Background concentrations of elements in surface soils and their changes as affected by agriculture use in the desert-oasis ecotone in the middle of Heihe River Basin,North-west China

The concentrations of twenty four chemical elements in the surface layer of natural desert soils and the cultivated farmland soils were measured at a desert-oasis ecotone in the middle of Heihe river basin, north-west China. Background values were estimated for (a) major elements (Si 335.3 g kg^− 1, Al 49.4 g kg^− 1, Fe 19.1 g kg^− 1, Ca 29.4 g kg^− 1, Mg 8.9 g kg^− 1, K 20.1 g kg^− 1, Na 17.5 g kg^− 1 and P 0.338 g kg^− 1), (b) heavy metals and non-metals (Cr 55.8 mg kg^− 1, Mn 404.8 mg kg^− 1, Ni 17.7 mg kg^− 1, Cu 5.1 mg kg^− 1, Zn 33.7 mg kg^− 1, Pb 15.5 mg kg^− 1 and As 5.2 mg kg^− 1) and (c) other trace elements (Ti 2.0 mg kg^− 1, V 55.3 mg kg^− 1, Co 5.7 mg kg^− 1, Rb 82.4 mg kg^− 1, Sr 232.9 mg kg^− 1, Y 14.7 mg kg^− 1, Zr 194.9 mg kg^− 1, Nb 7.8 mg kg^− 1 and Ba 720.6 mg kg^− 1). After natural desert soil was cultivated for agricultural use, significant changes in element concentrations occurred under tillage, irrigation and fertilisation management. Compared to natural soil, the for the levels of Si, K, Na, Sr, Zr and Ba decreased, and no changes were observed for Rb, while the values of the other 17 elements increase in agricultural soil from 1.2 to 3.5 times. However, their absolute concentrations are still low, suggesting that the arable soil in this region remains comparatively a clean soil. The increased silt, clay and organic carbon content, under long-term irrigation, enriched the fine-grained materials, and application of fertilisers and manure contributed to the accumulation of most elements in arable soil. The accumulation of elements in agricultural soil increased with increasing cultivation years and extent of soil development.     

华南前寒武系基底变质杂岩和中-新生代地幔岩的稀有气体同位素组成及其大地构造意义

对华南前寒武系变质岩浆杂岩稀有气体He、Ne、Ar和Xe的系统研究表明:扬子克拉通基底为含高³He的下地壳"原始岩石层",(³He/⁴He)×10^-6比值为2.8～4.6;而华夏板块基底变质岩浆杂岩则是在缺乏³He、低(³He/⁴He)×10^-8比值(3.15～17.7)的构造环境下形成的大陆中-上地壳变质岩浆杂岩层,反映出两者基底性质迥然不同。华南中-新生代爆破岩筒He同位素组成相反,相对稳定的扬子克拉通(³He/⁴He)×10^-8比值仅0.18～4.22,而郯庐-四会-吴川断裂以东,中-新生代活动地块(太平洋构造域)(³He/⁴He)×10^-8比值高达3.7～20.5。He同位素表明郯庐-四会-吴川断裂带为切割深至地幔的边界深大断裂,是扬子克拉通与华夏板块间的边界且控制了燕山期火山-侵入岩浆向西扩展。Ar同位素组成表明华南大陆中-新生代地幔形成接近"均一"的地幔组份。¹³⁶Xe/¹³⁰Xe-¹²⁹Xe/¹³⁰Xe相关组份表明它们具有地幔柱岩石同位素组成特征。     

两千年来黑河流域水资源平衡估算与下游水环境演变驱动分析

利用地方史志、历史地理、树木年轮和近代器测记录相关的黑河流域历史时期人口变动、水土资源开发利用、下游湖泊变化、流域水资源和气候变化等资料, 通过对比上游出山水资源量、中游人类活动水资源利用量和下游湖泊面积变化, 在千年-百年时间尺度上对流域水资源平衡进行了估算, 并分析了历史时期各阶段下游湖泊水环境和天然绿洲演变过程和驱动机制. 研究结果表明: 在黑河流域, 气候变化条件下的上游山区水资源总量和中游走廊平原区绿洲人类活动用水后下泄的水资源量, 决定了下游水环境演变过程;在两千年来显现出不同历史阶段的流域水资源平衡模式和下游水环境演变特征, 以及气候变化和人类活动在不同历史时期的耦合驱动机制.     

青藏高原季节性冻土的时空分布特征

利用青藏高原72个气象台站的冬季逐日冻结深度资料, 采用动力学Q指数和小波分析方法, 研究了青藏高原季节性冻土的时空变化特征. 结果发现: 青藏高原季节性冻土各站点相互间的动力学Q指数在高原大部分地区都比较小, 仅在高原南部部分站点值较大, 表明在高原上总体来说季节性冻土的动力学结构是一致的. 各站季节性冻土1980年代前后的Q指数在高原主体也都比较小, 只是在高原东南部和柴达木盆地的部分地区Q指数较大, 表明在高原大部分地区季节性冻土变化的动力学结构特征没有发生突变. 青藏高原季节性冻土总体上呈现下降趋势, 在20世纪80年代中期有一次均值突变, 突变以前的冬季平均冻结深度在93 cm左右, 突变以后的冬季平均冻结深度下降了10 cm左右. 高原季节性冻土冬季平均深度有准4 a的周期变化.     

