辽河三角洲湿地表层沉积物的风化特征及其对生物作用的指示意义

通过对辽河三角洲273个上三角洲平原湿地表层沉积物及100个浅海湿地表层沉积物的粒度和常量元素的系统测试,且对其中的128个表层沉积物样进行了球囊霉素蛋白(GRSP)的提取与分析,揭示了研究区GRSP、粒度、常量元素分布和风化特征及其控制机制,研究表明:上三角洲平原湿地表层沉积物以砂质粉砂和粉砂为主,而浅海湿地表层沉积物由于受潮汐及波浪的淘洗作用影响,颗粒较粗以粉砂质砂和砂质粉砂为主;研究区常量元素以SiO_2和Al_2O_3含量最高,其它元素平均含量均小于5%,且除了CaO外,其它常量元素与沉积物粒度呈显著相关(p0.01);值得注意的是,本研究发现有植被覆盖的上三角洲平原湿地地区的风化指数(CIA=58.50)显著地高于浅海湿地沉积物的风化指数(CIA=50.17,p0.05)以及近基岩山区的风化指数(CIA=52,p0.05),Na/K值与CIA指数分析表明该区从近基岩山区、浅海湿地至有植被覆盖的上三角洲平原湿地依次呈未受化学风化、初等化学风化和中等化学风化过渡特征,且CIA值与GRSP含量呈显著相关(r=0.47,p0.01),由此揭示了生物作用在地质体风化过程的重要意义。     

桂林会仙岩溶湿地土地利用方式对球囊霉素相关土壤蛋白分布的影响

土壤丛枝菌根真菌分泌的球囊霉素相关土壤蛋白(GRSP)是土壤碳库变化的重要指标, 为明确其在会仙岩溶湿地不同土地利用方式下的分布特征及影响因素, 以会仙岩溶沼泽, 并由其转变而来的水稻田、旱地、果园和弃耕地4种不同土地利用方式为研究对象, 采集0–10 cm、10–20 cm和20–40 cm这3个层次的土样, 对不同土地利用方式下球囊霉素相关土壤蛋白分布特征及其与土壤因子的关系进行了研究。结果表明, 不同土层总球囊霉素相关土壤蛋白(T-GRSP)含量为1.08～3.35 mg/g, 占土壤有机碳的12.33%～19.73%, 球囊霉素相关土壤蛋白是湿地土壤中的一个重要碳库。球囊霉素相关土壤蛋白在不同土地利用方式和土层之间均表现出显著差异, 随土层深度的增加表现出降低趋势。沼泽土壤中总球囊霉素相关土壤蛋白、易提取球囊霉素相关土壤蛋白(EE-GRSP)含量和有机碳(SOC)的含量均高于其它4种土地利用方式(水稻田、旱地、园土和弃耕地)。GRSP分别与蛋白酶、SOC和全氮(TN)呈极显著正相关(P＜0.01), 分别与速效氮(AN)、速效磷(AP)、粘粒和粉粒呈显著正相关(P＜0.05)。EE-GRSP与SOC和TN呈极显著正相关(P＜0.01), 分别与蛋白酶和粘粒呈显著正相关(P＜0.05)。主成分分析表明, 粉粒、SOC、AN和TN是影响球囊霉素相关蛋白分布特征和反映会仙岩溶湿地土壤营养状况的主要因子。会仙岩溶湿地土壤中的球囊霉素相关土壤蛋白对土壤碳封存有重要贡献。     

