Isotope hydrology and water sources in a heavily urbanized stream     

Christian Marx  Dörthe Tetzlaff  Reinhard Hinkelmann  Chris Soulsby 《水文研究》2021,35(10):e14377

Complex networks of both natural and engineered flow paths control the hydrology of streams in major cities through spatio-temporal variations in connection and disconnection of diverse water sources. We used spatially extensive and temporally intensive sampling of water stable isotopes to disentangle the hydrological sources of the heavily urbanized Panke catchment (~220 km²) in the north of Berlin, Germany. The isotopic data enabled us to partition stream water sources across the catchment using a Bayesian mixing analysis. The upper part of the catchment streamflow is dominated by groundwater (~75%) from gravel aquifers. In dry summer periods, streamflow becomes intermittent in the upper catchment, possibly as a result of local groundwater abstractions. Storm drainage dominates the responses to precipitation events. Although such events can dramatically change the isotopic composition of the upper stream network, storm drainage only accounts for 10%–15% of annual streamflow. Moving downstream, subtle changes in sources and isotope signatures occur as catchment characteristics vary and the stream is affected by different tributaries. However, effluents from a wastewater treatment plant (WWTP), serving 700,000 people, dominate stream flow in the lower catchment (~90% of annual runoff) where urbanization effects are more dramatic. The associated increase in sealed surfaces downstream also reduces the relative contribution of groundwater to streamflow. The volume and isotopic composition of storm runoff is again dominated by urban drainage, though in the lower catchment, still only about 10% of annual runoff comes from storm drains. The study shows the potential of stable water isotopes as inexpensive tracers in urban catchments that can provide a more integrated understanding of the complex hydrology of major cities. This offers an important evidence base for guiding the plans to develop and re-develop urban catchments to protect, restore, and enhance their ecological and amenity value.  相似文献   

2020年西藏波密M_L4.9震群活动的潮汐触发特征     

李梦圆  蒋海昆  宋金  李金 《中国地震》2021,37(1):59-72

2020年7—8月,西藏波密发生显著震群,震群包含25次M_L≥4.0地震,最大为7月19日M_L4.9地震。震群部分相邻地震具有约24h或12h的时间间隔,这意味着波密震群地震活动可能受不同周期潮汐变化的影响。针对其中20次有震源机制结果的M_L≥4.0地震,分别计算地震前后震源机制解在2个节面上的潮汐正应力、剪应力和库仑破裂应力变化,在此基础上讨论波密震群的潮汐触发特征。结果显示,潮汐应力对波密震群地震活动有一定的触发作用,65%的震例显示潮汐应力具有明显的促滑特征,这些有触发影响的地震发生时间大多位于潮汐正应力极大值及其后的紧邻时段。研究表明,潮汐应力导致的断层张性作用增强(挤压减弱),可能是波密震群地震潮汐触发的一个主要原因。  相似文献   

地磁场强度对赤道电激流的地方时和经度分布的影响     

王慧  高洁 《地球物理学报》2022,65(3):830-842

本文利用秘鲁和印度地磁台站的观测数据,结合全球电离层-热层模型的模拟结果,研究了地磁场强度的减弱对赤道电激流的地方时和经度分布的影响.这对理解地球空间天气和行星演化具有重要的科学意义.结果 表明,当地磁场强度减弱一半时,东向电激流和风发电机电场的峰值时间均提前1h,而低层大气潮汐使峰值时间延后了1h.其主要原因是,随着...  相似文献   

ECOM模式在胶州湾潮流计算中的应用   总被引：17，自引：1，他引：16  

鲍献文  闫菊  赵亮  石磊 《海洋科学》1999,23(5):57-60

将ＥＣＯＭ模式应用于胶州湾分潮的潮汐与潮流数值模拟,结果与观测资料符合较一维潮流水平与垂直分布结构以及若干个潮致余流涡的水平分布状况。  相似文献   

A new shoreline displacement model for the last 7 ka from eastern James Bay, Canada     

Ionel Florin Pendea  André Costopoulos  Colin Nielsen  Gail Lois Chmura 《Quaternary Research》2010,73(3):474-484

