Groundwater mixing between different aquifer types in a complex structural setting discerned by elemental and stable isotope geochemistry          下载免费PDF全文

Dorina Murgulet  Marlon Cook  Valeriu Murgulet 《水文研究》2016,30(3):410-423

Karst aquifers are well known for their intricate stratigraphy and geologic structures, which make groundwater characterization challenging because flowpaths and recharge sources are complex and difficult to evaluate. Geochemical data, collected from ten closely spaced production wells constructed in two karst aquifers (Bangor Limestone (Mb) and Tuscumbia Limestone/Fort Payne Chert (Mftp)) in Trussville, north‐central Alabama, illustrate two distinctive groundwater end‐members: (1) higher major ion, dissolved inorganic carbon, conductivity, alkalinity concentrations, heavier δ¹³C ratios (max: −10.2 ± 0.2‰ Vienna Pee Dee Belemnite (PDB)) and lower residence times (mean: 19.5 ± 2 years, n = 2) of groundwater in the Mb aquifer and (2) lower constituent concentrations, lighter δ¹³C ratios (min: −13.4 ± 0.2‰ PDB) and longer residence times of groundwater (mean: 23.6 ± 2 years, n = 4) in the Mftp aquifer. Summer and fall data and the binary mixing model show aquifer inter‐flow mixing along solution fractures and confirms the distinctive groundwater geochemistry of the two aquifers. Lowering of static water levels over the summer (drawdown from 2 to 5.2 m) leads to more reducing groundwater conditions (lower Eh values) and slightly enriched δ¹⁸O and δD ratios during the fall [δ¹⁸O: −4.8 ± 0.1 to −5.4 ± 0.1‰ Vienna Standard Mean Oceanic Water (VSMOW), n = 9; δD: −25.4 ± 1 to −27.4 ± 1‰ VSMOW, n = 9] when compared with summer season samples (δ¹⁸O: −5.1 ± 0.1 to −5.7 ± 0.1‰ VSMOW, n = 11; δD: −25.0 ± 1 to −30.6 ± 1‰ VSMOW, n = 11). GIS analyses confirm the localized origin of recharge to the investigated aquifers. The combination of GIS, field parameters and geochemistry analyses can be successfully used to identify recharge sources, evaluate groundwater flow and transport pathways and to improve understanding of how groundwater withdrawals impact the sustainability and susceptibility to contamination of karst aquifers. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.  相似文献   

Petrogenetic modeling of rock variety in the Khalkhab–Neshveh pluton,NW of Saveh,Iran     

MEHDI REZAEI‐KAHKHAEI  DARIUSH ESMAEILY  FERNANDO CORFU 《Island Arc》2011,20(3):329-345

The Khalkhab–Neshveh (KN) pluton is a part of Urumieh–Dokhtar Magmatic Arc and was intruded into a covering of basalt and andesite of Eocene to early Miocene age. It is a medium to high‐K, metaluminous and I‐type pluton ranging in composition from quartz monzogabbro, through quartz monzodiorite, granodiorite, and granite. The KN rocks show subtle differentiation trends strongly controlled by clinopyroxene, plagioclase, hornblende, apatite, and titanite, where most major elements (except K₂O) are negatively correlated with SiO₂; and Al₂O₃, Na₂O, Sr, Eu, and Y define curvilinear trends. Considering three processes of magmatic differentiation including mixing and/or mingling between basaltic and dacitic magmas, gravitational fractional crystallization and in situ crystallization revealed that the latter is the most likely process for the evolution of KN magma. This is supported by the occurrence of all rock types at the same level, the lack of mafic enclaves in the granitoid rocks, the curvilinear trends of Na₂O, Sr, and Eu, and the constant ratios of (⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_i from quartz monzodiorite to granite (0.70475 and 0.70471, respectively). In situ crystallization took place via accumulation of plagioclase and clinopyroxene phenocrysts and concentration of these phases in the quartz monzogabbro and quartz monzodiorite at the margins of the intrusion at T ≥ 1050°C, and by filter pressing and fractionation of hornblende, plagioclase, and later biotite in the granitoids at T = ～880°C.  相似文献   

