库布齐沙漠地表沉积物常量元素与粒度的关系

地表沉积物的风化过程引起元素在各粒级间的迁移或富集,采用粒度分级可以深度解释元素与粒度的关系。选取库布齐沙漠不同植被盖度测定粒度分布特征分级情况下的元素含量。结果表明：(1)库布齐沙漠以细砂和极细砂为主(二者占比85%以上),常量元素以SiO₂、Al₂O₃为主(二者占比80%以上且呈相反关系),其他元素含量较低;不同粒级组分元素富集情况不同。(2)表层沉积物的化学蚀变指标CPA(60.2～85.9)、CIA(28.08～53.06)值显示该区域处于未风化或弱风化状态;研究区表现为富SiO₂、CaO、Fe₂O₃、K₂O、TiO₂贫Al₂O₃、Na₂O现象;SiO₂、K₂O与粒径段呈显著正相关,Fe₂O₃、CaO、Al₂O₃     

五水合五硼酸钠溶解热测定及其热力学性质

不同形态硼酸盐焓、熵、吉布斯自由能等热力学参数极为缺乏,其准确测定对丰富和发展盐湖硼酸盐化学理论至关重要。采用微量热计测定了五水合五硼酸钠(NaB₅O₈·5H₂O)溶解热。根据设计的热化学循环和热力学基本公式,获得了NaB₅O₈·5H₂O在298.15 K下标准生成焓(△H^θ_f,NaB₅O₈·5H₂O,-5189.4820kJ·ml^-1)、标准生成熵(△S^θ_f,NaB₅O₈·5H₂O,701.2728J·mol^-1·K^-1)、标准生成吉布斯自由能(△G^θ_f,NaB₅O₈·5H₂O,-5398.566.kJ·mol^-1)等等热力学参数。这些基础热力学参数的获得对丰富无机盐热力学数据和促进盐湖资源综合利用具有重要意义。     

角子山岩体地质矿化特征

前人已对角子山岩体的地质特征、年代学及地球化学进行了研究,基于总结、分析前人研究数据以及地表取样工作,本次将对角子山岩体的地质特征及矿化特征进行探讨。角子山岩体位于华北陆块南缘,形态近矩形,与围岩均呈侵入接触关系,形成于燕山晚期,属A型花岗岩,分为6个单元。主体岩性为钾长石花岗岩类,仅第六单元为二长花岗岩;岩石富含SiO₂、K₂O、Na₂O,贫Al₂O₃、CaO、MgO、FeO、Fe₂O₃,具铝富钾的特征,Nb含量较高,稀土元素含量低。岩体中发现有铌矿化体,规模不大。这些认识可以为下一步在角子山岩体以及其周围寻找原生铌矿和风化壳型铌矿提供参考。     

全球主要河流流域碳酸盐岩风化碳汇评估

碳酸盐岩风化吸收的大气CO₂主要以HCO₃ ^-形式连续地经由河流从大陆输送到海洋,成为陆地生态系统的重要碳汇。目前主要河流流域的碳酸盐岩风化碳汇估算存在不确定性,分布格局尚不清晰。基于GEMS-GLORI全球河流数据库提供的全球10万km ²以上主要河流流域多年平均监测数据,利用水化学径流法估算出全球主要河流流域碳酸盐岩对CO₂的吸收速率为0.43±0.15 Pg CO₂ yr ^-1,平均CO₂吸收通量为7.93±2.8 t km ^-2 yr ^-1。CO₂吸收通量在不同气候带下差异显著,热带和暖温带CO₂年吸收速率占全球主要河流流域年吸收速率的62.95%。冷温带CO₂年吸收速率占全球主要河流流域的33.05%,仅次于热带地区。本文划分出全球CO₂吸收通量的9个关键带,关键带的交汇处CO₂吸收通量较高。喀斯特出露流域碳酸盐岩对CO₂吸收通量的均值为8.50 t km ^-2 yr ^-1,约为非喀斯特流域的3倍。全球喀斯特出露流域碳酸盐岩风化碳汇在全球碳循环、水循环及碳收支平衡估算研究方面占据重要地位。     

