地质三维可视化建模与其剖面自动制图应用研究

地质三维模型构建是当前国内外地学界研究的热点问题之一,它将地质成果抽象为地质模型,实现计算机的三维可视化分析与管理.从建模的方法、数据处理、可视化分析等基本原理出发,结合作者构建三维地质模型的工程经验,着重讨论了地质三维可视化中涉及的一些关键技术问题,如数据融合处理、网格剖分、虚拟现实等方面,并给出了一些具体应用实例....     

推进海岸带综合地质调查,为社会经济持续发展提供支撑

海岸带是一个完整的环境系统,位于海陆相互作用的交集地带。海岸带地质工作是海岸带社会经济可持续发展,解决人口、资源、环境矛盾的重要保障。随着经济社会的发展,沿海经济区城市群规划布局、海岸带土地利用和海洋功能区划、重大工程布局与建设、生态文明建设和环境保护、减灾防灾和应急、地质资源开发规划、地质科学发展等都迫切需要加强海岸带地质工作。通过海岸带海域综合地质调查、海岸带地质环境和地质灾害监测系统建立、海岸带地质灾害预警和应急响应中心建成,将取得一批服务于海岸带地区经济社会发展需求的基础调查成果、一批服务于各级政府决策的专题性成果和破解重大地质问题的技术创新示范性成果。     

黄河三角洲湿地土壤、植物碳氮稳定同位素的组成特征

对黄河三角洲湿地表层土壤和植被进行了碳氮同位素调查,发现本区植物的碳氮同位素值域变化幅度较大,生态系统以喜湿的C3植被类型为主,也生长C4植物。植物的碳、氮同位素之间不存在相关关系。表层土壤中碳氮同位素组成存在着弱负相关关系,反映本区表层土壤中有机质有多种来源。土壤Corg/N比值差异很大,大部分地区土壤Corg/N比值大于12,指示土壤有机质来源以黄河流域有机质为主,当地植被的贡献较小。     

黄河三角洲浅层地下水位年内变化特征及影响因素

基于黄河三角洲地区3个站位的1小时一次的浅层地下水位连续观测记录,将浅层地下水位与同时期ERA5高分辨率再分析实际蒸发量数据结合,并联合潮位、降水量和径流量等数据,通过快速傅里叶变换、时序分析等方法,分析并阐明了黄河三角洲地区浅层地下水位变化的特征及机制。结果表明：（1）不同的沉积环境导致了浅层地下水位整体变化的差异。表层沉积物渗透性相对较强区域,浅层地下水位波动剧烈;而表层沉积物透水性较差地区,浅层地下水位在6月中上旬存在低谷,但总体相对稳定;（2）潮汐对黄河三角洲浅层地下水位在水平方向的影响范围至少可达7km,但不超过15km。在其影响区域内,浅层地下水位波动滞后于潮汐的时间存在年内变化,分为两个时间上持续各6个月的区间,二者数值相差约12h;（3）降水量与实际蒸发量是黄河三角洲浅层地下水位升降最主要的影响因素。此外,农业活动也对浅层地下水位的变化有一定影响。对黄河三角洲浅层地下水位变化规律研究,能够为本地区土地盐碱化、海水入侵灾害防治与生态保护提供科学依据。     

江苏盐城大丰滨海湿地表层沉积物重金属空间分布特征及潜在生态风险评价

对江苏盐城大丰滨海湿地表层沉积物重金属含量变化区域分布特征进行了分析,结果表明,江苏盐城大丰表层沉积物Hg、Cd、As、Cu、Pb、Cr和Zn的均值分别为0.05、0.25、7.21、25.5、20.3、67.79和68.09 mg/kg,滩涂湿地均值高于人工湿地,滩涂湿地大丰港一期码头附近的JST-02的各项重金属含量最高,呈明显的点源污染的特征。重金属区域分布与粒度正相关,黏土含量对重金属的富集和分布起到一定控制作用。单因子污染指数结果表明,研究区表层沉积物7种重金属元素的单因子污染指数均值由大到小依次为Cd＞Cr＞Cu＞Zn＞Pb＞As＞Hg,其中Cd的均值最大为1.57,为研究区主要污染元素;综合潜在生态风险指数变化范围为15.7~184.91,均值为27.41,滩涂湿地潜在生态风险高于人工湿地;潜在生态风险参数由大到小顺序为Hg＞Cd＞As＞Cu＞Pb＞Cr＞Zn。Hg和Cd为主要潜在生态风险因子。整个区域具有较低的潜在生态风险,尚未达到环境污染程度,但局部区域单个污染物浓度较高。     

江苏盐城近岸海域水动力特征

通过2018年对江苏盐城近岸海域（射阳港至大丰港之间）布设的4个测流站位夏冬两季连续25 h海流、悬沙浓度的观测资料,对该地区的水动力特征进行了初步分析,结果表明：新洋港到四卯酉河口沿岸的潮流主轴的方向基本与等深线走向一致,呈现明显的往复流特征,射阳港附近站位（JS-YWPY01站）涨潮流以SW向为主,落潮流以NNE向为主;JS-YWPY02、JS-YWPY03和JS-YWPY04 3站涨潮流均以SE向为主,落潮流均以NW向为主,JS-YWPY03站和JS-YWPY04站涨潮流流速大于落潮流流速;25 h内出现2次涨落潮,落潮历时大于涨潮历时,而涨潮流速大于落潮流速,最大流速一般发生在中潮位时刻,最小流速均发生在高潮或低潮时刻,测区一带潮汐属于正规半日潮,潮流在观测周期内呈现显著的变化特征。     

