Methane and nitrous oxide emissions from three paddy rice based cultivation systems in Southwest China

To understand methane (CH4) and nitrous oxide (N2O) emissions from permanently flooded rice paddy fields and to develop mitigation options, a field experiment was conducted in situ for two years (from late 2002 to early 2005) in three rice-based cultivation systems, which are a permanently flooded rice field cultivated with a single time and followed by a non-rice season (PF), a rice-wheat rotation system (RW) and a rice-rapeseed rotation system (RR) in a hilly area in Southwest China. The results showed that the total CH4 emissions from PF were 646.3±52.1 and 215.0±45.4 kg CH4 hm-2 during the rice-growing period and non-rice period, respectively. Both values were much lower than many previous reports from similar regions in Southwest China. The CH4 emissions in the rice-growing season were more intensive in PF, as compared to RW and RR. Only 33% of the total annual CH4 emission in PF occurred in the non-rice season, though the duration of this season is two times longer than the rice season. The annual mean N2O flux in PF was 4.5±0.6 kg N2O hm-2 yr-1. The N2O emission in the rice-growing season was also more intensive than in the non-rice season, with only 16% of the total annual emission occurring in the non-rice season. The amounts of N2O emission in PF were ignorable compared to the CH4 emission in terms of the global warming potential (GWP). Changing PF to RW or RR not only eliminated CH4 emissions in the non-rice season, but also substantially reduced the CH4 emission during the following rice-growing period (ca. 58%, P<0.05). However, this change in cultivation system substantially increased N2O emissions, especially in the non-rice season, by a factor of 3.7 to 4.5. On the 100-year horizon, the integrated GWP of total annual CH4 and N2O emissions satisfies PF>>RR≈RW. The GWP of PF is higher than that of RW and RR by a factor of 2.6 and 2.7, respectively. Of the total GWP of CH4 and N2O emissions, CH4 emission contributed to 93%, 65% and 59% in PF, RW and RR, respectively. These results suggest that changing PF to RW and RR can substantially reduce not only CH4 emission but also the total GWP of the CH4 and N2O emissions.     

华北克拉通破坏时间与破坏范围分布特征——来自银根—额济纳旗盆地苏红图坳陷早白垩世火山岩的启示

克拉通破坏的时间和范围是华北克拉通破坏研究的重要基础问题,但是在华北克拉通破坏时间与破坏范围的问题上存在着不同观点。本文通过对位于华北克拉通西北部银根—额济纳旗盆地苏红图坳陷内采集的火山岩进行年代学及地球化学研究,认为苏红图火山岩年龄为105~113 Ma,为一套钾质碱性系列玄武岩,其形成机制是由于岩石圈发生减薄,软流圈地幔岩浆上涌,经分离结晶而形成的,而动力学机制主要是由于西伯利亚板块、内蒙古褶皱带和华北板块在晚侏罗世发生的碰撞拼合。此外,本文还在前人对华北克拉通破坏研究基础上,依据作者对苏红图坳陷火山岩做的一些工作,粗浅地探讨了华北克拉通破坏的时间与范围的问题,认为华北克拉通周缘均为构造薄弱带,北缘为兴—蒙造山带,南侧为大别—秦岭造山带,东侧为苏鲁带和太平洋俯冲带,河套裂陷、汾渭裂陷分别与古元古代高温变质孔兹岩带及约18.5亿年前华北克拉通东、西部块体拼合时形成的中部造山带内位置大致重合,而苏红图坳陷位于中亚造山带南缘,同时也处于两板块拼合交汇处。这些构造薄弱带处在不同时期发生的俯冲与碰撞的结合部位,它们可能是岩石圈减薄的起始位置,并且它们的俯冲与碰撞时间是华北克拉通破坏的起始时间。克拉通破坏范围主要发生在太行山以东地区,太行山以西的河套裂陷、汾渭裂陷发生了减薄,而苏红图坳陷在早白垩世也发生减薄,所以,破坏范围分布在地理上呈不连续分布特征,造成这种分布特征的主要原因是由于不同区域的破坏时间与破坏的动力学机制不同。     

贵州水城县地质灾害特征、成因及防治对策

水城县位于贵州省西部,地形地貌、地层岩性和地质构造复杂,地质灾害种类多、分布广、影响大,严重制约着水城县的国民经济发展,威胁着当地人民群众生命财产安全。本文从地形地貌、地质构造、地层特征、气候条件、人类活动等方面简述水城县地质灾害发生背景,并针对这些成因,提出有效的防治对策。     

上扬子地区震旦系-早古生界黑色页岩的沉积和埋藏环境

上扬子地区震旦(伊迪卡拉)系-早古生界黑色页岩是我国南方震旦纪-早古生代“下组合”海相地层中的“三大优质烃源岩”,并普遍认为系缺氧、滞流环境下的沉积.本文从“下组合”黑色页岩的沉积构造以及生物生态的角度,探讨其沉积环境和埋藏条件,认为其中不仅产出有丰富的浮游和游泳类型的生物,也产出有底栖类型的生物,表明黑色页岩沉积环境中的上层水体为充氧的(oxic)环境,而下层水体中含有一定量的氧,为贫氧(suboxic)或稀氧(dysoxic)环境.上层水体的充氧环境有利于丰富生物的生长和繁殖,以提供丰富的沉积有机质;而下层水体的贫氧或稀氧阻碍着沉积有机质的分解,有利于有机质的保存.黑色页岩中的生物化石及其碎片均具有定向性排列等沉积构造,表明其沉积环境的下层水体中存在一定能量或周期性和间歇性的水动力条件,从而有助于水体中氧的扩散,维持底栖生物对氧的基本需求.黑色页岩沉积时为富含沉积水的泥质沉积物,随着富水泥质沉积物厚度的迅速加大,沉积水与水体中的氧交换减弱,沉积物内逐渐形成滞流还原的环境;而被埋藏的丰富生物遗体和排泄物等有机物质在腐烂和分解过程中促进了周围环境的还原性,导致有机物质得以保存而形成黑色的页岩.     

