巴丹吉林沙漠高大沙山短穗柽柳分布区水分特征及其水文指示意义

巴丹吉林沙漠湖泊群及其补给来源是热点研究问题。沙山是联系大气降水和湖泊水的纽带,研究其水文特征可加深认识区域湖泊水循环,而植物分布对沙山水文特征具有重要的指示意义。本文以短穗柽柳(Tamarix laxa)所在的高大沙山背风坡土壤为研究对象,采用烘干法测定了短穗柽柳分布区土壤含水量,分析了其时空变化特征,探讨其对高大沙山水文特征的指示意义。结果显示:短穗柽柳分布区土壤剖面按其水分特征可划分为水分速变层(0~60 cm)、水分活跃层(60~120 cm)及水分相对稳定层(120~200 cm),含水量随深度增加呈减小趋势,速变层平均含水量为1.69%,显著高于其他2层;95.83%短穗柽柳分布区含水量处于0.50%~3.00%,且观测最大值为4.88%,均小于沙山田间持水量(5.00%),说明短穗柽柳分布区难以存在重力水,指示高大沙山背风坡降水难以形成重力水快速下渗补给湖泊水;短穗柽柳的“乔木化”生长特征及其特殊的分布位置,不仅有利于其根叶繁殖,还有利于对水分的储存和保持,维持着短穗柽柳的生存和发展。

阿拉善沙漠全新世钙质根管形成机制及其古环境指示意义:来自微观形态学证据

阿拉善沙漠腹地广泛分布着全新世时期的钙质根管。虽然已有研究将其应用于古环境重建工作,但对其形成机制尚缺乏明确认识并且存在较大的分歧,这些分歧限制了其在古环境重建中的应用,同时对钙质根管是否具有明确的古环境指示意义提出了需要进一步深入探讨的问题。对阿拉善沙漠32组全新世钙质根管进行了扫描电镜分析,观察了钙质根管中是否具有方解石结晶垫和钙化细丝等明确生物成因的微观结构。研究结果显示:全部32组样品中均发现了方解石结晶垫结构或钙化细丝结构,其中20组样品发现了方解石结晶垫结构; 19组样品发现了钙化细丝结构。证实了植物根系和根围微生物活动参与了该地区钙质根管的形成。阿拉善沙漠钙质根管的形成主要是由于土壤水分的季节性亏损,在蒸发作用的影响下,土壤中的次生碳酸盐在植物根系周围形成了管状的沉积,而非由地下水重结晶作用形成的。由于阿拉善沙漠钙质根管在形成过程中,不仅受到了土壤含水量以及蒸发量的影响,还受到植物根系和微生物作用的影响。因此,钙质根管中记录了区域古环境和古植被信息,是沙漠腹地古环境重建良好的信息载体。可从钙质根管中提取古环境信息,重建沙漠腹地古气候以及古植被的变化。但是对沙漠腹地湖泊周围的丘间洼地和局地滞水环境下形成的钙质根管,更多的指示了一种局地土壤水分环境而非区域古气候环境。本研究为沙漠地区古气候变化提供了新的重建材料和证据,并拓展了干旱区古气候和古环境变化的研究领域。

蒙山“冰川遗迹”辨识中的逻辑谬误分析--以“山东蒙山冰川遗迹的类型、特征和年代”一文为例

第四纪冰川研究主要根据观察到的地貌学、沉积学特征和年代学结果,通过缜密的逻辑推理判断其成因、时代和环境意义。蒙山"冰川遗迹"的辨识是建立在不适当或错误的证据上,雪线重建和冰期划分是不能成立的;所谓第四纪冰川遗迹,完全可以用非冰川成因予以解释。通过对蒙山堆积和侵蚀地貌的调查,笔者等得知:①拦马墙砾石堆积堤不连续、不对称分布于兰溪下游凹岸,具有立石和叠石景观,砾石组构、叠瓦构造、底泥层和不规则擦痕等表明,拦马墙天然堤为泥石流堆积;②兰溪是典型的V形谷,其基岩谷壁没有擦面和颤痕,非冰蚀擦痕是砾石沿河谷滚动、拖拽摩擦和撞击的结果,主要是泥石流成因;③已报道的蒙山"颤痕",不符合颤痕的定义和形成机制,是无效的冰川遗迹证据。本文初步提出了微观尺度新月形冰蚀地貌的分类方案,并统一称为颤痕。"山东蒙山冰川遗迹的类型、特征和年代"一文存在多处逻辑错误,我们以之为例,主要讨论了该文6个方面的逻辑缪误及其产生的非理性因素。

