硅质热泉沉积物的结构和微生物成矿成岩机制

热泉沉积物可以提供极端环境下的连续沉积,为认识地球早期生命环境,探索热泉微生物的矿化作用提供支持。现代热泉硅华由生物与非生物作用共同形成,主要沉积矿物为Opal-A,具有针状,柱状和簇丛状等沉积结构。岩石学研究为认识热泉微生物矿化作用奠定了良好基础。对热泉沉积成岩作用中Opal溶解—再沉积过程的认识,也对微生物矿化作用的研究提供了指导。目前,热泉沉积微生物矿化作用研究蓬勃发展,已明确生物矿化作用主要包括生物诱导矿化和生物控制矿化两个过程,但仍有大量生物矿化机制未被阐明。因此,对热泉沉积物形成和转化过程的研究有待进一步的加强。     

陆地热泉钙华：重建古气候历史信息重要载体

【研究目的】陆地热泉钙华作为火山、地热区常见的陆相碳酸盐岩沉积物/岩被广泛用于恢复古环境,但其中可反映古气候信息的代用指标多受复杂外界条件变化控制,因此利用热泉钙华进行古气候信息提取有待深入研究。【研究方法】本文对当前热泉钙华在重建古气候信息方面的成功案例进行了总结,并梳理了与热泉钙华沉积相关的各类气候、非气候影响因素。【研究结果】研究认为针对热泉钙华进行古气候恢复代用指标的选取,目前较为可行的有C-O同位素、主微量元素,孢粉学数据由于孢粉保存的局限性,可作为佐证信息,配合其他气候代用指标来检验古气候意义的正确与否,同时需将热泉钙华中各项气候代用指标与生物地层学、冰芯、石笋等相对成熟的古气候研究手段进行对比,使各类古气候替代指标相互验证,从而更好的解读热泉钙华中古气候信息。【结论】利用热泉钙华中的各项气候代用指标进行可靠的古气候信息提取与恢复具有可行性。创新点：本文梳理了国内外热泉钙华恢复古气候的成功案例,并探讨了针对热泉钙华进行古气候恢复研究存在的问题。     

钙华生物沉积作用研究进展与展望

弄清钙华生物沉积作用有助于更好地理解钙华微岩相结构和地球化学特征的气候环境指示意义。总结和综述了与钙华沉积相关的生物群落、生物成因钙华微岩相结构、钙华生物沉积作用过程及其对钙华地球化学特征影响的研究进展,并展望了未来的研究重点。细菌、藻类和苔藓等广泛参与到钙华沉积中,形成了许多不同类型的孔隙结构、晶体结构和纹层结构。生物沉积过程主要包括:①生物生长扰动水流使得CO2逸出;②代谢作用(如光合作用)过程诱导碳酸钙沉积;③"表面控制"过程影响晶体成核及生长。生物沉积作用驱动了元素的迁移转化,对沉积水体和钙华地球化学特征具有重要影响。钙华在地球生物学研究中具有重要潜力,未来需要加强现代钙华沉积中的物理化学和生物过程相互作用机制及其各自贡献的量化研究,以便准确地解译钙华沉积记录。     

雪宝顶区块流域钙华形成的生物作用研究

钙华不仅具有重要的景观旅游价值,而且对确定区内碳酸盐沉积特征、环境演化规律及同期环境生物的作用与贡献有重要的研究意义。本文在对比国内外典型钙华特征的基础上,以黄龙和九寨沟为例,对雪宝顶区块流域内钙华的沉积特征、环境化学与生物作用进行阐述,指出了雪宝顶区块流域冷水型钙华的形成与演化是化学沉积-溶解作用、生物沉积与溶蚀作用等共同作用的结果,并受非生物、生物因素影响。在雪宝顶冷水型钙华的形成过程中,微生物协同参与了钙华的沉积与溶蚀过程,通过自身新陈代谢促活动促使使钙离子结晶,并诱导晶型变化;其他生物体如植物、藻类等或以间接的方式促进或加快了钙华形成,或为钙华生长提供模板和体量。     

