Temporal variations of reference evapotranspiration and controlling factors: Implications for climatic drought in karst areas          下载免费PDF全文

Guo Xiao-jiao  Wang Wen-zhong  Li Cheng-xi  Wang Wei  Shi Jian-sheng  Miao Ying  Hao Xing-bo  Yuan Dao-xian 《地下水科学与工程》2022,10(3):267-284

Variations in reference evapotranspiration (ET₀) and drought characteristics play a key role in the effect of climate change on water cycle and associated ecohydrological patterns. The accurate estimation of ET₀ is still a challenge due to the lack of meteorological data and the heterogeneity of hydrological system. Although there is an increasing trend in extreme drought events with global climate change, the relationship between ET₀ and aridity index in karst areas has been poorly studied. In this study, we used the Penman–Monteith method based on a long time series of meteorological data from 1951 to 2015 to calculate ET₀ in a typical karst area, Guilin, Southwest China. The temporal variations in climate variables, ET₀ and aridity index (AI) were analyzed with the Mann–Kendall trend test and linear regression to determine the climatic characteristics, associated controlling factors of ET₀ variations, and further to estimate the relationship between ET₀ and AI. We found that the mean, maximum and minimum temperatures had increased significantly during the 65-year study period, while sunshine duration, wind speed and relative humidity exhibited significant decreasing trends. The annual ET₀ showed a significant decreasing trend at the rate of ?8.02 mm/10a. However, significant increase in air temperature should have contributed to the enhancement of ET₀, indicating an “evaporation paradox”. In comparison, AI showed a slightly declining trend of ?0.0005/a during 1951–2015. The change in sunshine duration was the major factor causing the decrease in ET₀, followed by wind speed. AI had a higher correlation with precipitation amount, indicating that the variations of AI was more dependent on precipitation, but not substantially dependent on the ET₀. Although AI was not directly related to ET₀, ET₀ had a major contribution to seasonal AI changes. The seasonal variations of ET₀ played a critical role in dryness/wetness changes to regulate water and energy supply, which can lead to seasonal droughts or water shortages in karst areas. Overall, these findings provide an important reference for the management of agricultural production and water resources, and have an important implication for drought in karst regions of China.  相似文献   

陕西旬阳地区小河金矿硫铅同位素组成及地质意义     

孟五一  刘家军  魏立勇  张振  吴欢欢  范堡程  潘元  李国英  贾彬 《现代地质》2021,35(6):1587-1596

小河金矿是近年来在南秦岭中带发现的中型金矿床,矿石类型为微细浸染型,矿床受地层和构造双重控制。在野外工作基础上,根据矿物组合及穿插关系划分了4个成矿阶段:Ⅰ,成矿早期少硫化物石英脉成矿阶段;Ⅱ,石英脉、黄铁矿、毒砂成矿主阶段;Ⅲ,石英脉-多金属硫化物成矿主阶段;Ⅳ,方解石、石英脉成矿晚阶段。其中Ⅱ、Ⅲ阶段是主要金矿化阶段。不同阶段样品的原位硫同位素结果显示:成矿早阶段石英脉期的黄铁矿δ³⁴S值为20.80‰~25.77‰,均值为23.59‰;主成矿期II阶段中黄铁矿、毒砂δ³⁴S值为15.46‰~19.12‰,均值为17.5‰;主成矿期Ⅲ阶段中方铅矿、闪锌矿δ³⁴S值为11.35‰~16.78‰,均值为13.88‰。硫同位素特征指示硫以沉积硫为主,成矿过程可能存在低δ³⁴S值热液的持续加入。金属硫化物Pb同位素测试结果显示²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb为17.882 1~18.367 4,²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb为15.614 0~15.674 1,²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb为38.016 3~38.934 2,指示小河金矿铅主要源于地壳,同时伴随幔源铅的混入。综合矿床地质特征及硫、铅同位素地球化学特征,认为小河金矿成矿过程可能存在流体混合作用。  相似文献   

