石英标准生长曲线在青藏高原东缘黄土光释光测年中的应用

石英标准生长曲线（SGC）法在黄土高分辨率光释光定年中有大幅节省测试时间的潜力,然而目前对该方法在不同时空尺度上的适用性尚存在争议。本文选取青藏高原东缘的典型黄土样品,通过系统地分析石英光释光生长曲线特征,检验SGC法和最小二乘法标准化生长曲线（LS-SGC）法在高原东缘黄土光释光定年中的适用性,结果显示：1）高原东缘黄土石英光释光信号以快组分为主,且同一地点不同样品、不同测片的生长曲线形态相似;2）当等效剂量（D_e）小于100 Gy时,不同地点样品石英生长曲线形态一致;大于100 Gy时生长曲线则具有不同的剂量响应特征;3）通过SGC法获得的D_e仅在0~100 Gy与实测值一致;LS-SGC法拟合的生长曲线结果更佳,并且LS-SGC法计算的D_e在100~200 Gy与实测D_e仍具有较好的一致性。研究结果有助于深入研究高原黄土光释光测年和风成沉积过程,同时也可为其他区域建立石英光释光标准生长曲线提供借鉴。

     

黄土沉积物原生组分磁化率与风力的物质分选

本研究选取我国西北地区典型荒漠表土和黄土-古土壤序列样品为研究对象,探讨黄土沉积物及其潜在物源区表土的原生磁性矿物浓度在不同粒级间的变化规律、黄土剖面中粒度与磁化率的关系,以验证中国黄土沉积物中磁性组分在搬运过程中是否存在分选作用及其变化规律。来自西北地区表土的地质证据表明,磁性组分主要集中于>63 μm和31~63 μm粒径组分,并以后者的含量最高;与之相对应,黄土沉积中原生磁性组分主要集中于31~63 μm粒径组分,但>63 μm粒径组分不再是主要载磁组分,其磁性显著低于31~63 μm粒径组分。同时,多个剖面的证据表明黄土沉积的原生磁化率与31~63 μm粒径组分的含量是同相位变化的,进一步支持沉积物中原生组分的磁化率受到风动力的分选作用影响。需要强调的是,沉积物原生磁化率的主要载磁粒径组分为31~63 μm的颗粒物,而并非最粗粒组分。本研究结果暗示,相较于沉积物的全样粒度,干旱半干旱地区风成沉积的磁化率在指示古风场强度方面具有潜力。

     

考虑降雨作用的多年冻土区不同地表土质活动层水热过程差异分析

为明确气候湿化背景下多年冻土活动层对降雨的水热响应机制,探讨了考虑降雨作用的不同土质地表能水平衡差异和活动层水热过程。基于土壤–地表–大气能量平衡的冻土水–汽–热耦合模型,以青藏高原北麓河地区2013年实测气象资料为模型驱动数据,定量分析了高原真实野外降雨条件下3种典型地表土质(砂土、亚砂土、粉质黏土)地表水分和能量平衡差异、活动层内部水分与能量输运分量变化过程和耦合机制。结果表明:随着土壤粒径增大,地表净辐射增大、蒸发潜热增大、感热通量减少、土壤热通量减小,不同土质地表蒸发潜热和地表感热通量差异最为显著,地表能量平衡差异在暖季较大、冷季较小;土壤粒径越大,水势梯度液态水和温度梯度水汽迁移越显著,但温度梯度水汽通量减小、水势梯度液态水通量增大;随着土壤粒径增大,土壤浅表层水分减少,25～75 cm水分略有增加;随着土壤粒径增大,土壤导热系数、降雨入渗对流传热和地表蒸发量增大、热传导通量减小,土体温度梯度降低,相同深度处土壤温度更高,活动层厚度增大,不利于多年冻土稳定。研究成果可为湿化背景下多年冻土的稳定性预测和保护提供参考。     

伊犁谷地黄土滑坡发育分布规律及成因

在前人研究基础上,通过现场调查分析黄土滑坡地质条件及发育特征,进一步统计分析伊犁谷地23处典型黄土滑坡形态及滑床、滑体等要素。结果发现,该区降水量及次数与滑坡发生频次正相关,多发生在春夏之交和夏季,集中在4—9月;滑坡主要发育在河谷南北两侧中低山及低山丘陵地带,1 300～2 000 m高程上最集中;具环河平原带状分布特征,沟谷和交通沿线较发育;山区滑坡类型中以黄土型为典型。伊犁谷地黄土滑坡发生机制为"大气降水+冰雪融水→地表水下渗→坡脚侵蚀→冻融循环→累积性破坏→坡体湿陷、蠕变→坡体突滑"多因素影响下,长达约20年的前期蠕变到2小时快速滑动的过程。     

