南极无冰区生态与环境变化在粪土层中的记录

The accumulative profiles of seabird and sea animal excrement together with the depositional sequences influenced by the excrement have been utilized to reconstruct the historical populations of Antarctic penguins and seals, also to study the eco-geology in the ice-free areas of Antarctica and Arctic. The historical populations of Antarctic penguins show dramatic fluctuations, the period of sharp decrease coincides well with Neoglaciation, and extremely cold or warm climate conditions are unfavorable for the survival of Antarctic penguin. The historical change of seal population seems to be related to climatic variations, sea-ice coverage and its forage behavior. The fluctuations of Hg (mercury) in the seal hairs and the sediments influenced by seal excrement were found to be closely associated with ancient gold and silver mining activities and the ancient civilization over the past several thousand years.     

巴音戈壁盆地下白垩统热水沉积岩地球化学特征及成因探讨

巴音戈壁盆地因格井坳陷下白垩统巴音戈壁组热水沉积岩具有独特的沉积构造和矿物组成,本文通过岩石学、矿物学和地球化学的综合研究,详细描述巴音戈壁组湖相热水沉积泥岩特征。研究区泥岩可划分为以下5种类型：网脉状泥岩、斑点状泥岩、块状泥岩、纹层状泥岩和同生变形泥岩。矿物成分主要为白云石、铁白云石、方沸石、钠长石、伊利石和石英, 并且在纵向上表现出明显的规律性,随着深度的增加白云石含量逐渐增加,对应的方沸石含量逐渐降低。泥岩中富集Ca、Mg、Mn等元素,具有LREE富集,HREE亏损,Eu负异常（δCe=0.96～1.06）的特征。碳、氧同位素呈现出δ13CvPDB（2.35‰～5.51‰）偏正,δ18OvPDB（-1.26‰～-10.16‰）偏负的特点,分析结果表明热水沉积岩形成于封闭的咸水湖泊环境,形成温度为36.23～79.9℃,平均值为51.21℃,属于低温“白烟囱”型热水沉积;硫同位素变化范围较大（-34.98‰～24.93‰）,分析结果表明位于喷口附近的黄铁矿受热液影响较大,δ34S值较高,但随着深度的减小,热液的作用降低,微生物作用加强,δ34S值逐渐减小,呈现出热液与微生物共同影响的特征;锶同位素表明热液流体为壳源与幔源混合流体。     

历尽百年沧桑把脉大连风雨

2018年1月,大连国家基本气象站首批获得“中国百年气象站”认定,并被列入中国气象站重点保护名录,得到地方政府保护承诺,确保能够长期开展气象观测、累积气候资料,这对气候变化研究、生态文明建设、发挥气象数据科学支撑作用等具有重要意义。     

内蒙古巴音戈壁盆地因格井坳陷下白垩统湖相热水沉积岩特征及成因*

内蒙古巴音戈壁盆地因格井坳陷下白垩统巴音戈壁组上段是中国高放废物黏土岩处置库重点预选区段。通过对该段沉积岩开展岩石学、矿物学和地球化学等研究,发现该热水沉积岩岩相呈深灰色、灰色,具有纹层/条带状、网脉状、同生变形、“斑状”、块状共5种典型构造,主要矿物组分为白云石、铁白云石、方沸石、伊利石、钠长石和黄铁矿。依据主要矿物组分,将热水沉积岩分为混积岩、泥质白云岩、泥质沸石岩及含白云石沸石泥岩4类。地球化学测试结果表明: 热水沉积岩中主量元素铁、锰富集;深源气液型微量元素Mo、Sb、Zn、As、Sr、Ba丰度相对较高;稀土元素总量变化范围大,平均值为119.85μg/g,轻稀土明显富集,重稀土亏损,δCe未见明显亏损(平均值0.99),δEu中等偏强的负异常(平均值0.62);δ¹⁸O值以负偏为主。根据氧同位素值计算出的热水沉积物形成温度介于40.41~64.87℃之间,Fe-Mn-(Cu+Co+Ni)三角图解中热水沉积物均落入喷流沉积区。结合区域构造背景,认为该套热水沉积岩是在干旱的气候条件下,偏还原的半咸湖—咸湖湖水与深部岩浆热液相互作用形成的低温“白烟型”热水沉积岩,其中阿尔金断裂带在100—120Ma的活动是热水沉积岩形成的主控因素,其为白云化流体提供了运移通道。对巴音戈壁盆地下白垩统巴音戈壁组热水沉积岩的研究,有助于确定高放废物黏土岩地质处置库重点目标层位。     