北疆阿尔泰南缘泥盆系浅变质碎屑沉积岩地球化学特征及其形成环境

对于北疆阿尔泰地区泥盆纪所处的大地构造环境,目前仍旧存在不同观点。前人基于阿尔泰南缘泥盆纪火山岩地球化学研究,分别提出了活动大陆边缘和被动大陆边缘裂谷等不同构造观点。阿尔泰造山带南缘的泥盆纪浅变质碎屑沉积岩地球化学研究表明,该套浅变质碎屑沉积岩原岩主要为泥质或砂质沉积岩。尽管不同岩性样品主量元素含量不同,但其化学蚀变指数(CIA)小于75,成分变异指数(ICV)接近或小于1.0,斜长石蚀变指数(PIA)平均70,说明其源区物质比较新鲜,成熟度相对较低,化学风化作用较弱。同样,不同岩性样品微量元素含量差别较大,但表生过程中不活泼的微量元素比值却比较一致,轻稀土(LREE)中度富集(La_N/Yb_N=2.88～9.90),重稀土(HREE)比较平坦,并伴有明显的Eu负异常(Eu/Eu~*= 0.45～0.89)。绝大多数样品具有高的La/Sc(1～3)、La/Y(0.5～1)和Ti/Zr(10～35),以及较低的Sc/Cr(0.1～0.3)比值,类似于大陆岛弧相关环境碎屑沉积物。在La-Th-Sc和Th-Sc-Zr/10构造环境判别图解中,除一千枚岩样品外,其他所有样品均落入大陆岛弧区。以上地球化学特征明显不同于大洋岛弧和被动陆缘沉积物,说明该套浅变质碎屑沉积岩可能沉积于活动大陆边缘的大陆岛弧相关环境,为认识阿尔泰造山带泥盆纪岛弧增生构造演化过程提供了一个重要证据。     

中祁连东段什川杂岩基的岩石化学特征及年代学研究

祁连造山带被托菜南山-了高山构造带及宗务隆山-贵得构造带分为北祁连、中祁连及南祁连构造带。什川岩基位于中祁连构造带东部,由闪长岩、斜长花岗岩、二长花岗岩组成;对二长花岗岩进行U-Pb单颗粒锆石微区LA-ICP-MS同位素测定,获得444.6Ma及414.3Ma两组加权平均年龄,前者代表岩石的形成年龄,后者代表构造热事件年龄。二长花岗岩主量元素W(SiO_2)=68.66%～80.77%,w(K_2O)/w(Na_2O)>1和A/CNK介于0.95～1.21间,总体为钾质钙碱性过铝质花岗岩。岩石富集LILE元素(K、Th、Rb、Ba等),亏损HFSE元素(Ta、Nb、Y等);稀土元素总量较高(∑REE多介于109.05×10~(-6)～322.66×10~(-6)),轻重稀土强烈分馏(∑LREE/∑HREE介于7.92～31.68),稀土元素分配模式为轻稀土富集型,具中等-强Eu负异常(δEu=0.26～0.58)。岩石矿物组合及岩石地球化学特征共同表明,什川岩基为中上地壳泥砂质岩石部分熔融而成,形成温度较低,为加厚地壳拆沉熔融成因。这为祁连造山带构造演化及其深部动力学机制研究提供了新的资料。     

高桩码头桩基负摩擦力现场试验研究 ——上海洋山深水港工程现场试验

高桩码头接岸结构中的桩基础,在抛石的作用下将产生负摩擦力。通过支撑桩及自由桩上负摩擦力的现场试验研究,获得抛石过程中基桩内力随深度变化的基本规律。抛石过程中基桩上的负摩擦力主要产生在抛石段。同时,抛石作为附加荷载,将引起下方软弱土层的固结沉降,桩土之间产生相对位移,从而在抛石段下方一定范围内也产生负摩擦力作用。承台荷载对负摩擦力的大小和分布有着重要的影响。提出的负摩擦力分布规律和采用有效应力法计算层状土负摩擦力的公式,可为桩基础的设计,尤其对水下单面抛石施工的设计及采取消减负摩擦力的措施提供依据。     

Copula函数在多变量水文分析计算中的应用及研究进展

综述了多变量水文分析计算方法及存在的问题.系统地介绍了Copula函数的基本理论与方法,分析探讨Copula函数在多变量水文计算领域的适用性及优越性.总结了Copula函数应用的关键技术,包括参数估计、拟合检验及类型选择等,并展望了Copula函数的研究应用前景.     

北黄海盆地北缘断裂带及其特征

根据最新调查获得的北黄海盆地海洋重力、海洋与航空磁力和多道地震资料,结合以往周边地区的资料,编制了北黄海空间重力异常图、布格重力异常图、磁力异常图。在重磁基础图件的基础上,通过解析延拓、任意方向导数计算、离散小波变换等处理,结合地震和地质资料,对北黄海北缘断裂带进行了综合分析。确定了北黄海北缘断裂带的存在,并对该断裂带的延伸长度、切割深度和性质进行了分析,指出北黄海北缘断裂带是辽东隆起与北黄海盆地的界线,断裂带两侧具有明显不同的地球物理场特征;而且断裂带具有多期活动的特点,对北黄海盆地的形成演化具有重要的控制作用。     

鲁中南隆起区第四纪晚期断裂活动特征

根据野外调查，并综合前人的研究资料，对鲁中南地区第四纪晚期断裂活动进行了分析，研究表明，鲁中南隆起区第四纪断裂活动具有时空不均匀性，主要表现为第四纪时期断层活动强度变化和断裂活动的群集性以及第四纪晚期断裂活动段分布的局限性上。对于鲁中南地区而言，活动断层可以分为中更新世中期（500kaBP)至晚更新世初期（90kaBP)活断层和晚更新世中、晚期至全新世早期活断层两类；其中前一类（主要是中更新世断裂）断裂数量较多，分布较为广泛，而晚更新世晚期以来的活动断裂段的数量较少，分布较局限。它们对地震的控制能力不同，前者可控制5．5级左右的地震，而后一类可控制6－7级地震的发生。