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    1. 基于改进萤火虫算法的结构损伤识别
    胡磊, 吕中荣, 刘济科
    中山大学学报自然科学版    2017, 56 (2): 62-65.  
    摘要328)      PDF (1541KB)(157)   

    提出一种基于改进萤火虫算法的结构损伤识别方法。将结构损伤模拟成杨氏模量的减少。对于没有邻居的萤火虫,让它们在自身位置附近随机搜索,同时引入新的移动方式来提高算法的精度和收敛速度,避免算法过早的陷入局部最优,克服萤火虫算法在高维目标函数中寻优能力不足的问题。采取功能梯度梁(Axial functionally graded, AFG)作为研究对象,利用欧拉-伯努利梁单元建立力学模型。采用了简支梁作为算例,将结果和基本萤火虫算法、领导者萤火虫和自适应步长萤火虫算法作对比,说明改进的有效性。

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    2. 基于动态交通流的佛山市机动车网格化排放清单
    李丽;刘永红;邓思欣;司徒淑聘;黄建彰
    中山大学学报自然科学版    2017, 56 (2): 66-75.  
    摘要297)      PDF (12541KB)(263)   

    基于动态交通流信息和排放因子,以Arcgis为构建平台,运用自下而上的方法编制佛山市机动车网格化排放清单,分析污染物排放的时空分布特征。研究结果显示:2013年佛山市机动车尾气排放污染物CO、VOCs、NOx、PM总量分别为1.29×105、2.19 ×104 、3.61×104、1.15×103 t。机动车污染物高排放区域主要集中在城区中心以及城区中心向外辐射的路网上。机动车污染物日排放高峰期与车流量高峰期相对应,为每天的7:00-9:00和17:00-19:00。中心城区在进行排放控制时,应针对高峰时段进行改善,且主干路是排放控制的重点道路。要控制CO和VOCs排放,应该着重对国0标准轻型客车和国0、国Ⅰ标准摩托车进行交通管制,而控制NOx和PM的排放关键是国0标准货车、国Ⅲ标准大型客车和公交车。

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    3. 环境微生物组多样性及功能研究进展
    吴波;冯凯;职晓阳;何强;许玫英;邓晔;肖凡书;汪善全;于玲;鲁祺鸿;连英丽;罗丽娟;原珂;陈保卫;颜庆云;仇荣亮;栾天罡;贺志理
    中山大学学报自然科学版    2017, 56 (5): 1-11.  
    摘要296)      PDF (896KB)(256)   

    快速发展的测序技术和各种高通量手段使我们能够深入探索环境微生物的多样性及其功能。本文中提及的环境微生物组(environmental microbiome)界定为特定环境中所有微生物基因组的集合。环境微生物组研究的主要目的是解读特定环境中微生物的多样性、结构、功能、相互作用和进化,以及它们与环境因子和生态系统功能之间的关系等。本文重点关注土壤、水体及空气中的微生物组研究,回顾了目前的高通量测序技术和主要的环境微生物组学数据分析工具,然后综述了不同的生态环境中微生物组研究的主要的进展,最后,提出了环境微生物组研究中的关键科学问题,并突出了在未来环境微生物组研究中微生物功能和生态机制的重要性。

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    4. 前置逐点亮度修正处理算法
    郝亚茹;邓招奇;严飞
    中山大学学报自然科学版    2017, 56 (2): 80-87.  
    摘要291)      PDF (3633KB)(168)   

    逐点校正算法为基础,提出一种完全独立于显示控制系统的前置处理方案。该处理方案以DVI接口为传输介质,可完成对任意分辨率、任意格式的图像信息的亮度逐点校正。在现有逐点校正模型的基础上,实现前置处理方案中的亮度修正算法模型;根据算法模型中校正参量的聚集特性,同时采用压缩校正参量取值范围的方法和数值重组的方式来提高SDR SDRAM的频率,据此设计的数字电路可以实现对任意分辨率、任意传输格式的数据进行逐点亮度校正功能;通过理论和定量计算以及实际观测前置法和后置法的应用效果,得出结论:前置法产生的不一致性的灰度级数大于后者,并且灰度级越低,校正的不一致性越差,但前置法的灵活性和通用性明显优于后置法。

