“深时环境、气候与生命”主题专辑目次

<正>当前由于全球变暖趋势不断加剧,逐渐升高的大气CO_2浓度使地球向更温暖的气候状态发展,可能在未来百年尺度内达到"温室气候"。这种气候恰好不属于人类演化过程中和当前所处的"冰室"气候状态。因此,国际科学界面临的重大科学命题就是,地球如何从冷变暖进入"温室气候"状态?变暖过程中地表环境-气候-生物体系的变化及其相互关系如何?为了深入理解这种变化,以探究"深时(Deep     

山区找水的“相对衰减时法”探讨

实测资料表明,二次电场衰减时与视电阻率关系点分布区的下限存在正向密切区间、反向密切区间和不密切区间,即衰减时与视电阻率关系十分密切.忽视视电阻率的变化,有可能造成激电找水效果上的失误.针对衰减时与视电阻率关系的区间特性,我们采用“相对衰减时”的概念作为激电找水的含水因素(相对衰减时S_R＝ρS/_s).采用该参数的实际意义在于反向密切区间突出了含水异常,正向密切区间消除因极距增大引起的非水异常.因此,相对衰减时在研究山区地下水的富集情况时灵敏度较高.应用相对衰减时法在不同水文地质条件的山区找水中,取得了较好的效果,特别是在我国著名的玫瑰泉地下水工程中,在电阻率法和常用的衰减时法解释推断有困难时,能比较准确地确定了富水区,成井后获得水量6万t/d,建成大型农业地下水源地.     

始新世-渐新世界线的全球气候事件：从“温室”到“冰室”

新生代以来,全球气候在持续不断的变冷,从两极无冰的"温室地球"变为现今两极终年有冰的"冰室地球",经历了多次冰盖扩张的变冷事件。始新世-渐新世界线（E/O）附近,δ¹⁸O值大幅度正偏,在短期内由 1．2‰迅速增加到 3．0‰,底层海水温度从12 ℃降低为 4．5 ℃。保存在大洋和大陆中的记录表明：E/O界线附近,全球气温大幅降低,海陆生物均有不同程度的灭绝,指示了气候变冷、变干的趋势。始新世-渐新世转换期间,南极洲与澳大利亚之间的塔斯曼尼亚海道和南极洲与南美洲之间的德雷克海峡（DrakeStrait）相继打开,形成环南极洋流,从而阻止赤道地区的热量向南极传送,导致南极大陆"热隔绝",使南极大陆东部为冰川所覆盖。最近的研究显示,E/O事件是与大气CO₂含量快速变化密切相关的瞬时气候变化,其变化速率类似于现今地球由于人类活动引起大气CO₂的变化,表明大气CO₂浓度的变化在这一事件中起了极为重要的作用。     

“泥科学与应用技术”的提出及研究进展

随着社会经济的发展,以淤泥、污泥为代表的各种泥状物产量巨大,接近于城市垃圾的数量。而各种泥的性状及污染物种类非常复杂、多样,经济、安全地进行各种泥的处理和利用已经成为一个重要的问题。各种泥状物虽然种类不同、成分各异,但具有很多共同的物理、化学性质。在处理方面也具有以脱水为主的减量化、以污染物稳定为主的无害化、以改变性质后进行利用为主的资源化的途径上的一致性。此外,泥所具有的一些特殊性质也能够被利用来解决一些特殊的问题。长期以来,各种泥的科学研究和处理技术分布在各行各业,使用的概念、指标不能统一,技术和方法隔离发展,影响了对于泥的基础理论和技术的发展。针对这些问题,提出了建立“泥科学与应用技术”的学科方向,对于泥的主要种类和问题,处理泥中所遇到的热点问题以及几个典型的研究进行了综述,为解决泥的问题进行了分析和总结。     

