地质类高校本科生自然地理学教学内容思考——以中国地质大学(武汉)为例

自然地理学是地理学重要的专业基础课程。在地质类高校中,需要根据学生修读的专业课程来调整自然地理学的教学内容,采用课堂讲授、研讨式学习和课程实习等多种教学方式,注重培养学生的系统观和地质演化观。

中国黄土磁性地层研究进展与展望

中国黄土是最重要的第四纪陆相气候记录之一,磁极性地层是建立第四纪黄土年代框架的主要方法之一。本文总结了中国黄土所记录的布容/松山(Brunhes/Matuyama)、加拉米诺(Jaramillo)、奥尔都维(Olduvai)和松山/高斯(Matuyama/Gauss)等几个作为主要定年依据的极性倒转界限的研究结果,并将黄土记录的这些界限位置与深海记录进行了对比。结果发现,不同黄土剖面所记录的各地磁极性倒转界限的位置并不一致,其差异可超过一个黄土-古土壤旋回,且不能用lock-in效应、气候和沉积速率差异、黄土地层划分差异来解释。这些地磁极性界限位置的差异指示极性界限附近的黄土可能经历了不同程度的重磁化。同时,这些差异也导致了不同研究者基于磁极性地层所建立的轨道尺度的黄土年代标尺与深海氧同位素记录的对比存在较大分歧。未来对黄土所记录的地磁场相对古强度(RPI)的研究可望为识别极性倒转界限的真实位置提供依据,并最终解决中国黄土与深海记录轨道尺度对比方案的分歧。

韧性剪切带中片麻岩和超高压榴辉岩变形特征及其与地震波速各向异性的关系:来自中国大陆科学钻探(CCSD)680～1200米岩心的证据

中国大陆科学钻探(CCSD)680-1200米区段发育了多个韧性剪切带,带中主要岩石类型包括片麻岩和超高压榴辉岩。片麻岩中的变形石英、面理化榴辉岩中的拉长石榴石和绿辉石的应变轴比都表现为X>Y>Z,Flinn系数分别为0.11-0.27、0.22-0.23和0.23-0.24。随着糜棱岩化作用的增强,变形石英的C轴组构由Z轴极密逐渐向Y轴极密和叶理面上的大圆环带转变。在常温常压下测试了样品的波速,计算出片麻岩Vp和Vs的各向异性分别为30.17％-60.97％和11.52％-35.79％,榴辉岩Vp和Vs的各向异性分别为0.17％-11.19％和2.41％-6.70％。影响各向异性的主要因素有岩石的结构构造、矿物的晶格优选方位(LPO)、形态优选方位(SPO)和定向微裂隙。随着糜棱岩化作用的增强,岩石的P波各向异性逐 渐升高。变形岩石中的黑云母、石英、绿辉石的LPO和SPO是地震波各向异性的主要控制因素。饱水后的片麻岩样品的P波各向异性明显低于干燥片麻岩样品。在东海钻井中的强反射带主要是由于不同岩层之间的波阻抗差异而造成的,榴辉岩/强退变榴辉岩和黑云斜长片麻岩之间的接触界面会产生较强的地震深反射。此外,与LPO相关的地震波各向异性会增强地震波的反射,所以韧性剪切带中的糜棱岩化片麻岩可能是地震反射的良好载体。

地球表层系统与中国区域大地构造的研究发展

地球表层系统科学与地质学史都具有自然科学和社会科学相结合的特征,两者研究内容和研究目标互有关联,都是从不同角度揭示地球各种地质作用和地质过程的客观规律,促使人与自然和谐发展。在地球表层系统各地质学科中,大地构造占有重要地位,因而探讨中国区域大地构造研究史,对地质学史也有重要意义。文中将中国区域大地构造的研究分为6个阶段,总结其发展的经验和过程,说明社会环境、科学路线、科技水平、思维方法等是决定科学发展的关键因素。21世纪地球表层系统科学将成为地球科学的主流之一,中国区域大地构造的研究应迅速融入地球表层系统的研究,同时也要积极创建新的大地构造理论体系。

