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我国城市湖泊空间分布格局特征分析及影响因素探讨

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湖泊科学 2024年第2期36卷 587-601页

作者：李林森王涵刘凯宁一航陈思宋春桥河南理工大学测绘与国土信息工程学院焦作454000 中国矿业大学环境与测绘学院徐州221000 中国科学院南京地理与湖泊研究所流域地理学重点实验室南京210008 重庆师范大学地理与旅游学院重庆401331 南京信息工程大学长望学院南京210044

城市湖泊作为城市与自然之间进行水气交换的蓝色空间,具有供水、防洪、休闲、气候调节以及改善城市生态环境等诸多生态服务功能。中国地域辽阔、城市众多,不同区域的城市湖泊受自然地理环境和社会经济发展等因素的影响而具有显著的空间... 详细信息

城市湖泊作为城市与自然之间进行水气交换的蓝色空间,具有供水、防洪、休闲、气候调节以及改善城市生态环境等诸多生态服务功能。中国地域辽阔、城市众多,不同区域的城市湖泊受自然地理环境和社会经济发展等因素的影响而具有显著的空间差异特征。目前已有研究对我国省会城市和个别大型城市的湖泊空间分布及变化特征等开展研究,但全国范围内各行政等级单元内城市湖泊分布的空间格局及其影响因素仍缺乏综合分析。本研究基于中国城市湖泊数据集,从城市分布的地域单元、行政等级、城市规模3个方面对城市湖泊分布特征进行统计分析和比较,并结合自然和人类活动要素,初步探讨影响城市湖泊分布规模和丰度的主控因子。结果表明,2020年全国共有约11万个面积大于0.001 km 2城市湖泊(不包括太湖、滇池等大型湖泊),总面积约2112 km 2,约占全国城市(遥感城市不透水层区域)面积的1.1%。城市湖泊的分布具有显著的集聚和分异特征,数量超过70%的城市湖泊分布在约20%的县(区)级行政单元,约21%的县(区)级行政单元基本没有(科学参考,为城市湖泊的资源利用和生态环境保护提供地理本底信息。

关键词：城市湖泊全国尺度空间分布自然环境社会经济

准噶尔盆地玛湖凹陷含油储集岩连续抽提组分地球化学特征与油源对比

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地球化学 2024年第3期53卷 351-369页

作者：张仲达谷元龙靳军李二庭于双潘长春中国科学院广州地球化学研究所有机地球化学国家重点实验室广东广州510640 中国科学院大学北京100049 中国科学院深地科学卓越创新中心广东广州510640 中国石油新疆油田公司实验检测研究院新疆克拉玛依834000

近十年来,在玛湖凹陷发现了大面积连片分布的砾岩大油区,但凹陷区及其西部边缘克–百断裂带油气富集区的油源仍不清晰,分析原油的来源和充注过程对于推动该地区勘探具有重要的实际意义。通过对玛湖凹陷南斜坡和西斜坡21个含油储集岩样... 详细信息

近十年来,在玛湖凹陷发现了大面积连片分布的砾岩大油区,但凹陷区及其西部边缘克–百断裂带油气富集区的油源仍不清晰,分析原油的来源和充注过程对于推动该地区勘探具有重要的实际意义。通过对玛湖凹陷南斜坡和西斜坡21个含油储集岩样品进行连续抽提,获得了自由态组分a1和a2、束缚态组分b和包裹体组分c。对这些组分与同井位的13个原油样品进行GC、GC-MS以及GC-IRMS分析,依据正构烷烃单体C同位素组成特征,将含油储集岩连续抽提组分和原油样品分为Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ类油组分。Ⅰ类油组分来源于下二叠统风城组(P_(1)f)烃源岩,Ⅱ类油组分来源于中二叠统下乌尔禾组(P_(2)w)烃源岩,Ⅲ类油组分来源于两套烃源岩的混合原油。含油储集岩连续抽提组分和原油样品成熟度变化大,从生油窗早期至晚期,成熟度严重影响了油源分子指标的应用效果。本文提出,应用成熟度分子指标与油源分子指标绘制交会图,可以对成熟度相近的连续抽提组分和原油样品进行油源对比。例如,应用C_(30)藿烷/n-C_(21)与Pr、Ph、伽马蜡烷、Ts、C_(29)Ts、C_(30)重排藿烷和C_(20)、C_(21)和C_(23)三环萜烷与n-C_(21)的比值绘制交会图,可以将Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ类油组分有效区分开来,为玛湖凹陷油源对比研究提供了一个新方法。

