河床沉积物非均质性影响下的潜流交换数值模拟

为了揭示河床沉积物非均质性对潜流交换的影响,构建了沙波地形作用下的地表水-地下水耦合模型,通过生成不同的渗透系数随机场,讨论了不同地表水动力过程和河床沉积物非均质性对潜流交换通量、交换空间及平均停留时间的影响规律。结果表明,所构建的地表水-地下水耦合模型能够准确刻画水沙界面附近流场,模型具有良好的适用性;均质或非均质河床沉积物情景下,水沙界面上的平均交换通量、停留时间与雷诺数之间均呈现幂函数关系,潜流交换深度则在地表水进入完全紊流之后趋于稳定。结果还表明,较强的河床沉积物非均质性能够有效增强水沙界面上潜流交换通量和空间交换频率,但会制约潜流交换空间并缩短水流在潜流带中的停留时间。     

长江中下游湖泊沉积物铅污染记录——以洪湖、固城湖和太湖为例

2002～2005年在长江中下游的洪湖、固城湖和太湖分别采集了沉积物柱样钻孔,测定了总有机碳（TOC）和金属元素包括Pb,Al,Fe,Ti等,并采用210Pb和137Cs进行了近代沉积物定年。研究结果表明,洪湖钻孔平均沉积速率为0.15cm/a,固城湖平均沉积速率在0.067cm/a,太湖平均沉积速率为0.35～0.41cm/a。根据湖泊沉积物中铅元素与参考元素（Al,Fe和Ti）浓度和TOC的相关关系建立了回归方程,线性关系极显著（p<0.001）。根据回归方程获取了钻孔中铅的背景值变化,研究表明近代沉积物中金属铅不仅仅来源于自然的作用,而人类活动导致铅的累积发生时间都在20世纪70年代,从一个侧面也说明利用沉积物铅含量变化进行断代存在可能性。对太湖钻孔而言,其污染程度要高于洪湖和固城湖。研究结果表明近30年来洪湖和固城湖人为造成湖泊沉积物铅累积量在不断增加,其沉积物铅污染有进一步加重的趋势,应受到科学家和管理部门的关注。     

曼达岬海盆渐新世-中新世沉积物的稀土元素组成及其物源指示意义

为了探究东南印度洋曼达岬海盆(Mentelle Basin)内沉积物的源-汇过程,利用国际大洋发现计划(IODP)369航次在该海盆内获取的渐新世-中新世岩心沉积物,进行了稀土元素(REE)组成特征及其控制因素和物源指示意义的研究.结果显示,与球粒陨石、上地壳(UCC)和澳大利亚后太古代页岩(PAAS)这三种标准物质相比,所研究沉积物的稀土元素含量(ΣREE)与轻/重稀土含量比值(ΣLREE/ΣHREE)等总体特征与UCC最为相近,其UCC标准化后的稀土元素配分模式则呈现出轻稀土稍富集的整体平缓特征.样品的ΣREE与稀土分馏指标(La/Yb)_UCC和(Gd/Yb)_UCC明显受控于粒度效应与风化作用,而ΣLREE/ΣHREE、δEu、(La/Sm)_UCC和(Sm/Nd)_UCC则基本不受上述两种作用的影响.UCC标准化后的稀土元素配分模式、基于稀土元素组成的物源判别函数以及Zr-Th-Sc物源判别三角图均表明伊尔冈克拉通是所研究沉积物最可能的物源区,并且该物源区的主要源岩在13 Ma时由中基性岩向酸性岩...     

湖泊沉积物—水界面铁—锰循环研究新进展

通过云贵高原深水湖泊沉积物－水界面铁－锰循环研究，揭示了湖泊铁－锰循环不仅受氧化还原边界层化学界面的控制，而且受沉积物－水地质界面的制约；有机质生物氧化和硫酸盐还原构成界面铁－锰循环的重要机制并产生亚扩散层屏蔽效应；铁－锰循环伴随有微量金属元素地球化学形态的改变，从而影响其迁移行为；气候剧烈变化所中断的铁－锰循环，形成铁－锰富集层的古环境记录。     

古环境研究中深海沉积物粒度测试的预处理方法

对深海沉积物样品进行粒度测试前,应根据研究目的,在预处理过程中有效去除碳酸盐和生物硅,同时完好保留陆源碎屑组分,才能使测试结果准确反映古气候和古环境变化。对采于南海的样品分别加入不同剂量浓度为10％的盐酸或浓度为25％的醋酸,以及不同剂量的NaOH或Na2CO3,同时利用有机元素分析仪、硅钼蓝比色法、环境扫描电子显微镜分析、观察不同方法的预处理效果,并结合粒度测试的结果认为,对于碳酸盐,盐酸和醋酸均可将其有效去除,但由于少量盐酸仍会对陆源矿物组分造成破坏,因此应使用酸性较弱的醋酸;对于生物硅,大剂量的Na2CO3仍难将其有效去除,而使用小剂量的NaOH即可去除干净,但需控制剂量以避免破坏矿物组分。针对南海沉积物中的各种生物组分含量,确定了醋酸和NaOH的使用剂量并建立了预处理流程。     

