洞穴滴水、石笋中元素及元素比值对气候环境变化响应的研究进展     

马源  殷建军  袁道先 《地质论评》2022,68(5):1897-1911

滴水/石笋元素是除δ18O和δ13C,研究气候环境变化的又一重要代用指标。外界气候环境变化通过改变表层岩溶带和岩溶含水层中的水文环境,甚至洞穴环境,进而影响元素的溶解、运移和沉淀过程,从而使得滴水/石笋中元素表现一定的变化规律。本文通过分析影响洞穴滴水元素及元素比值变化的因素：元素来源、水—岩相互作用和滞留时间、差异性淋滤、先期碳酸盐沉淀及分配系数的基础上,从元素对岩溶区“二元结构”和极端天气/气候事件响应的角度,探讨了滴水/石笋中元素的气候环境指示意义。取得了以下认识：① 强降水带来的冲刷作用和溶解作用,促进土壤和基岩中元素、胶体和天然有机质（NOM：Natural Organic Matter）等物质在短时间内快速溶解和运移,使滴水中元素含量增加;但随着降水增多带来的稀释作用,使得滴水/石笋中Mg,Sr和Ba等元素含量降低,因此,单一元素的解译较为复杂;② 基岩/溶液中元素溶解和沉积的差异,导致元素相对含量的变化,使得元素X/Ca值对外界环境的响应具有一致性,尤其是Mg/Ca和Sr/Ca值：在干旱条件下,降水减少导致方解石先期沉积（PCP：Prior Calcite precipitation）作用增强,使Mg/Ca和Sr/Ca值增大。但目前存在着一些问题：① Mg/Ca和Sr/Ca值变化对强降水事件的响应并不明显,可能与新、老水混合及元素溶解过程中的溶解比例差别不大有关;② 多源、多期混合水源会导致洞穴滴水元素对极端事件响应减弱;③ Mg/Ca和Sr/Ca的变化为解释δ18O的“雨量效应”及“源效应”提供了见解,但元素变化能否反映季风强度的变化,仍有待进一步的研究。基于以上认识,笔者提出开展更加系统的大气—土壤—包气带—洞穴的监测;开展更高分辨率、更长时间尺度的洞穴监测;开展多区域、多洞穴系统对比研究来更加深入地开展洞穴石笋元素研究。  相似文献   

落石冲击混凝土棚洞力学特性研究     

陈泰江  章广成  向欣 《岩土力学》2022,43(1):277-285

落石冲击棚洞结构作用过程复杂,缺乏统一的落石冲击力表达式。首先,将落石简化为刚性球体,基于Hertz接触理论,推导得到落石冲击力半正弦算法的理论表达式,考虑落石冲击下棚洞的非弹性特征,根据落石与材料碰撞过程中落石加速度曲线特征,采用函数拟合法推导得到落石法向冲击下其冲击力的理论计算方法;然后,基于ANSYS/LS-DYNA软件建立落石冲击棚洞数值计算模型,研究不同冲击速度下落石冲击棚洞动力特征;最后,与现存常见的多种方法进行对比,得出以下结论：Hertz半正弦法得到的落石冲击力远大于函数拟合法和数值法,而函数拟合法和数值法得到的落石冲击力时程曲线相接近,表明函数拟合法更能反映落石与棚洞接触碰撞动力关系;对比其他计算方法可以得到,Hertz算法适用于分析无能量损失下的弹性碰撞问题,而Logistic算法适用于材料大塑性变形的情况,弹塑性接触理论结果和动力有限元结果存在差异,而采用函数拟合推导的计算方法得到的落石最大冲击力和落石冲击作用时间与动力有限元法更接近,更能反映落石冲击棚洞动力响应特征,推导的落石冲击力计算方法可为工程实践中棚洞防护设计提供理论参考。  相似文献   