关键词：玛湖凹陷砾岩大油区连续抽提单体烃C同位素分子地球化学

准噶尔盆地玛湖凹陷含油储集岩连续抽提组分油源指标和油源研究

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地球化学 2024年

作者：蔡航新靳军李二庭张仲达谷元龙于双潘长春中国科学院广州地球化学研究所有机地球化学国家重点实验室中国科学院大学中国石油新疆油田分公司实验检测研究院中国石化胜利油田勘探开发研究院

本项研究对玛湖凹陷44个含油储集岩样品进行连续抽提，获取自由态、束缚态和包裹体组分，并对各连续抽提组分进行GC、GC-MS和GC-IRMS分析。选取了16个油源（岩相）相关参数，包括2个同位素指标(反转指数reversal index， RI和δ13C(n... 详细信息

本项研究对玛湖凹陷44个含油储集岩样品进行连续抽提，获取自由态、束缚态和包裹体组分，并对各连续抽提组分进行GC、GC-MS和GC-IRMS分析。选取了16个油源（岩相）相关参数，包括2个同位素指标(反转指数reversal index， RI和δ13C(n-C25))、2个类异戊二烯烷烃指标(Pr/n-C17和Ph/n-C18)、6个萜烷指标(Ts/C23三环萜烷、Ts/(C28+C29)三环萜烷、C29Ts/C23三环萜烷、C29Ts/(C28+C29)三环萜烷、C30重排藿烷/C23三环萜烷和C30重排藿烷/(C28+C29)三环萜烷)和6个芳烃指标(三甲基萘（TMNs）/(TMNs+?（Ch）)、四甲基萘（TeMNs）/（TeMNs+Ch）、TMNs/(TMNs+菲（P）)、TeMNs/（TeMNs +P）、TMNs/(TMNs+甲基菲（MPs）)和TeMNs/（TeMNs+ MPs）)，应用谱系聚类分析（HCA）将122个连续抽提组分分为3类。Ⅰ类油组分来源于下二叠统风城组(P1f)烃源岩， Ⅱ类油组分来源于中二叠统下乌尔禾组(P2w)烃源岩， Ⅲ类油组分为前2类油组分的混合。含Ⅰ类油组分的含油储集岩样品在全玛湖凹陷均有分布，含Ⅱ类和Ⅲ类油组分的含油储集岩样品仅分布于玛湖凹陷西南部，表明下二叠统风城组(P1f)有效烃源岩或烃源灶遍布全玛湖凹陷，而中二叠统下乌尔禾组(P2w)有效烃源岩或烃源灶在玛湖凹陷仅分布于西南部。在这16个油源（岩相）指标相互间的交会图中， 3类油组分具有不同程度的重叠。依据单个油源指标交会图对连续抽提组分进行油源分类具有主观性和片面性。依据一系列不同类型的油源/岩相指标，应用谱系聚类分析（HCA）方法对连续抽提组分进行油源分类更可靠和更容易操作。

关键词：玛湖凹陷含油储集岩连续抽提油源(岩相)指标谱系聚类分析(HCA)

珠江口近2000年来营养状况演变的氮同位素沉积记录

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地球化学 2024年第4期53卷 504-514页

作者：王利伟叶丰黄超韦刚健中国科学院广州地球化学研究所同位素地球化学国家重点实验室广东广州510640 中国科学院大学北京100049 广东海洋大学海洋与气象学院广东湛江524088

近2000年以来河口近海氮循环变化的历史及其与人类活动–气候变化的关系研究,对于理解陆海过渡带生态环境演变规律及控制机制具有重要意义。本文通过对珠江口外高分辨率沉积物岩心(WS)总氮同位素(δ^(15)Nbulk)和一系列地球化学指标(TOC... 详细信息

