宽需求和单比特乘法器存在的性能下降问题,结合卷积计算中特征图复用的特点,提出基于精度可变乘法器的脉动阵列结构.将被多次使用的乘数的两比特积寄存在查找表中,从而将乘法操作转化为查表操作,设计支持偶数比特精度的两比特串行乘法器;基于该串行乘法器的处理单元作为脉动阵列的基本组成部分,在计算开始之前将特征图加载至相应位置,计算过程中完成乘累加计算和数据控制.相邻的处理单元局部连接可构成任意所需规模的脉动阵列.实验结果表明,基于Xilinx ZCU102现场可编程逻辑门阵列平台,提出的精度可变乘法器,相比于最先进的单比特乘法器,资源归一化性能提升1.8倍,并且在多种神经网络上的性能平均提升80%.

  • 周守利, 吴建敏, 张景乐, 陈伟, 王志宇
    南京大学学报(自然科学版). 2020, 56(6): 892-899. https://doi.org/10.13232/j.cnki.jnju.2020.06.012
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    超宽带低噪声放大器是可重构射频前端、宽带相控阵雷达必需的芯片,其性能直接影响系统的灵敏度.展示一款集成温度补偿有源偏置电路的超宽带低噪声放大器,该放大器采用新型温度补偿有源偏置电路,能有效地降低工作环境温度变化导致的增益波动;同时,通过带宽扩展技术提高晶体管高频增益,实现9倍频程的工作带宽.该款芯片基于0.15 μm GaAs pHEMT工艺设计制造,尺寸为2 mm×1.2 mm.测试结果表明,该低噪声放大器在5 V工作电压下,功耗为125 mW;工作频率为1~9 GHz,频带内噪声系数小于1 dB,增益大于25 dB,输入输出回波损耗小于-10 dB,输出1 dB压缩点大于10 dBm;在-55~125 ℃工作环境下,芯片增益波动小于1 dB.

  • 姚景瑜, 孟海洋, 杨京, 梁彬, 程建春
    南京大学学报(自然科学版). 2020, 56(6): 900-908. https://doi.org/10.13232/j.cnki.jnju.2020.06.013
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    轴流风扇被广泛应用于如刀片服务器等机械设备的通风散热中,在工作时风扇旋转形成的湍流与自身以及固壁发生耦合作用,进而诱发气动噪声.湍流尺度极小,稳定性差,所以对气动噪声模型的数值计算需要耗费大量的计算资源.将人工神经网络与传统的数值模拟方法相结合,首先基于k?ε两方程模型求解纳维?斯托克斯方程得到轴流风扇的流场解,再通过FW?H声类比理论得到其声场解,然后对轴流风扇搭建人工神经网络模型,同时在声远场选取气动噪声声压级样本点,通过BP神经网络算法进行学习,最后利用训练好的人工神经网络模型对轴流风扇工作时的噪声场进行预测,实现了良好的预报效果.该方法可以有效节省计算资源,在工业上有一定的应用价值.

  • 骆耀东, 邹海山, 邱小军
    南京大学学报(自然科学版). 2020, 56(6): 909-916. https://doi.org/10.13232/j.cnki.jnju.2020.06.014
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    有源声屏障可提升传统声屏障的低频降噪性能.使用多通道控制系统的有源声屏障分为集中式系统和分散式系统,前者复杂度高,后者采用具有独立控制单元的分散式系统来降低前者的复杂度,但稳定性降低.首先从理论上分析保持分散式系统稳定的必要条件和提升系统稳定性的方法,其次,通过数值仿真研究分散式系统次级路径传递函数相关的特定矩阵的特征值分布规律,最后根据分布规律提出一种简单易行的方法,即通过调整特定矩阵特征值的相位,提升分散式系统的稳定性.仿真结果表明,该方法可使满足一定条件的不稳定分散式系统变得稳定,且不影响系统收敛稳定后的降噪性能.

  • 李保伟, 张兴敢
    南京大学学报(自然科学版). 2020, 56(6): 917-922. https://doi.org/10.13232/j.cnki.jnju.2020.06.015
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    基于麦克风阵列的声源定位技术因其安全性和隐蔽性,涉及军事和民用等诸多领域.其定位方法大体可以分为三类:基于到达时延估计(Time Difference of Arrival,TDOA)、基于最大输出功率的可控波束形成和高分辨率谱估计,其中基于广义互相关(Generalized Cross Correlation,GCC)的时延估计进行声源定位的算法因其运算量小、定位精度高而得到了广泛的应用.但在实际应用中,环境噪声的存在使传统的GCC加权算法的定位精度不高,所以有一定的局限性.针对这一问题,构建三元直角三角形麦克风阵列,利用时延估计进行声源定位,改进传统的PHAT相位加权算法,提出基于广义互相关的SCOT/PHAT联合加权时延估计算法.通过对不同加权函数的广义互相关时延估计算法进行Matlab仿真对比,结果表明:在小信噪比环境下,该算法较传统的广义互相关算法具有更强的抗噪能力.