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近十多年来天然放射性镭(Ra)同位素在水环境、水资源研究领域越来越受到重视,Ra同位素应用在海底地下水排泄估算、湖泊水均衡计算、地下水年龄研究、地下水地表水污染源解析等方面取得了重要的研究成果,这得益于Ra同位素测试技术的发展和对Ra地球化学性质认识的深化。Ra的固液分配系数(Kd)是影响Ra在土壤和含水层中迁移的关键参数,正确认识Kd是利用Ra同位素精准示踪水文过程特别是地下水循环过程的决定性因素。本研究对前人报道的地下水中Ra的Kd值分布范围进行了综合分析,并探讨Kd值的主要影响因素。发现天然环境下Kd值的变化范围为0.1~1×106 mL·g-1,最大值和最小值之间相差7个数量级。水的盐度、pH值和沉积物中铁(Fe)的含量等对Kd具有显著影响。总结了Ra的Kd值的确定方法,把不同研究者提出的方法归纳为氡(Rn)平衡法、热动力学吸附平衡计算法、实验法和离子交换法,分析了各种方法的优缺点。 提出建立精准的水溶液中Ra的α离子输入反冲项测定方法,优化分析计算流程,提供准确获得Ra的Kd值的技术思路。本研究成果能够为Ra水文地球化学性质研究及其在水文过程中的应用提供参考和技术支撑。 相似文献
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大气 CO2浓度在控制全球气候变化方面具有至关重要的作用,研究碳循环、CO2收支平衡和精确评估是制定区域CO2减排策略和寻找新的碳汇途径最重要的组成部分。碳酸盐风化碳汇是全球碳循环研究的一个重要方向。为此,本研究以天津平原区浅层地下水为研究对象,通过对地下水调查及水样的采集与分析,运用水化学分析方法分析了地下水水化学特征,并估算了地下水总储存量、DIC储量和碳酸盐风化碳汇量。研究结果表明:浅层地下水化学场自北部山前平原向南部冲积平原和滨海平原,呈现出自北而南和由北西向南东的水平水化学分带规律,地下水由低浓度的淡水、微咸水变为高浓度咸水,沿此方向水化学类型由HCO3-Ca·Na·Mg→Cl·SO4-Na→Cl·HCO3-Na→Cl-Na型转变;淡水区、微咸水区和咸水区面积分别为733、3 034和6 564 km2。地下水水化学组分中Ca2+、Mg2+和 主要来源于碳酸盐的溶解作用。研究区浅层地下水总储存量为2 241 640万m3,总DIC储量为8.13×106 t,总碳汇量为4.11×106 t。研究区浅层地下水淡水区、微咸水区和咸水区地下水储存量分别为157 799万、6 245 936万和1 459 247万 m3,DIC浓度分别为19200、19200和19342 mg/L,DIC储量分别为0.67×106、1.65×106和0.58×106 t,碳汇量分别为0.22×106、0.90×106和2.98×106 t。沿地下水流向,DIC、储量和碳汇量的空间分布均呈现出由低到高的趋势。 相似文献
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我国地质结构具有3大板块、3大构造域多旋回构造演化特征,造就多种类型叠合沉积盆地,构成克拉通+前陆、断陷+坳陷、前陆+坳陷3种主要类型。大型叠合盆地是油气资源分布与勘探开发主体。我国常规与非常规油气资源十分丰富,常规石油地质资源量1 075×108 t,常规天然气地质资源量83×1012 m3;致密油地质资源量134×108 t,致密砂岩气地质资源量21×1012 m3,页岩油地质资源量335×108 t,页岩气地质资源量56×1012 m3。陆上油气资源主要分布于渤海湾(陆上)、松辽、鄂尔多斯、塔里木、四川、准噶尔、柴达木7大盆地。海域油气资源主要分布于渤海湾(海域)、东海及南海北部的珠江口、北部湾、莺歌海、琼东南6大盆地。未来我国油气勘探应始终坚持“资源战略,稳油增气”战略,坚持“非常并进、海陆统筹”积极进取勘探思路;常规勘探领域,陆上地层-岩性、前陆、海相碳酸盐岩与潜山领域;海域为渤海海域构造与基岩潜山,深水构造与岩性;非常规油气主要是立足陆上7大含油气盆地,立足致密油气与页岩油气,强化勘探开发与技术配套。 相似文献
