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绿脱石结构Fe(III)还原程度对氧化过程·OH形成及有机质矿化的影响

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农业环境科学学报 2024年

作者：肖艳琦符俊宏刘细祥廖文娟张娜崔浩杰衡水学院河北省湿地生态与保护重点实验室湖南农业大学资源学院中国地质大学(武汉)生物地质与环境地质国家重点实验室广西民族大学材料与环境学院广西高校环境友好材料及碳中和新技术重点实验室广西先进结构材料与碳中和重点实验室

土壤和沉积物有氧-无氧界面黏土矿物结构Fe(II)氧化产生的羟自由基(·OH)在有机物质转化过程中具有重要作用。土壤和沉积物黏土矿物结构Fe(III)的还原程度会随环境条件变化而不同，然而，关于含铁黏土矿物还原程度[Fe(II)/ Fe总]对氧化... 详细信息

土壤和沉积物有氧-无氧界面黏土矿物结构Fe(II)氧化产生的羟自由基(·OH)在有机物质转化过程中具有重要作用。土壤和沉积物黏土矿物结构Fe(III)的还原程度会随环境条件变化而不同，然而，关于含铁黏土矿物还原程度[Fe(II)/ Fe总]对氧化过程中·OH的形成及有机质矿化的影响尚不明确。本研究以富铁绿脱石为黏土矿代表，研究了不同还原程度绿脱石[Fe(II)/ Fe总：15%，22%，39%和56%]有氧氧化产生·OH的机制及该过程对溶解性有机质(DOM)转化的差异。结果表明，当不同还原程度绿脱石的悬浊液体系中结构Fe(II)浓度为2.2 mmol·L-1时，随着还原程度从15%增加到56%，其氧化120 min后·OH的累积浓度从15.1 μmol·L-1增加到27.1 μmol·L-1，单位O2转化为·OH的效率从3.4%提高到5.9%。傅里叶变换红外光谱(FTIR)、氮蓝四唑(NBT)猝灭实验和2，2’-联吡啶(BPY)钝化边缘反应位点的结果证明了还原程度为15%的绿脱石主要存在二八面体Fe(II)[Al- Fe(II)]，并在边缘位点活化O2产生·OH；而还原程度为56%的绿脱石除二八面体Fe(II)外，还存在高活性三八体[Fe(II)- Fe(II)- Fe(II)]，底面位点和边缘位点均可活化O2产生·OH，并且O2在底面位点还原形成·OH效率更高。氧化过程中·OH矿化溶解性有机质(DOM)形成CO2的含量随绿脱石的还原程度的升高而升高。因此，与低还原程度绿脱石(15%)相比，高还原程度的绿脱石(56%)存在高活性三八面体并能从底面位点形成·OH从而提高了·OH生成的效率并进一步促进了DOM的矿化。

关键词：绿脱石结构二价铁还原程度羟自由基(·OH) 天然DOM转化

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川西高原毛垭坝盆地全新世气候变化

地质科技通报 2024年第1期43卷 173-183页

作者：邹司雅季军良徐亚东朱宁中国地质大学(武汉)地理与信息工程学院武汉430074 中国地质大学(武汉)流域关键带演化湖北省重点实验室武汉430074 中国地质大学(武汉)地球科学学院武汉430074 中国地质调查局自然资源实物地质资料中心河北廊坊065201

在西风带、东亚季风和印度季风的共同影响下,青藏高原不同区域全新世气候变化过程存在显著差异,加强不同区域古气候变化研究对重建青藏高原全新世气候变化过程及理解其变化机制具有重要意义。以青藏高原东部川西高原理塘县毛垭坝盆地全... 详细信息

在西风带、东亚季风和印度季风的共同影响下,青藏高原不同区域全新世气候变化过程存在显著差异,加强不同区域古气候变化研究对重建青藏高原全新世气候变化过程及理解其变化机制具有重要意义。以青藏高原东部川西高原理塘县毛垭坝盆地全新世地层为研究对象,在14C测年的基础上,通过沉积环境和多个古气候代用指标的分析,重建了全新世气候变化过程。毛垭坝盆地早-中全新世冰水湖沉积物覆盖在末次冰期冰碛物之上,晚全新世为冲洪积物。全新世沉积物在筛除砾石(粒径>2 mm)后的粒度组成以中粉砂以下粒级(粒径80%,是冰川磨蚀作用的产物。磁化率在古土壤层明显增大,结合粒径过程与青藏高原东部全新世气候变化总的趋势相符。在晚全新世气候温干的趋势下,毛垭坝盆地在2 700 a BP古土壤发育,气候温湿。

