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地下水年龄是重要的水文地质学参数,可以指示地下水的循环时间和更新能力。常用环境同位素测定地下水年龄,但不同的环境同位素由于半衰期不同导致定年范围有限,50～1 000 a成为地下水定年的“短板”。然而,50～1 000 a是近代人类活动频繁的时期,地下水资源、水环境和水气候记录档案等研究都需要年龄标尺。32Si可以用来确定50～1 000 a地下水的年龄,但是由于其复杂且费时费力的前处理和测试限制了32Si定年的应用。32Si衰变生成子同位素32P,32Si和32P在3个月内会达到放射性平衡,放射性活度达到一致。天然状态下50～1 000 a地下水中的32Si与32P一直处于放射性平衡状态,所以直接富集地下水中的32P可以用于50～1 000 a地下水的年龄测定。地下水中32P的富集采用氢氧化镁共沉淀法,方便快捷。因此,放射性成因32P有望解决50... 相似文献
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冰芯高分辨率高保真地记录了过去不同时间尺度气候环境变化历史,而冰芯精确定年是重建过去气候环境演化的先决条件。通过回顾青藏高原冰芯定年的常用方法,提出了目前冰芯定年仍存在的挑战和机遇。通常的冰芯定年方法包括基于冰芯季节变化信号的数年层方法、放射性标志层定年、冰川流动模型、基于其他已知时间序列的对比定年,以及放射性同位素定年。最可靠的方法是数年层的方法,但受到冰川中下部年层逐渐减薄的制约,冰川流动模型主要应用于冰芯中下部定年,但存在不确定性较大而且难以验证的难题。未来冰芯学科发展对冰芯定年提出了更高要求,随着测量技术与手段的突破,新的方法与技术开始在极地冰芯与高山冰芯定年研究中展示了广泛的应用前景。冰芯连续测量技术（如冰芯同位素连续测量技术、激光剥蚀等离子体质谱技术）大幅度提高了冰芯测量结果的时间精度,有可能把数年层的定年方法延推到冰芯底部;基于“原子阱痕量分析”（Atom Trap Trace Analysis,ATTA）的惰性气体（85Kr、81Kr、39Ar）放射性测年技术是一项革命性的技术,由于惰性气体在大气中的稳定性与均匀性使其在不同时间尺度冰川冰的绝对定年中发挥出优势。低浓度的可溶性有机碳的14C定年也从实验室探索阶段开始转入试用阶段,而且用冰量低,有望解决冰芯中碳含量低,定年困难的窘迫状况。此外,人类活动影响之前处于自然背景下的冰芯3H低本底测量技术结合数据处理方法,有望恢复过去100~200年与太阳活动周期相关的信号,将补充放射性标志层只有近代结果的不足。这些新的技术与方法在冰芯定年中的应用有望进一步推动中低纬度高山冰芯研究。 相似文献
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反向地球化学模拟技术在地下水14C年龄校正中应用的进展与思考 总被引：6，自引：0，他引：6
地下水14C年龄校正一直是地下水年代学研究中的一个热点问题,将反向地球化学路径模型与同位素质量传输模型耦合起来,在综合考虑不同碳源、不同水文地球化学反应对14C质量传输影响的基础上,提出了一种新的综合性的校正方法,从而使地下水14C定年技术得到了进一步发展。识别深层地下水演化过程中影响14C浓度变化的主要因素并定量确定其对地下水14C浓度的影响程度是地下水14C校正的精度和可信度的重要考虑因素;在应用水文地球化学路径模拟技术进行地下水14C年龄校正时,必须要充分考虑地下水补给环境特点以及反向地球化学模拟模型中的非可行解的排除。 相似文献
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近20a来黑河中游张掖盆地地下水动态变化 总被引：11，自引：2，他引：9
在研究黑河中游张掖盆地水文地质条件及对区内地下水进行动态分区的基础上, 总结了区内1981-2001年地下水水位、储量的时空变化规律. 结果表明: 1)盆地内部沿冲洪积扇自上而下的 4 个区域内由于赋存条件的差异, 地下水多年动态类型分异显著. 其中, 冲洪积扇中上部 20 世纪 80 年代的10 a内地下水储量累积减少56.47×106m3, 90年代地下水储量累积减少150.83×106m3; 冲洪积扇下部80年代储量减少11.80×106m3, 90年代减少77.50×106m3; 细土平原 20 a 内储量累积减少0.56×106m3; 临高河谷平原近20 a内储量增加了 1.78×106m3; 进入 90 年代后, 各区域变化幅度均有不同程度增加. 2)各区域内地下水年内动态类型复杂, 存在显著的季节差异, 在进入 90 年代后年内动态变化也均有不同程度的增强. 相似文献