内蒙古固阳县金家窑子西早二叠世中性侵入岩岩石学及岩石化学特征

内蒙古固阳县金家窑子西早二叠世中性侵入岩由黑云石英二长岩、角闪石英二长岩和角闪石英正长岩组成,Si₂O 66.63%～72.61%、Al₂O₃ 12.31%～14.94%,具高硅、次铝、富钾,贫铁、镁、钛、锰的特点,属次铝的“I”型花岗岩类。岩石稀土总量中等,ΣCe/ΣY=3.02～15.78,稀土分馏程度很高,δEu 0.22～0.59,具明显的Eu负异常,稀土元素配分曲线呈向右陡倾斜“V”字形。主体岩石形成于后造山挤压环境,晚期向拉伸环境转换。     

内蒙古浑善达克沙地南缘 137Cs、 210Pbex复合示踪研究

土壤风蚀是导致土地退化、荒漠化以及大气扬尘、风沙天气的重要原因。内蒙古浑善达克沙地南缘是国家主体功能区规划确定的“两屏三带”的重要部分,科学估算本地区土壤风蚀强度及其变化,是地区生态安全和生态建设成效评估的重要内容。选择浑善达克沙地南缘的正蓝旗为研究区,运用 ¹³⁷Cs、 ²¹⁰Pb_ex复合示踪技术,对研究区土壤侵蚀速率及其变化进行了分析。结果表明：① 研究区内 ¹³⁷Cs本底值为2123.5±163.94 Bq·m ^-2, ²¹⁰Pb_ex本底值为8112±1787.62 Bq·m ^-2。② 基于 ¹³⁷Cs同位素示踪分析,研究区侵蚀模数为-483.99~740.31 t·km ^-2·a ^-1;基于 ²¹⁰Pb_ex同位素示踪分析,研究区侵蚀模数为-441.53~797.98 t·km ^-2·a ^-1。③ 与20世纪20-70年代相比,20世纪70年代以来土壤侵蚀与堆积速率明显降低,研究区风沙活动明显减弱,区域生态环境质量得到改善。综合 ¹³⁷Cs和 ²¹⁰Pb_ex的多同位素复合示踪技术在干旱、半干旱地区土壤侵蚀研究中具有较大的潜力。     

大兴安岭多年冻土区森林土壤温室气体通量

多年冻土温室气体排放对全球气候变化有重要影响。采用静态暗箱—气相色谱法,于2016—2017年生长季（5—9月）,对大兴安岭多年冻土区兴安落叶松林、樟子松林和白桦林土壤二氧化碳（CO₂）、甲烷（CH₄）和氧化亚氮（N₂O）通量进行野外原位观测,对比分析温室气体通量的动态变化特征及其关键影响因子。结果表明：3种林型土壤CO₂通量范围为65.88~883.59 mg·m^-2·h^-1;CH₄通量范围为-93.29~-2.82 μg·m^-2·h^-1;N₂O通量范围为-5.31~45.22 μg·m^-2·h^-1。整个生长季兴安落叶松林、樟子松林和白桦林土壤均表现为CO₂、N₂O的排放源、CH₄的吸收汇,土壤CO₂和CH₄通量在不同林型和年际间差异显著。3种林型土壤CO₂通量与5 cm、10 cm和15 cm土壤温度呈极显著正相关（P < 0.01）;CH₄通量受土壤含水量和10 cm、15 cm土壤温度的影响较大（P < 0.05）;兴安落叶松林和樟子松林土壤N₂O通量与气温呈显著正相关（P < 0.05）,而白桦林土壤N₂O则与15 cm土壤温度呈显著负相关（P < 0.05）。基于100 a时间尺度计算温室气体全球综合增温潜势,3种林型土壤温室气体的排放对气候变暖具有正反馈作用。     