关键词：青藏高原川西高原毛垭坝盆地全新世气候变化

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南海西南次海盆陆缘演化与幕式扩张的岩浆-构造-地层记录

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地球科学 2024年

作者：杨天一唐勇任建业巢鹏中国地质大学(武汉)海洋学院自然资源部第二海洋研究所自然资源部海底科学重点实验室上海交通大学海洋学院中国地质大学海洋地质资源湖北省重点实验室

本研究通过对横跨西南次海盆V型尖端地震剖面的解释与研究，识别出莫霍面(Moho)、基底和海底3个一级陆缘界面，划分出细颈化域、超伸展域、原洋域等构造单元; 进一步精细解释了共轭陆缘盆地充填层序和多期断裂系统，识别出破裂不整合界... 详细信息

本研究通过对横跨西南次海盆V型尖端地震剖面的解释与研究，识别出莫霍面(Moho)、基底和海底3个一级陆缘界面，划分出细颈化域、超伸展域、原洋域等构造单元; 进一步精细解释了共轭陆缘盆地充填层序和多期断裂系统，识别出破裂不整合界面Bi，将陆缘盆地同裂陷期层序(Tg-Bi)划分为S1-S5五个层序，建立了西南次海盆V型尖端区域共轭陆缘的构造-地层格架。构造-地层格架中S3/S4层序之间的界面CBi、S4/S5之间的界面POBi分别与陆壳破裂和原洋洋壳Ⅰ的破裂对应，记录了西南次海盆共轭陆缘岩石圈伸展破裂过程中发生的重要构造事件。结合断裂活动性和盆地原型的分析，本研究将西南次海盆共轭陆缘同裂陷期的演化划分为伸展、细颈化、超伸展和原洋洋壳四个阶段，建立了西南次海盆共轭陆缘演化模式。研究还建立了西南次海盆V型尖端共轭陆缘地壳的“鳄鱼嘴”结构，识别出总宽度达231km的两期原洋洋壳。结合外缘高地和同破裂层序(S4- S5)研究，提出两期原洋洋壳的发育与西南次海盆的两幕扩张过程相对应，由原洋洋壳构成了同期洋盆的洋陆转换带。本研究成果揭示了西南次海盆张开过程中岩石圈的伸展破裂机制与洋脊传播过程中幕式扩张作用对陆缘构造、地层和岩浆作用的影响，对于深入研究南海岩石圈的伸展破裂过程、洋陆转换带的成因以及南海被动陆缘形成的动力学机制具有重要意义。

关键词：南海西南次海盆陆缘演化模式幕式扩张原洋洋壳洋陆转换带岩浆-构造-地层记录

黄河水源涵养区土地利用变化的区域分异特征及未来格局

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水科学进展 2024年第2期35卷 325-337页

作者：梁康公丽宋小青张永勇刘昌明中国科学院地理科学与资源研究所中国科学院陆地水循环及地表过程重点实验室北京100101 中国地质大学(武汉)地理与信息工程学院湖北武汉430074

解析黄河水源涵养区历史和未来的土地利用/覆盖变化(LUCC)对于保护黄河流域水土资源和维系生态系统服务功能等具有重要意义。在研究区及其三大子区(Ⅰ黄河上游水源区、Ⅱ渭河南山区、Ⅲ伊洛河区),基于1990—2020年的土地覆盖产品数据,... 详细信息

解析黄河水源涵养区历史和未来的土地利用/覆盖变化(LUCC)对于保护黄河流域水土资源和维系生态系统服务功能等具有重要意义。在研究区及其三大子区(Ⅰ黄河上游水源区、Ⅱ渭河南山区、Ⅲ伊洛河区),基于1990—2020年的土地覆盖产品数据,采用转移矩阵、地理探测器、CA-Markov模型等方法,分析LUCC特征、探测驱动因素和预测未来期(2025年)空间格局。结果表明:自2000s以来,研究区及分区地类呈现退耕还林还草和建设用地快速增长的2条主线变化趋势,其中,全区LUCC主要受到粮食产量、高程和人口密度驱动,Ⅰ区、Ⅱ区和Ⅲ区LUCC的主导驱动因素分别是高程、人口密度和粮食产量。未来生态保护情景相对于自然发展情景,耕地和建设用地扩张将受到约束,能更好地保障生态用地面积以支撑水源涵养等生态服务功能。

关键词：水源涵养土地利用/覆盖变化地理探测器 CA-Markov模型黄河流域

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清代以来华北平原作物熟制演变重建与驱动力分析

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地理学报 2024年第3期79卷 765-778页

作者：李士成刘亚婷李建蕊张学珍中国地质大学(武汉)公共管理学院武汉430074 中国科学院地理科学与资源研究所中国科学院陆地表层格局与过程重点实验室北京100101 中国科学院大学资源与环境学院北京100049

