基于大数据的中国土壤背景值与基准值及其变化特征研究——写在《中国土壤地球化学参数》出版之际

土壤地球化学背景值与基准值研究是地球科学领域重要基础性工作。《中国土壤地球化学参数》是在全国多目标区域地球化学调查基础上,基于高质量高精度大数据研究的重要成果。本文概述地球化学调查工作方法与样品测试质量等若干基本要求,说明大数据的获取方式与精度水准。主要从宏观尺度上论述中国土壤背景值与基准值变化特征,包括:①研究中国土壤地球化学背景值与全球地壳丰度比值特征,阐述中国土壤元素(氧化物)背景值相对于全球地壳丰度的总体特征和基本规律;②通过辽河流域、黄河流域、长江流域及珠江流域土壤元素(氧化物)背景值与地壳丰度对比,研究由北方至南方各大流域相对于全球丰度的变化特征;③通过上述各大流域与全国土壤背景值对比,研究各大流域分别在全国总背景中的变化特征;④以中国基本无人类影响的代表自然本底的第一环境土壤背景值为基准,研究代表人类深度影响的第二环境土壤地球化学富集特征;⑤通过对比国内各大流域和地区第一环境与第二环境土壤地球化学背景比值特征,研究全国不同自然环境和地理景观条件下元素指标富集与贫化规律等。《中国土壤地球化学参数》研究建立在地球化学大数据基础上,信息量巨大,内涵极为丰富,是我国地球化学历史上空前规模的具有里程碑意义的学术成就,为包括土壤学、生态学、环境学、生物学在内的地球科学领域提供基础信息,为全球变化、全球环境、全球治理重大科学问题研究提供重要依据,为国家自然资源、生态环保、农业农村及卫生健康等行业部门科学管理与科学决策提供评价标准。本文研究仅仅触及宏观层面的某些方面,就已经涌流出大量生态信息、自然规律与科学问题需要深化研究和应用实践。可以预见,随着中国土壤地球化学参数的深入研究与广泛应用,将促使地球化学更加深度融入国家经济社会发展,在国家发展大格局中发挥积极作用,国家经济社会发展也将会更加关注地球化学问题。本项调查与研究成果凝聚了广大地学工作者的辛劳和智慧,展现出严谨的科学精神和崇高的事业心与责任心,展示中国质量和中国精度,代表中国地学领域高质量发展方向。     

青藏高原东北缘最新构造变形的初步研究

在分析研究青藏高原东北缘地震、地震形变带及活动断裂带的基础上,确定了NNW向最新活动构造体系。该体系的主体构造是由一系列呈NNW向相间展布的现代隆起带和沉降带组成。青藏高原东北缘最新构造变形是该构造体系活动的结果。另外,还对体系的变形特征及"敏感点"进行了较详细的探讨。      

南京市区埋藏古河道沉积物的年代

埋藏古河道沉积物年代学框架的建立对于探讨当地水系演变过程、重建气候演化历史具有重要意义。本文用光释光(OSL)测年中的简单多片再生法(SMAR)和单片再生法(SAR)对南京市区汉府街埋藏古河道堆积物钻孔样品进行了光释光测年,对岩芯中含有的植物碎片进行了AMS 14C测年。光释光等效剂量(De)的预热坪实验表明,在 200～260℃的预热温度范围内均能获得基本一致的De值,并得到了剂量恢复实验支持。样品的光释光年龄和树轮校正的AMS 14C年龄吻合,结果显示N06S6孔秦淮河古河道沉积是不连续的,主要堆积于6.6ka至7.9ka期间和14ka至15ka期间。末次冰盛期期间,秦淮河下切形成深达至少42m的古河谷。     