晋南全新世黄土剖面常量元素地球化学特征及其古环境意义

通过对晋南地区中梁铁厂全新世黄土剖面常量元素含量分析和粒度、磁化率及光释光年代测定,探讨全新世以来该剖面的化学风化特征及其古环境意义。剖面沉积物的Al₂O₃、TFe₂O₃、K₂O含量变化趋势基本一致,三者含量在古土壤层中较高,代表气候暖湿;剖面常量元素含量与UCC对比具有富Ca而贫Na、K的特征;剖面总体处于低等化学风化强度,介于陕西扶风和宁夏彭阳的剖面之间,其中古土壤层处于中等风化强度,Ca、Na大量淋失。常量元素地球化学特征指示该区全新世以来气候经历了"气候回暖→温暖湿润→气候转凉→持续干凉"的转化过程。1.2-2.5 ka BP期间区域地表流水作用较强,导致了Ca的相对淋失。     

柴达木盆地昆北地区路乐河组/下干柴沟组泥岩地层地球化学特征及古环境意义

柴达木盆地昆北地区位于柴达木盆地西部南区的昆仑山前缘，该地区构造活动频繁，地层完整，是研究古环境和古气候理想地区。通过采集昆北地区切26井新生界下部泥岩样品，对其进行微量元素分析。结果表明：在地层界线附近，路乐河组Cu、U、Cr、Sr元素含量平均值分别为18.34×10^-6、3.24×10^-6、141.68×10^-6、107.10×10^-6,下干柴沟组下段为28.17×10^-6、3.35×10^-6、192.07×10^-6、217.05×10^-6。下干柴沟组下段微量元素有明显增大趋势，指示沉积环境发生变化。U与陆源碎屑来源指示元素Th相关性差（R²=0.174 5)，表明U主要为自生成因，因此其含量的增加可以指示原始沉积水体还原程度的增强。Cr与U表现为弱相关（R²=0.420 9),表明水体环境的变化对Cr的富集有一定的影响；氧化还原指标U/Th、V/Cr表明研究区古环境为氧化水体沉积环境，U/Th、V/Cr指标在下干柴沟组下段变大表明水体加深，还原性增强。利用Sr/Cu比值变化以及结合化石种属演化等推测地层界线附近古气候经历了干旱—湿润—干旱的旋回变化。     

额济纳旗典型地表沙尘释放潜力及沙尘天气频发成因

额济纳旗位于极端干旱的内陆河下游，绿洲退化严重，沙尘天气频发，已成为内蒙古西部主要沙尘源区。为揭示该区域沙尘频繁成因，对区域4种典型地表（富沙砾戈壁、富沙戈壁、绿洲退化地、绿洲）沉积物组分、风蚀强度、沙尘释放强度、多年平均月沙尘日数及大风日数等进行了综合分析。结果表明：以风沙活动为主要特征的绿洲退化地，粉沙黏土组分含量高，PM₁₀沙尘释放强度大（0.2796 kg·d^-1·m^-2），为研究区强沙尘释放地表；富沙及富沙砾戈壁地表，风蚀强度大，但粉沙黏土组分含量低，PM₁₀沙尘释放强度较大（0.1267 kg·d^-1·m^-2，0.0672 kg·d^-1·m^-2）；尽管绿洲地表粉沙黏土组分含量高，但由于植被、水分等因素的制约，其PM₁₀沙尘释放强度最小（0.0240 kg·d^-1·m^-2）。额济纳旗绿洲被大面积强沙尘释放源（绿洲退化地和戈壁）包围，局地沙尘内循环过程中粉尘颗粒的富积，为当地高频沙尘天气提供了丰富的尘源，这是额济纳旗沙尘天气频发的主要原因。     