The shoreline displacement history of the eastern James Bay lowlands in the last 7 ka has been investigated by means of AMS radiocarbon dating of sediments cored from wetlands. We present twelve radiocarbon dates on macrofossils from six sites spread along a gradient of increasing land age and elevation. Palynomorph analysis (pollen, spores, and dinoflagellate cysts) was used to define the isolation stratigraphy. During the last 7 ka the shoreline elevation has regressed at a decreasing rate. The rate of shoreline emergence was initially rapid (6. 5 m/ 100 yr) between 6850 and  6400 cal yr BP then slowed down to 1.4– 2 m/ 100 yr during the late Holocene. Examination of previous relative sea level data based upon mollusc shells reveals high levels of uncertainty that mask potential temporal variability.  相似文献   

西藏北冈底斯巴尔达地区岩浆作用的成因:地球化学、年代学及Sr-Nd-Hf同位素约束   总被引：12，自引：8，他引：4  

张亮亮  朱弟成  赵志丹  董国臣  莫宣学  管琪  刘敏  刘美华 《岩石学报》2010,26(6):1871-1888

前人对西藏冈底斯中北部白垩纪岩浆岩的岩石成因和地球动力学背景仍然存在很多解释。本文报道了位于北冈底斯(拉萨地块北部)东段巴尔达地区的岩浆岩锆石U-Pb定年、元素地球化学和Sr-Nd-Hf同位素数据,以对这一问题进行约束。巴尔达岩浆岩包括花岗闪长斑岩和安山玢岩。锆石U-Pb定年结果表明,巴尔达岩浆岩侵位于～114Ma,是北冈底斯早白垩世岩浆岩的典型代表之一。巴尔达岩浆岩两种岩石均为高钾钙碱性系列,其中花岗闪长斑岩的SiO2为64.45%～67.52%,全碱(K2O+Na2O)含量为6.23%～7.47%,铝饱和指数(A/CNK)为0.98～1.22,为兼具I型特点的S型花岗岩;安山玢岩SiO2为57.50%～62.15%,K2O含量为2.30%～3.60%,MgO含量为2.27%～4.40%。两种岩石均富集大离子亲石元素和Pb,亏损高场强元素和Ba等。与冈底斯成熟大陆地壳相比,巴尔达岩浆岩具有更高的εNd(t)值(-7.8～-6.8)和相对低的(87Sr/86Sr)t值(0.7094～0.7105),并且具有不均一的锆石εHf(t)值(-4.2～+3.3)和相对年轻的Hf模式年龄(639～975Ma)。锆石Hf同位素数据和锆石饱和温度(768～818℃)均显示幔源物质在巴尔达岩浆岩形成过程中发挥了重要作用。巴尔达岩浆岩可能是在南向俯冲的班公湖-怒江洋岩石圈断离背景下,由上涌的软流圈提供热量诱发岩石圈地幔熔融产生幔源基性熔体侵位到上部地壳,并引发周围酸性物质的熔融混合,混合过程中幔源组分的输入使S型熔体向I型熔体转化。  相似文献   

藏北聂荣地区早侏罗世末期的岩浆混合作用及构造意义   总被引：7，自引：7，他引：0  

刘敏  朱弟成  赵志丹  莫宣学  管琪  张亮亮  于枫  刘美华 《岩石学报》2010,26(10):3117-3130

藏北聂荣岩体的岩浆源区性质和岩石成因还未能得到很好约束,直接限制了对班公湖-怒江缝合带早侏罗世构造岩浆演化历史的认识。为探讨这一问题,本文报道了聂荣岩体中的花岗质岩石及其闪长质包体的岩石学、全岩主量元素和微量元素地球化学、锆石U-Pb定年和Lu-Hf同位素分析结果。一件闪长质包体样品的锆石U-Pb年龄为175.0±1.3Ma,与其寄主花岗岩类样品的年龄(174.5±1.4Ma,175.9±0.4Ma)同期。聂荣岩体中～175Ma的寄主岩石均属于偏铝质到过铝质(A/CNK=1.04～1.16)钾玄岩系列的花岗闪长岩到碱性花岗岩,标准刚玉分子数为0.6%～2.1%,包括I型和S型两种成因类型,富集大离子亲石元素、轻稀土元素和Pb,锆石εHf(t)值为-9.8～-3.7,Hf同位素地壳模式年龄为1.45～1.84Ga,主要来源于成熟地壳物质的重熔;闪长质包体在成分上主要属偏铝质钾玄岩系列的二长闪长岩,锆石εHf(t)值变化范围大(-10.3～-1.2),Hf同位素亏损地幔模式年龄介于0.87～1.22Ga,其来源可能与古老岩石圈地幔物质的部分熔融有关。聂荣地区在早侏罗世末期很可能发生了来源于成熟地壳物质深熔或重熔的熔体(占大比例)和岩石圈地幔来源的幔源岩浆之间的混合作用,混合过程中幔源组分的输入使S型熔体向I型熔体转化。在～175Ma侵位的聂荣岩体很可能是这种由岩浆混合作用形成的母岩浆再经历一定程度的分离结晶作用形成的。结合碎屑锆石研究成果,本文暂时主张聂荣岩体可能是与由班公湖-怒江洋壳北向俯冲所引起的聂荣微陆块和羌塘地体间碰撞相关的产物,这可能指示班公湖-怒江洋壳沿聂荣微陆块南侧的分支,在侏罗纪早期既发生了南向俯冲(俯冲于拉萨地体之下),又发生了北向俯冲(俯冲于羌塘地体之下)等地球动力学过程。  相似文献   