基于CMB模型的巴丹吉林沙漠沙源区分析

沙漠因其高反照率、低比热容的下垫面以及粉尘高输出率的特征对全球和区域环境有重要的作用。作为具有高大沙山的第二大流动性沙漠,其物质来源一直是地球科学研究热点。通过对巴丹吉林沙漠及周边地区表层沉积物进行矿物分析,在此基础上对巴丹吉林沙漠的可能物源区进行分析,进一步利用化学质量平衡(CMB)模型探讨了各物源区对巴丹吉林沙漠的贡献率。结果表明:巴丹吉林沙漠的表层沉积物中主要矿物包括相对比较稳定钠长石、钙长石、歪长石、黑云母、斜顽辉石、透辉石、铁辉石、微斜长石、白云母、正长石、石英和榍石以及不具区域代表性的斜绿泥石、石膏、角闪石、方解石、岩盐;主要物源区包括沙漠湖积平原沙、洪积平原沙、现代湖泊沉积物、外源沙和岩石风化壳;其中岩石风化壳和现代湖泊沉积物属于就地起沙,基本只影响其周边区域,来自沙漠北部的冲洪积沙和来自沙漠西北的外源沙是沙漠的主要物源。这与中国东部沙漠以湖泊沉积就地起沙有明显不同,可能和沙漠的发育过程、地质历史时期湖泊退缩规模和气候环境状况有关。

赫兹破裂:一种被忽视的构造

赫兹破裂在工程和材料领域一直备受关注,但其在地质学领域的应用还很少,远未像里德尔破裂那样熟知。从微观尺度到露头尺度,从板块尺度到行星尺度,赫兹破裂在自然界都广泛存在。赫兹破裂作为一种点接触破裂区别于常见的里德尔剪切破裂。它们均是自然界中特殊而又普遍发育的破裂形式,代表了不同的边界和应力条件。典型的赫兹破裂属于弹性变形范畴,由于点接触而在三维空间中形成特征的锥形破裂,在平面上则表现为放射状及环状破裂。在剖面上锥形破裂一般会出现一定角度的拐折,下段破裂与接触面的角度变大,是锥形破裂的典型特征之一。在地质学领域,赫兹破裂有着重要的指示意义,可以表征物质的韧性(toughness)、解释环状和放射状构造、解释锥状以及弧形破裂成因与样式、判断冰川以及断层的运动学特征、区分不同破裂机制形成的新月形构造等,也可以应用于恢复沉积环境以及判断成岩过程中或者构造变形过程中的古应力及其方向。板块碰撞过程中,在特定环境下也可形成赫兹破裂,因此该类型破裂将会有助于我们理解一些断层的成因、发展以及大陆的变形,同时为类地行星(卫星)表层的构造提供解释方案。

山高水长路漫漫——纪念丁文江先生

丁文江先生是我国近代地质学的奠基人之一,也是中国地质学会的主要创始人之一。他在地质学的诸多领域都开展了卓有成效的工作,组建了我国最早的地质调查和科研机构,立德树人,培养了第一代地质学家,主导了前中央研究院的重大机构改革,为地质甚至科学事业在中国的落地生根起到了决定性的作用。同时他也积极参与到当时的社会和政治活动中,践行自己报效国家的理念。他是在我国开展系统性区域地质调查的第一人,开启了中国人系统地质填图的先河,先后填制了诸多不同比例尺的地质图,为后世我国构造地质界奠定了研究传统。他填图的区域从克拉通到造山带,从弱变形区到强变形带,填制的地质图也从简单到复杂,从关注地层到构造内容的逐步增加,不仅体现了一个地质学家野外填图经验和技术的逐步成熟,也体现了我国构造地质学逐渐从地层学中独立出来的过程。这个过程与国际上构造地质作为一个独立的专业从地层学中分离出来的阶段一致。因此丁文江先生不仅仅是我国地质学的奠基人之一,更是我国构造地质学的开山宗师。丁文江先生始终怀揣科学救国的信念,将自己的一生融入到科学救国、传播科学思想的过程中,将自己的科研活动与当时的国家建设联系,积极参与多项铁路选址、矿产调查与开发以及生态环境变迁等工作,这永远值得我们学习。他为中国地质学乃至科学发展做出的贡献永载史册。

山东蒙山峨峪口砾石堤的成因类型和泥石流发生历史

地貌学和沉积学证据表明,山东蒙山地质灾害遗迹分布广泛,通常以砾石堆积堤及河谷堆积阶地的形式保留在现代河床之上。其中,峨峪口砾石堤在蒙山具有典型性和代表性。探明峨峪口砾石堤的成因类型和发生历史,对中国东部(105°E以东)第四纪环境变化、气候地貌过程具有重要的科学研究和科普教育价值。2020年10月和2021年2月,笔者团队两次赴蒙山考察,野外工作主要是砾石组构测量,寻找砾石埋压的断木等有机14C测年材料,以及历史洪水调查、地方文献资料收集等。研究结果表明:(1)峨峪口砾石堤不连续、不对称分布于凹岸(弯道),砾石组构、石线构造、叠置空洞构造和砾石群构造等成因专属性特征,以及砾石表面擦痕的明度,揭示其可能为数百年前所形成的一次性历史泥石流堆积垄岗,且被后期山洪改造过;(2)年代学和遥感资料显示,1991年夏季峨峪口等地曾暴发大型山洪泥石流,这一结果与蒙山泥石流的历史记载具有一致性,从证据链上进一步增强了峨峪口砾石堤泥石流成因的确然性;(3)峨峪口砾石堤可能是低频、短历时快速地貌灾害过程,属于暴雨直接类特大型历史泥石流堆积,其物源主要是峨峪口上游谷地的重力崩积物;(4)峨峪口砾石堤缺少冰缘现象的地貌组合证据,不存在全新世早期冰缘地貌的年代学依据,当地不具备发育全新世早期“石河”和“冻土环境”的气候条件;(5)蒙山地区分布有丰富的碎屑物质和比较陡的沟谷纵剖面,暴雨频繁、水分充足,具有泥石流暴发的形成条件,周边居民点、公路和登山步道应加强山洪泥石流地质灾害防治工作。