不同选择性提取方法锶钡比的海陆相沉积环境判别探讨

锶钡比是常用的海陆相沉积环境判别手段之一,黄河三角洲钻孔沉积物的传统全量锶钡比介于0.45±0.5之间,无法判别其海陆相沉积环境。黄河三角洲钻孔样品的选择性提取结果表明,全样的总量钡和锶中的75%以上的钡和50%以上的锶赋存于与沉积时的海陆相地球化学环境无关的陆源碎屑矿物中,在判别海陆相沉积环境时是应该剔除的。不同选择性提取方法的分析结果表明,黄河三角洲沉积物中的锶除碎屑硅酸盐矿物态外,主要呈现可交换态和碳酸态,赋存形态比较单一;而钡除了碎屑硅酸盐矿物态外其赋存形态复杂。以提取可交换态为主的醋酸钠法和醋酸铵法、以提取可交换态和碳酸盐态为主的柠檬酸法和稀盐酸法及络合剂+稀盐酸法所提取的锶钡比,均能较好地区分黄河三角洲的海陆相沉积环境。来自黄土的黄河三角洲物源的高碳酸钙和醋酸不能提取重晶石中钡的双重特殊性,导致黄河三角洲沉积物稀醋酸法提取的结果具有高锶低钡的特征并造成锶钡比偏高,尽管其锶钡比都大于1.0,但其对沉积时盐度环境的响应灵敏度大于其他选择性提取方法。选择性提取方法是解决目前传统的全样总量锶钡比海陆相沉积环境判别效果不佳问题的唯一有效手段。     

黄河三角洲进积与滨海湿地地质环境演替模式

本文通过对黄河三角洲5个钻孔岩芯的沉积学观测、微古分析、14C测年,同时结合历史记录及遥感资料,分析了本区末次冰后期以来的沉积序列,重建了近10ka以来古环境演变过程,分析了古环境演化对滨海湿地演替的控制作用。本文着重讨论了黄河三角洲进积与湿地形成演替规律,总结了从水生系统、浅海湿地系统、潮滩湿地直至上三角洲平原湿地向陆地生态系统的演替模式。同时通过对现代黄河三角洲与老黄河三角洲演化模式进行对比,提出气候变化、人类活动会加速和改变湿地地质环境演替进程和方向的一般规律。笔者等还进一步提出,由于人类活动的影响,1855年之后湿地演替速率明显加快,约达8~33倍。古环境的重建与滨海湿地响应机制研究可更清楚地理解湿地如何对未来环境变化进行响应,包括海平面上升,从而为滨海湿地保护与管理实践活动提供科学导向。     

辽河三角洲大凌河河口湿地沉积物晚更新世以来的矿物特征及其物源、气候意义

对辽河三角洲大凌河河口湿地地区ZK3钻孔的58个沉积物样品中碎屑矿物和黏土矿物进行鉴定和分析,结果显示:碎屑矿物中轻矿物占比大,平均含量为95.7%,主要包括斜长石(43.89%)、钾长石(28.10%)和石英(22.45%);重矿物平均含量仅为4.3%,主要为普通角闪石(38.03%)、绿帘石(27.51%)和自生重晶石(12.01%)。黏土矿物中伊利石平均含量(50.3%)最高,其次为蒙脱石(24.5%)、绿泥石(12.7%)和高岭石(12.6%),黏土矿物组合为伊利石-蒙脱石-绿泥石-高岭石型。ZK3孔晚更新世以来沉积物的物源有所差异,但总体上来说,除河道和湖相沉积时期物源主要来自大凌河外,其它沉积环境中沉积物主要来自辽河和大辽河,物源相对稳定。黏土矿物组合特征所指示的气候变化过程与本区域的孢粉数据有很好的对应关系:45～31 ka BP处于庐山—大理的间冰期阶段,蒙脱石/(伊利石+绿泥石)比值较大,指示气候温和湿润;31～11 ka BP为大理冰期阶段,蒙脱石/高岭石比值较低,指示气候寒冷干燥;11 ka BP至今为冰后期阶段,随着新仙女木事件(YD)的结束,温度逐渐回升,蒙脱...     

胶州湾底层水痕量元素组分存在形态及其生物有效性

利用同站位多介质同采的资料分析研究了各环境介质中的不同痕量金属对生物富集的贡献。提出底层水中Cu、Hg、As对生物体中同名组分富集的贡献较大。采用PHREEQC软件模拟了底层水中Cu、Hg、As三种元素的组分存在形态,结果表明:Cu(OH2)、HgCl3-、HAsO42-分别为底层水中Cu、Hg、As的优势态,但其生物有效形态依次为Cu2 、HgCl42-、HAsO42-,提出生物对其所处环境介质中痕量金属的富集并不取决于痕量金属的总量或其相应的优势态浓度的多寡,而是取决于痕量金属的生物有效态的浓度大小。