风尘堆积中SiO2/Al2O3值与粒度的关系及其对东亚冬季风的指示意义

在渭南及洛川剖面将基本未经历风化的黄土样品分离成8个粒级后进行化学分析, 结果表明, <50 mm的各粒级样品中SiO₂/Al₂O₃分子比与粒度f 值呈明显线性负相关, 即在<50 mm粒级范围内颗粒越粗, 黄土的SiO₂/Al₂O₃值越大; 而<50 mm各粒级的含量之和占全岩的98%以上. 在黄土层中, SiO₂/Al₂O₃与全岩粒度变化有较好的可对比性, 而在古土壤中SiO₂/Al₂O₃值反映出一系列全岩粒度无法揭示的信息.     

中国沙漠元素地球化学区域特征及其对黄土物源的指示意义

沙漠释放的矿物尘是大气气溶胶的重要组分之一.中国北方干旱半干旱沙漠、沙地和中国北方戈壁及邻近的蒙古国戈壁(下文简称戈壁)是亚洲风尘的潜在源区.然而,矿物尘源区常量元素特征缺少系统研究.本研究采集中国北方12个沙漠(地)及中蒙边境戈壁310个流动或半流动沙丘地表沙样,结合前人发表的数据,系统分析了中国沙漠表层样品常量元素特征,结果表明中国沙漠常量元素存在明显的区域差异性,可分四个区:(1)西部的塔克拉玛干、库姆塔格、柴达木沙漠;(2)中西部的巴丹吉林、腾格里、库布其和毛乌素沙漠;(3)东北的呼伦贝尔、浑善达克和科尔沁沙地;(4)戈壁和古尔班通古特沙漠.中国沙漠的SiO_2和CaO含量变化较大,SiO_2平均含量总体上呈现西低东高的变化趋势,CaO平均含量呈现西高东低的变化趋势(SiO_2和CaO平均含量在西部沙漠分别为64.5%和7.8%;戈壁为71.3%和2.2%;中西部沙漠77.6%和2.1%;东北沙地85.7%和0.8%).沙漠常量元素含量变化主要受控于两个方面:源区岩石的组成和新鲜物质的供给.西部沙漠新鲜物质供应充分,SiO_2/(Al_2O_3+K_2O+Na_2O)低,源岩具有高铁镁质和高碳酸盐物质的特征;而东北沙地缺少新鲜物质供应,SiO_2/(Al_2O_3+K_2O+Na_2O)高,原岩含钾长石等花岗岩物质,表现高SiO_2和K_2O含量特征.通过SiO_2/10-CaO-Al_2O_3、(K_2O+Na_2O)-CaO-Fe_2O_3和CaO-Na_2O-K_2O等三角图解可较好地将各个区域的沙漠加以区分.黄土丰富的碳酸盐矿物,结合Fe_2O_3/Al_2O_3和K_2O/Al_2O_3等其他元素地球化学特征,我们认为西部与中西部沙漠可能是黄土高原黄土潜在的物源区.     

黄土高原黄土粒度组成的古气候意义

对黄土高原西北 东南方向一条断面上 3个末次间冰期以来的黄土沉积剖面进行了间隔 5cm的粒度测量 ,分粒级研究了各颗粒组分的古气候意义 .结果表明 ,黄土高原黄土粒度组成中不同粒级组分的古气候意义不同 ,并且各粒级组分界线随着研究地区的不同而发生变化 .同时发现 ,黄土粒度分布中可以分离出具有全球的和区域的古气候意义的颗粒组分 .其中较粗颗粒含量变化与东亚冬季风强度变化正相关 ,它具有全球的古气候意义 ;较细和细颗粒含量变化与东亚冬季风强度变化反相关 ,这些颗粒含量可能与粗颗粒的沉降量变化和风化成壤作用强度变化相关 ;粗颗粒组分含量变化具有区域的古气候意义 .     

南海北部ODP1146站粒度揭示的近20 Ma以来东亚季风演化

运用粒级-标准偏差和粒度端元模拟算法两种方法, 对南海北部ODP1146站陆源沉积物粒度数据进行了分析和对比, 探讨了东亚季风近20 Ma以来的演化历史. 选用粒级-标准偏差法提取出的两个敏感粒度组分含量的比值即10~19 μm/1.3~2.4 μm用来指示东亚冬季风相对夏季风强度的变化. 粒度端元模拟法得出的粗端元组分EM1(风尘)堆积速率用来指示东亚冬季风强度及相应的风尘源区——亚洲内陆干旱地区的干旱程度的变化, 而EM1/(EM2+EM3)比值可以指示冬季风相对夏季风强度的变化. 组合指标变化显示出东亚冬季风强度和冬季风相对夏季风的强度在8 Ma BP左右显著加强, 而3 Ma BP左右冬夏季风可能同时增强, 结果可以与黄土、北太平洋风尘沉积、南海微体古生物记录等很好对比. 青藏高原的阶段性隆升可能促进了东亚季风的这两次加强.     