Simulating the effect of wind erosion on aeolian desertification process of Horqin sandy land and its significance on material cycle:a wind tunnel study

Samples from the Horqin sandy land were exposed to a series of wind velocities,and sink particles were collected at the end of the diffusion section of a wind tunnel.Grain sizes of collected samples show great variation because of the granularity difference of the surface samples.The original samples show lower average content of SiO₂ and higher average content of Al ₂O₃,Fe₂O₃,MgO,CaO,Na₂O,and K₂O than collected samples.Compared with other dust source areas in China,the Horqin sandy land had higher content of Zr,Ba,SiO₂,Al₂O₃ and K₂O.Compared with the average upper continental crust(UCC)composition,surface samples were rich in the content of Y,Zr,Nb,Ba,La,Nd.Geochemistry characteristics of fine grain components of the Horqin sandy land differ from those from other dust source regions,because fine-grained particles in the Horqin sandy land were mostly derived from various local deposits formed in its unique depositional environments influenced by several tectonic activities.     

柴达木盆地西北部长垄状雅丹沉积物地球化学元素组成及指示意义

雅丹沉积物蕴含丰富的区域环境变化和物源演变信息。以柴达木盆地西北部的长垄状雅丹为研究对象,通过对地球化学元素的研究,探讨沉积物的化学风化特征及其对物质输移的指示意义。结果表明：（1）雅丹沉积物的常量元素以SiO₂、CaO、Al₂O₃、MgO和Na₂O为主,微量元素Cl、Sr、Ba和Zr含量较高。相较于上陆壳平均化学元素组成,雅丹沉积物常量元素CaO和MgO富集程度较高,微量元素中Cl和As富集程度较高。（2）雅丹沉积物的CIA值平均为39.03,且在A-CN-K三角图上准平行于A-CN连线,主体在斜长石与钾长石连线的下方,因此雅丹沉积物的化学风化程度较低,处于初期的脱Na、Ca阶段。（3）特征元素比值表明雅丹体内赋存的大量细颗粒物质为廊道流沙的源区。细颗粒物质经过外营力的风化、剥蚀等过程而出露,在雅丹廊道内堆积并向下风向输移,遇阻堆积而形成沙丘。雅丹是否为下风向黄土的物源区,尚需进一步验证。     

昌都—兰坪思茅盆地含盐系地层地球化学特征及物源属性探讨

碎屑岩的地球化学特征对应于特定的源区和构造环境,本文利用主微量元素对昌都盆地的早白垩纪景星组地层进行了地球化学分析,并与兰坪思茅盆地的早白垩纪地层进行了物源对比研究。岩相学研究显示景星组沉积岩的成分成熟度较低,其物源以火山岩为主。昌都地区景星组的主量元素地球化学分析显示其源区为石英质沉积岩源区和长英质火成岩源区。相比兰坪思茅地区早白垩纪地层,景星组地层物源的输入比较单一。景星组地层的CIA在59～78之间,平均为67,明显低于扒沙河组地层,表明兰坪思茅盆地的早白垩纪地层的风化强度明显高于昌都盆地。主微量构造环境判别图解显示昌都—兰坪思茅盆地早白垩纪地层的物源构造环境主要为被动大陆边缘与活动大陆边缘,同时具有大陆岛弧的特征。     

毛乌素沙地东南缘L3、S3黄土-古土壤色度特征及古气候意义

通过对毛乌素沙地东南缘的榆林横山柳树峁剖面L₃、S₃黄土-古土壤地层等间距采集的229个样品进行色度分析,并通过与碳酸钙和全氧化铁(TFe₂O₃)含量的对比研究,以期揭示毛乌素沙地东南缘地区L₃、S₃黄土-古土壤的色度特征及其与气候变化的关系。结果表明：(1)亮度L*和色调角h*的峰值出现在风沙层(L₃F、S₃F),红度a^*、黄度b^*和饱和度C^*的峰值出现在古土壤层(S₃-1、S₃-2),黄土层(L₃-1、L₃-2)的各色度参数介于风沙层与古土壤层两者之间。(2)亮度L^*受红度a^*和黄度b^*的影响较大,而受碳酸钙含量影响微弱。红度a^*和黄度b^*表现出一致...     

