喀斯特环境质量变化的自然与人文过程特征——贵州喀斯特河流的地球化学研究

该论文选择贵州喀斯特地区的典型河流为研究对象,利用化学质量平衡、同位素和微量元素地球化学研究手段,定量计算了流域物理侵蚀速率和化学风化侵蚀速率及其对大气CO<,2>消耗的影响,探讨了河流水化学特征与人为活动、气候、地形、岩性等因素之间的关系,并对流域中的化学物质（主元素、稀土元素、重金属元素）循环过程进行时间和空间上的示踪研究,揭示喀斯特生态环境中水/岩（土壤）作用、水/粒界面作用对化学物质地球化学循环过程的控制机理及其环境效应特征,辨识了人为作用和自然过程对流域质量变化的相对影响.

贵州岩溶区红色风化壳物源及稀土元素地球化学研究

该论文在贵州及其相邻湖南吉首地区选取了十多个有代表性的碳酸盐红色风化壳,在野外仔细观察的基础上,运用矿物学、土壤物理学及地球化学等研究方法,首次较为系统地阐述了它们的物质来源及成因、矿物学及地球演化特征、稀土元素的超常富集及分异、稀土元素赋存状态等.取得了如下几点认识：1.系统论述了贵州岩溶区红色风化壳的主要物质来源,证实了碳酸盐岩上覆红色风化壳主要物质来源于碳酸盐岩中的酸不溶物,是碳酸盐岩风化后酸不溶物原地残余堆积的结果.2.系统阐述了碳酸盐岩风化壳形成过程中的矿物学与主量元素的演化特征,发现风化作用主要集中于岩-土界面附近进行.3.分析了导致剖面风化强度均匀的原因.4.提出了碳酸盐岩风化壳正反层序的判别方法.5.明确了碳酸盐岩风化壳发育的两阶段模式.6.详细研究了碳酸盐岩风化前缘地球化学碱性障的形成机理.7.初步揭示了岩-土界面稀土元素超常富集和Ce强烈亏损的地球化学机理.8.查明了稀土超常富集层中及剖面中上部稀土元素的赋存状态.9.风化前缘MREE富集现象及其形成机理.