历史土地集约利用重建是深入探究气候变化机制和影响的基础。本文从地方志和期刊论文中提取了清代以来华北平原不同地区(点)、不同时段的作物熟制及种植组合信息,据此重建了清代、中华民国(1912—1949年)、20世纪50年代、20世纪60年代... 详细信息

历史土地集约利用重建是深入探究气候变化机制和影响的基础。本文从地方志和期刊论文中提取了清代以来华北平原不同地区(点)、不同时段的作物熟制及种植组合信息,据此重建了清代、中华民国(1912—1949年)、20世纪50年代、20世纪60年代、20世纪70年代、20世纪80年代以来6个时段华北平原作物熟制及主要种植组合的时空演变,并探讨了其驱动力。结果表明:(1)清代至20世纪50年代华北平原作物熟制较稳定,以一年一熟和两年三熟为主,一年一熟主要集中在平原北部,两年三熟则多分布在河南和山东省。在灌溉和农业技术的驱动下,20世纪60—70年代华北平原大部分地区作物熟制演进为一年两熟、一年两熟与两年三熟混合,20世纪80年代以来则以一年两熟为主。(2)清代至20世纪50年代华北平原作物种植组合较稳定,一年一熟主要为谷、高粱等作物春种秋收,两年三熟作物组合以春玉米、冬小麦、豆类为主。20世纪60年代以来,一年两熟制作物组成在山东、河南、河北为冬小麦—夏玉米,在淮北为冬小麦—水稻;两年三熟制作物组合中夏作物由豆类发展成玉米/谷类。(3)清代以来,华北平原始终具备发展两年三熟、一年两熟的热量条件。热量变化并不是驱动华北平原清代以来熟制演变的主导因素,1949年中华人民共和国成立以来农业生产条件的改善和生产关系的变革推动了多熟制的快速发展。

关键词：华北平原过去300 a 作物熟制种植组合时空变化

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普通铅对LA-ICP-MS磷灰石U-Pb定年结果的影响及校正方法

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岩矿测试 2024年

作者：罗涛王瀚林朱松柏卿丽媛胡兆初中国地质大学(武汉)地质过程与矿产资源国家重点实验室中国石油塔里木油田公司克拉采油气管理区

磷灰石是火成岩、变质岩和沉积岩中广泛分布的含U矿物，开展磷灰石U-Pb年代学研究对揭示岩浆演化过程、示踪溯源等方面具有重要意义。激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)分析是开展磷灰石U-Pb年龄微区分析的重要手段之一。当前，... 详细信息

磷灰石是火成岩、变质岩和沉积岩中广泛分布的含U矿物，开展磷灰石U-Pb年代学研究对揭示岩浆演化过程、示踪溯源等方面具有重要意义。激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)分析是开展磷灰石U-Pb年龄微区分析的重要手段之一。当前，基体匹配磷灰石U-Pb定年矿物标样缺乏和标样中不可避免的普通铅是制约LA-ICP-MS高精度磷灰石U-Pb年龄分析的主要瓶颈。本文对比研究了标样中普通铅对LAICP-MS磷灰石U-Pb定年结果的影响，采用含普通铅的磷灰石MAD作外标直接开展U-Pb年龄校正，获得的被测样品年龄会产生显著的系统偏差(6%)；采用207Pb法或Tera-Wasserburg图解法先校正标样中普通铅，再利用校正后的数据进行元素分馏和仪器漂移校正则可获得准确的磷灰石U-Pb年龄，与推荐值偏差在2%以内。另一方面，为消除标样中普通铅对分析结果的影响，本文还采用水蒸气辅助激光剥蚀方法，实现以NIST612玻璃作为外标准确分析磷灰石U-Pb年龄，解决了磷灰石U-Pb定年微区分析高质量标样缺乏的难题。本研究通过对标样中普通铅进行预校正或采用非基体匹配分析，建立了高精度LA-ICP-MS磷灰石U-Pb定年新方法，将促进磷灰石U-Pb年代学在地球科学研究中的应用。

关键词：激光剥蚀电感耦合等离子体质谱法磷灰石 U-Pb定年普通铅校正非基体匹配分析

琼东南盆地松南—宝岛凹陷北部断阶带演化过程及对成藏的控制作用

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天然气地球科学 2024年第2期35卷 300-312页

作者：龚宇佟殿君焦垚祺高铭恒周晨许延成刘辉方璇中海石油(中国)有限公司海南分公司研究院海南海口570100 中国地质大学海洋地质资源湖北省重点实验室湖北武汉430074