几种全岩样品40Ar-39Ar年龄谱的探讨

探讨了玄武岩、辉绿岩和断层泥中粘土矿物3种全岩样品在40Ar-39Ar分析中的某些问题。利用快中子照射过程中不同矿物发生不均匀Ar丟失的模式解释了玄武岩40Ar-39Ar全熔年龄与K-Ar年龄间的差异。对辉绿岩样品的40Ar-39Ar分析确定了辉绿岩脉的侵入时代,并说明该地区其它辉绿岩样品K-Ar年龄的离散是受后期变质作用的影响。对于断层泥中粘土矿物,快中子照射中39Ar的反冲丢失导致<1μm粒级部分的40Ar-39Ar全熔年龄偏高。<1μm和2～10μm粒级样品的40Ar-39Ar年龄谱中,低温区较低的阶段年龄可能是断层后期较强烈活动的结果。     

新近纪黄土高原红黏土粒度和沉积速率的空间变化及其揭示的古大气粉尘传输动力

对黄土高原11个地点的新近纪红黏土沉积进行了粒度测量和统计分析, 发现晚中新世-上新世期间红黏土的粒度组成在空间上具有显著的南北向分异, 北部佳县红黏土堆积的平均粒径可达20 μm左右, 而南部蓝田则为9 μm左右; 佳县红黏土中>30 μm的粗颗粒含量达24.4%, 而蓝田红黏土中>30 μm的粗颗粒含量是5.6%. 红黏土的粒度分布特征指示了古粉尘主要是偏北风搬运来的, 进一步的分析以及与末次冰期旋回黄土高原12个黄土剖面的黄土-古土壤粒度的空间分布特征对比, 表明其传输动力可能为近地面的低空风系. 根据红黏土沉积序列粒度的变化特征, 将6.2~2.6 Ma BP期间古粉尘传输动力的强度变化分为3个阶段: 6.2~5.4 Ma BP颗粒较粗, 传输动力强度较大; 5.4~3.5 Ma BP颗粒最细, 传输动力强度小; 3.5~2.6 Ma BP颗粒最粗, 传输动力强度最大. 相应地, 将沉积速率的变化过程分为: 6.2~5.4 Ma BP 沉积速率较大, 5.4~3.5 Ma BP沉积速率最小, 3.5~2.6 Ma BP 沉积速率最大. 研究表明新近纪古大气粉尘传输动力及源区干燥度都在发生阶段性的变化, 可能与全球冰量的发展和变化有一定的联系.     

慕士塔格冰芯中微粒的粒度记录

通过慕士塔格海拔6350 m高度处冰芯中微粒的粒度和粒径分布特征的分析, 初步获得了该支冰芯所反映的大气粉尘搬运与沉积特征. 在数量上, 细颗粒(<5 μm)占主要成分; 而在体积分布上, 粗颗粒有重要的贡献, 而且高浓度样品的粒径－体积关系符合对数正态分布特征, 具有比格陵兰冰芯样品更大的体积众数粒径和标准偏差; 但是部分低浓度样品的体积分布特殊, 不符合这一特征. 慕士塔格冰芯的粒度记录反映了高海拔近源区粉尘的沉积特点, 与远源沉积的极地冰芯存在差别.     

泥质烃源岩中〈2μm黏粒级组分的有机质与比表面关系

选取东营凹陷13块烃源岩岩芯,提取〈2μm黏粒级组分,对氯仿抽提前后样品分别进行热解分析和N2吸附法比表面积测试,探讨了黏粒级组分有机质与比表面积（SBET）的关系.结果显示：（1）黏粒级组分中不同赋存态有机质共存,不同演化阶段对生烃贡献有差异,并影响了黏粒级组分SBET的测定;（2）黏粒级组分有机质与比表面积关系受多种因素影响,TOC含量与SBET呈非线性负相关;（3）黏粒级组分的孔隙是可溶有机质的主要赋存空间,氯仿沥青＂A＂含量与SBET呈负相关;（4）游离态烃类（S1）主要赋存空间为黏粒级组分的孔隙或表面,热解烃（S2）则以与黏土矿物相结合形式存在.泥质烃源岩〈2μm黏粒级组分中不同赋存态有机质的研究及与比表面关系的探讨,对有机质生烃、烃类聚集和运移研究都有重要意义.     

