弱的早更新世间冰期东亚夏季风——来自黄土高原古土壤层中酸溶相元素的证据

在过去的暖期,东亚夏季风的强弱变化受到广泛关注,例如暖的早更新世间冰期时期(1. 6~2. 6 Ma).本文利用黄土高原洛川和赵家川剖面古土壤层中酸溶相元素的分布及其比值去重建早更新世间冰期时期东亚夏季风强度变化.结果显示酸溶相中以Ca元素(平均2. 6%)为主, Mg元素(平均1116. 5 mg/kg)次之, Sr元素(平均49. 5 mg/kg)和Mn元素(平均47. 6 mg/kg)最低.它们的含量在早更新世较高,中晚更新世时期较低,而Mg/Ca、Sr/Ca和Mn/Ca摩尔比值则呈现相反的变化.这些元素的分布及相应比值的变化受东亚夏季风控制,主要反应季风降水的变化.两个剖面古土壤层中元素及其比值均指示暖的早更新世间冰期时期黄土高原地区东亚夏季风较弱,中晚更新世间冰期时期夏季风较强,该结果与过去许多东亚夏季风重建记录接近.我们的研究结果也支持早更新世弱的赤道太平洋沃克环流导致弱的东亚夏季风这一假说.     

基于BOFDA的砂—黏土互层垂向变形物理模型试验研究

地面沉降作为一种常见地质灾害对城市发展造成巨大威胁,有效监测土层的垂向变形过程是地面沉降防治的一项重 要工作。文章采用布里渊光频域分析（BOFDA） 技术,利用室内地面沉降模型,对砂-黏土互层土体在排灌水循环中的垂 向变形进行分布式监测,并结合固结压缩试验对土体的垂向变形进行分析。结果表明：黏土层为地面沉降的主要变形层; 在排灌水循环中,土体也会经历压缩-回弹的循环。此外,BOFDA分布式监测技术可以有效地捕捉砂-黏土互层土体在排 灌水状态下的垂向变形情况,实现对地面沉降发育过程中土体垂向变形的实时监测。研究结果可为实现地面沉降的有效防 治措施提供一定的参考依据。     

蒙脱石对赖氨酸和壳聚糖的吸附实验研究

粘土矿物对有机质的吸附是自然界重要的过程之一。科学界对于有机质与粘土矿物的相互作用过程和机制研究仍处 于一个比较薄弱的阶段。该文采用天然有机质赖氨酸（左旋） 和壳聚糖与蒙脱石进行室内合成模拟实验,通过X射线衍 射、化学分析和红外光谱分析的手段对反应产物进行系统研究。结果表明,蒙脱石对赖氨酸和壳聚糖的吸附均存在两种机 制：阳离子交换和有机分子间的相互吸引。赖氨酸在蒙脱石层间的排布有三种构型,随着赖氨酸浓度的增加分别以倾斜 式、垂直呈“之”字形排列,最后形成第二排并可能生成简单肽;氨基酸的净电荷是影响吸附过程的重要因素,主要与pH 值相关。壳聚糖能在蒙脱石层间形成分层结构,溶液的pH值和无机盐的存在都会影响吸附过程。壳聚糖-蒙脱石复合体在 常温常压下水溶液中能稳定存在,而相同条件下赖氨酸易从蒙脱石层间释放,这主要是由有机质本身的性质以及有机质和 蒙脱石的结合方式决定的。     

近30年来苏南耕地土壤pH时空变化特征及影响因素分析

苏南地区是我国重要的粮食产区之一,其耕地土壤的酸碱度特征直接影响着土地品质和粮食质量。本文通过调查 2010年以来苏南农耕土壤pH空间分布特征,发现苏南土壤pH呈现西酸东碱格局,这与自然条件和人为改造行为密切相 关。近30年来苏南土壤pH时空变化在2003年前后呈现两种模式：总体上,1980年至2003年期间,土壤发生酸化和碱化的 地区与1980年至2010年来的总变化特征基本一致,而2003年至2010年近10年来部分地区土壤酸碱变化趋势出现逆转,以 镇江句容地区的先碱化后酸化和苏州无锡地区的先酸化后碱化最为典型。本文分析认为,地区间土地利用格局和利用方式 的时空差异所导致的缓冲物质的增减更替,是造成苏南土壤pH时空变化区域差异的主要驱动力     

长三角地区农田土壤中新老碳的含量和组成特征研究

土壤碳库问题是当前环境碳循环最关注的问题之一。土壤碳库中有滞留时间为千年尺度的老碳成分及百年尺度的新碳成分,有效区分二者并探索其成分对于建立精确的土壤有机碳(SOC)的动力学模型、评估碳库潜能十分必要。文中以长三角地区24个农田土壤样品为研究对象,依据不同碳库抗氧化能力,利用过硫酸钠法对其进行分离,并进一步用可见/近红外(Vis/NIR)、中红外(MIR)光谱等分析方法,探究了过硫酸钠处理前后土壤有机碳的组成变化。研究发现过硫酸钠氧化后TOC含量下降64%~92%,说明新碳占总有机碳(TOC)的64%~92%,老碳则占总有机碳的8%~36%。元素分析表明浙江地区的样点老碳含量总体高于江苏,碱性及钙盐较多的环境有利于老碳的富集。对比处理前后的土壤样品,发现氧化处理后样品在Vis/NIR光谱的所有波段反射率均上升,400~600 nm波段最为显著。MIR光谱分析显示过硫酸钠处理主要使烷基、羧基及酰胺基等基团特征峰发生较大程度消减,表明相对老碳、新碳中含有大量羧基、酰胺基等基团,它们可以作为新碳的光谱指示。     