193nmLA-ICPMS对国际地质标准参考物质中42种主量和微量元素的分析

本文采用配备有 193nm Ar F准分子 (excimer)激光器的 Geo L as2 0 0 M剥蚀系统和 Elan6 10 0 DRC ICP- MS对 4个美国地质调查所 (USGS)玻璃标准参考物质以及 3个美国国家标准技术研究院 (NIST)人工合成硅酸盐玻璃标准参考物质中几乎覆盖整个质量数范围 (从 7L i到 2 38U)的 38个微量和 4个主量 (Na、Mg、Ti和 Mn)元素进行了分析。分析结果表明 ,无论是对 USGS还是 NIST玻璃 ,元素分析的相对标准偏差 RSDs和分析值与参考值之间的相对偏差 (RDs)一般优于 10 % ,RSD和RD较大的元素主要出现在含量很低或不均匀样品中。稀土元素的 RSD显示 ,除 AGV- 2 G可能存在不均匀现象外 ,其它所测样品在 6 0 μm尺度上 ,元素分布是均匀的。本研究证明 ,由于 ICP- MS具有 10 8cps(每秒计数 )的动态线性范围 ,本实验室的L A- ICPMS系统可定量分析含量在百分之几的主量元素及微量元素。分析精密度和准确度可与常规溶液雾化进样 ICP-

武汉地区湖泊沉积物重金属的分布及潜在生态效应评价

对武汉地区6个湖泊沉积物重金属元素Hg、Cd、Cu、Pb、Zn、As、Cr、Ni的空间分布特征及其潜在生态效应进行研究。调查区的湖泊底泥重金属含量表现出市区内湖泊沉积物的重金属含量普遍高于郊区湖泊,其中墨水湖中重金属含量最高;湖泊沉积物柱重金属元素垂向分布表现为城区受到一定程度污染的湖泊某些元素表现出表层沉积物显著高于底部沉积物含量的特征,而郊区湖泊除Cd外其它元素垂向含量变化不大,说明郊区湖泊受到人为影响较小。利用潜在生态危害指数法对湖泊沉积物进行生态危害评价,显示武汉地区湖泊元素生态危害排序为:Cd>Hg>As>Cu>Pb>Zn;墨水湖沉积物重金属潜在生态危害相对最高,其次是金银湖;其它湖泊重金属生态危害都比较轻,总体而言武汉湖泊重金属生态危害还是较小的。但参照国外沉积物基准的生态数据库阈值,市区受到人为污染较严重的湖泊沉积物可能会对生物产生负面影响。

ICP-MS测定地质样品中37个元素的准确度和长期稳定性分析

对Elan6100DRC型ICP-MS近五年来所测得的国际地质标样BHVO-1(玄武岩)和AGV-1(安山岩)中的37个元素的测定值以及仪器灵敏度的长期漂移情况进行了统计分析(共计146次)。结果表明,几年来ICP-MS所测数据的长期稳定性和准确度都较好,除个别元素Li(BHVO-1)、Be(BHVO-1))、Cr(AGV-1)、Cs(BHVO-1)和Pb(BHVO-1)的相对误差(与参考值比较)接近或略大于10%外,绝大多数元素的相对误差和相对标准偏差(RSD,测定值之间,n=146)都在5%以内;仪器灵敏度并不是随着时间一直往下漂,有的是往上漂的,也有上下漂的,即使是在同一时间内,有的元素灵敏度往上漂,而有的往下漂。常用的内标法无法较好校正这种漂移,而需要采用内外标相结合的校正方法。不同批次,210个各种地质样品中Rb、Sr、Zr和Nb的XRF和ICP-MS分析结果对比情况表明,绝大多数样品中Rb、Sr、Zr和Nb的ICP-MS和XRF的测定值的相对误差小于10%。以上的分析结果表明,我们实验室所建立的以密闭高温高压消解技术为样品前处理方法,以模拟地壳样品中元素天然丰度比的基体匹配校正标准溶液为外标和以Rh为内标结合外标校正的ICP-MS多元素分析方法具有非常好的准确度和长期稳定性。

