Quantifying the surface covering,binding and bonding effects of biological soil crusts on soil detachment by overland flow   总被引：6，自引：0，他引：6       下载免费PDF全文

Fa Liu  Guang‐Hui Zhang  Fubao Sun  Hao Wang  Long Sun 《地球表面变化过程与地形》2017,42(15):2640-2648

Biological soil crusts (BSCs) have impacts on soil detachment process through surface covering, and binding and bonding (B&B) mechanisms, which might vary with successional stages of BSCs. This study was conducted to quantify the effects of surface covering, binding and bonding of BSCs on soil detachment capacity by overland flow in a 4 m long hydraulic flume with fixed bed. Two dominant BSC types, developed well in the Loess Plateau (the early successional cyanobacteria and the later successional moss), were tested using natural undisturbed soil samples collected from the abandoned farmlands. Two treatments of undisturbed crusts and one treatment of removing the above‐ground tissue of BSCs were designed for each BSC type. For comparison, bare loess soil was used as the baseline. The collected soil samples were subjected to flow scouring under six different shear stresses, ranging from 6.7 to 21.2 Pa. The results showed that soil detachment capacity (D_c) and rill erodibility (K_r) decrease with BSC succession, and the presence of BSCs obviously increased the critical shear stress, especially for the later successional moss crust. For the early successional cyanobacteria crust, D_c was reduced by 69.2% compared to the bare loess soil, where 37.7% and 31.5% are attributed to the surface covering and B&B, respectively. For the later successional moss crust, D_c decreased by 89.8% compared to the bare loess soil, where 68.9% and 20.9% contributed to the surface covering and B&B, respectively. These results are helpful in understanding the influencing mechanism of BSCs on soil erosion and in developing the process‐based erosion models for grassland and forestland. Copyright © 2017 John Wiley & Sons, Ltd.  相似文献   

西太平洋卡罗琳洋脊CM4海山铁锰结壳矿物学和地球化学特征     

侯晓帆  王珍岩  李文建  刘凯  王青 《海洋与湖沼》2020,51(5):1118-1126

2017年8月中国科学院海洋研究所在西太平洋低纬度海区的卡罗琳洋脊CM4海山开展了多学科综合调查,发现该海山山体表面分布着大量的铁锰结壳。本文对该海山的5个铁锰结壳样品进行了矿物学和地球化学研究,利用X射线衍射(XRD)、电感耦合等离子光谱及质谱(ICP-OES、ICP-MS)等测试技术分析了铁锰结壳的矿物组成、主微量元素和稀土元素含量,并进一步探讨了铁锰结壳的成因类型。结果表明,该海山铁锰结壳的矿物组成以水羟锰矿为主,含有少量钡镁锰矿、水钠锰矿、针铁矿、纤铁矿、石英和方解石。该海山铁锰结壳的Mn、Fe、Co、Ni、Cu元素平均含量分别为24.24%、15.14%、0.16%、0.34%、0.01%。与全球各大洋海山区铁锰结壳相比,该海山样品的Cu含量很低。该海山铁锰结壳的稀土元素(REY)含量相对偏低,总体为轻稀土(LREE)富集;稀土(REY)配分模式显示相对平坦的特征,呈明显的Ce正异常,轻微的Y负异常和Ho正异常。样品的矿物组成、元素比值、元素组合等都表明该海山铁锰结壳属于水成成因,未受明显的成岩作用影响。  相似文献   

大洋磷酸盐化作用对富钴结壳元素富集的影响   总被引：26，自引：2，他引：26  

潘家华  刘淑琴  Eric DeCarlo 《地球学报》2002,23(5):403-407

中国首次对与大洋富钴结壳密切相关的磷酸盐化作用进行了研究。对取自西太平洋麦哲伦海山区一厚度为 10cm的富钴结壳样品 ,自顶至底以 5mm间距采取了 2 0个分层样品进行了成矿元素和稀土元素分析。结果表明 ,未被磷酸盐化的新结壳和磷酸盐化的老结壳间主要成矿元素的含量相差显著。老结壳中Fe、Mn、Si、Al、Zn、Mg、Co、Ni、Cu元素亏损 ,亏损次序为Co >Ni>Mg >Al>Mn >Si>Cu >Zn >Fe;而Ca、P、Sr、Ba、Pb元素含量增加 ,富集次序为P >Ca >Ba >Pb >Sr。研究认为 ,结壳中磷酸盐化作用的强弱制约着富钴结壳成矿元素含量的变化 ,磷酸盐化作用是造成老结壳中主要成矿元素Co、Ni等贫化流失的根本原因。研究还表明 ,磷酸盐化作用对富钴结壳的稀土元素丰度也产生一定影响 ,使老结壳的稀土总量和Ce含量高于新结壳 ,但未显著改变其稀土配分模式和分馏特征。研究证实 ,老结壳的Y正异常与磷酸盐化作用无关。磷酸盐化作用的研究为富钴结壳矿产资源的评价和综合利用提供了有用信息。  相似文献   