钙华沉积机制的研究现状及展望

通过分析大量相关文献并结合作者近年来的工作成果,总结了四种钙华沉积模式: 泉水、河流障、湖泊以及沼泽钙华沉积;综合讨论了气候环境、水文地质条件、水体的物理化学性质、生物作用等因素对钙华沉积的影响。针对目前研究中存在的问题,作者认为今后的工作要从碳酸钙沉积反应的热力学、动力学和晶体生长等微观过程进行研究,从而更加全面地认识钙华沉积的机制,以便为钙华景观的科学保护提供理论基础。      

陆地热泉硅华研究进展与展望

陆地热泉硅华是活动地热环境下,富含硅酸盐热液流体在地表形成的沉积物,其独特的微生物结构及地球化学特征对潜在地热资源、古环境、古气候、早期生命起源等研究具有重要指示意义。尽管近年来地质学家对形成陆地热泉硅华的热源类型、硅华结构特征、共生矿物、同位素及微量元素特征、微生物在成岩中的作用等方面做了不少研究,但由于热泉硅华沉积-成岩过程中受包括热储岩性、热泉水蒸发冷却、pH值改变、微生物生长等复杂外界条件影响,其形成环境、发育特征和控制因素等系列科学问题有待深入探讨。在国内外大量文献调研的基础上,结合近期对云南腾冲热海地热区硅华的研究,综述了目前国内外对陆地热泉硅华的研究进展,总结了陆地热泉硅华具有矿物种类多样、结构形态丰富、地球化学特征复杂、与地热系统热源关系密切等基本特征,还总结了影响陆地热泉硅华形成中冷却、蒸发、pH值、阳离子效应、微生物活动等非生物和生物控制因素,提出了当前陆地热泉硅华研究存在硅华结构成因解释不明确、微生物与热泉硅华微结构间的关系及微量元素和同位素地球化学研究薄弱、人类活动对硅华沉积影响使得研究更复杂等问题,指出下一步应加强同位素分馏、微量元素及常量元素在硅华沉积-成岩中的作用机理研究;通过全面的地球物理-化学-微生物关系分析,明确热泉硅华成因;弄清控制硅华沉积的因素及微生物在硅华生长中的作用;深入了解热泉硅华形成的复杂性及其在全球范围内的相关性,从而更加全面地认识陆地热泉硅华沉积,并为下一步研究提供启示。     

基于钙均衡估算黄龙钙华沉积速率的探讨

从黄龙钙华的成因研究出发,结合地质历史分析及长观资料对核心景区景观水系统的相对稳定性作出了评价。通过对景观水中钙离子及其它组分含量在时间及空间上变化特征的分析研究,揭示了钙离子含量在时间上的相对稳定以及在空间上自上游而下逐渐降低的规律,这为采用钙均衡模式来研究钙华堆积区内的年沉积量提供了重要保证。在此基础上,进一步通过同位素测年、物探、测绘等综合手段对钙华堆积区内的历史与现代的平均沉积速率进行系统研究,并与前人的研究成果对比,验证了钙均衡模型的可行性和可靠性。计算结果表明,黄龙核心景区钙华的平均沉积速率为1～ 4. 86mm /a。      

国内外钙华岩溶景观的研究进展与展望

利用计量学软件Citespace处理分析2008-2020年间国内外文献,揭示钙华研究在基于同位素技术的钙华成因、钙华景观特点及地貌演化、钙华生物成因和钙华景观退化等方面取得的重要研究进展,阐明了全球钙华景观的分布、特点、物质组成、成因类型及典型钙华景观退化的现状和原因,推动了钙华自然遗产景观的保护及钙华研究的国际合作。目前,急需加强钙华内生动力与外生动力的复合作用、微生物对钙华沉积的耦合作用、钙华景观退化的微观结构表现等方面的基础研究及钙华景观生态修复保育关键技术的研发。     

美国西尔斯盐湖钙华研究综述

钙华具有重要的科研价值.美国加利福尼亚州西尔斯湖内北部、中部和西南部广泛发育钙华丘,丘状体的高度从几厘米至45 m不等,通常高度为5～12 m.钙华丘内存在4种沉积相,分别为多孔海绵状钙华沉积相、结壳状钙华沉积相、柱状钙华沉积相和薄层结壳状钙华沉积相.从时空分布来讲,钙华呈两种沉积层序,分别为多孔海绵状钙华沉积相-结壳...     

