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腾冲火山区壳内岩浆囊现今温度:来自温泉逸出气体 CO2、CH4间碳同位素分馏的估计 总被引：2，自引：1，他引：1
温度是岩浆囊的重要物理参数,获取温度参数并监测其变化对更好地理解岩浆囊的物理化学性质和行为、评价火山的活动性和喷发危险性具有重要的理论和现实意义.本文通过对温泉逸出气体CO2和CH4碳同位素样品的采集、分析测试,利用Horita通过实验矫正的Richet的平衡分馏系数的理论计算数据,通过拟合得到的CO2-CH4碳同位素平衡分馏方程T(K)=3880.3(10001nα(CO2-CH4))-0.5984,计算了腾冲火山区现存3个岩浆囊的温度.结果表明:在整个腾冲火山区,由CO2和CH4的碳同位素分馏值计算的气体源区平衡温度最低397℃,最高1163℃,平均615℃.腾冲火山区的3个岩浆囊中,南部五合-龙江-浦川岩浆囊的现今温度在464～1163℃,平均773℃,温度最高;中部腾冲-和顺-热海岩浆囊的现今温度在438 ～773℃间,平均达566℃,温度次之;北部马站-曲石-永安岩浆囊的现今温度在397～651℃间,平均达524℃,温度最低.我们认为,腾冲火山区地下岩浆囊顶部气体富集区目前的温度变化范围为400～ 1200℃,岩浆囊的实际温度应高于平均值615℃.3个岩浆囊的边缘温度可能在400 ～600℃间,中心温度可能在700～1200℃间.3个岩浆囊中心的现今温度已达到流纹岩浆(600～900℃)、安山岩(800 ～ 1100℃)和玄武岩浆(1000～1250℃)的形成温度,进一步说明腾冲火山区目前3个岩浆囊是客观存在的.另外,我们发现在用δ-△图解法判断CO2-CH4间碳同位素分馏平衡的过程中,在保持2条拟合直线的斜率符号相反的条件下,无论如何剔除数据点,都不能使δ13CCO2-ΔCO2-CH4拟合直线的截距bCO2和δ13 CCH4-ΔCO2-CH14拟合直线的截距bCH4之差bΔ小于0.1245,说明2条拟合直线的交点不能落于δ轴上,而这一数值与Horita方程的常数项接近,这说明CO2-CH4间碳同位素分馏方程中确实存在常数项,CO2和CH4间在再高的温度下都存在碳同位素的分馏.δ-△图解法判断CO2-CH4间碳同位素分馏平衡准则应修正为:在保持2条拟合直线的斜率符号相反的条件下,δ13 CCO2-ΔCO2-CH4拟合直线和δ13CCH4-ΔCO2-CH4拟合直线应相交于δ轴附近截距差0.1245处. 相似文献
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云南宁洱-通关火山区最上地壳地热场:构造和岩浆活动意义 总被引：1，自引：1，他引：0
思茅中生代红层盆地中央的宁洱和通关两地在第四纪均发生过小规模的玄武岩浆喷发,喷发渣锥至今清晰可见,而同属于该盆地中央的思茅-普洱地震区百年来6级地震密集发生。思茅盆地中央断裂发育,新构造隆升显著,壳幔速度和电性结构意味着该地区现今仍有可能存在着岩浆活动。然而,对宁洱-通关火山区目前到底有无壳内岩浆房和岩浆活动,以及岩浆活动与思普地震带地震活动的关系仍知之甚少。利用该地区的温泉资料和水化学分析数据,我们对宁洱-通关火山区及邻区范围内的36个温泉的热储温度进行了估算,得到了36个点的热储温度数据,通过克里金插值方法获得了宁洱-通关火山区的热储温度空间分布。结果发现:在宁洱火山和通关火山附近存在2个热储温度在220℃以上的温度场高值异常区。综合考虑我们的地热场结果、前人的速度和电性结构等深部探测资料,我们认为:宁洱-通关火山区现今仍存在2个岩浆房,第1个岩浆房位于宁洱县城一带,第2个岩浆房位于墨江通关火山区附近;但宁洱火山和通关火山已不在现今岩浆房的正上方,各反向错开约18km,由此推断把边江断裂(F2)为右旋错动,其中更新世以来的右旋错动速率为18mm/y;宁洱地区频繁而密集的中强地震活动与深部岩浆活动及其产生的深源流体活动密切相关。岩浆的存在使上部地壳与下伏地壳充分解耦并产生应力集中,深源流体活动则有利于断层发生错动。 相似文献
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中国活动火山区甲烷的碳同位素研究 总被引：8，自引：2，他引：8
中国长白山天池、腾冲、五大连池等主要活动火山区逸出气体中甲烷的碳同位素组成测试结果显示，腾冲、长白山（不包括天池火山口内湖滨）火山区岩浆来源气体中甲烷的δ^13C值的变化范围与国际上地热区甲烷大致相同，平均值分别为-19．0‰，-32．6‰；五大连池火山区与天池火山口内湖滨强气体释放带逸出甲烷的δ^13C值较低，平均值分别为-45．8‰和-47．9‰，类似于东非裂谷带基伍（Kivu）湖的甲烷。研究认为，这些低δ^13C值甲烷可能直接来自上地幔；岩浆来源甲烷在火山喷发过程中的动力学分馏导致了其δ^13C值的降低，岩浆源区越深，其δ^13C值越低；岩浆源区深度（d）与甲烷δ^13C值有如下关系：d（km）=0．0107（δ^13C1）^2＋1.14。岩浆来源CO2和CH4之间的碳同位素分馏温度可指示气体最后源区的深度。 相似文献
