黄土坡面细沟侵蚀过程的REE示踪

利用ＲＥＥ示踪技术探讨了坡面细沟侵蚀的发育过程。试验结果表明：在细沟发育过程中，各坡段细沟侵蚀量呈动态变化趋势；细沟发育过程可以分为起始、发展、稳定３个阶段，在不同阶段，侵蚀方式、发育特征迥异。总的看来，在坡顶部、上部、中部、下部４个坡段上，细沟发育过程中，坡面下部的侵蚀量较大。但随着放水流量的增加，坡面上部侵蚀量的比重增加。由于溯源侵蚀，最下部坡段的相对侵蚀量从９２％减少到 ３７％，呈显著下降趋势，其它 ３个坡段则分别从４．７％、０．２５％、２．１４％增加到 ２９％、１７％和 ２３％。试验结果还表明，ＲＥＥ示踪法不仅可定量测定不同坡位的侵蚀量，还可以揭示冲刷过程中各坡位相对侵蚀量的变化趋势。

坡面侵蚀形态转变过程的REE示踪法研究

利用REE元素示踪法,采取沿坡面垂直分层布设的新的试验布设方法,通过室内模拟降雨试验,研究了次降雨条件下坡面侵蚀形态的转变过程和细沟的发育发展过程。研究结果表明,降雨初期坡面以面蚀为主,细沟出现后,坡面侵蚀将加快加剧;随着降雨时间的延续,累积面蚀量和细沟累积侵蚀量都将逐渐增加,后者的增加速率大于前者,面蚀所占总侵蚀量的百分比随降雨时间呈曲线形式逐渐递减,细沟侵蚀则逐渐增加;试验结束时细沟侵蚀量分别为面蚀量的4～5倍。本研究为定量区分片蚀和细沟侵蚀量以及坡面侵蚀过程中片蚀向细沟侵的转变以细胞侵蚀发生、发育提供了新的思路和解决途径。

利用REE示踪法研究坡面侵蚀过程

次降雨条件下坡面侵蚀形态的演变过程和细沟的发生发展过程是土壤侵蚀规律研究中的重点和难点。利用REE示踪法,采取沿坡面垂直分层布设的新的试验方法,通过室内模拟降雨试验,对坡面侵蚀演变过程进行了探索性研究。结果表明:降雨初期坡面侵蚀以面蚀为主,细沟出现后,坡面侵蚀加剧;随着降雨时间的延续,累积面蚀量和细沟侵蚀量逐渐增加,但后者的增加速率大于前者,面蚀占总侵蚀量的比率随降雨时间呈曲线形式逐渐递减,细沟侵蚀则逐渐增加;试验结束时细沟侵蚀量为面蚀量的2～4倍。本研究为定量区分和研究坡面侵蚀过程中面蚀和细沟侵蚀量,面蚀向细沟侵蚀的转变以及细沟侵蚀发生、发育提供了新的思路和解决途径。

确定侵蚀细沟土壤临界抗剪应力的REE示踪方法

近年来兴起的REE示踪方法 ,可以研究土壤侵蚀的发生和发展的过程 ,及其沿坡面变化的规律。本研究采用Dy、La、Sm、Yb、Ce、Eu、Nd、Tb等 8个REE、3个雨强 (50mmh- 1,10 0mmh- 1和 150mmh- 1)和4个坡度 (8.74% ,17.63 % ,3 6.4%和 46.63 % )进行了一系列人工模拟降雨试验 ,展示了土壤侵蚀沿坡面变化与坡面细沟发展的关系 ,分析了土壤表面水流动力特征与土壤侵蚀之间的动态平衡。由土壤侵蚀沿坡面的变化 ,确定了土壤细沟侵蚀发生的临界距离 ,并由此得到侵蚀细沟土壤临界剪应力。