云南白水台钙华景区的水化学动态变化研究

本文采用水化学仪器自动记录、现场测定和取样室内分析等相结合的方法,对云南白水台钙华景区水的物理化学动态变化特征进行了综合研究,结果发现: 随着CaCO3 的沉积,水中的主要离子Ca2+ 和HCO-3 浓度、电导逐渐降低; p H值升高。我们对1号泉进行昼夜观测发现: 5月1号泉的水温呈周期性变化,周期约为28小时,而在9月水温保持恒定。对下游( 12号观测点)的动态观测发现水的p H值与水温呈反相关关系,在对中游( 6号观测点)的早、中、晚观测得到了同样的结果。最终我们得出结论: 1号泉水温变化可能受补给水源水温动态变化、降雨和地热影响;中下游pH值和电导率的变化与碳酸钙的沉积速率、碳酸平衡和藻类作用有关。      

陆地氧循环过程研究进展

氧循环是地球系统重要的生物化学循环之一,其变化对地球的宜居性有着重要影响。工业革命以来,由于人类活动的影响,现代氧循环相比地质年代的氧循环发生了巨大的变化。陆地氧循环过程在现代氧循环中具有举足轻重的作用。从陆地植被生态系统产氧、陆地燃料燃烧耗氧等方面对已有陆地氧循环过程研究进行了回顾,表明：(1)陆地过程的变化会直接造成大气氧气浓度的波动,对大气氧气浓度有预测作用;(2)陆地氧循环过程反映了生态系统对人类活动与气候变化的响应,对评估生态安全具有指示作用。通过探究陆地氧循环过程对气候变化与人类活动的反馈,有助于预测未来大气氧气浓度的变化,为未来区域发展政策制定提供参考。     

白云岩—蒸发岩共生体系研究进展及展望

白云岩—蒸发岩共生体系在全球范围内分布广泛,在前寒武纪至第四纪地层中均有发现,然而该共生体系的发育机理及控制因素目前研究薄弱,亟待厘清。在调研国内外大量文献的基础上,结合研究团队对国内白云岩—蒸发岩共生体系的已有研究,系统总结了白云岩—蒸发岩共生体系发育特征及组合类型,并进一步探讨了其形成机制。在此基础上,明确了白云岩—蒸发岩共生体系的研究意义,并提出目前白云岩—蒸发岩共生体系研究存在的问题及下一步研究方向。首先,通过梳理全球范围内已报道的各地质历史时期白云岩—蒸发岩共生体系的特征,发现白云岩—蒸发岩共生体系广泛分布于全球51个地区,以北半球为主,且亚洲分布最多;其次为欧洲和北美洲,非洲分布相对较少;此外在南美洲及大洋洲也有零星分布;共生体系分布层位众多,从前寒武系到第四系均有分布,以二叠系居多。总结了蒸发岩与白云岩共生组合方式的5种类型:白云岩与蒸发岩互层、厚层白云岩上覆于厚层蒸发岩、厚层蒸发岩上覆于厚层白云岩、厚层白云岩夹薄层蒸发岩、厚层蒸发岩夹薄层白云岩,并探讨了共生差异的形成过程、分布规律、主要控制因素以及共生体系发育的特殊性和普遍性规律。其次,在全球共生体系矿物类型、特征精细表征基础之上,由宏观现象分析向微观机理解释转变,并划分出共生体系中6种蒸发岩和5种白云岩类型,初步分析了共生体系特征及成因。最后,总结了白云岩—蒸发岩共生体系中成岩流体的性质、特征、来源及流体演化路径。对白云岩—蒸发岩共生体系的研究不仅为解决“白云岩（白云石）问题”提供了新的思路,也将推动对白云岩—蒸发岩共生体系重要基础地质问题的认识,并为共生体系内油气资源勘探提供理论指导。     

陆地水体参数的卫星遥感反演研究进展

以江河、湖泊与湿地等形式存在的陆地水体对气候变化和人类生产生活有着重要影响,准确掌握陆地水体参数的变化对全面理解地球水循环及有效管理水资源等具有重大意义,卫星遥感技术的迅速发展为陆地水体的动态监测带来广阔前景.围绕陆地水体的重要物理参数,回顾了基于卫星遥感来提取水域面积的光学遥感法、雷达遥感法和水域面积-水位关系法,获...     

