长江口沉积物-水界面砷的迁移转化机制与微生物调控分析     

张玉婷  段丽琴  宋金明  张乃星  尹美玲  李学刚  袁华茂 《地学前缘》2022,29(4):144-155

为探析长江口沉积物-水界面砷的迁移转化机制,本文分析了2019年夏季长江口4个站位上覆水和间隙水中总As浓度及形态的剖面变化特征,耦合氧化还原敏感元素(Fe、Mn和S)的剖面变化剖析了沉积物-水界面砷循环的Fe-Mn-S控制机制,同时结合砷相关功能基因探讨了沉积物-水界面砷迁移转化的微生物调控过程,估算了沉积物-水界面总As的扩散通量。结果表明,除A7-4站位外,长江口其他3个站位间隙水总As以As³⁺为主要存在形态,且总As浓度均在上覆水中为最低值(0.748~1.57 μg·L^-1),而在间隙水中随着深度增加而逐渐增加并在6~9 cm深度达到峰值(7.14~26.9 μg·L^-1)。间隙水总As及As³⁺浓度的剖面变化趋势与溶解态Fe²⁺、Mn²⁺相似,其均在中间层出现高值,说明沉积物Fe/Mn还原带砷的释放可能是随固相Fe(Ⅲ)或Mn(Ⅳ)的还原而转移到间隙水中的。氧化层和Fe/Mn还原带过渡区间隙水砷浓度与砷异化还原菌功能基因arrA和arsC丰度存在对应关系(除A1-3站外),说明砷异化还原菌将溶解As⁵⁺或固相As⁵⁺还原为溶解As³⁺可能是该过渡层砷迁移转化的另一重要过程。硫酸盐还原带的间隙水总As和As³⁺浓度降低,但由于间隙水的低S^2-浓度不利于砷硫化物生成,因此深层间隙水砷可能与铁硫矿物结合而被移除。底层环境氧化还原条件是影响沉积物-水界面砷迁移转化的重要因素,随底层水DO浓度的降低,砷迁移转化更倾向于微生物还原控制。长江口沉积物-水界面总As的扩散通量为1.18×10^-7~2.07×10^-7 μmol·cm^-2·s^-1,均表现为沉积物间隙水中总As向上覆水释放,即沉积物是研究区域水体总As的来源之一。  相似文献   

天津平原区加油站地下水石油烃污染特征及其生物降解机理研究     

刘学娜  李海明  李梦娣  章卫华  肖瀚 《地学前缘》2022,29(3):227-238

加油站地下水中石油烃污染是较为普遍的现象,本文对研究区位于不同水文地质条件的加油站地下水进行取样分析,分析加油站地下水中石油烃的污染特征和地下水化学类型特征,并运用因子分析、相关性分析和多元回归分析揭示加油站地下水中石油烃潜在的生物降解机制。研究结果表明,地下水化学类型主要可划分为Cl-Na型、HCO₃-Na型、HCO₃-Ca型和SO₄-Na型4类。加油站地下水中石油烃的检出率为85.71%,检出浓度为0.020.35 mg/L。因子分析结果表明影响地下水化学组成的因素主要以水-岩相互作用和石油烃的生物降解为主。TPH与地下水化学指标间的相关关系表明:TPH与K⁺、Na⁺、Cl^-、Mn、Mg²⁺、 {\mathrm{SO}}_4^{2-}呈现负相关的关系,与pH值、 {\mathrm{HCO}}_3^{-}、 {\mathrm{NO}}_3^{-}、 {\mathrm{NO}}_2^{-}、Ca²⁺、Fe不存在显著的相关关系。加油站地下水环境中可能存在嗜盐或耐盐微生物,导致随着盐度的升高,总石油烃(total petroleum hydrocarbon,TPH)生物降解率加快,TPH浓度呈现出降低的趋势。微生物利用电子受体( {\mathrm{SO}}_4^{2-}、Mn、 {\mathrm{NO}}_3^{-}、Fe)降解TPH的过程中,电子受体的贡献率为:铁还原(64.88%)>锰还原(24.86%)>硫酸根还原(5.78%)>硝酸盐还原(4.46%),即加油站地下水中铁锰还原菌的石油烃生物降解为优势反应。  相似文献   

