海洋地理信息系统理论基础及其关键技术研究

传统的海洋环境数据集成与共享存在共享模式单一、数据服务效果不明显等突出问题。随着云计算等技术的出现,数据共享模式发生了巨大的变化。提出基于云计算的海洋环境数据共享体系,通过基础设施即服务（infrastructure as a service,IaaS）、数据资源即服务（data as a service,DaaS）及软件即服务（software as a service,SaaS）实现海洋环境数据共享模式的转变。在海洋环境数据云中,用户既是数据的使用者也是数据的提供者,通过数据发布与发现、数据需求发布与发现等功能,解决数据共享中“用户-数据”之间的矛盾,并激励普通海洋科研工作者贡献自己的数据,保障数据资源有效、可持续利用。以南海海域为实验区,以表层漂流浮标数据及中尺度涡旋数据为实验数据,构建了原型系统验证该方法。     

GNSS-MR技术用于雪深探测的初步研究

全球导航卫星系统干涉反射测量（global navigation satellite system-interferometric reflectometry,GNSS-IR）技术能探测浅层地表的土壤湿度。针对多系统组合的土壤湿度反演问题,基于轨迹聚类方法,从全球定位系统(global positioning system,GPS)、北斗卫星导航系统（BeiDou satellite navigation system,BDS）、格洛纳斯(GLONASS)、伽利略（Galileo）导航系统的信噪比观测数据中提取多径干涉相位,利用经验模型求解轨迹聚类后的土壤湿度估计值,以加权平均方式得到系统组合后的估计结果。结果表明,BDS、Galileo反演精度相当且优于GPS、GLONASS,基于轨迹聚类的多系统组合土壤湿度估计方法的均方根误差为0.041 4 cm³/cm³,相比于单系统的综合反演精度提升约16.3%,相比于单系统的最佳频段反演精度提升约5.2%,所提方法能有效监测土壤湿度的变化。

     

苏北废黄河口滨海港建设对近海水沙和床面冲淤的影响

以废黄河三角洲海岸盐城市滨海港的建设为背景,通过建立二维潮流泥沙数学模型,模拟建港前后水动力场环境与泥沙运移变化,分析滨海港建设对近海水沙的影响。南北堤建成后,流速变化主要集中在防波堤建设区域15 m等深线以内海域,变化量为−0.8～0.5 m/s。北堤堤头流速增幅明显,除大潮落急外港区均处在流速减小区,流速衰减幅度最高可达0.6 m/s。建港工程造成海域内潮汐不规则性减弱,主要分潮的平均振幅比降低约10%。建港工程对近海地貌格局的影响集中在港区周围8 km范围,且基本在16 m等深线以内海域,淤积区域分布在港区口门周围,冲刷区域分布在北堤堤头,床面变化随着时间推移加剧。     

青海柴达木盆地新近纪河狸化石及其古环境意义

描述了2005年和2010年采自青海柴达木盆地中部地区大红沟背斜和东陵丘背斜的河狸科化石, 其中大红沟的材料包括1件下颌、1件门齿和6枚零散颊齿, 被归入中国北方中中新世常见的通古尔单沟河狸(Monosaulax tungurensis); 其牙齿尺寸较小, 门齿的釉质层圆凸, 表面光滑; 颊齿齿冠低, 前臼齿大于臼齿; 颊齿的(下)次沟向下延伸几乎到达牙齿基部, 所有褶沟均填充白垩质; P4的前沟明显深于中沟和后沟; 无次生的小坑发育。东陵丘的材料仅有1枚上臼齿, 尺寸较大, 冠面仅具4条褶(沟), 褶沟有厚实的白垩质填充, 次沟向下延伸近至齿根, 唇侧沟深浅不一, 被归入上新世早期的安氏河狸(Castor anderssoni)。河狸科多营半水栖生活, 生活于林地的湖或河流边, 具有非常强的环境指示意义。柴达木盆地内新近纪河狸科化石的发现, 进一步证明在中中新世和上新世早期, 盆地的中部地区仍存在较大的水体和较多的林木。     

黄土边坡植物根系固土护坡效应研究

黄土高原生态环境脆弱,且随着人类工程活动日益频繁,黄土滑坡等地质灾害问题也日益严重。植物护坡是恢复黄土边坡生态和防治黄土边坡地质灾害的有效手段。本文基于延安地区黄土边坡调查,通过植物科属分布及密度,及其在边坡植被群落结构中的生长特征等分析,查明植物生长特征与边坡生境的相关联系,筛选适宜当地环境的护坡树种;通过原位试验,分析植物根系固土护坡效应;最后在总结上述研究成果的基础上,提出了该地区适宜的护坡植物,为陕北地区黄土边坡植物防护设计提供了理论依据。本研究成果能促进植物在西北黄土地区的工程应用,为西北黄土边坡复合型生态防护技术提供指导。     

鄂尔多斯盆地东北部砂岩型铀矿常量元素地球化学特征及地质意义

鄂尔多斯盆地东北部是我国砂岩型铀矿的重要矿集区,区内铀矿床的含矿主岩为中侏罗统直罗组砂岩。本文以该区含铀砂岩为对象,研究了紫红色砂岩、绿色砂岩、矿化砂岩、铀矿石及灰色砂岩中常量元素含量变化特征,分析了铀成矿过程中常量元素迁移规律,并讨论了成岩成矿背景。研究表明:在铀成矿过程中,SiO2、Al2O3表现为带出组分,CaO、MgO、K2O、Na2O及TFe2O3表现为带入组分,说明水-岩作用过程中常量元素具有明显的活动性。根据元素迁入迁出强度,将常量元素划分为活动组分(SiO2、Fe2O3、FeO、CaO)、次活动组分(Al2O3、MgO、K2O、Na2O)及惰性组分(TiO2、MnO、P2O5)三类。含铀砂岩构造环境主要为活动大陆边缘和大陆岛弧,鄂尔多斯盆地北侧阴山褶皱带中的花岗闪长岩可能是其主要的物质来源。不同类型砂岩样品的Fe2+/Fe3+值与铀元素含量具有一定的正相关性,铀矿化严格受灰绿色-灰色砂岩控制,主要发生在氧化-还原过渡环境偏还原一侧,部分灰绿色含矿砂岩具有弱氧化环境的特征,说明该区成矿环境的特殊性,灰绿色砂岩可作为区内重要的找矿标志。     

