武汉东湖的前世今生

东湖作为我国乃至世界第二大城中湖承载着武汉城市发展的历史脉络与精神内涵。本文从地质构造、气候演化、江湖相互作用和人类活动等方面对东湖的成因和演化进行了研究,认为东湖既是一个“构造湖”,又是一个“壅塞湖”,它的形成受多期构造运动叠加影响,印支运动至喜马拉雅运动过程中引起的褶皱变形、盆岭构造、凹陷盆地、大别山隆升等为东湖形成奠定了地质基础。东湖的形成与长江的关系密切,是中更新世以来地壳垂直升降和气候环境变化过程中江、湖相互作用的结果,最终在人类工程活动过程中形成现今的几何形态。不同时期的遥感影像显示出人类工程活动已成为不容忽视的地质营力,对东湖发展演化的影响无论是强度还是速度都远超自然地质营力作用,按照“山水林田湖草生命共同体”的理念开发利用和保护东湖是人类的唯一选择。     

武汉东湖是如何形成的?

东湖位于湖北省武汉市中心城区,是中国乃至亚洲最大的城中湖之一.她是首批国家重点风景名胜区和国家5A级旅游景区.武汉市正在打造东湖城市生态绿心.东湖对于武汉在资源、环境、生态、人文各方面均具有重要意义.关于东湖的成因长期众说纷纭.研究首次从地质、地貌、沉积等方面对东湖的成因进行了分析,并对东湖与长江的关系进行了讨论.(1...     

冈底斯山脉中段麦嘎古湖的形成演化发展与消亡

麦嘎盆地属典型的山间断陷盆地,其形成演化发展又受制于盆周的断层构造活动。麦嘎古湖的形成演化发展及消亡与麦嘎盆地的发展演化紧密相连。笔者从构造和湖积物特征人手,对麦嘎古湖的形成演化发展消亡作了深入探讨,认为其受到新构造活动、古气候、河流侵蚀等自然外力的综合作用,麦嘎盆地先后经历了河流→湖沼→河流→湖沼→湖泊→湖沼→湖泊→河流的演化过程。     

武汉纸坊-庙山老黏土区岩溶地面塌陷形成演化与监测

为查明武汉纸坊-庙山一带老黏土区岩溶地面塌陷成灾机理,并选取合适方法手段进行监测预警,有效减轻岩溶地面塌陷造成的危害,通过岩溶专项调查,查明了区内可溶岩分布及其地质结构,分析了岩溶地面塌陷形成演化过程及不同塌陷阶段监测方法的选取,调查分析结果表明：该区多为单层结构老黏土分布区,根据盖层黏性土、软弱土、非可溶岩（红层）的上下组合关系,将可溶岩分布区地质结构划分为3类（(1)、(2)、(3)）。不同的地质结构根据土体物理力学特征差异,其发生岩溶地面塌陷的形成演化机理不同：(1)类结构主要发生土洞型塌陷,(2)类结构主要发生泥流+土洞复合型塌陷,(3)类结构由于红层的阻隔,黏性土土洞无法形成,一般不会产生塌陷。结合塌陷的演化过程,土洞的形成演化阶段,重点是采用光纤等技术监测土洞的形成扩展情况,同时也要对地下水位、水气压力等诱发因子进行监测;土洞顶板变形塌陷阶段,因临塌前地表往往会产生少量沉降变形,主要采用精密水准测量或GPS监测等技术监测地表形变。     

大洋岛弧的前世今生

正这些年来似乎地球变小了,人的寿命变长了,90寻常,80刚迈入老年人之列。一些同事和学生为庆祝叶大年院士八十华诞及从事科研六十载在岩石学报出版一期论文专辑,邀请我作序,这才惊奇叶大年院士已近杖朝之年,我和他交往甚密,经常见面就觉不出有什么变化,也就觉不出他的年龄增长。叶大年老师和我是亦师亦友的关系。我称他老师是名正言顺的。最早见到他是在河南许昌地区的野外     