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K-Ar、40Ar/39Ar定年中, 用以计算囚禁40Ar绝对量的40Ar/36Ar, 称为初始氩比值.现代大气中的初始氩比值叫尼尔值, 为295.5.K-Ar、40Ar/39Ar定年的表观年龄都是在假设初始氩比值与现代大气中的尼尔值一致的基础上得到的.事实证明, 地球样品的初始氩比值不总是尼尔值, 因此这种假定不可靠, 尤其在对年轻样品进行K-Ar、40Ar/39Ar定年时, 会带来错误的表观年龄结果.对于K-Ar、40Ar/39Ar精细年代学, 特别对于年轻样品和低钾含量样品, 只有初始氩比值才对定年研究有意义, 而初始氩比值只能通过40Ar/39Ar等时线法求得.所以严格地讲, 只有等时线年龄才是可靠的.结合实验流程, 本文分析了40Ar/39Ar定年中为什么大多数等时线获取的初始氩比值接近尼尔值, 一是因为常规40Ar/39Ar坪年龄的计算方法, 二是因为吸附氩的干扰.初始氩比值的一致性, 被用来证明样品同位素同源和封闭特性, 对年龄数据的精度及可靠性有非常大的影响, 尤其是年轻样品.因此, 在40Ar/39Ar定年中要选取氩同位素初始比值一致的同源样品, 并在实验流程中尽量克服样品吸附气体.本文对传统40Ar/39Ar方法中坪年龄、年龄坪的意义提出了质疑, 对提高40Ar/39Ar定年的精度具有重要意义, 并使之能够应用到极年轻的火山岩定年中. 相似文献
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基于地下水陆面过程耦合模型的黑河干流中游耗水分析 总被引：3，自引：1，他引：2
耗水分析能够直接揭示水资源利用的本质, 蒸散发是流域尺度耗水的主体. 将一个典型的陆面过程模型和一个地下水模型紧密耦合, 从而在地下水模型中增加具有物理机理的蒸散发描述, 同时改进陆面过程模型中地下水的动力过程, 由此在发挥这两类模型各自优势的基础上, 构建了一个地下水-陆面过程耦合模型. 利用该模型模拟了黑河干流中游2008年逐小时的蒸散发过程. 结果表明: 黑河干流中游2008年总耗水量约为35.7×108 m3, 耗水最大的地表类型是农作物为19.3×108 m3、 裸地和戈壁为7.2×108 m3、 草地为6.0×108 m3、 稀疏植被为3.1×108 m3, 其中, 不同地表类型的年蒸腾量分别为8.8×108 m3、 0.02×108 m3、 2.2×108 m3以及0.4×108 m3, 对应它们的年蒸散发强度分别为: 580 mm、 117 mm、 331 mm以及202 mm. 通过耗水平衡分析也得到2008年黑河干流中游地下水呈负平衡状态, 全年地下水超采约0.9×108 m3, 其中区内地下水储量在7—11月间呈增加趋势, 其他各月呈减少趋势. 相似文献
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4He是测定地下水年龄理想的示踪剂之一,由于测年时间尺度及多成因等问题,其测年结果通常与14C测年结果缺乏一致性。通过采集河北平原第四系承压水中的惰性气体（He、Ne、Ar、Kr、Xe）及14C样品,利用CE（封闭系统平衡）模型分离出地下水中的放射性成因4Herad浓度为（5.43～8 994）×10-8 cm3·STP/g,进而得到地下水的4He年龄为8.8～55.9 ka;相应样品的14C测年结果为7.7～35.2 ka。结果表明,2种测年结果在河北平原具有很好的一致性。 相似文献
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为了定量计算陵区近海核电站排水管线泄漏情景下核素通过地下水途径向海洋环境的释放通量，以某近海核电站为例进行研究。首先，应用GOCAD软件建立三维地形地质模型，刻画地层的分布、剥蚀以及倾向等特点；然后，运用地下水数值模拟软件FEFLOW精细刻画丘陵区地下水系统的补给、径流和排泄特征；最后，以不被吸附滞留的核素3H和被吸附滞留的核素90Sr、137Cs为对象，通过实验测定了90Sr、137Cs在不同岩土介质中的分配系数，模拟计算了排水管线连续渗漏60 a后3H、90Sr、137Cs在地下水中的放射性分布及释放。结果表明：3H迁移速度基本与地下水流速一致，地下水中的最大放射性浓度为0.285 0 Bq/L，第20 000天时向收纳水域的释放通量达到最大值，约526 Bq/d；90Sr吸附性能相对较弱，最大迁移距离约80 m，地下水中的最大放射性浓度为0.032 1 Bq/L；137Cs吸附能力较强，相当长的时间内被滞留在管线附近，地下水中最大放射性浓度分别为6.840×10-3 Bq/L，释放通量为0 Bq/d。由弥散度的不确定分析可知，弥散度越大，地下水中3H的最大放射性浓度越小，向海洋环境的释放通量越多。 相似文献
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海底地下水排泄（SGD）是全球水循环的一个组成部分,其输送的溶解物质不仅参与海洋的生物地球化学循环,而且影响近岸海域的生态环境。为了评估胶州湾海底地下水排泄状况,通过建立胶州湾内海水中226Ra的质量平衡模型来计算海底地下水排泄通量。胶州湾海水中226Ra的源主要有河流的输入、沉积物扩散输入和地下水的输入,海水系统在稳定状态下,这几种源应该与湾内海水和湾外海水的混合损失达到平衡。除了将地下水输入作为未知项外,对其他源和汇逐个进行量化,计算得知：2011年9-10月胶州湾的海底地下水排泄通量为7.85×106 m3·d-1;2012年4-5月胶州湾的海底地下水排泄通量为4.72×106 m3·d-1。在此基础上,对地下水输入胶州湾的营养盐进行了评价。 相似文献