贵州凉风洞石笋的古气侯记录与古生态环境意义

自20世纪60年代以来，探索全球性气候变化规律和环境变迁史的研究工作在世界各国广泛开展。大规模的深海岩芯的研究、中国北方黄土的系统研究、大型湖泊沉积岩芯的研究及对树木年轮、泥炭、珊瑚、冰芯等“自然环境历史档案”开展的研究工作，都为重建古气候和古生态环境提供了大量的资料。洞穴化学沉积物（石笋）由于其特有的微层结构及其内的稳定氧、碳同位素和微量元素所蕴含的古气候与古生态环境信息，并且具有分布广、时间长、信息保存完整等特点，因此，它是研究地球环境变化很好的自然环境历史档案。本论文通过对凉风洞洞穴体系的综合研究和对凉风洞石笋（微层）生长特征及石笋的碳、氧稳定同位素组成的研究，系统探讨了贵州凉风洞石笋的古气候记录和古生态环境意义，得出以下主要结论：1，地表植被的类型及生物量等信息可综合反映于洞穴体系的不同组．分（气样、土样、水样）中。而洞穴的水动力条件也能很好的被洞穴滴水中所含微量（常量）元素记录。根据分析，洞穴综合体系对外界气候与生态环境的响应关系存在一定规律性。通过对比说明，我们所选的凉风洞基岩的溶蚀和缓冲对水体中的信息影响不大，即洞穴滴水较好的继承了土壤水所携带的地表气候与生态环境信息，是理想的研究对象。2．凉风洞石笋具有多个沉积旋回，不同沉积旋回的纹层组合及纹层结构存在一定的差异，指示不同的沉积环境。根据年龄数据判断，旋回①至旋回⑧之间年龄跨度为1570-8000 aBP，以呈缓平顶（柱）对称叠复状的沉积形态组合为主，示洞顶滴水量较大，滴水点相对稳定，且均匀，与全新世较为稳定的气候与环境变化的主旋律相一致。旋回⑧以下至底部石葡萄状沉积物之上部分之间年龄跨度为8000-14220 aBP，期间经历末次冰期晚期向全新世大暖期过渡，受诸如新仙女木事件（Younger Dryas）等的影响，气候变化幅度大，且经历多次反复，石笋生长的沉积学特征表现为斜锥（柱）、尖顶锥不对称叠复纹层组合，示洞顶滴水水量较小但变化较大，且洞穴滴水不稳（固）定。与此时间段内不稳定的气候与环境变化的主旋律也相一致。3．凉风洞石笋上段微层具有典型南方石笋微层发育的特性：微层发育较差，层面多弯曲，层间界面模糊等。下段因为沉积间断较多、风化层面厚及受到若干时段内碳酸钙重结晶而导致晶体穿插层位生长的影响，尽管在某些层位有微层发育，但无法对石笋微层作连续观察记录。根据高精度的石笋TIMS、ICP-MS测年数据和在显微镜下所数石笋微层数量的对比，扣除若干个沉积间断及风化层导致的微层缺失，以及显微镜下肉眼对细小微层计数的误差，我们认为，凉风洞石笋微层是年生长层的可能性较大。4，由于部分测年数据仍在测试中，目前无法精确控制石笋中沉积间断的存在导致的信息缺失，因此，我们仅仅根据部分石笋测年数据，建立了凉风洞石笋在不同时段的生长速率。全新世以来石笋的生长速率在22μm／yr-51μm／yr之间，明显高于末次冰期晚期向全新世过渡这一时间段内的石笋生长速率（16μm／yr）。这些数据间接印证了石笋生长响应于外界气候，尤其是降雨的变化。5．通过对洞穴体系的综合分析对比，我们判断凉风洞洞穴综合体系相对完整，洞穴化学沉积物的6先值较为直接的响应了土壤c压的61t值变化，即反映了地表的植被（c3植物和c；植物）的组成状况。贵州地区降雨80％集中在5-10月份，在此期间，基本受西南季风和东亚季风所控制。西南季风盛行时贵州各地的降雨频繁，是一年中雨量最集中的时期，在东亚季风影响时期，贵州多晴少雨，往往形成干早的天气。又西南季风控制区大气降雨创的值的加权平均值明显低于东亚季风控制区大气降雨δ18O值的加权平均值。因此，贵州地区年均降雨量和年均降雨δ18O值主要取决于西南（印度洋）季风的强弱：西南季风加强，降雨量增加，年均降雨剐、值偏负；西南季风减弱，降雨量减少，年均降雨δ18O值偏正。洞穴滴水的6旧O值变化基本继承了大气降水的别勿值变化。因此，对地处我国西南地区贵州南部的凉风洞，源于洞穴滴水的凉风洞石笋的别勺值变化直接响应了外界的大气降雨量的变化和西南季风与东亚季风相互的强弱交替。6．对凉风洞石笋碳、氧同位素组成的时间序列曲线作20点移动平均，发现，特别是进入全新世后，石笋的引3c值和扩、值几乎具有完全一致的同步变化，只是在变化幅度上在某些时段存在差异。说明在凉风洞石笋反映的14220-1570 aBP时间段内，尤其是10500-1570 aBP期间，本区域气候具有雨热（或干冷）同期的气候特征：在气温较高时间段，西南季风增强，气候湿润多雨，更有利于地表。植物的生长。气温降低时，随着东亚季风增强，西南季风减弱，气候干旱少雨，地表C；植物的生长占有一定的比例。据此重建和恢复了本地区14220-1570 aBP期间的古气候和古生态环境：（1）．14220-10500aBP，处于末次冰期晚期，气温较低。凉风洞石笋此时段的司、值都大于-9.8‰，最小值为-9.31‰，最大值达-7.290‰，平均值为-8.552‰。说明凉风洞洞穴地表的生长植被。植物占有一定的组分，石笋的δ18C值受C3植物和C4植物的共同影响。此时段内石笋6、值也存在一定的波动（-5.651‰－6.942‰），考虑到末次冰期晚期先全新世过渡期间气温变幅较大，O'Neil等（1969）所建立的氧同位素平衡分馏方程中的温度变化已不能忽略，并且大气降雨的温度效应作用也比较明显，因此我们对此时段的季风和大气降雨量的变化不作讨论。（2）. 10500-9300 aBP，新仙女木事件结束，进入全新世，气温逐渐回升。凉风洞石笋此时段的扩3c值大都小于-9.8‰，最小值为-10.377‰，最大值为-9.267‰，平均值为-9.910‰。凉风洞洞穴地表植被已逐渐由C3植物占主导。此时段石笋δ18C值明显卜降，最小值为-7.420‰，最大值为-6.077‰，平均值为-6.854‰。反映在全新世早期夏季风盛行，降雨量较大，西南季风对本地区全年降雨贡献率大。（3）．9300-8300 aBP，经历一段明显温度波动变化。仟3c值在-9.8‰上下波动，最小值为-10.155‰，最大值为-9.096‰，平均值为-9.712‰。凉风洞洞穴地表植被C4植物所占比例存在反复。此时段石笋岁a0值变化幅度不是很大，最小值为-6.796‰，最大值为-6.260‰，平均值为-6.490‰。受冬季风影响，夏季风有一定的减弱，总体降雨量一般，东亚季风对本地区全年降雨贡献率比全新世初期有所增大。（4）．8300-3l000BP，俗称全新世大暖期，此时段全球气温明显回升，石笋δ18C值总体逐渐降低，最小值为-n．926编，平均值为-10.496‰。凉风洞洞穴地表植被基本由C3植物所控制。但在扩飞值总体逐渐降低的趋势一F，也存在若干扩3c值明显增大时段，如7700-6700 aBP时段，61七值最大值达-8.110‰，地表C4植物所占比例已不能忽略。此时段石笋6150值变化幅度较大，最小值为-7.373‰，最大值为-5.047‰，平均值为-6.261‰。反映在全新世大暖期的大背景下西南季风和东亚季风的交替以及大气降雨量的变化存在较大的波动，说明了季风气候的不稳定性。（5）．3100-1570 aBP，在3100aBP前后，凉风洞石笋的δ18C值和δ18O值均急剧上升，标志进入晚全新世。此时段气温变幅很大，δ18C值总体虽然仍偏低，平均值为-10.275‰，但刻畜介于-6.495-12.097‰之间；δ18C值平均值为-6.184‰，变幅介于-4.677-8.65‰之间，均超过以往任何时段。此时段凉风洞洞穴地表植被基本上仍然由C。植物所控制，始于3100 aBP的急速降温事件使得在全新世晚期开始时段C4植物所占比例有一定的上升。此时段内西南季风和东亚季风反复多次交替，大气降雨量存在较大幅度的变化，说明了季风气候在此时段的很不稳定性。对于169于巧70 oBP百年时间段内石笋的δ18C值和司、值巨大幅度的急剧升高，有待进一步研究，也不排除石笋表层长期裸露受外界污染所致。