近2000年以来河口近海氮循环变化的历史及其与人类活动–气候变化的关系研究,对于理解陆海过渡带生态环境演变规律及控制机制具有重要意义。本文通过对珠江口外高分辨率沉积物岩心(WS)总氮同位素(δ^(15)Nbulk)和一系列地球化学指标(TOC、TN、C/N、δ^(13)C、Ti、Al/K等)的综合分析,重建了珠江河口近2000年水体营养化程度(硝酸盐利用率)的演变规律,同时结合研究区的气候环境变化记录和人类活动历史,探讨了河口氮循环在气候变化和人类活动双重压力下的变动机制。结果显示,近2000年以来珠江口沉积物δ^(15)Nbulk的变化特征反映了海洋浮游植物对表层水体硝酸盐利用率的演变过程,即水体的营养状况变化。表层水体氮营养的供应与陆源径流量和水层结构有关,主要受到东亚夏季风(EASM)强度的调控。过去2000年持续增强的人类活动加速了陆源营养盐的输入,使表层水体的营养状况得到很大改善,不断提升河口初级生产力,进而与EASM强度的变化产生了偏移。近2000年以来,珠江口水体硝酸盐利用率整体上呈波动下降的W形,表明营养供应不断增强,而日益增强的人类活动和气候变化共同驱动着珠江口水体营养程度的演变。

关键词：珠江口沉积记录氮同位素气候变化人类活动

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孤立笔石标本获取方法改进及微纳结构分析

古生物学报 2024年

作者：王华清张红勇张元动现代古生物学和地层学国家重点实验室中国科学院南京地质古生物研究所中国科学院大学中国科学院南京地质古生物研究所实验技术中心

笔石标本由于保存状态等因素，很多始端发育型式和微观形态尚未完全认识。立体或半立体保存的笔石实体标本，以原始状态保存了笔石的大部分微细构造，是研究笔石化石的最佳材料，但这种保存状态在世界范围内都很罕见，且分离困难... 详细信息

笔石标本由于保存状态等因素，很多始端发育型式和微观形态尚未完全认识。立体或半立体保存的笔石实体标本，以原始状态保存了笔石的大部分微细构造，是研究笔石化石的最佳材料，但这种保存状态在世界范围内都很罕见，且分离困难。这些立体的标本可以用特定的溶解方法分离出来，但经常因破损、碎裂，导致很多重要的笔石标本无法正常获取。本文介绍一种用发烟硝酸提高孤立笔石获取率和完整度的化石酸处理方法。该方法以黑色泥岩样品为处理对象并可广泛适用于从其它类似岩性样品获取孤立标本，通过选样品、放样品、酸处理、除杂质等实验流程，本研究在溶液中分离出孤立笔石标本后使用发烟硝酸对标本进行改性，可以较好避免易断裂标本在带离溶液、转移容器和微观试验分析时发生碎裂，从而显著提高了孤立标本的获取率和完整性。获得保存精美的孤立实体标本，并在此基础上使用双束电镜对其开展微纳结构实验分析新探索。微纳结构实验分析展现了背曲笔石属(Campograptus)的胞管新形态细节、体壁微纳结构以及内部空隙分布，在背曲笔石属(Campograptus)中首次观察到胞管口部具有半圆形、唇片状的口檐(thecal apertural lobe)，并在胞管的口部侧上方发育成对的、粗短的口刺(thecal apertural spine)，通过微纳结构研究首次证实了“胎索”结构存在于背曲笔石属(Campograptus)的胎管中，为笔石分类、系统发育及页岩油气生储潜力等研究提供了重要依据。

关键词：孤立笔石标本黑色泥岩发烟硝酸微纳结构双束电镜

有机蒙脱石/壳聚糖气凝胶的制备及有机污染控制应用

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地球化学 2024年第1期53卷 142-152页

作者：刘相君陈情泽朱润良朱建喜中国科学院广州地球化学研究所矿物学与成矿学重点实验室/广东省矿物物理与材料研究开发重点实验室广东广州510640 中国科学院大学北京100049

以蒙脱石(Mnt)为主要原料,十六烷基三甲基溴化铵(C16)为疏水改性剂,壳聚糖(CS)为交联剂,通过超声法、溶胶凝胶法和冷冻干燥制得有机蒙脱石/壳聚糖气凝胶(CS-C16Mnt)。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FT-IR)... 详细信息