狮子洋主航道特大水垂比大位移科学钻孔施工实践          下载免费PDF全文

王汇明  李军  李勇  庄生明  赵远刚  钱锋 《探矿工程》2022,49(1):135-141

粤港澳大湾区狮子洋主航道地质勘察无法采用垂直点状钻探勘察施工,为此采用水平孔勘察方案,设计了一个特大水垂比大位移科学钻孔。该孔设计孔深940 m,取心靶点14个,靶区半径5.0 m,水平段长380 m,垂深60 m,水垂比14,是国内单孔作业靶点最多、水垂比最大的钻孔之一。研究制定了一套多靶点定向钻进、水平螺杆马达原状性取心、地质录井和存储式钻杆输送测井的综合勘察技术,在水利水电勘察中首次应用,取得了良好的效果。该孔完钻孔深936.20 m,中靶率85.71%,其中,取心进尺81.70 m,机械钻速2.38 m/h,岩心采取率89.84%,精准实现了洋底主航道的地质超前预报,大幅度减少了勘察孔数量,降低了环境破坏,提高了勘察效率,保证了地质资料的连续性和可靠性,是一项值得在隧道勘察中推广使用的先进技术。  相似文献   

遥感在大兴安岭森林覆盖区地质矿产调查中的应用——以黑龙江洛古河1:5万区域地质矿产调查工作为例     

周传芳  陈卓  孙彦峰  梁中恺  杨长保  姜平  冯嘉  杜海双 《地质与资源》2022,31(5):632-641

大兴安岭地区森林覆盖严重, 气候严寒, 交通极为不便, 野外有效工作时间短, 给区域地质矿产调查工作增加了难度, 急需遥感手段提高成果质量和效率. 在黑龙江大兴安岭洛古河等4幅1:5万区域地质矿产调查工作中, 利用SPOT7、Landsat7/8、ASTER等多种遥感数据开展地质矿产解译, 进行遥感影像分区, 建立地层、构造和侵入岩解译标志, 提取羟基和铁染蚀变异常, 结合水系沉积物测量成果划分了成矿有利区, 有效降低了地质矿产调查强度, 提高了调查效率, 增强了调查质量. 表明遥感技术在大兴安岭高植被覆盖区地质矿产调查过程中能够取得较好效果.  相似文献   

Geology and Mineral Chemistry of Uranium- and Thorium-bearing Minerals in Rare-Metal (NYF) Pegmatites of Um Solimate,South Eastern Desert,Egypt     

Mohamed A. ALI  Ahmed E. ABDEL GAWAD  Mohamed M. GHONEIM 《《地质学报》英文版》2021,95(5):1568-1582

The garnet muscovite granitic pegmatite of Um Solimate, in southern Egypt, represents a promising asset for strategic and economic metals, especially Bi–Ni–Ag–Nb–Ta as well as U and Th. The ore bodies occur as large masses, pockets and/or veins of very coarse-grained pegmatites, which consist mainly of K-feldspar, quartz and albite with subordinate muscovite, garnet, and biotite. Radiometric data revealed that eU- and eTh-contents of the pegmatites reach up to 39 ppm and 82 ppm, respectively. The studied pegmatites are enriched in primary U and Th minerals (uraninite, coffinite, thorianite and uranothorite) as well as Hf-rich zircon and monazite, which give rise to anomalous radioactive zones. Niobium-tantalium-bearing minerals (i.e. ferrocolumbite, microlite and uranopyrochlore), xenotime, barite, galena, fluorite, and apatite are ubiquitous, and, consequently, the studied pegmatites belong tothe Niobium–Yttrium–Fluorine-type (NYF) family. The noble metal mineralization includes argentite (Ag2S), native Ni and Bi as well as bismite and bismoclite. In addition, beryl and tourmaline are observed in pegmatites near the contact with metasediments and ultramafic bodies. The observed compositional variations of Ta/(Ta+Nb) and Mn/(Mn+Fe) ratios in columbite (0.08–0.45 and 0.11–0.57, respectively) and Hf contents in zircon (3.54–6.46 wt%) may reflectan extreme degree of magmatic fractionation leading to formation of the pegmatite orebody.  相似文献   