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    5. 全涂层的可穿透腔体散射问题的解的存在唯一性
    刘立汉
    中山大学学报自然科学版    2017, 56 (2): 36-39.  
    摘要286)      PDF (909KB)(198)   

    利用变分法研究了全涂层的可穿透腔体散射问题的解的存在唯一性。首先,应用Green公式把微分方程转化为积分方程后,由Rellich引理和唯一延拓原理,证明了全涂层的可穿透腔体散射问题的解的唯一性。然后,由Dirichlet-to-Neumann算子理论、迹定理、连续嵌入定理和Lax-Milgram引理,证明了全涂层的可穿透腔体散射问题的解的存在性。

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    6. 花岗岩残积土颗粒及水分形态三维微观结构
    李中森;汤连生;桑海涛
    中山大学学报自然科学版    2017, 56 (6): 15-21.  
    摘要273)      PDF (2227KB)(173)   

    采用高分辨率X射线计算机断层扫描技术(X-ray μ-CT)对花岗岩残积土三维微观结构进行重构并在以下方面取得新进展:① 通过在试样液相中添加显影物质(CsCl),成功获取土中水分形态及空间分布;② 利用X射线在不同物质中的衰减率差异,进一步区分固体颗粒中高岭石与石英并确定各自空间分布;③ 通过三维重构图像,对颗粒空间接触关系进行初步概化与分类,同时对X射线计算机断层扫描技术在非饱和土力学中的进一步应用做了前瞻。这些初步探索将有助于对土体三维真实结构的全面认识,促进计算机断层扫描技术在岩土/地质工程领域的新开拓。

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    7. 基于张量法的阿尔兹海默症脑图像分类
    杨宁;徐盼盼;刘佩嘉;李淑龙
    中山大学学报自然科学版    2017, 56 (2): 40-47.  
    摘要260)      PDF (3187KB)(168)   

    为了识别阿尔兹海默症(Alzheimers Disease,AD)与轻度认知障碍(Mild Cognitive Impairment,MCI)患者,提出了一种基于三阶张量方法的以MRI图像脑灰质灰度为特征的分类方法。采集了70例AD患者,112例MCI患者(包含在随访中转化为AD的,MCI-C:MCI Converters与未转化为AD的,MCINC:MCI Nonconverters各56例),以及70例正常人(NC)的MRI脑图像,提取脑灰质各体素的灰度,获得三阶灰度张量。采用基于张量的独立成分分析,以取得三阶灰度张量的独立成分;为了降低特征维数,利用支持张量机,将张量特征转化为向量特征,再利用递归特征消除法获取有效的主要特征。最后,对四组人群进行分类:AD-NC, MCI-NC, AD-MCI, MCI-C--MCI-NC,此分类模型采用7折交叉验证的方法进行训练测试。此外,还结合样本的基本信息与认知分数进行分类,证明了基本信息、认知分数和脑灰质灰度提供了互补的信息,有助于提升分类效果。结果表明,该方法拥有优良的分类性能,有助于对AD与MCI的诊断治疗。

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    8. 华夏地块南缘凤凰山岩体形成时代及成因
    余晨颖;张健;尹常青;刘锦;陈国楷
    中山大学学报自然科学版    2019, 58 (4): 14-29.   doi:10.13471/j.cnki.acta.snus.2019.04.002
    摘要249)      PDF (2860KB)(348)   

