中国东部海域底质沉积物中重金属研究现状

中国东部海域(渤海、黄海和东海)底质沉积物接受了巨量的重金属(As、Cd、Cu、Cr、Hg、Ni、Pb、Zn和V),从而使得底质环境质量可能面临严重的重金属污染。这些重金属来源复杂,其中既有自然源重金属又有不同人为来源。其中自然源可能主要包括长江流域、黄河流域的泥沙和中国西部沙漠的粉尘,人为来源可能主要包括煤炭和燃油消耗、钢铁冶炼和有色金属冶炼,其中煤炭消耗和有色金属冶炼可能是中国东部海域沉积物铅和汞的最主要的来源。这些重金属主要通过河流输入的方式进入到中国东部海域,尽管鉴定沉积物中重金属具体人为来源的方法较多,但在中国东部海域应用最为成功的是铅稳定同位素。尽管巨量的重金属输入到中国东部海域,但绝大部分海域底质沉积物质量良好,仅在锦州湾海域重金属含量严重超标。

渤海西缘YRD-1101孔晚更新世以来沉积物粒度特征及其环境变迁

对现代黄河三角洲地区YRD-1101孔上部岩心开展粒度分析,并结合AMS14C和光释光(OSL)年代学测试结果、沉积特征、微体古生物鉴定及周边钻孔对比,建立了MIS5期以来的地层框架,揭示出该地区主要经历了3个阶段的沉积环境演化过程:(1)晚更新世-早全新世河流与海相交替沉积,其中MIS5c阶段海侵水动力环境中等,MIS3期海侵水动力环境较弱,MIS2期河流沉积水动力较强;(2)全新世滨、浅海沉积环境,动力环境整体较强,相对比较稳定;(3)1855年至今形成的黄河三角洲沉积,水动力强度较弱到中等。海平面变化和构造沉降是影响研究区晚更新世以来沉积演化的主要因素,此外,黄河带来的大量泥沙对海侵强度也有显著影响。

威海南部近岸泥质区晚更新世以来的沉积环境演化

对威海南部近岸泥质区WHZK01钻孔(孔深25.1m)岩心开展粒度分析、AMS14 C和光释光(OSL)年代学测试,结合地震地层特征以及周边钻孔对比,建立了晚更新世晚期以来的地层框架,揭示出该地区主要经历了3个阶段的演化过程:(1)氧同位素3期晚期(MIS3a)的河流沉积,水动力环境动荡;(2)氧同位素1期(MIS1)早期河漫滩与河口湾沉积,动力环境总体较弱;(3)全新世滨海—浅海沉积,沉积环境弱而稳定。海平面变化是影响研究区晚更新世以来的沉积演化的主要因素,尤其全新世高海平面以来,随着黄海暖流的形成和黄海环流格局的建立,大量黄河物质在山东半岛沿岸流作用下输运到研究区,使得威海近岸泥质区得以快速发育。

京津冀平原区地下水水位变化主导因素的定量识别研究

自20世纪60年代以来,京津冀平原区地下水水位持续下降,制约着京津冀一体化的发展。为了识别地下水水位下降的主导因素,定量表征了影响水位动态的气候条件和人类活动的多项指标(包括降水、气温、水面蒸发、工业总产值、粮食产量、人口数量、地表径流量),并采用非参数统计检验方法(M-K法)阐明了近50年来各项指标的演化规律;在掌握研究区自然社会指标及地下水水位的动态规律的基础上,联合运用灰色系统理论和主成分回归分析方法,定量识别了地下水水位变化的主导因素。结果表明,近50年,研究区降水呈现下降趋势,气温呈现显著的上升趋势,水面蒸发呈现增加趋势,工业总产值、粮食产量、人口数量呈现增加趋势,由于山前水库修建引起的地表径流量呈现减小趋势;上述指标变化影响了研究区的地下水水位动态,其中逐渐加剧的人类活动(包括粮食产量、人口数量)构成了研究区地下水水位持续下降的最主要驱动力,对地下水水位下降的贡献度达到60.6%,气候条件对地下水水位下降的影响作用次之,其贡献度为39.4%。