雅砻江下游表层土壤碳储量及其驱动因素

采集青藏高原东南缘雅砻江下游代表性植物群落表层土壤(0 ~ 10cm)样品, 测量土壤不同形态碳含量和稳定碳同位素组成(δ13Corg), 运用δ13Corg和化学计量指标探讨干热河谷土壤碳储量及其驱动因素。结果表明: 1)雅砻江下游表层土壤碳储量为121×109 kg C, 其中颗粒有机碳储量占79.48 %, 颗粒无机碳储量占20.05 %, 溶解有机碳和溶解无机碳储量甚微。2)比较发现, 研究区土壤碳含量和碳汇潜力较大。土壤有机碳(SOC)含量较高(21.23g/kg), 尤其杂木林地SOC含量高达49.71g/kg。揭示研究区物种多样性对SOC含量的贡献。研究区分布多种植物群落且具有较强的光合碳同化(植被叶片碳氮比(C/N)高达31.21)固碳能力, 为研究区较大的SOC储量提供了充足的植物源碳保障。研究区较大的土壤无机碳含量和成壤无机碳输出通量(2.065×108 kg C/a), 揭示研究区存在相当大的成壤无机碳碳汇过程和贮存潜力。在流域尺度上计算土壤成壤无机碳碳汇时, 径流输出的成壤无机碳不可忽视。3)研究区土壤C/N变化率和δ13Corg变化率空间变化均不显著(p>0.05), 揭示研究区不同群落土壤微生物代谢活动无显著差异。研究区SOC含量变化受非生物因素(气温、降水和坡度)驱动的生物因素(群落生产力和微生物代谢活动)调控。本研究可为土壤碳汇/源调控机制研究和实现我国"碳中和"目标提供基础数据。     

湖南涟源凹陷下石炭统测水组泥页岩矿物组分与脆性特征研究

应用X射线衍射(XRD)分析技术对湖南涟源凹陷石炭系测水组泥页岩进行矿物组成与脆性特征研究.结果表明,涟源凹陷石炭系测水组泥页岩中矿物成分复杂,石英含量最高,平均72.61%,粘土矿物含量次之,平均19.46%,含有少量的长石、白云石、黄铁矿和方解石,平均质量分数分别为4.02%,4.75%,2.01%和1.66%.总体来说,该地区石炭系测水组页岩的矿物组成特征与北美woodforth页岩比较相似.涟源凹陷测水组页岩中脆性矿物丰富、含量高,脆性指数平均0.8.研究表明涟源凹陷测水组泥页岩整体上具有良好的脆性特征,有利于该区页岩气的压裂改造.     

湘中地区涟源凹陷石炭系测水组泥页岩储层特征

石炭系测水组是涟源凹陷重要的页岩气勘探层位,针对页岩气藏自生自储、低孔低渗的特征,进行测水组泥页岩储层特征研究是该区页岩气勘探与开发的关键问题.本文基于野外露头、钻探井及样品实验测试数据等资料,对测水组泥页岩储层分布、矿物组成、物性、含气性等特征进行了细致分析.测水组泥页岩在凹陷中部褶皱带厚度最大、埋深适合;泥页岩中脆性矿物含量超过70%,有利于天然裂缝的发育与后期的压裂改造.泥页岩内微孔隙与裂缝较为发育,孔径分布范围3.71~19.07 nm,以介孔为主,具有较大的孔比表面积,孔径与总孔隙体积随埋深增加呈减小趋势.储层孔隙度为1.0%~6.2%,平均为3.5%,渗透率变化较大,受裂缝发育程度的影响,为典型的低孔低渗非均质储层.受埋深较浅的影响,样品整体含气量较低,分布在0.16-0.49 m3/t,但等温吸附测试的吸附气量远大于解析气量,表明在合适的埋深下测水组仍具有较好的储气能力.综合评价认为,涟源凹陷测水组泥页岩具有形成优质页岩气储层的潜力.     

晋中南地区铝土矿矿物特征及其成因

铝土矿是生产金属铝的主要来源,用途广泛。利用偏光显微镜、扫描电镜–能谱、X射线衍射、红外及差热分析等手段,研究晋中南石炭系铝土矿矿物特征,分析主要矿物成因。结果表明,铝土矿中所含矿物主要是硬水铝石和高岭石,少量伊利石、绿泥石、赤铁矿、菱铁矿、针铁矿、锐钛矿、金红石、石英、钾长石及方解石等。硬水铝石分隐晶–微晶碎屑、它形粒状晶体、短柱–鳞片状晶体3种类型,差热曲线吸热峰温度偏低,晶胞参数均值a为0.441 546 nm,b为0.945 445 nm,c为0.285 250 nm。硬水铝石主要由高岭石脱硅转变而成,少量为结晶成因。高岭石形成于温暖潮湿气候的风化过程中,部分为复硅化产物。锐钛矿形成于低温低压、TiO₂供应充足的环境中。赤铁矿由含水氧化铁矿物风化脱水形成,少部分为成矿早期沼泽相或海相沉积。石英、钾长石及一些重矿物为陆源碎屑来源。