专题：地球生物学前沿

地球生物学（geobiology）研究地圈．生物圈耦合系统,即生物圈与地球其他圈层如大气圈、水圈和岩石圈的相互作用机制及其过程．地球生物学、地球化学和地球物理学分别构成了研究地球系统的生物过程、化学过程和物理过程的学科体系．地球生物学的核心是生命与地球环境的相互作用与协同演化．我们过去讲地球与生命的关系,主要强调的是地球环境影响生命,生命适应地球环境,这是一个单向作用的关系．但地球与生命之间应为相互作用的关系,而且是协同演化的．生命演化能否影响地球环境演变,生物过程能否影响地球环境,这是一个重大科学问题．地球生物学对此作出了肯定的回答．生命与地球的协同演化这一概念符合地球系统科学的总体观,也符合人与自然协调发展的科学发展观．     

编者按

正地球生物学(geobiology)研究地圈-生物圈耦合系统,即生物圈与地球其他圈层如大气圈、水圈和岩石圈的相互作用机制及其过程.地球生物学、地球化学和地球物理学分别构成了研究地球系统的生物过程、化学过程和物理过程的学科体系.地球生物学的核心是生命与地球环境的相互作用与协同演化.我们过去讲地球与生命的关系,主要强调的是地球环境影响生命,生命适应地球环境,这是一个单向作用的关系.但地球与生命之间应为相互作用的关系,而且是协同演化的.生命演化能否影响地球环境演变,生物过程能否影响地球环     

内蒙古狼山山前台地成因及其新构造运动意义

内蒙古狼山地处阴山造山带西段、河套断陷带的西北缘,晚新生代以来狼山山前断裂广泛发育、构造抬升强烈。研究晚更新世以来狼山的构造隆升对深入了解河套断陷带的形成演化机制及其隆升过程对河套盆地古地理格局的影响具有重要的意义。狼山山前翁格勒其格和乌兰敖包台地的沉积学、地貌学和年代学研究表明,T1台地形成于47.4 kaB.P.,其沉积物为晚更新世河套古大湖沉积;T2台地形成于69 kaB.P.,其沉积物可能为黄河流经狼山山前的冲积物。台地特征的分析显示,狼山山前台地主要由构造抬升形成,两级台地记录了狼山晚更新世晚期(Qp^3-2)以来的构造隆升过程。69 kaB.P.到47.4 kaB.P.翁格勒其格和乌兰敖包地区的隆升速率分别为1.34 m/ka和1.25 m/ka,47.4 kaB.P.以来分别为0.81 m/ka和1.18 m/ka,狼山南段(翁格勒其格地区)构造抬升有减小的趋势。晚更新世晚期(Qp^3-2)以来由于狼山的快速隆升,导致黄河河道不断东迁,河套平原的古河道是其迁移的证据。狼山山前湖岸阶地的研究进一步证实晚更新世晚期河套地区发育统一古大湖。     

煤矿井下钻探装备技术现状及展望

煤矿井下钻探装备对保障矿井安全高效生产起着至关重要的作用,经过四十多年的发展,其技术水平得到很大的提高。结合产品特点、技术类型和应用领域,总体介绍了国内外煤矿井下钻探装备的技术现状,分析了国外钻机的应用效果和存在问题,重点对国内钻机开发的历程和现状进行概述,详细论述了分体钻机、履带式钻机、电液控制钻机、胶轮自行式钻机和定向钻机5个具有代表性机型的技术现状,对产品开发思路和相关应用情况也做了必要阐述,最后分析了煤矿井下钻探装备的信息化、自动化和智能化的发展趋势。      

黔东南石英脉型金矿床中铁白云石流体包裹体研究

铁白云石是黔东南石英脉型金矿主成矿阶段的主要脉石矿物之一,与金的矿化关系十分密切,在金的运移、沉淀等方面起着重要作用,其流体包裹体特征可以反映成矿流体性质。通过对铁白云石开展系统的流体包裹体岩相学观察、均一法测温和冰点测定,计算出包裹体盐度和密度等数据。结果表明: 铁白云石包裹体较为发育,以含CO₂的包裹体为主; 均一温度集中在240~300 ℃范围内,平均均一温度为267.21 ℃; 成矿流体的盐度为7.31%~21.40%(NaCl),平均为15.31%(NaCl); 成矿流体的密度介于0.72~0.97 g/cm³之间,平均为0.89 g/cm³。认为黔东南石英脉型金矿床属于低盐度、高密度的中温热液矿床。     