塔北隆起X型走滑断裂成因机制的新解释     

黄少英  宋兴国  罗彩明  能源  马小丹  漆家福  陈石 《现代地质》2021,35(6):1797-1808

塔里木盆地塔北隆起发育两组呈小角度相交(40°)的透入性X型走滑断裂,分别沿着NNE走向和NNW延伸。在对塔北哈拉哈塘地区三维地震资料解释的基础上,对走滑断层的几何展布特征以及断层的剖面变形特征进行研究;同时重点解析了RP6断裂和HA13断裂,分析比较NNW向与NNE向断层的变形及发育特征差异;结合盆地重磁资料以及周缘造山带的活动特征,对塔北隆起小角度的X型走滑断层的发育机制以及演化进行了分析。研究表明,塔北隆起走滑断层在垂向上具有明显的分层变形特征,分为三个构造层:震旦系-中寒武统下构造层(TH₃界面以下)、上寒武统-中奥陶统中构造层(TH₃-TO₃t界面)和上奥陶统-石炭系上构造层(TO₃t-TP界面)。断层在下构造层和中构造层中整体处于压扭环境,多发育正花状构造;上构造层中断层主要发育负花状构造或正断层,整体处于张扭环境。两组断裂比较,NNW向断裂活动性强,在各构造层中均有显著的断裂特征发育,垂向连通性强,发育先存基底断裂,而NE向断层主要发育在中构造层,在下构造层和上构造层中断层发育不明显。活动性分析表明,断层的形成与演化具有多期性,走滑断层的形成经历了三期主要活动:中寒武世末、中晚奥陶世和志留纪-石炭纪。塔北隆起X型走滑断裂的形成受到了NNW向基底断裂和薄弱带的控制,NNW向先存基底断裂带或薄弱带优先发育走滑断裂,基底断裂与主挤压应力方向的夹角小于45°-Φ/2,NNE断层的发育受NNW向先存断裂限制,最终形成小角度相交的X型断裂。  相似文献   

The Impact of Climatic and Environmental Factors on n-Alkanes Indices in Southwestern Tibetan Plateau     

LING Yuan  ZHENG Mianping  WANG Shuxian  SUN Qing  XIE Bingjing  ZHANG Chengjun 《《地质学报》英文版》2021,95(2):648-658

n-Alkanes are widely used in paleoenvironmental reconstructions.However,our understanding of changes in the distribution of n-alkanes with climatic and environmental factors remains unclear in arid/semi-arid regions.We sampled 26 surface sediments from three climatic zones across the southwestern Tibetan Plateau to evaluate the sensitivity of chain length distributions of n-alkanes to climatic and environmental parameters.Our observations demonstrate that average chain length (ACL), proportion of aquatic macrophyte (Paq),carbon preference index (CPI) and ratio of the contents of nC27 and nC31 (nC27/nC31) are all sensitive to hydroclimatic conditions.In contrast to commonly-adopted assumptions,the correlations between these indices and hydrological parameters are not always good,which indicates that the interpretation of n-alkane indices is special on the southwestern Tibetan Plateau.These might be related to the vegetation characteristics and seasonality of biological activity,and need to be considered in paleoclimatic reconstruction.The impact of seasonal precipitation on n-alkanes indices was also evaluated.  相似文献   

鄂尔多斯盆地东南缘黄陵矿区中生代煤系烃源层构造—热演化过程与生物气生成     

鲍园  唐佳阳  琚宜文  安超 《地球科学进展》2021,36(10):993-1003

煤系烃源层的构造—热演化过程研究对揭示煤系气的生成机制具有重要意义.为揭示鄂尔多斯盆地东南缘黄陵矿区向斜核部中生代煤系烃源层的构造—热演化过程、生排烃阶段及煤系气成因类型,根据含煤地层岩性、剩余地层现今埋深、储层孔隙度、镜质组最大反射率、甲烷碳氢同位素组成和生物甲烷产率等数据,运用Petromod 1D模拟软件与回剥反演法及EASY％Ro法对研究区煤系烃源岩的受热和生烃演化过程进行重建.研究结果表明:黄陵矿区自晚三叠世以来,煤系主要经历了3～4次"沉降—抬升"过程,其生烃演化过程可分为原生生物成因气、热成因气和次生生物成因气3个阶段.晚三叠世末期至中侏罗世早期,煤系烃源岩镜质组最大反射率演化至0.3％,对应原生生物成因气生成阶段;中侏罗世早期至早白垩世末期,煤系埋深及受热温度逐渐升高至最大值,镜质组最大反射率演化至0.67％～0.74％,热解生烃作用停止,对应热成因气生成阶段;自始新世早期至今,煤系发生抬升且埋深浅于2077～2148 m,受热温度低于75℃,对应次生生物成因气生成阶段.侏罗系延安组3号和2号煤层中甲烷碳、氢同位素组成数据和微生物降解煤岩生成生物气实验(甲烷累计产率为10.5～16.1μmol/g)为该区存在次生生物成因气提供了直接证据.  相似文献   

