地表基质调查分层及分层测试指标体系设计与构建

地表基质是地球表层物质与能量循环的主要载体,地表基质调查是一项创新性工作,明确地表基质调查分层及分层测试指标是开展地表基质调查的基础。本文基于地表基质调查的内涵和目标定位,深入分析了多目标区域地球化学调查、全国第三次土壤普查和全国农用地土壤污染详查等调查深度和测试指标;利用近三年自然资源综合调查指挥中心在吉林省梨树县、辽宁省丹东市、黑龙江省哈尔滨市三个地表基质调查试点项目实测数据,运用变动系数法分析了不同地区地表基质层的地球化学元素垂向变化特征,结合表生地质作用(风化为主)最大深度、地表植被根系最大深度、浅层地下水位波动下限、基岩顶面深度等因素,将地表基质在垂向上大致分为三层:表层(0~2m)、中层(2~10m)和深层(10~20m),基岩埋深浅于20m则以揭露到基岩为准;表层(0~2m),称为生产层,包括支撑农业生产的耕作层,主要服务国家粮食安全,以收集资料为主;中层(2~10m),称为生态层,主要支撑植被生长和群落演替,服务国土空间开发保护与格局优化,是地表基质调查的重点;深层(10~20m),称为沉积层,主要研究地表基质从基岩—深层—中层—表层演替规律和特征,以部署少量工程控制为宜。基于地表基质分层调查意义,结合元素在垂向上的变化规律,提出4+N型地表基质分层测试指标体系,即4类必测指标和针对特殊工作需要的N类选测指标,以期加快推进地表基质调查标准化、规范化。

松辽平原典型黑土区不同土壤结构的古气候背景与黑土成因机制

黑土成因机制研究是理解黑土形成演化过程的基础,更是加强黑土地保护和可持续利用的关键。以松辽平原典型黑土区吉林梨树县LZK-4钻孔为研究对象,基于粘土矿物学、元素地球化学、^(14)C、光释光测年等手段,重建了梨树县晚更新世中期以来的古气候演化序列,揭示不同土壤类型的古气候背景,解析了典型黑土的气候成因机制。结果表明:①研究区典型黑土形成于晚全新世,底界年龄为2452 cal.a BP;②LZK-4钻孔揭示了黑土层—灰白色粘土层—褐黄色粘土层的垂向结构,气候总体变化趋势由温湿向干冷转化;③研究区典型黑土主要形成于晚全新世寒冷干旱的气候条件。本研究有助于理解松辽平原梨树地区典型黑土的形成演化过程,为黑土资源的开发、利用和保护提供科学依据。

辽阳-丹东地区土壤重金属分布特征与源解析

辽阳—丹东地区是辽宁省重要粮食与经济作物生产区,以往土壤重金属研究主要集中在200cm以浅,掌握土壤0~500cm重金属分布特征及来源,对监测黑土地质量及研究土壤重金属迁移转化意义重大。本文采集了1381件土壤表层(0~20cm)、160件土壤中层(150~250cm)和75件土壤深层(250~500cm)样品,对其中8种重金属元素和Sc等元素含量进行了测定,探讨研究区土壤重金属在不同层分布规律并解析来源。调查结果显示:土壤表层、中层和深层As、Cd、Cr、Hg、Co、Pb、Sc、Zn和Cu平均含量均未超过污染风险筛选值;通过多元统计,Cd和Hg表层富集明显,Pb和Zn表现一定富集趋势,Cd、Hg和Pb在表层分布不均匀;通过空间分析方法和地累积指数,研究区土壤表层中Cd、Hg、Pb和Zn整体表现为轻微污染,中度污染点零星分布在人员集中和采矿活跃区域;土壤中层Pb元素轻微污染,深层元素均未污染;利用Pearson相关性分析、主成分分析(PCA)和人为贡献率(ACR)揭示Pb、As、Co、Cu、Cr、Sc和Zn主要受自然背景的影响,Pb和Zn局部轻微受人为因素的影响,Cd和Hg则受人为活动的影响显著。研究区需要加强对Hg、Cd、Pb和Zn元素在不同地块富集趋势的监测,中层深度需要关注Pb的富集,同时开展区内不同流域土壤的Cd和Hg在不同层位的迁移转化研究。

