Modeling of water–rock interactions in an aquitard of sandy clay in the coastal area near Beihai,China     

Zhou?XunEmail author  Yao?Jinmei  Zhang?Hua  Li?Rui  Xu?Fang 《Environmental Geology》2008,56(1):183-188

Unconsolidated sand, gravel and clay deposits near Beihai and in the Leizhou Peninsula in southern China form an unconfined aquifer, aquitard and a confined aquifer. Water and soil samples were collected from the two aquifers in the coastal Beihai area for the determination of chemical compositions, minerals and soluble ions. Hydrogeochemical modeling of three flow paths through the aquitard are carried out using PHREEQC to determine water–rock interactions along the flow paths. The results indicate that the dissolution of anorthite, fluorite, halite, rhodochrosite and CO₂, and precipitation of potash feldspar and kaolinite may be occurring when groundwater leaks through the aquitard from the unconfined aquifer to the confined aquifer. Cation exchanges between Na and Ca can also happen along the flow paths.  相似文献   

Origins of high pH mineral waters from ultramafic rocks, Central Portugal     

Jos M. Marques  Paula M. Carreira  Maria Rosrio Carvalho  Maria J. Matias  Fraser E. Goff  Maria J. Basto  Rui C. Graa  Luís Aires-Barros  Luís Rocha 《Applied Geochemistry》2008,23(12):3278-3289

This paper reviews the geochemical, isotopic (²H, ¹⁸O, ¹³C, ³H and ¹⁴C) and numerical modelling approaches to evaluate possible geological sources of the high pH (11.5)/Na–Cl/Ca–OH mineral waters from the Cabeço de Vide region (Central-Portugal). Water–rock interaction studies have greatly contributed to a conceptual hydrogeological circulation model of the Cabeço de Vide mineral waters, which was corroborated by numerical modelling approaches. The local shallow groundwaters belong to the Mg–HCO₃ type, and are derived by interaction with the local serpentinized rocks. At depth, these type waters evolve into the high pH/Na–Cl/Ca–OH mineral waters of Cabeço de Vide spas, issuing from the intrusive contact between mafic/ultramafic rocks and an older carbonate sequence. The Cabeço de Vide mineral waters are supersaturated with respect to serpentine indicating that they may cause serpentinization. Magnesium silicate phases (brucite and serpentine) seem to control Mg concentrations in Cabeço de Vide mineral waters. Similar δ²H and δ¹⁸O suggest a common meteoric origin and that the Mg–HCO₃ type waters have evolved towards Cabeço de Vide mineral waters. The reaction path simulations show that the progressive evolution of the Ca–HCO₃ to Mg–HCO₃ waters can be attributed to the interaction of meteoric waters with serpentinites. The sequential dissolution at CO₂ (g) closed system conditions leads to the precipitation of calcite, magnesite, amorphous silica, chrysotile and brucite, indicating that the waters would be responsible for the serpentinization of fresh ultramafic rocks (dunites) present at depth. The apparent age of Cabeço de Vide mineral waters was determined as 2790 ± 40 a BP, on the basis of ¹⁴C and ¹³C values, which is in agreement with the ³H concentrations being below the detection limit.  相似文献   

Biogeochemical characteristics of the Hetai goldfield, Guangdong Province, China     

Li Miao  Ruisong Xu  Yueliang Ma  Jinhong Xu  Jie Wang  Rui Cai  Yu Chen   《Journal of Geochemical Exploration》2008,96(1):43-52

In the Hetai goldfield, Guangdong Province, China, samples including rocks, soils and leaves of four plants (Pinus massoniana, Rhodomyrms tomenlosa, D. linearis var. dichotoma and Embelia laeta) collected from the gold mineralization zone and the background area were analyzed for Au, Ag, Cu, Pb, Zn, Hg, As and physiological parameters. The objective of this investigation is to study the geochemical and biogeochemical characteristics of studied plants, aiming at biogeochemical methods in Au exploration. The goldfield region shows geochemical and biogeochemical anomalies. Abundances of Au in rocks, soils, plants and the leaf pigments in the mineralized area are much higher than those in the surrounding region. The plants display unhealthy physiological and ecological characteristics in the Hetai goldfield area. The cell structures of the goldfield plants were anomalous and aberrant, and there were many nano-metal particles diffused in mitochondria and chloroplasts. Macro- and microscopic evidences of the vegetation in the goldfield areas are distinctly different from the background regions. The strongly anomalies in responses to Au are profound in further geochemical and botanic exploration studies.  相似文献   

青藏高原中、东部局地因素对地温的双重影响(Ⅰ): 植被和雪盖   总被引：7，自引：5，他引：2  

金会军  孙立平  王绍令  何瑞霞  吕兰芝  于少鹏 《冰川冻土》2008,30(4)