福建泉州湾近岸海域沉积物重金属来源分析与生态风险评价

【研究目的】 受重金属含量影响,泉州湾表层沉积物环境质量面临巨大生态风险,然而重金属含量影响因素及潜在来源研究相对薄弱。【研究方法】 通过采集泉州湾近岸海域表层沉积物样品,以元素含量及粒度分析归纳出重金属分布特征、富集程度为基础,使用Hakanson生态风险指数法识别湾内沉积物潜在生态风险程度,并进一步通过正定矩阵因子分解法及主成分分析,定量分析不同重金属主要来源。【研究结果】 在晋江与洛阳江交汇处出现沉积物粒度低值区,易于重金属富集,表层沉积物重金属富集程度为Hg>As>Cd>Pb>Zn>Cu>Cr>Ni。湾内沉积物整体处于中度生态风险状态,Cd对生态风险贡献程度最高（37.90%）,其次为Hg（29.38%）。Cr与Ni主要源于母岩风化,Cu与Zn、Pb受母岩风化影响及矿山冶炼的共同影响,Cd与As分别主要源自近岸污水排放与燃料燃烧,而Hg的来源较为复杂。研究区表层重金属主要来源依次为矿山冶炼、母岩风化、污水排放以及燃料燃烧,贡献率依次为33.95%,31.16%,22.26%与12.21%。【结论】 陆域物质随地表径流的输送对泉州湾表层沉积物生态环境质量造成了巨大风险,未来需要特别加强对不同介质中Hg的归趋及环境行为研究。     

辽河三角洲滨海湿地有机碳的时空演变、环境功能及其埋藏机制

滨海湿地有机碳的时空分布规律, 是研究影响滨海湿地固碳能力及其对当今环境演化与全球气候变化的响应及反馈作用的关键。尽管土壤中总碳含量是评价固碳能力的重要指标, 但其中球囊霉素相关蛋白质(glomalin-related soil protein, GRSP)作为有机碳的一种重要组在部分, 可代表和行使有机碳在滨海湿地固碳能力中的相关作用。     

长江三峡巫山黄土稀土元素特征及古环境

【研究目的】巫山黄土是位于北亚热带河谷的一处代表性的粉尘堆积,具有重要的区域环境指示意义。【研究方法】本文通过系统取样,对巫山黄土的稀土元素组成特征和古气候意义进行了分析和讨论。【研究结果】结果表明：（1）巫山黄土各样品的稀土元素含量相差不大,并具有同步变化。同时轻稀土含量远远高于重稀土含量,表现为轻稀土富集,重稀土亏损;（2）巫山黄土具有从老到新∑REE逐渐减小的特点,这可能与黄土风化作用的强度不同有关;（3）剖面中不同深度样品的REE分布模式具有相似性,且特征值δCe、δEu、La/Yb、Gd/Yb和ΣREE也非常相近;（4）所有样品稀土元素配分曲线均具有负斜率,La-Eu曲线较陡,Eu-Lu曲线较平缓的特点,揭示了轻重稀土元素之间具有一定的分异作用;（5）巫山黄土δEu值分布在纵轴的0～1区间,具有明显的Eu负异常。而δCe却分布在1附近,没有表现出明显的Ce异常,表明沉积物遭受的风化作用并不强。【结论】巫山黄土并未经受较强的化学风化作用,堆积时该区的气候晚期比早期更为干冷,且在堆积过程中没有发生明显的物源改变。创新点：基于稀土元素含量揭示了巫山黄土形成过程中的气候特征及其物源的变化。     

北京平原区第四系热物性参数特征及对浅层地热能开采的影响因素分析

【研究目的】 岩土热物性是影响浅层地热能资源评价及利用的重要参数。【研究方法】 在北京平原区各冲洪积扇采集了695件第四系岩土样品进行热物性及土工参数测试,分析了热物性参数特征及其对浅层地热能开采的影响。【研究结果】 北京平原区第四系岩土热导率平均值为1.465~2.022 W/(m·K),热扩散率平均值为0.450×10^-6~0.841×10^-6 m²/s,比热容平均值为2.323~3.080 MJ/(m³·K),热导率（λ）与热扩散率（κ）值存在一定的线性关系,相关方程为λ =1.6973κ + 0.6127。第四纪松散沉积物颗粒越细,热导率值越低;含水率0~5%范围内,热导率随含水率增加迅速增大,含水率5%~20%范围内,热导率增加变缓并趋于稳定,含水率20%~40%范围内,热导率随含水量增大而降低;在天然状态下,热导率随着密度的增加而增大,随着孔隙比的增加而降低;样品温度在0~40 ℃范围内,热导率随温度升高呈先减小后增大的趋势,20 ℃时热导率最低。【结论】 第四系热物性参数随地质条件变化而变化,热物性参数大小会影响浅层地热能储存、采集和扩散能力,热导率、热扩散率及比热容越大,岩土蓄热和导热能力越强。     

