利用两种指纹因子判别小流域泥沙来源

为精确识别黄土高原丘陵沟壑区典型小流域泥沙来源,分析了流域内“源-汇”地区土壤的理化性质及生物标志物（正构烷烃）作为潜在指纹识别因子,并建立了复合指纹模型。结果显示:单独的土壤理化指纹及正构烷烃均不能有效识别泥沙来源;土壤理化指纹和正构烷烃分别在林地、农地及沟道的辨别上显示出其局限性。多元化的复合指纹（碳优势指数CPI、Ca、TP、C₂₀、C₂₉、Fe）则能辨别90.5%的泥沙来源。模型结果显示沟道是该流域泥沙的主要来源,占60.8%,其次为农地占20.7%,林地占11.3%,草地占7.2%。研究表明,结合生物标志物的复合指纹法能更精确地反映泥沙来源,适用于各泥沙源头的地质条件差异较小的流域,对黄土高原小流域水土流失治理具有指导意义。     

高温富硫化物热泉中硫代砷化物存在形态的地球化学模拟:以云南腾冲热海水热区为例

天然水环境中地质成因砷的存在是世界范围内对人类威胁极大的环境问题之一.在高温富硫化物地热水中,硫代砷化物是砷的主要存在形态之一.在国内尚无硫代砷化物定量检测方法的背景下,以云南腾冲地热带的热海水热区为典型研究区,基于不同类型硫代砷化物的最新化学热力学数据wateq4f.dat,利用水文地球化学模拟软件PHREEQC开展了不同类型热泉中砷的存在形态的地球化学模拟.结果表明,热海热泉中砷的主要形态是硫代砷酸盐,砷酸盐和亚砷酸盐次之,硫代亚砷酸盐则含量极低;在各类硫代砷酸盐中,按平均百分含量降序依次为:一硫代砷酸盐→三硫代砷酸盐→四硫代砷酸盐→二硫代砷酸盐.pH、Eh和总硫化物含量是热泉中砷的形态分布的控制性因素.在酸性条件下,砷以硫代砷酸盐和亚砷酸盐为主要存在形式;而在中性/偏碱性条件下,砷的形态则以硫代砷酸盐为主,砷酸盐次之.偏还原环境和高硫化物含量是硫代砷化物、特别是三硫代砷酸盐和四硫代砷酸盐稳定存在的有利条件.      

以钻代槽勘查方法研究与应用

为解决槽、井探等传统地表揭露手段自身局限性问题及减少对环境的破坏,提出以钻代槽勘查方法研究的技术路线,总结归纳出浅钻技术方法与钻孔布孔方案,同时初步探讨了基于钻孔数据的三维地质建模方法。最后将以钻代槽方法成果在西藏等地进行了推广应用,验证了可行性和有效性。     

青藏高原气候演变的湖相沉积有机地球化学记录——以兹格塘错为例

为探究青藏高原全新世夏季风最强、气候最湿润阶段这一争论议题,本文应用气相色谱仪(GC-FID)和气相色谱-高温热转变-同位素比值质谱仪(GC-TC-IRMS),分析了兹格塘错沉积岩心正构烷烃及其氢同位素特征。结果表明,兹格塘错岩心中主要以n-C15/16/17为主峰碳的短链正构烷烃占据主导地位,指示了湖泊自生浮游藻类与菌类等低等生物对湖泊沉积岩心中的有机质贡献高于大型水生植物和陆生高等植物表皮蜡质所产生的有机质。基于正构烷烃参数(如:碳优势指数CPI值和平均碳链长度ACL值)及单体氢同位素比值在时间序列上的变化特征,指出兹格塘错流域的气候湿润期处于中全新世(5.8~2.7 cal ka BP),明显滞后于早全新世的太阳辐射最强期,这主要归结于该流域冰川融水补给的匮乏及局地环流的影响。     

基于第二代测序技术的条斑紫菜(Pyropia yezoensis)贝壳丝状体附生菌群研究

条斑紫菜(Pyropia yezoensis)贝壳丝状体黄斑病给育苗产业造成危害,但目前对健康状态下的菌群结构及其发病后变化仍缺乏认识。本研究基于第二代测序技术和16S r RNA序列分析,对健康和患病丝状体的细菌组成与变化进行比较。测序共产生1.6Gb配对末端序列,获得了第一个高通量的条斑紫菜贝壳丝状体细菌群落数据集。通过数据分析共识别出7,833种可操作分类单元(operational taxonomic units,OTUs),比对确定为18个细菌门。相对于健康样本,黄斑病丝状体样本的微生物多样性显著增加。主坐标分析和非加权组平均法(unweighted pair group method using arithmetic average,UPGMA)聚类均将健康和黄斑病丝状体分成不同的组,且健康组样本间的距离明显小于黄斑病组。上述结果说明,健康贝壳丝状体保持着相似的微生物群落结构,而患病后的丝状体则发生了不同的变化;健康样本和黄斑病样本组间差异显著的细菌属有39个,其中29个在健康样本中的相对丰度明显高于病患组样本。本研究从菌群生态角度分析了健康贝壳丝状体微生物菌群结构、发病后菌群的变化及其对丝状体生长的潜在作用,为丝状体病害的检测和预防提供有价值的信息。     