桂林地区红土砾石层的工程地质特征及其应用

桂林地区的红土砾石层以其独特的工程地质特征引起了许多中外学者的注意, 对它的成因至今还存在争议。本文主要讨论红土砾石层的工程应用, 即不仅可作为一般低层建筑物的天然持力层, 而且可以作为沟、塘等低洼地带的回填土料 ;而且厚度较大的红土砾石层坚硬部分可作为桩端持力层。     

降雨诱发浅层黄土滑坡变形破坏机制

由降雨引发的浅层黄土滑坡灾害具有致灾性强、范围广、影响面积大等特点,是黄土高原地区危害严重的地质灾害类型。经典算法采用安全系数描述坡体稳定性,难以对坡体变形破坏的起始位置和实际失效面加以识别,限制了滑坡变形过程的描述和滑坡有效预测。以非饱和土吸应力理论为指导,基于Hydrus中的Slope Cube模块,建立黄土斜坡水-力耦合模型,结合黄土地区易滑坡形态统计数据,针对凸型、凹型、直线型3种坡型与30°、40°、50°三种坡度组合,计算了不同降雨条件下的坡体稳定性响应。结果表明,不同坡型的黄土斜坡对降雨条件具有明显的响应。相同降雨量、相同坡度条件下直线型坡发生浅表层破坏的可能性最低,凹型坡次之、凸型坡的稳定性最差。与之相对应的,相同条件下凸型坡失稳时间最短、凹型坡次之、直线型坡最长。本研究可为浅层滑坡的早期识别和预报提供支撑。     

黄土覆盖区地气测量有效性评价——以甘肃省通渭县陈贾村地区为例

甘肃省通渭县地区区域上成矿地质条件较好,而境内第四系黄土普遍覆盖,传统地球化学方法找矿效果不理想。为探讨地气测量在黄土覆盖区的有效性,选择在陈贾村地区开展地气测量有效性试验。研究发现,工作区发现多处地气异常,异常规律明显,元素相关性较好。对数据处理分析,结合物探数据资料,并实地检查验证发现,地气异常与区内断裂、矿化体及物探异常位置完全吻合,能够清楚反映黄土覆盖区的基本地质概况,表明地气测量在黄土覆盖区有效。该成果为黄土覆盖区找矿提供了新思路。     

多波束测量测线布设优化方法研究

随着多波束测深技术的广泛应用以及人们对高精度海底地形测量的迫切需求,海洋测深已由离散、低精度、低效率向全覆盖、高精度、高效率的方向发展,传统的技术设计已不能满足对海底精细描述的要求。而测线布设作为海区技术设计的一个重要环节,其设计方法仍相对滞后。基于这一现状,在深入分析测线布设对测量成果的影响机制基础上,提出了一种全新的多波束测线布设优化方法,并详细给出流程图。整体研究结果表明:该优化方法是合理可行的,体现了逐步优化设计的思想,更符合实际测量需求。     

基于GIPL2模型的青藏高原活动层土壤热状况模拟研究

青藏高原活动层土壤热状况,对深入了解高原活动层的厚度变化特征、下垫面的热力作用以及对气候变化预测均有重要意义。利用GIPL2模型模拟青藏高原多年冻土区不同植被状况下活动层土壤热状况。模拟结果表明：模型在高寒草原（QT06）试验点模拟效果较好,高寒沼泽草甸（QT03）试验点的模拟效果较差,高寒草甸（QT01）、高寒荒漠草原（QT05）和高寒草原化草甸（QT04）试验点的模拟效果介于高寒草原试验点和高寒沼泽草甸试验点之间。QT01、QT03、QT04、QT05和QT06的土壤温度模拟值与观测值相比,均方根误差分别为0.67、1.29、0.73、0.7和0.56℃;相关系数分别为0.99、0.87、0.98、0.98和0.96;平均误差分别为0.37、0.61、0.31、0.45和0.16℃。QT06模拟结果较好,原因在于此点土壤质地变化不大,模型的分层与所取的参数更加接近此点的实际状况。QT03模拟结果较差,可能由于此地区土壤中存在砾石,在导热率参数化方案中没有考虑砾石含量,导致模拟结果偏差较大。总体而言,GIPL2模型对青藏高原活动层土壤热状况的模拟具有一定的优势,是一种模拟多年冻土区活动层土壤热状况较为理想的模型。