川西苏地二长花岗岩地球化学、锆石年代学及Lu-Hf同位素特征——对松潘—甘孜地块构造背景的限定

【研究目的】查明松潘—甘孜地块东南部花岗岩地球化学及构造演化特征,对在该区寻找稀有金属矿产具有重要意义。【研究方法】在野外地质调查基础上,采集了地块东南部前人研究未涉及的苏地岩体二长花岗岩样品开展了镜下鉴定、岩石地球化学及锆石LA-(MC)-ICP-MS U-Pb和Lu-Hf同位素测试工作。【研究结果】结果表明,苏地岩体二长花岗岩SiO₂含量为63.72%~66.48%,中—高钾、富钠、贫钙,AR值为1.44~1.83,A/CNK值为0.98~1.16,为中—高钾钙碱性系列;岩石相对富集K、Rb、Cs等大离子亲石元素（LILE）,亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素（HFSE）;岩石稀土总量为157.16×10^-6~187.88×10^-6,LREE/HREE为6.26~9.46,δEu为0.62~0.74,具有弱—中等的负铕异常;锆石U-Pb定年结果为（221.1±1.5）Ma（MSWD=0.30,n=22）和（214.5±1.5）Ma（MSWD=0.22,n=22）,表明苏地岩体原始岩浆初始结晶时代为晚三叠世中期;锆石Lu-Hf同位素ε_Hf(t)和T_DM2分别为-6.56~-4.12和1.67~1.51 Ga。【结论】综合分析认为苏地二长花岗岩为较为典型的I型花岗岩,其可能为源于下地壳的初始岩浆于晚三叠世中期在造山碰撞闭合转入伸展体制下上升侵位过程中形成。松潘—甘孜地块东南部在晚三叠世中期处于后碰撞造山环境。     

雄安新区白洋淀表层沉积物重金属地球化学特征及生态风险评价

【研究目的】白洋淀为雄安新区核心生态功能区,为支撑白洋淀湿地生态修复与保护,系统开展了全淀区表层沉积物环境质量调查。【研究方法】在白洋淀湿地采集表层沉积物样品484组,查明了白洋淀表层沉积物重金属地球化学特征,并采用地累积指数法、潜在生态风险指数法等多种方法开展了重金属生态风险评价。【研究结果】白洋淀表层沉积物重金属含量普遍偏高于河北省表层土壤重金属含量背景值,府河入淀口及白沟引河入淀口为重金属元素主要富集区,入淀河流输入为白洋淀重金属主要来源;环境地球化学综合评价结果为清洁无污染等级分布面积144.54 km²,占表层沉积物分布总面积的96.68%;各重金属污染程度由重到轻排序为Cd＞Cu＞Hg＞Pb＞Zn＞Ni＞Cr＞As,Cd元素污染程度等级以中度和偏中度为主,Cu元素以轻度和清洁为主,其他元素以清洁无污染为主;重金属潜在生态风险以轻度和中度为主,河流入淀口所在淀区重金属潜在生态风险高于其他淀区,潜在生态风险由高到低排序为南刘庄＞烧车淀＞小白洋淀＞王家寨＞藻苲淀＞捞王淀＞池鱼淀＞泛鱼淀。【结论】白洋淀表层沉积物环境质量总体较好,南刘庄等局部淀区存在重金属污染潜在生态风险,以Cd元素污染最为突出。创新点：采用地累积指数法、潜在生态风险指数法等多种方法,系统评价白洋淀湿地表层沉积物重金属污染程度和生态风险;重金属地球化学特征分析与主成分分析法相结合,揭示表层沉积物重金属污染主要来源为河流输入。     

