中国北方晚第四纪气候变化的沙漠与黄土记录* ——以光释光年代为基础的直接对比

中国北方有约200×10⁴km²的面积被黄土、沙漠和荒漠戈壁沉积物覆盖,这些地区堆积物的形成变化与第四纪气候变化密切相关。关于中国北方沙漠与黄土记录晚第四纪古气候变化的研究不少,但是,由于受到方法和条件等限制,系统的(高密度的)和独立的年代学工作比较薄弱,从而使诸多已经发表的关于沙漠-黄土记录的亚轨道时间尺度气候变化的结论受到质疑。文章通过对黄土高原代表性的4个末次冰期以来的黄土剖面以及毛乌素、浑善达克和科尔沁沙地的20多个末次冰期-全新世的沙-砂质古土壤剖面的研究,获得了150多个独立的光释光年龄数据。在此基础上,结合200多个样品的粒度、有机质含量和磁化率数据,重建末次冰期以来中国北方气候变化过程,对比分析沙地与黄土古气候记录的联系。结果表明,中国北方古气候在57.5~52.5kaB.P.相对干旱,41.5~37.3kaB.P.相对湿润,26~22kaB.P.逐渐干旱,22~18kaB.P.极端干旱,15~10kaB.P.干旱,10~8kaB.P.为干旱减弱的时期,8.0~2.4kaB.P.相对湿润,而2.4kaB.P.以来气候为相对干旱。其间,在8.0~2.4kaB.P.的湿润时期有几次干旱事件,而2.4kaB.P.以来气候变化频繁。具有独立年代控制的黄土和沙漠记录表明,中国北方的气候变化对轨道时间尺度的太阳辐射变化有大约3~4ka的滞后。     

基于遥感技术的中国北方沙漠及沙质荒漠化土地区划研究

根据影响沙漠、沙质荒漠化土地的地质地貌、植被、气候和人类活动等特征,通过确定地域分异、发生学、多级序列等区划原则,建立了以地质地貌类型组合、气候为沙漠、沙质荒漠化土地区(Ⅰ级区)划分和以沙质荒漠化土地类型空间分布特征为沙漠、沙质荒漠化土地亚区(Ⅱ级区)划分的指标体系。采用遥感方法,将中国北方沙漠、沙质荒漠化土地划分为贺兰山以西干旱沙漠、沙质荒漠化区;贺兰山-大兴安岭干旱、半干旱沙漠、沙质荒漠化区和大兴安岭以东半干旱、半湿润沙质荒漠化区等3个区和17个亚区。并对沙漠、沙质荒漠化土地区进行了现状分析。     

中国北方沙漠-黄土体系的沉积和侵蚀过程与未来趋向探析

中国北方有大面积的土地被沙漠和黄土覆盖,是现代沉积和侵蚀比较活跃的地区。强烈的地表过程不仅影响着区域的生产生活活动,还通过粉尘传输影响北半球甚至于更大范围的气候和环境。长期以来,由于综合研究不够,对沙漠-黄土体系的沉积和侵蚀规律以及未来趋向的认识有限。结合对沙漠沙地-黄土沉积的高密度光释光年代测试结果,基于地统计法和遥感分析的黄土堆积量估算以及现代降尘、地表侵蚀的观察研究,认为沙漠沙地-黄土堆积区的沉积和侵蚀过程受气候变化控制,这里既是堆积区,又是侵蚀区,处于动态变化过程中;黄土比沙地沉积保存着更完整的过去气候变化信息。黄土高原水蚀和风蚀在地质历史时期就存在,人类活动加强了侵蚀过程,但可能还没有实质性地改变这一趋向。通过对地质记录和古气候模拟结果的分析,在未来全球变暖的背景下,沙地地区可能由于有效湿度减少变干而使风尘活动加强,黄土高原地区的粉尘沉积速率也将随之加快。     