贵州碳酸盐岩红色风化壳稀土富集与分异的机理研究

近期对贵州碳酸盐岩红色风化壳研究发现，碳酸盐岩基岩中稀土含量一般为几十个μg/g，而在岩一土界面附近即E显示超常富集，REE总量最高可达31000μg／g以上，远高于碳酸盐岩基岩和一般风化壳REE含量。同时，稀土富集的部位是剖面底部，而在其它的风化壳中稀上往往在剖面中部即全风化层底部富集。REE超常富集的样品同时伴有Ce的强烈亏损，6Ce值最低为0.007，这也是目前报道过的风化壳中的最低值。另外，风化前缘稀土相对于PAAs标准化后显示MREE富集的特征。弄清碳酸盐岩红色风化壳中稀土富集和分异的机理，有助于丰富稀土表生地球化学知识，同时也为喀斯特地区风化成土地球化学过程和土壤物质来源的示踪提供了重要依据。本文通过对稀土赋存状态的实验研究，结合稀土元素质量迁移系数，系统的分析了稀土元素在碳酸盐岩风化壳中的迁移、转化行为，探讨了稀土发生富集和分异的机理。本次研究取得了如下认识：1、通过对白云岩和灰岩风化壳稀土赋存状态的对比，发现在碳酸盐岩红色风化壳中稀土具有相同的赋存和转化规律。稀土富集层中稀土主要以专性吸附态和残渣态的形式存在，其次是有机质结合态。稀土的赋存状态说明粘土矿物对稀土的吸附是导致稀土在底部超常富集的主要原因。其次，次生稀土磷酸盐矿物，主要是La、Nd等的轻稀土磷酸盐矿物也是稀土富集的主要载体。此外，有机质和铁锰氧化物对稀土的迁移、富集也发挥着重要作用。非富集层主要以 残渣态和铁锰氧化物结合态的形式存在，表明随着风化作用的增强，稀土越易进入稳定的相态中。2、元素质量迁移系数真实的反应了元素的迁入迁出情况。碳酸盐岩的非等体积风化使得稳定的微量元素相对基岩富集，也为风化壳稀土提供了基本的物质来源，但不是导致稀土超常富集的主要原因。稀土元素在风化壳上部表现出很强的活化迁移能力，几乎全部迁出，并且在底部显示明显的带入富集，上部淋漓的稀土为底部稀土的超常富集提供了稳定而充足的物质来源。3、风化壳底部狭窄的碱性障是稀土超常富集的主要制约因素。碳酸盐岩的酸不 溶物含量低，碳酸盐矿物可溶性强，发育程度较高的风化壳剖面能够在垂向上很窄的范围内形成碱性障。7-9的pH值增大了粘土对稀土的吸附量，同时还提高了稀土与各种络阴离子络合的稳定性，有利于稀土沉淀。对于发育完整的碳酸盐岩红色风化壳，介质条件的改变是缓慢的，不能在剖面底部形成碱性障，因此稀土在剖面上部迁出，下部迁入富集，富集层位往往和其它岩类风化壳一样在全风化层的底部。4、经页岩标准化的稀土分布模式在风化前缘显示MREE富集。导致这一现象的原因主要是风化壳中MREE的迁出程度大于HREE和LREE，风化流体显示MREE富集。在底部碱性障条件下，富M咫E的风化流体沉淀、富集。风化流体向下渗透，水岩反应的结果是白云岩也显示M咫E富集，灰岩由于岩一土界面的阻挡，水岩反应深度不大，基岩往往无明显的稀土分异。5、在碳酸盐岩红色风化壳上部Ce显示正异常，底部富集层显示强烈负异常。剖面上部，Ce3＋氧化水解，氧化产物主要与铁锰氧化物共沉淀，少量的与粘土形成氢键或者与有机物络合沉淀，导致剖面上部正异常。Ce在剖面中的迁出量很少，在底部稀土富集层，沉淀富集时主要是La、Pr等LREE，Ce相对贫乏，因此，富集层Ce显示强烈的负异常。与碳酸（氢）根或者磷酸根等络合物形式迁走的Ce很少，不是导致Ce强烈负异常的主要原因。6、基岩性质和良好的水热条件导致碳酸盐岩风化前缘形成特殊的微环境一一碱性障，这是稀土在碳酸盐岩风化壳底部超常富集和分异的主要原因，也是碳酸盐岩红色风化壳稀土行为不同于其它岩类风化壳的主要原因。稀土元素在风化作用过程中发生明显的重组分配，其分布特征不能用以指示物源信息，只能反应风化作用过程信息。