黑龙江省齐齐哈尔五县碳存储量空间变化规律及固碳潜力研究

黑龙江省齐齐哈尔地区的拜泉、依安、富裕、克山和克东五县市是中国著名的黑土之乡,也是中国最重要的粮食产区。近年来,该区域有关有机碳和全碳密度及储量的研究较少。依托松嫩平原齐齐哈尔地区黑土地地表基质调查的土壤有机碳及全碳测试结果对研究区平原地区地表20 cm以浅的有机碳和全碳储量、密度、空间分布及固碳潜力进行研究,并使用主成分分析法对影响有机碳储量变化的因素进行分析。通过研究得出,黑龙江省齐齐哈尔市五县全碳储量为82.17 Mt,有机碳储量为67.93 Mt,属较高水平。地统计分析结果指示,地区内有机碳储量具有一定空间自相关性,其主控因素主要为嫩江的水蚀作用,其次为土壤类型和土地利用类型的变化。研究区表现出了较强的碳汇效应,表层土壤有机碳的固碳潜力为20.10 Mt,属于较高水平。研究结果表明,稳定良好的土壤环境有利于碳的富集和汇聚,N、S、Se、P等元素的富集对固碳具有极高价值,K_(2)O、Na_(2)O等无机盐的增加和土壤沙化等生态脆弱现象对碳储和碳汇影响较大。

松嫩平原齐齐哈尔地区拜泉县地表基质特征及其古环境恢复

地表基质是自然资源管理的全新概念,是支撑孕育各类自然资源的基础物质。加强地表基质沉积环境分析和古环境恢复对研究其形成机制具有重要意义。通过对松嫩平原拜泉地区50 m以浅地表基质沉积特征和沉积环境剖析,并结合全芯粘土矿物、碳酸盐、磁化率、碳元素数据分析,认为研究区垂向上分布了16层土质基质,由深至浅呈现湖相沉积→陆域风成相→草甸相过渡沉积演化特点,深层湖相沉积具有滨湖相沉积、堤岸相沉积、滨湖相多旋回沉积特点;其中深层滨湖相和堤岸相沉积物形成于寒冷极干燥环境,中深层湖相沉积物形成于温暖湿润环境,浅表层草甸相和风成相沉积物形成于较干冷环境。综合前人资料和^(14)C、光释光、ESR测年结果,将研究区沉积演化阶段划分为早更新世晚期—中更新世早期干冷沉积阶段、中更新世中晚期温暖的湖相沉积阶段、晚更新世—早全新世风成黄土沉积阶段、中晚全新世以来黑土沉积阶段。

地表基质分类标准与编图方法探索--以内蒙古雅鲁河流域为例

地表基质是基于地球系统科学理论,为服务支撑自然资源综合管理而提出的概念。从地表基质的概念出发,从物质属性、空间特征、生态功能3个方面剖析地表基质的本质属性,并详细阐释其内涵特征。通过分析该领域内的研究热点并结合实践经验,总结了现行分类方案中存在的主要问题。通过对相关问题的分析,在遵循“科学性、从先性、统一性、通俗性”原则的基础上,制定了新的地表基质三级分类方案,新方案共划分5个一级类、19个二级类和若干个三级类。基于该方案,选取内蒙古东部的雅鲁河流域为研究区,提出了“建立同一深度范围内固定深度的地表基质垂向构型”的编图思路,利用野外测量与室内测试数据编制了雅鲁河流域地表基质图。研究可有效促进地表基质调查与应用服务的紧密融合,对建立地表基质调查技术方法体系具有参考价值。