世界地质公园的前世今生

本文从探讨人类对自然资源的认识、利用方式和属地管理的演变出发,叙述地质公园的发展历史,将其过程分成四个阶段：① 萌芽阶段;② 国家/欧洲地质公园阶段;③ 世界地质公园阶段和 ④ 联合国教科文组织世界地质公园阶段。不同阶段各具特征,反映了人类在了解、保护和利用自然资源的意识和方法的不断进步,指出现在世界地质公园的理念、地质遗迹资源的保护和利用、发展模式是适合当今社会发展的新思路,展现出美好的前景。对国家/欧洲/世界/联合国教科文组织世界地质公园的历史回顾和管理制度等内容的详细记述,可供地质公园从业者、研究者和管理者参考。     

大洋岛弧的前世今生

根据板块构造理论,板块的边界是地质作用最为强烈的地区,因而它们是当今固体地球科学研究的重点。依据应力性质的不同,地球上板块的边界类型有扩张的洋中脊、汇聚的俯冲带和调节板块运动差异的转换断层三种。就汇聚型板块边界而言,它又可进一步划分为洋-洋俯冲的大洋或洋内岛弧带（Intra-oceanic arc）、洋-陆俯冲的安第斯型活动大陆边缘带和陆-陆接触的大陆碰撞带三种。相对而言,大洋岛弧的研究程度最低。传统认为最典型的大洋岛弧——日本诸岛,已不再被认为是洋-洋俯冲的产物,因为已有研究显示它是从亚洲大陆裂解的碎块。根据目前的调查,现今的大洋岛弧主要集中在西太平洋地区,以太平洋与菲律宾板块间的Izu-Bonin-Mariana弧和太平洋-澳大利亚间的西南太平洋岛弧为代表。大洋岛弧研究的最重要问题是,洋洋之间如何产生了俯冲。目前多倾向于认为：大洋中的转换断层可使不同时代的大洋岩石圈相互接触,在这种情况下,较老的岩石圈由于冷却时间较长而密度相对较大,因而可下沉而俯冲到较年轻的岩石圈之下。这一模型也被誉为蛇绿岩形成的初始俯冲定律（Subduction Initial Rule,简称SIR）。但存在的问题是,目前全球还没发现有转换断层转变为俯冲带的实例。更何况,全球大洋中发育如此众多的转换断层,但为何只在西太平洋发育大洋岛弧?本文通过对资料的总结还发现,这些大洋岛弧基本都是从亚洲或者澳大利亚大陆东部边缘裂解的碎块,只是后期的弧后扩张作用使裂解的碎块发生强烈的改造,形成具有类似大洋岩石圈的特点。目前提出的洋-洋自发形成俯冲带的模型并没有理论基础,也没有实际地质事实的支持。但在加勒比海、斯科舍海和阿留申地区,大洋岛弧的出现与洋底高原诱发的俯冲带跃迁或俯冲极性反转有关。因此,板块构造理论中的洋洋初始俯冲模式需要进一步资料的验证。

     

柴达木盆地马海盐湖的盐壳特征及其地质意义

通过实测地质剖面、遥感影像解译及物质成分分析,依据马海盐湖环状盐壳特征与成因,将马海盐湖盐壳分为Ⅲ型盐壳、Ⅱ型盐壳、Ⅰ型盐壳3种类型,盐壳高度分别为>30cm、10～30cm、<10cm。盐壳地表物质以石盐为主,碎屑矿物主要为石英。环形盐壳的形态受湖心、湖心岛及湖岸地形所控制,是盐壳形成过程中的年、季韵律构造线;遥感影像上的色调深浅变化取决于卤水层埋深、盐壳含沙量及地表粗糙度的变化。环状盐壳构成了马海盐湖独特的微地貌景观,希望可为研究其他地区的盐湖古气候及演化提供信息。     

天台恐龙的“前世今生”