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冰芯高分辨率高保真地记录了过去不同时间尺度气候环境变化历史,而冰芯精确定年是重建过去气候环境演化的先决条件。通过回顾青藏高原冰芯定年的常用方法,提出了目前冰芯定年仍存在的挑战和机遇。通常的冰芯定年方法包括基于冰芯季节变化信号的数年层方法、放射性标志层定年、冰川流动模型、基于其他已知时间序列的对比定年,以及放射性同位素定年。最可靠的方法是数年层的方法,但受到冰川中下部年层逐渐减薄的制约,冰川流动模型主要应用于冰芯中下部定年,但存在不确定性较大而且难以验证的难题。未来冰芯学科发展对冰芯定年提出了更高要求,随着测量技术与手段的突破,新的方法与技术开始在极地冰芯与高山冰芯定年研究中展示了广泛的应用前景。冰芯连续测量技术(如冰芯同位素连续测量技术、激光剥蚀等离子体质谱技术)大幅度提高了冰芯测量结果的时间精度,有可能把数年层的定年方法延推到冰芯底部;基于“原子阱痕量分析”(Atom Trap Trace Analysis,ATTA)的惰性气体(Kr、Kr、Ar)放射性测年技术是一项革命性的技术,由于惰性气体在大气中的稳定性与均匀性使其在不同时间尺度冰川冰的绝对定年中发挥出优势。低浓度的可溶性有机碳的14C定年也从实验室探索阶段开始转入试用阶段,而且用冰量低,有望解决冰芯中碳含量低,定年困难的窘迫状况。此外,人类活动影响之前处于自然背景下的冰芯3H低本底测量技术结合数据处理方法,有望恢复过去100~200年与太阳活动周期相关的信号,将补充放射性标志层只有近代结果的不足。这些新的技术与方法在冰芯定年中的应用有望进一步推动中低纬度高山冰芯研究。 相似文献
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长期以来, 由于金属成矿的多期性及易受后期蚀变的干扰, 成矿时代的确定成为难题, 进而成为成矿机理、矿床勘探等研究的制约因素。本文以黄铁矿和闪锌矿这两种典型的矿石矿物为例, 回顾了利用40 Ar/39 Ar法直接确定成矿时代的研究现状, 探讨了其中的问题、可能的解决方法及以后的发展前景, 为进一步开展矿石矿物的40 Ar/39 Ar年代学提供参考。同时对采自辽宁丹东青城子矿中的黄铁矿和闪锌矿样品做了包裹体镜下观察和电子探针的元素分析, 以期更好地理解矿石矿物40 Ar/39 Ar法直接定年的潜力。 相似文献
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Soils contain a diverse and complex set of chemicals and minerals. Being an ‘open system’, both in the chemical and nuclear sense, soils have defied quantitative nuclear dating. However, based on the published studies of the cosmogenic atmospheric 10Be in soils, its relatively long half-life (1.5 Ma), and the fact that 10Be gets quickly incorporated in most soil minerals, this radionuclide appears to be potentially the most useful for soil dating. We therefore studied the natural variations in the specific activities of 10Be with respect to the isotope 9Be in mineral phases in eight profiles of diverse soils from temperate to tropical climatic regimes and evaluated the implications of the data for determining the time of formation of soil minerals, following an earlier suggestion [Lal et al., 1991. Development of cosmogenic nuclear methods for the study of soil erosion and formation rates. Current Sci. 61, 636–639.]