基于ＣＯ２封存的盐酸浸取超贫钒钛磁铁矿尾矿实验研究

随着技术进步,超贫钒钛磁铁矿被广泛开采,产生大量富含镁钙的尾矿,该尾矿可用于封存ＣＯ２。本文选取承德超 贫钒钛磁铁矿尾矿作为研究对象,对其进行物相鉴定、常量元素分析、粒径分析及盐酸浸取动力学分析。结果显示尾矿主 要含角闪石及辉石,其钙镁含量较高,为３０％左右,颗粒较细,平均粒径小于５０μｍ。钙镁浸出率随着温度升高而增加, ８５℃时镁钙浸出率达到２６５％和２７０％。通过实验数据拟合可知,反应速率受固体产物层内扩散控制,尾矿活化能约为 ４３ｋＪ／ｍｏｌ。按目前的水平,开采河北承德超贫钒钛磁铁矿将产生约２５０×１０８ｔ尾矿,根据本实验最高钙镁浸出率计算,ＣＯ２ 封存量可达２０×１０８ｔ。     

南极格罗夫山普通球粒陨石的岩石学和矿物学特征及分类

从南极格罗夫山地区回收的11个陨石均具有球粒结构,确定为普通球粒陨石。研究了这些陨石的岩相学特征和矿物化学特征,进行了化学群-岩石类型的划分。结果表明,在所研究的11个普通球粒陨石中,4个为H群,6个为L群,1个为LL群。其中GRV 020010（LL3）和GRV 021481（H3）的两个陨石是稀少的、在我国尚末见过的非平衡普通球粒陨石。进行了陨石磁化率的测试,初步探讨了磁化率在陨石化学群分类中的作用。     

青藏高原东北部湟水流域新近纪风尘堆积源区分析

对青藏高原东北部湟水流域河流阶地上的中新世厚层风成堆积与黄土高原中部新近纪红黏土堆积的地球化学元素和磁性矿物特征进行了对比分析,结果表明,湟水流域中新世风尘堆积物与黄土高原风尘堆积物的源区存在差异。位于高原季风与东亚季风交汇区的湟水流域风尘堆积物可能有一部分来源于青藏高原中-西部干旱地区的风化细粒物质。因此,中中新世以来湟水流域风尘堆积物的存在可能表明了青藏高原中西部在那时已经较为干旱。     

德兴斑岩铜矿田两类伊利石的存在及其在蚀变分带中的意义

德兴斑岩铜矿田内存在两种成因类型的伊利石：一是特征的热液蚀变矿物,它是在热液流体 作用过程中斜长石、云母类矿物通过伊利石化过程形成的,其结晶度(IC)和膨胀层含量受携 带矿质的热液流体量控制;二是浅变质作用自身的产物,其结晶度远较小于前者,具2M1 多型,且不含膨胀层,是原始蒙皂石完全伊利石化形成的。作者发现,在斑岩体和接触带内 ,伊利石结晶度小的部位,蚀变程度强,矿化品位也高。     

用地球化学方法勘查中国南海的天然气水合物

天然气水合物是一种未来新型能源,赋存于低温高压环境下的海洋沉积物中,但也可形成于大陆永久冻土带中。天然气水合物资源量巨大,具有经济和环境上的研究意义。近年来,国际上己对天然气水合物的产况、分布和形成机理开展了大量研究,但国内这方面的工作还刚刚开展。对中国南海的调查表明该区存在天然气水合物赋存的有利地质条件、温压条件和富含有机质的沉积条件。在南海的许多海区还发现了指示天然气水合物存在的地震标志(BSR)。介绍了在南海天然气水合物勘查中的地球化学异常标志。这些地球化学异常的产生可能与天然气水合物的形成或分解过程有关。研究内容包括沉积物中气体含量(主要为甲烷和乙烷),甲烷的碳同位素,孔隙水中阴离子(Cl^-、SO4^2-等)、阳离子(Ca^2 、Mg^2 、Ba^2 、Sr^2 ,B^3 和NH4^ 等)浓度和δ^18,δD,δ^11B,及^87Sr／^86Sr等同位素组成,此外还对海底沉积物的热释光特征和紫外、可见、近红外反射光谱特征开展了探索性研究。通过进一步加强理论和实验研究,结合地球物理和地球化学资料,在不远的将来将会在南海发现和圈定天然气水合物矿藏。