塔克拉玛干沙漠南部地下水化学演化模拟

对昆仑山前平原到塔克拉玛干沙漠腹地的地下水观测断面进行取样分析,利用Piper三线图及NETPATH水质演化模型,阐明了区域地下水化学特征,揭示了地下水化学演化机理,旨在为研究区地下水的可持续开发、水质保护与改善提供科学依据。结果表明:(1)研究区地下水化学类型为Na-Mg-Cl-SO₄型和Na-Cl-SO₄型;(2)强烈的蒸发浓缩作用,芒硝、岩盐、辉石的溶解作用,较为显著的Ca²⁺/Na⁺离子交换作用是研究区地下水化学组成的主要演化过程。     

喀什地区PM10输送路径及潜在源区

基于HYSPLIT模型和2019年9月至2020年8月喀什地区大气颗粒物逐时数据,利用聚类分析、潜在源贡献因子法（PSCF）和浓度权重轨迹法（CWT）分析喀什地区四季PM₁₀传输路径与潜在源区,揭示研究期间喀什地区不同季节PM₁₀的潜在源分布及其贡献水平。结果表明：喀什地区PM₁₀、PM_2.5年均值分别为237.3±268.3、89.3±82.3 μg·m^-3,大气颗粒物以PM₁₀为主;喀什地区气流输送路径主要来自中亚西风气流,其次是来自中国新疆南部;PM₁₀秋季主要贡献源区分布在中亚部分地区以及中国新疆南部区域,贡献水平为250—450 μg·m^-3;冬季主要贡献源区与秋季相似,贡献水平为150—300 μg·m^-3;春季重点贡献源区主要分布在新疆南部塔克拉玛干沙漠区域,贡献水平为250—500 μg·m^-3;夏季主要贡献源区与春季相似,贡献水平为150—250 μg·m^-3。喀什地区重点防范应是塔克拉玛干沙漠沙尘气溶胶的影响,其次是中亚西风气流携带的大气颗粒物远距离输送。     

查格勒布鲁剖面CGS3a层段主元素记录的巴丹吉林沙漠35 000~25 000 a B. P.季风环境变化

对巴丹吉林沙漠东南缘查格勒布鲁剖面该层段的CGS3a层段（Chagelebulu Section 3a）139个样品的主元素——SiO₂、Al₂O₃、TOFE（Fe₂O₃+FeO）进行分析,划分出与地层旋回对应的5.5个化学元素旋回。研究认为：沙丘砂和黄土中SiO₂呈现的峰和Al₂O₃、TOFE、(TOFE+Al₂O₃)/SiO₂和CIA呈现的谷是类似于现代干冷的冬季风在过去多次作用的结果,而嗣后的湖相SiO₂呈现的谷和Al₂O₃、TOFE、(TOFE+Al₂O₃)/SiO₂和CIA的呈现的峰是类似于现代暖湿的夏季风在过去多次作用的结果。即35 000~25 000 a B. P.该沙漠经历了5次冬季风和6次夏季风交替的气候波动,这些气候事件与GRIP冰芯氧同位素记录的D/O（Dansgaard/Oeschger）事件相对应,Heinrich事件也在其中有很好体现。CGS3a层段所记录的千年尺度的气候波动可能是受到了北大西洋气候突变的影响。     