. We find that the 10Be/9Be ratios in both bulk soils and in the authigenic mineral phases are confined within a narrower range than in 10Be concentrations. Also, the highest 10Be/9Be ratios in authigenic minerals are observed at the soil-rock interface as predicted by the model. We present model 10Be/9Be ages of the B-horizon and the corresponding soil formation rates for several soil profiles. The present study demonstrates that the 10Be/9Be ratios in the authigenic phases, e.g. clay and Fe-hydroxides, can indeed be used for obtaining useful model ages for soils younger than 10–15 Ma. However, the present work has to be pushed considerably further, to take into account more realistic age models in which, for instance, downward transport 10Be and clays, and in-situ dissolution of clay minerals at depths, altering the 10Be/9Be ratios of the acidic solutions, are included. We show that in the case of younger soils (< 1 Ma) studied here, their 10Be inventories and 10Be/9Be ratios have been significantly disturbed possibly by mixing with transported soils. 相似文献
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Rhenium-Osmium (Re-Os) isotopic dating applied to the geochronology of hydrocarbon accumulation has been the forefront of international research in the last 10 years and has achieved significant achievements. However, our current researches are lacking in Re-Os isotopic chronology on the geochronology of hydrocarbon accumulation. The successful application of the Re-Os geochronology has enabled the determination of accurate and precise depositional ages for Organic-Rich Sedimentary rocks (ORS), the establishment of timing constraints of oil generation or migration, and the fingerprinting of the source of oil. On the basis of literatures study both at home and abroad, this article mainly dealt with the principle of Re-Os isotopic dating and analyzed the accumulation processes of Re and Os in a seawater-sediment system. Meanwhile, the test samples, sample preparation and analytical methodology of Re-Os isotopic dating were summarized. The results revealed that the initial 187Os/188Os ratio could constrain the age of oil generation or migration, and effectively evaluated the relationship between source rock and oil. The radiogenic 187Os/188Os ratio showed a positively correlated relationship with source rock age. This article