南阿尔金尤努斯萨依地区高压变质岩特征及其变质作用

尤努斯萨依地区位于南阿尔金造山带地处秦-祁-昆造山带西段,通过在本区开展区域地质调查工作,发现出露一套高压花岗质片麻岩。对该高压变质岩的地质特征、岩相学和年代学特征进行了分析,讨论了其变质期次和温压条件,认为该套变质岩显示出榴辉岩、退变质榴辉岩的特征,其原岩形成于800~900 Ma,并在经历了498 Ma的榴辉岩相变质之后,又在453 Ma及其后经历了麻粒岩相和角闪岩相的退变质作用。

甘肃寨上金矿成矿规律及找矿方法研究

寨上金矿位于秦岭东西向构造带,西秦岭岷礼成矿带西部,具有优越的成矿地质条件,找矿潜力巨大。随着找矿方向和思路逐渐从地表向地下、从简单易识别向隐伏矿转变,找矿难度越来越大,以往单一靠工程施工的传统找矿方法效果不明显。提出了“基础地质先行、综合方法选区、物化探定位、钻探工程验证”的找矿工作思路,进一步完善了寨上类卡林型金矿的成矿理论,对组合找矿方法进行了探索,并建立了该矿床地质、物化探等综合找矿标志,对区域金矿成矿潜力进行了分析,为进一步勘查工作部署提供了依据。

服务生态文明的生态地质调查工作方法浅析——以地表基质调查为例

服务生态文明是新时期赋予地质调查工作的新使命,广义上相关调查工作都可称之为生态地质调查。由于处于初期摸索阶段,缺少成熟的技术规范支撑,生态地质相关调查工作内容不是十分清晰。因此,梳理相关概念的内涵、厘清工作思路、明确调查内容对于实现任务目标具有重要的意义。笔者以表生地质过程对地表生态发育的制约作用为线索,从地球系统科学的角度探讨生态地质调查的任务与目标,并提出生态地质学属于“地质+”范畴。基于陆地生态系统不同地质−地貌单元的表生地质过程,以地表基质调查为例,从剥蚀区到沉积区将陆地生态系统划分为浅山−丘陵区、河流−湖泊−湿地区、平原−盆地区。根据不同调查单元的表生地质特征,分别阐述相关调查内容、调查手段及布署原则。在此基础上,探讨地表基质调查的成果表达方式与应用,以期为其他相关生态地质调查工作提供借鉴和参考。

大兴安岭乌奴耳地区构造混杂岩的组成及地质意义

乌奴耳构造混杂岩由不同性质的岩块和基质组成,属泥沙质构造混杂岩.岩块可分为内部岩块和外部岩块两种类型.岩块大小不一,成分和形态各异,在混杂岩中分布无序.基质为片理化泥质岩或千枚状板岩,剪切变形强烈,面理产状紊乱,绕岩块分布.综合研究表明,乌奴耳构造混杂岩明显区别于沉积成因的滑塌堆积,是典型的泥沙质构造混杂岩,是新林-喜桂图缝合带的重要组成部分.

山区平原过渡区土质地表基质空间异质性特征分析——以河北省易县东部地区为例

当前地表基质调查工作刚刚起步,多个环节处于探索阶段,其中查清土质地表基质类型及其分布是地表基质调查工作中的一项基本任务。通过对河北省易县东部的山区平原过渡地区开展土质地表基质调查,从分析土质地表基质质地组分(砂粒、黏粒)的空间异质性入手,运用经典统计学和地统计学方法,确定砂粒和黏粒的含量为中等程度的变异,拟合的最优半变异函数模型均为球面模型,在相应变程(7 km)内具有中等程度的空间自相关性,进而确定了研究区最合理的采样网度为6.5 km^( 2)/点。分别对砂粒和黏粒组分进行克里金插值,得到研究区土质地表基质的分布格局,总结出土质地表基质的空间异质性特征及规律为:受高程、坡度、距河流距离等地形因素的影响,偏砂质的土质地表基质出现在高程低、坡度缓、距离河流近的区域;偏黏质的土质地表基质出现在高程大、坡度陡、远离河流的山区。该研究为土质地表基质调查的工作部署和成果表达提供了基础资料。