中国北方沙漠石英δ18O值的初步测定与分析

石英是岩石、沉积物中最常见的矿物之一,它的化学性质稳定,硬度大。在风化剥蚀、搬运、沉积和埋藏条件下,石英中氧同位素与外界环境氧同位素交换非常弱,即石英的δ¹⁸O值基本保持不变。因此,石英δ¹⁸O值被应用于气溶胶、黄土-古土壤堆积序列、日本和夏威夷土壤、深海沉积物的物源区的研究中。但是用石英δ¹⁸O值来探讨沙漠物源的报道尚不多,笔者在此选择位于内蒙古西部的巴丹吉林沙漠为重点研究区,对比分析浑善达克沙地、呼伦贝尔沙地、非洲南部的卡拉哈里沙漠沙丘沙石英δ¹⁸O值,试图探讨沙漠石英δ¹⁸O值与粒径、物源的关系。石英δ¹⁸O值分析测定的实验步骤如下^[1～3]:1)从每个     

中国北方不同成煤时代煤中金属矿点(床)分布及资源前景

在特定环境下,煤中能够富集锗、镓、锂、稀土等金属元素。我国北方煤炭资源丰富,已发现大量的煤-金属矿点（床）,并且这些矿点（床）的分布展现出一定的时空特征：石炭-二叠纪煤中金属主要以镓、锂富集矿点为主,主要分布在华北赋煤区北部煤田及山西平朔、晋城等矿区;早-中侏罗世煤,以镓富集为主,主要集中在新疆准东、吐哈盆地,青海木里等煤田,二连盆地早侏罗世煤发现煤-稀土异常,是很好的找矿线索;早白垩世煤主要以二连盆地、海拉尔盆地煤中锗矿点为主。我国北方聚煤期时间跨度大,聚煤环境多样,含煤盆地类型多样,聚煤期和成煤后北方频繁剧烈的大地构造演化过程、多样的煤岩类型,能为煤中不同微量元素的富集提供物质来源、迁移条件与通道和沉积聚集条件,具有良好的煤中金属资源前景。建议进一步加强煤中,尤其是煤矸石、粉煤灰中金属矿点（床）资源的调查研究工作,为煤中金属资源赋存与预测提供参考,并加强金属的提取利用技术研究,同时通过制定资源保护政策,加强对煤中金属资源的保护。     

基于FLAC~(3D)的米贝复式滑坡稳定性分析

本文以米贝复式滑坡为工程背景,基于FLAC~(3D)数值模拟方法,建立了滑坡稳定性分析模型,并采用整体强度折减法、双参数强度折减法对滑坡处于两种工况下的稳定性进行了计算分析;最后对两种折减法计算结果进行对比分析。计算结果表明:滑坡在天然状态下,处于欠稳定-基本稳定状态;暴雨状态下,处于不稳定状态,与现场调查分析的结果一致。采用双参数强度折减法得到的潜在滑面比整体强度折减法的要深、塑性区范围要大、显示更清楚。较之极限平衡方法,数值模拟法计算结果直观可靠。     

基于R/S分析法的等维灰数递补动态GM(1,1)模型预测矿井涌水量

针对矿井涌水量时间序列的分形与灰色特征,采用重标极差分析法（R/S分析法）确定涌水量时间序列的Hurst指数和平均循环周期,在一个周期内建立等维灰数递补动态GM（1,1）预测模型。充分利用最新信息,提高模型预测精度。运用基于R/S分析法的GM（1,1）模型对陕北某矿矿井涌水量进行分析预测,结果表明,模型拟合程度好,预测精度高,能够为矿井安全生产提供决策依据。      

LA-(MC)-ICPMS和(Nano)SIMS硫化物微量元素和硫同位素原位分析与矿床形成的精细过程

硫化物微区原位分析技术包括LA-ICPMS定点微量元素分析、LA-ICPMS和(Nano) SIMS微量元素面扫描分析,以及SIMS、Nano SIMS和LA-MC-ICPMS原位硫同位素点分析和面扫描。这些分析方法可以有效地获取不同期次硫化物微量元素含量、丰度分布图像、硫同位素比值和分布特征,结合微区时间分辨信号谱图、微量元素相关性分析等,在矿床学的成矿元素行为与赋存状态、成矿元素置换反应、成矿流体与硫的来源、矿石矿物的化学分带性、矿床成因模型等研究中有着重要的应用前景,以探讨矿床的精细成矿过程。硫化物原位微量元素和同位素LA-(MC)-ICPMS和(Nano) SIMS分析,需要降低仪器和分析方法的系统误差,克服严重的基体效应和同位素分馏效应。     