北京怀柔云蒙山地区花岗岩风化过程的地球化学基因     

王旭阳  姚宁  龚庆杰  晁岳德  彭程  吴媛 《地学前缘》2021,28(1):363-374

地球化学基因是近两年提出的一种新的地球化学示踪技术,本文选择北京怀柔云蒙山地区两个邻近的花岗岩风化剖面(编号为B和C)来分析岩性地球化学基因和金矿化地球化学基因的属性特征。剖面B样品的化学蚀变指数CIA变化为51.3~58.9,WIG的范围为89.4~68.6,属于初始风化程度;剖面C样品的CIA变化为52.4~78.4,WIG的范围为84.8~25.3,属于中等风化程度。这种邻近剖面风化程度的明显差异表明微环境对岩石风化产物的影响是显著的。相对于剖面底部新鲜花岗岩而言,岩性地球化学基因相似度在剖面B和C中的范围分别为85%~100%和90%~100%,金矿化地球化学基因相似度范围分别为85%~100%和80%~100%。当相对于剖面顶部土壤样品时,岩性地球化学基因相似度在剖面B和C中的范围分别为80%~100%和90%~100%,金矿化地球化学基因相似度范围分别为85%~100%和80%~100%。依据≥80%的基因相似度标准(区分基因是否相似),尽管两个剖面在风化程度上存在明显差异,但岩性地球化学基因和金矿化地球化学基因在两个剖面内部均表现出良好的遗传性和继承性,且在两个剖面之间体现出同源风化产物之间具有良好的相似性。相对于理想金矿石(其金矿化基因为12020202020)而言,金矿化相似度在剖面B和C中的范围分别为25%~50%和30%~50%。依据≥40%的金矿化相似度(即样品与理想金矿石的金矿化相似度)作为存在金矿化异常的标准,在两个剖面中均可识别出厚度约1 m左右的矿化异常层位。因此,金矿化基因除了具有地球化学基因的属性(遗传性、继承性、相似性)外,其金矿化相似度(即相对于理想金矿石的相似度)也有可能作为金矿勘查中的一个地球化学综合指标。  相似文献   

西秦岭晚新生代构造变形的几何图像、运动学特征及其动力机制     

张逸鹏  郑文俊  袁道阳  王伟涛  张培震 《地质力学学报》2021,27(2):159-177

西秦岭位于东西向展布的秦岭-大别-苏鲁中央造山带与南北向展布的贺兰山-龙门山-川滇地震带构成的巨型"十字"构造区的交汇点,是中国大陆中部"西秦岭-松潘构造结"的重要组成部分。西秦岭晚新生代的构造变形与青藏高原的侧向扩展过程密切相关。该区构造变形的几何图像、运动特征及其深部动力学机制对于揭示青藏高原东北部的动力过程及强震活动具有重要意义。西秦岭地区主要断裂晚新生代以来的滑动速率及跨断裂GPS应变速率的结果表明,这一时期西秦岭构造带发生了明显的构造活动方式转换,主要的构造变形过程是通过其内部一系列低滑动速率的断裂活动以及断裂之间隆起山脉与盆地的变形,共同承担着自东昆仑断裂向西秦岭断裂之间的转换平衡。在调节这种构造转换过程中,西秦岭地区以"连续变形"为特征,即区域内的应变是以多条相对低滑动速率断裂的弥散变形遍布全区,并且西秦岭及其周缘块体的旋转作用也吸收了部分变形分量。综合已查明的区域构造活动特征、新生代岩浆活动、地球物理资料以及现今地貌特征可知,西秦岭在特提斯构造域的影响下,岩石圈的结构存在明显的流变学分层,一方面,西秦岭的上地壳保留了主造山期的地质构造形态,但中—下地壳的弱化使得莫霍面之上的圈层解耦,深部可流动的岩石圈地幔不但改变了陆内造山带的结构,同时也控制了现今上地壳连续变形的发育;另一方面,西秦岭内部的中强震主要发生在高速（或高阻）与低速（或低阻）的构造边界带附近。这种独特的流变学结构导致西秦岭在青藏高原向北生长和侧向扩展的过程中,不同阶段的构造变形过程是截然不同的。因此,进一步深入研究西秦岭地区的晚新生代构造转换过程及其机制,不仅对于理解青藏高原东北部的动力过程具有重要意义,更有助于深入认识南北地震构造带中段未来的强震危险性。   相似文献   