“泾渭分明”的现代特点分析

清浊变化是指常年及汛期的含沙量及输沙量变化。泾河年均径流量仅为渭河的1/2倍(资料截止1997),输沙量却为渭河的2.35倍,含沙量为渭河的4.57倍。现在是泾浊渭清。输沙量与最大流量间为正相关关系,相关系数渭河为0.7516,泾河为0.8279。输沙量季节集中的程度更大,最大月输沙量占年输沙量的71.23%,最大月径流量占年径流量的39.22%。渭河较小的输沙量在于气候干旱导致的径流量减小。泾河较大的输沙量在于泾河流域现代人为活动对生态系统破坏更为严重。     

我国“九五”遥感技术与应用研究发展战略与对策

概要介绍了卫星遥感，微波遥感，三Ｓ一体化等国际遥感技术发展热点，遥感参与全球变化研究，区域发展，减灾防灾的应用研究进展，以及遥感走向实用化，商业化，国际化的发展趋势，详细分析了“六五”、“七五”、“八五”我国遥感技术与应用研究现状，三个五年攻关的效果显著，我国的遥感技术与应用研究发展迅速，在整体水平方面处于发展中国家领先地位，但与美国，欧共体等发达国家尚有较大差距，阐述了中国遥感技术与应用研究发展     

李希霍芬和“中亚人与环境”

德国地质、地理学家李希霍芬(Ferdinandvon Richthofen,1833年5月5日～1905年10月6日)是外国地质学家中,对早期中国地质学有重要贡献的一位学者。他对中国黄土成因的风成学说,不仅广为人知,而且影响深远,直至今天。1933年5月5日在他诞辰100周年的时候,德国举行了“李希霍芬日”;中国地质学会举行了纪念活动,在会上,翁文灏和斯文·赫定^[1,2]根据当时的科学进展,对李希霍芬在中国的地质、地理工作做了总结性的论述。2005年10月6日在他逝世100周年之际,德国将举行以“中亚人与环境”为主题的国际科学讨论会。这是从当代的科学进展出发重新认识李希霍芬的一次具有时代意义的     

“陆相层型”建立的认识与思考

从总结陆相侏罗-白垩纪地层界线的研究成果和工作方法,结合国际地层委员会“修订准则”和国际地层指南的规定,论述了建立“陆相层型”的紧迫性、理论和方法。我国陆相地层极为发育,但研究明显滞后于海相地层,主要问题是缺乏划分对比标准。目前以海相地层研究建立的层型尚不能应用于陆相地层,况且一些地质断代还未建立层型。陆相地层研究要先建立自己的标准。与海相地层比较,陆相地层在同位素测年、磁性地层划分和事件地层学研究方面具备建立层型的优势,同样可以找到分布广泛和利于大范围地层对比的化石门类。建立陆相层型的关键是找到沉积连续、化石丰富和暴露完全的剖面。陆相层型可以“单位层型”与“界线层型”建立并举,有条件的地质断代还是要重视建立“界线层型”。生物地层学研究一定要以恢复演化谱系或发生序列为基础,界线化石标志应该选在其“首现”层位。“陆相层型”的建立应强调多学科、多门类、多方法的综合研究。     

对“地球化学延拓模型”的反证

我在本刊1992年第6期上曾发表一短文[1],评论了沈国平的“应用地球化学三维延拓评价异常深部含矿性”的文章[2]。我认为沈所用的三个延拓模型存在不合理及矛盾。而沈在文章中所依据的理论方法则来自吴锡生的“多元统计在地球化学异常评     