长江口潮滩沉积物的磁学性质及其与粒度的关系

对长江口潮滩沉积物的环境磁学研究表明, 沉积物磁性特征由多畴/假单畴磁铁矿所主导. 磁铁矿除陆源碎屑成因外, 在磁性最强的石洞口排污口附近沉积物中出现了球形磁性颗粒, 系工业污染的产物. 粒度是影响长江口潮滩沉积物磁性特征的重要因素, 磁化率、饱和等温剩磁与8~16 mm粒级含量呈正相关, 而非磁滞剩磁磁化率等指示细颗粒亚铁磁性矿物的参数与<4 mm乃至<32 mm粒级组分高度正相关. 这一特征表明, 在将磁化率作为污染物含量代用指标时, 需考虑粒度造成的磁化率波动的可能影响, 非磁滞剩磁磁化率则可以作为沉积物细粒级组分的代用指标, 并应用于污染物含量的粒度校正.     

Bartington MS2和Kappabridge MFK1-FA不同频率的磁化率在黄土、红粘土和湖相沉积物中的应用

通过Bartington MS2 和Kappabridge MFK1-FA两种仪器对黄土-古土壤、红粘土和湖相沉积物样品进行了5个频率的磁化率测试,并计算得到了4个频率磁化率.通过对比分析不同类型样品磁化率-频率变化曲线可知,当样品中细颗粒磁性矿物含量较高时,磁化率在较低频率即可达到峰值,而当样品中细颗粒磁性矿物含量较低时,磁化率在较高频率时才能达到峰值.因此,在黄土-古土壤等样品的应用中,成壤作用较强,细颗粒亚铁磁性矿物含量较高,Bartington MS2的低频(465 Hz)与Kappabridge MFK1-FA的F₁(976 Hz)和F₂(3905 Hz)频率均处于磁化率峰值区域,可以检测到SP/SD阀值区域颗粒的信息,但是对于红粘土和湖相沉积物等细颗粒亚铁磁性矿物含量较低的样品,磁化率峰值对应的频率较高,MS2型磁化率仪无法有效地检测其中细颗粒的含量,而MFK1-FA中F₂(3905 Hz)和F₃(15616 Hz)两个频率间的频率磁化率则可以较好地完成这一任务.     

中新世黄土-古土壤序列的粒度特征及其对成因的指示意义

对甘肃秦安QA-I中新世黄土剖面进行了系统的粒度分析, 并与第四纪黄土、古土壤及代表性河湖相沉积样品的粒度特征进行了对比. 结果表明, 中新世和第四纪黄土、古土壤样品具有相似的粒度分布特征, 而与河湖相沉积有较大区别. 中新世黄土-古土壤序列与第四纪黄土-古土壤序列一样, 黄土层粒度较粗, 而古土壤层粒度较细, 反映了气候的冷暖、干湿变化. 从长尺度上看, 中新世黄土-古土壤序列的中值粒径与沉积速率的变化大致同步, 与北太平洋深海风尘沉积通量变化也具有较好的一致性. 上述结果不仅进一步证实研究序列的风成成因, 而且说明中新世黄土-古土壤序列的粒度变化与源区的干旱化程度有密切关系.     

正断层崩积楔粒度特征及沉积环境

通过对崩积楔沉积物进行粒度特征分析,研究崩积楔形成时的沉积条件和环境特征。沿系舟山北麓断裂,具体分析了水峪剖面、湖村剖面上各期崩积楔共21个样品的粒度及粒度参数。在崩积楔体中,砾、砂、黏土等各个粒级均有较大范围的分布,其中砾级总体概率含量达50%～70%。粒度分布为多峰态,分选差,偏度为极正偏,尖峰度>1,说明崩积楔是以砾级为主体的非均一性混杂堆积。崩积楔样品与作为物源的断层下盘样品的粒度分析对比表明,作为一种近源堆积,崩积楔的粒度特征与其下盘沉积物在粒度分布上有一定的继承性     