    中生代以来的岩浆事件记录一直是华夏地块中新生代大地构造演化的研究热点。近年来关于华夏中生代花岗岩的研究主要集中于南岭及闽浙沿海地区,对于粤东南地区的研究程度较低。通过地球化学、锆石U-Pb年代学及Hf同位素等手段,旨在探讨华夏地块南缘凤凰山岩体的形成时代、岩石成因机制及其大地构造环境。野外调查及岩相学研究表明,凤凰山岩体的岩石组合为黑云母二长花岗岩和黑云母钾长花岗岩,锆石UPb年龄分别为(156±2) Ma和(158±3) Ma,为晚侏罗纪岩浆活动的产物。两组花岗岩均具有高硅(SiO2=72.66%~76.63%)、富碱(Na2O+K2O =7.89%~9.43%)、低镁(MgO=0.05%~0.54%)和弱过铝质(ASI=1.02~1.04)的特征,富集Rb、Th、U等元素,亏损Ba、Sr、P、Ti等元素,且P2O5含量与SiO2含量呈明显的负相关关系。岩相学和地球化学显示,黑云母钾长花岗岩应属于弱分异I型花岗岩,而黑云母二长花岗岩分异指数较大(DI=93.91~95.74)、固结指数较小(SI=0.48~0.66),Rb/Sr(=99.12~243.75)和Rb/Ba(=67.45~203.80)比值较高、Eu负异常强烈(δEu=0.01~0.02),稀土元素配分图呈“海鸥式”分布,应属于高分异I型花岗岩。黑云母二长花岗岩和黑云母钾长花岗岩 εHf( t )分别变化在-8.4 ~ -5.4和-9.4 ~ -7.0;二阶段Hf模式年龄TDM2 变化范围分别在1 545~1 741 Ma和1 648~1 804 Ma,表明两者都是中-古元古代古老地壳物质重熔的产物。结合该时期区域构造背景,推断凤凰山岩体可能发育在与大洋俯冲板片后撤断离相关的岩石圈伸展的构造环境下,是地壳拉张减薄引起幔源岩浆底侵,带来大量热量,导致中-古元古代古老地壳物质发生部分熔融形成的产物。

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    9. 甘肃马衔山软玉成矿及玉料产地来源地质地球化学特征分析
    张钰岩;丘志力;杨江南;张跃峰;杨翰;杨炯;李榴芬
    中山大学学报自然科学版    2018, 57 (2): 1-11.  
    摘要235)      PDF (4399KB)(205)   

    甘肃马衔山软玉矿矿化见于新元古界马衔山群一套混合岩、大理岩、黑云母片岩组成的变质地层内,被认为是新石器时代晚期齐家文化玉器玉料的重要来源之一。在野外考察采样基础上,采用X射线粉末衍射、扫描电镜、电子探针、ICPMS、LAICPMS等测试技术,对马衔山成矿围岩及其软玉玉料进行了矿物、岩石及地球化学分析,确定了该地软玉矿物组成、结构构造和主微量、稀土元素组成;在此基础上探讨了马衔山软玉成矿及产地来源的地质地球化学特征。获得以下主要认识:① 马衔山软玉具片状变晶结构和纤维交织结构,玉料主要由透闪石、少量榍石、微量黝帘石及磷灰石组成,优质玉料透闪石含量可达98%以上;② 透闪石为3个不同时期矿化产物,成玉主要和中晚期的透闪石化有关。玉料属于镁质大理岩成因,成玉主要和晚期的碱性花岗岩侵入形成的交代变质作用有关;③ 马衔山软玉微量元素组成,稀土元素含量及分布模式和新疆和田、青海地区及辽宁的软玉有所不同。微量元素具有Th/U高、Cu低特点,稀土元素含量低、具有“海鸥式”稀土元素配分模式等可以作为该产地玉料的源区特征。

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    10. 一类具有交叉扩散的捕食-食饵模型的共存性
    王晶晶;贾云锋
    中山大学学报自然科学版    2017, 56 (6): 55-59.  
    摘要233)      PDF (751KB)(137)   

    讨论了一类新型的具有交叉扩散项的捕食-食饵模型非常数正解的存在性。首先,给出了正解的先验估计;其次,利用度理论得到非常数正解的存在性。结果表明:对于给定的交叉扩散系数,当捕食者与食饵的增长率控制在一定范围内时,两物种可以共存。

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    11. 贵州壮族人群25个Y-STR 基因座遗传多态性
    国学红;何燕;张秀秀;张婷;王婵娟;官志忠
    中山大学学报自然科学版    2018, 57 (3): 120-127.  
    摘要226)      PDF (1989KB)(324)   

