我国沙尘的来源、移动路径及对东部海域的影响

利用中国气象局提供的micaps天气资料,通过对2000—2002年发生的42次沙尘天气个例的分析,重点研究了沙尘的源地、移动路径、入海地点及对不同海域的影响概率。结果表明：影响我国的沙尘天气有70%起源于蒙古国,在经过境内沙漠地区时得以加强。沙尘粒子的移动和入海途径主要有3条：一是从内蒙古东部入侵的沙尘天气经浑善达克和科尔沁沙地后进入渤海和黄海;二是从内蒙古西部入侵的沙尘天气经内蒙古西部沙地和黄土高原后进入渤海、黄海和东海;三是从青海东部扬起的沙尘长距离输运进入黄海、东海及西北太平洋。2000—2002年,63.9％的沙尘天气会影响到海洋,其中,影响渤海、黄海和东海的概率分别为27.4％、30.9％和12.3％,影响朝鲜海峡和日本海的概率为20.2％和9.2％。     

降尘与人类世沉积——Ⅰ:北京2006年4月16～17日降尘初步分析

2006年4月中北京地区接连出现了强降尘过程。降尘,在地质学家的眼中被视为黄土的原始物质。对降尘过程以及降落物的研究无论对我们正确认识黄土的堆积和演化,或者人类活动对干旱区沙漠化的影响均有重要的理论和实践意义。本文着重介绍这次降尘的沙尘天气过程以及对降落物磁化率和粒度测量的初步结果。     

降尘与人类世沉积 ——Ⅰ : 北京2006年4月16~17日降尘初步分析

2006年4月中北京地区接连出现了强降尘过程。降尘,在地质学家的眼中被视为黄土的原始物质。对降尘过程以及降落物的研究无论对我们正确认识黄土的堆积和演化,或者人类活动对干旱区沙漠化的影响均有重要的理论和实践意义。本文着重介绍这次降尘的沙尘天气过程以及对降落物磁化率和粒度测量的初步结果。     

哈尔滨城市地表土的物质组成与沙尘天气

沙尘对环境的污染被人们越来越重视,是生态环境研究的重要组成部分,本文对哈尔滨城市不同类型松散地表土进行了采样和物质组成特征进行了较全面的研究.结果表明:河床冲积物和哈尔滨市土壤对哈尔滨沙尘天气的贡献较小;而地表裸土的粒度和化学组成特征指示了道路裸土和建筑土是哈尔滨沙尘天气主要的物质源地,以为沙尘天气提供大量的粉尘物质.这不仅对哈尔滨沙尘研究提供了基础资料,也对确定哈尔滨沙尘来源区并科学控制沙尘暴提供了一定的理论依据.     

有关中国黄土高原黄土物质的源区及其输送方式的再评述

仅通过对黄土的研究来认识黄土物质的源地和输送方式、沉降过程往往需要假设和推测一些问题,不够直接和全面,借助对沙漠和大气中沙尘粒子本身的研究则可以更清晰地认识它们.文章在以往对黄土物质源区、输送和沉积过程研究的基础上,对有关这些问题的研究进展,特别是2000～2006年以来的进展给出了进一步的评述.结果表明:蒙古源区、以塔克拉玛干沙漠为主体的中国西部沙漠源区和以巴丹吉林沙漠为中心的中国北部沙漠源区贡献了亚洲沙尘释放总量的约70%,它们可视为亚洲沙尘的3个贡献量最大的源区,也可视为是黄土高原黄土物质的主要源地;有关亚洲沙尘的输送,在接近其源区的区域其沙尘浓度峰值在1km及其以下,在中国内陆其峰值通常在1～3km高度,在日本等东亚区域在2～4km高度,在太平洋中部峰值位于4～5km高度,在美国西部在5～7km的位置.通常,亚洲沙尘的区域尺度输送主要受近地面层东亚冬季风的控制,沙尘穿越太平洋的跨洲输送模式与全球尺度的大气环流变化紧密相关,特别是受中纬度西风带的影响.关于黄土高原黄土物质的沉降和堆积,近地面层东亚冬季风起到的是控制性的作用,沙尘在黄土高原的沉降以干沉降为主.晚第四纪黄土-古土壤中的90%以上是亚洲沙尘粒子的沉积物,不到10%受到了再作用过程的影响.     