“重大地质事件与成矿”主题专辑目次

地球作为太阳系或银河系的行星之一,以其独特的富氧水气系统和海陆格局为人类提供了生存条件,是人类的唯一家园。与太阳系其他行星相比,其形成演化历史具有特殊性,始终是人类探索的焦点。地球演化史是一部渐变和突变的交响曲,是地球内部物质和能量与表层系统（大气圈水圈生物圈岩石圈表层）相互作用、交换的结果。人类对地球演化历史的认知,突出地表现在由国际地质科学联合会（IUGS）每四年修订颁布一次的地质年代表（Geologic Time Scale,GTS）上。GTS的重要分界都是地球演化史上的重大地质事件,是国际地学领域长期研究的焦点。GTS是开展区域性研究的权威性标尺,各国科学家都竞相将自己的研究成果体现于GTS中。 由地球内部能量诱发的重大地质事件主要表现为超大陆聚合和裂解,超级地幔柱活动,陆壳大规模形成或增生,全球尺度的造山带隆起形成,等等;发生于地球表层系统的重大地质事件主要表现为生物大爆发或大灭绝,全球性冰川事件或气候变暖事件,大气圈水圈快速充氧或缺氧事件,等等。前一类事件的发生时间在全球各地不尽相同,后一类事件则相反,具有显著的全球一致性和等时性,这缘于大气对流和海洋环流的速度远远大于软流圈对流速度或板块漂移速度。此两类事件可以各自独立发生,也可以并往往相伴发生,甚至两种事件表现为因果关系,加大了溯源研究的难度和认识的不确定性,是地球科学研究的前缘性难题。 两类地质事件均可导致大规模成矿作用,促成巨量成矿物质快速堆积。例如,全球>90%富铁矿床来自古元古代条带状铁建造（BIF）,缘于大氧化事件;世界黄金储量和历史产量的40%以上来自南非威特瓦特斯兰德群（>23亿年）砂砾岩中的兰德金矿,兰德式金矿只出现在大氧化事件之前的砾岩中。我国金川超大型镍矿形成时间与罗丁超大陆裂解相当,此次裂解事件还造成了白云鄂博矿区的热液活动和稀土元素富集;世界绝大多数千万吨级斑岩铜矿床和世界第三大金矿床(阿尔马雷克铜金矿床)都形成于大陆边缘的陆壳增生造山过程;陆壳增生造山之后的碰撞造山作用则形成了世界第二大金矿穆龙套金矿和世界最大的秦岭大别斑岩钼矿省。造山纪末期肖德贝利陨石撞击事件造就了世界最大的铜镍硫化物矿床,镍产量占世界50％以上。可见,重大地质事件中的成矿规律是高效实施找矿勘查的重要支撑。 华北克拉通具有>38亿年的岩石,是中国境内最古老的陆块(核),较完整地记录了38亿年以来的重大地质事件。重大事件之一,就是23亿年环境突变事件或大氧化事件,伴随着全球冰川事件及条带状铁建造、碳酸盐的大量形成等。重要的是,大氧化事件正是基于华北克拉通研究而最早揭示和提出的,本专辑刊登了两篇专门研究该事件的论文。华北克拉通经历了多期多阶段的大陆裂解、陆壳增生和大陆碰撞,在其北缘形成了世界著名的中亚增生造山带,蕴含了大量富有特色的金属矿床。针对这类地质事件,本专辑有11篇论文专门讨论。此外,作为研究重大地质事件与成矿的基础,本专辑还收集了4篇论文专门探讨成矿新类型和新理论及地质成矿研究的新方法、新手段。 感谢所有作者（包括论文没有在本期刊登的论文作者）、审稿专家和编辑部人员为本专辑出版所付出的辛勤努力。     

“国际地质相关性计划”的新项目介绍

“国际地质相关性计划”理事会于1987年2月2日至6日、举行第15次会议,批准了8个新项目计划,主要是: 1、第252号计划—沙漠的过去与未来的演化研究(1987—1991)。 研究现代沙漠15万年以来的地质和生物演化,以及这些演化同天文、地球物理和海洋之间的相互关系,这些研究将围绕着沙漠的形成和变迁进行,评价目前正受沙漠化威胁区域的自然气候变化趋势和人类活动作用情况。本项目将采用多学科的方法重建正在扩大中的干旱地区的水文地质、生物地质和人类的变化,了解它们未来的变化模式或概况。     

