土耳其Nallihan黄土-古土壤岩石磁学特征及其环境意义

黄土广泛分布在东欧和西亚地区,但位于欧亚大陆连接地带的土耳其未见风积黄土的报道,本文对位于土耳其首都安卡拉西北的Nallihan新发现的黄土-古土壤剖面进行系统的环境磁学研究,结合粒度参数和稀土元素指标,讨论土耳其黄土的成因和磁化率变化机制.研究结果显示:土耳其Nallihan S0～L3黄土剖面与典型风积的西伯利亚和中国西峰黄土的粒度特征图形态相似4暗示它们的成因相似性;稀土分配模式与黄土高原黄土基本一致,为上地壳平均值,指示了风积黄土在搬运过程中经过充分混合,整个剖面上下稀土模式分配高度吻合,说明研究区黄土堆积期间物源区相对稳定.热磁和磁滞分析表明样品的主要载磁矿物是亚铁磁性矿物磁铁矿/磁赤铁矿.该剖面磁化率在古土壤获得高值,在黄土层获得低值,磁化率与成土作用和指示细颗粒磁性矿物贡献的xfd％、xARM正相关,说明成土作用生成的细颗粒亚铁磁性矿物是磁化率增强的主导因素,土耳其黄土剖面磁化率总体上低于中国黄土高原地区黄土.该黄土剖面中有一层古土壤层S2,其顶部覆盖一层砾石层,说明在该间冰期发生过洪水作用,将高坡风化的砾石层冲到土层中堆积下来,在该砾石层之下的古土壤层,磁化率降低,可能与该时期土壤层湿度大,形成湿润氧化环境,导致部分强磁性的超顺畅/稳定单畴(SP/SSD)颗粒磁性矿物转化为弱磁性矿物,使得磁化率降低.     

蒙山八字峪砾石堆积堤的地貌成因和年代初探

山东蒙山八字峪砾石堆积堤对称分布于出山沟口,沿流向延伸,具有分段现象和弧形或舌状沉积的典型特征。2020年10月在蒙山八字峪砾石堆积堤测量了56块砾石组构,并在叠置砾石隙间和砾石层底部采集到3个树干14C测年样品。研究结果如下：（1）八字峪砾石组构、沉积构造、地貌组合等标志,均指向其为山洪泥石流堆积物;（2）缺少扇形地、表泥层与底泥层,具有砂砾透镜体的砾石层,揭示八字峪砾石堤为暴发频率极低、发展周期较长的间歇性泥石流堆积;（3）根据已有测年结果和乔木定居期,八字峪砾石堤在距今50年前曾发生山洪灾害,这与文献记载具有一致性;（4）八字峪砾石堤成因属于暴雨直接类特大型历史泥石流,可能是一次性、短历时快速地貌灾害过程;（5）八字峪砾石堤形成原因与冰川作用无关,也不是“典型的石河”。已报道的蒙山“冰川遗迹”,不仅缺少可靠的三要素地貌组合证据,而且缺少年代学和沉积学依据。总之,本文从证据链上进一步增强了蒙山山麓碎屑堆积为山洪泥石流成因判别的确定性。     

五台山北麓断裂南峪口段山前断层地貌与沉积的关系

五台山北麓断裂为山西断堑系北部繁代盆地南缘的控制断裂,其南峪口段断层陡坎类型大致有洪积台地陡坎、基岩陡坎和黄土陡坎。本文对选取的6个较为典型位置开挖的探槽进行分析,通过分别分析对比其坎前堆积的特点及各位置的特点,认为五台山北麓断裂南峪口段坎前沉积特征可分别从冲沟沟口、沟口与扇间洼地过渡带、洪积扇扇间洼地和洪积扇扇缘四类地貌单元进行探讨。冲沟沟口坎前沉积最主要的特征为:可见多级冲积锥,未见崩积楔;沟口与扇间洼地过渡地带坎前沉积特征为少量黄土参与陡坎演化过程并发育条带状古土壤,洪积相砂砾石层大量分布并与坡积物呈侵蚀接触关系;扇间洼地坎前沉积特征为同深度发育较多级崩积楔,大量发育风成黄土,洪积相砂砾石层以透镜体形状发育于黄土中;洪积扇扇缘的黄土陡坎坎前沉积特征为黄土沉积参与的陡坎演化过程,崩积楔之上顺层发育黄土状坡积物或黄土夹砂砾石层坡积物,该坎前沉积受洪积作用影响极小。崩积楔发育特征为:开挖同样深度下由沟口向扇间洼地可揭露崩积楔数量逐渐增多;洪积相砂砾石层由扇顶到扇缘所占比重逐渐减小,对坎前沉积的影响逐渐减小,成层性逐渐变好;坎前黄土沉积由扇顶到扇缘比重逐渐增大,由薄层的黄土状坡积物逐渐变为厚层的黄土沉积。该结论为山西地堑系正倾滑断层坎前沉积特点提供了对比依据,并对该地区古地震研究探槽开挖有一定指导意义。     