湘南—桂东北地区寒武—奥陶纪沉积岩碎屑锆石U-Pb年代学特征及其地质意义

本文利用LA-ICP-MS分析技术,对湘南—桂东北地区寒武纪和奥陶纪沉积岩进行了碎屑锆石U-Pb年代学研究。获得有效年龄数据239组,年龄值变化范围较大（3146-474 Ma）,主要集中分布于2633-2473 Ma（峰值2500Ma）,1880-1521 Ma（峰值1650 Ma）,1146-911 Ma（峰值970 Ma）,896-720 Ma（峰值800 Ma）和682-474 Ma（峰值520 Ma）5个时间段。4件样品均记录了古太古代—中太古代年龄信息,同时以1146-911 Ma和896-720 Ma两个时间段年龄最集中,反映全球Grenville造山事件和全球Rodinia超大陆裂解事件对研究区影响显著。此外,本次还获得大量泛非期（520 Ma左右）锆石年龄,认为全球泛非事件对华夏地块及其邻区影响显著,反映华夏地块与冈瓦纳大陆可能有一定亲缘性。结合前人资料,认为研究区位于华夏地块和扬子地块西南段碰撞拼合带,研究区地层同时接受两地块物质沉积,物源主要来自华夏地块。

黄河从未经由永定河入海

黄河是中国第二长河,其形成和演化对中国地貌格局的演化和古气候变化具有重要的指示意义。19世纪以来,陆续有学者提出黄河在沿三门峡入海之前曾由河套盆地向东经由永定河入海的猜想,这一假想的河流可称为“北黄河”。这一猜想在地理学领域有较广泛的影响,然而,一直以来却鲜有证据明确证实或证伪这一猜想。本文综合新近发表的华北平原钻孔物源证据、汾渭盆地沉积和三门峡地区的地貌证据对这一猜想进行了探讨。这些证据表明,在约1.6 MaBP之前,位于永定河冲积扇及渤海湾沿岸的所有钻孔均未接收到来自黄河上游和中游的物质,表明此阶段三门峡和北黄河都未开通;而在约1.6 MaBP后,黄河上游和中游的物质开始进入渤海湾,但永定河冲积扇仍缺乏来自黄河上游和中游的物质。结合汾渭盆地三门组在约1.6 Ma快速结束并转变为黄土沉积的证据判断:黄河在约1.6 Ma以前尚未贯通,在约1.6 Ma以后经由三门峡进入华北平原东流入海,即黄河从未经由永定河入海。

基于数字填图系统的遥感等数据在构造-地层分区和地层单位识别中的应用——以1∶25万民和县幅、临夏市幅和定西市幅数字地质填图为例

在甘肃和青海交界地区的1∶25万民和县幅、临夏市幅和定西市幅数字区域地质调查中,以"数字填图系统(RGMAP)"为平台,使用遥感ETM+数据和地形数据对岩石地层进行了信息挖掘。数据准备主要是遥感和数字地形多源信息的提取和预处理,从数字地形图的等高线数据中提取高程,进而提取汇水网络等水文信息和地形参数。遥感数据经过地形校正、线性增强、色彩拉伸,进行空间分辨率增强,经彩色合成并结合数字高程,实现了对调查区构造-地层区划和部分岩石地层单元的识别。实践证明该项工作是地质填图的重要辅助手段。