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现代暖期(Current Warm Period,CWP,1850—至今)以来全球气温升高,南海北部陆坡底层海水温度升高、海平面上升影响海底天然气水合物稳定性。为探究现代暖期气候变暖对南海北部陆坡水合物分解影响,本文模拟计算了东沙海域、神狐海域、西沙海域、琼东南海域水合物赋存水深最浅处水合物的饱和度在1 000年内变化情况,评估了受现代暖期气候变暖影响水合物赋存水深范围,讨论了水合物分解量及其对环境影响。结果发现:(1)受现代暖期气候变暖影响,东沙海域、西沙海域、琼东南海域水合物分解,神狐海域水合物不分解;当东沙海域、西沙海域、琼东南海域水深分别超过665、770、725 m,水合物不分解;(2)现代暖期自始以来,南海北部陆坡水合物分解量为9.36×107~3.83×108 m3,产生的甲烷量为1.54×1010~6.28×1010 m3;(3)受现代暖期气候变暖影响,南海北部陆坡每年水合物分解量为5.5×105~2.25×106 m3,产生的甲烷量为9.02×107~3.69×108 m3,这些甲烷中3.61×105~1.48×106 m3能够进入大气,对温室效应贡献度为每年我国人类生活的0.01%~0.06%;与此同时,1.77×107~7.23×107 m3甲烷可能会在海水中被氧化形成弱酸,加重南海北部陆坡海水酸化。 相似文献
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为探究华北平原的岩溶热储分布规律,以及如何高效开发利用献县凸起和阜城凹陷地热田的地热资源,结合前人研究成果与已有地热井的测井、地震、水化学等资料,分析了岩溶热储分布规律以及献县凸起和阜城凹陷地热田的四大要素即“源、储、通、盖”等地热地质条件,建立了地热田概念模型,并精细评价了地热资源量。研究表明地热田是形成于渤海湾盆地新生代伸展断陷背景下的受深大断裂控制的传导型地热田,主要以大气降水为补给水源,深大断裂和岩溶不整合面为水运移通道。来自太行山和燕山的水再补给、汇聚,在献县凸起及阜城凹陷岩溶热储中富集,形成中-低温传导型地热系统,具有良好的盖层以及高达3.63~5.31 ℃/100 m的地温梯度。蓟县系岩溶热储顶板埋深1 400~1 500 m,有效厚度累计336.1 m;奥陶系岩溶热储顶板埋深2 000~2 500 m,有效厚度累计55.3 m。献县凸起地热田蓟县系岩溶热储可采资源量3.75×109 GJ,折合标煤1.28×108 t,年开采地热资源量可满足供暖面积4 523×104 m2;阜城凹陷奥陶系岩溶储可采资源量0.80×109 GJ,折合标煤0.27×108 t,年开采地热资源量可满足供暖面积954×104 m2。献县凸起及阜城凹陷地热田开发潜力巨大。 相似文献
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高氟地下水是世界各国研究者广泛关注的重大环境问题。尽管对高氟地下水的化学特征、形成机理和扩散机制等已有不少研究,但其稀土元素(REE)的含量和分异特征以及这些特征能否反映高氟地下水的形成和分布尚不清楚,这在一定程度上限制了REE在高氟地下水中的运用。本研究以地下水氟离子异常严重地区——华北平原为研究区,沿地下水流向采集浅层和深层地下水样,研究分析了水中氟离子和REE的地球化学特征。浓度分析结果表明地下水氟离子浓度介于0.28 mg/L和9.33 mg/L之间,其中55%超出我国饮用水标准规定值1.0 mg/L;PHREEQC计算结果反映地下水中氟以NaF、CaF+、MgF+和自由态F-形式存在,其中自由态F-含量占主导(85.42%99.39%);高氟地下水主要分布于中部冲积湖积平原以及东部冲积海积平原,60%高氟地下水样分布在180 m深度以下;水化学图件分析结果指示浅层高氟地下水的形成主要受蒸发浓缩作用的控制,而深层高氟地下水是水岩相互作用下的矿物溶解和离子竞争吸附共同作用的结果。研究区地下水REE含量处于pmol/L至nmol/L级别,PHREEQC模拟计算结果表明REE主要以碳酸络合物( 和$REE(CO_{3})_{2}^{-})$的形式存在,与氟离子络合的稀土元素(REEF2+和 )占01.18%;上陆壳(UCC)标准化结果显示,所有地下水均呈重REE(HREE)和中REE(MREE)相对于轻REE(LREE)富集的模式,且具有显著Ce负异常(0.11* = CeUCC/(LaUCC×PrUCC)0.5<2.29)特性;地下水富HREE主要归因于HREE比LREE优先与碳酸根络合,并且形成更加稳定的碳酸络合物。沿地下水流向,深层地下水中总REE含量与地下水中氟浓度均呈现不断上升的变化趋势,同时高氟地下水比低氟地下水更易富集重稀土元素,说明稀土元素对深层含水层富氟行为具有一定的指示作用。 相似文献