山东诸城晚白垩世王氏群恐龙化石层碎屑锆石定年和物源示踪

山东东部诸城晚白垩世王氏群大面积、高密度集群埋藏的恐龙化石是近年研究的热点,但其沉积物源与精确沉积时限目前尚不明确。本文通过对山东诸城王氏群恐龙化石层中6个砂岩样品的碎屑锆石U-Pb定年表明,样品090414-24-D中最年轻的单颗粒锆石年龄(YSG)为77.3 Ma,应代表王氏群恐龙化石层的最大沉积时限(下限),结合前人对王氏群红土崖组的年代学研究表明,其沉积时限应老于73.5 Ma(上限),也说明赋存恐龙化石层的王氏群上部红土崖组为Campanian期沉积;碎屑锆石定年揭示物源的锆石年龄组成分布在100～130 Ma之间,6个样品的年龄主峰值多在110 Ma或120 Ma左右,与下伏的早白垩世青山群火山岩年龄主峰较为吻合。王氏群恐龙化石层砾岩的砾石成分和古水流研究显示,其中3组砾石统计表明砾岩层砾石成分主要由火山岩或火山碎屑岩组成,3组古水流数据表明,诸城地区王氏群红土崖组砾岩层的古流向以南和南东方向为主,尚有1组显示古流向为向北,表明王氏群物源主要来自盆地北侧莱阳和北西侧沂沭断裂带的青山群火山岩,其次为盆地南缘。本研究为诸城王氏群化石层沉积时限的限定和沉积物源的判断,以及胶莱盆地王氏群时期古地理格局的恢复等提供了重要的依据。     

蒙山八字峪砾石堆积堤的地貌成因和年代初探

山东蒙山八字峪(亦有人称为瑶池)砾石堆积堤不连续对称分布于出山沟口,沿流向延伸,具有弧形或舌状沉积的典型特征。2020年10月在蒙山八字峪砾石堆积堤测量了56块砾石组构,并在叠置砾石隙间采集到4个树干~(14)C测年样品。研究结果如下:(1)八字峪堆积垄岗砾石组构、沉积构造、地貌组合等标志,均指向其为山洪泥石流堆积物;(2)缺少扇形地、表泥层与底泥层,具有砂砾透镜体的砾石层,揭示八字峪砾石堤为暴发频率极低、发展周期较长的泥石流堆积;(3)根据已有测年结果和乔木定居期,八字峪砾石堤在距今50年前曾发生山洪灾害,这与文献记载具有一致性;(4)八字峪砾石堤成因属于暴雨直接类特大型历史泥石流,可能是一次性、短历时快速地貌灾害过程,且被后期洪流有所改造;(5)八字峪砾石堤形成原因与冰川作用无关,也不是"典型的石河"。已报道的蒙山"冰川遗迹",不仅缺少可靠的三要素地貌组合证据,而且缺少年代学和沉积学依据。总之,本文从证据链上进一步增强了蒙山山麓碎屑堆积为山洪泥石流成因判别的确定性。     

吕梁山西麓吴家峁剖面红粘土的古地磁年代及构造意义

新近纪中晚期以来吕梁山西麓堆积了一套厚层红粘土。由于红粘土堆积早期有水流作用的参与,导致红粘土中夹杂有数层砾石层,这些砾石层记录了吕梁山山体隆升的信息。文章对山西省吕梁市中阳县吴家峁剖面红粘土进行了沉积学和磁性地层学研究,探讨吕梁山西麓红粘土的堆积过程以及吕梁山新近纪的抬升事件。磁性地层结果显示吴家峁剖面的古地磁年龄大约为7.1~2.6 Ma。所含砾石层的古地磁年龄分别为6.2 Ma、5.9 Ma、5.8 Ma、5.5 Ma、4.9 Ma、4.0 Ma和3.7 Ma,其中6.2 Ma和4.9 Ma两层砾石层较厚,延伸较远,较稳定。结合吕梁山西麓中段卫家洼和复兴剖面的研究,得出红粘土中砾石层是吕梁山隆升剥蚀的产物,推断在大致8.1~3.7 Ma之间吕梁山有较为明显的隆升。目前在吕梁山西麓中段的研究不支持这些砾石层是古黄河或者古湖泊沉积物。     