后记之一

有关黄土是由大量的降尘物质堆积演化而成的看法，即通常所说的“风成学说”，已被愈来愈多的第四纪科学家所接受。近年来，有的学者提出了我国北方黄土层以下的红粘土的原始物质源自降尘的看法。黄土区以及大部分由黄土物质重新堆积形成的华北平原是中华文明的摇篮，如果地质时期没有大量的粉尘堆积并继而形成有利于农业耕作的广袤的黄土区，那么中华文明的发展大概又该是另外一种模式了。从这个角度看，沙尘及由它导致的粉尘堆积并不是毫无积极意义的地质事件。不过，到了人类文明高度发展的今天，沙尘事件却愈来愈成为困扰人们的日常生产…     

城市生态环境受远源沙尘暴影响的研究实例

20 0 0年 4月 5日至 8日 ,我国西北地区北部、华北、东北南部和黄淮地区发生了大范围的扬沙或沙尘暴。 4月 7日下午至夜间 ,吉林省长春市出现浮尘与降雪相间的特殊天气过程 ,最终形成了特殊的“泥雪”景观。市区地面存留的降雪分为截然不同的上下两层 ,上层浅黄色而下层洁白。远源沙尘集中在上层 ,为研究降尘提供了绝好的样品。笔者对降尘雪样进行了研究 ,取样时间为 4月 8日早晨 ,地点选取长春市区中西部解放立交桥、民航机场、文化广场、南湖公园四处 ,每取样地点采取上层含降尘雪样各 2份 ,每份样品的采集面积为 50ｃｍ×50ｃｍ。据 4个…     

《翁同龢日记》记录的19世纪后半叶北京的沙尘天气?

依据清代《翁同龢日记》中天气状况的描述，整理出公元1860～1898年间逐月的沙尘天气日数，基于记录完整月份的沙尘天气日数，统计分析了公元1860～1898年北京沙尘天气日数的平均状况和变化特征。分析发现公元1860～1898年，北京年均沙尘天气记录为10.4天，即使不考虑与现代观测记录标准的差别，亦肯定高于1990年代7.7天/年的平均频次；春季是沙尘天气的高发季节，其占全年沙尘日数的百分比达到70%，其中4月和5月两个月的接近53%；其次为冬季，占20%。与公元1961～2000年相比，公元1860～1898年的春季沙尘天气日数百分比偏高10.9%，沙尘天气在春季的集中程度明显偏高。公元1860～1898年间，年沙尘日数和春季沙尘日数均呈波动减少之势；研究时段内，共出现23次2天以上连续（或持续）的沙尘天气过程，最长的一次持续了4天。这些发现将有益于研究气候变化对沙尘天气影响和分析北京沙尘天气的演变规律。     

新疆罗布泊45 ka BP以来沉积物粒度敏感组分记录的区域沙尘活动历史

采用粒级标准偏差法对新疆罗布泊新湖湖心区KY01孔0～8 m沉积物提取了对环境变化敏感的两个粒级组分：3.5～6.2 μm(组分1)、20.7～63.4 μm(组分2)和一个相对不敏感组分：8.9～14.3 μm(组分3)。结合湖泊沉积物粒度一般分布规律、黄土和现代降尘等大气悬浮颗粒物沉降特点,推测3个粒度组分分别指示钻孔所在位置与湖心的相对距离、区域沙尘活动强度和非沙尘活动的粉尘输入强度。根据粒级敏感组分2和AMS14C测年数据重建了该区近4.5万年以来的沙尘活动历史。在过去的4.5万年,罗布泊地区沙尘活动增强主要出现在44.7～44.5、44.2～44.0、41.4～38.8、38.4～37.4、36.4～36.1、34.8～34.5、33.5～32.9、32.5～32.2、31.9～31.5、29.9～29.5、25.6～12.3和8.9～7.8 cal ka BP期间,这些时间段多数对应于以格陵兰NGRIP冰心δ18O记录所代表的北半球气候变化冷阶段或冷事件,说明该区沙尘活动的强弱与全球降温事件所引发的冷干气候密切相关。     