辉南新生代玄武岩中捕虏体橄榄岩矿物化学与华北岩石圈地幔演化          下载免费PDF全文

鲁江姑  郑建平 《地质学报》2011,85(3):330-342

内容提要：在对吉林辉南新生代玄武岩中捕虏体橄榄岩详细的岩相学和矿物主量元素研究基础上,重点分析了单斜辉石激光原位微量元素,并讨论了辉南陆下岩石圈地幔的性质及其在华北克拉通破坏过程中的意义。橄榄石、单斜辉石和尖晶石的Mg#和Cr#均表明该区陆下岩石圈地幔主体是饱满的,同时也存在少量过渡和难熔型地幔。单斜辉石REE配分形式包括LREE亏损、倒U字型REE和LREE富集等不同类型。这些橄榄岩是地幔经历不同程度的部分熔融作用(低于10%)和复杂地幔交代作用的产物。交代介质主体是硅酸盐熔体,但个别样品有碳酸岩熔体交代的残留。橄榄石Mg#和平衡温度无相关性,说明辉南陆下岩石圈地幔不存在明显的分层而是交叉的。这些地幔特征和华北东部其他地区新生代的主体地幔性质相似,是熔-岩反应、侵蚀作用和上涌软流圈物质冷却转变置换的综合结果。  相似文献   

云南六合富碱斑岩中花岗岩包体锆石U-Pb定年及其地质意义     

赵甫峰 《地质学报》2011,85(10):1574-1584

滇西地区沿金沙江-哀牢山断裂带广泛发育新生代富碱斑岩,其中六合富碱斑岩中发现了与镁铁-超镁铁质深源包体紧密共生的花岗岩包体.本文对花岗岩包体中锆石进行了阴极发光图像、LA-ICP-MS微量元素分析和U-Pb定年研究.研究表明,该花岗岩包体中锆石可分为岩浆锆石、老核新壳的复合岩浆锆石和变质交代成因锆石;复合岩浆锆石的新壳...  相似文献   

西藏甲玛铜多金属矿区成矿斑岩的岩浆混合作用:石英及长石斑晶新证据   总被引：6，自引：3，他引：3  

彭惠娟  汪雄武  Müller Axel  秦志鹏  侯林  周云 《矿床地质》2011,30(2):249-265

西藏甲玛矿区斑岩内石英和长石斑晶的阴极发光(CL)特征及元素含量变化有效记录了岩浆演化、混合及补给事件.石英斑晶的显微生长结构表明,原始岩浆经历过2次铁镁质岩浆混合作用.根据石英斑晶中Ti含量的变化可知,在2次溶蚀前后,石英结晶温度分别增高了约110℃和80℃.此外,斜长石斑晶的反环带及其Ba、Sr、Fe等元素的浓度梯...  相似文献   

板内橄榄玄粗岩(shoshonite)地幔流体交代作用及成因的元素地球化学证据:以赣南会昌橄榄玄粗岩为例   总被引：2，自引：0，他引：2  

章邦桐  吴俊奇  凌洪飞  陈培荣 《地球化学》2011,(5):443-453

根据稀土元素和微量元素ICP-MS分析结果,通过对流体作用敏感的元素对比值(U/Th、Pb/Ce、Ba/La、Cs/Rb和Ce/Y等)的研究对比,为赣南会昌橄榄玄粗岩的形成有地幔流体交代作用参与提供了重要的地球化学证据.应用主元素氧化物(K2O、Na2O、FeOT、CaO、MgO和TiO2)与SiO2的变异分析,判明会...  相似文献   

吐格尔明背斜核部花岗岩的年代学、地球化学与构造环境及其对塔里木地块北缘古生代伸展聚敛旋回的揭示   总被引：2，自引：0，他引：2  

何登发  袁航  李涤  雷刚林  樊春  常秋生  叶茂林 《岩石学报》2011,27(1):133-146

塔里木盆地北缘库车坳陷东部地区吐格尔明背斜核部花岗岩发育,该套花岗岩侵位于以云母石英片岩为主的元古界基底岩系中,上覆的三叠系以角度不整合与其接触。本区花岗岩的研究对揭示库车地区的基底性质与构造演化历史具有重要意义。对吐格尔明花岗岩锆石的U-Pb年代学和岩石地球化学的研究表明, 吐格尔明背斜核部的花岗岩锆石为典型岩浆成因锆石,其锆石SHRIMP U-Pb定年结果分别为626.4±5.2Ma~643.3±4.0Ma,表明它们的形成时代为新元古代晚期埃迪卡拉纪早期。该套花岗岩的SiO₂ (67.95%~78.59%)和Al₂O₃ (11.81%~16.21%) 含量均很高,A/CNK在1.2~1.6,为硅和铝过饱和类型,属典型的过铝质花岗岩;稀土元素总量为106×10^-6~207×10^-6,稀土元素配分曲线呈右倾型,具有明显的负Eu异常;高场强元素(Ta、Nb、Ti等)具有明显的负异常,大离子亲石元素(Rb、Ba、Sr等) 具有明显的正异常。吐格尔明花岗岩是由地壳物质在底侵热源或构造动力作用下引起的局部熔融形成的,属典型的壳源成因类型,形成于挤压环境向伸展环境转化阶段,推测塔里木北缘在震旦纪已开始伸展,代表了古亚洲洋早期的伸展构造环境。实验测得花岗岩钾长石⁴⁰Ar/³⁹Ar年龄平均为291.4~255.8Ma,代表了花岗岩的隆升剥蚀年龄,反映出吐格尔明花岗岩在二叠纪受到挤压发生剥露的过程。因而从年代学框架上更好地约束了塔里木地块北缘在古生代由伸展裂解到聚敛隆升的构造旋回。  相似文献   