NURE航空计划回顾与新时代航空γ能谱勘查启示     

李敬敏  米耀辉  骆遥 《物探与化探》2021,(2):394-402

国家铀资源评价(NURE)计划实现了覆盖美国本土和阿拉斯加的1∶250000 NTMS图幅航空γ能谱测量和航磁测量,通过简要回顾该计划历程,重点针对NURE中航空地球物理勘查(航空γ能谱和航磁测量),讨论了航空地球物理勘查中测量技术、数据处理及解释方法等。NURE航空测量在铀矿勘查和辐射环境评价、洲际航空地球物理编图等领域发挥了巨大作用,产生了意义深远的影响。在总结NURE航空测量经验和做法的基础上,针对我国航空γ能谱测量勘查现状,建议从国家层面进行顶层设计,尽快实施我国陆域范围内的航空γ能谱和航磁框架性测量,实现对我国陆域航空γ能谱测量全覆盖,建设具有中国特色的航空γ能谱测量与监测体系。  相似文献   

Chronology of the Mediterranean sea-level highstand during the Last Interglacial: a critical review of the U/Th-dated deposits     

Francesca Pasquetti  Monica Bini  Biagio Giaccio  Andrea Ratti  Matteo Vacchi  Giovanni Zanchetta 《第四纪科学杂志》2021,36(7):1174-1189

Relative sea-level (RSL) evolution during Marine Isotopic Stage (MIS) 5 in the Mediterranean basin is still not fully understood despite a plethora of morphological, stratigraphic and geochronological studies carried out on highstand deposits of this area. In this review we assembled a database of 323 U/Th-dated samples (e.g. corals, molluscs, speleothems) which were used to chronologically constrain RSL evolution within MIS 5. The application of strict geochemical criteria to the U/Th samples indicates that only ~33% of data available for the Mediterranean Sea can be considered ‘reliable’. Most of these data (~65%) refer to the MIS 5e highstand, while only ~17% could be related to the MIS 5a. No attribution to MIS 5c can be unequivocally supported. Nevertheless, the resulting framework does not allow us to define a satisfactory RSL trend during the MIS 5e highstand and subsequent MIS 5 substages. Overall, the proposed selection of reliable/unreliable data would be useful for detecting areas where MIS 5 substage attributions are not supported by confident U/Th chronological data and thus the related reconstructions need to be revised. In this regard, the resulting framework calls for a reappraisal and re-examination of the Mediterranean records with advanced geochronological methodologies.  相似文献   

深水源—汇系统对多尺度气候变化的过程响应与反馈机制   总被引：2，自引：2，他引：0  

龚承林  齐昆  徐杰  刘喜停  王英民 《沉积学报》2021,39(1):231-252

源—汇系统对多尺度气候变化的响应与反馈是当前深水沉积学研究的前缘和新动向。通过梳理外陆架—深水盆地沉积物搬运分散系统（深水源—汇系统）对从构造尺度到人类尺度气候变化的过程响应,揭示了两种（迟滞和瞬态）深水源—汇系统的过程响应与反馈机制。迟滞响应深水源—汇系统的过渡区较宽、响应尺度较大（T_eq≥104年）,有利形成条件为:宽陆架且无峡谷延伸到内陆架以及冰室气候;其沉积物搬运分散过程主要受到可容空间的驱动（吻合经典的Exxon层序地层学理论）。在迟滞响应深水源—汇系统中,构造—轨道尺度的冰室气候期浊流活动较强、形成的沉积体相对富砂,温室气候期浊流活动较弱、形成的沉积响应相对富泥;而亚轨道—人类尺度的气候波动常被快速海平面上升所“淹没”、不能调控深水沉积物搬运分散过程。瞬态响应源—汇系统过渡区较局限、响应尺度较小（T_eq≤104年）,有利形成条件有:窄陆架、温室气候、峡谷头部和河口相接或相邻、断陷湖盆以及三角洲越过陆架坡折,其沉积物搬运分散过程对物源供给更为敏感,主要受物源供给驱动（偏离经典的Exxon层序地层学理论）。在瞬态响应深水源—汇系统中,不论是构造—轨道尺度的气候变化还是亚轨道—人类尺度的气候波动,只要其能够诱发物源供给的变化（而不论可容空间是上升还是下降）,都能够对深水源—汇过程响应进行调控。  相似文献   