大约在亿万年前,天台是一个有湖、有平原的山间盆地,湖间碧波荡漾,四周生长着大片大片的蕨类和苏铁类植物,湖深滩窄、气候炎热潮湿、林木繁茂。这里是恐龙的乐园,形体庞大的乌臀目恐龙生活在湖水里和岸滩上,体态笨重的甲龙生活在湖边和湿地上,它们在湖岸沙滩下蛋,茂盛的蕨类和苏铁类植物延续着它们的生命。就这样,它们主宰地球长达1．6亿年。     

汤加王国洪加火山的前世今生

洪加（Hunga）火山位于新西兰—克马德克—斐济俯冲带,该火山于2021年末又开始活动,并在2022年1月14、15日发生了千年一遇的世纪大喷发。喷发柱穿进平流层,形成了一个最高30 km、最宽800 km的蘑菇云,后期的气体火山灰云团几乎环绕南半球一周。喷发所引起的海啸在太平洋沿岸多地造成了灾害。根据现有的资料分析,洪加火山岩浆成分以安山岩为主,岩浆可能是沿着破火山口边缘由富气岩浆团块的“渗漏”驱动喷发的。这次洪加火山大喷发的一个最重要特征是喷发时产生了极为强烈的大气冲击波,这代表了岩浆内火山气体的极大富集。正是这种“超级富气岩浆”的喷发在喷火口位置形成了远超0.1 MPa(1 标准大气压）的出口压强,引发了向全球辐射的冲击波和数千千米以外都能听到的喷发声响。本次火山喷发引发海啸的机制,其一是爆炸冲击波,向外扩张的冲击波推动了海面表层海水的向外扩张;其二是苏特塞式（Surtseyan）喷发本身就有向外排走海水的能力。未来洪加火山喷发形式,很可能是沿着破火山口周边断裂或靠近破火山口中央谷地的熔岩穹丘或熔岩流。苏特塞式喷发会比较常见,但喷发规模不会太大。     

汤加王国洪加火山的前世今生

洪加（Hunga）火山位于新西兰—克马德克—斐济俯冲带,该火山于2021年末又开始活动,并在2022年1月14、15日发生了千年一遇的世纪大喷发。喷发柱穿进平流层,形成了一个最高30 km、最宽800 km的蘑菇云,后期的气体火山灰云团几乎环绕南半球一周。喷发所引起的海啸在太平洋沿岸多地造成了灾害。根据现有的资料分析,洪加火山岩浆成分以安山岩为主,岩浆可能是沿着破火山口边缘由富气岩浆团块的“渗漏”驱动喷发的。这次洪加火山大喷发的一个最重要特征是喷发时产生了极为强烈的大气冲击波,这代表了岩浆内火山气体的极大富集。正是这种“超级富气岩浆”的喷发在喷火口位置形成了远超0.1 MPa(1 标准大气压）的出口压强,引发了向全球辐射的冲击波和数千千米以外都能听到的喷发声响。本次火山喷发引发海啸的机制,其一是爆炸冲击波,向外扩张的冲击波推动了海面表层海水的向外扩张;其二是苏特塞式（Surtseyan）喷发本身就有向外排走海水的能力。未来洪加火山喷发形式,很可能是沿着破火山口周边断裂或靠近破火山口中央谷地的熔岩穹丘或熔岩流。苏特塞式喷发会比较常见,但喷发规模不会太大。     

神奇秀丽的风光——喀斯特地貌

宋朝王正功的一句诗词"桂林山水甲天下",使得桂林风光数百年来享誉海内外, 令人心驰神往.桂林的山青、水秀、洞奇、石美,是喀斯特地貌的典型代表,是地质作用造就的自然景观.1喀斯特地貌的含义喀斯特(karst)一词源自前南斯拉夫西北部(现为斯洛文尼亚) 伊斯特拉半岛的石灰岩高原的地名,意思是岩石裸露的地方.石灰岩、白云岩等在地质学上统称为碳酸盐岩,是一类可溶性岩石. 由这类岩石组成的山体,经过地表水和地下水的化学溶蚀作用,以及流水的冲蚀、崩塌等机械侵蚀作用,形成神态各异、鬼斧神工般的秀丽山形,称为喀斯特地貌(karst landform),也称为岩溶地貌.     