新编世界地图的“双经双纬”学术思想

传统世界地图于明朝万历十二年(1584年)由西方传教士在广东肇庆绘制,并从此传入我国,距今已有400多年的历史。我国地处东、北半球,但是,我国现行的世界地图适用于表达中国与东半球的地理关系,却不适用于表达中国与北半球的地理关系;而国际上通行的传统世界地图适用于表达东、西半球的地理关系,其投影方法采用经线分割地球仪,是一种“经向世界地图”。与“经向世界地图”对应的是“纬向世界地图”,其投影方法采用纬线分割地球仪,适用于表达南、北半球的地理关系。为了准确和完整地表达中国与东、西、南、北半球的地理关系,项目组于2000-2002年提出并成功实施了“双经双纬”的设计方案：新编世界地图一套四种,“东半球版”和“西半球版”为“经向世界地图”,“北半球版”和“南半球版”为“纬向世界地图”。 在“新编世界地图”之前,国际上通行的“传统世界地图”有两种：一种是以东经150°为中央经线的太平洋格局的世界地图,我国现行的世界地图就是这种模式,另一种是以0°经线为中央经线的大西洋格局的世界地图。这两种传统世界地图以不同经线为中央经线,沿着经线方向切割地球仪,就如同将苹果纵向切开,故可称为“经向世界地图”。“经向世界地图”适用于表达东、西半球的地理关系,但却不适用于表达南、北半球的地理关系。例如,南极大陆的实际面积为澳大利亚面积的1.8倍,但在“经向世界地图”上,南极大陆的图形面积却为澳大利亚图形面积的3.8倍;再如,2002年9月中国国际航空公司开通北京经北极直飞纽约的航线,这条北极航线在“经向世界地图”上无法直观标注。 新编世界地图包含了以上两种“经向世界地图”,同时创编了两种“纬向世界地图”。“纬向世界地图”以不同纬线为中央纬线,沿纬线方向切割地球仪,如同将苹果横向切开,适用于表达南、北半球的地理关系。 新编世界地图的“东半球版”是以东经150°为中央经线的太平洋格局的世界地图,“西半球版”是以0°经线为中央经线的大西洋格局的世界地图,“北半球版”是以北纬60°为中央纬线的北冰洋格局的世界地图,“南半球版”是以南纬15°为中央纬线的印度洋格局的世界地图。 新编世界地图的“经向世界地图”与“纬向世界地图”互为补充,扬长避短,克服了数学投影所带来的不可抗拒的局限性。在“纬向世界地图”上,南极大陆恢复了原有的面积和形状,北京经北极直飞纽约的航线可直观标注。所以,“新编世界地图”具有不同视角的“全球化功能”和不同内容的“专题化功能”两大基本功能：以东、西、南、北四种视角,从经度、纬度两个方向,准确地将世界地理和中国与世界的地理关系完整地展现在读者面前,能直观地表达航海、时区、航空和南北极科考等专题内容。 新编世界地图已被国家科考采用并由国家图书馆收藏,所提出北斗卫星导航系统的“北扩方案”被国家采纳,为国防建设做出了重大贡献。 经国家有关部门批准,新编世界地图中的“南半球版”(大全开,1∶3 100万竖版《世界(知识)地图》)已于2014年由湖南地图出版社出版。     

关于地理学科“十五”重点项目的思考

1 "十五"地理学科重点项目的目标定位 尽管近几十年来地理学取得了骄人的成就,但地理学各分支学科和领域之间发展并不平衡.为此,应针对不同的学科和领域确立不同的目标定位.地理学科"十五"期间根据不同学科、不同领域的发展水平对重点项目分布做以下三方面的目标定位.     

“泥河湾层”的古地磁学初步研究

自本世纪二十年代以来,中外的地质和古生物学者曾对桑干河谷两岸出露的所谓“泥河湾层”进行过不少工作。1954年我国地质界正式提出把“泥河湾层”划归早更新世,从此“泥河湾层”就成为我国华北地区这一时期的标准地层。     