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河流输送到海洋的溶解无机碳(DIC)和有机碳(OC)受自然和人为双重因素的影响。了解DIC和OC的年龄、来源和转化,有助于掌握全球碳收支和提高现在以及未来自然和人类对河流碳循环影响的估算精度。本研究以普定岩溶水-碳循环试验场泉(地下水)-池(地表水)耦联系统为研究对象,利用双碳同位素(13C- 14C)方法,结合水生植物生长和传统水文地球化学特征,揭示了地下水-地表水系统中DIC和颗粒有机碳(POC)的来源及其转化机制。研究发现:(1)泉-池系统中DIC和POC的Δ14C具有相同的变化趋势,泉水中Δ14C值低于池水中Δ14C值,反映后者可能有“较年轻”的CO2的加入;(2)池水水化学和碳同位素变化由土地利用类型和池中水生植物共同控制;(3)池水中颗粒有机碳(POC)浓度明显高于泉水,且其Δ14C值表现出与沉水植物和DIC的一致性(表观年龄均为3 200900 a),说明池水POC主要源于池中水生植物光合作用利用了碳酸盐风化产生的老碳(DIC),使新形成的有机质在表观年龄上“偏老”;(4)池水水体内源有机碳对水体POC的贡献在75%以上,内源有机碳通量(以C计)在250 t·km-2·a-1至660 t·km-2·a-1之间,相对于其他土地利用类型,草地对应的地表水系统具有最大的内源有机碳占比和通量,指示了沉水植物控制型浅水水体初级生产对有机碳循环的重要作用。综上,我们认为在岩溶区通过土地利用调整来调控水生植物群落对于增加碳汇具有重要潜力。 相似文献
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本文以阿尔金造山带南缘出露的高镁赞岐质闪长岩为研究对象,通过系统的野外地质工作、显微岩相学、年代学和全岩地球化学分析,探讨其成因类型和源区性质,限定了阿尔金造山带构造演化格架。闪长岩LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果表明其形成年龄为(445±3) Ma,属晚奥陶世。地球化学数据显示:闪长岩Al2O3含量为15.11%~16.19%,且具有高MgO(3.93%~5.29%)和K2O(1.68%~2.67%)含量的特征,属于高镁钙碱性准铝质岩石;闪长岩具有较高的Cr(29.3×10-6~140×10-6)、Ni(27.1×10-6~43.5×10-6)、Ba(606×10-6~936×10-6)、Sr(513×10-6~734×10-6)和Y(26.4×10-6~31.1×10-6)含量,与典型的高镁赞岐岩类地球化学特征一致;稀土配分图和微量元素蛛网图显示闪长岩样品富集轻稀土元素和大离子亲石元素(如Rb和K),而亏损高场强元素(如Nb、Ti和Zr),表现出与俯冲带环境岩浆岩相似的性质;高Ti/Zr比值(48~60)与Mg#(46.74~53.06)、高Cr(29.3×10-6~140×10-6)与高Ni(27.1×10-6~43.5×10-6)含量等暗示闪长岩岩浆源区来自遭受俯冲组分交代过的富集岩石圈地幔。岩石成因分析表明,阿尔金造山带南缘晚奥陶世高镁赞岐质闪长岩是后碰撞构造环境下俯冲板片断离诱发地幔楔发生减压熔融而形成,代表了早古生代最强烈的区域性幔源基性岩浆侵入事件。 相似文献
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花岗伟晶岩型矿床是稀有金属矿床重要的类型之一。在花岗伟晶岩中,稀有金属元素Li、Be、Nb和Ta主要以独立矿物的形式存在,前人对稀有金属独立矿物在硅酸盐熔体中的溶解度及其影响因素展开了系统研究。本文综合分析了已有的实验数据,其结果表明,影响稀有金属独立矿物溶解度最为重要的2个参数是温度(T)和铝饱和指数(ASI)。因此本文建立了稀有金属独立矿物,尤其是铌锰矿和钽锰矿溶解度,与温度(T)和铝饱和指数(ASI)之间的定量关系: lg [w(Li)/10-6]=-0.37×[1 000/(T/K)]+4.56,R2=0.44 lg [w(BeO)/10-6]=-4.21×[1 000/(T/K)]+6.86,R2=0.91 lg [Ksp(Nb)/(mg2·kg-2)]=-(2.86±0.14)×ASI(Mn+Li)-(4.95±0.31)×[1 000/(T/K)]+(4.20+0.28),R2=0.86 lg [Ksp(Ta)/(mg2·kg-2)]=-(2.46±0.11)×ASI(Mn+Li)-(4.86±0.30)×[1 000/(T/K)]+(4.00+0.30),R2=0.80 式中,温度T为热力学温度,ASI(Mn+Li)(ASI=Al2O3/(CaO+Na2O+K2O+Li2O+MnO),摩尔分数比)和T的适用范围分别为0.6~1.2和1 073~1 373 K的范围内。