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准噶尔盆地西北部深层分布着大量的二叠纪玄武岩,其发育的流体介质条件缺乏系统研究。本文采用二叠纪玄武岩岩心样品,对基质中的流体化学组成和碳同位素组成进行分步加热质谱法分析,结果表明二叠纪玄武岩的流体组成中H_2O的含量极高(平均13789mm3.STP/g),次要组分为CO_2、O_2、H_2S和N2等,CO_2和CH_4的δ~(13)C值(分别为-28.9‰~-15.8‰和-36.8‰~-21.9‰)位于地壳与甲烷氧化来源组分的范围内;CH_4、C_2H_6、C_3H_8和C_4H_(10)等甲烷同系物的碳同位素组成随碳数增高总体具有正序分布特征,400~800℃温度段释出CH_4的δ~(13)C值(-25‰左右)明显重于200~400℃的(-35‰左右),部分样品400~800℃的CH_4-C_3H_8存在碳同位素反序分布的特征,显示幔源流体挥发份特征,其中混入大量的沉积有机质热裂解成因烃类气体,应为俯冲蚀变大洋板片的沉积物脱出流体挥发份。大量的H_2O指示岛弧俯冲的再循环流体的加入,甲烷氧化来源特征的CO_2和CH_4碳同位素组成揭示经历了长期的风化过程,表明相关岩浆作用后遭受长期的抬升。 相似文献
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中国休眠火山区岩浆来源气体地球化学特征 总被引：6，自引：1，他引：5
中国休眠火山区岩浆来源气体的最主要成分是CO2,含量占80％～99％;其它气体组分还有CH4、He、H2、N2、Ar、O2、H2S、SO2、CO等,其中CH4和He是CO2以外最值得重视的直接来自地幔岩浆体的气体组分。He的同位素组成（^3He／^4He比值）是休眠火山区最可靠的幔源物质的指示性参数;岩浆来源的CO2和CH4也具有特征的区别于浅源气体的稳定同位素组成（δ^13C值）。长白山火山区近期CO2和CH4的碳同位素分馏监测结果显示,2002年汪清7．2级深震虽然可能引发了深部岩浆的局部扰动,但是它可能并没有产生特别大量的、持续不断的上地幔岩浆物质流的上升迁移。这意味着,长白山天池火山区近期可能没有火山喷发活动的现实危险。 相似文献
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印度-亚洲大陆俯冲带是地球深部碳循环的重要场所,在全球气候变化研究中占有至关重要的地位。谷露-亚东裂谷是青藏高原南部规模最大、延伸最长的近NS向拉张性裂谷,裂谷内出露新生代火山岩和多处大规模地热区,正在向大气圈释放巨量的温室气体。利用密闭气室法测量并计算得出的谷露和羊应火山-地热区的土壤微渗漏CO_2的平均释放通量分别为436.8g·m~(-2)·day~(-1)和99.0g·m~(-2)·day~(-1),接近具有潜在喷发危险的美国黄石公园火山-地热区(410g·m~(-2)·day~(-1))和加利福尼亚州Mammoth Mountain火山区(107.9g·m~(-2)·day~(-1))的CO_2平均释放通量,表明谷露-亚东裂谷的深部地热流体活动异常强烈。此外,在野外考察的基础上,通过实验室测试和理论计算估算了谷露-亚东裂谷每年以土壤微渗漏的形式向当今大气圈释放的CO_2总量约为1.76×107t,与西特提斯俯冲带前缘的意大利Apennine火山区CO_2的释放总量(1.32×10~7t·a~(-1))属于同一个数量级。因此,印度-亚洲大陆俯冲带是全球地质碳脱气的重要场所。气体地球化学特征显示,谷露-亚东裂谷内火山-地热气体的He同位素比值(0.10~0.29RA,RA为大气3He/4He比值)和δ~(13)CCO_2值(-7.20‰~-0.78‰)在空间分布上表现为,从南至北呈逐渐递增的变化特征,显示裂谷内火山-地热区气体在南北方向上可能具有不同的动力学成因机制。具体来讲,δ~(13)CCO_2值自南向北递增的趋势,可能与裂谷南北方向地层岩性存在差异有关;裂谷内火山-地热气体的He同位素比值高于0.1RA,揭示"重要的地幔组分",同时裂谷内地幔来源的流体组分从南向北逐渐递增的趋势表明,印度大陆岩石圈的向北俯冲作用是导致谷露-亚东裂谷内剧烈的水热活动和大规模温室气体释放最终的动力来源和成因机制。 相似文献
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根据泉(池)水中气体的组分和同位素组成,讨论了我国黑龙江省五大连池火山区气体的来源和运移。1997年8月从五大连池火山区泉(池)中采集了9个气、水样品,同年9月测定了游离气和水溶气的气体组分,氦同位素比值和二氧化碳的δ~(13)C值。气体以CO_2为主,多数样品的CO_2浓度大于80％。He和CH_4的浓度变比范围大,分别为(0.7～380)×10~(-6)和(4～180)×10~(-6)。~3He/~4He值分布在(1.05～3.2)Ra(Ra=1.4×10~(-6))。~4He/~(20)Ne值均大于大气中的值,分布在0.45～1011之间。CO_2的δ~(13)C值与地幔或岩浆CO_2的值一致,为-9.6％～-4.2％(PDB)。这些地球化学资料表明泉水为渗入地下的大 相似文献