多瑙河黄土与古环境研究进展

多瑙河黄土位于欧亚黄土带的西端,是欧洲沉积和保存最完整的黄土地层,底界可达1 Ma以上。由于其独特的地理位置,多瑙河黄土对于理解欧亚大陆不同区域气候系统演化的联系、北半球中高纬地区的气候变化有着重要的价值。在系统梳理多瑙河黄土在物质组成、物源、年代学、地层学和古环境重建等方面的研究进展和不足的基础上,提出了未来研究在物源、年代学、地层和古环境重建等4个方面的主攻方向。在物源研究方面需要系统获得潜在物源区沉积物组成信息,并开展物源示踪指标的方法学和多指标相互印证研究;在年代学和地层学方面需要加强长石释光年代学、火山灰年代学等研究,建立有多个绝对年龄控制的、高精度的年代标尺及其年代约束下统一的地层命名和对比方案;在古环境重建方面需要将高分辨率、多指标古气候重建工作从末次间冰期以来的地层拓展至最近1 Ma以来的整个序列。上述研究的开展是未来欧亚黄土区古气候对比和气候动力学机制研究获得突破的关键。     

湖南常德南斗姆湖地区早更新世砾石层砾组分析与沉积特征研究

为了查明洞庭盆地西缘早更新世砾石层沉积特征及沉积环境,在1:5万地质调查基础上,对常德南斗姆湖地区几处第四系砾石层剖面进行了较系统的测量与统计。结果表明: 砾石成分主要来源于寒武纪或前寒武纪地层。砾石分选系数S_a 为1.16~1.64,部分测点S_a>1.40,反映砾石形成时水动力很强,部分砾石层为快速堆积。砾石扁度F为2.06~2.32,大于2.0,砾石以扁平状为主。砾石普遍弱—中等风化,部分砾石强风化,反映砾石在沉积搬运过程中存在风化暴露。砾向分析显示古水流主要来源于SWW—NW向,表明砾石层形成时期古地貌与现有地貌有较大差异。剖面对比得出,区内砾石层是在冲洪积扇基础上发育的以辫状河相为主的沉积体。对研究区砾石层沉积相及古地貌的新认识,为区内金刚石原生矿床的找矿工作提供支撑。     

末次间冰期以来西宁市河谷沉积与环境

在西宁市区开展的钻探工作,获得了河谷平原区第四系的分布及沉积特征。通过对沉积厚度最大部位的2个钻孔岩芯的地层岩性、年代测试、孢粉组合及粒度分析等,探讨了西宁河谷平原区晚第四纪沉积与环境的关系。认为现今西宁市河谷平原内的主体沉积——低阶地沉积及上覆黄土堆积主要是末次间冰期旋回形成,在暖湿气候条件下沉积河流相砂砾石层,在干冷气候期接受风成黄土堆积,推测T3阶地形成于距今7.4万年前后气候由暖湿向干冷的过渡时期。     

江汉—洞庭地区与黄广—九江地区更新统划分与对比

为进一步厘清长江中游江汉—洞庭地区与黄广—九江地区更新统划分与对比,在区域地质调查基础上,识别出区内早更新世砾石层与上覆网纹红土之间的不整合关系,辅以年代学研究,开展了长江中游江汉—洞庭地区与黄广—九江地区第四系研究,建立了区域地层划分与对比格架。研究表明:白沙井砾石层、阳逻砾石层、宜昌砾石层、九江砾石层等是区内短程河流的冲洪积相沉积,时代为早更新世晚期(Qp_1),而上覆网纹红土则形成于中更新世(Qp_2),二者之间为不整合接触,并以此为基础构建了区内第四纪更新世地层格架;白沙井砾石层、阳逻砾石层、宜昌砾石层、九江砾石层与上覆网纹红土所代表的水动力条件和沉积环境的重大调整是长江三峡续接贯通的环境响应,暗示了长江上游"川峡二江"续接贯通的时限为早—中更新世之交。     