洛川黄土剖面S4古土壤及相邻黄土层分子化石与植被变化

利用GC-MS对洛川剖面S₄古土壤及相邻L₅, L₄部分黄土样品的分子化石进行连续检测, 获得包括正构烷烃、正烷基-2-酮和类异戊二烯等丰富的类脂物分子, 结合剖面高密度样品室内磁化率和粒度的测定结果, 讨论了这一时期的古环境和古植被演化历史. 依据正构烷烃与磁化率和粒度的相关性, 结合CPI指标认为黄土-古土壤样品中的分子化石虽然受异地源有机质的可能影响, 但它们的相关性证明源自样品中的分子化石真实地反映了黄土-古土壤形成时期的植被状况. 正构烷烃平均碳链长度(ACL)与磁化率和粒度之间存在良好的正相关性, 在气候环境由冷干向暖湿变化时表现为较好的同步性; 但在环境恶化过程中ACL记录则相对滞后. 正构烷烃碳数分布及比值参数揭示: 在黄土沉积L₅向古土壤S₄过渡过程中以C₂₉为主峰, 显示以木本输入为优势; 在古土壤S₄发育时期, 以C₃₁为主峰, 显示草本比例相对增大、木本比例相对减小, 具明显的草本输入优势. 正构烷烃分析结果揭示: 洛川剖面S₄古土壤形成过程中以草本植被为主, 没有发育典型的树林植被.     

300℃,50 MPa时金在NaCl-SiO_2-H_2O体系中的溶解度研究

利用可变形金袋热液设备,在300℃,50 MPa和NNO氧缓冲剂存在的条件下,测定了金和石英在不同pH的0.01,0.10和1.00 mol/kg NaCl溶液中的溶解度.推断了An-SiO_2-NaCl-H_2O体系中金的存在形式,求得下列溶解反应的平衡常数:Au H_2O=AuOH~0 1/2H_2,logK(AuOH_0)=-7.92±0.25;Au Cl~- H_2O=AuO-HCl~- 1/2H_2,logK(AuOHCl~-)=-7.56±0.65.研究表明,在地质上合理的pH、氯化物浓度和f(O_2)条件下,成矿溶液中金主要成AuOH~0和AuOHCl~-迁移.讨论了热液金矿床中常见的Au和SiO_2共生的原因.     

Geochemistry of subsurface Late Quaternary ironstones in Rajshahi and Bogra Districts,Bangladesh: implications for genetic and depositional conditions

The present study deals with the geochemistry of Late Quaternary ironstones in the subsurface in Rajshahi and Bogra districts, Bangladesh with the lithological study of the boreholes sediments. Major lithofacies of the studied boreholes are clay, silty clay, sandy clay, fine to coarse grained sand, gravels and sands with(fragmentary) ironstones. The ironstones contain major oxides, Fe_2 O_3*(*total Fe)(avg. 66.6 wt%), SiO_2(avg. 15.3 wt%), Al_2 O_3(avg. 4.0 wt%), MnO(avg. 7.7 wt%), and CaO(avg. 3.4 wt%). These geochemical data imply that the higher percentage of Fe_2 O_3* along with Al_2 O_3 and MnO indicate the ironstone as goethite and siderite, which is also validated by XRD data. A comparatively higher percentage of SiO_2 indicates the presence of relative amounts of clastic quartz and manganese-rich silicate or clay in these rocks. These ironstones also have significant amounts of MnO(avg. 7.7 wt%) suggesting their depositional environments under oxygenated condition. Chemical data of these ironstones suggest that the source rock suffered deep chemical weathering and iron was mostly carried in association with the clay fraction and organic matter. Iron concretion was mostly formed by bacterial build up in swamps and marshes, and was subsequently embedded in clayey mud.Within the coastal environments, the water table fluctuates and goethite and siderite with mud and quartz became dry and compacted to form ironstone.     

太湖西北部表层沉积物粒度特征与沉积环境

对太湖西北部主要入湖河流、河口及近岸湖区64个表层沉积物样品进行粒度分析,结合粒度参数计算和聚类分析,探讨了表层沉积物的粒度分布特征及其沉积类型.研究结果表明:研究区沉积物平均粒径介于4.0~58.7μm之间,粒级组分为黏土、粉砂和砂,其含量的均值分别为7.19%、81.81%和11.00%.太湖西北部表层沉积物以粉砂和砂质粉砂为主;研究区粒度总体呈南粗北细的分布特征,太湖西部沿岸区距离物源区较近且水动力条件复杂,沉积物粒度较粗.太湖北部入湖河流沉积物的频率曲线峰形较宽,峰值位于细粒级;西岸入湖河道多呈单峰态,粒径偏粗;河口区沉积物粒径较河道偏粗,粗颗粒含量高.Q型聚类分析结果表明,研究区可分为4类沉积区,其中3类沉积区有典型特征:第1类沉积区主要分布在太湖西部沿岸,其沉积物粒度相对较粗;第2类沉积区主要位于入湖河流河口,沉积物粒度最粗;第3类沉积区位于蓝藻频发的梁溪河,其沉积物黏土含量极高,表明沉积物粒度特征可能与污染状况有一定的联系.     