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长白山火山区是我国具有潜在喷发危险的活火山,在2002~2005年火山活动性增强出现了岩浆房扰动。利用卫星遥感技术具有观测范围大、观测时间长且连续的优势。因此,本文利用对流层污染探测仪（MOPITT）和大气红外探测仪（AIRS）高光谱遥感数据提取了2002~2005年长白山天池火山区CO总量、O3总量、水汽总量和地表温度异常信息,讨论了高光谱遥感气体地球化学异常信息与火山活动性之间的关系,并对2002~2005年长白山天池火山区火山活动性进行了研究。结果表明,高光谱遥感数据观测到的气体地球化学（CO、O3、水汽）异常与地震、形变监测结果以及地面流体（CO2、He、H2）观测结果相一致,表明MOPITT和AIRS高光谱遥感卫星观测到的气体异常变化较好地反映了2002~2005年大规模的深部岩浆局部扰动。在2002~2005年火山活动期间,CO总量、O3总量、水汽总量和地表温度均出现了显著异常且异常出现时段相应准偏差显著增大,反映了气体逸出量在时间上具有不均一性,可能与火山、地震活动过程中地应力的作用和变化有关。从气体异常持续的时间以及地面观测结果综合分析,2002~2005年岩浆房扰动并没有产生长时间的地幔物质流的上升和迁移。在火山活动性增强的时间段内,地表温度出现异常低值,这可能与太平洋板块俯冲过程中引起的断裂拉张增强有关。此外,火山活动过程中逸出的气体进入大气圈产生大气化学反应也会导致高光谱遥感所观测到的气体地球化学异常。研究结果为2002~2005年长白山火山活动性的研究提供了来自高光谱遥感数据的气体地球化学新证据,也对高光谱分辨率遥感数据在火山活动规律的研究以及火山监测中的应用具有一定意义。 相似文献
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《矿物岩石地球化学通报》2018,(6)
碳同位素在天然气运移路径示踪中的应用十分广泛,以游离相运移的天然气,运移过程中碳同位素的分馏主要受"质量分馏效应"控制;以水溶相运移的天然气,运移过程中碳同位素的分馏主要受"溶解分馏效应"控制。天然气运移中碳同位素的分馏程度不仅与气体分子质量、气体分子水溶解度等物理化学性质有关,同时也受天然气运移距离、输导层物性等外部环境条件的影响。常用的天然气运移路径示踪参数有δ~(13)C_1、δ~(13)C_2-δ~(13)C_1、δ~(13)CO_2及储集层中自生方解石的碳同位素。对研究现状分析后提出运移相态识别、碳同位素失真分析是应用碳同位素示踪天然气运移路径的基础,非烃碳同位素、多参数对比是碳同位素示踪天然气运移路径研究的未来趋势。 相似文献
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板片俯冲过程将地表碳带入地球内部,火山作用将深部碳输送至地球外部圈层,两者构成了地球深部碳循环的主要方式,进而影响了地史时期的气候变化。我国东北新生代火山活动被认为是太平洋板片深俯冲作用的产物,板片俯冲导致岩浆源区强烈的碳酸盐组分交代作用,进而使东北亚上地幔成为一个新生代时期的巨型深部碳库,它的活动和释放将会对全球的气候与环境变化造成重要影响。然而,有关该深部碳库向当今大气圈输送CO_2气体的规模及其演化过程尚不清楚,从而影响了进一步定量评估该碳库在全球变化研究中的地位和作用。针对上述科学问题,本文对我国东北长白山、五大连池和阿尔山火山释放CO_2气体的规模与成因进行了研究。结果表明,东北新生代火山区的土壤CO_2释放通量介于9.6～41.2g·m~(-2)·d~(-1)之间,每年向当今大气圈释放CO_2气体约为2.1Mt(其中,长白山火山区为0.94Mt,五大连池火山区为1.2Mt)。气体地球化学研究证实,长白山与五大连池火山气体均起源于太平洋板片深俯冲环境;但是,与长白山相比,五大连池火山气体具有较高比例壳源组分贡献。阿尔山火山气体的成分与长白山和五大连池火山区存在着明显的差异,它们以N_2为主( 95%),并且其δ~(15)N_(N_2)值高于空气值(1.3‰～1.9‰),~3He/~4He比值较低(0.14～0.18R_A),δ~(13)C_(CO_2)较轻(-13.7‰～-6.2‰),表明壳源富氮有机沉积物的贡献占比较大的比例。上述特征进一步表明,阿尔山火山气体在上升经过地下水时可能滞留了较长时间,混染了大量的陆壳组分,其源区并未受到太平洋板片俯冲物质的显著影响。 相似文献