蒙山八字峪砾石堆积堤的地貌成因和年代初探

山东蒙山八字峪(亦有人称为瑶池)砾石堆积堤不连续对称分布于出山沟口,沿流向延伸,具有弧形或舌状沉积的典型特征。2020年10月在蒙山八字峪砾石堆积堤测量了56块砾石组构,并在叠置砾石隙间采集到4个树干14C测年样品。研究结果如下:(1)八字峪堆积垄岗砾石组构、沉积构造、地貌组合等标志,均指向其为山洪泥石流堆积物;(2)缺少扇形地、表泥层与底泥层,具有砂砾透镜体的砾石层,揭示八字峪砾石堤为暴发频率极低、发展周期较长的泥石流堆积;(3)根据已有测年结果和乔木定居期,八字峪砾石堤在距今50年前曾发生山洪灾害,这与文献记载具有一致性;(4)八字峪砾石堤成因属于暴雨直接类特大型历史泥石流,可能是一次性、短历时快速地貌灾害过程,且被后期洪流有所改造;(5)八字峪砾石堤形成原因与冰川作用无关,也不是"典型的石河"。已报道的蒙山"冰川遗迹",不仅缺少可靠的三要素地貌组合证据,而且缺少年代学和沉积学依据。总之,本文从证据链上进一步增强了蒙山山麓碎屑堆积为山洪泥石流成因判别的确定性。

黄河上游径流丰枯空间分布特征及其影响因素

针对目前青藏高原背景下的区域径流丰枯空间分布特征与其影响因素之间的联系仍不清楚,以及单站点或多站点平均的丰枯指标难以反映区域径流空间分布特征的问题,采用不同时间尺度的标准径流指数,结合经验正交函数、奇异值分解等方法分析了黄河上游1969—2012年径流丰枯的空间分布特征及其与青藏高原降水、气温和积雪3种气象因子的关系。结果表明:黄河上游径流丰枯情况具有区域一致的主要空间分布模态(主要受气象因子的影响)和东北—西南反位相分布的次要空间分布模态(主要受人类活动的影响);夏、秋季比冬、春季更可能出现多年径流量偏丰或偏枯的情形;青藏高原降水、气温和积雪是影响黄河上游径流丰枯空间分布的主要气象因子,降水对径流丰枯变化起主控作用,积雪和气温的季节性影响较明显;青藏高原东北部、东部、北部是影响径流丰枯变化的关键区。

甘肃兰州发现小太平鸟

2019年3月8日,在兰州市榆中县兰州大学榆中校区南区种质资源库内(东经104°09'23.32",北纬35°56'21.66",海拔1 755 m)发现并拍摄到1只小太平鸟( Bombycilla japonica)(图1)。发现时,该鸟栖于树冠顶端,距地面大约5~6m,短暂停留后离去。该鸟头顶具显著羽冠,一条黑色的贯眼纹从嘴基延伸至羽冠;下颌、喉部黑色,腹部黄褐色:初级飞羽外缘黑色具白色斑纹,大覆羽羽端红色;尾羽尖端绯红。此次发现的小太平鸟羽毛完整光洁,运动能力良好,判断其应为野生个体。同域有银喉长尾山雀( Aegithalos glaucogularis)、锡嘴雀( Coccothraustes coccothraustes)、棕胸岩鹨(Prunella strophiata)、赤颈鸫( Turdus ruficollis)等鸟类栖息觅食。

唐玉门关地望新探——基于历史文献与考古遗存互证

在实地调查的基础上,根据传世典籍和出土文献的记载,结合年代测定、考古发现和遥感影像资料,通过空间分析,作者认为唐玉门关和墨离军驻地应在河西走廊西段的常乐故城,即今瓜州县“六工古城”遗址。这里是丝绸之路的交通枢纽,是西域出入口的重要关卡,亦即北魏时期新开伊吾道的起首。唐代玉门关地处疏勒河和榆林河下游洪积冲积扇缘的古绿洲,地貌和水资源等地理环境因素是制约关城选址的基础条件,而政治、军事等人文地理因素则是决定玉门关时空变迁的关键。