贵州省仁怀市耕地土壤养分地球化学特征及其影响因素研究

【研究目的】为仁怀市农业生产中土壤养分的合理利用、农业结构调整及土地利用价值的提升等提供科学依据。【研究方法】本文利用电感耦合等离子体发射光谱法、容量法及电位法获取了5486件表层土壤样品氮磷钾（全量和有效态）及有机质的含量，系统研究了其地球化学特征及含量影响因素。【研究结果】仁怀市耕地土壤氮、磷、钾、有机质、碱解氮、速效磷及速效钾的平均值分别为1.74 g/kg、0.75 g/kg、19.90 g/kg、30.90 g/kg、100.28 mg/kg、10.40 mg/kg和101.03 mg/kg。其中，氮、碱解氮、磷、钾及有机质的含量及分布与地层关系密切；速效磷及速效钾的含量及分布与地层关系较差。仁怀市耕地土壤肥力较好，以较丰富等级为主，较丰富及丰富等级占比为57.6%。其中，氮、磷及钾皆处于丰富水平；碱解氮及有机质处于中等水平；速效磷及速效钾处于缺乏水平。【结论】仁怀市耕地土壤养分的含量及分布不仅受地质背景、土壤类型、海拔高度、酸碱度及土壤深度等自然因素影响，还与土地利用方式等人为活动有关。创新点：系统统计了仁怀市耕地土壤氮磷钾（全量和有效态）及有机质的含量，对其地球化学等级开展了评价，并系统分析了它们的含量影响因素。耕地土壤养分的含量及分布不仅受地质背景、土壤类型等自然因素影响，还与土地利用方式等人为活动有关。     

川东北地区水稻镉积累与生态健康风险评价

【研究目的】重金属镉主要通过“土壤-植物”系统进入食物链进而影响人体健康,开展农作物镉积累研究对保障人类健康安全具有重要意义。【研究方法】系统采集了四川省东北部南充市、巴中市、广安市等地的土壤及水稻样品,采用ICP-MS方法检测了土壤和水稻中的镉含量,并运用CART决策树和相关系数法进行了数据分析。【研究结果】结果显示,川东北地区表层土壤镉含量相对较低,为0.071~0.92 mg/kg,平均0.254 mg/kg,几乎所有（99.9%）样品镉含量都低于标准限值;水稻（糙米）镉含量差异性较大,为0.002~0.803 mg/kg,平均0.076 mg/kg,超标率达14.0%;水稻镉超标区成人每日通过稻谷摄入的镉达90.4 μg/d,已超过允许摄入量标准60 μg/d。【结论】土壤镉不超标而农作物镉超标的现象可能与土壤的低pH、低CaO、高SiO₂等特点有关,这一认识对于指导区域内粮食安全生产具有重要指导意义。创新点：土壤和水稻综合调查发现土壤镉不超标但农作物超标的现象,CART和相关系数法分析了其原因。     

非洲锰矿床成因类型、地质特征及表生富集作用

[研究目的]非洲锰矿资源丰富,储量3.1亿t、资源量6.6亿t排名在世界上均列第一,加强非洲锰矿床的研究和认识对推动锰矿找矿工作具有重要的指导意义.[研究方法]通过对重要成矿带典型矿床的解剖总结了非洲锰矿床的成因类型、地质特征.[研究结果]非洲锰矿成因类型主要有前寒武系条带状铁建造(BIF)型、海相沉积型、陆相(三角洲...     

Effects of grain size distribution on mineralogical and chemical compositions: a case study from size‐fractional sediments of the Huanghe (Yellow River) and Changjiang (Yangtze River)

The influence of hydrodynamics on the chemical composition of sediments is based on the uneven distribution of element abundances in different size fractions. In this study, 72 size‐fractional sediments from the Huanghe (Yellow River) and Changjiang (Yangtze River) riverbeds were measured with XRD, SEM, ICP‐AES and ICP‐MS. The analysis results show that the mineral and chemical characteristics change with grain size in the Huanghe and Changjiang sediments. According to the principal components analysis, three independent geochemical factors were found. The first factor elements, Zr, Hf, Th, U, Y, La and TiO₂ are influenced by the existence of heavy minerals. The second factor elements, Al₂O₃, alkalis, alkaline earth (excluding Ca and Sr) and most of the transitional metals are dominated by clay minerals. The third factor group includes Ca and Sr, which were controlled by calcium‐bearing mineral contents and chemical weathering intensities. The various grain size distributions greatly affect the mineralogical and chemical compositions of bulk sediments. Compared to other size fractions, the 5–6PHI size fractions of the Huanghe and Changjiang sediments have special mineralogical and chemical compositions, and intermediate volume percentages. Weight or volume percentage of each size fraction may be more suitable than mean grain‐size of the bulk sediment to elucidate the grain size effects. Chemical Index of Alteration (CIA) values increase steeply with decreasing grain size, while Weathering Index of Parker (WIP) values are relatively stable. Because of the big influence of the abundance of clay minerals on CIA values, it is questionable to use CIA as a proxy of weathering intensity. Considering the clay mineral effects, stability in values and heterogeneous material properties, WIP has the potential to indicate the chemical weathering intensity of sediments. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.     