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高锰酸盐指数(CODMn)、硝酸根(NO-3)、铵根(NH+4)是判断水体是否受到三氮污染的重要指标。对于测定这三个指标的水样保存方式和时间,地质行业标准和国内外主要国家标准间存在明显差异。地质行业标准规定地下水样品原水室温保存,CODMn和NH+4在3天内测定;NO-3在20天内测定;国家标准和美国标准推荐样品硫酸酸化,避光或冷藏保存,在2~7天内完成CODMn和NO-3和1~7天内完成NH+4测试。为了分析各类标准在样品保存要求上的差异对检测结果的影响,确保检测数据能真实地反映水体污染状况,找寻简便的保存方式,本文在广州地区采集地下水,按照地质行业标准与国家标准进行处理和保存,并在不同时间段对三个指标进行测试。分析验证结果表明:地质行业标准与国家和美国标准关于水样的保存方法均非常可靠。地质行业标准主要针对静态地下水,保存方法相对宽松;国家标准和美国标准适用范围除了地下水,还包括动态的地表水和废水,采样对象成分更为复杂,更不稳定,更容易受外界影响发生变化,故保存条件高于地质标准。在广州地区,采用原水室温避光保存水样,CODMn、NH+4保存时间可为5天,NO-3保存时间可为30天;采用酸化水室温保存水样,CODMn、NO-3和NH+4保存时间可长达30天。这两种方式均比地质行业标准和国家标准推荐的有效时间长,且原水和酸化水室温保存方式相对于冷藏保存方式更为方便。本文提出,如果采集的水样能方便、快速送达实验室,可采用原水保存;如果不能在短时间内送达实验室检测,可采用硫酸酸化保存。 相似文献
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Mathematical models of hydrocarbon formation can be used to simulate the natural evolution of different types of organic matter and to make an overall calculation of the amounts of oil and/or gas produced during this evolution. However, such models do not provide any information on the composition of the hydrocarbons formed or on how they evolve during catagenesis.From the kinetic standpoint, the composition of the hydrocarbons formed can be considered to result from the effect of “primary cracking” reactions having a direct effect on kerogen during its evolution as well as from the effect of “secondary cracking” acting on the hydrocarbons formed.This report gives experimental results concerning the “primary cracking” of Types II and III kerogens and their modelling. For this, the hydrocarbons produced have been grouped into four classes (C1, C2–C5, C6–C15 and C15+). Experimental data corresponding to these different classes were obtained by the pyrolysis of kerogens with temperature programming of 4°C/min with continuous analysis, during heating, of the amount of hydrocarbons corresponding to each of these classes.The kinetic parameters of the model were optimized on the basis of the results obtained. This model represents the first step in the creation of a more sophisticated mathematical model to be capable of simulating the formation of different hydrocarbon classes during the thermal history of sediments. The second step being the adjustment of the kinetic parameters of “secondary cracking”. 相似文献