嫩江流域古河道的形成与演化

在全球气候变化与人类活动的双重影响下,陆地水文循环发生了深刻的变化,变化环境下的嫩江流域径流过程发生了巨大变化,加剧了水资源的短缺和时空变异性,相继带来了一系列突出的水与生态环境问题,嫩江是松嫩平原第四纪水文网演变的重要组成部分,应用卫星遥感技术结合野外地质调查进行流域古河道形成、演化研究.结果显示:嫩江流域古河道向东、向北移动改道.目前,做东西向摆动,并形成河漫滩.     

中国青藏高原特提斯的形成与演化

青藏高原的形成是特提斯演化的结果。本文根据区域大地构造演化和沉积学证据,将青藏高原特提斯在时间上划分为3个阶段,即早期、中期和晚期。早期从震旦纪开始至奥陶—志留纪结束,这个阶段的大洋我们称作“原特提斯”。中期从泥盆纪开始至石炭—二叠纪结束,通常称这个大洋为“古特提斯”。晚期从二叠纪末、三叠纪初开始一直延续到第三纪早期,这个阶段的大洋通常被称作“新特提斯”。在空间上,青藏高原特提斯可以划分为3个区域相,即北区、中区和南区。上述3个阶段完全可以与空间上的3个区域相对应,原特提斯主要发育于北区,大洋消亡后的遗迹残留在青藏高原第5缝合带中,即西昆仑—阿尔金—北祁连缝合带。古特提斯主要发育于中区,大洋消亡后的遗迹残留在青藏高原第3、4缝合带中,即金沙江缝合带和昆仑南缘缝合带。新特提斯主要发育于南区,大洋主洋盆消亡后的遗迹残留在青藏高原第1缝合带中,即雅鲁藏布江缝合带,它的弧后盆地消亡后的遗迹残留在第2缝合带中,即班公湖—怒江缝合带。     

武汉东湖(官桥湖)沉积剖面的垂向磁性特征及其对环境污染的响应

利用湖泊清淤工程,对武汉东湖(官桥湖)湖泊沉积物进行了垂向样品的采集并测量了其环境磁学参数和重金属元素含量。根据其沉积物垂向磁性变化特征,以沉积速率作为时间标尺,结合东湖周边地区相关工业资料,初步建立了该"磁记录"与东湖周边地区城市化过程中环境演化的关系。结果表明,粒度较细且为准单畴颗粒、低矫顽力的亚铁磁矿物主导了沉积物的磁性特征。在深度44cm之下,磁参数量值均较低;在深度44~6cm之间,沉积物磁参数量值随深度的减小而逐步平稳增加;由深度6cm至表层,磁参数量值随深度减小而减小。沉积物的磁性变化特征与1956年以来的钢铁产量、机动车保有量和人均GDP变化均较为一致。     

“中国宝谷”正在起航——武汉东湖国家珠宝文化旅游产业基地建设初探

珠宝旅游产业是现代工业和服务业发展的重要组成部分,依托中国地质大学和东湖风景区,建设武汉东湖国家珠宝旅游产业基地（“中国宝谷”）非常必要。本文提出了基地建设的总体框架设计方案,分析了基地建设背景与必要性,探讨了基地建设基础与可行性。文章指出,要在武汉市东湖风景区磨山景区南部南望山北部及毗邻地区建设国家级珠宝旅游产业基地、构筑“中国宝谷”,形成特色鲜明的旅游目的地。空间上形成“一核（教育与研发极核）一街（鲁磨路珠宝一条街）三区（珠宝创意设计与科教游览区、珠宝文化鉴赏与休闲度假区、珠宝展示交易与旅游购物区）”格局。文章认为,基地建设是国际国内珠宝文化旅游大发展和良好的基础调节有机结合的必然产物,前景广阔,对推动区域经济发展具有重要意义。     