利用REE示踪技术研究次降雨坡面侵蚀

在室内设立坡面小区,分区布设不同的稀土氧化物,通过人工模拟降雨,定量研究次降雨条件下坡面侵蚀的演变过程,讨论了REE示踪技术对研究坡面侵蚀的可行性。结果表明,REE示踪技术对定量研究土壤侵蚀具有较高的精确度,其对侵蚀量的监测误差<13.5%;降雨前期,片蚀与细沟侵蚀发育程度基本相当,其侵蚀平均加速度、平均侵蚀率之比分别为1∶1.4和1∶2.4;后期细沟侵蚀占据坡面侵蚀的主导地位,其侵蚀平均加速度和平均侵蚀率分别是片蚀的15倍和9倍;试验结束,细沟侵蚀占据坡面总侵蚀的90%;坡面下1/3区域为侵蚀活跃带。

黄土坡面侵蚀产沙时空演变的REE示踪技术研究

室内交叉布设不同的稀土氧化物,通过人工模拟次降雨,在同一试验条件下,对坡面侵蚀沿顺坡方向和深度方向的演变过程同时展开研究。结果表明:REE示踪技术对定量研究土壤侵蚀具有较高的精度;降雨前期,片蚀与细沟侵蚀发育程度基本相当;后期细沟侵蚀占据坡面侵蚀的主导地位,其侵蚀平均加速度和平均侵蚀率分别是片蚀的15倍、9倍;试验结束,细沟侵蚀占据坡面总侵蚀的90%;本试验条件下,坡面下1/3区域为侵蚀活跃带。

REE示踪研究坡面侵蚀时空演变过程

在室内人工模拟降雨条件下,通过沿坡面垂直分段和分层结合布设不同的稀土元素,研究坡面侵蚀的时空演变规律。结果表明:次降雨条件下在产流开始20min内,坡面片蚀和细沟侵蚀的平均侵蚀加速度、平均侵蚀率和累积侵蚀量之比分别为1∶1,1∶1.5和1∶1.3,坡面下1/3区域的平均侵蚀加速度、平均侵蚀率和累积侵蚀量分别是坡面中部的5,12,13倍;后期细沟平均侵蚀加速度、平均侵蚀率和累积侵蚀量分别为片蚀的43,7,5倍。连续小雨强降雨条件下,产流35min内,细沟侵蚀平均加速度是片蚀的7～10倍,35min后,坡面处于稳定状态;降雨产流10min内,坡面下1/3区域平均侵蚀加速度是坡面中部的5倍,沟头激活后,坡面中部的平均侵蚀加速度达到坡面下1/3区域的4倍;坡顶部存在一个相对稳定区。说明REE示踪技术能够同时量化随时间和空间变化的坡面侵蚀过程。

REE示踪坡面侵蚀过程研究

在观测年度气候条件下,坡面产流初始阶段片蚀是坡面侵蚀的主要方式,试验期间的三次降雨片蚀分别占坡面总侵蚀量的71%、48%、49%,表明坡面侵蚀处于片蚀-细沟侵蚀演变的初期阶段;同时随着降雨的进行,细沟侵蚀量在不断增大,表明坡面由片蚀为主逐渐过渡到片蚀向细沟侵蚀转变的阶段。对次降雨条件下坡面不同部位的侵蚀泥沙来源研究表明：无论片蚀绝对量如何变化,坡面表层上段的相对侵蚀量始终不大于10%,表明坡面片蚀的来源主要集中在坡面下部;降雨结束后对不同坡段的细沟相对侵蚀量比较分析后发现,不同坡段的相对侵蚀量结果分别为：距坡脚0-1米坡段16%;2-4米坡段6%;5-9米坡段3%,三段的侵蚀量之比约为5∶2∶1,表明细沟侵蚀的主要来源集中在距坡脚4米段内。

REE示踪法研究土壤侵蚀的室内模拟试验

通过运用REE示踪法对土壤侵蚀垂直分布的模拟试验研究，讨论了REE示踪法的基本原理，REE的选择与施放方法，模拟试验布设技术及示踪法的应用前景。室内试验表明：REE示踪法不仅可定量测定不同地形部位的相对侵蚀量，而且可揭示降雨过程中各地形部位相对侵蚀量的变化趋势．为野外试验的顺利实施提供了可靠的科学依据。