海底浮岩前处理方法的实验研究

为了解海底浮岩气孔充填物对全岩微量元素组成的影响,并获得有效的海底浮岩前处理方法,对冲绳海槽中部的浮岩碎成大于5 cm,1~2 cm及小于5 mm的碎块分别进行前处理,然后通过扫描电镜(SEM)和X射线衍射光谱(XRD)分析对清洗的效果进行观察对比。结果表明,对大块浮岩直接清洗以及将浮岩碎成厘米级小块后清洗都难以将浮岩气孔内充填的细粒沉积物去除干净,而对浮岩碎成毫米级(5 mm)颗粒后再清洗可以有效清除浮岩气孔内的充填物。本文所确定的一套有效的海底浮岩前处理方法总结如下:(1)将小于5 mm的浮岩颗粒置于超声波清洗机内用蒸馏水清洗,每隔15 min换一次水,直到清洗样品后的水足够清澈;(2)将样品先后浸入无水乙醇和稀盐酸溶液中,分别去除有机质和次生碳酸盐、铁氧化物;(3)将浮岩样品置于40℃超纯水中浸泡7 d左右,并每天换水,直至向上层清液加硝酸银溶液无白色沉淀出现。XRD分析表明,海底浮岩气孔中充填物的矿物组成包括斜长石、石英等。少量的气孔充填物对浮岩全岩的微量元素配分模式影响不大,但会造成Pb、Sr等元素含量的增加,因此可能会对浮岩全岩的Pb-Sr同位素组成造成干扰。     

基于转换异常场的GPS坐标转换技术

针对目前GPS坐标转换中存在的问题,结合测量作业的实际,借鉴重力测量中异常场的思想,提出基于转换异常场的GPS坐标转换技术,通过一组实测数据计算分析,可以发现转换参数精度以及公共点的图形结构强弱对最终的转换结果影响不大,而且还具备粗差探测能力.     

不同方向卸载对基坑支护位移内力的影响

基坑的开挖是一个水平和竖向压力同时卸载过程;为了研究不同方向卸载对基坑支护位移内力的影响,通过修正的邓肯－张模型模量公式,分别考虑只有水平和竖向卸载情况,对某基坑开挖进行了有限元模拟,发现水平卸载是产生水平位移的主要因素;与考虑水平卸载相比,只考虑竖向卸载时能够使支护产生负内力。通过分析,对支护结构上的实测内力总是小于设计值的原因作出了解释。     

对地球生物学、生物地质学和地球生物相的一些探讨

在简要介绍国内近年来地球生物学研究概况之后,探讨了地球生物学和生物地质学的定义以及这两者之间的区别．地球生物学是由生命科学和地球科学交叉融合而形成的一级学科,而生物地质学则是由生物学和地质学交叉而形成的二级学科,因此,地球生物学所研究的领域包含了生物地质学的研究范围．列举了这两门学科的分支学科．地球生物相是指包含了生物与环境相互作用的全过程的一个地质体的相．讨论了地球生物相、生物相和有机相之间的区别．生境型、生物组成和生产力、古氧相以及埋藏效率是确定一个地球生物相的主要参数．对上述参数作了详细探讨,并据此提出了地球生物相的半定量评估方案．推荐地球生物相的二维命名法,每一维分别代表地球生物学全过程中的生物方面和环境方面的特征．     

1990—2020年中国冰湖变化特征及影响因素

本文基于505 景 Landsat 卫星影像,通过自动化冰湖边界提取与人工目视解译相结合的方法调查了 2000 和 2020年中国境内冰湖的分布与变化,并结合 1990 年冰湖编目数据,分析中国冰湖变化特征及影响因素。 研究表明,19902020 年中国冰湖面积增加(180.1±0.1) km²,增加了 17.9%。 其中,冰川补给湖面积扩张最显著,为 22.9%,而非冰川补给湖的面积仅扩张 4.9%。 1990 2020 年冰湖面积在较高海拔带呈现增长快速的趋势,其中,在海拔 5500 m 以上冰湖面积扩张最大,达 30.5%。 在区域尺度,非冰川补给湖的变化主要受降水量和蒸发量变化的影响,其中蒸发量变化对非冰川补给湖更为显著;气温升高与冰川普遍退缩则是导致冰川补给湖普遍快速扩张的主要原因。