北京市土壤Hg污染的区域生态地球化学评价

城市土壤Hg异常/污染是中国普遍存在的重大生态环境问题。文章对北京市近1000km2范围内的地表土壤、壤中气、大气干湿沉降、大气颗粒物、大气中的Hg含量水平和空间分布模式进行了系统研究,查明北京地表土壤Hg平均含量为0.41mg/kg,大气干湿沉降物中的Hg平均含量为0.194mg/kg,壤中气Hg的平均含量为559.65ng/m3,大气颗粒物PM10和PM2.5中的Hg含量分别为0.59和0.67ng/m3,大气中的Hg平均含量为3.13ng/m3。北京市自2000年起实现了由燃煤转变为燃气的减排措施,导致干湿沉降物中的Hg沉降通量显著减少,2006年大气干湿沉降物中Hg的沉降通量1.837mg·m-2·a-1,北京市城区(近1000km2)Hg全年沉降为1837kg,空气中总Hg浓度由1998年的8.3~24.7ng/m3下降到2006年的3.13ng/m3,大气颗粒物中Hg含量由2003年的1.18ng/m3下降到2006年的0.59ng/m3(PM10)和0.67ng/m3(PM2.5),表明北京市煤改气减排措施的实施显著改善了大气环境质量。通过对土壤中Hg的存在形式研究,发现土壤中有硫化物(辰砂)及各种Hg盐(HgCl2)的含Hg矿物,Hg也可以各种吸附方式或壤中气方式存在。研究证实北京壤中气Hg与大气Hg存在显著的相关性(n=131,R=0.267,p<0.01),表明壤中气Hg是大气Hg的重要来源之一。利用2005年地表土壤总Hg与Hg释放速率的线性方程估算,土壤Hg平均释放速率为102.42ng·m-2·h-1,2005年土壤释放进大气的Hg通量为936.70kg。在查明土壤中存在大量辰砂矿物的同时,还分布有大量具有高温熔融特征的金属微球粒和玻璃质微球粒,证明燃煤和冶金烟尘是地表土壤Hg的主要来源。土壤中Hg、S、pH和辰砂颗粒浓度在空间上的高度耦合性表明,碱性条件下,土壤中高含量的S和Hg是辰砂形成的重要原因。按国家土壤环境质量标准,北京市I级土壤Hg环境质量的面积为176km2,Ⅱ级为808km2,Ⅲ级为24km2,超Ⅲ为36km2。Ⅲ级、超Ⅲ级主要分布在二环路以内的中心城区。城南(长安街为界)大气Hg环境质量明显优于城北,在北四、北五环之间的部分地区,大气颗粒Hg的环境质量为Ⅲ级或超Ⅲ级。在地表土壤Hg含量较高的中心城区,居民每天因呼吸摄入的Hg高达364ng,对人体健康构成潜在风险。根据我国"十一五"规划中每年实现10%节能减排的目标,对北京市未来50年土壤Hg含量的时空演变趋势预测,预测2050年北京因干湿沉降带来的Hg输入量为16.03kg,地表土壤释放Hg的输出量为37.36kg,明显大于Hg的输入通量,土壤Hg的环境质量将得到根本改善。预测到2040年Ⅲ级土壤Hg环境质量的区域将完全消失,到2060年以Ⅰ级土壤为主。     

二维有限元大地电磁正演模拟在Matlab上的实现

Matlab高级语言开发平台对矩阵的计算简便快速,并且绘图输出文件方便。以这些特点为契机,在Matlab平台上,讨论利用有限单元法实现二维大地电磁正演的问题,推导出相应的公式,计算地表或海底视电阻率及相位,并与解析解以及主流方法结果对比,证实了本文方法的正确性。     

哈尼梯田土地利用空间格局及其变化的信息图谱研究

以云南省元阳县为例,建立土地利用空间格局及变化信息图谱,对其图谱特征进行分析。结果表明:土地利用时空演变征兆图谱更直观形象的揭示区域土地利用变化的基本模式,提供时空复合的表达方式;土地利用斑块形态与空间扩展图谱的建立应用空间格局研究中的相关概念和方法,将微观、宏观层次图形信息与变化过程结合;土地利用变化景观特征图谱建立以度量空间格局变化为目标的景观指数体系。     

裂隙-管道介质泉流域水文地质模拟试验

为了深入认识岩溶泉流域的流量过程影响因素和作用机制,以西南岩溶泉流域水文地质概念模型为原型,建立了实验室尺度下的裂隙-管道介质物理模型和数值模型。选取补给雨强、泉口直径、落水洞与开采井的位置作为影响因子,模拟了泉流量过程。试验结果表明:单次降水试验可以观测得到泉流量增加、平稳波动和衰减共三个阶段;同一泉口直径条件下,补给强度对泉流量衰减系数的影响极小,直径为3,4,5,7 mm的泉口直径对应的衰减系数分别为0.003 6,0.006 7,0.011 5,0.012 9,泉口直径与衰减系数呈近似对数关系;落水洞汇流水量占泉流量的比例远大于裂隙;2~3 mm是微小裂隙与较大裂隙的过渡区域,两种类型的介质泉流量过程差异明显;开采井分别位于泉口附近、模型中间位置和落水洞时,泉流量衰减系数依次减小。     

广西东攀P-T界线深水相剖面与煤山剖面地层学对比

从放射虫生物地层学、黏土矿物事件地层学和有机碳同位素地层学方面对广西柳桥地区东攀二叠系-三叠系深水相剖面进行了研究,并与浙江煤山剖面(GSSP)同期地层进行了对比.结果表明,东攀剖面上二叠系-三叠系界线处与煤山剖面具有较好的可比性:①东攀剖面放射虫A.yaoi带可以与煤山剖面的Clarkina changxingensis-C.postwangi-C.postsubcarinata-C.deflecta组合带对比;②两剖面都具有性质相似、延伸稳定的界线黏土岩;③在两剖面界线黏土岩中,有机碳同位素组成都发生了巨减.     