利用REE示踪法分析坡面放水冲刷的侵蚀过程

为确定放水条件下坡面侵蚀规律,采用3个坡度(15°,18°,21°)和3个流量(3.5,4.5,5.5L·min-1)交叉组合进行室内冲刷试验,并利用REE示踪法系统分析细沟发生和发展过程。结果表明:坡面上部细沟侵蚀最为剧烈,到试验结束时,坡面上部、中部和下部的沟蚀深度分别在20cm、10cm和5cm的范围内;上部和中部各层稀土元素示踪区的侵蚀率在试验过程中的变化曲线呈现单峰型或多峰型。流量对各元素示踪区侵蚀率的影响比坡度更为显著,是影响细沟侵蚀量的主要因素。水流流量不变时,在试验初始3min内,坡度对坡面下部的侵蚀影响相对较大。

REE示踪坡面侵蚀的演变过程

通过人工模拟降雨,利用分段和分层结合布设不同的稀土氧化物(Rare-EarthOxide),研究次降雨条件下坡面侵蚀的演变过程。结果表明,随降雨的进行,坡面侵蚀一般存在一个由片蚀—近坡角纹沟发育—细沟发育—坡面侵蚀稳定(至基准面)的动态演化过程,各过程中相应侵蚀形态占据主导地位;沟头的出现是导致各侵蚀段侵蚀活跃的重要因素;连续小雨强降雨条件下,坡面以细沟发育为主,侵蚀过程较初次降雨要平稳得多。

坡面侵蚀分布特征动态变化过程的REE示踪法研究

本文利用REE示踪技术 ,初步探讨了野外全坡长小区在次降雨过程中 ,坡面侵蚀时空分布的动态变化过程。结果表明 :利用REE示踪法不仅可以准确地测定坡面不同地形部位的相对侵蚀量 ,还可通过对侵蚀过程样的分析 ,较为客观揭示降雨侵蚀过程中坡面各部位相对侵蚀量的时空变化趋势。坡面各部位相对侵蚀量随时间的变化可能存在三种模式 ,增长递减型、递增型和波动型。其最大侵蚀部位主要集中在坡面中段 ,并随降雨的持续 ,存在向坡面下部移动的趋势。

利用REE示踪法研究坡面侵蚀转变过程

利用REE元素示踪法,采取沿坡面垂直分层布设的新的试验布设方法,通过室内模拟降雨试验,研究了次降雨条件下坡面侵蚀形态的转变过程和细沟的发育发展过程。研究结果为:降雨初期坡面以面蚀为主,细沟出现后,坡面侵蚀将加快加剧;随着降雨时间的延续,累积面蚀量和细沟累积侵蚀量都将逐渐增加,后者的增加速率大于前者,面蚀所占总侵蚀量的百分比随降雨时间呈曲线形式逐渐递减,细沟侵蚀则逐渐增加;试验结束时细沟侵蚀量分别为面蚀量的5倍、4.3倍、2.8倍和3.7倍,面蚀量所占侵蚀总量的百分比递减到20%左右。该示踪方法,为定量区分面蚀和细沟侵蚀量,研究面蚀和细沟侵蚀的演化发育过程提供了思路和解决途径。

REE示踪坡面径流侵蚀演变过程试验研究

通过土槽放水冲刷试验并结合稀土元素（REE）示踪技术,采用沿坡面分层分段布设方式,基于坡面不同部位产沙贡献率的动态变化规律,探讨细沟侵蚀的演变过程。结果表明：在放水冲刷条件下,细沟侵蚀发生的部位集中在坡上段2m,先在距离缓流段末端0~50cm处的表层和中层发育,次之是距缓流段末端50~100cm的表层,之后是距缓流段末端0~100cm的底层,最后在距缓流段末端100~200cm的表层发育。细沟侵蚀在水平方向的发展速度大于在垂向的速度,水平方向的速度是垂向的6倍。