proposed that hydrocarbon mature, biodegradation and water washing had minimal or no effect on data scatter about Re-Os isochron. However, the effects of postdepositional mobility of Re and Os, variations in the initial 187Os/188Os ratio, and thermochemical sulfate reduction could result in data scatter. The reproducibility and accuracy of Re-Os age was also closely related to the sample particle size and sample amount. Compared with other isotopic dating, the biggest advantage of Re-Os isotopic dating is to study geological body related to accumulation process, and to obtain direct evidence of hydrocarbon accumulation period. From what was discussed above, the article discussed the existing problems and put forward the future hot research and development direction of Re-Os isotope system, so as to promote the deep development of relative theory and technology of Re-Os isotopic dating. 相似文献
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地下水-地表水相互作用是水资源管理和地表水生态系统保护中重要的一个环节,氡同位素(222Rn)由于其在地下水与地表水中含量差异显著、性质保守、检测难度低,广泛运用于地下水-地表水相互作用的研究当中。本文通过总结分析222Rn在不同地表水体(海水、河水、湖水等)中的应用,指出刻画地下水氡浓度的异质性是估算地下水排泄的重点和难点。在估算海底地下水排泄(SGD)时,氡的混合损失项估算不确定、海水氡浓度时空变异性、SGD的多组分特征等可能给估算结果带来较大不确定性;在估算河流地下水排泄时难以确定氡的大气逃逸量;研究人员对氡在示踪地表水补给地下水方面的研究程度相对不足。本文从科学研究和实际生产方面,对222Rn的研究应用提出以下潜在方向:(1)降低地下水氡空间变异性对估算地下水排泄量的影响;(2)针对不同水体、不同水文条件,准确刻画氡的大气逃逸量;(3)拓展222Rn示踪能够解决的科学问题;(4)将氡质量平衡模型计算与不确定分析相结合,实现软件化。 相似文献
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为研究广西凌云县地下水资源状况,在分析区内地质构造、岩溶发育特征、含水介质及水动力条件的基础上,采用降水入渗系数法和枯季径流模数法分别对凌云县地下水天然补给量和可开采资源量进行评价,并对地下水资源空间分布特征进行分析。结果表明: 全区地下水多年平均天然补给量112 619.73万m3/a,其中岩溶地下水多年平均天然补给量69 797.68万m3/a,基岩裂隙水多年平均天然补给量为42 822.05万m3/a,可开采资源量为9 840.37万m3/a。区内岩溶发育较强烈,岩溶形态丰富,岩溶发育在垂向上具有一定分带性,高程跨度大,地下水资源空间分布总体相对较为均匀。研究成果为凌云县地下水资源可持续开发利用提供了科学依据。 相似文献
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原地宇宙成因核素(TCN)测年靶标制备 总被引：1，自引：1，他引：0
自20世纪80年代以来,得益于高能加速器质谱的发展及其分析精度的提高,TCN测年技术得到了快速发展,并被成功应用于解决诸多领域关键性的年代学问题研究中,对地学的发展也起到了革命性的推动作用。TCN测年由测年靶标制备、AMS测量及数据分析等步骤组成。其中测年靶标制备直接影响AMS的测量结果,进而影响可靠年代学框架的建立与古气候环境的重建。测年靶标制备首先是代表性样品的采集,继而是所用靶标矿物的提纯,再者是所测元素的分离提取,最后是靶标压制。此处以第四纪冰川研究中应用较为广泛的TCN放射性核素10Be与26Al为例,结合冰川侵蚀与沉积地貌的分布及其特征,从样品采集、石英提纯、10Be与26Al核素的分离提取及最后的靶标压制等方面展开论述,以期为初涉第四纪冰川研究的学者提供TCN测年靶标制备的理论指导,同时也为地学其他研究领域该测年技术的应用提供参考。 相似文献