松南—宝岛凹陷是琼东南盆地继陵水凹陷之后所发现的又一个具有巨大油气勘探潜力的重要深水勘探区,其北部断阶带构造背景复杂,新生代以来经历了多期应力场的变形和叠加演化,所形成的复杂的构造系统对深水区大中型油气田的形成具有重要... 详细信息

松南—宝岛凹陷是琼东南盆地继陵水凹陷之后所发现的又一个具有巨大油气勘探潜力的重要深水勘探区,其北部断阶带构造背景复杂,新生代以来经历了多期应力场的变形和叠加演化,所形成的复杂的构造系统对深水区大中型油气田的形成具有重要的控制作用。运用覆盖研究区的新采集和处理的高精度3D地震资料以及新的勘探成果资料,在精细地震剖面构造地层综合解释的基础上,结合断层活动性定量分析、沉降史反演以及构造演化史恢复等技术,系统地开展北部断阶带的几何学、运动学以及动力学研究。研究结果表明,北部断阶带为由F2断裂、F2-1断裂、F12断裂和F12-1断裂所构成的右阶斜列式同向叠覆式断阶带,经历了由始新世NE向的高角度正断层向渐新世的近EW向的低角度伸展拆离断层的演变过程,并控制了中央坳陷带大型拆离盆地的发育。断层相互叠接部位形成的大型转换带成为控制源—汇系统、始新统和崖城组主力烃源岩和陵三段扇三角洲和辫状河三角洲大型储集体的关键构造因素。

关键词：叠覆式断阶带构造演化转换带成藏控制作用松南—宝岛凹陷

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青藏高原中部班戈错富锂盐湖水位月际变化与驱动因素分析

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地球学报 2024年

作者：李胜群叶传永赵元艺中国地质大学(北京)地球科学与资源学院中国地质科学院矿产资源研究所自然资源部青藏高原盐湖野外观测研究站中国地质科学院矿产资源研究所自然资源部盐湖与环境重点实验室

锂在新能源领域的独特优势使其需求规模呈爆发式增长,世界各主要经济体将其列为关键矿产。西藏盐湖锂资源丰富,水位变化是锂资源动态评价的重要环节,班戈错是典型富锂盐湖,极具代表性。本文以2016—2023年班戈错现场实测水文及气象观测... 详细信息

锂在新能源领域的独特优势使其需求规模呈爆发式增长,世界各主要经济体将其列为关键矿产。西藏盐湖锂资源丰富,水位变化是锂资源动态评价的重要环节,班戈错是典型富锂盐湖,极具代表性。本文以2016—2023年班戈错现场实测水文及气象观测资料为基础,分析了水位月际变化特征及驱动因素。主要结论如下:(1)以2018年6月、2021年12月为界,2016年1月至2023年7月,班戈错水位月际变化剧烈,经历下降—上升—下降波动变化过程,且水位上升速度远大于水位下降速度。(2)蒸发量增大是班戈错两次水位波动下降的主要原因;而蒸发量降低和温度升高是驱动水位波动上升的动力。(3)温度及降水是控制湖泊年内变化的主导因子,且温度主要通过控制蒸发来实现影响。研究结果为青藏高原月际尺度气候变化的盐湖区域响应和班戈错将来开采过程中锂资源保障程度研究提供数据基础。

关键词：富锂盐湖水位月际变化驱动因素青藏高原

青藏高原中部班戈错富锂盐湖水位月际变化与驱动因素分析

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地球学报 2024年

作者：李胜群叶传永赵元艺中国地质大学(北京)地球科学与资源学院中国地质科学院矿产资源研究所自然资源部盐湖与环境重点实验室中国地质科学院矿产资源研究所自然资源部青藏高原盐湖野外观测研究站

锂在新能源领域的独特优势使其需求规模呈爆发式增长,世界各主要经济体将其列为关键矿产。西藏盐湖锂资源丰富,水位变化是锂资源动态评价的重要环节,班戈错是典型富锂盐湖,极具代表性。本文以2016—2023年班戈错现场实测水文及气象观测资料为基础,分析了水位月际变化特征及驱动因素。主要结论如下:(1)以2018年6月、2021年12月为界, 2016年1月至2023年7月,班戈错水位月际变化剧烈,经历下降—上升—下降波动变化过程,且水位上升速度远大于水位下降速度。(2)蒸发量增大是班戈错两次水位波动下降的主要原因;而蒸发量降低和温度升高是驱动水位波动上升的动力。(3)温度及降水是控制湖泊年内变化的主导因子,且温度主要通过控制蒸发来实现影响。研究结果为青藏高原月际尺度气候变化的盐湖区域响应和班戈错将来开采过程中锂资源保障程度研究提供数据基础。

关键词：富锂盐湖水位月际变化驱动因素青藏高原