岩溶上覆风化壳的粒度分布特征及其对物源和形成过程的指示意义

以贵州为中心的中国西南岩溶区是世界上连片分布面积最大的岩溶区，其上分布着厚度不一的红色土层。由于碳酸盐岩易溶蚀、酸不溶物含量极低（一般＜5％）、成土慢，同时在风化过程中伴随着巨大的体积缩小变化，原岩结构和半风化带无法保留，岩-土界面呈突变接触关系，缺失过渡层，宏观上缺乏直接的野外地质证据支持二者之间存在着明确的继承关系，因此对于岩溶上覆风化壳的物质来源，长期以来一直存在着争议。对岩溶区风化壳成因存在的不同认识，成为利用风化壳进行一系列科学研究的障碍，因此正确理解岩溶上覆风化壳的物质来源和成因显得十分紧迫和重要。本文在已有成果的基础上，选择灰岩、白云岩与碎屑岩呈镶嵌产出的贵州岩溶台地（包括湘西吉首的一个剖面）作为研究区域，尝试利用粒度分析这一反映沉积若（物）的结构组成的研究手段，通过对20条剖面的精细采样分析．系统地探讨了不同基岩与仁覆风化壳的粒度分布特征，并以此为主线，结合磁化率、pH值、地球化学和矿物学资料，对贵州岩溶上覆风化壳的物质来源和剖面演化过程进行了探讨，取得了以下几点认识：第一，在碳酸盐岩上覆风化壳的成因研究中，粒度分析是一个有效而直观的物源示踪方法。不同沉积背景下形成的沉积岩其粒度分布特征是不同的，而在此基础上发育的风化壳就继承了母岩的粒度分布特征，粒度频率分布曲线表现出和母岩的一致性和渐变过渡性，在风化程度不是特别强烈的条件下（排除如铝土矿化的红土化阶段），风化壳仍保留了“源”的信息。而由碳酸盐岩发育的风化壳就继承了基岩酸不溶物的粒度分布特征。由不同粒度组成的沉积岩发育的风化壳，其粒度组成也存在着明显的浪异。第二，通过对贵州岩溶区不同基岩（包括碎屑岩）及其上覆风化壳的粒度分析表明，各风化剖面的粒度分布特征与下伏基岩有明显的继承性，而各剖面之间的粒度分布存在着明显的差异，说明岩溶区上覆风化壳没有共同的物质来源，碳酸盐岩上覆风化壳是碳酸盐矿物溶蚀、残余酸不溶物长期积累的结果。第三，在非等体积风化过程中，风化前锋即“岩一土界，”是一个重要的地球化学作用场所，在这一狭窄的界面上，不仅碳酸盐矿物充分淋失，而且残余酸不溶物也开始了分解，同时岩一土界面的风化梯度明显强于已成风化剖而后期的演化强度。即从基岩酸不溶物到风化壳底部，风化强度突变性增大，而风化壳的后期演化则是一个缓慢的过程。第四，由于充沛的水热条件，风化壳的淋溶淀积作用普遍存在，粘粒含量在剖面七部由下向上表现为逐渐降低的“倒置”现象。在风化壳发育浅薄的石灰土剖面，淀积层甚至可以直接淀积在剖面底部。第五，石灰土尽管发育程度较低，可以看作碳酸盐岩风化壳演化的早期阶段，但是在形成石灰土的过程中，各风化指标已表现出显著的变化，具有了红色风化壳的发育特征。因此从严格意义上讲，石灰土已不具有从基岩到红色风化壳的“过渡层”身份。第六，石灰土剖面普遍具有典型残积风化的特征，粒度和地球化学指标表现为单调变化的趋势。而红色风化壳的粒度参数在整体上具有风化壳正向演化特征的基础上，在剖面上表现为强烈的波动，地球化学指标及矿物学组成在剖面上也呈现相应的波动。造成这种现象的原因可解释为：一是风化前锋向下拓展过程中风化条件的变化，二是后期古地下水位的波动对风化剖面的改造。石灰土剖面形成时间短，在浅薄的风化壳发育过程中，风化条件和水文状况稳定，风化壳的发育完全是在气下由大气降水形成的风化溶液对一剖面由浅入深的风化作用形成的，未受到后期地下水的改造。而厚层红色风化壳，形成时间长，在其长期的地质演化过程中，风化条件的变化和古地下水位的波动将会频繁的发生。尤其岩一土界面是一个重要的地球化学风化界面，在风化前锋向下拓展过程中，风化条件的变化必然影响到相应层位风化程度的差异性，因此造成剖面上风化指标的波动性。在风化前锋，由风化条件的差异性导致粒度及地球化学指标的波动性，在这一过程中，粒度及地球化学指标的变化是可预测的，即强烈的风化条件可以导致粒度变细，粘粒含量增加，CIA增大，反之亦然，风化过程表现为活动元素的净带出。然而，由古地下水位的波动对风化剖面的改造作用是可变的，不可预测的，既可使剖面的物质被带出，也可以带入一些活动元素，如K、 Na等的交代。同时，地下水对剖面粒度组成的影响也很复杂，物质的带入不一定就会使粒度变粗，粘粒含量降低，而物质的带出也不一定就导致粒度变细，粘粒含量增加。在两种机理的相互叠加影响下，使风化壳的演化趋势更趋复杂化。风化剖面中，粘粒含量和CIA之间既有同步变化的层段，也有呈强烈反相关的层段，还存在没有明显相关肋层段。作为等体积变化的典型剖面-吉首剖面，其风化过程具有碎屑岩的发育特征，“粘粒含量从下向上表现为顺次增大的趋势，如果也存在古地下水对剖面的改造作用，那么说明对粒度的影响是微弱的。第七，对于红色风化壳，不管是碳酸盐岩风化过程中由于风化条件的差异造成的风化指标波动还是受后期地下水的改造作用引起的，剖面整体上仍具有向上风化程度增强的趋势。PH向上逐渐降低、磁化率的增大均表明了风化强度的增强，“这与剖面愈向上经历的风化时间愈长所对应的。第八，碳酸盐岩风化壳和结晶岩风化壳的形成过程相比，前者母岩的风化起点高，即母岩的成熟度高。由于碳酸盐岩风化壳的风化母质是基岩酸不溶物，而酸不溶物本身就是表生风化条件下的产物，因此可以说风化母岩就是风化壳，基本上不含易风化的斜长石类矿物。在A-CN-K风化趋势三角图解上，已表现为风化壳发育的第二演化阶段，即沿着A-K端线向A点逼近。第九，在结晶岩及碎屑岩类风化过程中所证实的守恒元素，在碳酸盐岩非等体积风化过程中其比值发生了显著变化，这是碳酸盐岩风化成土作用过程中的一个特点，可能会引起某些所谓的守恒元素的地球化学分异，但其成因尚不清楚。在风化剖面中守恒元素的比值保持稳定，具有其它岩类风化的特点。