上述公式为估算硅酸盐熔体中稀有金属含量提供了便利,为量化花岗伟晶岩成矿模型提供了基础。 稀有金属独立矿物溶解度随温度降低和铝饱和指数的增加而急剧降低,因此,在岩浆演化过程中,由岩浆侵位、分离结晶以及流体作用等因素引起的岩浆温度降低和铝饱和指数的增加,是导致稀有金属独立矿物结晶的主要机制。 相似文献
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东准噶尔北缘和东天山雅满苏带是中国新疆北部地区两个重要的晚古生代铁氧化物-铜-金矿化潜力区,以老山口、乔夏哈拉和黑尖山矿床作为典型矿床代表。研究表明两区域的铁氧化物-铜-金矿床均产出于盆地闭合的弧盆转化体系下,且具有明显的铁、铜-金两阶段矿化。卤族元素和稀有气体同位素作为可靠的流体示踪剂,被应用于探究这一特定构造环境下的铁氧化物-铜-金矿床的流体演化和矿床成因。结果显示老山口、乔夏哈拉和黑尖山矿床的成矿流体具有明显的混合流体端员特征:(1)岩浆流体端员,主要参与黑尖山矿床磁铁矿阶段,I/Cl、Br/Cl和40Ar/36Ar比值分别为(16.3~18.0)×10-6、(1.03~1.06)×10-3和352~437;(2)海水表源蒸发成因盐卤水端员,主要参与老山口矿床铜-金矿化阶段,I/Cl、Br/Cl和40Ar/36Ar比值分别为(77.1~87.7)×10-6、(1.53~1.80)×10-3和672~883;(3)蒸发岩溶解或者深度水-岩反应成因的盐卤水/沉积岩地层水端员,主要参与到老山口、乔夏哈拉矿床的磁铁矿阶段以及黑尖山、乔夏哈拉矿床的铜-金矿化阶段,综合I/Cl、Br/Cl和40Ar/36Ar比值分别为(477~26 301)×10-6、(0.39~1.28)×10-3和288~510。明显的多阶段矿化和铜-金矿化阶段以非岩浆富Ca高盐度卤水为主的特征与世界范围内的IOCG型矿床极为相似,表明新疆北部的铁氧化物-铜-金矿床应为IOCG型矿床。 相似文献
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The hydrochemical interaction between groundwater and lakewater influences the composition of water that percolates downward from the surficial aquifer system through the underlying intermediate confining unit and recharges the Upper Floridan aquifer along highlands in Florida. The 87Sr/86Sr ratio along with the stable isotopes, D, 18O, and 13C were used as tracers to study the interaction between groundwater, lakewater, and aquifer minerals near Lake Barco, a seepage lake in the mantled karst terrane of northern Florida. Upgradient from the lake, the 87Sr/86Sr ratio of groundwater decreases with depth (mean values of 0.71004, 0.70890, and 0.70852 for water from the surficial aquifer system, intermediate confining unit, and Upper Floridan aquifer, respectively), resulting from the interaction of dilute oxygenated