广西柳桥深水相二叠系/三叠系界线剖面有机碳同位素地层学对比研究及事件响应

研究了广西柳桥地区东攀剖面有机碳同位素的组成,并和浙江煤山剖面进行了对比。结果表明东攀剖面在1δ3Corg变化趋势上,既具有全球PTB剖面普遍存在的共性,又具有其独特性。在东攀剖面一个显著的1δ3Corg负漂移出现在事件界线(EB)之上和二叠系/三叠系界线(PTB)之下,这与煤山剖面具有相似性。显著的1δ3Corg负漂移指示了P/T之交生物绝灭后海水表层水原始生产率的降低以及大气和海水中CO2含量的增加,并得到放射虫绝灭事件、火山事件和海退事件的响应。煤山剖面1δ3Corg负漂移从第27层就开始向13C富集的方向恢复,而东攀剖面1δ3Corg在下Induan阶仍持续亏损,表明东攀剖面早三叠世的生物复苏明显滞后于煤山剖面的。     

Fluid unmixing/immiscibility as an ore-forming process in the giant REE–Nb–Fe deposit, Inner Mongolian, China: Evidence from fluid inclusions

The giant Bayan Obo REE–Nb–Fe deposit consists of replacement bodies hosted in dolomite marble made up of magnetite, REE fluorocarbonates, fluorite, aegirine, amphibole, calcite and barite. Two or three phase CO₂-rich, three phase hypersaline liquid–vapor–solid, and two phase liquid-rich inclusions have been recognized in mineralized fluorite and quartz samples. Microthermometry measurements indicate that the carbonic phase in CO₂-rich inclusions is nearly pure CO₂. Fluids involving in REE–Nb–Fe mineralization at Bayan Obo might be mainly of H₂O–CO₂–NaCl–(F–REE) system. Coexistences of brine inclusions and CO₂-rich inclusions with similar homogenization temperatures give evidence that immiscibility happened during REE mineralization. An unmixing of an original H₂O–CO₂–NaCl fluid probably derived from carbonatitic magma. The presence of REE-carbonates as an abundant solid in fluid inclusions shows that the original ore-forming fluids are very rich in REE, and therefore, have the potential to produce economic REE ores at Bayan Obo.     

江南-雪峰隆起北缘海相油气富集主控因素和破坏机制

全球油气巨量富集带主要发育于被动大陆边缘、活动大陆边缘及大陆裂谷系中,而江南-雪峰隆起北缘具有区别于这3类的陆内坳陷斜坡带和古隆起边缘斜坡带的大地构造背景。通过对江南-雪峰隆起北缘（扬子南缘）海相油气陆内巨量富集的主控因素和破坏机制的研究,对比全球油气聚集带（区）发育的主要原因,试图建立海相油气富集和破坏的相关模式。类似于江南-雪峰隆起北缘的陆内坳陷斜坡带与古隆起边缘斜坡带的叠合斜坡带,是大陆块体内一种新的油气富集单元。通过研究,认为下寒武统和下志留统两套优质烃源岩、加里东旋回中-晚期和晚印支期-早燕山旋回早期两期良好的成藏时空匹配关系是海相油气富集的主控因素,而加里东旋回末期和晚印支期-早燕山旋回晚期两个关键破坏期,通过隆升剥蚀、断裂开启和岩浆活动等方式导致了海相油气的破坏。时空匹配的叠合斜坡带既是油气聚集的有利场所,又是油气改造的活跃区域。     

鄂尔多斯盆地北部上古生界层序地层特征与储层发育规律

通过地震和测井层序地层分析,可在鄂尔多斯盆地北部上古生界识别出４个地震层序,层序界面均以区域性侵蚀面或河道冲刷面为边界。层序的发育特征反映了鄂尔多斯盆地在晚古生代经历了陆表海盆地的形成、发展、衰退和逐渐消亡的过程。储集层主要是石炭系的滨岸砂体、二叠系的河道砂体以及冲积扇砂体。在层序地层体制中,储层的纵向发育受基准面升降变化旋回的控制,而平面展布受古地貌的制约。通过地震与钻井的综合分析,具体预测出有利的储集砂体分布。     

复合点坝构型样式分类方案及分布概率统计*

复合点坝储集层内部非均质性分析是曲流河研究的难点,仅靠地震和测井资料难以解释清楚。关于复合点坝储层构型表征也较缺乏定量化指导标准。本研究选取了13条曲流河河段的260个复合点坝作为数据样本,进行参数分类统计,形成曲流河复合点坝地质知识库。将复合点坝分为4大类、25个亚类;将侧积体分为8大类、22个亚类。统计不同类型复合点坝和侧积体构型样式的分布概率关系。以此为基础,充分利用定量分布概率关系,达到在资料较少情况下分析复合点坝储集层平面非均质性的目的。