湖相沉积物酸溶与酸不溶组分常量元素的地球化学行为及其环境意义

湖泊沉积物元素地球化学是探讨湖泊沉积环境的有效代用指标之一.通过青藏高原北缘柴达木盆地湖相沉积剖面沉积物中酸溶组分(AS)和酸不溶组分(AI)常量元素(K,Ca,Na,Mg,Ti,Fe,Mn和Al)的测试,分析了不同组分中常量元素的分布特征及其元素含量与矿物组成的关系.结果显示:剖面中常量元素的组成与沉积物矿物成分密切相关,酸溶组分与酸不溶组分中元素含量差别较大,揭示出不同组分对湖泊沉积环境的响应模式存在差异.其中,沉积物酸不溶组分中的Al、Fe等元素与石英矿物相对含量变化呈负相关,而与粘土矿物相对含量呈正相关,揭示出酸不溶组分元素变化与湖泊流域物质组成或风化强度等信息有关.沉积物酸溶组分常量元素含量相对较低,Na和Ca等活泼元素在酸溶组分中相对富集,与碳酸盐含量有较好的相关性,主要形成于湖泊自生作用.通过与常规代用指标沉积物粒度和87Sr/86Sr对比分析,贝壳堤剖面酸溶组分Mg/Ca比值部分继承了源区的信号,不能直接响应于湖泊盐度的变化.利用去趋势方法,去趋势后酸溶组分Mg/Ca比值与中值粒径及锶同位素比值呈现较好的正相关性,响应于传统的盐度模式解释,揭示了Mg/Ca比值指示湖泊环境变化的可靠性,综合分析不同组分的地球化学元素信息在提取和解译沉积物元素地球化学的环境代用指标方面具有重要意义.     

黄土碳酸盐碳同位素环境意义讨论

黄土碳酸盐碳同位素广泛应用于第四纪气候环境变化的研究中,以往的大多数研究中无论是利用钙结核、次生碳酸盐还是成壤碳酸盐,认为其反映了C4植物的丰度。黄土高原碳酸盐碳同位素表现为黄土层高,古土壤层中低,即黄土层中C4植物丰度高于古土壤层。然而,这样的结果和黄土有机碳同位素得到的结果矛盾,有机碳同位素的结果表明温度对C4植物的分布起到了决定性作用。由于有机碳同位素对植物类型的反映更为直接而可靠,因此碳酸盐碳同位素反映C4植物丰度存在疑问。对黄土高原黄土碳酸盐碳同位素的系统概括后认为,第四纪期间黄土碳酸盐碳同位素与C4植物有直接联系,但C4植物丰度不是唯一决定性的因素,碳酸盐碳同位素的指示意义存在复杂性。在黄土高原地区,植被发育程度、与大气CO2交换程度、植被本身的碳同位素值的变化以及原生碳酸盐的影响等因素都会对碳酸盐碳同位素产生影响。由黄土碳酸盐碳同位素的讨论可延伸到不同土壤碳酸盐碳同位素揭示的环境指示意义,不同的土壤环境,其气候条件、植被类型及发育程度、大气CO2的交换情况、微生物的活动及土壤次生碳酸盐受原生碳酸盐溶解的影响等因素都会对碳同位素产生不同程度影响,哪种或哪几种因素产生主要作用,在不同区域土壤环境中是不一样的。具体研究中需确定影响的核心因素,才能确定碳同位素的环境指示意义。     

海鸟活动在东南极中山站区莫愁湖沉积物中的记录

本文对采自东南极拉斯曼丘陵中山站区的莫愁湖沉积物的元素、氨基酸和Sr同位素组成进行了详细的地球化学分析。结果表明莫愁湖沉积物中Zn、Cu、F、S、P、Se等六种元素具有共同的物质来源,其标型组合特征很可能揭示了莫愁湖沉积物在历史时期曾受到过企鹅等海鸟粪的影响,沉积物中酸溶相Sr同位素组成则确认了海洋源Sr的生物地球化学转移过程。酸溶相87Sr/86Sr值和研究区的新鲜海鸟粪酸溶相Sr同位素组成基本一致,都非常接近于海洋来源锶同位素组成(87Sr/86Sr=0.7092),并且沉积物中的生物元素Zn、Cu、F、S、P、Se含量和酸溶相Sr浓度具有非常高的统计相关性。酸溶相的87Sr/86Sr比值和反映湖泊中藻类等生物自然生成量的氨基酸含量表现出明显的负相关关系,进一步揭示了莫愁湖沉积物在历史时期曾受到企鹅等海鸟活动的影响。上述研究结果为更深入地研究该地区的生态、气候和环境的演变历史及其相互作用提供了有价值的参考资料。     