基于保幅波场分离的弹性波逆时偏移方法研究（英文）

欲实现基于弹性波方程的矢量波场逆时偏移纵、横波独立成像,必须在波场延拓过程中实现纵、横波场的分离,散度和旋度算子分离的纵、横波出现振幅与相位的畸变,导致输出成像结果的振幅失真。本文提出一种在弹性波场延拓过程中实现纵、横波保幅分离的方法,在传统的弹性波方程中加入纵波压力、纵波振动速度和横波振动速度方程,实现纵横波的矢量分解,再对分解后的矢量纵波和矢量横波做标量化合成得到保幅分离的纵、横波场,对保幅分离的纵、横波场应用成像条件,然后实现矢量波场逆时偏移的保幅纵横波成像。该方法可以保证分离后纵、横波的振幅与相位不变;同时,分解后的纵波压力和纵波振动速度可用于层间反射噪音压制和横波极性校正,提高多分量地震资料联合逆时偏移的纵、横波成像质量,从而实现保幅弹性波逆时偏移的目的,为叠前深度剖面应用于叠前反演工作奠定基础。

渤海湾曹妃甸深槽海区地形地貌特征及控制因素

通过研究浅层地震剖面、侧扫声纳和水深地形等数据资料,得出,曹妃甸沙岛的岬角地貌引起深槽海域局部潮流流速增大,甸头前沿深槽区以冲刷为主,最大水深达42 m,刷新了渤海湾最大水深记录,深槽部位的侵蚀量最大,深槽南坡冲刷幅度大于北坡,工程建设后期深槽区侵蚀冲刷程度有变小变缓趋势。早期深槽的形成是由于浅部断层受深部构造影响发生阶梯状错断沉陷,海底地层形成古凹槽,但深槽海底地层沉陷速率略大于沉积速率,使得深槽海域长期保持了渤海湾最大的水深环境。初步得出在历史时期曹妃甸深槽经过2万a以上长期存在,深槽的走向经历了南北向-北东向-北西向的转化过程。认为地质构造、古滦河三角洲演变、海洋水动力作用和人类活动等内外营力作用共同控制了曹妃甸海区地貌体系的发育与演化。达到了研究渤海湾曹妃甸深槽海区地形地貌控制因素和深槽的地质演化的目的,为曹妃甸港的规划、运营期维护和未来发展提供科学依据具有重要意义。

西汉末—北宋黄河三角洲(公元11～1099年)的沉积记录

西汉末—北宋黄河三角洲是在很浅的水域发育的。在1855年海岸线内侧数千米处三角洲厚度只有12m左右。无论是整个三角洲,还是水下三角洲各个组成部分(前三角洲、三角洲前缘)都比现代黄河三角洲相应部分要薄。前三角洲之上在不同地点发育三角洲前缘粉砂或者分流间湾黏土质粉砂。推测这一时期三角洲上多条分流同时活动。三角洲中有孔虫和介形虫属种和数量都与下伏陆架沉积物的有明显差别,且自下而上显示越来越受入海河水影响。与苏北、现代黄河三角洲沉积物中生物丰度的比较可以看出沉积速率的增加,反映这一历史时期黄河入海泥沙增加以及黄土高原侵蚀越来越严重。

山东半岛砂质海滩动力地貌演化特征

为探讨山东半岛砂质海滩的动力地貌学特征,利用波浪和潮汐资料计算了山东半岛浪潮作用指数K和波浪-沉积物参数(Dean参数(Ω)),并进行了地貌类型划分;结合2012~2015年对山东半岛不同地理岸段砂质海岸地形地貌、表层沉积物进行的7次监测,对海滩监测剖面地形高程和表层沉积物粒度监测数据进行了研究,结果表明:山东半岛北部烟台多处海滩为消散型,局部过渡性;威海东侧和山东半岛南部海滩属于过渡型或反射型;不同类型沙滩季节变化差别明显,消散型海滩夏季容易形成沿岸沙坝,冬季海滩沙坝明显受到侵蚀;而过渡型或反射型海滩变化趋势相反,冬季靠近高潮线的部位淤积,形成滩肩,夏季受到侵蚀消失。山东半岛北部海滩粒径较粗,并呈现逐年变粗的趋势,而山东半岛南部粒径较细且逐年变细;季节变化受到波浪条件和季节差异的控制,招远、龙口、威海、日照地区较牟平、海阳、青岛等平直岸段冬季沉积物比夏季粗。山东半岛砂质海滩的地貌形态受海岸的地理位置、海洋动力条件、岸线走向及沙源供给等多种沉积环境因素的影响,人类活动的影响可在短期内对海滩造成剧烈变化,引起海岸严重侵蚀。