广东莲花山花岗岩体锆石U-Pb年龄、地球化学特征及地质意义     

杨航  辛宇佳  李建华  张培星 《地球学报》2022,43(2):211-223

广东莲花山岩体位于莲花山断裂带北部, 由规模巨大的侏罗—白垩纪花岗岩组成。本文对莲花山岩体中部进行了系统的岩石学、地球化学、锆石U-Pb同位素和Lu-Hf同位素研究, 获得片麻状花岗岩、细粒黑云母花岗岩和细-中粒黑云母花岗岩的锆石206Pb/238U年龄分别为(142.5±1.5) Ma(MWSD=3.5, N=30)、(138.9±0.6) Ma(MWSD=1.4, N=30)和(145.5±0.7) Ma(MWSD=1.2, N=28), 表明岩体为晚侏罗至早白垩世岩浆活动的产物。地球化学特征显示岩体为偏铝质-弱过铝质(A/CNK=0.97~1.1)、富碱(K2O+Na2O=6.1 wt%~ 8.1 wt%)、富钾(K2O/Na2O=1.4~1.8), 富集Rb、Th、U、K、Pb, 亏损Ba、Ta、Nb、Sr、P、Ti, 与壳源岩浆特征类似。岩体SiO2含量差异较大(69.5 wt%~80.1 wt%), 高硅样品明显经历一定程度的结晶分异, 属于分异的I型花岗岩。所有样品锆石εHf(t)值均为负值(–4.5 ~ –2.0), 在年龄-εHf(t)图中, 均落入球粒陨石演化线和华夏基底演化线之间, 暗示源岩主要为古老壳源基底物质。在此基础上, 结合区域构造-岩浆记录, 本文认为莲花山花岗岩体的形成与古太平洋板片俯冲后撤(roll back)诱发的弧后扩张作用相关。  相似文献   

亚太地区油气成藏条件及资源潜力     

李大伟  米石云  温志新  王兆明  刘祚冬  汪永华  吴珍珍  牛敏  张倩 《地学前缘》2022,29(6):136-145

亚太地区是全球重要的油气产区和最大的油气消费市场。亚太地区155个主要沉积盆地中,已有90多个盆地内发现了油气田或有油气发现,共发现油气田约6 900个。根据地理位置及构造特征等,亚太地区可进一步分为东亚分区、东南亚分区、澳新分区和南亚分区,约有131个主要的含油气系统。本文对亚太地区不同分区的油气成藏条件(包括烃源岩、储集层、盖层、含油气系统等)进行了总体分析与高度概括。在此基础上,以成藏组合为基本评价单元,不同勘探程度盆地采用与之相适应的评价方法,对本地区各盆地的油气资源潜力进行了评价。评价结果表明:亚太地区常规总油气可采资源量为673.7×10⁸ t油当量,占全球的6.1%,非常规油气资源类型以重油、页岩油、油页岩、页岩气、煤层气为主,非常规油气技术总可采资源量390.4×10⁸ t当量,占全球非常规油气技术总可采资源量的6.1%。根据待发现资源结果及盆地勘探程度,近海和深海勘探是将来的勘探热点:主要勘探领域为深海和成熟盆地新层系及岩性-地层圈闭等;海相三角洲体系是寻找天然气田的重要领域;东南亚弧后盆地群新生界湖相是页岩油的有利勘探领域;澳大利亚中部克拉通盆地群泥盆系-石炭系为页岩气的有利勘探领域。  相似文献   