青藏高原冻土区地温既受海拔、纬度和经度(干燥度)区域地带性规律控制, 同时它又受植被、雪盖、砂层、 水被和地质构造等局地因素的显著影响. 局地因素对地温的影响具有双重性: 在不同域值条件下, 它可增高或降低地温. 地温随植被覆盖度减小而逐渐增高, 但覆盖度减到0～20%时, 地温反而降低. 在青藏高原东部、南部和腹部的高山区, 冷季降雪多, 很多地段为稳定积雪区, 雪盖厚, 持续时间长, 对浅层地温起保温作用;而高原腹部的高平原、河谷和盆地冷季降雪较少, 雪盖薄, 持续时间较短, 一般保温作用微弱. 当雪盖厚度超过20 cm以后, 保温作用即开始增强;在暖季因积雪存在时间短, 雪盖薄, 短期内对浅层地温起冷却作用. 总之, 每种局地因素迫使地温向相反方向转化阶段是一个区间值, 为渐变过程. 随时空尺度变化, 局地因素的影响变化很大. 有些地段, 几种局地因素共同作用, 加上活动构造和地形、地貌等的影响, 使地温的时空分布和局地因素对其影响或控制变得错综复杂. 因此, 研究和预测地温特征和变化趋势, 需要在监测植被和积雪作用的基础上进行参数选择、 验证和优化.  相似文献   

寒区线性工程沿线冻土区的植被恢复   总被引：4，自引：1，他引：3  

杨思忠  金会军  吉延峻  魏智  何瑞霞 《冰川冻土》2008,30(5)

寒区油气管道、公路、铁路等线性工程占地、建设和开挖对沿线寒区生态环境是一个切割、破碎的过程, 对自然植被和下伏冻土造成了很大的扰动. 管道泄露引发的油污还可引起植被的退化和死亡. 植被覆盖层破坏后改变了原有的地气界面之间的水、热交换条件和力学性质, 反过来又可加速引发下伏冻土和线性工程地基的退化. 基于保护线性工程地基及下伏冻土的目的, 同时顺应环境保护的要求, 目前就寒区线性工程的植被恢复问题已经有许多探索和实践. 当前, 寒区植被恢复注重最低限度的人为介入干预下的自然恢复, 根据线性工程沿线土壤、湿度、营养条件、物种分布和丰度, 视具体情况选择物种, 确定建植方法. 阿拉斯加管道和青藏铁路植被恢复上的经验和方法, 可为拟建的冻土区中俄输油管道项目沿线的植被恢复问题提供科学的参考和借鉴.  相似文献   

祁连山不同植被类型对积雪消融的影响   总被引：7，自引：1，他引：6  

车宗玺  金铭  张学龙  张虎  牛云  董晓丽 《冰川冻土》2008,30(3):392-397

为研究祁连山植被对积雪消融的影响, 利用人工调查积雪深度逐日变化量和积雪盖度变化, 并结合空气雪面感热通量(SH)观测, 对祁连山水源林生态站排露沟流域海拔2 600～2 700 m青海云杉林、灌丛林、林缘、阳坡草地在2003-2007年的积雪消融进行了研究, 每年的观测从10月降雪开始到翌年5月积雪消融完结束, 共获取数据134 400个. 结果表明: 当SH<0时, 积雪消融停止;当SH>0时, 积雪消融开始;植被可以减缓积雪消融速率, 有植被的地方消融速率减慢, 反之则加快;不同植被消融速率大小顺序为草地>林缘>灌木林>乔木林;同一植被、不同坡向消融速率不同, 半阳坡云杉林＞半阴坡云杉林＞阴坡云杉林. 积雪含水率随气温升高而增大, 1月融化积雪占整个积雪的5%, 2月增大到28%, 大量积雪在3月消融, 占55%. 从坡位看, 下坡消融速率最大;在一个垂直带上, 低海拔消融速率大于高海拔. 温度是影响积雪消融的主要因子, 积雪消融速率随温度升高而增大, 反之则减小.  相似文献   

亚洲中部干旱区在20世纪两次暖期的表现   总被引：1，自引：0，他引：1  

王劲松  陈发虎  靳立亚  魏锋 《冰川冻土》2008,30(2):224-233

利用亚洲中部干旱区1901-2002年近100 a气温及北半球海平面气压、冬季西伯利亚高压强度指数、西风指数资料,分析了20世纪全球变暖的两个较明显时期在该干旱区的响应特征,以及大气环流变化和太阳活动对干旱区气温异常的影响.结果表明:亚洲中部干旱区对20世纪全球发生的两次暖期的响应特征是有显著差异的.对1920-1940年代全球发生的第一次暖期,亚洲中部干旱区整体并没有响应,仅在其东部的季风影响边缘区有响应;而对1970年代以后发生的第二次暖期,亚洲中部干旱区整体都作出了响应.冰岛低压的异常加深、同时北大西洋亚速尔高压的显著增强,西伯利亚高压强度指数的异常减弱,以及西风指数的异常增强是导致亚洲中部干旱区气温偏高的可能原因,可以初步解释研究区整体对20世纪全球两次暖期响应不同的原因.太阳活动作为外部影响因子之一,对干旱区气温的影响是阶段性的,且在百年时间尺度上,二者并没有显著的相关性.  相似文献   