recharge water with aquifer minerals that are less radiogenic with depth. The concentrations of Sr2+ generally increase with depth, and higher concentrations of Sr2+ in water from the Upper Floridan aquifer (20–35 μg/L), relative to water from the surficial aquifer system and the intermediate confining unit, result from the dissolution of Sr-bearing calcite and dolomite in the Eocene limestone. Dissolution of calcite [δ13C = −1.6 permil (%o)] is also indicated by an enriched δ13CDIC(-8.8 to -11.4% o) in water from the Upper Floridan aquifer, relative to the overlying hydrogeologic units (δ13CDIC < -16%o).
Groundwater downgradient from Lake Barco was enriched in 18O and D relative to groundwater upgradient from the lake, indicating mixing of lakewater leakage and groundwater. Downgradient from the lake, the 87Sr/86Sr ratio of groundwater and aquifer material become less radiogenic and the Sr2+ concentrations generally increase with depth. However, Sr2+ concentrations are substantially less than in upgradient groundwaters at similar depths. The lower Sr2+ concentrations result from the influence of anoxic lakewater leakage on the mobility of Sr2+ from clays. Based on results from mass-balance modeling, it is probable that cation exchange plays the dominant role in controlling the 87Sr/86Sr ratio of groundwater, both upgradient and downgradient from Lake Barco. Even though groundwater from the three distinct hydrogeologic units displays considerable variability in Sr concentration and isotopic composition, the dominant processes associated with the mixing of lakewater leakage with groundwater, as well as the effects of mineral-water interaction, can be ascertained by integrating the use of stable and radiogenic isotopic measurements of groundwater, lakewater, and aquifer minerals. 相似文献