北京2002年3月20～21日尘暴过程的降尘量与降尘粒度特征

本文对2002年3月20～21日发生在北京地区的一次尘暴过程进行了降尘量和降尘粒度的研究。通过对分时段监测取得的13组降尘样品进行降尘量和粒度测定,结合风速变化情况,可将本次尘暴分为尘暴前期和尘暴后期两个过程。降尘量和粒度参数值在尘暴前期和后期都呈现不同特征。结论认为,风速是降尘量变化的重要因素。当风速进一步增大时,降尘量反而有所下降。说明北京地区尘暴降尘量除受本地风速影响外,还与粉尘浓度等特征有关。尘暴降尘的粒度基本呈双峰态分布。本次尘暴初始降尘主要为细粒径颗粒,尘暴前期降尘粒径随风速而变化,尘暴后期降尘粒径基本维持在5～6之间     

太平洋北部铁锰结核富集区沉积物的元素地球化学特征

本文对太平洋北部铁锰结核富集区沉积物的元素地球化学作了较为详细的研究。因子分析提供的信息表明,元素的分布主要受三个因子控制:（1）粘土及Fe、Mn氧化物水化物胶体的吸附作用;（2）生物化学作用过程有关的自生沉积作用;（3）海底页岩风化及附近海区的火山喷发作用。元素的来源:（1）Fe、Mn、Cu、Co、Ni、Zn、Cr、Cr、Mg、Al、Ti、K共生,主要来自粘土吸附;（2）C_有机、N、Sr、Na及Si、Ca、Sr主要来自生物化学过程沉积;（3）Pb主要来源于岩石碎屑（火山喷发碎屑）。     

The geochemistry of major and selected trace elements in a forested peat bog, Kalimantan, SE Asia, and its implications for past atmospheric dust deposition

Biogeochemical processes in a forested tropical peat deposit and its record of past atmospheric dust deposition were assessed using the vertical distribution of lithophilic and plant essential elements in a dated core profile from Borneo, SE Asia. Peat formation started ∼22,120 ¹⁴C yr before present (BP), and Ca/Mg mass ratios of the solid peat and very low ash contents indicate a strongly ombrotrophic character throughout the deposit, implying that most of the inorganic fraction has been supplied exclusively by atmospheric inputs. Concentration profiles of Mn, Sr, and Ca suggest a very minor influence of chemical diagenesis in the underlying sediments. Silicon, Ca, Mg, P, S, and K show a strong and extended zone of enrichment in the top 200 cm of the profile, indicating that biological accumulation mechanisms are much more extensive than in temperate peat bogs.In the lower core sections, where the element distribution is dominated solely by past atmospheric deposition, average Al/Ti ratios are similar to the upper continental crust (UCC), whereas Fe is slightly enriched and Si is strongly depleted: this condition favors highly weathered tropical soil dust as the main inorganic mineral source. Significant correlation of Al, Fe, Si, S, Ca, and Ti with the lithophilic elements Y and Zr suggests that the distribution of these elements is controlled by sources of atmospheric mineral dust. The Ca/Mg, Ca/K, and Mg/K ratios of the collected rainwater samples are similar to the global average of continental rainwater and suggest a continental character for the site. This is supported by the similarity of the average concentration of Br, Mg, Ca, and S to that in temperate continental and maritime bogs in Switzerland and Scotland.The concentration profiles of Si, Fe, Al, and Ti show distinct peaks within the profile, implying enhanced dust deposition, reduced rates of peat accumulation, or possibly both owing to climatic changes during the Holocene. Enhanced dust deposition between ∼10,830 and 9060 ¹⁴C yr BP is tentatively interpreted as a Younger Dryas-like event with dust fluxes of ∼10.8 mg/m²/yr. The variations in Al/Ti and Fe/Ti profiles suggest that mineral dust sources have been changing constantly during the Holocene, with local sources being dominant between ∼7820 and 9500 ¹⁴C yr BP and long-range transport (derived most likely from China) being important during the late Pleistocene and early Holocene and from ∼7820 ¹⁴C yr BP to the present.     