东北多年冻土区埋地输油管道周围温度场特征非线性分析   总被引：1，自引：0，他引：1  

何树生  喻文兵  陈文国  余志峰  金会军 《冰川冻土》2008,30(2):287-295

为解决冻土区输油管道周围土壤的温度计算问题,根据考虑相变瞬态温度场的控制微分方程,应用Galerkin法推导出了二维温度场的有限元计算公式.以东北多年冻土区中俄原油管道工程为背景,根据该工程区的冻土条件和气候条件,应用该方法对温热型输油管道土壤温度场进行了计算预报与对比分析.结果表明:对于输送油温为15 ℃、直径为0.914 m以及管顶埋深为2.0 m的管道,在没有铺设保温材料情况下,管顶之上的土壤在管道运行的第1年就达到热平衡状态,同时土壤融化速率在第1年达到最大,随后4a时间里迅速减小,第5年后融化速率变化趋于稳定;管道运行一段时间后,管道周围的融化圈随冷暖季节的变化呈交替式的扩展;在管道运行30 a后,融深＞10 m,即管底下的融化层厚＞7 m,而在铺设5～8 cm的聚氨酯保温材料后,融深控制在3.08～3.88 m,即管底下融化层厚为0.2～1.0 m.因此,合理使用保温方法能有效防止冻土区管道冻害的发生,同时达到保护冻土环境的目的.  相似文献   

中俄原油管道沿线典型土样冻胀性试验研究   总被引：1，自引：0，他引：1  

吉延峻  金会军  张建明  何乃武 《冰川冻土》2008,30(2):296-300

中俄输油管道穿越约500 km的多年冻土区,管道沿途地形起伏,水系和沼泽发育,使得管道工程地质条件复杂.沿线地貌单元主要可分为沼泽湿地、阶地、河漫滩、坡地以及基岩山脊等5种,不同地貌单元的岩性和冻土赋存条件均不相同.选取各地貌单元的典型土样进行颗粒分析、冻胀率等试验,分析了土样冻胀率与天然含水率、干容重、粘粒含量之间的关系.结果表明:全-强风化花岗岩冻胀率最小,冻土工程地质条件最好;含有机质粉质粘土冻胀率最大,管基需要进行特殊处理;粘土和粉土冻胀率介于二者之间,对管基进行常规处理即可.该试验定量评价了中俄输油管道沿线不同地貌单元的冻胀性,为管道在确保工程长期稳定性的基础上,选择经济、环保的施工方式提供了试验依据.  相似文献   

中国-俄罗斯原油管道工程(漠河-大庆段)冻土工程地质考察与研究进展   总被引：4，自引：2，他引：2  

李国玉  金会军  盛煜  张建明  俞祁浩  齐吉琳  温智  吕兰芝  童长江  郭东信  王绍令  魏智  杨思忠  吉延俊  于少鹏  何瑞霞  常晓丽  郝加前  陈友昌  吴伟  翟镇远  赵意民 《冰川冻土》2008,30(1):170-175

在2005-2007年期间,先后3次对中国-俄罗斯原油管道漠河-大庆段沿线的冻土工程地质条件等进行科学考察,开展了冻土工程地质条件及其在气候变化和人类活动作用下的评价和预测研究.考察研究结果表明:管道沿线多年冻土在各类融区、季节冻土和水系等分隔作用下呈片状或岛状分布,沿线岛状、稀疏岛状及零星岛状占多年冻土区段的40%左右;管道沿线多年冻土随着气候的转暖和人类活动的影响不断退化.地形地貌单元、植被分布、地表水分条件的变化等局部因素对多年冻土的分布和地下冰的赋存产生重要的影响,管道沿线大约分布有50 km左右的沼泽湿地,其表层为腐殖质土及泥炭层,泥炭层下面分布着含土冰层或地下冰,是管道沿线最差的冻土工程地质地段;由于中俄原油管道沿线水系发育多,冻胀丘、冰椎和冰幔等不良冻土现象广泛分布.科学考察的成果为管道沿线冻土工程地质条件评价和预测、管道的稳定性影响分析以及后期的长期检测系统设置等研究奠定坚实的基础,进一步为即将开工的中俄原油管道漠河-大庆段工程的设计、施工提供科学依据.  相似文献