“干化蒸发”与“回灌重溶”——对鄂尔多斯盆地东部奥陶系蒸发岩成因的新认识

鄂尔多斯盆地东部奥陶系发育巨厚的蒸发岩地层,已有不少学者对其成因提出了不同的假设。本文通过对该区蒸发岩微相分布规律、剖面结构及地球化学等特征的分析,提出该区蒸发岩形成于成盐盆地与外海周期性隔绝的“干化蒸发”条件下的新认识。首次提出用“回灌重溶”机制来解释厚层石盐岩中的泥质薄夹层的成因、各种石盐岩颜色的成因及蒸发岩剖面中缺乏干化蒸发晚期阶段的钾镁盐层的原因,并由此提出 “溶积层”的概念。微相分析表明,在形成蒸发岩的盐坳盆地东部的水下古地形隆起上,发育有堤坝状的礁或生物丘等生物建隆,其在地形上的隆起构成了盐坳盆地与外海的障壁,在海平面下降期间可使盐坳与外海完全隔绝而进入干化蒸发阶段,从而形成了石盐沉积;由海平面上升所造成的突发性海水回灌事件又使先成的石盐层部分溶解（回灌重溶）,并由于不溶残余物的富集成层（溶积层）而阻止了下伏石盐层的进一步溶解。这是该区蒸发岩地层中缺少典型干化证据的主要原因。本区奥陶系马家沟组碳酸盐岩与蒸发岩间互分布的地层层序结构特征,主要受控于区域海平面变化旋回,碳酸盐岩主要形成于海侵期和高水位期,蒸发岩则主要形成于低水位期。     

“白云石（岩）问题”与湖相白云岩研究

 近30年来,微生物白云石模式推动“白云石（岩）问题”前进了一大步,大量的实验和实例证明微生物（硫酸盐还原菌、产甲烷古菌、中度嗜盐有氧细菌等）的代谢活动对于促进白云石低温沉淀起了关键作用。微生物白云石特殊的微结构、微形貌和稳定同位素特征是其主要识别标志。然而,该模式在微生物成岩规模、诱导机制、是否存在纳米细菌化石以及现代微生物白云石成因模式能否用来解释古代白云石的成因等方面仍存在较大争议。我国古代湖相白云岩因其时空分布广、成因机制多样等特点可为“白云石问题”的研究提供良好的条件。     

地质学科资助格局与“九五”资助初步设想

地质学科资助格局与“九五”资助初步设想田兴有，刘长春，应思淮，易善锋，姚玉鹏（国家自然科学基金委员会地球科学部北京１０００８３）１１９８６年以来地质学科的资助格局１９８６年以来地质学科面上资助项目（包括自由申请、高技术、地区基金、青年基金和优秀中青年...     

再论“田中线”和“滇西-滇东南生态地理（生物地理）对角线”的真实性和意义

通过对一些代表性地区植物区系的比较研究,探讨了对云南热带-亚热带植物区系生物地理分布格局有作用的"田中线"和"滇西-滇东南生态地理（生物地理）对角线"的真实性和意义。选择了滇西北独龙江植物区系、滇西铜壁关植物区系和滇南西双版纳植物区系及滇东南植物区系,对它们的科、属、种的相似性及其植物区系特征进行了比较。在科、属水平上,4个植物区系彼此间相似性系数分别在93％和60％以上,显示其植物区系有密切的亲缘。其中,滇东南植物区系与独龙江植物区系在科、属水平上的相似性系数最大,分别达98．7％和78．6％,尽管这两个地区地理位置相距最远。植物区系特征的比较也显示滇东南植物区系与独龙江植物区系有较密切联系。这些结果支持了所谓滇西北-滇东南"植物地理对角线"的观点。在种水平上,西双版纳植物区系与铜壁关植物区系最接近,这与它们的地理位置较近和基带均为热带生境是相一致的。也对这些生物地理界线形成的地质历史背景作了讨论。     

河南李官桥盆地“红层”划分的意见

李官桥盆地位于秦岭东段南侧,横跨豫鄂两省边界,分布于淅川、均县境内,面积约700平方公里。盆地为一不对称向斜构造,地层倾角平缓,出露完好,化石丰富,是河南省下第三系的代表性地区(图1)。该区“红层”的研究,始于1930年,李捷、朱森在盆地内范庄、指甲坡发现属于始新世的哺乳动物、龟类化石后,将其定为范庄统,隶属第三纪。1961年河南省石油队,首次将该套“红层”划分为玉皇顶、大仓房、核桃园、上寺四组,时代归于第三-白垩纪。嗣后,中国科学院古脊椎动物与古人类研究所、湖北地质研究所、北京地质学院及豫十二地质队等单位,对地层和矿产做了大量工作,积累了丰富的资料(表1)。