攀枝花市大气降尘的地球化学特征

运用ICP-MS和ICP-OES分析了攀枝花市不同时段不同地点大气降尘中重金属元素含量,并对大气降尘中重金属的地球化学特征进行了分析,得出以下结论:①攀枝花市大气尘中As、Co、Mn、Pb、Ti、V的含量,与四川省其他城市相比均偏高,Zn的含量相对较低;②Cd、Mn、Pb主要分布在冶炼区和石灰石矿区,Co、Cu、Ti主要分布在石灰石矿区,Cr和V主要分布在冶炼区,As在仁和河富集较为富集,Zn集中在排土场附近,Fe集中在冶炼区和煤矿区;③除Pb外,其余十种元素旱季含量基本都高于雨季,而雨季Pb的含量却明显高于旱季。通过主成份分析,得出了在攀枝花市大气降尘中,重金属元素的来源主要为矿山污染和开采过程中产生的废水、废气。     

北京地区盐碱尘暴粉尘物质的主要来源

北京的"沙尘暴"在地质学研究分类中应属于尘暴,且属含大量盐碱物质(水溶盐物质)的盐碱尘暴。盐碱尘暴对人体健康和经济发展造成严重威胁,已引起普遍关注。通过调查北京尘暴源区蒙古国东南部和中国内蒙古中部、河北省西部地区表土和部分降尘的理化特性,为探讨北京盐碱尘暴粉尘物质的来源提供新的证据。对尘源区农耕地、沙化土地、退化草地、撂荒地、沙漠、沙地等不同代表性区域的表土进行较系统的采样,收集北京和部分尘源区附近城镇的大气降尘,分析其水溶盐和水溶性元素或离子的含量、酸碱度、粒度、比重、起尘风速。结果表明,干盐湖盆区以高百分含量的细微粉尘物质(200目)、水溶盐含量和部分水溶性元素或离子(如Na、Cl-)为主要特征,其较高的pH值、极小的粒径、很大的比表面积、偏小的比重、偏低的起尘风速等,与北京及尘源区附近城镇大气降尘的特性相对应,明显不同于沙漠、沙地、沙堆和农耕地、撂荒地、退化草地等,因此推测干盐湖盆区是现阶段北京盐碱尘暴最主要、最关键的源区之一。而水溶盐含量、粒度大小、酸碱度、比重、起尘风速等,是判断北京盐碱尘暴粉尘物质来源的关键性指标。     

中国盐湖的基本特征

盐湖中蕴藏着富饶的非金属和稀土矿产资源,盐湖沉积序列对研究干旱-半干旱区的古气候古环境演变,也占有重要的地位。本文综合现有资料,论述了中国盐湖的分布、水化学特征和盐湖类型、盐类矿物、盐类物质来源以及成盐期的基本特征。     

赣北风沙-粉尘堆积体系元素地球化学变化特征及其对黄土物源示踪意义

粉尘的搬运与堆积过程,理论上是不同粒径的岩屑与矿屑颗粒被风力分选并依次沉降的过程,而元素在不同粒级的岩屑与矿屑的富集程度有所差异;因此,对岩屑与矿屑颗粒分选,在一定程度上是对地球化学元素的分选。因此,基于元素地球化学对黄土粉尘示踪研究中,单一节点或(和)剖面均不具有对粉尘源区的严格代表性,通过比较单一节点或剖面的元素地球化学而进行物源示踪的方法往往存在较大的不确定性。本文通过对中亚热带赣北鄱阳湖地区芙蓉-周溪一带的风沙-粉尘堆积体系常量和微量元素的多维度统计分析,发现地球化学元素及其元素对均存在系统性的分选与分异特点。稳定元素(如Al、Ti、Zr、Nb、Lu、Hf、Ta)及其元素对随距物源区的远近呈现线性、指数或对数等的单向变化特点,其变化幅度在沉积体系中可达31%~42%;在二维和三维散点图中其元素对的投影轨迹,是一个有方向的线状或者带状区域。这表明,风沙-粉尘堆积体系内元素地球化学从上风向到下风向是单调变化的,传统上基于元素地球化学的黄土粉尘物源示踪,通过判断投影区域的远近而进行示踪分析,在理论上有一定缺陷。初步建议,未来的元素地球化学示踪应避免单一剖面元素示踪的方法,而应根据粉尘堆积体系的分布情况系统采样,通过揭示粉尘堆积体系元素地球化学的系统特征来开展基于地球化学元素的黄土粉尘物源示踪研究。     

Even-numbered <Emphasis Type="Italic">n</Emphasis>-alkanes/<Emphasis Type="Italic">n</Emphasis>-alkenes predominance in surface sediments of Gabes Gulf in Tunisia