    调查贵州黔东南苗族侗族自治州从江县壮族无关男性个体的25个Y-STR 基因座的遗传多态性,并探讨与其他12民族群体的遗传关系。采用Y27plex荧光检测试剂盒复合扩增67例样本,采用3130XL遗传分析仪进行毛细管电泳检测,使用Arlequin 3.5 、Mega 7.0 、SPSS19.0等一系列遗传学软件对基因分型结果进行统计。除2个双拷贝基因座DYS385ab、DYS387S1分别检出8、10个等位基因外,其余23个单拷贝基因座共检出86种等位基因,等位基因个数为2~7不等,等位基因频率为(0.014 9~0.970 1),基因多样性GD值为0.058 8(DYS456)~0.823 6(DYS387S1),25个Y-STR基因座组成的单倍型共检出36种,其中66.7%为唯一单倍型,单倍型多样性HD值为0.957 9。Rst遗传距离矩阵显示:贵州壮族人群父系遗传结构与文献中的福建畲族、内蒙古的蒙古族、山西汉族人群较为相似,与广西壮族、云南哈尼族、新疆维吾尔族、辽宁满族、吉林朝鲜族、萨尔茨堡人群差异明显。而与新疆哈萨克族、安多藏族、西非人群差异显著。25个Y-STR 基因座在贵州壮族人群中具有良好的遗传多态性,可应用于父系亲权关系鉴定。

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    12. 利用CRISPR/Cas9技术敲除小鼠ES细胞H2-K1基因
    陈瑞俊;李蔚然;黄乙涓;刘建中;李亮平
    中山大学学报自然科学版   
    13. 广东省镇海湾红树林根域中氟喹诺酮类(FQs)抗生素残留特征
    任珂君;孙勤寓;刘玉;方旭婷;彭逸生
    中山大学学报自然科学版    2017, 56 (2): 102-111.  
    摘要223)      PDF (7278KB)(191)   

    对广东省江门市镇海湾红树林自然保护区两种优势红树植物——桐花树Aegiceras corniculatum、秋茄Kandelia candel的根域(根际土、非根际土)中氟喹诺酮类(Fluoroquinolones, FQs)抗生素展开分析。采用高效液相质谱联用法测定14个根域土样品、6个排污口沉积物和3个光滩沉积物样品中4种FQs—氧氟沙星(Ofloxacin, OFL)、诺氟沙星(Norfloxacin, NOR)、环丙沙星(Ciprofloxacin, CIP)、恩诺沙星(Enrofloxacin, ENR)的残留特征,并与根域土理化因子pH、有机质(Soil organicmatter, SOM)、阳离子交换量(Cationex changecapacity, CEC)、过氧化氢酶(Catalase, CAT)、蔗糖酶(Sucrase, SUC)、土壤有效态Cu、Zn、Fe进行典范对应分析(canonical correspondence analysis, CCA)。结果表明:桐花树、秋茄根际土中4种FQs质量分数均值分别为55.22、29.25 μg·kg-1,非根际土中4种FQs均值分别为22.45、18.66 μg·kg-1,两种红树根域中4种FQs含量桐花树>秋茄(P<0.05),4种FQs含量均为根际土>非根际土;对FQs残留影响程度的环境因子权重排序为:pH> Fe > SOM ≥ CEC >Zn> SUC ≥ CAT;研究结果对阐释红树林对有机污染物(包括抗生素)的吸收净化作用具有重要理论意义。

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    14. 东亚、北非干旱半干旱区边界层高度变化及其影响因素
    赵艳茹,毛文茜,张珂铨,牛笑应,李佳芸,张文煜
    中山大学学报自然科学版    2017, 56 (5): 93-100.  
    摘要217)      PDF (3108KB)(138)   