中国新沂马陵山白垩纪恐龙足迹——从虎到肉食龙及由传说至古生物学（英文）

江苏省新沂市马陵山地区的4个神秘的印记,传统上被解释为“李存孝打虎处”的“虎爪印”和“人足迹”,重新将其解释为大盛群田家楼组恐龙足迹。这些足迹中只有一个最深的“虎爪印”保存了可识别的趾印,表明它是一个有着后内侧拇趾印的兽脚类恐龙左足迹,是一道单步约50cm的直线行迹的一部分;另一种解释是该足迹为小型蜥脚类恐龙的右后足迹,形成行迹的右侧部分,其左侧部分没有保存。马陵山足迹点提供了恐龙足迹如何影响中国民间传说的另一个案例。     

基于STA/LTA岩石破裂微震信号实时识别算法及工程应用

微震监测获取的数据中通常混有大量的非岩石破裂信号,该类信号目前主要通过人工经验进行识别与滤除,这消耗了大量的宝贵时间,严重影响灾害的防治和救援效率。对大量微震信号进行分析,发现STA/LTA算法在信号实时触发后能大致表征波形振幅和频率的变化,岩石破裂信号和非岩石破裂信号在延迟位置处R值具有差异性。基于此,提出了岩石破裂微震信号实时识别算法。新算法应用到白鹤滩水电站地下厂房、红透山和阿舍勒铜矿深部采场3个工程,岩石破裂事件识别的准确率分别是85.98%、92.45%和91.06%,非岩石破裂事件滤除的准确率分别是72.06%、83.11%和49.87%。该算法使基于岩石破裂微震信息的岩石工程灾害自动分析与预警成为可能,具有重要意义。     

黏土矿物含量对CO_2地质埋存体盖层封闭性的影响

为了解CO_2地质储存过程中黏土矿物含量对盖层封闭性的影响,本文以鄂尔多斯盆地三叠系和尚沟组泥岩盖层为研究对象,利用TOUGHREACT软件研究了不同黏土矿物含量、储层厚度对盖层封闭性的影响。研究表明,当盖层黏土矿物含量达到50%时,渗透率最大可减降低36%,有效封存厚度可达70 m;当黏土矿物含量减少至10%时,盖层自封闭性大幅降低,有效封存厚度为4 m,且盖层中的蒙脱石也由沉淀转化为溶解。黏土矿物含量越高,盖层封闭性越强,有效封存厚度越大。储层厚度对盖层封闭性有直接影响,当储层厚度大于盖层有效封存厚度时,则会发生泄漏;当储层厚度达到100 m时,CO_2将在125年后穿透黏土矿物含量为50%的盖层。本研究可为CO_2地质储存的储盖层选择和安全性评价提供理论依据。     

人工合成纳米材料在水环境中的聚沉行为研究进展

随着纳米科技的快速发展,纳米材料的种类和数量呈指数增长。人工纳米材料不可避免地进入水环境并发生复杂的环境行为,可能在水中分散悬浮,也可能发生团聚和沉降,从而影响其迁移、转化和归趋。本文综述了近年来有关人工合成纳米材料在水环境中聚沉行为的研究进展,分析了影响纳米材料团聚与沉降的两个主要因素:自身理化性质(材料形态、颗粒尺寸、化学组成、晶体结构、表面修饰等)和水环境要素(pH、离子种类和离子强度、天然有机质等)及相应的作用机理,剖析了当前研究中存在的问题,指出有关纳米材料与无机胶体等物质间的异团聚、各环境要素间的交互作用、以及纳米材料在接近自然环境的低浓度(<1mg/L)条件下的聚沉行为研究仍需进一步完善。     

基于扩展有限元法的岩体水力劈裂耦合模型

1. 浙江水利水电学院 水利与环境工程学院,浙江 杭州 310018;2. 上海交通大学 船舶海洋与建筑工程学院,上海 200240; 3. 浙江省钱塘江管理局勘测设计院,浙江 杭州 310016     

宿南矿区不同时期塌陷塘水环境质量评价

以宿南矿区不同时期形成的采煤塌陷塘(芦岭塘、朱仙庄#1塘和#2塘)为研究对象,于2017年先后采集夏季和冬季水样,运用piper三线图、相关性分析、改进模糊综合评价法等,对其水环境质量进行分析评价与比较,得到以下结论:①芦岭塘、朱仙庄#1塘夏、冬两季水化学类型均为HCO_3―Na·Mg型,朱仙庄#2塘为SO_4―Na·Mg·Ca型。②三个塌陷塘水的TDS、pH、EC变化趋势为朱仙庄#1塘>朱仙庄#2塘>芦岭塘,其季节变化趋势均为夏季>冬季; ORP变化趋势为朱仙庄#2塘>芦岭塘>朱仙庄#1塘,其季节性变化趋势为冬季>夏季。③改进的模糊综合评价结果表明,三个塌陷塘夏季水质较差,主要受人为污染影响;冬季芦岭塘、朱仙庄#1塘水质良好,受污染小;朱仙庄#2塘冬季水质与夏季相近,均较差,主要受投加鱼食料的影响。     