对湖北大洪山地区一套紫红色砂-砾岩系沉积年代的再认识--碎屑锆石U-Pb年龄及其地质意义

湖北大洪山地区花山群六房咀组之上不整合覆盖了一套紫红色砂-砾岩。这套岩石的沉积时代存在争议，一种观点认为是南华纪早期；另一种观点认为是晚侏罗世。利用LA-ICP-MS分析技术，对这套碎屑沉积岩进行了碎屑锆石U-Pb测年，获得有效年龄数据125组，年龄值变化范围较大（3223~771Ma），主要集中于新太古代末—古元古代早期（约2500Ma）、古元古代（约2000Ma）和新元古代（约800Ma）3个时间段。对比鄂东南地区和三峡地区莲沱组岩石学特征和碎屑锆石年龄分布特征，认为其具有相似的物源，这套岩系沉积时代应该为南华纪早期而非晚侏罗世。综合分析扬子地块的前寒武纪年龄，认为扬子地块可能存在大量未岀露的新太古代末—古元古代早期（约2500Ma）基底，约2500Ma的岩石应该是扬子地块深部基底的重要组成部分。扬子地块存在广泛的古元古代（约2000Ma）岩浆活动，这期岩浆活动可能是Columbia超大陆聚合在扬子地块的响应。新元古代（约800Ma）扬子地块北缘存在Rodinia超大陆裂解同期裂谷，裂谷内基性岩可能为大洪山地区南华纪地层中基性岩砾石的物源。

“双一流”建设背景下地质学专业本科生就业质量提升路径探析——以中国地质大学(武汉)地质学专业为例

高等教育的高质量发展是引领行业高质量发展的重要动力。近年来,高校坚持立德树人根本任务,围绕“双一流”建设目标,不断提高人才培养质量。就业作为高校人才培养的出口,其质量高低,在一定程度上体现高校人才培养的质量和成效。如何实现毕业生高质量就业,成为当前各高校人才培养面临的主要任务。本研究以中国地质大学(武汉)地质学专业为例,通过分析2017-2021年5年间的地质学专业本科生就业情况,总结学生就业特点,探索聚焦学生行业就业能力提升、聚焦学生综合素质提升、聚焦创新创业能力提升的“三聚焦”地质学专业本科生就业质量提升路径,以期为其他高校提供参考和借鉴。

豫西新生代基性火山岩地球化学特征及源区性质

豫西新生代基性火山岩主要为粗面玄武岩，少量碱玄岩和玄武岩。其地球化学特征表明该区基性火山岩基本代表了幔源原始岩浆的成分，结晶分异作用及地壳物质混染作用并未对本区基性火山岩产生明显影响。初步的研究表明，本区基性火山岩是富集型地幔熔体和亏损型地幔熔体混合的产物。

大学课堂该教什么

大学课堂教学应紧紧围绕一个中心和四个基本点展开,即以立德树人为中心,通过教知识、教能力、教智慧和教人格这四个基本点来引导和促进学生的健康成长。只管教书不思育人是舍本逐末,只想育人不会教书是天方夜谭,教书与育人的统一才是大学课堂教学和大学的本质追求。

基于RS和GIS的武汉市城区扩展变化研究

利用武汉市不同时相的遥感影像进行城市土地利用解译和处理,提取城市新、旧建成区区块用地,通过GIS软件提供的空间统计分析功能对城市用地空间分布进行定量分析与描述,具体分析了研究区土地利用外部扩展动态变化特征,从而揭示了城市用地扩展的时空规律。

火星资源赋存状况及其原位利用技术研究进展与展望

太空资源的勘探及利用是深空探测的重要目的之一。火星是人类最容易到达和资源利用最为迫切的行星,对火星资源进行勘查和原位利用是未来火星载人探测及基地建设需要解决的重要问题。本文对火星大气资源、水资源、土壤与岩石矿物资源、风能与太阳能资源等可利用资源的类型及赋存状况进行了分析,制作了火星资源的全球分布图,并从资源分布的角度提出了未来火星资源探测及火星基地建设的首选区域。同时,本文也总结了火星原位资源利用技术的研究进展及问题,认为未来需要从以下几个方面开展进一步研究:加强火星资源的针对性勘查与评估;开发新的资源利用模式与技术;建立资源利用成本的综合评估模型;完善资源开发与利用相关的法律法规。