吉林西部地下水特征及其与土壤盐渍化的关系

研究了吉林西部地下水的主要类型及水文地质特征,新构造运动对第四纪环境和地下水赋存的影响,分析了不同地貌区地下水元素地球化学分异性,元素迁移地球化学过程的转化,探讨了潜水埋深、矿化度、组成、径流条件等对内陆盐渍土壤形成的影响,潜水向上迁移速率与水位的关系,提出了潜水埋深及矿化度与土壤盐渍化程度的定量指标。     

雄安新区土壤地球化学特征及控制因素

研究土壤地球化学分布模式和驱动机制,是区域生态环境评价、土地资源合理开发的重要支撑。本文利用空间分析和多元统计分析方法,利用土壤地球化学调查数据,探讨雄安新区土壤地球化学分布模式及成因。结果表明：研究区土壤元素普遍富集,Cd、Cu、Pb、Zn、Se和Corg呈明显富集,平均值约为河北平原背景值1.16~1.44倍。大部分土壤地球化学元素分布模式受成土母质、地貌类型、风化淋溶作用等控制,高值区主要分布在冲湖积平原区;淋滤径流、蒸发浓缩、工农业生产、土地利用等是影响土壤地球化学分布的重要因素;重金属和养分元素受人为因素影响明显。因子分析共提取8个主因子,F1因子由造岩元素和微量元素组成,代表自然成壤作用;F2因子由重金属元素组成,与污水灌溉、冶炼制造等活动相关;F3因子由CaO、TC、Ge、Ti、SiO₂组成,主要与硅酸盐矿物风化、次生碳酸盐形成等成土过程相关;F4因子由Cl、S、pH组成,主要受淋滤径流、蒸发浓缩作用影响;F5因子由土壤养分元素和植物营养元素组成,主要受农业种植影响;F6因子由B和Sr组成,主要与黏性土壤的物理化学吸附作用有关;F7因子由卤族元素I和Br组成,主要与地表径流过程相关;F8因子由Hg组成,与当地工业生产以及城镇生活排放活动相关。研究结果清晰地反映了研究区土壤元素地球化学分布模式和主控因素,可为区域规划建设、资源环境评价和合理开发保护提供基础资料和重要依据。     

氯同位素组成的正热电离质谱法测定及其样品的预处理

该论文为硕士学位论文 ,于 2 0 0 1年 6月在中国科学院青海盐湖研究所完成。环境问题日益成为人们关注的焦点。随着同位素地球化学研究的深入 ,以同位素测定为手段探索地质变迁和环境变化日益成为广大科技工作者的有力工具。由于氯分布广泛 ,氯同位素测定逐渐成为一种普遍采用的研究手段。自然界中的氯具有两种稳定的同位素 ,37Ｃｌ和35Ｃｌ。二者有较大的质量差异 ( 5 4% ) ,因此自然界中的氯有较大的同位素分馏特性 ,外界条件的变化可以通过氯同位素的比值表现出来 ,反过来讲 ,氯同位素比值的变化也反映了外界条件的变化。因此 ,氯可以作…     

