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  初级实验室也能做出好成果——“古地理环境实验室”筹建感悟(作者:高善明)  
          2010-06-18    【关闭】  
 

作者:高善明*

1979年古地理与历史地理研究室成立,依学科特色、科研任务要求,分设全新世环境变迁、第四纪沉积环境、历史地理三个学科组,筹建古地理环境实验室。由于实验室方向与沉积环境组的关系相对密切,因而实验室交由本组负责筹建和管理。

一、实验室发展方向

第四纪沉积环境的研究对象主要是湖沼、河流、海洋过程的堆积体。实验室的试验内容就是要解决分析地表分布和地层钻探采回的样品。古地理环境实验室的主要工作内容有:①沉积物(碎屑和粘土)的表面结构、粒度组成,矿物成分的鉴定与分类,物理特征的分析;②测定沉积物和水样的化学元素组成,微量及稀有元素的含量;③沉积物内有孔虫、介形虫、硅藻类等微体古生物化石的提取和鉴定。

二、遇到的难题

筹建古地理环境实验室困难重重。最大的难题是人员少,地方小,经验缺,资金有限。尽快开展工作,首先要购置必要的仪器设备。看到别人闲置或不用的设备,检回来修修补补再用。房子不够,就在一间房内开展几项试验,或排班做实验。为了将工作做得好一点,又要省钱,采取充分利用所内中心实验室的仪器和技术的办法。大型精密仪器很贵重,就利用社会力量,这样既节省了金钱,又缩短了时间。

三、拜师学技术

大地是地理学研究对象的主体。坚持野外实地调查与实验室样品分析相结合的方法是地理研究正确的途径。野外地理考察、钻探取样,是我们的强项;自己做样品分析,我们则是“小学生”。没有专业实验人员,我们就以虚心拜师诚心学习的态度,拜有关单位的专家为师学习样品分析技术,自己当实验员,提高科研水平。

①依据微体古生物组合重建古地理环境,已为业内人员的共识。例如,硅藻对外界生态环境反应敏感,有水的地方几乎都有它的群体。在沉积物中提取硅藻遗骸,分析群体组合特征,探讨群体生存时期水体的不同属性(淡水、微咸水、咸水)。为了掌握硅藻化石提取、鉴定、重建古地理技术,我们派研究生王一曼到地质科学院地质所进修,向黄成彦、李家英学习,攻克该学科。    

②有孔虫是海相水体的指示动物。不同类型种群组合,能有效地反应出澙湖、海湾、浅海水体的沉积环境。介形虫对环境变化反应相当强烈,是湖泊、沼洋、河流环境变化的灵敏指示物。为了省钱,李元芳利用空闲时间,向地科院同学学习鉴定、分类技术。

③利用扫描电镜观察石英砂表面微结构形痕组合、是探讨沉积物来源与成因,恢复沉积环境的一种可信的研究技术。高善明利用朋友关系,到中国石油勘探开发研究院,学习此项研究方法。

④为开展粘土矿物x光衍射技术,测示粘土矿物的成分、类型。高满江多次到地质所学习、请教,提高处理技术。

⑤实验室条件,有时不能满足某些项目的测验要求,安凤桐、张秀梅不得不到本所其他实验室进行分析与测试。

全组同志经过1-2年的努力工作与学习,技术水平有所提高,基本掌握对野外采回的样品进行实验室处理、鉴定、分析。

四、初级实验室也能出“高级”成果

由于坚持野外实地调查与实验室样品分析的有机结合,直接提高了科研水平和质量。获得了在当时认为“高水平”的一批成果。

(1)冀水平原和沿海地带,是我国油气资源重点开发区之一。我们在做《滦河三角洲沉积相与环境》课题时,根据野外实地调查资料和航片、卫片影像,确定从滦河口向南的沿海地带,有数条由陆向海呈雁形排列的堆积沙带。近滦河口处,沙带远离岸边,环绕新三角洲体分布,向西南方向,沙带展平呈长条状,逐渐近海岸断续分布,按走向有似滦河口向西南的沿岸流堆积体。为弄消楚沙带的成因,我们在每条沙带的上、中、下游(沿岸方向)同一部位采样,同时在垂岸方向,沙带的不同部位采样。沙带样品经实验室分析,结果是:延长10多公里的多条沙带,沉积沙的矿物成分基本一致,说明它们来自同一物源——滦河;沙带沉积沙的粒度组成,从滦河口向西南方向,即从上游沿程向下游,沙粒并没有由粗变细的规律性,说明沙带不是滦河口向西南方向,纵向沿岸流的堆积体。但是,每一条沙带沉积沙的粒度组成,虽没有纵向上的变化规律;而在横向上,同一沙带由海向陆方向,不同部位沉积沙的粒度粗细,有明显变化的规律性。近海边沙粒较细;沙带中部堤顶,沉积沙颗粒最粗,且分选性也好;沙带(堤)近陆部位的沉积沙颗粒最细,且向陆方向逐渐由沙过渡为含淤泥质沉积物。上述分析结果,充分表明沙带是波浪横向冲击作用塑造的堆积体。雁形排列的每一条沙带,代表一期三角洲的河口沙堤。新沙坝形态典型,保存好;老沙坝受后来水流冲刷改造,形态变得平直,体积不断缩小。课题成果获中科院1981年“科技进步”三等奖。

“滦河三角洲滨岸沙体的形成和海岸线变迁”(海洋学报1980.4)、“全新世滦河三角洲相和沉积模式”(地理学报1981.3)论文发表,引起有关方面关注。中国沉积学会第四纪委员会,在滦河口召开了现场会;油田开发部门,将滦河三角洲沉积沙体,视为现代沉积沙体的典型。

(2)《黄淮海平原农业自然条件和区域环境研究》是本所承担的“六五攻关”项目,我组承担“黄淮海平原湖沼洼地及黄河三角洲自然条件评价和区域开发历史”课题。我组研究“苏北平原、旧黄河三角洲形成过和农业综合利用”专题和“黄河三角洲自然条件和区域开发”专题。

①苏北平原,按沉积物特征(野外考察和泥沙分析)和地貌发育过程,将黄淮海平原的南界,定在新通扬运河以北,大致在扬州一泰州一海安一线。李元芳利用微体古生物鉴定技术,在西岗(最老海岸沙堤)以西10公里左右处,建湖县东郊庆丰砖厂人工开挖剖面1-2米深处,灰色淤泥层中首先发现大量广盐性有孔虫化石(距今5300-6690年),以及海相小牡蛎、蛏子、蛤等,属全新世中期,高海面时期沙堤内侧古澙湖沉积物,表明海侵最大范围曾到达这里,也就是说,古澙湖以西为河湖相冲积平原,是种植业主要开发区,以东则是湖沼海岸沙堤-澙湖相沉积区,不适宜开发种植业。

②黄河口地区,在1985-1987年时期,野外考察靠双腿,过盐碱荒地,淌潮间带、滨海平原泥滩、潮水沟;自己挖深坑、挖剖面,采得样品白己背。采回1000多袋样品。同一袋样品,做多专业分析。这段时期,古地理环境实验室最忙,分析数项目最多,工作效率最高,成果多而好。

1989年出版的《黄河三角洲形成积沉积环境》专著,是我们全组同志辛劳的结晶。



*高善明(1934-—),1961年至退休在所。研究员。