贵州岩溶地区土地石漠化形成的自然背景及其空间地域分异

贵州位于世界上连片分布面积最大的中国西南岩溶区的中心，近年来石漠化问题突出，且有不断恶化的趋势，给当地经济发展和人类生存带来了极大障碍。对石漠化的成因机理进行研究，是石漠化治理的前提和理论依据。但目前对石漠化的研究基本以定性分析为主，定量化和空间性明显不足。贵州地貌类型复杂多样，不同地区石漠化的程度和影响因素也不相同，如果不考虑区域之间的差异，对石漠化的治理也会产生误导。本文用地理信息系统（GIS）作为研究手段，以贵州岩溶区作为研究区域，将石漠化形成中的岩性、地貌类型、坡度、降水以及土壤等影响因素图作为要素层与石漠化图进行空间叠加分析，对影响石漠化的各种自然背景进行了深入分析；并较为系统地研究了石漠化各种影响因子的空间地域分异规律以及不同区域石漠化形成中的主导驱动因素，取得了以下几点认识：第一，岩溶地区土地石漠化与岩性存在明显的相关性，石漠化分布区域岩性主要以灰岩为主，灰岩地区石漠化程度比白云岩地区更严重。连续性灰岩是所有岩类中最易发生石漠化的，中、强度石漠化都比较严重；其次是连续性白云岩地区，这种规律也非常明显。可以说较纯的碳酸盐岩是石漠化发生的主要岩石基底。第二，从各种地貌类型与石漠化的关系来看，地形切割深度对石漠化的形成有很大影响。无论在哪种地貌类型分布区，深切割的地貌区比浅切割的地貌区更容易发生石漠化。相对高度越大，切割深度对石漠化的影响越明显。各种地貌类型的峰丛洼地组合区是石漠化发生率极高的地区。在不同级别的坡地分布区，大于25°的坡地对石漠化的影响最明显。大于25°的坡地区轻、中、强度石漠化的发生率都很高。小于18°的坡地区石漠化程度主要以轻度和中度为主。降水量对石漠化的影响以大于1200mm的降水量区最明显。在降水量大于1200mm的地区，降水量越大，石漠化越严重。降水量小于1100mm的地区石模化程度以轻度和中度为主。不同的土壤类型中，石质土和石灰土分布区是最容易发生石漠化的地区。两种土壤类型分布区轻、中、强度石漠化都是所有土壤类型中最高的；黄壤和粗骨土中石漠化程度以轻、中度石漠化为主；黄棕壤区则中、强度石漠化发生率在所有土壤类型中都居前列；山地草甸土分布区中度石漠化的发生率比较高。第三，通过对不同地貌类型区石漠化形成的主导因素分析可以得出，石漠化是在岩溶地区脆弱的生态地质环境基础上，受人类活动的强烈干扰而形成的。脆弱的环境地质背景，尤其是岩溶地区大面积广泛分布的连续性碳酸盐岩是石漠化形成的主要控制因素，决定了土层的厚度及土壤类型的分布：由地貌类型决定的重力势能和降水提供的水动力条件是石漠化形成的主要原动力，人类活动在其中起了加剧和扩大这种动力条件的作用。第四，从各区石漠化形成的主导因素来看，岩性和人类活动是影响石漠化最重要的因素。岩性中主要是连续性碳酸盐岩的影响，尤其是其中连续性灰岩的分布。一般连续性灰岩分布面积大，陡坡垦殖也比较严重的地区，石漠化的比例和程度都很高如省内的黔西南、黔南和大方、盘县区。若连续性灰岩分布很大，但人类影响较弱，则石漠化的程度相对较弱，但也比较严重，如威宁高原区；如果连续性灰岩分布比较小，即使人类活动强度较大，石漠化的程度一般也以轻度和中度为主，如黔北中山区。连续性白云岩比例高的地区，石漠化形成受岩性影响也很大，‘但程度以轻度和中度为主，如东部低山丘陵区和黔中区；在岩石类型以碳酸盐岩与碎屑岩互层为主的地区，石漠化的形成主要受人为因素影响，但一般无强度石漠化，如黔北区。第五，轻度石漠化受多种因素综合影响比较明显，而强度石漠化的影响因素一般都集中于少数几个因素。从石漠化影响因素的空间地域分异来看，省内第一梯级面上的威宁高原区和大方、盘县区是连续性灰岩比例最大的两区，各种程度石漠化基本都受岩性控制，人为因素的作用比较小；第二梯级面上的黔南区、黔西南区强度石漠化受人类活动和岩性共同作用明显，但以人类活动的影响更大；黔北区强度石漠化基本以人类活动影响为主。黔中区和第三梯级面的东部低山丘陵区连续性白云岩分布广，岩性对石漠化的影响也很大，但强度石漠化很少。