贡嘎山营养元素和重金属的生物地球化学研究现状与展望

本文对贡嘎山地区营养元素和重金属的生物地球化学循环的研究现状进行了总结,在此基础上探讨了未来须关注的热点和方向。目前围绕贡嘎山生态系统的碳(C)、氮(N)生物地球化学循环研究主要开展了C和N的分布特征、储量、凋落物中元素的归还与释放等方面的工作;磷(P)的生物地球化学研究包括不同海拔梯度和土壤演替阶段土壤P的形态、生物有效性、迁移转化及其影响因素、成土作用和微生物作用对土壤P的生物有效性的影响等;重金属的生物地球化学研究主要围绕重金属的赋存特征、来源、影响因素和潜在生态风险等方面。未来需要将大气-水-土壤-植物-微生物系统作为一个整体,系统研究养分元素的生物地球化学循环过程和机制以及重金属的迁移转化和关键控制因素,加强各元素生物地球化学循环耦合关系研究,建立多种元素循环的耦合模型,为山地生态安全和生态修复提供理论基础。     

安徽省旌德县乔亭地区土壤地球化学特征及找矿远景预测

研究区地处江南古陆北东端,区域性绩溪复背斜与太平复向斜交接处。区域地层属华南地层大区扬子地层区的江南地层分区。本文通过对旌德县乔亭地区地质特征、1∶10000土壤地球化学特征进行综合分析和研究,旨在对旌德县乔亭地区进行找矿远景分析。研究表明,研究区Au、As、Sb等元素具有浓集中心明显、离差大、偏度高的特征,指示区内金元素富集的趋势较为明显。通过相关性分析,发现Au-As-Ag、W-Mo的相关系数较大,说明该区Au与As的共生关系较好,Au异常晕与Ag异常晕套合较好。土壤地球化学圈定了Ⅰ(Au-As)、Ⅱ(Au-As)、Ⅲ(Au-As-Ag)、Ⅳ(Au-Ag)四个综合异常区,其中Ⅰ号Au、As组合异常区可能与金矿化关系最密切。因此,综合研究认为该矿区存在深部隐伏矿体的可能。     

亚热带季风区湖沼流域表生地球化学元素研究——以江西定南大湖为例

湖沼沉积物地球化学元素对地球气候环境变化敏感性强。本文以江西定南大湖湖沼沉积物地球化学元素为研究对象,使用主成分分析法,并结合总有机碳(TOC)、有机碳同位素(δ13Corg)、中值粒径(Md)、化学蚀变指数(CIA)等相关气候代用指标,以元素组对的形式阐释不同地化元素响应不同气候环境下的地球化学行为和迁移规律。研究结果显示:第一主成分(PC1)包括Al2O3、Ti O2、Si O2、Nb、Rb、Ga、Ba、S等元素,曲线变化与CIA相似,指示湖泊流域的化学风化强度,气候暧湿,PC1含量高;第二主成分(PC2)包括Co、Zr、Hf元素,曲线变化与中值粒径较为一致,指示湖泊流域的水动力条件,气候冷干,PC2含量高;第三主成分(PC3)包括Sc、Cu、U、V元素,曲线变化与TOC、δ13Corg含量变化一致。大湖沉积物的物质来源为:在气候暧湿、流域化学风化作用强的条件下,地表径流冲刷流域周边花岗岩风化壳物质并搬运至湖盆沉积,但不排除在冷干时期,风力携带粉尘物质堆积的影响,粉尘物质可能主要源于周边的风化碎屑物。     

三峡库区不同地貌区土壤元素分布特征

利用土壤表层样分析成果,探讨三峡库区不同地貌区土壤中Ca、P、B等43个常量元素及微量元素的分布特征,结果表明：三峡库区重庆段八个地貌分区可明显划分为两个地球化学分区,一区为河谷平原、侵蚀剥蚀台地、丘陵、低山及中山地貌地球化学分区;二区为褶皱抬升低山、中山及喀斯特地貌地球化学分区,两区的土壤元素含量差异明显,除常量元素K2O、SiO2、Ba、MgO、P、Zr及微量元素Sr、La外,一区土壤中其他元素含量总体上均远低于二区土壤中的含量,其差异总体上是地质背景差异的体现,母岩岩性是土壤元素的主要控制因素。在同类母岩条件下,地貌对土壤中元素分布具有明显影响。不同地貌区的土壤营养元素聚类既有共性也有个性,喀斯特地貌区元素聚为五类;褶皱抬升中山、低山区聚类结果基本一致,均为四类;侵蚀剥蚀中山区多数元素较分散,分异强烈,总体上聚为四类,但第四类各元素间距离较远;侵蚀剥蚀低山与丘陵区元素聚类总体上相近,均为五类,但内部存在分异;侵蚀剥蚀台地则聚为三大类。土壤中的某些特征矿物元素如Fe2O3、Mn、Cu、Zn组合,N、org．C组合在各个地貌区均聚为一类;而某些元素如Cl等在不同地貌条件下分别与MgO、CaO或与Na2O聚类,体现元素在不同地貌条件下的分布特征差异。     