河北金厂峪金矿床辉钼矿与金矿化关系研究及意义     

孙豪  宋扬  李超  郑明  孙鹏程  方颖 《地球学报》2022,43(2):157-171

辉钼矿Re-Os测年方法现已广泛应用于各类金属硫化物矿床成矿年代学研究领域, 已成为石英脉型金矿床实现直接、准确定年的重要手段。然而, 正确理解辉钼矿与金成矿作用之间的确切关系, 选取具有代表性的辉钼矿样品是测年的前提。本文聚焦冀东地区规模最大的金矿床——金厂峪金矿床, 对其石英-钠长石-多金属硫化物脉中的黄铁矿和辉钼矿两者的产出状态及原位微量元素特征进行了详尽的对比, 研究探讨了金厂峪金矿床中辉钼矿与金矿化之间的关系。研究发现石英-钠长石-多金属硫化物脉含金丰富, 可见金和不可见金均大量赋存, 黄铁矿和辉钼矿均为重要的载金硫化物。镜下矿相学及原位微量元素证据表明, 早期形成的含金黄铁矿经历了再活化过程, 为稍晚形成的富金辉钼矿提供了大量的Au源, 两者可能为同一大的金成矿事件下不同成矿流体脉冲事件的产物。辉钼矿形成于金厂峪金矿的主成矿阶段, 与Au的二次浓集紧密相关, 并可作为高品位金矿体的标志性矿物之一。本文认为在准确厘定辉钼矿与金矿化关系的基础上, 辉钼矿Re-Os方法是一种可靠的石英脉型金矿直接定年手段。  相似文献   

融冰期北极楚科奇海陆架中心区硅限制与来源补充     

刘洁  李中乔  张安余  任健  白有成  庄燕培  李杨杰  李宏亮  金海燕  陈建芳 《地学前缘》2022,29(4):103-112

相对氮亏损(N:P约为7,小于16)的太平洋入流水携带的营养盐是支撑北冰洋上层生态系统的重要物质基础。海冰消退,光限制消失,楚科奇海陆架存在强烈的营养盐消耗与利用,广泛认为其表现为氮限制,因此该区域重点关注氮元素循环,对于硅元素的相关研究较少。本文基于2016年中国第七次北极科学考察和中国-俄罗斯首次联合北极科学考察两个同步进行的航次调查结果,全面展示了融冰期整个楚科奇海陆架区的营养盐分布格局。结果显示,硝酸盐和亚硝酸盐表层基本耗尽;硅酸盐表现为中心低,周围高,陆架中心区是强烈的硅限制区域,受到硅和氮的共同限制。沿着太平洋入流方向,S01、R01、LV77-01站位30 m以深硅酸盐浓度高于太平洋入流水端员,说明沉积物孔隙水向底层水释放硅酸盐,因此在浅水陆架区孔隙水可作为上层海洋硅酸盐的潜在来源。本研究结合文献数据计算得到楚科奇海陆架沉积物-水界面硅酸盐年通量为630.78 mmol·m^-2·a^-1,总量为3.75×10¹¹ mol·a^-1,是太平洋入流水所携带硅酸盐年通量的一半(6.59×10¹¹ mol·a^-1),表明沉积物孔隙水也是楚科奇海陆架硅酸盐的重要来源。  相似文献   

基于可见—近红外反射光谱的典型农田重金属污染风险分类研究     

李全坤  赵万伏  文宇博  郭超  刘连文  季峻峰 《高校地质学报》2022,28(6):799-813

对于人为因素或自然因素造成的农田土壤重金属元素污染,需要进行大面积的土壤环境质量调查和分类管控,然而传统的采样测试方法存在工作量大、代价高等问题。可见—近红外（Vis-NIR）反射光谱是一种快速低成本获取土壤理化信息的手段。为研究Vis-NIR反射光谱预测模型划分土壤重金属污染风险类别的能力,文章以典型人为污染地区（浙江温岭）和典型地质高背景地区（广西横县）的390份农田土壤为样本,测定8种重金属元素（As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn）的含量和pH值,并测定土壤Vis-NIR光谱。使用偏最小二乘（PLS）和支持向量机（SVM）算法建立回归模型,对土壤重金属含量和pH值进行预测,并基于预测值进行土壤重金属污染风险分类。结果显示,温岭土壤主要污染元素Cd和Cu的光谱模型回归预测偏差（RPD）分别为1.23和1.19,预测机制与有机质有关。横县土壤主要污染元素As和Cd的RPD分别为1.98和1.93,预测机制与铁氧化物和粘土矿物有关。地质高背景土壤重金属与铁氧化物的正相关性普遍较强,使得光谱模型对重金属含量预测准确度较高。温岭和横县土壤pH值的光谱模型RPD分别为1.76和1.68。土壤重金属污染风险光谱分类的总体 准确度分别为75.0%~100%（温岭）和80.0%~100％（横县）。将Vis-NIR光谱与遥感技术相结合,对农田土壤重金属污染风险进行快速分类总体是可行的。  相似文献   