磷矿的形成与Rodinia超大陆裂解、生物爆发的关系-以贵州瓮安、开阳、织金磷矿床为例

贵州省分布有两期大型磷矿：震旦纪陡山沱期和早寒武纪梅树村时期。在这两期磷矿中分别发育有瓮安生物群和小壳动物梅树村生物群，这两个生物群代表了生命早期演化过程中的两次爆发事件。由此推测磷矿的形成可能与生物的爆发存在某种联系。另外，已有研究表明，磷矿层下伏的南沱冰碳岩和上覆的灯影帽碳酸盐的形成都与晚元古代末的Rodini。超大陆裂解相关，那么沉积于它们之间的磷矿也可能与Rodinia超大陆裂解相关联。研究磷矿形成、Rodinia超大陆裂解及生物爆发三者之间的关系对揭示磷矿的物质来源、成矿环境、构造条件、成因机制等有重要的理论意义；对解决全球范围晚元古代地层、几次生物爆发事件和．冰川事件的对比问题等有极其重要的理论和实际意义。本文以晚元古代陡山沱期（瓮安、开阳）和早寒武纪（织金）磷矿床为研究对象，借鉴岩相学、古生物学、元素地球化学、同位素地球化学、有机地球化学及Sm-Nd、Rb-Sr同位素定年等方法，讨论磷矿的形成与Rodini。超大陆裂解、生物爆发之间的关系。论文主要获得了以下几个方面的认识：研究了三个矿床的主要地质特征，表明寒武纪织金磷矿床的磷品位低于陡山沱期磷矿床。瓮安、织金磷矿床形成于氧化带环境，而开阳磷矿床形成于亚氧化带环境。确定了三个矿床的成矿时代。同位素年代学得出陡山沱组磷矿床形成年龄为583±19Ma（Sm-Nd法）、588±8.6Ma和582±7.7Ma（Rb-Sr法），寒武纪磷矿床的形成年龄为542±23Ma（Sm-Nd法）和541±12Ma（Rb-Sr法）。震旦纪陡山沱期和寒武纪梅树村期磷矿床的形成时代与华南地块从Rodinia超大陆中裂解漂移出来的时间（600Ma～550Ma、540Ma）相耦合，为Rodinia超大陆裂解事件与磷矿床的形成存在密切成因联系提供了年代学方面的证据。对三个磷矿床进行的大量地质地球化学研究表明：Rodinia超大陆裂解为磷矿的形成提供了热液源和慢源成矿物质，并造成了大规模的低温热液成矿作用。研究了发育于陡山沱组和寒武纪含磷地层中的瓮安生物群和梅树村小壳生物群爆发的原因，表明Rodini。超大陆裂解造成了两次生物大爆发。超大陆裂解引发地球化学异常，导致了生物的大发展。讨论了地层中生物与磷的关系。地质证据、伴生微量元素证据、磷灰石矿物地球化学证据及有机地球化学证据表明，生物有机质直接或间接地参与了成磷作用。其中生物直接参与成磷作用主要发生在成矿过程的磷质吸取阶段，同时也见于地球化学富集阶段还原型细菌活跃的成岩带中；有机质间接成磷作用主要发生在磷块岩成矿过程的地球化学富集阶段和物理富集阶段。总结了磷矿的形成与Rodinia超大陆裂解、生物爆发之间的关系，Rodinia超大陆裂解为磷矿的形成提供了热液源和慢源的成矿物质；同时引发了生物的大爆发，而生物大爆发则促进了成矿物质的超常聚集和大规模成矿。