内蒙古克旗地区银、锡多金属矿土壤地球化学测量方法及找矿效果

在内蒙古克什克腾旗——白音查干地区,运用土壤地球化学测量方法发现了诸多以银锡为主的成矿元素异常带及找矿靶区,找矿潜力较大。通过1∶5万土壤地球化学测量工作,圈出了成矿元素异常靶区3处,经过1∶1万土壤地球化学测量,进一步缩小了找矿靶区,确定了成矿有利地段12处。经过地质填图及地表工程揭露,发现银、锡、铅锌矿(化)蚀变带20余条,其中,达到边界及工业品位的矿体5条,充分说明了土壤地球化学测量方法在半干旱风成砂覆盖的草原丘陵地区具有良好的找矿效果。     

安徽省萧县前欧盘地区土壤地球化学异常特征及找矿前景分析

依据1∶10000土壤地球化学测量资料,分析研究了萧县前欧盘地区元素地球化学异常特征,基本查明了区内元素异常的分布,相关性,组合等,划分了三处以金及铜银铅锌为主的组合异常带,具有较好的找矿前景。     

长江河口地区第四纪古地理古环境变迁

通过对钻孔样品的粒度、层理揭片、矿物、微体古生物、孢粉、地球化学元素及古地磁等项目的实验室分析,着重探讨长江河口地区第四纪古地理、古环境变迁特征和长江三角洲的发育过程。     

亚热带季风区湖沼流域表生地球化学元素研究——以江西定南大湖为例

湖沼沉积物地球化学元素对地球气候环境变化敏感性强。本文以江西定南大湖湖沼沉积物地球化学元素为研究对象,使用主成分分析法,并结合总有机碳(TOC)、有机碳同位素(δ¹³Corg)、中值粒径(Md)、化学蚀变指数(CIA)等相关气候代用指标,以元素组对的形式阐释不同地化元素响应不同气候环境下的地球化学行为和迁移规律。研究结果显示：第一主成分(PC1)包括Al₂O₃、TiO₂、SiO₂、Nb、Rb、Ga、Ba、S等元素,曲线变化与CIA相似,指示湖泊流域的化学风化强度,气候暧湿,PC1含量高;第二主成分(PC2)包括Co、Zr、Hf元素,曲线变化与中值粒径较为一致,指示湖泊流域的水动力条件,气候冷干,PC2含量高;第三主成分(PC3)包括Sc、Cu、U、V元素,曲线变化与TOC、δ¹³Corg含量变化一致。大湖沉积物的物质来源为：在气候暧湿、流域化学风化作用强的条件下,地表径流冲刷流域周边花岗岩风化壳物质并搬运至湖盆沉积,但不排除在冷干时期,风力携带粉尘物质堆积的影响,粉尘物质可能主要源于周边的风化碎屑物。     

青海囊谦盆地始新世石膏层沉积环境研究

囊谦盆地出露有晚始新世贡觉组石膏—红色泥岩沉积旋回,对研究古气候演化和沉积环境提供了良好的素材。以往的研究仅限于膏盐地层海陆相判定,而对其形成过程未有报道。采集囊谦盆地的盐泉水、贡觉组第三段的石膏和碎屑沉积物样品,并分析锶同位素比值和孢粉组合特征。结果表明,囊谦盆地盐泉水和石膏~(87)Sr/~(86)Sr比值分布在0.708 53～0.708 98之间,且位于陆源水的比值范围内;红色碎屑层孢粉组合主要以麻黄—白刺—栎粉为主,其中干旱成分占到45%,主要以麻黄粉(30%)和白刺粉(13%)为主,指示了干旱的气候环境;裸子植物杉粉在红色泥岩中的含量有所波动,最高含量达到36%,平均含量为9%,指示气候干湿交替变化。综合Sr同位素分析和孢粉分析认为,在全球中纬度干旱的大背景下,囊谦盆地石膏层形成于相对干旱和相对湿润的气候环境交替变化的陆相环境。     