低山丘陵区黑土地地表基质调查研究思路——以扎兰屯地区为例

文章在梳理我国地表基质调查取得的成果基础上,提出黑土地地表基质调查的目标是查清地表基质类型、分布范围、空间结构、理化性质,分析不同类型地表基质发生发展、转化机理和演替规律,揭示地表基质层与地表覆盖层的支撑特征和耦合关系,评价地表基质支撑其他自然资源的孕育能力和潜力。对于在内蒙古自治区扎兰屯地区这样的低山丘陵区开展地表基质调查工作,在分析地区地表基质发育背景和赋存条件的基础上,应以中、小型地貌单元分区为基础,结合地质单元与地表基质类型,按照分区调查、问题导向的原则,开展基于地表基质的自然资源景观格局与沉积演化研究,探索表生地质作用对地表基质的控制作用。在查清地表基质现状与演化规律的基础上,进行地表基质的适宜性评价与综合区划,形成低山丘陵区地表基质调查评价技术方法。

西秦岭临潭地区泥盆纪—三叠纪沉积环境恢复与盆地构造演化

根据西秦岭临潭地区泥盆纪—三叠纪沉积盆内细碎屑岩的主量、微量、稀土元素特征追溯源区背景,反演母岩性质,建立了该区沉积盆地与构造演化模式.认为沉积盆地的物源总体来自盆地的北部,北部经历了晚泥盆世的陆相—湖相沉积,石炭纪的滨岸海滩相-温暖潮湿的近岸海湾(潟湖或潮坪)相-浅海陆棚相沉积,到二叠纪的浅海陆棚-浅海陆棚内的堡礁或堤礁建造;沉积盆地南部为稳定的碳酸盐台地相.三叠纪,盆地经历了大陆斜坡浊流沉积—大陆斜坡(半深海)浊流沉积—滨浅海沉积环境复杂的环境变化.沉积盆地形成演化整体划分为3个阶段:被动大陆边缘台盆台地稳定发育阶段;弧后盆地形成演化阶段;弧后前陆盆地叠合阶段.

青海曲旁浪斜地区水系沉积物地球化学特征及找矿远景

曲旁浪斜地区位于巴颜喀拉地块的北东缘,断裂构造发育.区域内已发现多个金(锑)矿床和矿化点,成矿地质条件优越.通过开展1∶5万水系沉积物测量,认为Sb、Au元素具有较大的成矿潜力.依据元素组合特征和成矿地质条件,圈定出综合异常21处,划分出4处远景区,并发现一处金、锑矿化点.

地表基质分类及调查初步研究

地表基质分类研究是开展地表基质调查的基础,而厘清地表基质的科学内涵、时空展布特征、支撑服务目标及调查精度等是开展调查的前提条件。文章充分借鉴区域地质、水文地质、工程地质、第四纪地质、环境地质等学科分类和图件表达方式,综合岩石、砾石、沙、土壤等的物质组成、成因类型、地貌形态和粒度质地等,初步将地表基质的类型划分为四个层级,并提出了地表基质层的物质组成、成因属性和研究深度范围,指出了未来开展地表基质调查和编图的主要方向,结果为地表基质统一分类体系构建和全国范围开展的地表基质调查提供了参考依据。

南阿尔金造山带西段高压—超高压变质岩特征及构造意义

江尕勒萨依地区位于东昆仑西段—南阿尔金造山带,地处秦—祁—昆造山带西段,本次在该区部署实施了1∶5万基础地质调查工作,对该区高压—超高压变质岩的主要类型、地质特征、岩石学和年代学特征进行了分析,详细讨论了其变质期次和温压条件,并对其折返机制及构造意义进行了研究,将南阿尔金早古生代俯冲碰撞杂岩带的构造演化过程划分了五个阶段:洋盆扩张阶段(622~517 Ma),洋壳俯冲阶段(517~500 Ma),陆壳深俯冲阶段(500~487 Ma),俯冲板片断离及折返阶段(460~451 Ma)及碰撞后伸展阶段(425~385 Ma)。从而重建了东昆仑西段—南阿尔金地区早古生代以来的地质构造演化历史,对于探讨该区壳-幔相互作用、洋-陆转换及大陆地壳演化等地球动力学过程等具有十分重要的科学意义。