1901—2018年三江源地区大气冻融指数变化特征     

陈方方  罗栋梁  刘磊  金会军  李超 《冰川冻土》2021,43(2):417-426

三江源地区是我国重要生态安全屏障,冻土是其高寒生态系统的重要组成部分,冻土的变化深刻影响高寒生态系统固碳及水源涵养。基于英国东英吉利大学（University of East Anglia,UEA）气候研究中心（Climatic Research Unit,CRU）月平均气温再分析资料,利用线性倾向法和滑动平均法并结合GIS空间分析和制图,计算并分析了三江源地区1901—2018年冻融指数变化趋势及其空间分布特征。结果表明：三江源地区冻结指数在1901—2018年整体以-1.1 ℃·d·a^-1的斜率呈波动减少趋势,经历了三个波动变化阶段：1901—1943年的下降（-3.4 ℃·d·a^-1）、1943—1966年的升高（8.8 ℃·d·a^-1）、1966—2018年的再次下降（-4.3 ℃·d·a^-1）。融化指数与冻结指数的变化相反,整体以0.34 ℃·d·a^-1的斜率呈波动上升趋势,呈现升高（1901—1943年,3.3 ℃·d·a^-1）、下降（1943—1981年,-3.1 ℃·d·a^-1）、再次升高（1981—2018年,2.9 ℃·d·a^-1）的趋势。在空间分布上,自西向东随海拔和多年冻土连续性降低,冻结指数由3 400 ℃·d递减到600 ℃·d,融化指数由接近0 ℃·d增加到1 800 ℃·d。长江源区冻结指数最大,融化指数最小;黄河源区冻结指数最小,融化指数最大。研究成果可为三江源地区冻土变化及其对高寒生态环境的影响研究提供科学借鉴。  相似文献   

基于多源遥感影像的长春市城市建成区提取     

王博帅  蒲东川  李婷婷  牛雪峰 《吉林大学学报(地球科学版)》2021,51(4):1284-1294

夜光遥感影像记录的城市灯光与人类活动密切相关,已广泛应用于城市信息提取。珞珈一号作为新一代夜光遥感数据源,比以往的夜光数据具有更高的空间分辨率和光谱分辨率,可以更清晰地表达城市建成区范围和内部结构。本文利用珞珈一号夜光遥感影像,通过人类居住指数（human settlement index, HSI）、植被覆盖和建筑共同校正的城市夜光指数（vegetation and build adjusted nighttime light urban index, VBANUI）及支持向量机（support vector machine, SVM）监督分类3种方法对长春市城市建成区进行提取,并与利用NPP/VIIRS（suomi national polar-orbiting partnership/visible infrared imaging radiometer suite）夜光遥感影像、采用同样方法得到的结果对比。结果显示：本文提出的VBANUI提高了传统植被覆盖校正的城市夜光指数（vegetation adjusted nighttime light urban index, VANUI）的提取精度,使用珞珈一号夜光遥感影像通过VBANUI提取的城市建成区结果最优,其Kappa系数为0.80,总体分类精度为90.74%;使用珞珈一号和NPP/VIIRS夜光遥感影像通过HSI按最佳阈值提取城市建成区的Kappa系数分别为0.75和0.72,总体分类精度分别为88.27%和86.54%;复合数据的SVM监督分类法中Landsat-NDBI、Landsat-NDBI-VIIRS、Landsat-NDBI-LJ和Landsat-NDBI-LJlog的Kappa系数分别为0.602、0.627、0.643和0.681,总体分类精度分别为81.11%、81.52%、82.25%和84.48%。研究结果表明：3种提取方法下,均为使用珞珈一号夜光遥感影像的结果优于使用NPP/VIIRS夜光遥感影像的结果,证明相比于NPP/VIIRS夜光遥感影像,珞珈一号夜光遥感影像更适用于城市尺度的建成区范围提取。  相似文献