全新世中国北方沙地人类活动 与气候变化关系的初步研究

中国北方沙地的生态环境较为脆弱,是研究人类活动与气候变化关系的关键地区,但该区域的相关研究欠缺。本文通过对考古资料和古气候资料的全面分析,尝试探讨全新世中国北方沙地人类活动与气候变化的关系。结果表明, 9~4ka 相对适宜的气候条件促使了中国北方沙地新石器时代人类活动的开始和发展。4~2ka较为严酷的气候条件,严重影响了呼伦贝尔沙地和浑善达克沙地的人类活动; 科尔沁沙地和毛乌素沙地的史前人类,通过生业模式的调整以及活动范围的改变,适应了气候变化,文化得以延续,人类活动总体没有减弱。2ka以来,人类适应能力增强,各沙地人类活动的强度和范围均大幅扩张。通过区域对比发现,沙漠化程度较高的浑善达克沙地和地处高纬度寒冷环境的呼伦贝尔沙地,人类活动强度总体较弱; 科尔沁沙地和毛乌素沙地生态环境条件相对优越,且受到中原文化的影响,人类活动强度较大,文化谱系相对完整。研究区各时期人类遗址沿水系分布特征明显,反映了水源作为沙地地区的限制性因素,对人类活动的分布具有重要影响。     

根据重磁场研究讨论桂北地区的铀成矿特点

桂北地区的重磁场与铀矿化有着密切的联系，地球物理场的特征反映了与铀成矿有关的地质环境。研究表明，桂北地区的铀矿化主要有如下一些明显的特点；（ｌ）铀矿化位于不同规模的地球物理场或异常的边缘，尤其是大规模的铀矿化产在区域重力低异常（对应于地壳增厚区即地幔拗陷区）的边缘；（２）深部地质作用如莫霍面的起伏、深部大规模的岩浆活动和深断裂作用是铀成矿的重要控制因素；（３）花岗岩体不仅是花岗岩型铀矿化，而且也是碳硅泥岩型铀矿化的铀源体，且岩浆的动力场愈强烈，岩体的铀含量愈高，对铀成矿愈有利；（４）与铀成矿有关的热液流体为非岩浆成因，具有很强的去碰能力，花岗岩为热液循环提供动力；（５）与铀矿化密切共生的黄铁矿主要源于岩体的“磁性壳”；（６）铀矿床形成于中－低温、浅地表的地质环境。     

基于遥感技术的中国北方沙质荒漠化防治建议

根据中国北方地区人类活动对地表组成物质的扰动特征,将中国北方沙质荒漠化土地治理区划分为绿洲周缘农业型沙质荒漠化、农牧交错带农牧型沙质荒漠化、草原牧业型沙质荒漠化三种类型;利用1975年M SS卫星图像数据和2000年ETM卫星图像数据为信息源,在M APG IS软件支持下,采用人机交互方法对沙质荒漠化土地类型进行信息提取,编制研究区1975年和2000年沙质荒漠化土地类型分布图,在根据沙质荒漠化土地类型的变化幅度确定沙质荒漠化土地变化类型的基础上,通过1975年和2000年沙质荒漠化土地类型分布图的叠加分析,查明了中国北方近25年来沙质荒漠化土地的时空演化规律,结合中国北方不同沙质荒漠化土地治理区的自然条件和人类活动特征,提出了中国北方沙质荒漠化土地治理建议。     

中国东部沙区的荒漠化过程与起因

历史时期中国东部沙区的荒漠化是在自然与人为因素共同作用下实现的,但是不合理的人类活动才是导致荒漠化发生、发展的决定因素。对毛乌素沙地而言,其腹地的荒漠化主要是全新世湖沼层在人类活动参与下被破坏而使未次冰期的古风成砂翻新的结果;而在毛乌素沙地与黄土高原交接带(即沙漠－黄土边界带),荒漠化过程要复杂得多,除了人为因素起决定性作用外,流水侵蚀、风力吹蚀及重力崩塌也共同参与在使古风成砂翻新的荒漠化过程之中。在沙漠－黄土边界带,历史时期荒漠化主要与末次盛冰期、末次冰期阶段3中期及阶段4时期的古风成砂被翻新有关,更老的古风成砂由于埋藏较深、受人类活动影响较小因而不是历史时期荒漠化的主要沙源。     

