?特約主編

胡修棉,男,生于1974 年4 月,江西南昌人,南京大學地球科學與工程學院教授、博士生導師。2002 年博士畢業于成都理工大學,先后在意大利馬爾理工大學、英國愛丁堡大學從事博士后和訪問學者研究。主要從事沉積學教學與科研工作,目前課題組形成了沉積大地構造、古環境、現代河流沉積、地質大數據等四個特色研究方向。獲國家“萬人計劃”領軍人才、科技部中青年科技創新領軍人才、侯德封礦物巖石地球化學青年科學家獎等。主持承擔基金委國家杰出青年科學基金項目、重大研究計劃重點項目、原創探索項目、科技部973 課題、英國皇家學會牛頓高級學者基金項目等,兼任中國沉積學/沉積地質學專業委員會委員、副秘書長,國際期刊Sedimentology,Arabian Journal of Geosciences副主編、《中國科學:地球科學》中英文版編委和《沉積學報》等期刊編委。先后任國際地球科學計劃(IGCP)第739項目第一負責人、第494項目(青年科學家項目)第一負責人,第609 項目共同負責人,SEPM 中國大使。在Geology,EPSL,GRL,Earth-Science Reviews,JGR-Solid Earth,GSA Bulletin,Basin Research等刊物上發表學術論文200余篇,其中第一作者或通信作者論文130多篇。
?主編按語
中國水系固體物質研究進展
河流是地表形態的主要塑造者和實現固體地球物質循環的重要介質。水系固體物質(礫、砂、泥)是認識河流的過去、現在與未來的重要物質載體,長期以來受到地球科學研究人員的高度重視。然而,現代水系固體物質源—匯過程的一些關鍵環節尚不清楚,限制了對過去河流沉積的解譯。例如,水系固體物質是如何產生的?哪種巖石類型或構造單元對不同粒徑的水系固體物質貢獻顯著?水系固體物質組成和結構隨搬運距離、水動力變化情況?如何從水系固體物質中有效提取構造、氣候、源區的重要信息?
現代沉積“源—匯”系統,是了解地質歷史時期“源—匯”系統的鑰匙。現代沉積物因未受成巖作用影響,其形成時的地質、地形和氣候條件也清晰明了,是研究源—匯過程、探討物源研究新方法的絕佳實驗對象。近年來,現代河流固體物質的研究工作日益增多,許多的沉積學理論和認識都在不斷被更新或修正。新方法手段在深時,尤其是新生代以來的沉積盆地中的應用,使得越來越多的科學研究或假設不斷被開拓或證實。
發育眾多大型河流的“亞洲水塔”青藏高原與多個亞洲邊緣海盆地及亞洲內陸湖泊組成了規模巨大的源—匯系統。認識以青藏高原水系為代表的水系固體物質源—匯系統,包括河流礫、砂、泥的產生、搬運與沉積過程,不僅為探索地球表生物質循環、海陸相互作用等關鍵過程提供基礎支撐,也能為筑牢國家生態安全屏障和經濟社會的可持續發展提供重要參考。
為了進一步促進我國水系固體物質相關研究的發展,特組織了本專欄,以集中發表最新研究成果。本專欄收集8篇論文,涉及現代河流源—匯系統物源分析方法的探索及應用、深時陸相盆地物源、沉積物通量的研究,以及大河水系演化等領域。期望這些研究能為物源分析及河流演化等相關研究提供一些典型案例和方法參考,開拓研究思路,促進學科交叉與學術創新,助力中國沉積學的快速發展。
碎屑統計是定量研究陸源碎屑沉積的常用方法。董小龍等針對常用的四種碎屑組分統計方法——全顆粒法、Glagolev-Chayes法、Gazzi-Dickinson法和全面積法,并結合Matlab模擬統計實驗,對比分析了不同統計方法的差異與優劣,給出了適用的統計方法,并建議碎屑組分統計至少要達到384 顆以滿足置信區間要求。為了克服光學顯微鏡分析沉積物組分耗時較長且不同操作者之間存在誤差的缺點,張瀚之等通過掃描電鏡分析法定量分析了渭河流域現代沉積物的礦物組合、顆粒大小和巖屑組成等信息,探究了該方法在沉積物源示蹤上的應用,獲得了很好的效果。
河流系統是沉積物由源到匯搬運的主要載體,其攜帶的沉積物的粒度及組分信息蘊含著重要的物源信息。礫—砂過渡(GST)作為一種粒度突變現象,對解譯沉積環境與搬運距離等具有重要意義。張藝秋等從中礫—砂過渡的基本特征、典型案例及產生機理等方面綜述了該領域的研究進展,表明礫—砂過渡研究對理解河流演化、泥沙運移及洪水風險管理等有重要意義。河流沉積物的組分信息,尤其是單礦物原位地球化學數據在物源分析方面發揮了越來越大的作用。林旭等利用磷灰石原位微量元素和87Sr/86Sr 比值等數據,有效地區分了發源于青藏高原東南緣的金沙江和發源于龍門山的岷江、嘉陵江的沉積物,明確了長江干流豐都段的物質來源。
鋯石作為常用的測年礦物,一直以來在物源分析中發揮著重要作用,尤其是與傳統的沉積物組分分析手段相結合,可以更精準地判斷物質來源。李姝睿等利用碎屑重礦物組合與鋯石年代學分析相結合,區分了長江、黃河及古黃河三角洲對南黃海地區輻射沙脊的物質貢獻。王釗等通過碎屑組分與鋯石年代學的數據,提出了銀川盆地晚上新世沉積物來自于黃河上游河段,而非賀蘭山和鄂爾多斯高原的新認識,進一步支持了黃河上游蘭州—銀川段在晚上新世已經形成的觀點。
河流演化是地表地貌塑造的重要推動者。王新航等基于內流水系及源—匯系統質量平衡原則,通過沉積通量數值模擬(BQARTMCS)方法,重建了青藏高原腹地新生代晚期的地貌格局,也為陸相盆地源—匯系統的沉積物定量研究提供了新的思路。陳磊基于國內外地球動力學和地貌模擬技術的研究進展,系統總結了動力地形與大河水系演化的研究方法和典型案例,充分肯定了動力地形在大河水系演化過程中的控制作用。
水系固體物質研究是與沉積物源分析、盆地演化、河流演化等息息相關的一個基礎研究領域,也越來越成為一個集多方法、多技術相結合的研究前沿。本專欄收集部分研究成果,難免掛一漏萬,權作引玉之磚,盼望更多優秀的研究成果不斷涌現。
致謝 本專輯組織與相關研究工作受第二次青藏高原科考“水系固體物質源—匯過程與演變”專題資助。感謝專題負責人王成善院士、許唯臨院士的指導、幫助與建議。