云南临沧花岗岩离子吸附型稀土矿床地球化学特征及其成因讨论

[研究目的]临沧花岗岩风化壳广布,离子吸附型稀土资源潜力巨大.加强对临沧花岗岩风化壳离子吸附型稀土相态特征、浸出率等矿床地球化学特征和成矿机制的研究有利于进一步促进该区离子吸附型稀土资源的找矿工作.[研究方法]本文选择临沧花岗岩中段地区,通过系统实施钻探工程,详细了解稀土成矿地质及矿床地球化学特征,并对其成因进行探讨....     

渤海湾北部滦河三角洲晚更新世以来沉积环境划分及碳埋藏速率的评价

【研究目的】 开展渤海湾北部滦河三角洲晚更新世以来不同沉积环境的划分,计算分析碳埋藏速率的大小和控制因素,进一步评价区域碳储能力。【研究方法】 本文对BXZK03孔岩芯开展晚更新世以来的古沉积环境恢复,并取样分析了包括粒度、年代(AMS14C 和OSL)、含水量、有机碳、总碳和其他营养成分等在内的测试指标。【研究结果】 该孔晚更新世以来地层自下而上划分为泛滥平原、海滩沙脊、浅海、障壁沙坝(三角洲前缘)和潟湖的沉积环境单元,各沉积单元平均有机碳埋藏速率大小依次为：障壁沙坝51.47 g/(m²·a)>海滩沙脊32.59 g/(m²·a)>浅海7.82 g/(m²·a)>潟湖4.66 g/(m²·a)。总碳、有机碳与各营养元素具有显著(P< 0.01)线性相关关系,方差分析显示沉积速率和碳浓度分别是滦河三角洲碳埋藏速率的主要控制因素。【结论】 滦河三角洲沉积物中有机碳浓度相对较低,但是在全新世三角洲沉积速率较高,使得有机碳埋藏速率也相对较高,因此具有一定的碳储能力。     

黑海西北部多瑙河峡谷北侧陆坡沉积特征及其与古气候的关系

【研究目的】在末次冰期，全球气候变化以千年尺度的快速、大幅度温度波动旋回为特征，这种波动变化在两极冰芯、深海沉积、中国黄土和洞穴石笋等诸多地质样品中均有记录。黑海位于北大西洋与东亚季风区过渡带，具有极有代表性的沉积记录。本文旨在通过对黑海沉积序列的研究，建立起其区域环境变化与北大西洋及东亚季风气候域气候变化的联系。【研究方法】研究对取自黑海西北部罗马尼亚陆坡区多瑙河峡谷北侧GAS-CS12钻孔的长22.0 m的岩芯样品，进行了粒度、矿物成分、主量元素、有机碳、总氮及碳氮同位素等分析。【研究结果】揭示出该段岩芯沉积于末次冰期中后期“Neoeuxine”湖相阶段，可划分为5个沉积单元，对应于北大西洋H4、H3、H1气候变化事件、末次冰盛期（LGM）及Bolling-Allerod气候变暖事件。【结论】建立起了其沉积序列及区域环境变化与北大西洋及东亚季风气候域气候变化的联系，印证了末次冰期千年尺度的气候变化事件在北大西洋、东亚季风区及两者过渡带上具有高度的一致性。创新点：建立了黑海西北沉积序列与区域环境变化的关系；补充了北大西洋与东亚季风区两者过渡带上气候波动事件的可靠时标。     

中国高岭土矿成矿地质特征与资源潜力评价

[研究目的]本文主要对中国高岭土矿开展资源潜力定量评价,指导后期勘查找矿与开发.[研究方法]首先是对中国高岭土矿成矿规律进行研究,按地质成因中国高岭土矿可以分为3种类型:风化型、热液蚀变型和沉积型.然后对中国高岭土矿划分预测类型、总结成矿模式、归纳预测要素,最后对高岭土矿远景区进行划分并估算资源潜力.[研究结果]风化型...     