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科洛金矿床位于黑龙江省嫩江—黑河构造混杂岩带中,为一正在勘查的中型金矿床。前人研究认为该矿床为一中温、富水、低盐度的韧性剪切带型金矿床。但随着勘查工作的持续开展,新发现了大量含多金属硫化物的石英脉型矿石。为进一步明确该矿床成因,对科洛金矿床内韧性变形和浸染状-团块状两种不同产状黄铁矿进行了系统的成分标型及稳定同位素特征研究。结果表明:韧性变形黄铁矿较浸染-团块状黄铁矿的S/Fe值低,Au、Ag、Co含量高,As含量低,总体显示韧性变形黄铁矿相对贫硫;黄铁矿微量元素显示两类黄铁矿REE具有相似的地球化学特征,整体呈轻稀土富集、重稀土亏损的“右倾”式稀土配分模式。稀土元素总量为17.00×10-6~66.95×10-6,韧性变形黄铁矿含量明显偏低,LREE/HREE值为5.25~12.50,相对较稳定。Y/Ho值与地幔和地壳重合范围较多,Zr/Hf值、Nb/Ta值变化范围较大,显示成矿环境不稳定;黄铁矿3He含量为2.405×10-13~10.811×10-13,4He含量为3.35×10-7~4.99×10-7,3He-4He图和R/Ra-40Ar/36Ar图显示成矿流体有以地幔为主的壳幔混源特征,成矿过程应有大气降水的参与;黄铁矿δ34S变化范围小,集中在+2.3‰~+7.6‰(韧性变形黄铁矿δ34S平均值偏低),稍正向偏离陨石硫特征;黄铁矿的206Pb/204Pb=18.157~18.211;207Pb/204Pb=15.542~15.594;208Pb/204Pb=38.032~38.218(韧性变形黄铁矿的206Pb/204Pb、207Pb/204Pb、208Pb/204Pb平均值偏低),均显示与造山作用关系密切。利用黄铁矿化学成分特征元素Co/Ni值及Co-Ni成因判别图解认为科洛金矿有热液成因矿床特征;利用w(Fe+S)-w(As)图解和Co-Ni-As含量图解显示石英脉型矿石反映浅成低温热液型金矿特征。综合区域变质变形事件、典型矿床特征及矿区内已取得的年龄、流体包裹体等相关数据认为,科洛金矿床应存在两期矿化:三叠纪形成的韧性剪切带型金矿床和白垩纪形成的浅成低温热液型金矿床。建议在今后的矿产勘查中注意寻找真正的韧性剪切带型金矿。 相似文献
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以北京市延庆地区南湾道豁子泥石流沟为研究对象,通过野外泥石流沟精细调查及历史资料统计,详细了解该泥石流发育特征和形成条件,针对流域内松散堆积物补给条件进行重点分析;综合研究该泥石流的动力学特征,进行泥石流危险区预测评价,提出相应的防治措施建议。研究结果表明:该泥石流沟内松散堆积物动储量为18.47×104 m3,分为冲洪积、残坡积、人工堆积和崩滑塌等4种补给来源,其中冲洪积和残坡积所占比重最大;泥石流发展阶段处于衰退期;经动力学分析,洪峰流量值在10年一遇的降雨条件下为52.53 m3/s,20年一遇的降雨条件下为59.25 m3/s,50年一遇的降雨条件下为68.13 m3/s,100年一遇的降雨条件下为74.85 m3/s,对应的一次固体冲出总量分别为0.77×104 m3、0.87×104 m3、1.00×104 m3和1.10×104 m3;属于中型泥石流,最大危险区面积为0.238 3 km2。通过评价分析,该泥石流沟仍存在爆发中型泥石流的可能性,将对下游南湾村以及千沙公路行车和行人的生命财产安全造成威胁。研究成果可为延庆地区该类泥石流单沟预警模型研究和灾害防治提供科学依据。 相似文献
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地热水属于承压水,其储存量包括容积储存量和弹性储存量两部分,当水位处于含水层顶板以上时,已开采出的地热水只能是弹性储存量。在河北平原区进行区域地热资源评价时,地热水可开采量按照开采系数法、解析法等不同方法计算,与弹性储存量存在巨大差距。为研究地热水开采资源的构成并更加准确评价集中开采区地热水的可开采量,采用地下水均衡法对辛集集中开采区地热水开采资源量进行了计算,结果显示: 侧向补给量为126×104 m3,占开采资源量的60.9%; 越流补给量为19.7×104 m3,占开采资源量的9.55%; 弹性释水量为33.1×104 m3,占开采资源量的16.1%; 弱透水层压密释水量为27.4×104 m3,占开采资源量的13.3%。研究结果说明,集中开采区地热水的开采资源量不仅仅来自于热储层的弹性释水量,还包括侧向补给量、越流补给量和弱透水层的压密释水量。研究成果对于科学合理地开发地热资源、更好地遏制和缓解地热水开采引发的地质环境问题具有一定意义。 相似文献