河套地区小麦重金属含量与土壤质量之间关系研究

通过在河套地区采集小麦茎叶、籽粒及根系土,研究了小麦籽粒和土壤重金属污染状况,并对小麦籽粒与土壤中重金属元素含量之间的相关性进行了探讨。结果表明,所有重金属元素含量均符合《国家食品卫生标准》;整体上看河套地区为绿色食品基地的土壤,适宜发展AA级绿色食品;小麦对重金属Cu、Pb、Zn、Cd、Cr的吸收能力从大到小顺序为:Zn>Cu>Cr>Cd>Pb。     

南极长城站地区西湖底沉积物化学元素分布规律及其环境意义

利用南极长城站地区西湖底沉积物的化学元素背景值，对西湖底沉积物元素的时序分布规律及其指示的环境意义作了较细致的研究。研究表明，湖底沉积物元素的时序变化规律与站区自然环境变化密切相关。尽管元素的时序变化滞后于自然环境的波动，但对研究长城站地区自然环境演变仍具有一定的指示意义。尤其是Ｓ元素的异常变化，可能揭示出长城站地区两次规模较大的火山活动。     

安徽省烈山宋疃地区岩石地球化学异常特征

依据1∶10000岩石地球化学测量资料,分析研究了烈山宋疃地区岩石地球化学异常特征,基本查明了区内元素的分布,并确定了元素的异常下限和浓度分级,圈定多个单元素异常,划分了3组元素共生组合和2个综合异常区,具有较好的寻找热液型矿床前景。     

西藏山地淋溶土系列与大骨节病分布的关系

通过西藏大骨节病县与非病县棕壤与暗棕壤各土属、土种的分布面积的对比分析对西藏耕型棕壤和暗棕壤分布与西藏大骨节病区分布的关系进行研究.结果表明,西藏大骨节病的分布与棕壤、暗棕壤为主的耕型淋溶土壤的分布有一定的联系,但土壤母质和发育程度不同,对大骨节病的分布影响不同.对于残坡积土壤,病区趋于分布在泥质土壤环境,而麻砂质土壤基本是大骨节病的非病区.同样的母质环境,大骨节病区趋于分布在土壤厚度较小,发育程度较低的地区;就洪积土壤来说,其与大骨节病分布的关系似乎与土壤质地有一定的联系,底部砾石含量高的土壤多集中在大骨节病地区.总体而言,山地棕壤、暗棕壤环境是西藏大骨节病区的主要土壤类型之一,西藏未开发的自然棕壤和暗棕壤环境将是大骨节病潜在危险区,因此系统研究西藏典型大骨节病区的土壤分异对探讨未来西藏大骨节病的分布与流行有重要意义.     

基于稳定同位素技术的土壤碳循环研究进展

植物和土壤是陆地生态系统的重要碳库,而碳同位素技术对各碳库中碳元素的迁移具有很好的指示作用,能够为碳转化研究提供有力证据。以往研究土壤碳循环主要是针对有机碳,较少考虑无机碳的作用,但干旱区土壤无机碳在区域碳循环过程中的贡献日益显著,因此干旱区土壤碳循环研究必须同时考虑土壤有机碳和无机碳的行为。基于碳稳定同位素技术的土壤有机碳循环研究和土壤无机碳动态及其碳同位素研究进展,探讨土壤无机碳与有机碳的转化关系,并对干旱区土壤碳循环研究进行展望,期望从稳定同位素生态学的角度探讨干旱区土壤有机碳和无机碳的转化关系,以推动干旱区土壤碳循环研究,揭示干旱区碳循环过程及其在全球碳循环中的作用。