西准噶尔白杨河铀矿床沥青铀矿矿物特征及形成环境

白杨河铀矿是我国新疆地区典型的铀-多金属矿床,为查明该矿原生铀矿物特征,进一步探究沥青铀矿的形成与保存环境,本文利用偏光显微镜、扫描电镜、电子探针等多种研究手段对该矿床中的沥青铀矿开展了矿物学研究工作,并利用激光拉曼和碳硫仪对与原生矿体空间关系极为密切的黑色断层泥开展了研究。结果表明,本矿床形成的原生沥青铀矿主要赋存在热液脉中,矿石组构包括:碎裂结构、花岗状压碎结构、斑状压碎结构、交代反应边结构;黑色断层泥含有一定量的有机碳(TOC为0.24%～1.07%),拉曼测试结果显示出较强烈的碳质峰。沥青铀矿不同程度地遭受流体改造作用,使得矿物化学成分极其复杂。随着流体改造程度的增加,UO_2、PbO呈现降低的趋势,Nb_2O_5及ZrO_2含量则表现出升高的趋势,显示在后期的流体改造作用过程中,铀被活化迁移的同时,流体还带来了丰富的Nb和Zr等元素。进一步分析认为富有机碳的断层泥在成矿过程中可能为U~(6+)的易溶络合物还原为沥青铀矿沉淀提供了有利条件,并且在沥青铀矿形成后起到了一定程度的保护作用。     

Feasibility of using reflectance spectroscopy for the analysis of bio-element concentrations in Antarctic ornithogenic sediments

Compared with traditional chemical analysis methods, reflectance spectroscopy has the advantages of speed, minimal or no sample preparation, non-destruction, and low cost. The present study explored the application of the reflectance spectroscopy within near ultraviolet-visible-near infrared region to predict bio-element compositions in the ornithogenic sediments from the maritime Antarctic. A total of 106 samples were taken from four ornithogenic sediment cores on the Ardley Island of Antarctica, 68 samples were used for building calibration equation, and 38 for prediction of nine bio-elements including P, Ca, Cu, Zn, Se, Sr, Ba, F and S. Three multivariate statistical analysis techniques, including stepwise multiple linear regression (Stepwise-MLR), principal component regression (PCR) and partial least squares regression (PLS) were used to develop mathematical relationships between the spectral data and the chemical reference data. The results showed that the regression models constructed by PCR and PLS models have no significant differences, and obviously supervisor to Stepwise-MLR. The correlations between spectra-predicted and chemically analyzed concentrations of nine bio-elements are statistically significant, and the concentration-versus-depth profiles predicted from reflectance spectra using PLS calibration model are consistent with those from actual chemical analysis. These results demonstrated the feasibility of using reflectance spectroscopy to infer bio-element concentrations in the ornithogenic sediments, and thus it is suggested that the reflectance spectroscopy could provide a rapid and valuable technique to indirectly identify whether the sediments were influenced by penguin droppings in the Antarctic region.     

大鹏液化天然气接收站冷排水对附近海域温度场影响的数值模拟

液化天然气(Liquefied Natural Gas,LNG)在接收和气化的过程中,需要使用海水提供热能,导致LNG接收站向海洋中排放大量温度相对较低的海水,引起一定范围内海水温度异常变化,而温度是海洋生态系统的重要影响因子,直接影响海洋生物生长和繁殖过程。利用ECOMSED(Estuaries and Coastal Ocean Model With Sediment Module)三维水环境数学模型对大鹏LNG接收站附近海域进行数值模拟,得到接收站附近海域温度场分布情况,并将温降区域划为包含-5~-4℃,-4~-3℃,-3~-2℃,-2~-1℃和-1~0℃的区域,结果表明:表底层温降区域的面积在-5~0℃的范围内逐渐增大,在-1~0℃区域内面积最大,并且底层温降区域的面积明显大于表层。     

中全新世暖期与未来气候变暖情景下东亚夏季降水变化相似型分析

利用中全新世暖期和21世纪末期的多模式气候模拟资料,对这两个时期东亚地区夏季降水变化相似型进行分析。结果表明,东亚地区中全新世与21世纪末气候变暖情景下的夏季降水变化分布型存在一定的相似性,尤其反映在两个关键区上:青藏高原南部降水变化均出现增多,增幅达到1.5 mm/d以上;新疆西南部降水变化均出现减少,减少幅度达到0.1 mm/d以上,且中全新世降水模拟变化结果与地质气候记录定性吻合。因此东亚地区全新世暖期夏季降水变化在一定程度上可作为未来夏季降水变化的历史相似型。     

核素迁移的示踪试验研究综述

按地下实验室或处置库的不同主岩,简述了以花岗岩,岩盐,粘土岩和凝灰岩等作处置库主岩的核素迁移示踪试验的研究现状,重点介绍了以花岗岩作高效废物处置库主岩的示踪试验方法和进展。