Chemical weathering in Luzon, Philippines from clay mineralogy and major-element geochemistry of river sediments

Clay mineralogy and major-element geochemistry of 35 surface sediment samples collected in 21 major to moderate rivers of Luzon, Philippines are used to evaluate the present chemical weathering process. The clay mineral assemblage consists mainly of smectite (average 86%) with minor kaolinite (9%) and chlorite (5%) and very scarce illite (1%), and does not show strong island-wide differences. The major element results of both bulk and clay-fraction sediments indicate that the formation of clay minerals is accompanied by leaching of Ca and Na first and of Fe and Mn thereafter during the chemical weathering process. A low-moderate chemical weathering degree of bulk sediments and a moderate-intensive degree of clay-fraction sediments are obtained in Luzon rivers based on proxies of chemical index of alteration (CIA) and smectite crystallinity. It is suggested that the majority of andesitic–basaltic volcanic and sedimentary rocks along with the tectonically active geological setting and sub-tropical East Asian monsoon climate are responsible for the predominance of smectite in the clay mineral assemblage.     

南黄海北部晚更新世以来常量元素记录的化学风化作用

以南黄海北部高沉积速率柱状样DLC70-3孔作为研究对象,对沉积物的黏土矿物和常量元素地球化学组成进行了综合分析。结果显示,DLC70-3孔沉积物中黏土矿物组合以伊利石为主,其次为蒙皂石,绿泥石和高岭石含量较低;绝大部分样品中伊利石与蒙皂石含量的比值<6,表明沉积物主要来源于黄河物质的输送。研究认为DLC70-3孔沉积物的化学风化指标CIA值受到海平面变化和源区气候变化共同控制,其中源区的气候变化为主要控制因素,而海平面变化造成的机械沉积分异作用主要影响27.80~38.00 m（MIS 4）层位沉积物的CIA值。CIA值显示在MIS 5和MIS 3期大陆化学风化作用较强,与内陆黄土高原地区夏季风和化学风化指标的变化趋势一致,尤其是在MIS 3早期（40~60 ka）记录的化学风化作用非常强,反映了黄河流域地区出现强夏季风降雨过程。     

Late Cretaceous redbeds from the Gan-Hang Belt in Southeast China: petrography and geochemistry implications for provenance,source weathering,and tectonic setting

ABSTRACT

The distinct basin and range tectonics in Southeast China were generated by crustal extension associated with subduction of the Palaeo-Pacific plate during the late Mesozoic. Compared with adjacent granitoids of the ranges, the redbeds of the basins have not been well characterized. In this article, provenance, source weathering, and tectonic setting of the redbeds are investigated by petrographic and geochemical studies of sandstones from the Late Cretaceous Guifeng Group in the Yongchong Basin, Southeast China. Detrital grains are subangular to subrounded, poorly sorted, and rich in lithic fragments. Variable Chemical Index of Alternation values (59.55–79.82, avg. 66.79) and high Index of Compositional Variability (ICV) values (0.67–3.08, avg. 1.40) indicate an overall low degree of chemical weathering and rapid physical erosion of source rocks. Such features are consistent with an active extension tectonic setting. Other chemical indices (e.g. Al₂O₃/TiO₂, Th/U, Cr/Th, Th/Sc, Zr/Sc) also suggest significant first-cycle sediment input to the basin and a dominant felsic source nature. Thus, the Guifeng Group possibly underwent moderate to low degrees of weathering upwards. Sandstone framework models and geochemical characteristics suggest the provenance was likely a combination of passive margin (PM) and active continental margin (ACM) with minor continental island arc (CIA) tectonic settings. Sediment derivation from Neoproterozoic metamorphic rocks and Cambrian to Triassic granitoids indicates PM provenance, whereas sediments derived from Jurassic to Cretaceous granitoids suggest ACM and CIA nature. Therefore, the Late Cretaceous redbeds were deposited in a dustpan-like half-graben basin under the back-arc extension regime when Southeast China was possibly influenced by northwestward subduction of the Palaeo-Pacific plate beneath East Asia.