北京市夏季臭氧特征及臭氧污染日成因分析

为研究北京市夏季臭氧特征及污染成因,于2017年7月15日至2017年8月10日期间,在北京市城区进行气象要素、臭氧(O3)、氮氧化物(NOx)和一氧化碳(CO)的连续观测,并选取7d(2017年7月20日、30日和8月1日、4~7日)密集采集大气样品进行挥发性有机化合物(VOCs)和含氧挥发性有机化合物(OVOCs)的分析。结果表明,观测期间北京市夏季O3污染严重,臭氧污染日以东南风为主,一般伴随着高温、低湿、低压和高前体物(VOCs、CO和NOx)浓度,占总观测天数的51.8%。密集采样日中臭氧污染日的成因与副热带高压或均压场下的弱高压系统有关。此外,来自河北、内蒙古中部和蒙古国东部途经保定和张家口等地的气流为北京夏季臭氧污染日的形成提供了部分外源,日平均贡献量为16%~37%,最大贡献量为53%,显示区域传输对臭氧污染日形成有重要影响。敏感性试验发现O3的生成主要受VOCs控制,特别是人为源VOCs。以上结果表明,控制北京本地VOCs的人为排放和周边空气质量将有助于降低北京城区的O3浓度。     

喀斯特漏斗坡地土壤有机碳特征、风化侵蚀及稀土元素分析

以西南喀斯特地区喀斯特漏斗坡地2个土壤剖面为研究对象,通过测定土壤部分物理化学属性、土壤有机碳含量分布特征、δ^13C值、几种土壤化学风化指标及稀土元素参数特征,探讨土壤侵蚀和沉积过程中土壤有机碳及其稳定碳同位素的动态变化及分布特征,同时利用土壤δ^13C值反演了C3/C4植被的变化历史。结果显示,山腰和山脚2个土壤剖面样品的土壤有机碳含量范围分别为4.17%~8.91%和2.37%~6.33%,山腰含量较高;δ^13C值变化范围分别为.18.9‰^-15.6‰和.22.1‰^-17.0‰,均随土壤深度的增加先增大后减小;利用土壤δ^13C值反演C3/C4植被的变化历史,2个剖面表现出相似的变化趋势;Na/K比值与ICIA的变化特征呈显著的负相关关系,R^2分别为0.67和0.98,表明该类红土中Na/K比值不仅能代表风化强度,且可能与侵蚀大小有关;常用的土壤风化发育指标表现为很好的协同作用,显示剖面土壤的形成是由基岩化学风化而成;稀土元素球粒陨石标准化之后显示Ce异常,Eu负异常,2个剖面δCe变化趋势基本一致,表明2个剖面经历了相似的风化迁移过程。     

南昌市PM2.5中稳定碳同位素组成特征

近几年,PM2.5浓度上升导致灰霾事件频繁发生,已经引起了广泛的关注。碳组分是PM2.5中的重要组分,被认为是灰霾形成和转化的重要因素,因此,研究PM2.5中含碳组分的来源及其化学过程具有重要的意义。本研究于2016年12月至2017年8月期间在南昌地区共采集105个PM2.5样品,分析了PM2.5样品中总碳(TC)浓度及其碳同位素(δ^13C)。结果表明,采样期间TC的年平均浓度为(12.1±2.1)μg/m^3,总体上呈现冬季高、夏季低的变化趋势,可能是受不同季节气象因素和来源变化的影响。δ^13C的年平均值为(?26.1±0.2)‰,总体上呈现冬季高、春季低的变化趋势,可能是受不同来源的影响。利用贝叶斯模型计算南昌地区PM2.5中TC主要来源于C3植物燃烧和机动车尾气,年源贡献分别为49.3%和28.7%;其次是煤燃烧和C4植物燃烧,年源贡献分别为17.7%和4.2%。春季δ^13C值偏低是由于C3植物燃烧贡献相对较高,而冬季δ^13C值偏高则是煤燃烧贡献增加。