从水体到沉积物:探寻有机质的沉积过程及其意义

自然界中有机质分布广泛、类型多样且性质各异,不论在水体还是在沉积物(岩)中都扮演着重要的角色。因此,探讨各类型有机质聚集和沉积过程的差异性,对深化认识有机质沉积特征和演化规律具有重要的意义。生物体在生长过程中产生了许多有机质,包括生物体自身、生物残体、动物排泄物以及生物分泌的有机分子等,各类型有机质的性质差异极大。由于研究方法的不同,可将海洋中有机质划分为颗粒有机质(particulate organic matter,POM)和溶解有机质(dissolved organic matter,DOM),而DOM又可划分为胶体有机质(colloidal organic matter,COM)和真溶解有机质;从聚合体形式上看,又有海雪和悬浮体等存在形式。进一步分析发现有机质的形态包括生物体、生物残体、排泄物和有机质聚合体等,并且各类型有机质与无机矿物以不同的形式共存。此外,DOM与POM间存在一定的转化关系。这些性质和特征架起了不同类型有机质间聚集和沉积的桥梁。在沉积物(岩)中通过粒度或密度分级分离及孢粉相分析,也发现不同类型的有机质,如生物体、生物残体和无定形等,它们常与特定的无机矿物共生,如无定形多富集在黏粒级颗粒中,而生物体和生物残体多富集在粗颗粒中。进一步溯源发现沉积物(岩)中的各类有机质与生物有机质或海洋中有机质的类型极具相似性,这些特征展现各类型有机质在沉积过程中的差异性。综合有机质的形态、性质以及与矿物共生关系,认为有机质可通过机械沉积、化学沉积和生物沉积等3种不同的方式沉积保存,其中机械沉积的有机质以惰性的生物残体为主,化学沉积的有机质以活性极强的无定形为主,生物沉积有机质以活性较强的微生物和粘附物为主。有机质沉积方式及有机质特征、矿物—有机质间关系和保存条件的差异,决定了有机质的演化命运的不同,进而对有机质生烃以及碳循环产生重要的影响,因而应引起人们的高度关注。     

多年冻土地基正温输气管道地温场实测及分析

我国有多条油气管道位于多年冻土地区,工程问题层出不穷。因输送介质处于正温状态,其所释放热量对管道周围冻土冻融过程有极大影响。为阐明正温管道对多年冻土温度场及冻融特征的影响,基于西部某多年冻土区正温输气管道现场实验,对管道地基温度场进行了为期1年的现场实测。数据分析表明,多年冻土天然上限为1.5~2.0 m;土体融化期及冻结期分别为6-10月、11-次年5月;监测段多年冻土热量收支基本平衡,属于不稳定冻土,在外界热扰动下极易退化;正温输气管道的存在引起了多年冻土的退化且对其温度场有很大影响,水平方向影响范围约1.5 m,管下最大融深可达7.0 m。同时指出了针对处于临界状态的多年冻土,在基于对其全面、深入了解的基础上,越早考虑相关工程建设带来的热扰动对多年冻土的不利影响,则处置难度越低且损失越小。     

香港世界地质公园晚侏罗世荔枝庄组岩石组合及其成岩地质过程解析

中国东南大陆晚侏罗世地层普遍缺失,仅零星见于个别地区,香港新界东北的荔枝庄组即为其一。荔枝庄组出露于香港世界地质公园沉积岩园区的荔枝庄地区,自下往上由火山岩—沉积岩—火山岩组合而成,沉积岩中发育大型包卷层理和滑塌构造等典型沉积构造,是香港地区最具代表性的晚侏罗世火山—沉积岩系。通过实测地层剖面研究,确定其成岩过程大体上可划分为早期普林尼式火山爆发、中期破火山口湖相沉积和晚期普林尼式火山爆发三个阶段,以湖相沉积作用为主、火山喷发作用为辅;受晚期火山岩浆活动的影响,沉积岩层普遍发生硅化或炭化。荔枝庄组独特的岩石组合与形成的古地理环境,为探讨中国东南大陆中生代火山活动—沉积作用方式与成岩过程,提供了难得的研究实例。     

浅谈前寒武纪条带状铁建造的沉积-变质成矿过程

条带状铁建造（BIF）是3.5~1.8Ga前陆架和洋盆的常见沉积物。前寒武纪条带状铁建造构成了世界上重要的铁矿资源。虽然它们成矿过程及其演化的许多方面的问题仍未解决,但人们普遍认为,它们沉积方式的长期变化与地球的环境和地球化学演化有关。条带状铁建造记录了前寒武纪古海洋、古环境、大气条件和细菌代谢条件以及铁的来源和沉积过程。大型BIF沉积与大火成岩省有成因联系,其铁的来源与火山物质加入的海底热液体系有关,或有陆缘岩石风化的无机物产物加入,越靠近陆缘,陆源碎屑物质加入的越多。然而,在太古宙到古元古代期间,BIF沉积的深水盆地中陆源物质的加入很少。那时的铁建造沉积在缺氧的海洋中,通过微生物的光合作用、无氧光合氧化和紫外光线辐射氧化等机制对溶解的二价铁进行氧化,从而形成三价铁氢氧化物和氧化物的沉积。大多数BIF大型矿床,自其在沉积环境中形成以来,它们在从太古宙直至中生代的漫长的地质历史演化过程中经历了铁矿的品位由低到高转化的复杂地质过程,一般经历了深部交代变质作用的除硅、除碳酸岩矿物的富集成矿和浅部风化富集成矿过程。许多BIF铁矿经历了从绿片岩相到角闪岩相变质作用,但到达的压力条件都不是很高,这或许与俯冲的高密度BIF铁矿难以折返的动力学机制有关。迄今为止,变质作用、尤其是高级变质作用对成矿过程的影响研究较少,是今后值得关注的领域。