大兴安岭岩石圈地幔特征——哈拉哈河-绰尔河橄榄岩捕虏体的证据   总被引：6，自引：4，他引：2  

赵勇伟  樊祺诚 《岩石学报》2011,27(10):2833-2841

大兴安岭哈拉哈河-绰尔河第四纪火山岩中含有尖晶石相和石榴石相橄榄岩捕虏体.本文报道的尖晶石相橄榄岩包括方辉橄榄岩和二辉橄榄岩两类,前者分布数量略高于后者.方辉橄榄岩多数具有较高的平衡温度(1072～1193℃),矿物化学成分变化大,含有高Mg橄榄石和高Cr#尖晶石,这些特征一致表明是古老岩石圈地幔残余的样品.而二辉橄榄岩显示相对均一的矿物化学成分和很宽的平衡温度变化范围(636～1178℃),代表了明显受到改造的岩石圈地幔,可能反映岩石圈地幔的不同深度和局部经历了软流圈与岩石圈相互作用.通过与华北克拉通的对比,发现地处兴蒙造山带的大兴安岭岩石圈地幔中仍保留有相当量的古老岩石圈地幔残余,区别于遭受强烈改造和破坏的华北克拉通东部地区的岩石圈地幔.  相似文献   

新疆博格达白杨沟的枕状熔岩：岩石地球化学和Sr-Nd-Pb同位素特征   总被引：1，自引：0，他引：1       下载免费PDF全文

熊发挥  杨经绥贾 毅徐向珍  陈松永李天福任玉峰  左国朝 《中国地质》2011,38(4):838-854

新疆博格达造山带北段东侧白杨沟地区分布有大面积的晚石炭世至早二叠世的火山岩,岩石主要由亚碱性玄武岩和安山岩组成,其中分布有大量保存极好的枕状熔岩。枕状熔岩主要为基性熔岩,SiO2含量50.17%～54.66%,Al2O3为13.10%～16.44%,MgO为4.62%～7.89%,TiO2为1.23%～2.79%,CaO为7.06%～13.07%,Na2O为2.76%～4.99%,K2O为0.07%～0.82%。基性熔岩的大离子亲石元素(LILE)一组为富集如Rb和Ba,另一组相对亏损;高场强元素(HFSE)如Nb和Ta在N-MORB标准化图解上都具有明显的负异常。熔岩的稀土元素在球粒陨石标准化配分图解中表现为总体平坦,轻稀土元素(LREE)轻微富集的右倾曲线,δEu为0.89～1.12。从Sr-Nd-Pb同位素组成来看,εNd(t)为+2.8～+3.1,143Nd/144Nd(i)为0.512407～0.512422,εSr(t)为-14.0～-17.5、87Sr/86Sr(i)为0.70293～0.70317、206Pb/204Pb(i)为17.622～17.835、207Pb/204Pb(i)为15.3...  相似文献   

赣南西华山钨矿床成矿流体演化特征   总被引：7，自引：0，他引：7  

魏文凤  胡瑞忠  毕献武  苏文超  宋生琼  石少华 《矿物学报》2011,31(2):201-210

赣南西华山钨矿床是一个闻名中外的大型石英脉型钨矿床。为探讨成矿流体性质以及演化过程,本文对西华山石英脉型钨矿床主成矿阶段含矿石英脉中流体包裹体进行了岩相学、显微测温学研究和激光拉曼光谱分析。结果显示,西华山钨矿床的流体包裹体以H2O-NaCl型为主,局部发育H2O-NaCl-CO2型。流体热焓-盐度图解表明成矿流体以混合作用为主,局部沸腾在热液系统演化中作用不大。通过对沸腾包裹体的测温数据进行计算,得出西华山脉型钨矿成矿压力约为27～87 MPa,矿床形成深度约为1.0～3.3 km。  相似文献