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K-Ar和40Ar/39Ar定年数据质量评价与Q值提出 总被引：2，自引：2，他引：0
K-Ar和K-Ar/39Ar的定年测试质量的评价是正确运用测试结果的前提.过去的研究,多通过仪器测试的偏差和误差传递来评价测试结果可靠性和精度.MSWD和Probability的提出,给出测试的内外误差概念,因考虑了仪器和样品二者的匹配性而得到广泛应用.这也说明,影响K-Ar和40Ar/39 Ar的定年测试结果的因素可以是来自仪器设备,也可以来自样品自身的特性.本文由K-Ar和40 Ar/39 Ar的定年技术的原理、流程为出发点,通过对各个测试项的误差传递和对结果精度影响的数学方法评估,提出了影响测试精度的Q1和Q2参数,分别代表与样品有关的属性.Q1是样品钾含量、囚禁36 Ar的含量、以及样品40Ar/36Ar的初始比值的综合参数,是决定仪器测试中误差传递系数大小的重要影响因子.Q2是样品钾含量、囚禁36 Ar的含量、以及样品40 Ar/36 Ar的初始比值误差的综合参数,用来评价样品等时线年龄精度.在地质意义上,Q2是评价样品是否满足“同源、同时、封闭”特性的重要量化指标.根据这两个参数,可以判别测试数据质量优劣是源于测试仪器,还是样品属性.由Q1和Q2的分析可知,任何一项K-Ar和40Ar/39 Ar的定年测试都应该充分考虑仪器性能和样品属性,设计合理的测试流程是K-Ar和40 Ar/39 Ar的定年获得较高质量数据的关键. 相似文献
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低硅埃达克岩(low-SiO2adakites,LSA,SiO2<60%)和高硅埃达克岩(high-SiO2adakites,HSA,SiO2>60%)的术语是Martin等(2005)提出来的。本文不赞同上述分类,因为,他们的低硅埃达克岩是赞岐岩而不是埃达克岩。赞岐岩是幔源的,埃达克岩是壳源的,虽然埃达克岩可以与地幔混合形成高镁的埃达克岩,但仍然是壳源的。不应当把壳源的岩浆和幔源的岩浆混淆起来。 相似文献
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Robert A. Berner 《Comptes Rendus Geoscience》2003,335(16):1173-1177
The rise of large vascular plants during the mid-Paleozoic brought about a major increase in the rates of weathering of silicate minerals that induced a drop in the level of atmospheric CO2 and contributed, via the atmospheric greenhouse effect, to global cooling and the initiation of the most long lived and a really extensive glaciation of the past 550 million years. Sedimentary burial of the microbiologically resistant remains of the plants resulted during the Permo-Carboniferous in both further lowering of CO2 and in elevation of atmospheric O2. Evidence of changes in CO2 and O2 are provided by mathematical models, studies of paleosols, fossil plants, fossil insects, and the effects of modern plants on silicate weathering, and by laboratory studies of the effects of changes in O2 on plants and insects. To cite this article: R.A. Berner, C. R. Geoscience 335 (2003). 相似文献