渤海莱州湾南岸潍河-弥河三角洲:沉积序列和沉积格架

潍河-弥河三角洲是一个由多条河流共同塑造的三角洲。前三角洲黏土质粉砂是各河流共同贡献的结果；每条河口之外形成各自的三角洲前缘，主要由极细砂组成；河口间湾沉积物是两条相邻河流共同塑造的，主要为黏土质粉砂。由于河口位置的侧向摆动，三角洲前缘极细砂和河口问湾黏土质粉砂会交替出现。7000aB．P．以来向海进积20～55km，在海岸附近三角州沉积物厚度超过20m。

山东半岛南北岸砂质海滩剖面时空变化过程分析

以山东半岛南北岸(烟台和日照)两个砂质海岸实测地形剖面为研究对象,应用经验正交函数(EOF)提取海滩2012年11月至2015年11月夏、冬两季剖面监测数据中的前4个模态的空间特征函数和时间特征函数,分析烟台和日照两个岸段砂质海滩剖面的时空演变特征,并对这两段海岸的地貌和沉积特征差异进行对比,探讨了山东半岛南北岸段砂质海岸动力环境的差异及影响因素。结果表明,第一特征函数是海滩剖面变化的最主要模式,两个岸段剖面的第一特征函数都以低潮线剖面的最大波动为主要特征,与波浪、潮汐共同影响有关;第二特征函数则是以高潮带至上冲流作用上限之间的剖面波动为主要特征,主要受风浪季节性周期变化控制;第三、四特征函数推测与偶然因素有关。

7000年来渤海西岸、南岸海岸线变迁

渤海西岸、南岸从全新世海侵边界至现在海岸线之间的海岸低地是7000 a B.P.以来多个三角洲进积的结果。由于黄河入海泥沙数量巨大,导致下游河道频繁摆动,活动三角洲(超级叶瓣)位置多次变迁。滦河三角洲活动叶瓣位置也多次变迁。海岸线变迁受三角洲演化控制:活动期推进、废弃初期后退和之后的长期稳定,表现分片突进模式。整体来说研究区各时期海岸线表现出局部突出、局部内凹特点。在这样的三角洲群地区不可能出现近乎匀速的平推式海岸变迁。

南渡江河口水体氢氧同位素特征及对台风“海鸥”的响应

夏季亚热带地区频繁的台风天气对河口水体环境具有重要影响。以2014年台风"海鸥"过境前后在南渡江河口地区的水文要素现场观测资料,分析了台风降雨前后南渡江河口地区的水体同位素组成特征和变化规律。研究表明:大气降水是控制台风"海鸥"期间河水氢氧同位素的主要因素,其主要来源为热带太平洋地区输送的水汽。台风"海鸥"过后,降雨补给变少,温度升高,蒸发作用加强,氢氧同位素值有所升高。台风带来的大量河流淡水资源入海改变了河口水体环境,使得潮流界向河口后退,水体混合强烈,口门外形成咸淡水锋面。此次观测研究将有助于认识台风对亚热带地区中小河流河口水循环过程的影响。

弹性介质Hamilton正则方程与地震波方程

地震勘探中地震波在地球介质内传播的过程非常复杂,而处理复杂系统问题时分析力学理论具有优越性。本文将地球介质看作是弹性介质,建立均匀和非均匀弹性介质的Hamilton正则方程,使弹性介质分析动力学方程由位形空间拓展到了相空间。利用弹性介质的Hamilton正则方程导出均匀与非均匀弹性介质的地震波方程和声波介质的地震波方程,为用Hamilton分析动力学研究地球介质中地震波传播、处理和解决地震勘探中的有关问题提供了基础。同时给出了用分析动力学理论处理解决地震勘探有关问题的思路。

逆时偏移波场延拓中的几何扩散问题

从理论上分析逆时偏移波场延拓过程中的振幅变化有助于发展真振幅的逆时偏移方法,提高成像结果的精度和保真性。本文研究逆时偏移波场延拓中的几何扩散对振幅的影响,首先基于高频渐进理论,给出正向和逆时延拓波场的WKBJ近似表示;然后应用稳相原理,证明逆时偏移中逆向波场延拓能够补偿正向波场延拓中的几何扩散效应;最后通过数值算例验证理论推导的结果,分析逆时偏移自动补偿几何扩散后的成像振幅。该研究为真振幅逆时偏移方法研究提供理论基础。