河南省栾川县石窑沟钼矿床地质特征和流体包裹体研究

为探讨石窑沟钼矿床的矿床成因,本文开展了系统的地质及成矿流体特征研究。根据矿脉穿切关系,将热液成矿过程分为早、中、晚3个阶段,其矿物组合分别为石英-钾长石-黄铁矿-辉钼矿、石英-多金属硫化物和石英-方解石±黄铁矿。研究发现,成矿早、中阶段产出的石英中有水溶液包裹体、纯CO2包裹体、H2O-CO2类包裹体和含子晶多相包裹体,而成矿晚阶段产出的石英中仅有水溶液包裹体;对不同阶段包裹体的显微测温和激光拉曼测试结果显示,成矿早阶段成矿流体以高温、高盐度、高氧化性、富CO2为特征;中阶段流体发生沸腾,导致CO2逃逸,还原性增强,成矿物质沉淀;晚阶段流体以低温、低盐度、贫CO2为特征。流体沸腾可能是引起辉钼矿沉淀的重要原因。

寨上金矿区褶皱构造对矿体的控制及找矿方向

为进一步了解寨上矿区构造体系对矿体的控制,通过对前人研究成果的总结,及褶皱构造对矿体控制作用的分析,对该区的找矿方向进行预测,指出矿区最北侧的19号脉具有较大找矿潜力,南矿带的脉体浅部有一定工作价值。

杭州湾南岸平原海蚀地貌的发现及意义

杭州湾南岸是我国近代海岸线变化最大的海岸带之一。前人曾利用史料、遥感、土地利用等手段对这一带岸线的变化进行过大量的研究。最近,笔者等在慈溪市滨海平原中距海岸线2~3 km的二座孤山—伏龙山和海王山发现了海蚀崖、海蚀沟、海蚀穴等海蚀地貌,从而提供了对历史海岸线位置有明确指示意义的地质地貌证据。分析认为此乃20世纪60年代的海岸线位置所在。此发现不仅对杭州湾地区的岸线变化、人类活动对滩涂改造等研究具有重要的价值,同时,这也是杭州湾地区难得的历史海岸线地质遗迹,对开展科普宣传、研学旅行、地学旅游等具有重要意义。

熊耳山地区红庄金矿床地质特征及成因

红庄金矿是黄金部队在熊耳山地区开展金矿勘查发现的一个大型金矿床。矿床产于近EW向马超营断裂带与NE向红庄-青岗坪断裂交汇部位，中元古代熊耳群中酸性火山岩地层中。稳定同位素资料显示红庄金矿成矿元素和成矿热液具多源性，主要为幔源或下地壳源，部分来自于熊耳群火山岩。红庄金矿金矿化分2个阶段：第一阶段为石英-黄铁矿阶段，矿化形成深度约1．7～2．71km，流体主要来源于岩浆水，均一温度为302℃，盐度w（NaCl eq）为4．6％～5．7％；第二阶段为石英-多金属硫化物阶段，矿化形成深度约0．9～1．16km，有部分大气降水混合，均一温度为112～150℃，盐度叫（NaCk）为1．7％～2．0％。矿床受控于近EW向马超营断裂，形成于华北东部南北主应力场向东西主应力场构造体制大转折晚期，岩石圈大规模减薄作用开始之初，成矿时代为燕山中晚期，属与燕山期花岗岩浆活动有关的中-低温热液构造蚀变岩型金矿床。对红庄金矿床的地质特征、控矿因素、矿床成因的综合研究及地质勘查工作成果表明，近EW向断裂不仅控制了区域构造格局，同时也可作为储矿构造；本区区域构造-岩浆-流体活动强烈，成矿物质来源丰富，成矿空间范围广，成矿地质条件优越，深部及外围仍有巨大的找矿潜力。红庄金矿的发现对指导本区外围金及多金属勘查工作具有一定地质意义。