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Al_2O_3和Ti在风化和热液蚀变等地球化学过程中通常被认为是不活动元素,两者的比值Al_2O_3/Ti常被用来指示地球化学作用过程。通过对中国157件火成岩样品元素含量平均值的统计发现,火成岩样品中Al_2O_3/Ti与SiO_2含量值之间存在着较好的幂函数关系:ln(Al_2O_3/Ti)=0.073×SiO_2-0.89,式中Al_2O_3和SiO_2和Ti含量单位均为%。本文基于得到的经验方程和TAS图解构建了一个新的判别岩石类型的图解——Al_2O_3-Ti图解。该图解可以区分酸性岩、中酸性岩、中性岩、中基性岩-基性岩四类岩性。通过对三个火成岩风化剖面的研究发现,花岗岩风化剖面从新鲜基岩到风化形成的土壤在Al_2O_3-Ti图解中均落在酸性岩区,花岗闪长岩风化剖面从新鲜基岩到风化形成的土壤样品均落在中酸性岩区,玄武质安山岩风化剖面从新鲜基岩到风化形成的土壤样品均落在中基性岩-基性岩区。不同风化程度的风化产物与其母岩在Al_2O_3-Ti图解中所在的区域一致,即Al_2O_3-Ti图解可以用来追溯火成岩风化产物的母岩岩性。通过对胶东焦家金矿和豫西牛头沟金矿两个矿区岩石的研究发现,黑云母花岗岩从新鲜岩石到其蚀变岩及其形成矿石的样品在Al_2O_3-Ti图解中均落在酸性岩区。玄武质安山岩从新鲜岩石到其蚀变岩及其形成矿石的样品在Al_2O_3-Ti图解中均落在中基性岩-基性岩区。即不同蚀变程度的蚀变产物与其原岩在Al_2O_3-Ti图解中所在的区域一致,这表明新构建的Al_2O_3-Ti图解可以用来示踪蚀变岩的原岩性质。 相似文献
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对采自浙江西天目山地区的3株柳杉树盘,交叉定年后,测定了3株树轮δ13C的年序列,分析了3株树轮δ13C序列中所含的共同环境变化信息。用二项式拟合法去除气候因素引起的3个δ13C序列的高频变化,得到3个低频变化序列。分析了theLowDome冰芯记录的大气CO2浓度与树轮δ13C序列低频变化趋势的关系,建立了相应的转移函数,重建了天目山地区1685年以来大气CO2浓度变化。结果表明:用3株树轮δ13C序列重建的结果有较好的一致性,并与南极冰芯的记录及前人研究结果有很好的吻合。这一结果表明用同一地区不同树木个体的树轮δ13C序列的低频变化序列可以重建出基本一致的大气CO2浓度变化历史。 相似文献
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Carbon Capture Sequestration (CCS) projects require, for safety reasons, monitoring programmes focused on surveying gas leakage on the surface. Generally, these programmes include detection of chemical tracers that, once on the surface, could be associated with CO2 degassing. We take a different approach by analysing feasibility of applying electrical surface techniques, specifically Self-Potential. A laboratory-scale model, using water-sand, was built for simulating a leakage scenario being monitored with non-polarisable electrodes. Electrical potentials were measured before, during and after gas injection (CO2 and N2) to determine if gas leakage is detectable. Variations of settings were done for assessing how the electrical potentials changed according to size of electrodes, distance from electrodes to the gas source, and type of gas. Results indicated that a degassing event is indeed detectable on electrodes located above injection source. Although the amount of gas could not be quantified from signals, injection timespan and increasing of injection rate were identified. Even though conditions of experiments were highly controlled contrasting to those usually found at field scale, we project that Self-Potential is a promising tool for detecting CO2 leakage if electrodes are properly placed. 相似文献