扬子北缘西乡群大石沟组和三郎铺组凝灰岩锆石U-Pb年龄及其地质意义

对采自扬子北缘西乡群大石沟组和三郎铺组的凝灰岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年。结果表明,大石沟组和三郎铺组的凝灰岩年龄分别为（789.0±4.4） Ma（MSWD=0.66）和（760.4±4.5） Ma（MSWD=0.43）。根据已有的资料分析,西乡群的底界年龄约为820 Ma,区域上大体可与板溪群及其相当地层进行对比,为华南新元古代裂谷盆地的早期充填,其与下伏三花石群分别代表了上下2个不同的构造-沉积旋回。结合前人研究结果,华南新元古代的岩浆活动初步显示有三幕的特征,它们的峰值年龄分别约为825 Ma、795 Ma和760 Ma,其中以前两期最为明显,分别标志着裂谷盆地的开启和全面打开。笔者报道的大石沟组和三郎铺组凝灰岩分别代表了795 Ma和760 Ma两期幕式岩浆活动,它们不仅是华南新元古代幕式岩浆活动的一部分,也与华南新元古代裂谷盆地的形成密切相关,具有不可忽视的地质意义。     

中国西部古老海相沉积建造的典型结构样式及勘探指向

中国西部大型盆地（鄂尔多斯、四川、塔里木盆地）的古老海相地层受多期构造改造而变得复杂不一,造成难以准确识别和解析沉积建造并找准油气勘探目标。综合分析了三大盆地的海相碳酸盐岩的沉积大地构造背景和充填序列,建立了典型沉积建造的地质结构模型。结果表明:三大盆地海相碳酸盐岩主要沉积于前中生代中国陆块群的构造离散阶段,准稳定的鄂尔多斯盆地在古老碳酸盐岩建造沉积之前几乎没有碎屑岩垫底,次稳定的四川盆地和活动的塔里木盆地都具有碎屑岩垫底;基底和周缘发育古老的下伏裂谷是它们共有的特色,并形成了隐伏于盆地内部的牛头型建造;前印支期,都普遍发育若干不同规模的古隆起,围绕古隆起披覆沉积的似背斜建造是这些盆地又一显著特点;在构造相对稳定的间隙期,三大克拉通内部往往为广阔的浅水陆表海沉积,席状的台地潮坪白云岩建造是以往关注度最小的一类建造。上述古老克拉通盆地的牛头型建造、似背斜建造、席状白云岩建造埋藏深、隐伏性强,是重要的油气勘探指向。如何在被多旋回构造改造的叠合盆地中准确解析地层和岩相,并识别出这些建造的精细结构,是未来古老深层海相油气勘探极具挑战性和非常必要的研究方向。     

关于二道甸子金矿找矿的探讨

二道甸子金矿床是老矿床,本文通过对二道甸子金矿床、区域地质环境、矿床地质特征、矿石特征分析,在探讨成矿物质来源及成矿机制的同时,进一步指出了二道甸子地区新一轮找矿方向。     

利用区域地球物理资料研究天山和准噶尔地区的深部构造

当代地球科学的理论、方法和技术的发展以及电子计算机的应用,使地壳和上地幔的深部构造的研究成为现实。目前研究深部构造的方法很多,例如地震(天然和人工)、大地电磁等,但由于这些方法耗资巨大,研究范围受到限制。大面积地研究地壳深部构造仍然是利用重、磁资料,配合少量地壳测深以消除重、磁方法的多能性,提高解释的可靠性。     

静宁县田堡调蓄水池滑坡成因及稳定性分析

2020年9月18日,甘肃省平凉市静宁县四河镇田堡村田堡调蓄水池左岸发生滑坡,滑坡长180 m,宽240 m,体积48.5×104 m3,主滑方向191°,为黄土-泥岩老滑坡的复活。滑坡破坏已开挖的边坡和公路路基,严重威胁田堡调蓄水池的正常建设。通过现场勘查、岩土试验和计算等工作,对田堡调蓄水池滑坡形成的地质条件、滑坡基本特征及滑坡成因进行了探讨,并采用简化Janbu法对滑坡稳定性进行分析。研究发现,滑坡形成条件主要为老滑坡地质基础、坡体前缘开挖、持续性强降雨三个方面,即坡脚大规模开挖和强降水的共同作用下,引发老滑坡的复活滑动。稳定性计算结果表明,在坡脚开挖后坡体滑动前,暴雨条件下坡体稳定系数小于0.98,处于失稳滑动状态,滑动后各工况稳定系数小于1.05,处于不稳定—欠稳定状态。     

惠州华茂石场花岗岩边坡稳定性评价及监测治理

本文以华茂石场现状开采边坡为研究对象。对其工程水文地质条件和边坡开采现状进行分析,确定安全系数,开展定性定量综合分析。理正软件确定剖面后,使用赤平投影法对最不利剖面分析后,结合flac 3D进行有限元模拟计算,结果表明,该剖面整体安全系数1.30,边坡整体在自重+地下水、自重+地下水+爆破及自重+地下水+地震工况下,均处于稳定状态。并提出相应的治理和监测建议,为类似的大型露天花岗岩边坡稳定评价和治理监测提供相关经验。