豫西南高庄金矿床Re-Os定年及S-Pb同位素和REE示踪

高庄金矿床是豫西南一处重要金矿,成矿时代、物质来源以及矿床成因类型尚不清楚。本文对高庄金矿石中载金矿物磁黄铁矿进行Re-Os测年,获得(137±2)Ma成矿年龄,表明金矿床为燕山晚期成矿。分别对载金矿物磁黄铁矿、容矿地层(二郎坪群火神庙组)和侵入岩体(堂坪岩体)进行了S、Pb和REE组成分析。矿石硫化物δ34SCDT值为-3.0‰^-1.5‰,平均值为-2.24‰,深源S特征明显,矿石S可能来源于容矿的二郎坪群火神庙组基性火山岩地层。矿石硫化物206Pb/204Pb、207Pb/204Pb、208Pb/204Pb的变化范围分别为17.106~17.505、15.469~15.602、37.835~38.194。堂坪岩体206Pb/204Pb、207Pb/204Pb、208Pb/204Pb的变化范围分别为18.244 3~19.238 2、15.594 8~15.693 5、38.504 2~39.616 3,二郎坪群火山岩206Pb/204Pb、207Pb/204Pb、208Pb/204Pb变化范围分别为18.176 8~18.669 2、15.607 1~15.801 9、38.375 9~39.080 9。矿石铅同位素组成与地层和岩体的岩石铅组成相近,表明岩体和地层都提供了成矿物质。矿石与二郎坪群火神庙组地层的REE球粒陨石标准化配分曲线都为平坦型。可见,豫西南高庄金矿形成于秦岭碰撞造山之后的燕山晚期陆内构造-岩浆热液过程,成矿物质主要来源于矿体周围火山岩地层。

REE示踪条带施放法研究坡面土壤侵蚀垂直分布规律

通过室内模拟和野外小区试验，采用中子活化分析手段，进行了运用ＲＥＥ 示踪条带施放法研究坡面土壤侵蚀垂直分布的可行性分析。结果表明：示踪元素条带施放法研究土壤侵蚀，可定量分析黄土坡面不同坡段的相对侵蚀量，具有满意的试验精度，并揭示了产沙强度随坡长存在３ 种变化模式。

黄土高原坡沟系统侵蚀产沙过程的REE示踪研究

利用室内概化的坡沟系统模型,结合REE示踪技术,采用放水冲刷试验,对黄土高原坡沟系统侵蚀产沙过程进行了深入研究。结果表明,坡沟系统的坡面侵蚀速率大于沟坡的侵蚀速率,即坡面侵蚀较沟坡侵蚀剧烈;在本研究设计的流量范围内存在一个临界流量Q=12 L/min,当冲刷流量小于该值时,起始侵蚀率随流量的增大而增大,当冲刷流量大于该值时,起始侵蚀率随冲刷流量的增大而减小;相同流量下,随着冲刷历时的延长,其侵蚀率呈波动变化趋势,陆续达到最大,然后又逐渐减小,而且随着流量的增大,La元素示踪带和Eu元素示踪带侵蚀率达到最大的时间越来越短。

利用REE示踪法研究小流域泥沙来源

通过室内模拟试验,将REE示踪法引入小流域泥沙来源研究。试验结果表明:小流域侵蚀产沙的主要源区随流域沟道的侵蚀发育在不断变化。在流域发育的初始阶段,沟道的下切侵蚀是1种主要的侵蚀方式。随小流域沟道的发育,呈现出沟道侵蚀强度逐渐减少,坡面侵蚀强度逐渐增大的总趋势;在次降雨中,也表现出坡沟侵蚀关系的类似变化过程。室内模拟试验结果表明REE示踪法可比较满意地说明小流域泥沙来塬情况,是1种研究小流域泥沙来源的有效方法;同时室内模拟试验还为REE示踪法在野外工作的开展提供了方法准备。

示踪REE的中子活化分析

介绍了中子活化分析法的基本原理，分析REE的方法步骤、含量计算及误美来源。结果表明：利用仪器中子活化分析（INAA）可精确测定沉积泥沙中REE的含量，对涉及的REE三次重复精密度偏差小于10％，其准确度完全能够满足REE示踪法研究土壤侵蚀的精度要求。