基于实验分析的乳房状石钟乳成因机理初步研究 ——以湖北阳新地心大峡谷洞穴沉积形态为例

目前,关于乳房状石钟乳成因的研究仍然停留在"科学猜想"阶段.通过对湖北阳新"地心大峡谷"洞穴内采集的一对孪生乳房状石钟乳样品进行矿物构成、晶体形态以及年代学分析,获得如下新认识:①乳房状石钟乳由致密—疏松互层递序生长的方解石构成.②致密层方解石呈菱面体晶型,无色透明,垂直向下生长,没有横向扩张;疏松层方解石呈细小颗粒状...     

广西桂林凉风洞秋冬季滴水和沉积物氧同位素对极端降水的记录研究

近年来,全球环境变化导致的极端气候事件的发生频率剧增,引起了国内外学者的广泛关注。由于器测记录时间较短,因此需要通过精确连续记录古气候变化的石笋来解译极端气候事件的规律。本文针对桂林凉风洞2015年9月至2016年1月的大气降水、洞穴滴水和现代沉积物的氧同位素组成进行了高分辨率的监测。监测结果揭示了由于秋冬水汽源的改变,导致桂林地区大气降水δD、δ~(18)O同位素值显示逐渐偏正的季节性变化,并且建立了该区域大气降水线为:δD=8.8δ~(18)O+16.38。由于大气降水作为凉风洞水源补给唯一来源,使得洞穴滴水的δ~(18)O继承大气降水的δ~(18)O所蕴含的环境信息,进而记录在洞穴现代沉积物中。但是受到洞穴顶部岩溶表层带的平滑或者均一化的作用,使得洞穴滴水的δ~(18)O同位素值要偏正于大气降水的δ~(18)O同位素值。在极端降水信号输入岩溶表层带后由于存在不同的水文地球化学过程,从而导致洞穴沉积物对其极端降水事件的响应时间存在不同,并且在δ~(18)O同位素值也存在明显差异。因此,系统监测洞穴滴水、沉积物δ~(18)O同位素对外界环境信息的响应过程,能为量化或精确解译石笋δ~(18)O同位素记录所指代的古气候环境信息提供基础。     

末次盛冰期百年尺度气候变化的南京石笋记录

据年层计数和TIMSU系测年结果,建立了南京汤山葫芦洞YT石笋年际精度时间标尺(18000～14000aB.P.)。除石笋顶部5mm层段外,高分辨率的δ18O、灰度和年层厚度3种指标在百年尺度上具有相当一致的对应关系,表明这3种指标对气候因素变化响应比较敏感。综合石笋δ18O和本区古植被资料,估计末次盛冰期和波令暖期年均温分别达7℃和15℃。石笋揭示的末次盛冰期气候可进一步划分为4个阶段:1)18150～16900aB.P.,年均温和洞穴湿度逐步下降;2)16900～16100aB.P.,年均温和洞穴湿度相对稳定,可进一步划分为3个暖峰和两个冷谷;3)16100～15600aB.P.,年均温快速下降,按氧同位素平衡方程计算,其冷谷可能接近于0℃,但洞穴湿度比前期下降幅度并不大;4)15600～14750aB.P.,年均温和洞穴湿度比较稳定。这种气候演化的阶段性和突变性与北大西洋地区气候记录可以对比,反映极地与东亚季风气候受共同的驱动机制支配。从石笋4种指标(δ18O、δ13C、灰度和年层厚度)的功率谱图中识别出不同尺度的太阳活动周期成分,其中80aGleissberg周期特别显著,表明末次盛冰期边界条件下太阳活动仍是短尺度气候变化的主要驱动力。     

缓倾岩层洞穴系统发育模式的模拟试验

为模拟洞穴系统的发生、演化及分布规律。对缓倾岩层(倾角<15°)裂隙疏散或密集及多层或单层含水层结构的模型所做的溶蚀试验表明:均匀介质含水层在平面上洞穴发育呈不均匀状况,剖面上以浅饱水带及承压含水层顶板附近洞穴较发育;在裂隙不发育或不贯通时洞穴发育受层面裂隙控制;在缓倾岩层中,洞穴发育循反倾向的方向逐渐减弱。     

基于数字图像处理技术的冰川堆积物粒度分析——以川西贡嘎山冰川堆积物为例

冰川堆积物的粒度组成在很大程度上控制了其物理力学性质,但常规试验无法得到连续的冰川堆积物的粒度组成数据.应用数字图像处理技术和室内试验相结合的分析方法,首先借助图像处理技术,对冰川堆积物剖面的砾石形态进行分析.获取粗粒部分(>2cm)的粒度组成,然后采用室内颗分试验获得细粒(<2cm)部分的粒度组成,将2类粒度数据进行叠合即可获取连续的冰川堆积物的粒度组成.结果表明:研究区冰ill堆积物的粒度组成极不均匀且颗粒分析曲线呈现多峰性,具有良好的级配和工程性质;冰川堆积物的粒度组成、砾石形态和排列特征都有很好的分形特征.     

