模型揭示的浅水湖泊稳态转换影响因素分析     

邓文文  王荣  刘正文  郑文秀  张晨雪 《地球科学进展》2021,36(1):83-94

富营养化会导致浅水湖泊发生稳态转换,生态系统服务严重受损。磷是驱动湖泊发生稳态转换的重要环境因子,探究湖水磷浓度的变化规律是湖泊管理的关键。通过磷动力学模型,从影响湖水磷浓度的主要参数入手,探讨了每种参数变化对磷浓度的具体影响。结合前人研究结果,详细讨论了不同类型气候变化和人类活动对湖泊稳态转换时间、滞后时长、修复速率等的影响。研究认为,气候变化所导致的温度升高、光强减弱、风浪增强等和人类活动所导致的生物扰动、水位波动增强等因素变化虽不会改变湖泊稳态转换突变时间,但会推迟湖泊修复时间,造成突变阈值减小,滞后时间延长,稳态增大。在湖泊保护中要重点考虑主要外力驱动对湖泊稳态转换过程影响的区别,避免有害突变的发生。  相似文献   

断陷湖盆浅水三角洲沉积特征:以Muglad盆地Unity凹陷Aradeiba组为例     

范乐元  吴嘉鹏  刁宛  李洋 《地学前缘》2021,28(1):155-166

浅水三角洲是沉积学和油气勘探开发领域的热点,目前研究主要集中在大型坳陷型盆地内,部分学者研究证明在断陷湖盆萎缩期或裂陷初期也存在浅水三角洲沉积,但研究较为薄弱。本文利用岩心、测井、地震以及分析化验资料,对Muglad盆地研究区内Aradeiba组浅水三角洲的沉积有利条件、沉积特征以及垂向演化特征进行了深入剖析,结合湖平面变化、物源供应等情况,建立其沉积演化模式。研究区在Aradeiba期构造相对简单,基底起伏不大,地势宽缓;古气候温暖潮湿,利于母岩区风化作用的进行,物源充足;古水体水浅动荡,具备形成浅水三角洲的有利沉积条件。综合组分、沉积构造、岩心旋回及粒度、录井等多方面资料,分析研究区内发育的浅水三角洲。取心段由多个小型冲刷面或沉积间断面分隔的正韵律叠加而成,每个正韵律下部为中-粗砂岩沉积,发育强水动力沉积构造,顶部则多为杂色泥岩。石英含量很高,分选好,砂岩粒度概率曲线以两段式为主,跳跃总体含量较高,也有一定量的悬浮总体,反映了浅水牵引流的沉积特点。根据Aradeiba组岩心相及测井相特征,研究区内主要为浅水三角洲前缘沉积。延伸远并且多分叉的水下分支河道发育,表现出高幅箱型-高幅钟型-中高幅薄箱型等多种测井相类型;河口坝在测井曲线上呈中高幅漏斗型。Aradeiba组自上而下划分为5个小层,结合测井解释成果、岩心相与测井相特征以及砂岩含量图,对不同小层的垂向沉积特征分析,发现不同小层主体沉积微相发生明显演化。综合湖平面、构造演化等因素,提出Unity凹陷Aradeiba组各小层沉积演化模式。裂陷初期,湖平面上升,第5小层主要为远砂坝、席状砂沉积;随着断裂活动加强,物源充足,浅水三角洲规模增大,第4、第3小层分别主要为水下分支河道、河口坝沉积;第2小层沉积时,湖泊水动力增强,分支河道发生明显席状化;伴随湖平面快速上升,第1小层主要为浅湖相泥岩披覆沉积。以上分析,对于加深Muglad盆地的沉积学认识并拓展油气勘探的领域和范围具有一定的指导意义。  相似文献   