    利用欧洲中期天气预报中心ECMWF(European Centre for Medium-Range Weather Forecasting)20世纪第一代再分析资料ERA-20C(the ECMWF twentieth century reanalysis)对东亚、北非2个典型干旱半干旱区1900-2010年边界层高度变化及其与气象要素变化之间联系进行了研究,结果表明:① 两个地区的边界层高度在整体变化、年际变化以及年代际变化中基本呈现出相反的变化趋势,整体趋势中东亚为显著上升趋势,气候倾向率为1.87 m/10a,北非为显著下降趋势,气候倾向率为-2.13 m/10a;在11个年代里,有8个年代的变化呈相反趋势。② 干旱半干旱区边界层高度的变化均与地气温差、相对湿度、风速的变化有一定联系,其中相对湿度与边界层高度的变化最为紧密,在两个地区均为显著性的负相关,相关系数分别为-0.778 4、-0.618 4。

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    15. 靶向家蚕丝素重链基因的锌指蛋白结构域的人工构建
    刘婷婷;梁梓强;梁安文;郭技星;李广宏;王方海
    中山大学学报自然科学版    2017, 56 (2): 1-4.  
    摘要215)      PDF (1119KB)(193)   

    将多个可特异识别并结合DNA的锌指单体串联在一起即可构成锌指蛋白结构域,若将其与不同的功能域因子融合,则会构建出有很多用途的人工蛋白分子,从而实现对基因组的各种定点修饰或调控。以家蚕丝素重链基因为研究对象,首先利用Zinc Finger Tools软件筛选到了一个合适的靶标位点,再采用模块组装技术,通过酶切、片段回收、连接、转化等步骤成功将多个锌指单体串联在一起,构建出一对靶向家蚕丝素重链基因特定位点的由4个锌指单体组成的锌指蛋白结构域,这为将来定点修饰或改造家蚕丝素基因,进一步提高蚕丝质量和产量,以及大幅度提升家蚕生物反应器对外源蛋白的表达能力打下了良好的基础。

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    16. 掺硼 p 型晶体硅太阳电池B-O缺陷致光衰及其抑制的研究进展
    艾斌;邓幼俊
    中山大学学报自然科学版    2017, 56 (3): 1-7.  
    摘要214)      PDF (1605KB)(242)   

    掺硼p型晶体硅太阳电池一直牢牢占据着光伏市场的主导地位,但硼-氧(B-O)缺陷引起的光衰(LID: Light induced degradation)极大地限制了它的发展。最新的对太阳电池加热同时注入少数载流子的BO缺陷“复原”(regeneration)技术有望彻底解决掺硼p型晶体硅太阳电池的LID问题。鉴于掺硼p型晶体硅太阳电池LID及其抑制措施的研究对提高晶体硅太阳电池性能表现的长期稳定性有重要作用,回顾了近年在掺硼p型晶体硅太阳电池LID及其抑制措施方面的研究进展,并对最新发展出的B-O缺陷“复原”技术给予了重点介绍。

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    17. 尖吻蝮蛇凝血酶在大鼠体内的药代动力学
    邓沁;刘宏;苏薇薇;彭维;吴忠;王永刚;姚宏亮
    中山大学学报自然科学版    2018, 57 (1): 1-6.  
    摘要211)      PDF (3352KB)(301)   

    尖吻蝮蛇凝血酶是从尖吻蝮蛇蛇毒中分离纯化得到的一种类凝血酶,是本团队研发的止血一类新药。采用125Ⅰ-标记的放射性同位素法和三氯醋酸沉淀结合放射性检测法研究尖吻蝮蛇凝血酶在大鼠体内的药代动力学。结果表明两种方法测定的AUC值与剂量均呈正相关,相关系数分别为0.999 8和0.999 0;肝、脾、心在给药后5 min药物含量最高,其他绝大部分组织在给药后 30 min药物含量最高,以后逐渐降低;在各时间点,肝组织含药量显著高于其他组织;此外,尖吻蝮蛇凝血酶排泄较完全,主要由尿排泄。

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    18. 关于凸期望的极小元的一些结果
    纪荣林;周津名
    中山大学学报自然科学版    2017, 56 (6): 72-75.  
    摘要209)      PDF (727KB)(142)   