渭河陇西段第七级阶地年代的确定及其构造意义

昆黄运动是发生在中更新世时期青藏高原及其邻区一次重要的构造抬升事件,河流阶地及地层记录能够较好地反映这次构造事件。渭河陇西段第七级阶地沉积了104.5m厚的黄土,通过对其上覆黄土剖面的古地磁、粒度研究表明,此级阶地形成年代为距今870ka,阶地拔河高度说明自中更新世以来地面至少抬升了205m,其抬升速率约为0.2m/ka。这次构造事件在时间上与昆黄运动相一致,是对青藏高原强烈抬升的响应。     

四川盆地东部天然气中CO2的成因和来源

四川盆地东部天然气中CO2含量多数小于2%,但H2S含量大于5%时CO2含量普遍较高.川东地区天然气13C1值较高,与H2S含量之间没有明显关系.油型气样品普遍发生了甲、乙烷碳同位素倒转,而煤成气样品则表现出正序特征.天然气中CO2的δ13C1值大致可以分为较低（24‰～12‰）和较高（8‰～4‰）两类.这些天然气具有较低的R/Ra值和分布较广的CO2/3He比值,与幔源气体不同,CO2均为典型壳源成因.高δ13CCO2值的天然气均位于川东北地区,其中低（不）含H2S气藏中的CO2主要来自二叠纪岩浆活动和高热流作用下碳酸盐岩的热分解,而TSR反应程度较高的气藏中的CO2则主要来自碳酸盐岩储层在酸性较强的地层水中发生的去白云岩化作用,TSR成因的CO2基本进入到次生方解石中.川东的中、南部地区天然气则具有低的δ13CCO2值,该区受峨眉山地幔柱活动影响较小,天然气中的CO2均为有机成因,其中卧龙河气田天然气尽管经历了TSR作用,但反应程度相对较低,地层水酸性较弱,储层尚未发生去白云岩化,CO2仍以TSR成因的为主,具有较低的δ13C值.     

慕士塔格夏季近地表大气CO2及H2O含量变化

对帕米尔高原慕士塔格地区海拔4500 m第四纪冰川作用区夏季近地表大气CO₂及H₂O的含量进行了连续两年的观测, 结果表明自6月底至8月中旬大气CO₂含量整体呈轻微的下降趋势, 下降幅度约5 μmol·mol^-1, 并且具有明显的日变化周期. 该区近地表大气CO₂日最高含量出现在当地时间2:30~5:30 am, 最低浓度发生于12:30~15:30 pm. 对比2002年与2003年的观测结果, 可以发现2002年夏季该区近地表大气CO₂日平均含量整体较2003年低5 μmol·mol^-1, 而且, 2002年CO₂含量日变化幅度更大. 考察大气H₂O与CO₂含量变化的关系, 发现二者有很好的负相关. 上述现象揭示慕士塔格第四纪冰川作用区近地表大气CO₂含量的变化不仅受植物光合作用的影响, 同时大气中H₂O的含量在控制CO₂含量方面起重要作用.     

扰动方式对水华微囊藻(Microcystis flos-aquae)群体大小的影响

风浪扰动是影响湖泊生态系统的重要环境因素之一.为了解扰动方式对微囊藻群体大小的影响,在实验室可控条件下,模拟不同扰动方式（持续扰动和间歇扰动）对太湖水华微囊藻（Microcystis flos-aquae）群体大小的影响.结果显示,间歇扰动组水华微囊藻群体从35.09 μm迅速增大至43.73 μm,实验第17天时为59.00 μm;而持续扰动组水华微囊藻群体大小先从35.07 μm增大到43.51 μm,实验第17天时减小至13.95 μm;不扰动组整个实验期间群体大小相对稳定,实验初为35.38 μm,实验第17天时为33.67 μm.方差分析显示,间歇扰动组群体大小显著大于持续扰动组和不扰动组,持续扰动组显著小于不扰动组.实验第17天时间歇扰动组藻细胞密度（1.675×10⁶ cells/ml）显著高于持续扰动组（0.344×10⁶ cells/ml）和不扰动组（1.461×10⁶ cells/ml）.研究结果表明,适当强度下的间歇扰动能促使水华微囊藻群体显著增大和生长,而长时间的持续扰动则会抑制水华微囊藻群体的聚集和生长,该结果有助于人们对太湖微囊藻水华暴发机理的认识.