贵州贞丰县水银洞金矿床成矿特征和金的超常富集机制研究

黔西南地区是我国最重要的卡林型金矿床集中区，在该区卡林型金矿床具有断裂型和层控型两大类。断裂型金矿床产于高角度压扭性断裂中，赋矿层位一般为中、下三叠统地层，容矿岩石主要是泥质粉砂岩和粉砂质泥岩。层控型金矿床主要产于上二叠统地层中，容矿岩石主要是不纯的生物碎屑灰岩，背斜控矿明显。由于目前断裂型金矿一研究程度高，而层控型金矿研究程度低．近年来在层控型金矿床中一些大型和特大型矿床以及富矿体和高拮位矿石的新发现，使层控型金矿床成为黔西南卡林型金矿床的重要和具有特征的类型。因此，作者选择了水银洞金矿床这个大型较富的一卜林型金矿床进行系统研究，对其成矿特征和金的超常富集机制获得以下认识：1．金矿床受构造与有利岩性组合的双重控制。金矿床位于灰家堡背斜核部，矿体产在粘土岩叶灰岩一粘土岩组合之灰岩中，以层状·似层状为主。一些低角度的断层控制了少量的断裂型金矿体。2．金矿床具有低温成矿特征，主成矿期流体包裹体的均一温度2约℃士，出现硅化、白云右化、黄铁矿化和粘土化等围岩蚀变，特征的Au-As-11g-Tl元素组合。矿石中Au主要不均匀分布在富砷环带中。纳米金可能是水银洞金矿床金的主要存在形式，并且快速沉淀在几个微米宽的细小黄铁矿中的砷黄铁矿环带和几一卜微米小的热液毒砂中。成矿条件的骤变和黄铁矿的吸附是重要因素。3．成矿流体具有低温低盐度和较高压力和富挥发份的特点，均一温度在220 ℃士，盐度在6士W七％NoCI、，压力为1．6士0．4Kbal＂s，在Vc，I4＋限川j』包裹体中Cll。含量高达63mole％、N：为18nlole％、C0；为19mole％。高压和富挥发份促使成矿流体从深部迁移至控矿背斜核部，并由于断层的作用挥发份的快速逃逸，压力骤降，促使流体快速卸载，一形成金的快速沉淀，形成微细浸染壮的原生金矿石：4．成矿物质主要来自深部。系卿勺岩矿地球化学研究和同位素示踪显示断，成矿一物质可能是燕山期构造岩浆活动形成的成矿流体（慢源铅）上升溶解地壳铅和混入地壳淋滤错大而形成的壳物质的混合；容矿地层均为正常沉积作用形成，． 没有发现具有特殊意义的沉积层（矿源层）；成矿特征元素Au、As、51。、Tl和伴生的其他热液活动元素来自热液的带入，没有证据显示出地层岩石中有大规模的成矿元素迁出。5．区域＿日也壳的活动性，长时期的热状态，有利于大范围内形成超压成矿流体。而地壳的伸展拉张促使了基底早己有的断裂再度复活，并与成矿期断裂一起切穿地壳，为深部超压成矿流体涌入成矿体系提供了必要的通道和热动力条件，使断裂系统就象抽水泵一样，汇聚成矿流体进入地壳上部成矿体系。由于本地区浅层构造的复杂性，导致成矿现象复杂多样，常形成而状矿化，大区域上呈“金三角”。不象羊国西部地区卡林型金矿产出区，金矿在区域上呈线形分布,众多超大型金矿被发现。

黔滇地区富（含）铊矿床的低温地球化学及其环境效应研究

铊是一种低温元素，可形成富铊矿床。主要呈独立矿物红铊矿、斜硫砷系铊矿、Imhofite等形式存在。在卡林型金矿中Aa-Tl关系密切。流体包裹体、稳定同位素稀土元素地球化学，成矿模拟实验研究表明：富铊矿床的成矿流体主要来自大气降水和地层中的热卤水，成矿物质主要来源于地层，部分可能来自深部。从而建立了富（含）铊矿床形成的三阶段成矿模式。铊的环境地球化学研究表明，富铊矿床的开发利用是导致环境铊污染和地方性锭中毒的原因。

农村留守儿童心理行为现状及其影响因素研究

To investigate the psychological and behavioral status and their influencing factors of children left behind in rural areas in China, 604 students were chosen from primary fifth grade, junior second grade and senior first grade in high schools in local villages and towns of Chongqing and Guizhou to complete some investegations. The results showed that children left behind actually had some internalizing problems including depression, state-trait anxiety, social anxiety, low self-esteem and some social problems in campus; however, they had no delinquency or aggression behaviors. Low parents’ educational level, low life standards, no-good parent-child relationship, the long years parent spent outside, the long time parent spent outside every year, the young age of child when his parent left him, the low contact frequency between parent and child when parent went out for work, all can be the influencing factors made child behave some psychological or behavioral problems. Children left behind need some appropriate psychological intervention, to improve parent-child relationship, to help release internalizing problems and amend interpersonal relationship at school. Several advices may be useful to improve psychological and behavioral problems of children left behind, which are for parents who work outside home not to work long to 10 years, or stay out for work more than 10 months per year, or left child to work when he is younger than two years old, or contact child more than one month after the last contact when work outside home, and you’d better contact child once a day. All of these could be helpful for children left behind to overcome some psychological or behavioral problems.