以蒙脱石(Mnt)为主要原料,十六烷基三甲基溴化铵(C16)为疏水改性剂,壳聚糖(CS)为交联剂,通过超声法、溶胶凝胶法和冷冻干燥制得有机蒙脱石/壳聚糖气凝胶(CS-C16Mnt)。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、比表面积及孔结构(BET)等手段对材料进行表征。结果表明,超声溶胀使C16Mnt片层扩张、叠层裂开,CS通过静电作用和氢键与C16Mnt结合,且CS-C16Mnt具有气凝胶典型的三维网络结构。吸附和吸收实验表明,CS-C16Mnt具有良好的有机污染控制能力。当C16Mnt与CS的质量比为10∶1、超声时间为10 min时,处理效果最好,在气相环境中对苯的吸附量达720.9 mg/g,在液相环境中对不同油和有机溶剂的吸收量为14.4~29.0 g/g。此外,CS-C16Mnt具有操作简便、易于回收等优势,是具有应用潜力的有机污染治理材料。

关键词：蒙脱石气凝胶有机改性吸附苯油水分离

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离子吸附型稀土矿床的诱导成矿学研究

大地构造与成矿学 2024年第2期48卷 293-301页

作者：李宁波王焰朱建喜杨武斌中国科学院广州地球化学研究所矿物学与成矿学重点实验室/广东省矿物物理与材料研究开发重点实验室广东广州510640 中国科学院深地科学卓越创新中心广东广州510640 中国科学院大学北京100049

诱导成矿学的核心理念是针对低品位矿石、尾矿和具有成矿潜力岩石中的关键金属资源,通过人工干预手段诱导目标金属元素活化和富集,在有限的时间尺度内形成具有经济价值的可利用资源。离子吸附型稀土矿床是全球稀土资源的主要来源之一,... 详细信息

诱导成矿学的核心理念是针对低品位矿石、尾矿和具有成矿潜力岩石中的关键金属资源,通过人工干预手段诱导目标金属元素活化和富集,在有限的时间尺度内形成具有经济价值的可利用资源。离子吸附型稀土矿床是全球稀土资源的主要来源之一,近年来为全球提供了80%以上的中、重稀土资源供给。该类矿床的形成主要受控于内生稀土初始富集和表生风化淋积成矿两个过程,而后者对于成矿极为关键。由于我国华南地区具有适宜形成离子吸附型稀土矿床的气候条件、大量出露的花岗质岩石及风化壳,因此对该地区开展人工诱导成矿技术研发将具有重要应用前景。通过分析离子吸附型稀土矿床形成的控制因素,预计可选择具有成矿潜力的花岗岩、含稀土风化壳和低品位矿床作为主要诱导成矿对象。通过调控地形地貌、生态、水文和风化壳物理化学条件等加速风化进程,促进稀土元素释放,引导稀土元素定向迁移,并在指定位置进行沉淀成矿,形成具有经济价值的富集稀土的矿体。特别是在该过程中可控制轻重稀土元素的分异,促使其形成富集重稀土的矿体,为解决全球重稀土资源紧缺和保障重稀土资源持续供给提供有效实施方案。因此,对离子吸附型矿床开展诱导成矿学研究具有重要的理论意义和应用价值,可作为诱导成矿学的重点研究方向之一。

关键词：诱导成矿学离子吸附型稀土矿床风化过程稀土元素迁移沉淀

基于时空信息融合模型的2022年鄱阳湖湿地干旱过程监测分析

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湖泊科学 2024年第5期36卷 1525-1536页

作者：罗佳欢严翼肖飞曹淑慧陈苗苗杜耘中南民族大学资源与环境学院资源转化与污染控制国家民委重点实验室武汉430074 中国科学院精密测量科学与技术创新研究院环境与灾害监测评估湖北省重点实验室武汉430071 中国科学院大学北京100049

2022年鄱阳湖流域发生自1951年有记录以来的严重干旱。为充分利用高时空分辨率影像探究鄱阳湖湿地干旱及生态响应过程,本文采用STNLFFM时空信息融合模型,融合了MODIS与Sentinel-2影像数据,构建出鄱阳湖2021-2022年平均时间间隔为15天的1... 详细信息