柴达木盆地大柴旦地区地下水水化学特征及演化规律     

张景涛  史浙明  王广才  姜军  杨炳超 《地学前缘》2021,28(4):194-205

地下水在干旱/半干旱地区的生态环境保护中起着主导作用。柴达木盆地北缘的大柴旦湖地处西北干旱区,其生态环境较为脆弱,了解该地区的地下水水化学演化特征,对这一生态敏感地区的地下水可持续利用至关重要。本研究通过采集该地区28 个具有代表性的水样,运用数理统计、Piper图、Gibbs图、离子比值、饱和指数和反向水文地球化学模拟等方法,分析了研究区地下水水化学类型分布特征,探讨了地下水水化学演化过程中的水岩作用。结果表明:(1)由山前冲洪积扇到大柴旦湖,地下水水化学类型由HCO₃·Cl·SO₄-Na·Ca型向SO₄·Cl-Ca·Na、Cl-Na型演化转变,总溶解固体物含量由小于1 g/L增至380 g/L以上。(2)Gibbs图、主要离子比值分析及饱和指数表明,研究区地下水水化学特征主要受水岩作用和蒸发结晶作用控制,沿地下水流路径上,主要发生了岩盐、石膏的溶解,方解石的沉淀,白云石和长石的溶解或沉淀。氯碱指数、[(Na⁺+K⁺)-Cl^-]与[(Ca²⁺+Mg²⁺)-( {\mathrm{HCO}}_3^{-}+ {\mathrm{SO}}_4^{2-})]关系表明,阳离子交换作用也影响着该地区地下水水化学组分的形成。(3)通过反向水文地球化学模拟,定量验证了地下水径流过程的主要水-岩作用。  相似文献   

利用分布式光纤声传感设备开展青藏高原易贡湖浅层结构探测     

张衡  徐团伟  裴顺平  赵俊猛 《地学前缘》2021,28(6):227-234

地震数据是利用地震学方法探测地下结构的基础条件,然而传统地震仪器难以获得极端环境地区(水下、高原等)的长时间、高密度连续数据。较之国际仪器厂商,国内的DAS研制相对较晚。自2016年起,国产DAS逐步应用于石油测井和城市区域地下结构探测,而运用在极端环境下的探测工作尚未见报道。中国科学院半导体研究所与青藏高原研究所经过多年合作研究,于2021年4月将自主研发的DAS系统首次应用于青藏高原的野外数据采集。本次试验同时记录了地面和水下的连续背景噪声和重锤数据。该研究利用背景噪声成像技术,获得了西藏易贡湖地区地表70 m以内的横波速度结构。本次研究为极端环境下的低成本、高密度数据采集和地下结构探测提供了理论和试验依据。  相似文献   

金沙江“11·3”白格堰塞湖溃决洪水事件在奔子栏—石鼓段的地貌作用和沉积特征     

苏怀  史正涛  董铭  叶燎原  叶蕾 《地学前缘》2021,28(2):202-210

古堰塞湖溃决洪水事件的重建是当前地学研究的热点问题之一,寻找足够的可参考的现代溃决洪水事件案例是顺利开展这项工作的基础。2018年11月13日发生在金沙江干流的白格堰塞湖超万年一遇的溃决洪水事件(学术界称之为“11·3”白格堰塞湖溃决洪水事件)就是一个难得的样本。这次溃决事件发生在枯水期,洪峰完全由溃决洪水产生,没有叠加其他来源,对评估流域地貌和沉积体系对堰塞溃决事件的响应有很好的参考价值。本文以溃决洪水事件受灾最为严重的奔子栏—石鼓段为研究区,通过详细的野外调查和初步的水力学估算发现“11·3”白格堰塞湖溃决洪水事件在奔子栏—石鼓段的地貌作用主要表现为洪水淹没区的岸坡塌岸和沉积物堆积,未发现明显的基岩侵蚀。沉积物主要由分选良好的具水平纹层的砂组成。受金沙江较低的河床比降影响,洪水产生的基底剪切应力较弱在27~142 N/m²,不能悬浮和搬运直径5 cm以上的砾石,也不能产生明显的磨蚀和冲(撞)击作用。在发生塌岸的部分段落,洪水沉积物中有砾石坠入,甚至会出现类似浊流沉积的层序。这些现象的发现对深入理解堰塞湖溃决洪水的复杂地貌过程和沉积特征有重要参考意义。  相似文献   