武汉市水环境保护的水文化建设思考

武汉市水资源十分丰富,但江河近岸污染和湖泊富营养化等问题突出,水环境状况不容乐观。近年来,虽然在政府的高度重视下,各种保护措施和治理技术相继得以实施,但水环境状况并未得到实质性的改变。究其原因有很多,但其中最主要的就是人们的水环境保护意识十分薄弱,致使水环境保护未能形成一种社会氛围,边治理边污染的现象依然严重,治理效果也就大打折扣。笔者认为,要改变这种状况,必须重视文化的力量,发挥水文化的引导、约束、规范、凝聚和激励功能,开展水文化建设。将水环境保护上升到文化的层面,营造成一种城市文化,才能真正起到自觉规范人类行为的作用,提高人们爱水、护水的自觉性。武汉市水文化建设要从开展资源调查研究、进行建设规划编制和建设城市水文化景观3个方面展开。

碳酸盐工厂的精细刻画:定量化重建视角

【意义】碳酸盐工厂为碳酸盐岩沉积体系提供了物质基础,与海洋演化、元素循环、表生地质过程等密切相关,是反映地球系统演化的重要环节。因此,定量化表征碳酸盐工厂及其主控因素是深入理解碳酸盐岩所记录的地质信息的关键。【进展】总结了半定量—定量表征碳酸盐工厂的研究方法进展,结合对沉积过程正演模拟方法的介绍,从定量重建的角度为精细刻画碳酸盐工厂提供了思路。【展望】针对碳酸盐工厂的研究,应在传统碳酸盐岩沉积学的基础上加深对其主控因素的定量评估,特别是直接影响生态的因素。但在套用基于碎屑岩沉积体系所建立的定量分析方法时,需要考虑碳酸盐岩与碎屑岩的差异,并进一步完善适用于碳酸盐岩的模型和分析方法。此外,在应用地球化学指标反演碳酸盐工厂及其主控因素时,要加强对成岩作用改造程度的定量评估,以降低成岩作用对地球化学信号的影响。而在开发和应用新的碳酸盐岩地球化学代用指标时,需明确其赋存或分馏机理,从而更准确地解读其所反映的古气候和古环境信息。同时,在利用沉积过程正演模拟研究工厂的演化和生产机制时,需评估从现代环境中获取的参数在深时地质记录中的适用性,并在建模过程中考虑早期成岩作用及海水化学演化的影响。

照亮地球深部的“明灯”——高温高压实验

地球是人类赖以生存和发展的家园,相对于其表层系统(大气圈、水圈、生物圈),人类对地球深部的认识仍然非常有限。地质学/地球化学方法通过研究地表出露的来自地球深部的岩石矿物和来自外太空宇宙的陨石等样品,来推测地球内部物质的性质。地球物理方法则利用地震波来探测地球内部的结构。半个多世纪以来兴起的高温高压技术,使得科学家能够在实验室中模拟地球内部的极端压力和温度环境,同时结合各种现代化分析测试手段,对岩石和矿物在极端高温高压条件下的性质状态进行原位研究,极大地促进了我们对地球内部的物质组成和结构的认识。因此,高温高压实验技术已经成为人类探索地球深部结构和物质组成的"明灯"。

地球化学特色专业建设、改革与实践

大学本科专业建设是本科人才培养的根本工程,是本科人才培养质量的根本保证。本文介绍了中国地质大学(武汉)地球化学专业的建设历史、专业定位及特色优势,并从制度管理、师资队伍、教学团队、教学资源、教学改革以及实践培养等多个方面介绍了近年来本专业建设的主要举措、人才培养模式及其成效。结合新时代我国高等教育对本科教学及人才培养的要求,提出了我校地球化学专业瞄准国家一流专业建设而深化改革的基本思路。