贵州郑家小洞内动物重金属含量及与土壤和水体的关系研究

通过对安顺郑家小洞内的动物和重金属污染进行调查研究,共获动物标本551号,隶属3门6纲10目20科29种（或类群）。对5个动物类群（螺类、马陆、斑灶马、蝙蝠粪和山蛩虫）、洞穴土壤和洞穴水的重金属含量进行了测定,研究了各动物类群的富集系数和洞穴土壤的污染指数并进行了评价。结果显示蝙蝠粪便中Zn的含量最高（670.5 mg/kg）,间接说明了洞穴外围环境中的Zn污染较为严重,马陆对Ni与斑灶马对Cr和Ni无富集能力。各元素在3个光带土壤中的平均值含量都超过了我国的土壤背景值,按顺序排列为Zn >Ni > Cu > Cr > Pb > As > Hg > Cd,水体为Zn > Cr > Ni > Cu> Pb > Hg > As > Cd。单项污染指数表明Hg、Ni和Zn为重污染,在3个光带中的平均值分别为5.11、3.18和3.20。从综合污染指数看,3个光带的平均值为2.17,属轻污染,说明该洞穴有重金属污染但不严重。      

Naturally acidic and metalliferous waters at unmined volcanogenic massive sulfide deposits in the Bonnifield mining district, Alaska Range, east-central Alaska

The Bonnifield district hosts 26 tmmined volcanogenic massive sulfide （VMS） occurrences. Environmental geochemical samples of water and stream sediment were collected at several occurrences, concentrating on the two best-exposed and largest deposits, Red Mountain （RM） and Sheep Creek （SC）. Limited samples were also collected at the poorly exposed WTF deposit. The deposits are Late Devonian to Early Mississippian, and are hosted by felsic metavolcanic and carbonaceous schist members of the Totatlanika Schist or Keevy Peak Fm. Spring and stream waters at RM and SC have pH values commonly 〈3.5 （as low as 2.4 at RM and 2.5 at SC）, high conductivity （up to 11000 μS/cm）, and very high （Is to 100s mg/L） dissolved contents of Al, Cd, Co, Cu, Fe, Ni, and Pb. Waters at RM are characterized by extremely high REE contents （summed REE median 3200 μg/L, n=33）. At both RM and SC, pyrite oxidation and dissolution produce low pH waters that interact with and dissolve bedrock minerals, resulting in acidic, metal-laden, naturally degraded streams that are mostly devoid of aquatic life. Ferricrete is common. In contrast, WTF barely produces a surficial environmental footprint, mostly due to topography and relief. RM and SC are well exposed in the areas of relatively high relief, and both exhibit extensive areas of quartz-sericite-pyrite-alteration. While WTF shares many of the same deposit-and alteration characteristics, it is concealed by tundra in a large, nearly flat area. Surface water at WTF is absent and outcrops are sparse. Even though WTF is roughly the same size as Red Mountain （both around 3 million tonnes） and has similar base- and precious-metal grades, the surficial geochemical manifestation of WTF is minimal. However, exposure through mining of the altered, mineralized rock at WTF potentially could initiate the same processes of pyrite oxidation, acid generation, and mineral dissolution that are observed naturally at RM and SC.     

26Al/10Be埋藏测年及其在洞穴沉积年代学研究中的应用

长期暴露于地表的石英砂被快速搬入洞穴或埋藏,不再接受宇宙射线辐射,埋藏前所积累的陆地宇生核素26 Al 和10 Be 随时间指数衰减。据此用加速器质谱计测定沉积物中石英样品现存的26 Al /10 Be可计算其埋藏年代。用此方法本文对周口店第一地点的下部地层年代作了初探。此次研究表明自第10层以下的沉积物其年代很可能≥ 1 Ma。