2010—2020年黄河下游河南典型灌区浅层地下水中砷和氟的演化特征及变化机制     

任宇  曹文庚  潘登  王帅  李泽岩  李谨丞 《岩矿测试》2021,(6):846-859

黄河下游典型灌区河南段是豫北平原重要的农业种植区。该地区浅层水质整体较差,因常用于作物灌溉或家畜饮用,会对人体健康产生风险,因此对该地区地下水中砷与氟浓度变化特征和机制的研究将有助于提高对该地区地下水污染的认识水平。本文基于2010年和2020年在灌区范围内采集的327组浅层地下水样品,研究区内地下水砷和氟分布情况,并在此基础上对比研究十年间灌区浅层地下水中砷、氟的演化特征,探索分析砷与氟浓度及空间变化机制。研究结果表明：该地区浅层地下水中存在砷与氟超标问题,2020年浅层地下水中高砷（砷浓度大于10μg/L）和高氟（氟浓度大于1mg/L）的样品数量分别占总数的26.1%和26.06%。高砷水分布在太行山前洼地与黄河冲积平原等泥沙互层结构的沉积环境中,还原性较强,同时地下水径流不畅,较强的阳离子交换作用使得其所处环境中Ca²⁺浓度较高。近十年间砷浓度增加的水样占总数31.8%,砷浓度减少的水样占36.7%。砷浓度的增长（减少）是地下水还原性增强（减弱）使得锰氧化物溶解释放（吸附）导致。近十年间不同地区农业灌溉和水源置换等用水方式导致水位变化是引起砷浓度变化的潜在因素。高氟水主要分布在河南新乡与濮阳的黄河沿线,氟离子浓度受到沉积物中萤石等钙质矿物溶解影响,使得高氟地下水出现在低钙环境中。近十年间研究区中氟离子浓度减少的占总数60.2%,氟离子浓度增加的占32.1%,整体变化趋势向好,但是高氟区中氟离子浓度继续增加。氟浓度的变化同样受到Ca²⁺变化影响,在Ca²⁺浓度降低（升高）时氟浓度进一步升高（降低）。地下水中氟升高地区分布在黄河沿线,因此受到黄河水补给影响较大,地下水径流条件较好,阳离子交换作用减弱,使得Ca²⁺浓度降低,此时地下水中砷浓度受到环境影响而降低,因此研究区氟增加地区中砷与氟的分布和演化呈现反向关系。  相似文献   

Geoarchaeological evidence on a Late Bronze Age earthquake,Ohrid Basin (North Macedonia)     

J. Hošek  M. Verčík  P. Pokorný  J. Beneš  V. Komárková  T. Radoměřský  N. Atanasoska  V. Todoroska  P. Ardjanliev 《第四纪科学杂志》2021,36(6):1003-1012

Geoarchaeological investigations on the northeastern shore of Lake Ohrid revealed 3.5 m thick deepwater lacustrine sediments overlying terrestrial vegetation macrofossils, worked wood and abundant potsherds dated to the Late Bronze Age (LBA). Distinct contact of deepwater sediment with the sub-aerial weathered limestone bedrock point to a sudden increase in lake level. According to radiocarbon data, catastrophic flooding occurred shortly after 1214 yr bc. Because the area is located in a highly active seismic zone, we propose that this event was caused by tectonically induced, metre-scale coseismic subsidence related to faults bordering the Ohrid alluvial plain. Moreover, this event coincides well with a dramatic switch in the habitation and settlement strategy in the region. More important, however, is the finding that the age of the proposed massive tectonic event and change in habitation lies within the interval of the proposed ‘earthquake storm’ in the eastern Mediterranean dated to 1225–1175 bc. As the Ohrid-Korça zone belongs to the same tectonic province, a relationship between the abovementioned earthquakes and the proposed event can be expected. This research therefore might provide the first direct evidence of a large-scale earthquake event linkable to the LBA collapse of Europe's first urban civilisation in the Aegean.  相似文献   

西藏班戈错水菱镁矿藻类成矿实验及其成因分析     

蒋天明  姬连敏  程怀德  李斌凯  李刚  马海州  张西营  李长忠  马学海  张鹏程 《地质论评》2021,67(5):67060004-67060004