松辽盆地协尔苏地区泉头组一段砂体及铀矿化特征分析

松辽盆地南部协尔苏凹陷泉头组一段分为上、下两部分,下部为以泥石流为主的冲积扇相沉积,上部为冲积扇-辫状河相沉积.分析表明：下部砂体泥砾混杂、粒度较粗,不利成矿;上部主要发育两层砂体,砂体厚5~40 m,延伸稳定,有利于砂岩型铀矿化的形成.根据泉一段砂体的岩石学特征、岩石化学特征、后生氧化-还原特征认为,由于深部有机流体的后生还原作用及基底-盖层贯通断裂继承性活动对下部层位煤层气进行纵向疏导,泉一段砂体后生地球化学环境改变为还原环境,主要表现为发育煤成烃油浸砂岩及烃类质量分数很高,砂岩由原生红色褪色化成灰色、灰绿色;在此基础上,后期叠加层间氧化作用,但由于下部层位煤层气持续作用,本区氧化特征不明显,氧化砂岩以浸染状、斑点状、团块状和条带状残留于还原砂岩中.通过分析协尔苏凹陷钻孔岩心铀钍含量及铀矿化特征,认为达官五家子地段、塔林布敦吐地段泉一段砂体铀含量高,铀的活化迁移作用明显,砂体存在铀的后生富集;铀的存在形式主要为吸附铀,为黏土矿物及有机质,铀矿物主要为沥青铀矿.分析认为研究区具有较好的铀成矿潜力.     

典型岩溶区硫化物矿床——广西贵港锡基坑铅锌矿开采的生态效应

硫化物矿床开采的环境污染效应与围岩性质有密切关系,碳酸盐岩类围岩能在一定程度上中和硫化物矿床开采形成的酸性矿山废水(AMD),从而降低酸性废水及重金属的污染危害。以广西贵港锡基坑硫化物矿床为研究区,系统采集了矿石、尾矿、废水、地表水、悬浮物、底积物及地下水样品,测定了重金属含量及pH值等理化指标,研究了岩溶区硫化物矿床开采的生态效应,以期为类似碳酸盐岩地区硫化物矿床开采的环境污染与生态危害评价、矿山环境保护提供科学依据。研究取得结论如下:(1)尾矿及废水样品中Cd、Pb等重金属含量较高,对矿区地表水及地下水质量构成一定的潜在风险;(2)硫化物矿床开采过程释放的重金属元素对矿区地表水有较显著影响,由于碳酸盐岩的中和作用,流出矿区后地表水、悬浮物及底积物中重金属含量迅速降低,重金属潜在风险处于轻微等级;(3)富含Cd、Pb等重金属的矿坑酸性积水,下渗过程中与碳酸盐岩中的Ca²⁺、CO₃^2-、HCO^-₃发生中和反应而沉淀,矿区地下水环境质量良好,除了尾矿库、矿坑水周边存在少量超标样品...     

多层渗滤介质处理微污染水体的中试研究

对传统的渗滤系统进行改进,采用多层渗滤介质系统,以期增大人工土层对颗粒有机物的接触氧化表面积,同时设置曝气装置保证好氧过程的氧气供应,可以大大提高污水地下处理系统的水力负荷。以北京典型的细砂、中砂、粗砂和砾石为填充材料,处理北京市海淀区上庄水库的污染水体,远优于类似的系统。现场试验结果表明,改进后的系统能创造良好的好氧/厌氧环境,对污染物去除效果良好,COD_Cr、TN、NH⁺₄-N和TP去除率分别达到了48.57%~94.87%、18.49%~70.21%、20.51%~87.50%和5692%~80.65%,出水达到了地表水Ⅲ-Ⅳ类水质标准。多层渗滤介质系统通过微生物的硝化、反硝化作用实现生物脱氮是去除氮的主要途径;土壤的吸附与沉淀作用是去除磷的主要途径。      