川藏铁路通麦至鲁朗段地质构造对滑坡的控制作用分析     

张佳佳  王军朝  朱德明  李勇 《高校地质学报》2022,28(6):911-919

藏东南的喜马拉雅东构造结地区作为青藏高原隆升最快的地区之一,复杂的地质背景条件决定了该区工程地质问题的复杂性和特殊性,并孕育了多种地质灾害。文章通过遥感解译、无人机测绘以及野外现场调查,详细分析了喜马拉雅东构造结北西侧通麦至鲁朗段已有滑坡的发育特征,总结了地质构造对滑坡的控制作用,结果表明：（1）构造演化形成的高陡斜坡为滑坡形成提供地形条件,滑坡后缘的断裂破碎带,为雨水入渗提供通道,形成滑坡边界;（2）斜坡岩体中发育的贯通性构造节理为滑坡提供滑动条件和物质基础;（3）地震震动对岩体结构造成直接破坏,并诱发同震滑坡。多种构造作用的耦合造成了川藏铁路通麦至鲁朗段滑坡的高易发性,相关结果可为铁路修建过程的边坡灾害管控提供参考和支撑。  相似文献   

西藏喜马拉雅带稀有金属矿勘查与研究进展          下载免费PDF全文

张志  李光明  张林奎 《沉积与特提斯地质》2022,42(2):176-188

长期以来,西藏喜马拉雅带以发育较多金、金锑及铅锌多金属矿为显著特色,而稀有金属矿未曾列入主流找矿方向。近年来,该带由于铍、锂等稀有金属矿的重要找矿新发现而备受广大学者关注,其相应的成矿作用研究亦有较大进展。本文在喜马拉雅带已有地质找矿成果及科学研究资料的基础上,对该带新发现的稀有金属矿勘查与研究进展进行了总结。本文提出：喜马拉雅带主要发育有伟晶岩型锂-铍矿、锡石-硫化物型锡-铍矿、矽卡岩型铍-锡-钨矿、矽卡岩型铍-铌-钽矿、钠长石花岗岩型铍-铌-钽矿、热液脉型萤石-铍矿6种稀有金属矿化类型,其中伟晶岩型锂-铍矿及锡石-硫化物型锡-铍矿最具经济意义上的找矿价值。这些稀有金属成矿作用均与中新世淡色花岗岩浆活动密切相关,属于岩浆高度结晶分异的产物,是印度-亚洲大陆碰撞造山成矿作用中的新成员,并构成了喜马拉雅带与淡色花岗岩相关的稀有金属矿成矿系列。为指导找矿勘查,今后喜马拉雅稀有金属成矿作用研究应加强如下几方面：(1)高分异淡色花岗岩-伟晶岩岩相分带与相应的稀有金属分带;(2)锂-铍-铌-钽-钨-锡共生分离机制;(3)喜马拉雅式稀有金属矿成矿模式与勘查模型;(4)稀有金属与铅锌-金锑成矿作用的关系。喜马拉雅带新发现的稀有金属成矿作用大部分靠近我国边境地区,通过进一步的勘查评价工作有望形成西藏地区具有战略意义的稀有金属成矿带。  相似文献   

南海珊瑚礁光学浅水海域多光谱遥感水深反演     

汪万智  邹欣庆  李海宇 《高校地质学报》2022,28(5):758-767

海洋水深信息对研究珊瑚礁海域资源与环境具有重要作用。南海珊瑚礁海域测深数据受多种条件限制施测困难,在时间与空间方面数量非常有限。文章针对南海岛礁海域以I类水体为主导的海水光学特性,以南沙群岛库归沙洲海域为例,使用Sentinel-2多光谱卫星遥感影像和同期过境的MODIS卫星数据,构建底质光谱,采用半分析半经验模型计算海水表面遥感反射率与海水叶绿素浓度,通过对数比值模型进行该地区光学浅水海域遥感水深反演分析,并进一步通过多时相反演水深融合提升精度。经与多波束实测水深数据验证,研究区域反演水深总体均方根误差和平均相对误差分别为2.68 m 和9.99%。该方法通过叶绿素浓度推演部分海水光学特性,可以从多光谱卫星影像中快速获取南海岛礁光学浅水海域初步水深信息,供相关海洋领域分析与应用。  相似文献