The importance of interaction strength for food web dynamics and ecosystem functioning

Global biodiversity is eroding at an alarming rate, through a combination of anthropogenic disturbance and environmental change. Ecological communities are bewildering in their complexity. Experimental ecologists strive to understand the mechanisms that drive the stability and structure of these complex communities in a bid to inform nature conservation and management. Two fields of research have had high profile success at developing theories related to these stabilising structures and testing them through controlled experimentation. Biodiversity-ecosystem functioning (BEF) research has explored the likely consequences of biodiversity loss on the functioning of natural systems and the provision of important ecosystem services. Empirical tests of BEF theory often consist of simplified laboratory and field experiments, carried out on subsets of ecological communities. Such experiments often overlook key information relating to patterns of interactions, important relationships, and fundamental ecosystem properties. The study of multi-species predator-prey interactions has also contributed much to our understanding of how complex systems are structured, particularly through the importance of indirect effects and predator suppression of prey populations. A growing number of studies describe these complex interactions in detailed food webs, which encompass all the interactions in a community. This has led to recent calls for an integration of BEF research with the comprehensive study of food web properties and patterns, to help elucidate the mechanisms that allow complex communities to persist in nature. This thesis adopts such an approach, through experimentation at Lough Hyne marine reserve, in southwest Ireland. Complex communities were allowed to develop naturally in exclusion cages, with only the diversity of top trophic levels controlled. Species removals were carried out and the resulting changes to predator-prey interactions, ecosystem functioning, food web properties, and stability were studied in detail. The findings of these experiments contribute greatly to our understanding of the stability and structure of complex natural communities.

Final Report of the Phase III Archaeological Investigations at the Dr. Upton Scott House (18AP18), Annapolis, Anne Arundel County, Maryland, 1998-1999

In the summers of 1998 and 1999, the Archaeology in Annapolis project carried out archaeological investigation at the eighteenth century Dr. Upton Scott House site (18AP18)located at 4 Shipwright Street in the historic district of Annapolis, Anne Arundel County, Maryland. The Upton Scott House is significant as one of only a few Georgian houses with remnants of its original plantation-inspired landscape still visible (Graham 1998:147). Investigation was completed in agreement with the owners of the historic property, Mr. and Mrs. Paul Christian, who were interested in determining the condition and arrangement of Dr. Upton Scott’s well-documented pleasure gardens. Betty Cosans’ 1972 Archaeological Feasibility Report, the first real archaeological study of the Upton Scott House site, guided the research design and recovery efforts. Cosans determined that testing and survey in the back and side yards of the Scott property would yield important information on the use and history of the property, including that of Scott’s famous gardens. Excavation units and trenches were placed within three separate areas of backyard activity on the site which included Area One: extant brick stables in the southwest of the property; Area Two: the brick foundations of a small outbuilding located in the northwest area of the site; and Area Three: the area of Scott’s formal gardens. The research design included an interest in recovering evidence of African-American spiritual practice and domestic life at the site. Also of significant importance was an analysis of Scott’s garden beds, concerning the order and layout. Also sought was an understanding of the change in perception and use of the backyard by the various owners of the property.

An investigation of the mathematical elements of the Dai culture south-west Yunnan province, China

Dai ethnic mathematical culture is an important part of Dai ethnic culture. Mathematical elements show in their daily life. Through a research project of the Yunnan Dehong Dai people in southwest China, We collected the first-hand information, tried to do a small investigative study, and collected mathematics teaching resources that is useful to primary and secondary schools students on mathematics learning  in this minority areas. Keyword: Dai ethnic; Mathematical culture; Primary and secondary schools; Teaching resources.

Simulating the Swissair flight 111 in-flight fire using the CFD fire simulation software SMARTFIRE

At 8.18pm on 2 September 1998, Swissair Flight 111 (SR 111), took off from New York’s JFK airport bound for Geneva, Switzerland. Tragically, the MD-11 aircraft never arrived. According to the crash investigation report, published on 27 March 2003, electrical arcing in the ceiling void cabling was the most likely cause of the fire that brought down the aircraft. No one on board was aware of the disaster unfolding in the ceiling of the aircraft and, when a strange odour entered the cockpit, the pilots thought it was a problem with the air-conditioning system. Twenty minutes later, Swissair Flight 111 plunged into the Atlantic Ocean five nautical miles southwest of Peggy’s Cove, Nova Scotia, with the loss of all 229 lives on board. In this paper, the Computational Fluid Dynamics (CFD) analysis of the in-flight fire that brought down SR 111 is described. Reconstruction of the wreckage disclosed that the fire pattern was extensive and complex in nature. The fire damage created significant challenges to identify the origin of the fire and to appropriately explain the heat damage observed. The SMARTFIRE CFD software was used to predict the “possible” behaviour of airflow as well as the spread of fire and smoke within SR 111. The main aims of the CFD analysis were to develop a better understanding of the possible effects, or lack thereof, of numerous variables relating to the in-flight fire. Possible fire and smoke spread scenarios were studied to see what the associated outcomes would be. This assisted investigators at Transportation Safety Board (TSB) of Canada, Fire & Explosion Group in assessing fire dynamics for cause and origin determination.

Particle Dynamics Particulate Carbon And The Oxygen Minimum In An Estuary

Profiles of suspended particulate load and its organic and inorganic carbon contents as well as salinity, dissolved oxygen, ammonia and divalent manganese have been recorded throughout the mixing region of the Tamar Estuary,Southwest England, in late summer when there was pronounced net oxygen consumption. The results indicate that trapping of particulate organic detritus (of both riverine and marine origins) within the high turbidity zone contributes to the localisation and buffering of the seasonal oxygen demand exerted within the low salinity region of the estuary.