陆地表层系统地理过程研究回顾与展望

近十几年来，地球表层过程研究在地球系统研究中的地位越来越重要，尤其强调将自然过程与人文过程有机地结合在一起，应对环境变化对科学提出的挑战。而自然过程与人文过程恰恰是地理过程的具体表现。从与陆地表层地理过程相关的国际重大科学计划的研究主题看，陆地表层地理过程的研究重点和核心已经从自然向自然与人文结合方向发展，从无机向无机与有机结合方向发展，从单要素、单个过程的研究向多要素、多过程耦合与综合研究方向发展，从宏观向宏观与微观结合方向发展。未来若干年，我国的陆地表层系统地理过程研究应紧密围绕格局与过程、过程与效应、综合与集成组织科学问题。提高我国地理过程的研究水平，推动我国地理学基础研究迈上新台阶。     

中国陆内造山带造山过程地球动力学分析

本文论证了我国陆内造山带岩石圈结构、造山过程岩石圈浅层变形构造样式、盆山变形构造时空耦合关系、造山过程与沉积盆地变形动力学模式等。提出中国西部造山带造山过程岩石圈变形总体是：上部以伸展变形为主,中部以挤压变形为主,下部以伸展变形为主。通过中国造山带造山过程与沉积盆地变形作用时空耦合关系对比研究,首次建立起造山过程与沉积盆地形成时空耦合关系的三类四型动力学模式：单向楔入造山推覆成盆、双向楔入造山推覆成盆、剪切造山反转成盆和伸展造山断陷成盆模式。     

植被覆盖度与城区地表热量的动态变化分析

近几年随着城市化进程的不断加快,城市周边环境发生了巨大的变化,其中最为突出的热点表现在城市气候状况的逐年变化,针对气候变化国内、外气候学家做出了众多研究成果。这里研究的重点在利用遥感技术对客观数据大面积、高时效、全面真实地分析处理的基础上,来动态地研究城市植被覆盖度变化与城区地表热量分布的关系,通过对1992年、2006年的Landsat5TM遥感数据的分析,估算植被的覆盖度并对城区地表温度进行反演,从而客观得出植被覆盖度与城区地表热量分布图,揭示出植被覆盖度与城市地袁热量分布之间的相互关系。研究结果表明,城市植被覆盖度与城市地表热量分布之间呈现出明显的负相关性,具体表现为植被覆盖度越低的地区,城市热量值比植被覆盖度越高的地区城市热量值高。     

陕北奥陶纪盐田地质特征勘查方法及开发前景

陕北奥陶纪盐田是目前我国发现的规模最大的盐田,它不但构造简单、埋深适中、盐层厚度大、分布稳定、资源量丰富、石盐质纯、盐质好,而且附近有优质洁净的煤炭和电力资源长期供应,是进行盐矿开发和发展盐下游化工产品的有利地区.长庆油田等单位,在对数十个钻孔进行岩性地质编录的基础上,应用数字测井、高分辨率地震勘探和对应的高精度岩性解释技术,基本查明了马五4、马五6盐组石盐的时空展布和石盐矿石中NaCl化学成分的变化规律,对矿石进行了加工性能实验,在盐田勘查程度较高的地区计算石盐内蕴经济储量8854.55×108 t,为陕北奥陶纪盐田的开发奠定了基础.     

中国北方土壤风蚀问题研究的进展与趋势

土壤风蚀是中国北方土地退化的主要原因之一。国内土壤风蚀的研究工作相对比较薄弱，所取得的进展主要包括区域性的土壤风蚀分布地带性规律和不同时间尺度的准周期性规律，描述性的风蚀强度分级与危害评价，单因子风蚀过程的风洞实验，农田风蚀防治等方面。今后的研究趋势主要表现在土壤风蚀的物理本质、影响因素及发展动态的综合研究，土壤理化性质与表面性质对抗蚀性的影响及其与风蚀的反馈关系，土壤风蚀的基本过程及防治原理，土壤风蚀预报方程与数字模拟，土壤风蚀影响评价模型，土壤风蚀与土地利用以及全球变化的关系，各种观测与实验设备的研究等方面。