贵州地壳表层构造地球化学分区及其意义

根据贵州所处大地构造位置，在前人划分的扬子陆块、江南造山带和右江造山带构造单元的基础上，结合水系沉积物测量区域化探扫面成果，划分出四川盆地边缘SiO2-Na2O高背景地球化学区，黔北隆起F－CaO-MgO及亲基性元素高背景地球化学区，黔西断陷Au-As-Sb-Cu-Pb-Zn-Fe3O3亲硫元素及亲基性元素强聚集地球化学区，黔南台陷Cd-Hg-Sb-Ag-SiO2高背景地球化学区，江南造山带Ba-Ag-Al2O3－K2O-Na2O高背景地球化学区和右江造山带B－Au-Sb-SiO2高背景地球化学区等6个地球化学区。结合有关资料还在阐述各区地球化学特征的基础上，探讨了它们的科学意义。     

岱海14 C测年的现代碳库效应研究*

碳库效应的复杂性是影响建立湖泊沉积物高精度年代序列的一大障碍。本项研究通过我国内蒙古半干旱区封闭湖泊表层沉积物、湖水、现生沉水植物狐尾藻、现生鲤鱼鱼骨和湖岸表层土壤等一系列样品的¹⁴ C年代测定,表明现代岱海确实存在碳库效应。碳库效应年龄因湖水盐度在湖区的不均而有所变化,岱海西部湖区弓坝河径流补给量大,湖水盐度较东部稍低,碳库效应年龄也略小于东部湖区。表层沉积物中有机质包含浮游生物和沉水植物的混合信息,因而其碳库效应年龄较沉水植物年龄轻,岱海湖心表层沉积物碳库效应年龄在2000a左右。这一碳库效应年龄较通过沉积钻孔¹⁴ C年龄线性回归获得的年龄偏大,可能的原因是在时间序列上碳库效应并非恒定。     

中国东部主要河流稀土元素地球化学特征

在2007年底至2008年初的枯水期间,系统采集了中国东部流域面积和径流量较大的33条河流沉积物、悬浮颗粒物和水样,采用等离子质谱法、X荧光光谱法等方法测定了14种稀土元素含量以及常量组分和水体pH值等理化指标。研究发现中国河流稀土元素浓度总体高于世界均值,且南方河流沉积物、悬浮物稀土元素含量高于北方河流,南方河流悬浮物态中稀土、重稀土呈现一定程度的相对富集,与我国上地壳稀土丰度和稀土矿产种类的南北分异相吻合。展示了以中国东部泥质岩稀土元素丰度标准化后的稀土配分模式及Ce、Eu异常特征,发现河流沉积物的中、重稀土元素相对富集,悬浮物轻稀土相对富集,溶解相重稀土富集的特征;北方河流溶解相稀土元素浓度明显大于南方河流,且除小清河外,溶解相Eu不同于沉积物与悬浮物而呈强烈的正异常,主要与河水理化性质影响下的稀土分异有关。研究发现小清河等少数河流沉积物中稀土元素为异常高值,经Al标准化处理、计算拟合剩余值后,认为小清河等河流稀土元素已受人为污染的影响。     

武汉东湖(官桥湖)沉积剖面的垂向磁性特征及其对环境污染的响应

利用湖泊清淤工程,对武汉东湖(官桥湖)湖泊沉积物进行了垂向样品的采集并测量了其环境磁学参数和重金属元素含量。根据其沉积物垂向磁性变化特征,以沉积速率作为时间标尺,结合东湖周边地区相关工业资料,初步建立了该"磁记录"与东湖周边地区城市化过程中环境演化的关系。结果表明,粒度较细且为准单畴颗粒、低矫顽力的亚铁磁矿物主导了沉积物的磁性特征。在深度44cm之下,磁参数量值均较低;在深度44~6cm之间,沉积物磁参数量值随深度的减小而逐步平稳增加;由深度6cm至表层,磁参数量值随深度减小而减小。沉积物的磁性变化特征与1956年以来的钢铁产量、机动车保有量和人均GDP变化均较为一致。     

三峡水库蓄水以来长江中下游干流河床沉积物粒度变化的初步研究

于2008年在宜昌至徐六径之间的1 600 km干流河道进行30个横断面取样和分析,与前人于三峡水库蓄水前的取样分析资料进行对比。结果表明:①三峡水库蓄水以来坝下游约400 km的干流河床(宜昌至城陵矶)沉积物出现全程粗化,越近大坝粗化越明显,这种沉积物粗化与水库蓄水后坝下游河床出现的强烈侵蚀密切相关;②蓄水前后城陵矶以下的1 200 km干流河床沉积物粒度的沿程趋势基本一致;③蓄水后河床沉积物仍保持沿程向下游变细且越近河口变化越缓慢的格局。