2022年鄱阳湖流域发生自1951年有记录以来的严重干旱。为充分利用高时空分辨率影像探究鄱阳湖湿地干旱及生态响应过程,本文采用STNLFFM时空信息融合模型,融合了MODIS与Sentinel-2影像数据,构建出鄱阳湖2021-2022年平均时间间隔为15天的10 m高时空分辨率归一化植被指数(NDVI)影像序列,对比分析了不同年份水体面积以及NDVI的时空变化,在此基础上探讨干旱可能造成的生态影响。结果表明:(1)2022年鄱阳湖干旱持续近3个月,退水时间比2021年提前约80天。2022年10月鄱阳湖最小水体面积为680 km^(2),较2021年同期减少约1900 km^(2),较2021年枯水期最小水体面积减少约337 km^(2)。2022年鄱阳湖湿地淹水时长小于90天的面积是2021年的3倍以上,约占总面积的30.77%。(2)2022年干旱过程中,湖区洲滩植被提前开始生长,NDVI均值在7月中旬之后迅速增大,较2021年同期均值最大相差0.27;到11月中旬,NDVI<0.2的面积为1527 km^(2),较2021年同期增加561 km^(2);到12月,NDVI值大于0.6的面积仅为15 km^(2),不足2021年同期的3%。(3)2022年鄱阳湖干旱引起的植被和水体变化改变了候鸟及长江江豚的栖息环境。湖区的碟形子湖具有较好的持水能力,对极端干旱具有较好的抵御作用。因此,本文建议在干旱期间,适当对湖区长势迅速的植被进行刈割,促使新芽萌发,保障候鸟的食源;开展高时空分辨率的水体连续变化过程监测和预测工作,以便及时救助非连通水体内被困的水生生物;对碟形子湖空间结构进行保护并适当给子湖补水,以保持碟形湖湿地生态系统的稳定性。

关键词：鄱阳湖湿地干旱时空信息融合归一化植被指数

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光照作用对水铁矿去除Cr(Ⅵ)的影响

地球化学 2024年第1期53卷 153-162页

作者：吕瑛陈情泽朱润良朱建喜何宏平中国科学院广州地球化学研究所矿物学与成矿学重点实验室/广东省矿物物理与材料研究开发重点实验室广东广州510640 中国科学院深地科学卓越创新中心广东广州510640 中国科学院大学北京100049

Cr在环境中释放易导致重金属污染,其所造成的环境危害与Cr存在形态紧密相关。Cr(Ⅵ)多以Cr_(O)_(4)^(2–)或Cr_(2)O_(7)^(2−)形式存在,在水体中具有较高溶解度和迁移性,且具有较大的毒性。水铁矿具有大比表面积和高反应活性,是环境中Cr(... 详细信息

Cr在环境中释放易导致重金属污染,其所造成的环境危害与Cr存在形态紧密相关。Cr(Ⅵ)多以Cr_(O)_(4)^(2–)或Cr_(2)O_(7)^(2−)形式存在,在水体中具有较高溶解度和迁移性,且具有较大的毒性。水铁矿具有大比表面积和高反应活性,是环境中Cr(Ⅵ)的重要吸附剂;同时,水铁矿也是一种天然半导体矿物,在光照诱导作用下可产生光电子并转移电子。然而,水铁矿表面的光化学反应对Cr(Ⅵ)地球化学行为的影响尚不清楚。因此,本研究探讨了光照对水铁矿去除Cr(Ⅵ)的影响。结果表明:在黑暗条件下,水铁矿通过吸附作用去除了57%的Cr(Ⅵ);在光照有氧条件下,水铁矿对Cr(Ⅵ)的去除率上升到67%;在厌氧条件下,光照效应的增强作用更加明显,水溶液中Cr(Ⅵ)几乎完全被去除。结合傅里叶变换衰减全反射红外光谱(ATR-FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)分析发现,水铁矿能够快速吸附Cr(Ⅵ),其中有62%的Cr在水铁矿表面被还原,占总去除率的41.5%。因此,光照能够通过还原作用增强水铁矿对Cr(Ⅵ)的去除,从而降低Cr(Ⅵ)的迁移性和环境毒性。本研究为深入认识地表环境中铁(氢)氧化物对氧化还原敏感元素地球化学行为的制约机理提供了新信息。

关键词：光照水铁矿六价铬吸附氧化还原反应