     

非稳态潜流交换过程研究进展

潜流交换研究涉及地表水-地下水系统交互作用的物理机制、影响因素和生化作用等方面,是近年来水文学、生态学、环境学等学科的研究热点。潜流交换过程包含水流运动、溶质运移以及能量传输过程。以稳态流动条件作为控制因素的潜流交换研究成果已经不能满足相关学科发展的要求。因此,近年来非稳态潜流交换过程的研究及其成果渐受关注。当前相关研究多以物理模型试验为主（如室内水槽试验、示踪试验）,辅以数值模拟或遥感技术进行验证,进而总结非稳态潜流交换过程水动力交换和能量交换过程规律。未来研究应在多时空尺度,集合多种高精度监测手段,研究潜流交换中的影响因素（如河流水位波动）,开发更精确的地表水-地下水耦合模型,系统认识非稳态潜流交换过程。有关非稳态潜流交换的研究结论将有效指导水资源保护与生态环境修复和综合治理。     

几个矿床技术经济评价问题探讨

矿床技术经济评价在地质勘查工作中占有重要地位。目前编写地质勘查报告都必须包括技术经济评价章节。但我国矿床技术经济评价的理论和方法还存在一些问题，某些评价方法和基本概念还不够统一。通过对投资回收期、净现值、总现值、销售成本、经营成本等参数的研究认为，矿床技术经济评价要进一步规范化。     

BOOK REVIEWS

Book Reviewed in this article: Marine Resources of Kuwait: Their Role in the Development of Non-oil Resources . Fatimah H. Y. al -Abdul -Razzak Recollections of a Revolution: Geography as Spatial Science . Mark Billinge , Derek Gregory and Ron Martin Entre l'Eden et l'Utopie . Luc Bureau Developments in Political Geography . M. A. Busteed The Elements of Graphing Data . William S. Cleveland Rural Resource Management . Paul J. Cloke and Chris C. Park Third World Atlas . Ben Crow and Alan Thomas Exploitation, Conservation, Preservation: A Geographic Perspective on Natural Resource Use . Susan L. Cutter , Hilary Lambert Renwick, and William H. Renwick . Wine Regions of the Southern Hemisphere . Harm Jan de Blij Regional Development: Problems and Policies in Eastern and Western Europe . George Demko The Geographer at Work . Peter R. Gould Change in the Amazon Basin . John Hemming Geography Since the Second World War . R. J. Johnston and P. Claval Urbanization in China: Town and Countryside in a Developing Economy 1949–2000 A.D. , R. J. R. Kirkby Transport and Communications for Pacific Microstates: Issues in Organisation and Management . Christopher C. Kissling Fluvial Forms and Processes . David Knighton The Urban Millennium . Josef W. Konvitz Technological Transition in Cartography . Mark Stephen Monmonier Field Guide to Soils and the Environment: Applications of Soil Surveys . Gerald W. Olson Northern Australia: The Arenas of Life and Ecosystems on Half a Continent . Don Parkes A Killing Rain: The Global Threat of Acid Rain . Thomas Pawlick From the Family Farm to Agribusiness: The Irrigation Crusade in California and the West, 1850–1931 . Donald J. Pisani Hybrid Maize Diffusion in Kenya . Franz -Michael Rundquist Warning and Response to the Mount St. Helens Eruption . Thomas F. Saarinen and James L. Sell Coastal Geomorphology in Australia . B. G. Thom Tropical Rain Forests of the Far East , 2nd ed . T. C. Whitmore The Dark Side of the Earth . Robert Muir Wood Categorical Data Analysis for Geographers and Environmental Scientists , Neil Wrigley     

乔治王岛菲尔德斯半岛的地温特征和岩石热物理性质

1985—1986年度和1986—1987年度在菲尔德斯半岛对地面温度进行了测量,共获得129个数据,并对带回的样品进行了岩石热导率测量,共获得210个数据。本文在分析和归纳这些数据的基础上对菲尔德斯半岛的地温特征和岩石热物理性质进行了初步探讨。     

GIS空间过程建模系统初探

阐述了GIS空间过程和空间过程建模的概念，提出了空间过程建模系统的概念框架，分析了其功能需求和主要的支撑技术。     

黄河三角洲湿地柽柳林生长动态密度结构的响应特征

为了阐明滨海湿地不同密度柽柳(Tamarix chinensis)林的生长动态,探索滨海湿地柽柳林的密度合理性,在黄河三角洲莱州湾南岸的山东昌邑海洋生态特别保护区内,利用标准木树干解析法,对10a生的3种密度(2400株/hm2、3 600株/hm2和4400株/hm2)的柽柳林地上生物量、林木生长动态和基径分布特征进行研究.结果表明,3种密度林分的地上生物量、树高生长量和林木基径生长过程差别较大.随着林分密度增大,林木单株生物量和基径减小,但单位面积林分生物量增加;树高、基径的速生期都出现滞后现象.3种密度林分基径分布的偏度系数(SK)差别较大;密度为3 600株/hm2林分的SK值为0.085,接近正态分布,林分密度结构和基径分布较为合理;密度为2 400株/hm2和4 400株/hm2林分的SK值分别为-0.842和0.303,偏离正态分布,林分密度结构不合理.密度为2 400株/hm2林分的峰度系数(K)为0.017,林木生长相对整齐;密度为3 600株/hm2和4 400株/hm2林分的K值相差不大;密度因素对林木分化作用较小.若不考虑10a间的林木间伐利用,该区柽柳人工造林合理的初植密度建议为3 600株/hm2(株行距约2.0 m×2.0 m).