目前关于天然水菱镁矿的形成认识主要有蒸发沉积成因和生物成因两类。前人在室内成功制备出水菱镁矿矿物,证实了该矿物的无机成因理论,但是实验结晶条件明显高于西藏班戈错的寒冷气候条件和水化学条件,并且班戈错湖水通过自然蒸发结晶也难以形成水菱镁矿矿物,而这一认识与周边阶地上正在形成水菱镁矿的现象相矛盾。因此,自然蒸发沉积可能不是现阶段班戈错水菱镁矿的主要形成过程,而已有研究表明,藻类具备诱导形成碳酸盐矿物的能力,本文利用西藏班戈错Ⅲ湖湖水及其藻类开展室内模拟实验,并与无藻类的湖水自然结晶结果相对照,探讨藻类生命活动与班戈错水菱镁矿的成因联系。研究发现,藻类不仅能够适应高盐度盐水环境（矿化度117.3 g/L）,并且在其光合作用过程中还能显著提高周围水体pH值（最高可达10.564）,诱导并促进球碳镁石在藻类网状节点处结晶沉淀,该矿物进一步脱水即能够形成水菱镁矿矿物;而人为提高班戈错Ⅲ湖湖水Mg2+浓度也仅能结晶形成三水菱镁矿矿物,无球碳镁石或水菱镁矿结晶析出。因此,西藏班戈错水菱镁矿的形成过程与藻类生物成矿作用密切相关,但是有关球碳镁石向水菱镁矿转变的具体条件以及藻类成矿作用的具体分子机制仍不清楚,有待于进一步研究。  相似文献   

浅水三角洲沉积体系与储层岩石学特征   总被引：1，自引：1，他引：0  

朱世发  崔航  陈嘉豪  骆高俊  王文禹  杨祎  施翌 《沉积学报》2021,39(1):126-139

浅水三角洲已经成为当前沉积学研究和油气勘探的重点领域,浅水三角洲常规和非常规砂岩储层中发现了丰富的油气资源。鄂尔多斯盆地中—古生界发育大型浅水三角洲沉积,结合岩芯、测井、分析化验等资料,对盆地西部地区山1—盒8段浅水三角洲的母岩特征、沉积充填、砂体展布与储层岩石学特征进行研究,为研究区常规砂岩储层和致密砂岩油气勘探提供地质依据。分析表明,研究区南部和北部砂岩重矿物组合相似,以锆石和白钛矿为主。综合La/Yb-REE与Dickinson三角图解、稀土元素配分模式和碎屑锆石定年分析认为,北部物源主要来自盆地西北部阿拉善古陆太古界和元古界花岗岩、片麻岩、石英砂岩,向南影响到陇东地区北部;南部物源主要来自盆地南部北秦岭地区太古界、元古界花岗岩、片麻岩和片岩,向北影响陇东地区中南部。山1段发育曲流河三角洲,盒8段发育辫状河三角洲,孤立型与垂向叠置型水下分支河道砂体是主要的砂体类型。盒8段沉积时期,古湖泊可能萎缩;南北物源形成的三角洲在研究区中部环县东南一带交汇混合。砂岩类型主要为岩屑质石英砂岩、石英砂岩和岩屑砂岩,结构成熟度中等—较差。砂岩成岩改造强烈,水—岩反应复杂,压实作用是储层致密化的主因,多期胶结作用使砂岩的孔喉结构变得十分复杂。孔隙类型以微米—纳米级的岩屑溶蚀孔、剩余粒间孔和高岭石晶间孔为主,整体上属于非常规致密砂岩储层。砂体分布与“甜点”预测是研究区致密油气勘探的关键。  相似文献   

太湖流域降雨与太湖水位关系分析   总被引：1，自引：0，他引：1  

章杭惠  刘曙光  季同德 《水文》2021,41(1):85-89,41

太湖流域快速城镇化、水利工程建设等人类活动对流域水文过程产生了较大影响。基于1981~2018年太湖流域日降雨、太湖水位实测资料,分析了流域降雨与太湖水位涨幅关系,旨在揭示变化环境下该地区降雨与水位关系的变化特征及可能的驱动因素。研究表明,2000年以来太湖水位抬高趋势明显,但同等时段降雨量条件下对应的太湖水位涨幅有所下降,且降雨量越大,太湖水位涨幅减小的越明显;流域各时段降雨与太湖水位涨幅相关关系约0.9,流域10d雨强每增加50mm,太湖水位涨幅约16cm。该研究成果可为太湖水位的中长期预报,尤其是对入汛前、入梅前等关键时间节点的太湖水位调控、雨洪资源利用等流域管理工作提供参考。  相似文献