石英Ti/Ge-P:基于机器学习的矿床类型判别新图解SCIEI北大核心CSCD

石英的微量元素记录了石英生长的物理化学条件。通过微量元素对石英原岩进行分类的研究历史已久,经典工作是在以微量元素为坐标轴的图解上绘制各类型石英的分布范围,以区分石英类型。经典图解包括Rusk(2012)提出用于区分三种矿床类型石英的Al-Ti二元图解,和Schr9n et al.(1988)提出的用于判别不同岩浆岩类型石英的Ti-Al-Ge三元图解。越来越多的研究表明,上述图解不能满足对更多石英类型进行分类的需求,同时也出现与部分已知产状类型的石英微量元素判别相矛盾的情况。随着石英原位微区测试方法的成熟,高精度石英微量元素数据逐渐丰富为系统开展机器学习提供了大数据基础,为石英微量元素研究提供了新的角度和可能性。本研究运用机器学习分类方法对石英微量元素进行精确数学分析,提出Ti/Ge-P图解为石英成因研究提出新的地球化学指标。本文同时测试了六种经典机器学习分类算法,提高Ti/Ge-P图解在石英成因分类研究上的精度。此Ti/Ge-P图解适用于多种矿床研究,包括但不局限于斑岩型矿床、矽卡岩型矿床、浅成低温热液型矿床、卡林型矿床以及造山型矿床中的石英。这项工作是大数据技术与机器学习技术在地球化学研究中的积极探索。     

改进的精细分辨率雷达探测强对流效果评估

简要介绍了改进精细分辨率雷达所涉及的提高空间分辨率和智能化、快速扫描等技术。利用改进后的雷达精细分辨率数据和原始分辨率数据,对不同强天气类型的探测效果进行了对比分析,结果表明：精细分辨率数据可获得比原始分辨率数据更大的相对径向速度,辐合辐散和速度极值也更明显;获取更为清晰的超级单体结构以及龙卷涡旋特征和龙卷碎片特征等,更早识别出对流单体和雷暴云团;采用精细分辨率数据进行定量降水估计的精度与原始分辨率数据相当或略有提升。改进后精细分辨率数据具有更高的空间分辨率（双偏振）雷达观测特征,在对中小尺度强对流回波监测和识别的实际业务中具有较明显优势。     

中国大陆新生代上地幔铅同位素特征

收集了新生代(含少量晚中生代) 301件幔源玄武岩的Pb同位素数据, 编制了系统的Pb同位素变化趋势(等值线) 图件, 现仅提供“中国大陆新生代上地幔的206Pb/204Pb比值变化趋势图”.图件显示, Pb同位素在南北方向的差异比较显著, 南北的界线大体从合肥-郑州-银川-汗腾格里峰, 结合Nd同位素的资料, 以206Pb/204Pb比值为18~18.5作为分界, 以北小于18~18.5;以南大于该值.此外初步辨认出该时期存在3种类型的地幔: 造山带地幔、裂谷型地幔及“非典型地幔”.与依据不同时代、各种类型的样品铅同位素的比值, 统一编制的“中国大陆岩石圈206Pb/204Pb比值变化趋势图”进行比较, 显示出在东北的西北部的206Pb/204Pb比值、南北向东经104°附近的高206Pb/204Pb比值区是否存在、渤海周边Pb异常区的强度以及华南DUPAL异常区问题等方面都有区别, 表明晚中生代-新生代时期, 中国大陆进入了一个新的软流圈地幔对流体系, 近代地幔并没有完全继承老地幔的全部特征而是被注入了新的软流圈物质.此外, 两张趋势图都显示了南北分块的特征, 而东西向的系统变化, 仅在近代Pb比值趋势图中华南块体的东南沿海地区出现, 暗示太平洋板块俯冲对中国大陆的影响处于次要地位.      

中国1:100万地貌图设计中若干问题的探讨

在自然地理环境中,地貌是最基本要素之一。地球的形状直接控制着地表热量的分布,而海陆的差异和山川起伏,又控制着水分与热量的重新分配。因此,在一定区域内地貌与其它自然地理要素,如气候、水文、植被、土壤等相互关系中,地貌条件往往起着重要作用。同时有些地貌现象动态变化格外明显,如水土流失、山崩、泥石流、风沙移动等,不