甘肃-新疆北山成矿带典型矿床成矿流体研究进展及成矿作用探讨   总被引：1，自引：1，他引：0  

潘小菲  刘伟 《地球学报》2010,31(4):507-518

北山地区典型金矿床中常见H2O溶液包裹体、富CO2多相包裹体和富CH4包裹体, 成矿流体的挥发分主要为H2O-CO2-CH4。包裹体测温结果显示各类型金矿经历了多期流体活动, 属于中高-中低温、中-低盐度流体成矿。CO2和CH4的δ13C值表明前者来自岩浆脱气, 后者来自围岩地层。氢、氧同位素组成指示成矿流体主要来源于岩浆流体和大气降水来源的地下水, 但部分矿床渗入了少量变质水。大部分矿床成矿物质来源具有多元性, 壳源和幔源均存在, 根据成矿物理化学条件壳幔成分有差别。金属硫化物具岩浆硫和地层硫混合特点, 主要受赋矿围岩控制; 铅同位素组成反映主要来源于造山带或成熟弧环境, 上地壳铅也不同程度地提供了成矿物质。综合北山地区典型金矿床的包裹体测温、成矿流体组分以及成矿流体C、H、O同位素和成矿物质的S、Pb同位素特征, 我们认为各类型金矿床具有不同的成因控制因素。马庄山、南金山、金窝子和210矿床都以不同组成流体混合作用控制成矿; 小西弓、新金厂及老金厂金矿成矿早期, 热液流体围绕着岩浆侵入体作对流循环, 成矿晚期, 流体在围岩中作大面积的渗透淋滤。  相似文献   

渤海湾西部表层沉积物粒度特征与沉积混合   总被引：2，自引：0，他引：2  

田立柱  耿岩  裴艳东 《地质通报》2010,29(5):668-674

根据渤海湾西部135个表层沉积物样品的粒度分析结果,分析了表层沉积物的粒度特征与规律。整体上由研究区东北部沿海岸向南沉积物粒度变细,由砂和粉砂质砂变为砂质粉砂,再变为粘土质粉砂。沉积物粒度频率曲线显示,由研究区东北部至北部,沉积物粗组分含量减少,由单峰逐渐过渡为主峰或弱峰,到中部粗组分减少为粗尾形态,到南部粗组分几乎缺失;而沉积物细组分的变化趋势则与之相反。沉积物粗组分在粒度频率曲线上的表现由单峰逐渐过渡至主峰或次峰,粗峰含量减少,到中部粗组分减少为粗尾形态,到南部粗组分几乎消失;而沉积物细组分的变化趋势则与之相反。沉积物粒度参数的平面分布规律和粒度参数之间的相关性变化形态显示出粗细2种母质组分以不同比例的沉积混合的特征,即来自东北部的粗组分与来自南部的细组分发生混合,这可能主要与区内双向的沿岸环流输运有关。  相似文献   

新疆尾亚地区岩浆混合作用的年代学证据   总被引：1，自引：1，他引：0       下载免费PDF全文

李 玫王玉往  王京彬王莉娟 龙灵利 《中国地质》2010,37(1):39-47

新疆东部尾亚矿区的钾长花岗岩及其包体岩相学、矿物化学和岩石地球化学特征及野外地质特征显示其为岩浆混合作用的结果。本文获得钾长花岗岩及其中暗色微粒包体闪长岩锆石U-Pb年龄为(247.5±5.3)Ma和(244.8±1.8)Ma,与该区石英二长闪长岩体的锆石U-Pb年龄(244.7±3.3)Ma在误差范围内一致,这一结果从年代学角度为钾长花岗岩及其中暗色微粒包体的岩浆混合作用成因提供证据。  相似文献