鸭绿江流域水沙输运的“源-汇”特征及其影响因素的集成分析

以鸭绿江流域为尺度,对鸭绿江流域上中下游水沙数据进行综合性分析。结果显示:鸭绿江流域径流量中游比上游年径流量增加一倍左右,下游比上游的年径流量增加倍数为一个数量级以上;大部分年份下游的年输沙量小于上游;随着中下游水利工程等人类活动的加剧,鸭绿江下游径流量和输沙量都有阶段性的减少,年际径流量和年际输沙量差异幅度逐渐增大,且输沙量减小的幅度和年际差异幅度比径流量更大,尤其是自20世纪60年代中期以来人类活动对输沙量影响比较显著。结合ENSO事件特征,指出气候变化引起的降雨量的减少是直接影响流域径流量减少的主要原因,也一定程度上造成了流域输沙量的减少。

海洋重力校正标准修订建议

北美及澳大利亚先后于2005年、2007年修订重力归算标准并重新改算国家重力数据库数据,以提高重力数据精确度与准确度,扩大数据应用领域和用途范围.本文参考北美及澳大利亚的重力归算新标准,对比我国区域重力调查规范(DZ/T 0082-2006)中的陆地重力校正方法,审视海洋区域重力调查执行的海洋地质地球物理调查规范(GB/T 12763.8-2007)中的海洋重力校正方法,从重力校正理论基础入手,对海洋常规重力校正的传统近似方法及精确计算公式作了回顾和总结,并就GB/T 12763.8-2007中的船载重力校正有关条文,提出了相应修改建议,以加速我国在该领域的研究,供商榷.

西南印度洋中脊热液沉积稀土元素地球化学特征

西南印度洋中脊(SWIR)超慢速扩张段特殊的构造环境是了解洋脊深部过程和热液系统的又一天然验室,为进一步认识全球洋中脊热液系统提供了新的思路和内容。同时,慢速扩张脊较低频率的构造事件或许促进热液上升流的长寿命、多期次活动,与高度不稳定的快速扩张热液系统相比更有利于大型矿床的形成。

西南印度洋龙旂热液区(49.6°E)硫化物的矿物学特征

不同的构造环境必然会产生不同的热液循环系统。在超慢速扩张的西南印度洋(SWIR),不仅扩张速率不同于快速扩张脊,中脊扩张机制(动力)、岩浆供应的规模与形式、海底基岩的类型等也都有所不同,这就使得SWIR的热液活动系统在热液循环、岩水反应、物质来源、热液喷出的规模与频率等诸多方面都必将有其独特性。然而,由于受调查工作的限制。

弹性介质Hamilton正则方程与声波方程辛几何算法

建立弹性介质的Hamilton正则方程,把声波介质视为特殊的弹性介质,由弹性介质Hamilton方程导出声波介质地震波方程,对声波方程Hamilton化后给出其蛙跳格式的辛差分算法。将声波方程辛算法应用于二维情况下的地震波场正演数值模拟计算,并与常规的有限差分算法进行比较。结果表明,在地震波场正演数值模拟计算中辛几何算法比常规有限差分算法更具优越性。

大沽河口潮间带沉积物重金属污染特征

为了解胶州湾大沽河口潮间带沉积物重金属污染现状,2015年采集60个大沽河口潮间带表层沉积物样和2个柱状样,测试了样品的粒径及主要重金属元素含量。结果显示,大沽河口地区以黏土质粉砂为主,局部含有砂质粉砂和粉砂质砂;潮汐对粒径较大的砂、粉砂的分选性较好,对黏土的分选性较差;沉积物重金属污染程度较低,Zn、Pb、Cu、Cr、Cd、As和Hg等7种重金属元素的平均含量为30. 29×10^(-6)、29. 35×10^(-6)、80. 55×10^(-6)、69. 92×10^(-6)、0. 08×10^(-6)、0. 05×10-6和8. 63×10^(-6);表层沉积物中各金属元素与平均粒径之间有较强的负相关性;利用Hakanson潜在生态危害指数法对各金属元素的潜在生态危害程度进行了评价,结果显示大沽河口潮间带重金属污染程度整体较低,Hg为主要超标元素,近年来,该地区环境有所改善。