郯庐断裂带形成演化的年代学研究

通过对郯庐断裂带东侧张八岭蓝片岩带内白云母4 0 Ar - 3 9Ar年龄、断裂带内片麻状花岗岩中钾长石4 0 Ar- 3 9Ar年龄以及断裂带内断层泥K -Ar、ESR年龄的测定 ,并结合有关的地质和古地磁资料 ,厘定了郯庐断裂带形成和演化的过程 :(1)三叠纪 (2 44～ 2 0 9Ma)由于华北与扬子地块碰撞 ,郯庐断裂带形成为其主要左行平移时期 ;(2 )侏罗纪 (189～ 16 4Ma)时郯庐断裂东侧下扬子地块可能经历了逆时针转动 ;(3)白垩纪 (10 3～ 94Ma)开始郯庐断裂带伴随走滑平移而发生正断活动 ;(4)晚白垩—第三纪右旋平移阶段。郯庐断裂的形成与大别 -苏鲁变质带有关。     

中国青藏高原特提斯的形成与演化

青藏高原的形成是特提斯演化的结果。本文根据区域大地构造演化和沉积学证据,将青藏高原特提斯在时间上划分为3个阶段,即早期、中期和晚期。早期从震旦纪开始至奥陶—志留纪结束,这个阶段的大洋我们称作"原特提斯"。中期从泥盆纪开始至石炭—二叠纪结束,通常称这个大洋为"古特提斯"。晚期从二叠纪末、三叠纪初开始一直延续到第三纪早期,这个阶段的大洋通常被称作"新特提斯"。在空间上,青藏高原特提斯可以划分为3个区域相,即北区、中区和南区。上述3个阶段完全可以与空间上的3个区域相对应,原特提斯主要发育于北区,大洋消亡后的遗迹残留在青藏高原第5缝合带中,即西昆仑—阿尔金—北祁连缝合带。古特提斯主要发育于中区,大洋消亡后的遗迹残留在青藏高原第3、4缝合带中,即金沙江缝合带和昆仑南缘缝合带。新特提斯主要发育于南区,大洋主洋盆消亡后的遗迹残留在青藏高原第1缝合带中,即雅鲁藏布江缝合带,它的弧后盆地消亡后的遗迹残留在第2缝合带中,即班公湖—怒江缝合带。     

地球的初始状态

地学中一个很重要的问题就是地球形成时的初始物、化状态如何？因为地球的初始状态对该行星未来的演化过程有着深远的影响。本文对运动认为的地球是从冷却状态中开始增生，然后由于内部放射性衰变产生的热量使之被加热。最终形成铁核和硅酸盐地幔的看法提出了质疑。但近来，科学家提出了行星增生的定量物理模型，认为类地行星是在质量为１０＾２４－１０＾２６ｇ的天体发生凝集作用过程中开始增生的。     

月球形成演化与月球地质图编研

按照大碰撞假说,月球形成于一次大碰撞事件,抛射出的高能量物质留在绕地轨道上,最后吸积形成月球。月球核幔在早期迅速发生分离,并出现全球性的岩浆熔融,形成了岩浆圈层（岩浆洋）。岩浆洋的结晶分异和固化导致了月壳的形成。随着月壳与月幔发生持续分异,形成了固化的月壳。而在月球后期的演化历史中,撞击作用是最重要的地质作用,形成了多尺度、多期次的撞击盆地和撞击坑,而大型撞击盆地多形成于月球演化的早期。月球地质图是开展月球形成与演化研究的重要手段,从20世纪60年代起,到70年代末止,通过对阿波罗时代探月成果的系统总结,完成了第一轮月球地质图的研制。但尽管从20世纪90年代以来国际月球探测和月球科学的研究进入一个新的高潮,获得了大量有关月球形成和演化的新认识,但还没有正式的新的月球地质图发布,因此开展新一轮月球地质图的编研,系统总结后阿波罗时代的月球探测与研究成果,是非常必要和迫切的。在新一轮月球地质图的编制过程中,需重点关注图件比例尺的选择、月面历史的划分以及月球构造和岩石建造的表达。