宁晋泊晚更新世以来气候变化的正构烷烃分子记录

华北地区晚更新世以来气候变化研究具有重要的意义.选择宁晋泊地区开展河湖相沉积物的分子化石研究.结果表明,沉积物中正构烷烃碳数分布范围为C₁₅~C₃₃,高碳数奇碳优势明显,多以C₂₉和C₃₁为主峰的单峰分布,少量样品出现以C₁₇为次主峰的双峰分布,表明有机质以陆生植物和大型水生植物为主.结合正构烷烃参数,分析了宁晋泊地区晚更新世以来的气候演变过程,展现了"83~68 ka气候较为温和,湖泊水位较低;68~30 ka气候暖湿,湖泊扩张;30~22 ka气候冷干,湖泊萎缩;22~10 ka气候好转,湖泊水位上升;全新世气候温和适度,湖泊水位略有降低"的特征.区域对比分析表明,末次冰期以来宁晋泊地区与延庆盆地等地的气候变化基本一致,具有冰期-间冰期旋回特征,说明其主要受太阳辐射的控制.      

北京延庆古湖正构烷烃分布特征及古气候意义

为了更好地了解华北平原核心区延庆盆地古气候演化,利用气相色谱仪对北京延庆盆地阜高营剖面湖相沉积物中的正构烷烃进行了检测.结果表明其正构烷烃含量丰富且连续,碳数分布范围为C₁₆~C₃₃,高碳数奇碳优势明显,中链和短链烷烃均无奇偶优势,多以C₂₉或C₃₁为主峰的单峰分布为主,同时存在少量低碳数和高碳数并存的双峰型.延庆古湖有机质以陆生植物为主,包含少量的菌藻类和水生植物.综合ESR年代序列、有机碳同位素（δ13C_org）、长链正构烷烃平均链长（average chain length,ACL）碳优势指数（carbon preference index,CPI）和正构烷烃Paq参数,将延庆盆地晚更新世中期以来的环境演变划分为:56.8~45.6 ka,气候暖湿,湖泊发育良好,湖面较高;45.6~31.5 ka,气候温湿,湖泊发育缓慢,水位略有下降;31.5~20.0 ka,气候冷干,湖泊水位严重下降;20.0~13.4 ka,气候较为干冷,有转暖趋势;13.4~9.2 ka,气候转暖,湖泊有所发育,但水位较低;9.2 ka至今,气候变干,湖泊萎缩.延庆古湖沉积物中正构烷烃参数的变化与古里雅冰心、李家塬黄土、深海氧同位素反映的气候变化较为一致,呈现冰期-间冰期旋回,且受控于同纬度太阳辐射量的变化.      

四川盆地东部垫江凹陷三叠系嘉陵江组岩盐氯同位素特征与成钾指标研究

垫江凹陷位于四川盆地东部,是四川盆地三叠纪时期重要的成盐凹陷之一,但当时古卤水是否达到钾盐沉积阶段,是否具备形成海相钾盐的良好条件,一直存在争议。本文通过对垫江凹陷长平3井、高探1井和ZK001井嘉陵江组岩盐样品进行化学成分分析,以及对长平3井典型岩盐样品进行氯同位素分析来判断古卤水沉积阶段和成钾条件。结果发现垫江凹陷三叠系嘉陵江组岩盐δ37 Cl值均为负值,均小于-0.32‰,最低达到-1.18‰,绝大部分岩盐样品溴氯系数大于0.31,有很大一部分样品溴氯系数超过0.45,进一步表明垫江凹陷在嘉陵江期古卤水浓缩已达到钾石盐析出阶段,与岩盐包裹体成分分析结果一致。综合气候-物源-构造因素,认为垫江凹陷三叠纪嘉陵江期气候条件炎热,物质来源丰富,存在次级凹陷,古构造条件优越,具备良好的成钾潜力。     

硫代砷化合物的合成及其在地下水中的赋存特征: 以大同盆地为例

硫代砷酸盐作为富硫地下水中砷的重要赋存形态,在其迁移转化过程中起着十分重要的作用,但现有硫代砷酸盐的标准合成方法流程复杂、操作繁琐,限制了对地下水中硫代砷酸盐赋存规律的研究。为此,首先改进了硫代砷酸盐标准物质的合成方法,采用操作简便的水热法合成了硫代砷化合物标准物质,建立了基于HPLC-ICPMS的硫代砷化合物分析方法,该方法检出限为0.01μg/L;探讨了不同保存条件对硫代砷化合物稳定性的影响,发现干冰速冻-20℃是地下水硫代砷酸盐样品的最佳保存条件。应用上述方法对大同盆地地下水中的硫代砷酸盐进行了取样分析,结果表明40%的水样中均检出硫代砷酸盐,最高质量浓度可达209.90μg/L;弱碱性还原条件有利于硫代砷酸盐的赋存,且硫化物质量浓度对硫代砷酸盐的生成有重要控制作用。对地下水中硫代砷酸盐的深入研究有助于揭示富硫地下水中砷的迁移转化规律,丰富和完善高砷地下水成因理论。