拖网及深海摄像站位位置与水深的初步校正   总被引：1，自引：0，他引：1  

武光海  程永寿  刘捷红  李守军  张恺  马维林  张宏 《海洋学研究》2008,26(3):90-97

对在海山富钴结壳调查中拖网取样和深海摄像调查的站位位置和水深的校正方法进行了研究,对其钢缆角度(θ角)等关键参数的选取以及水深校正可靠性的评估进行了分析和讨论,同时还利用MM3海山站位的数据进行了拖网和摄像站位的位置和水深校正,并对其可靠性进行了评估.结果表明:对于拖网站位,对应I至Ⅲ级海况,钢缆θ角分别被确定为15°、20°和25°时,其站位位置和水深校正误差最小,个别存在着较大误差的站位,需通过虚拟水深的验证进行手动校正,以保证校正后数据的可信性;对于摄像站位,当钢缆θ角被确定为25°左右时,虚拟水深和实际校正水深间在±50 m的允许误差范围(此为多波束的允许误差)内时,测站的站位位置和水深校正的效果较好,有超过50%的摄像测站的校正水深在误差允许的范围内.可见该校正方法具有较高的可信度,可基本满足富钴结壳的资源量评估和矿床圈定工作的需要.  相似文献   

准噶尔盆地古尔班通古特沙漠生物结皮蓝藻研究   总被引：14，自引：0，他引：14  

张丙昌  张元明  赵建成  张茹春 《地理与地理信息科学》2005,21(5):107-109

通过对古尔班通古特沙漠中9个样地73份生物土壤结皮蓝藻的研究,分析该沙漠生物结皮中蓝藻的区系组成、生态分布特点和蓝藻在生物结皮中的作用机制。研究表明,该沙漠中有蓝藻门植物6科25属77种,其中以丝状种类占优势;蓝藻在不同地貌部位分布略有差异,在丘间低地种类最为丰富;不同种类的蓝藻对地貌部位的选择性不同,大部分对地貌部位具有选择性;蓝藻种类和数量在结皮层较多,在结皮下层明显减少。生物结皮的显微观察揭示了丝状蓝藻和胞外多糖形成错综复杂的网状结构,起着捆绑、黏结沙粒和固定沙粒的作用。  相似文献   

太平洋海山成矿系统与成矿作用过程   总被引：2，自引：0，他引：2       下载免费PDF全文

石学法  任向文  刘季花 《地学前缘》2009,16(6):55

文中初步探讨了太平洋海山富钴结壳成矿系统的结构与成矿作用过程。海山成矿系统的控矿要素主要包括地质要素和海洋要素,地质要素主要包括海山的形成、迁移、沉降和水道的开合等,海洋要素主要包括大洋温盐环流、最低含氧带(OMZ)、文石溶跃面、碳酸盐补偿深度和海山周围海水的动力情况等。重点分析了海山漂移和沉降、水道开合、最低含氧带变化、大洋环流以及气候变化等要素对富钴结壳成矿的控制作用。海山为富钴结壳成矿提供了一个容矿空间,稳定的基岩,即长期稳定的容矿空间,是富钴结壳成矿的基本条件;海山的形成年龄、海山的迁移和水道的开合决定并改变了富钴结壳的成矿背景条件,促使海山成矿系统发生演化。最低含氧带作为富钴结壳成矿的地球化学障,是直接的矿源层;而海山周边的地形旋涡沟通了最低含氧带与富氧、富铁的深层和底层水,使得最低含氧带中的成矿金属离子得到氧化,进而发生胶体凝聚沉淀,形成富钴结壳。以西太平洋海山成矿系统为例,将该区白垩纪以来富钴结壳成矿作用过程划分为5个阶段:(1)白垩纪—始新世,(2)始新世末—晚渐新世,(3)晚渐新世—中中新世早期,(4)中中新世早期—晚中新世早期,(5)晚中新世早期—现代,其中(2)、(3)阶段有利于发育富钴结壳。  相似文献   