Diagenesis of Clastic Reservoirs: Advances and Prospects

Along with the widely used experimental testing technology within 40 years,a number of significant knowledge and results have been achieved in diagenesis of clastic reservoirs an important branch of sedimentology and basin research,which has promoted the exploration and development of hydrocarbon bearing basins. This article encompasses the knowledge system to start an overview of the concept and research history of diagenesis, and to collate some representative classification viewpoints of clastic diagenetic stage. Several advances in recent theoretical and applied aspects of diagenesis, which have enriched the systems and technology series, have been introduced and summarized, including: ① improvement of alkaline diagenesis theory; ② increasingly widespread application in numerical simulation of clastic diagenesis; ③ rapid development of diagenesis within the framework of sequence stratigraphy or depositional facies; ④ preliminary investigation of structural diagenesis; ⑤ in-depth quantitative evaluation of diagenetic facies. Additionally, the research trends of the discipline system of diagenesis should be closely combined and discussed with diagenesis of tight sandstone reservoirs, diagenesis and its temporal properties of hierarchical systems, quantitative research of diagenesis, and integration of diagenesis and other fields. Frontier research and development directions have been prospected in order to bring forward further development of diagenesis, which is benefit for the forecasting and evaluation of the spatial and temporal distribution of hydrocarbon bearing clastic reservoirs.     

磷灰石裂变径迹热年代学研究的进展与展望

综述了磷灰石裂变径迹热年代学研究在退火模型及模拟方法、造山带及造山后剥露历史、构造热成像及地形演变和成矿作用等方面的一些理论和应用成果,分析了目前在磷灰石裂变径迹退火机理、数据解释和应用等方面研究中存在的主要问题,指出了磷灰石裂变径迹热年代学研究今后会朝着深层次退火机理、新的应用领域、自动化技术和可操作性等方向发展.     

应力遥感监测地质灾害研究的进展和展望

在Ｔｕｒｃｏｔｔｅ定性构造应力场基础上，建立了地壳构造应力场定量优化模型公式，计算了各种区域应力场特征及其动态图件，系统地阐述了各类型卫星与航空应力遥感的进展和展望，运用京津唐地区国家高精度重力复测网数据转换应力降动态图，与气象卫星应力遥感所获得应力降动态图进行对比，效果良好，初次试验成功。     

煤田地质研究的新进展和四川煤田地质工作的展望

1990年以来，煤田地质研究在层序地层学、煤变质作用规律、盆地分析、巨厚煤层、煤的有害物质与洁净能源、煤层气以及数字化等方面都取得了新的进展。煤炭是我国第一能源，进一步开发利用煤炭资源，对煤田地质工作提出了新的要求；要充分发挥其专业优势，拓展工作领域，为确保我国能源安全和经济可持续发展发挥更大的作用。     

中国钙华沉积与气候变化关系研究

钙华是第四纪研究中的重要标志物,它记录了地质构造活动和气候变化信息.钙华沉积和气候变化之间可能存在联系,但它们之间的确切关系还不清楚.本文收集了中国的50处钙华地理坐标及98个已发表的钙华年龄数据,并使用钙华数量出现峰值的年龄与第四纪典型气候事件发生的时间进行比较分析,以检验钙华沉积受气候变化调节的假设.数据分析表明,中国钙华在空间上主要分布在水量充足气候温暖且地势起伏大、水动力强的西南地区;在时间上钙华数量出现峰值的频率大致对应于气候的10万年(100 ka)冰期旋回,每100 ka的最大峰值均出现在间冰期或过渡期(冰川期向间冰期过渡时期)这两个较温暖时期.并得出中国钙华在气候温暖且降水或地下水丰富的时期沉积速率更高,而在气温降低水量减少时期沉积速率较低.     