We investigated the mineral composition and trace element contents of dustfall with different deposited phases at the Minqin Oasis, in China’s Hexi Corridor. The contents of elements such as Pb, Cd, Cu, As, Sb, Se, Rb, Cs, and Ba (believed to be of anthropogenic origin) indicated that the significance of human impacts on dust emissions increased from 1970s to the early 2000s. However, variations in the content of elements including Sc, Mn, Na, Cr, V, Eu, Ce, Nb, Zr, La, and Ce (believed to originate from natural processes such as physical and chemical weathering) show no obvious changes in the major potential dust source areas (PSAs) in this region. In addition, analysis of the assemblage of trace elements in dustfall indicated that the elements assumed to originate from anthropogenic and natural processes appear to be intertwined, leading to difficulties and uncertainties in identifying the PSAs and evaluating the significance of human impacts on dust emissions. Comparisons of the element contents of dustfall collected in Beijing and Minqin with similar data for Beijing show that under different conditions some differences in ranges are permitted; the contents of most trace elements were similar even though the dustfall in the two areas came from different sources. These results suggest that before attempting to identify major PSAs, researchers should perform an integrated analysis that includes the mineral, elemental, geomorphological, vegetation cover, climatic conditions, and other characteristics of the regions being studied.     

全新世时期北京-张家口地区与黄土高原地区风成系统的差异

近年来,中国北方的沙尘暴对北京地区的影响越来越受到人们的重视,从地质记录上分析研究北京—张家口地区沙尘暴的粉尘来源对确定重点治理区、改善北京地区的大气环境质量具有积极意义。黄土是地质时期沙尘暴形成的风成沉积物,其粒径分布蕴含了粉尘搬运过程中的大气环境信息,本文利用黄土-古土壤沉积的粒径分布特征,分析了北京—张家口地区和黄土高原地区风成系统的差异,并根据粉尘动力学原理,结合遥感信息揭示的地面风蚀痕迹,探讨了北京—张家口地区黄土粉尘的主要来源,指出北京—张家口地区和黄土高原地区分属不同的风成系统,有不同的粉尘源区和不同的大气动力条件。北京—张家口地区大气动力强度大,粉尘源区近,粉尘主要来自阴山以北的内蒙古苏尼特右旗—二连浩特方向,与浑善达克沙地关系不大,也与黄土高原地区主要粉尘物源区不同     

Geochemical criteria of the Upper Sinian cherts of hydrothermal origin on the southeast continental margin of the Yangtze plate

The Upper Sinian bedded cherts are widely distributed on the southeast continental margin of the Yangtze plate, with a total thickness ranging from 20 to 150 m. The cherts are very simple in chemical composition, with the contents of siliceous minerals exceeding 90% and those of other mineral species being very low. The total content of trace elements is considerably variable. The contents of most trace elements are low as compared with their crust clarke values. But these cherts are very rich in the trace elements Ba, As, Ab, Ag and U, coupled with relatively high contents of Fe, Mn and low contents of Al, Ti, and Mg. It can be identified as the cherts of hydrothermal origin in terms of the values of Fe/Ti, (Fe + Mn)/Ti, Al/ (Al + Fe + Mn) and U/Th. In the Al-Fe-Mn, and Fe-Mn-(Cu + Ni + Co) × 10 diagrams and lg [U]-lg[Th], Cr-Zr diagrams, all the samples from the area studied fall within the hydrothermal sediment field. All these characteristics show that the cherts are mainly the product of hydrothermal processes. The fact that the δ³⁰Si values of the chert range from 0.0‰ to 0.7‰ with §¹⁸O from 20.l‰ to 23.6‰ clearly manifests that the submarine hydrothermal water is the main source of silica.     

长江中下游地区地下水中化学元素的背景特征及形成

本文论证了长江中下游地区地下水中钾、钠、钙、镁、硅、铁、锰、铬、镍、钒、钴、钛、钼、铜、铅、锌、砷、汞、镉、铍、锂、锶、硼、氟、氯、溴、碘的背景特征、形成及分布规律,探讨其与地下水的含水介质成分,上覆岩土性质、氧化还原环境、地下水的径流条件和矿化度以及地下水的酸碱度之间的关系。