祁连山西段冰川积雪中大气粉尘沉积特征

基于2012 年夏季野外考察、微粒粒度测试和扫描电镜(SEM-EDX) 微观形貌观测研究, 对位于我国青藏高原东北缘的祁连山西段典型极大陆型冰川区老虎沟12 号冰川、野牛沟十一冰川积雪中大气粉尘沉积进行了分析研究。两冰川区积雪中微粒的平均质量浓度分别是3461 μg/kg、2876 μg/kg, 年均沉积通量分别是207.6 μg/cm²、143.8 μg/cm²。将本研究区与其他区域冰川积雪中粉尘浓度对比研究表明, 冰川受周边粉尘源区影响较大。雪坑微粒浓度剖面和离子相关性分析表明, 祁连山西段冰川积雪中污化层富含亚洲粉尘的富Ca²⁺、Na⁺矿物;微粒体积-粒径分布众数介于3~22 μm, 两冰川区的粒径众数分别为12.6 μm和12 μm, 粒径分布均显示了单结构模式, 同时反映了祁连山冰川区与毗邻的天山地区雪冰中粉尘粒径分布模式的相似性和粒径众数的差异性。通过SEM-EDX对粉尘颗粒的微观结构研究发现, 颗粒绝大多数为形貌不规则的矿物粉尘颗粒, 和很少数量的飞灰颗粒等。同时, 对粉尘来源结合Sr-Nd同位素测定和气团后向轨迹分析进行验证, 认为位于研究区北边的巴丹吉林沙漠是祁连山12号冰川区粉尘最可能的源区。     

人类活动影响下淡水沼泽湿地温室气体排放变化

利用静态箱/气相色谱法,研究了三江平原淡水沼泽湿地及垦殖农业利用下CO₂、CH₄、N₂O排放变化。不同类型湿地生长季土壤呼吸速率以季节性积水的小叶章草甸最大,湿地垦殖后土壤呼吸速率明显增大。不同类型沼泽湿地CH₄排放在时空两个方面都有明显的变化,与土壤水分条件、植物群落类型和生长状况有密切关系。沼泽湿地及垦殖后农田土壤在植物生长季都为N₂O的源,常年积水沼泽湿地在植物生长季N₂O排放通量值较小,而土壤水分常年处于非饱和的草甸灌丛土壤N₂O排放相对较高,垦殖后农田土壤N₂O排放通量最大,沼泽湿地土壤N₂O排放通量与土壤温度呈正相关关系,而垦殖后农田土壤不显著。     

中美俄加陆域碳汇对人为增温的消减贡献

作为主要的气候强迫因子,CO₂与人类活动密切相关,但很多研究往往忽视了陆地生态系统碳汇对人为排放CO₂增温的消减作用。俄罗斯、加拿大、中国和美国是世界上地域面积最大、且社会经济处于不同发展阶段的4个国家,将短时期内CO₂排放所引起的辐射强迫进行量化分析,对于评估人为和自然因素对气候的影响非常重要。本文基于CO₂同化数据,利用“碳—气候”参数化方案,在分析人为碳排放及其气候效应的同时,考虑陆地生态系统碳汇的气候效应,进而得到4个国家的全球辐射强迫。结果显示：① 2000—2016年,4个国家人为排放的CO₂均呈明显增加趋势（0.125 Pg C a ^-1）,但陆地生态系统的碳汇作用也不断增强（0.003 Pg C a ^-1）;其中,中美两国总的人为碳排放占了4个国家的87.19%,而俄罗斯陆地生态系统的吸收碳能力最强,总量达14.69 Pg C。② 截至2016年,陆地生态系统的降温效应达-0.013 W m ^-2,可消减人为碳排放增温效应的45.06%。充分说明若不考虑陆地生态系统,将会明显高估人为碳排放的增温效应。③ 整体上,相对于2000年和工业革命前的CO₂浓度水平,4个国家总的人为碳排放分别贡献了0.32 W m ^-2和0.42 W m ^-2的全球辐射强迫。本文还进一步探讨了温度与辐射强迫的线性关系,相对于单一的人为或者自然因素而言,综合两者的辐射强迫,与相应时段的气温变化可解释度最高,达30.3%。