    在非线性数学期望的公理化框架下,从凸期望和凹期望之间的Sandwich定理的视角出发,研究了带控制条件的凸期望集合的极小元问题,建立了一类带单边或双边控制条件的凸期望集合的极小元的论断与Sandwich定理之间的等价关系。

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    19. 基于氨基做质子迁移桥梁亮氨酸的手性转变机理及水溶剂化效应
    赵晓波;李晨洁;王佐成;喻小继;闫红彦;杨晓翠;佟华
    中山大学学报自然科学版    2017, 56 (3): 85-92.  
    摘要209)      PDF (6725KB)(184)   

    采用密度泛函理论的B3LYP方法、微扰理论的MP2方法和自洽反应场理论的smd模型方法,对标题反应进行了研究。反应通道研究发现:标题反应有2条通道a和b,分别是质子H只以氨基和以羰基与氨基顺次为桥,从手性碳的一侧迁移到另一侧。结构分析表明:过渡态aTS2·2H2O分子内的7元环结构基本共面,7元环结构的各个氢键角接近平角。势能面计算表明:a是主反应通道,决速步自由能垒为249.5 kJ·mol-1,由质子从手性碳向氨基氮迁移的过渡态产生;2个水分子作H迁移媒介,同时考虑连续介质模型的水溶剂化效应时,决速步自由能垒降到113.2 kJ·mol-1, 反应速率常数为5.85×10-8 s-1;水溶剂化效应使氨基异构反应的能垒从裸反应的13.4 kJ·mol-1升高到19.3 kJ·mol-1。结果表明:水溶剂化效应对非质子迁移的异构反应具有阻碍作用;水分子的催化和水溶剂化效应的共同作用,使质子从手性碳向氨基迁移反应的能垒大幅度降低。

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    20. 南秦岭勉略构造带三岔子硅质岩地球化学特征及其地质意义
    陈铄;周永章;张彦龙;周维丽
    中山大学学报自然科学版    2019, 58 (5): 59-72.   doi:10.13471/j.cnki.acta.snus.2019.05.009
    摘要198)      PDF (4516KB)(72)   

    勉略带内广泛发育古生代硅质岩,其对南秦岭造山带古生代沉积环境和构造背景具有重要的指示意义。重点分析了勉略带三岔子地区泥盆系硅质岩地球化学特征,结果显示,三岔子硅质岩SiO2含量较高,为94.04%~98.08%,平均9692%,质地较纯,Al2O3和TiO2含量明显偏低;微量元素中Ba、U含量较高、Zr含量较低,U/Th值和Ba/Sr值较高;稀土元素显示样品的ΣREE值显著偏低,为761〖HT5,3〗~51.04 μg/g,平均22.51 μg/g,经PAAS标准化后的稀土配分曲线表现出富集HREE的左倾特征,Eu正异常和Ce负异常,以及Al/(A1+Fe+Mn)值、Fe/Ti值和(Fe+Mn)/Ti值等指标均指示硅质岩具有典型的热水沉积成因。硅质岩Al/(Al+Fe)值、Al2O3/(Al2O3+Fe2O3+MnO)值、Al2O3/(Al2O3+Fe2O3)值、δCe值以及(La/Ce)N值等地球化学特征指示其主要形成于大陆边缘环境。(La/Lu)N值、(La/Yb)N值及δEu值等指标反映硅质岩形成受到深大断裂相关的岩浆活动的影响。三岔子硅质岩Th/U值、U/Th值、δU值等特征指示其形成于缺氧的沉积环境。综合上述研究,该硅质岩发育地区在古生代处于伸展裂陷的构造背景之下,形成了裂陷或断陷盆地以及区域性同生断裂为主的一系列伸展构造。裂谷内岩浆活动在硅质岩的形成过程中为热水活动提供了热源,区域性同生断裂为热水流体的上升提供了通道;对流热水对周边物质的的淋滤和溶解导致了SiO2的富集;三者的共同作用最终导致一系列不同时代的热水沉积硅质岩在勉略带中形成。

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