地球科学大数据的管理与共享：以英国地质调查局为例     

文蝶  黄浩  史宇坤  杨孙容  杨娇  王媛  侯旭东  樊隽轩 《高校地质学报》2021,27(1):45-57

大数据驱动的研究范式正在引起地学领域的革命,而海量大数据的有效管理和共享是数据高效利用的前提。英国地质调查局作为最早成立的国家地质调查局,拥有海量的地学数据资源,通过近年来对数字化工作的全面推进,在数据的开放共享方面走在了世界各国的最前沿。文章对英国地质调查局的数据资源管理和数据共享方式进行了分析调研,详细介绍了他们的一站式管理平台——开放地学的主体组成,以及他们与同行合作建设的数据库。开放地学全面汇总了地调局内的数据资源,并通过一系列数据共享将所有数据集有机链接,通过数据和模型的巧妙结合,在满足用户数据需求的同时,对数据的应用进行了全方位的拓展,是地球系统科学研究框架下地球科学数字化工作的良好典范。  相似文献   

武夷地块中南平-宁化构造带南华纪弧火山岩属性及其对华夏板块多微地体拼合的启示     

刘欢  赵希林  张金国  江涧  袁浩为  王波  刘萌 《地质学报》2021,95(12):3629-3641

武夷地块中各地体的活动解析是认识华夏板块构造活动演化的窗口.南平宁化构造带作为划分南武夷地体和北武夷地体的重要边界活动带,其构造属性对我们认识武夷地块中南、北武夷地体的构造演化具有重要意义.前人对南平-宁化构造带中变质火山岩类的研究和认识存在争议,限制了我们对南平-宁化构造带的构造属性的理解.因此,本文利用野外路线地质调查、年代学测定、同位素地球化学测试等手段,对该套变质火山岩做了重点研究,结合前人的研究成果,我们得到以下认识:南平-宁化构造带中的变质火山岩类主要形成于756～720 Ma,主要形成于活动大陆边缘或岛弧环境,表明南平-宁化构造带可能代表了南武夷地体和北武夷地体之间的一条南华纪的近东西向的岛弧火山活动带,结合带中构造变形反映的南北向对冲的汇聚极性,我们认为南武夷地体和北武夷地体之间在南华纪可能还存在洋-陆碰撞乃至陆-陆拼合过程,这也反映了多微地块、多期拼合过程可能更符合华夏板块大地构造演化的主旋律.  相似文献   

四川盆地喜马拉雅期张扭性断裂构造特征及形成机制          下载免费PDF全文

苏楠  杨威  苑保国  戴鑫  王小丹  武赛军  马石玉  谢武仁  张光武  裴仰文 《地球科学》2021,46(7):2362-2378

前人对四川盆地盆缘冲断带及川中高-磨地区断裂系统进行了系统性研究,但对于盆地其他区块断裂发育特征、形成演化及应力背景的认识尚不充分.发现了梓潼-成都-威远-华蓥山-广安地区震旦系-下三叠统地层中发育的一套区域性张扭性断裂,主要自震旦系及以下地层向上延伸切穿二叠系地层,多为高陡、小断距正断层,部分形成负花状构造.根据该断裂系统的剖面产状、纵向穿层特征及盆地范围内体现出的分异性,推断该断裂系统形成于喜马拉雅期.物理模拟实验研究发现该断裂体系应发育于扭张性应力环境中,该断裂体系的发育指示了四川盆地内部新生代存在南西-北东向张应力,可能与四川盆地新生代发生的逆时针旋转有关.   相似文献