不同类型生物土壤结皮固氮活性及对环境因子的响应研究   总被引：2，自引：1，他引：1  

苏延桂  李新荣  赵昕  李爱霞  陈应武 《地球科学进展》2011,26(3):332-338

利用乙炔还原法对腾格里沙漠东南缘沙坡头地区3种生物土壤结皮(藻结皮、地衣结皮和苔藓结皮)的固氮活性及生物结皮固氮活性对模拟不同降雨量(1、3和5 mm)、温度(13、24和28℃)和光强(0、400和1000μmol/(m2·s))的响应进行研究.结果表明:不同类型生物结皮的固氮活性差异显著,依次为:藻结皮(16.6 ...  相似文献   

中太平洋海山铁锰结壳生物地层学研究   总被引：2，自引：0，他引：2  

武光海  PULYAEVAIA  刘捷红  李雪富 《海洋学报》2011,33(4):129-139

用生物地层学方法对位于中太平洋同一座海山上的2块铁锰结壳样品进行了生物地层学详细研究,发现2块样品的生长层位对应,生物组合也相同.经鉴定,2块结壳的主要生长期都是晚古新世、中始新世至晚始新世、中中新世至上新世、上新世至更新世,2个主要的结壳生长间断分别在渐新世和早始新世.  相似文献   

手持式X射线荧光光谱仪在富钴结壳资源勘查中的应用   总被引：1，自引：1，他引：0  

张学华  李强  黄雪华  姚会强 《岩矿测试》2014,33(4):512-516

便携式X射线荧光光谱仪具有快速、无损分析的特点,本文重点研究了手持式X射线荧光光谱仪在富钴结壳碎块和浅钻岩心野外现场原位分析中的应用能力。采用压片法制样,以富钴结壳国家标准物质(GBW 07337~GBW 07339)和多金属结核国家标准物质(GBW 07249、GBW 07295和GBW 07296)作为校准样品,建立了手持式X射线荧光光谱仪测定富钴结壳样品的校准曲线。方法经国家标准物质GBW 07339验证,元素Mn、Fe、Co、Ni和Cu的精密度(RSD)在0.3%~3.0%之间,满足富钴结壳样品现场分析的要求。在海上资源勘查现场,应用手持式X射线荧光光谱仪对富钴结壳碎块和浅钻岩心原样进行了现场原位分析。富钴结壳碎块原样烘干后直接测试分析数据与实验室压片制样XRF分析数据对比表明,Mn、Fe、Co、Ni和Cu元素的测定值一致性良好;浅钻岩心的原位分析数据与实验室人工分层分析数据对比表明,各层位Mn、Fe、Co、Ni和Cu元素直接测试数据与实验室压片制样XRF分析数据分布趋势基本一致。实际应用研究表明,手持式X射线荧光光谱仪适合于现场原位分析,满足野外富钴结壳资源快速评价的要求,同时原位分析能更真实地反映原始富钴结壳岩心不同层位中各元素的变化特征,为进一步研究富钴结壳成矿机制提供更丰富的数据资料。  相似文献   

Petrogenesis and metallogenic implications for the Machang,Huangdaoshan, and Tuncang plutons in eastern Anhui: an integrated age,petrologic, and geochemical study     

Yu Fan  Xuefeng Chen  Yinan Liu  Wei Zhang  Taofa Zhou 《International Geology Review》2018,60(11-14):1581-1593

ABSTRACT

The Tuncang–Chuzhou–Machang area (eastern Anhui province) is geologically located in the intersection between the Yangtze block and the Qinling–Dabie orogenic belt. Many Mesozoic plutons outcrop in this district that are Cu–Au prospective but inadequately studied. We report new LA-ICP-MS zircon U–Pb ages, petrologic, and whole rock geochemical data for three representative plutons at Machang, Huangdaoshan, and Tuncang. New dating results suggest that all the Machang (129.3 ± 1.6 Ma), Huangdaoshan (129 ± 1.7 Ma), and Tuncang (130.8 ± 1.9 Ma) plutons were emplaced in the Early Cretaceous, slightly older than other plutons in neighbourhood of the Zhangbaling uplift. The three plutons contain typical low-Mg adakitic affinities, in which the rocks contain SiO₂ >56%, Al₂O₃ ≥15%, Mg# <53, elevated Sr, Ba, Cr, Ni, Sr/Y, and La/Yb, low Y and Yb and no discernible Eu anomaly. Their petrogenesis may have been related to the delamination and partial melting of the lower crust, which is different from the Chuzhou pluton, which was interpreted to have formed by partial melting of the subducted slabs. We suggest that this petrogenetic difference may explain why the pluton at Chuzhou is Cu–Au fertile, whereas those at Machang, Huangdaoshan, and Tuncang are largely barren. It is proposed that adakitic plutons formed by partial melting of the subducted slabs have high metallogenetic potentiality in the area.  相似文献