Advances in Study of Phytolith Carbon Sequestration in Terrestrial Ecosystems of China

Phytolith-Occluded Carbon (PhytOC), a relatively stable carbon fraction, plays an important role in biogeochemical carbon cycle and mitigation of global warming. The formation mechanisms of PhytOC, the influence factors of phytolith carbon sequestration, the advances in study of phytolith carbon sequestration, and the management for enhancing the potential of phytolith carbon sequestration in terrestrial ecosystems of China were summarized in this review. Finally, future researches on phytolith carbon sequestration in terrestrial ecosystems of China were prospected. Climates, vegetation types, soil circumstances, the chemical compositions of the phytoliths and other factors will directly or indirectly affect the potential of phytolith carbon sequestration. In China, the PhytOC production quantity in grassland, cropland, forest, wetland and shrub ecosystems is (0.6±0.1)×10⁶,(4.9±1.7)×10⁶,(1.9±0.4)×10⁶,(0.6±0.5)×10⁶ and (1.3±0.3)×10⁶ t CO₂/a, respectively. Application of silicon-containing fertilizer, cultivation of high-silicon plant, and traditional enhancement of the plant net primary productivity can significantly improve the potential of phytolith carbon sequestration in terrestrial ecosystems of China. Future studies should focus more on ①the mechanisms of phytolith formation in different plants, ②the phytolith carbon sequestration in underground parts of plants from different terrestrial ecosystems, ③the quantification of soil PhytOC in different terrestrial ecosystems. Furthermore, more comprehensive, economical and reasonable management practices of improving the potential of phytolith carbon sequestration should also be further studied in different terrestrial ecosystems.     

Coastal Reclamation and Saltmarsh Carbon Budget: Advances and Prospects

As an important carbon pool and fragile eco-system of earth system, more and more coastal saltmarshes have been reclaimed for releasing population pressure and promoting food safety and economic development, especially in developing countries. During reclamation, original soil carbon cycling pattern and pathway in saltmarshs would be changed, which furthermore could change global carbon budget. In this study, a great amounts of literature and data were summerized to generalize the changes of soil organic carbon, carbon sequestration rate and carbon flux in three main kinds of saltmarshes (Mangrove saltmarsh, Estuary saltmarsh and coastal saltmarsh) during reclamation. The results are as shown: ①The conclusions collected from Europe and America are not suitable to eastern Asia’s coast and more attention should be paid to eastern Asia’s coastal reclamation; ②Mangrove saltmarshes have higher Soil Organic Carbon (SOC) and carbon sequestration rate, followed by estuary saltmarshes and coastal saltmarshes. Soil clay, aggregate, burial rate usually have positive effect on SOC sequestration in coastal areas. Flood frequency, salinity and underground water level generally have negative effect on it. After reclamation, coastal SOC first shows a decrease followed by an increase. Nearly 30 years of reclamation is the turning point where paddy fields can significantly promote SOC; ③CH₄ and CO₂ are the main ways of carbon emission in coastal areas of which CO₂ flux usually is the largest. Mangrove saltmarshes’ carbon emissions are the highest. In natural sites, the carbon emissions in Spartina alterniflora Loisel. and Phragmites australis are higher than those in bare flat areas. Carbon fluxes in flood tide usually are lower than those in other periods. Otherwise, carbon fluxes in natural saltmarshes are far lower than those in reclamation zones, especially upland tillage zones. The results acquired from field monitoring, saltmarshes are the carbon sinks and become the carbon sources when reclamation activities happen. Finally, three main aspects of coastal study were given as follows: much more attention should be paid to carbon budget inventory in saltmarshes; the effect of reclamation activity (i.e., anthropogenic activity, tillage practice, land use, etc.) on carbon cycling in ocean-inland system; the study of land use and reclamation process simulation and its impact on carbon cycling in coastal zone should be strengthened.