Evaluation of riverbed magnetic susceptibility for mapping biogeochemical hot spots in groundwater-impacted rivers     

Chen Wang  Martin A. Briggs  Frederick D. Day-Lewis  Lee D. Slater 《水文研究》2021,35(5):e14184

Redox hot spots occurring as metal-rich anoxic groundwater discharges through oxic wetland and river sediments commonly result in the formation of iron (Fe) oxide precipitates. These redox-sensitive precipitates influence the release of nutrients and metals to surface water and can act as ‘contaminant sponges’ by absorbing toxic compounds. We explore the feasibility of a non-invasive, high-resolution magnetic susceptibility (MS) technique to efficiently map the spatial variations of magnetic Fe oxide precipitates in the shallow bed of three rivers impacted by anoxic groundwater discharge. Laboratory analyses on Mashpee River (MA, USA) sediments demonstrate the sensitivity of MS to sediment Fe concentrations. Field surveys in the Mashpee and Quashnet rivers (MA, USA) reveal several discrete high MS zones, which are associated with likely anoxic groundwater discharge as evaluated by riverbed temperature, vertical head gradient, and groundwater chemistry measurements. In the East River (CO, USA), widespread cobbles/rocks exhibit high background MS from geological ferrimagnetic minerals, thereby obscuring the relatively small enhancement of MS from groundwater induced Fe oxide precipitates. Our study suggests that, in settings with low geological sources of magnetic minerals such as lowland rivers and wetlands, MS may serve as a complementary tool to temperature methods for efficiently mapping Fe oxide accumulation zones due to anoxic groundwater discharges that may function as biogeochemical hot spots and water quality control points in gaining systems.  相似文献   

用日全食光谱探测太阳中低层大气对局部热动平衡的偏离          下载免费PDF全文

刘曦  屈中权  宋智明 《天文学报》2021,62(1):9-109

在太阳大气不同层次连续光谱中叠加有丰富的发射线或吸收线,对这些谱线轮廓进行反演分析可以探测太阳大气的化学成分和物理状态.太阳大气的色球及过渡区由于其密度低难以建立热动平衡,建立相应的大气模型需要采用非局部热动平衡(Non-Local Thermodynamic Equilibrium,N-LTE)理论.根据相对偏离因子计算来研究太阳中低层大气偏离局部热动平衡(Local Thermodynamic Equilibrium,LTE)分布的情况.首先对日全食观测过程中得到色球和过渡区不同高度形成的两条光谱数据进行反演,得到确定观测谱线的参数信息,如连续谱源函数、谱线源函数、多普勒宽度和由此推出的等效动力学温度;根据这些反演出的谱线参量计算出二维视场内每个空间采样点偏离LTE状态的定量结果;其次,根据用于观测的积分视场单元光纤排布阵列重构出辐射强度、等效动力学温度和相对偏离因子二维分布.结果显示:在局部小区域,温度分布和相对偏离因子的分布存在较强相关性,而与辐射强度分布无明显相关.从两条谱线导出的等效温度和相对偏离因子分布存在明显的差异.这两种二维分布揭示出太阳大气某些小尺度区域具有较强的结构性和复杂性,为进一步理解太阳中低层大气物理提供了一种新的视角.  相似文献   

基于小波变换与神经网络的石羊河流域夏季地温预测模型研究   总被引：1，自引：1，他引：0  

贾东于  李开明  聂晓英  袁春霞  李清峰  高福元 《冰川冻土》2020,42(2):412-422

地温变化在气候反馈效应中起着重要作用， 理解地温及其与影响因素之间的时空关系对预测全球温度变化至关重要。利用1998 - 2017年石羊河流域的逐日常规气象观测资料， 采用小波分析结合BP（Back Propagation）神经网络构建了石羊河流域夏季地温预报模型， 结果表明： 日平均地温预测效果在不同站点均为最佳， 其中预测值和观测值的相关系数均大于0.87， 3 ℃以内的预测概率均大于84%。其中， 民勤地区地温预测效果最好， 预测值和观测值的相关系数达到0.91， 3 ℃以内的预测概率达到86%。日最高地温的预测值与观测值的相关系数高于0.8， 但误差平方和、 标准差较大。永昌地区日最高地温的模拟效果最好， 3 ℃以内的预测概率达到83%。日最低地温的预测与观测值的平均相关系数高于0.66， 3 ℃以内的预报概率高于83%， 但预测值略低。其中， 武威地区日最低地温的预测效果最好， 预测值与观测值的相关系数为0.72， 3 ℃以内的预测概率达到94%。研究成果可为有效弥补干旱、 半干旱区地温观测资料缺失和探讨其与局地气候的关系提供一些参考。  相似文献   

First Multi‐Isotopic (Pb‐Nd‐Sr‐Zn‐Cu‐Fe) Characterisation of Dust Reference Materials (ATD and BCR‐723): A Multi‐Column Chromatographic Method Optimised to Trace Mineral and Anthropogenic Dust Sources     

Aubry Vanderstraeten  Steeve Bonneville  Stefania Gili  Jeroen de Jong  Wendy Debouge  Philippe Claeys  Nadine Mattielli 《Geostandards and Geoanalytical Research》2020,44(2):307-329

Atmospheric dust is an integral component of the Earth system with major implications for the climate, biosphere and public health. In this context, identifying and quantifying the provenance and the processes generating the various types of dust found in the atmosphere is paramount. Isotopic signatures of Pb, Nd, Sr, Zn, Cu and Fe are commonly used as sensitive geochemical tracers. However, their combined use is limited by the lack of (a) a dedicated chromatographic protocol to separate the six elements of interest for low‐mass samples and (b) specific reference materials for dust. Indeed, our work shows that USGS rock reference materials BHVO‐2, AGV‐2 and G‐2 are not applicable as substitute reference materials for dust. We characterised the isotopic signatures of these six elements in dust reference materials ATD and BCR‐723, representatives of natural and urban environments, respectively. To achieve this, we developed a specific procedure for dust, applicable in the 4–25 mg mass range, to separate the six elements using a multi‐column ion‐exchange chromatographic method and MC‐ICP‐MS measurements.  相似文献   

地缘政治视角下中亚“颜色革命”易发程度分析     

李希雅  王礼茂 《世界地理研究》2019,28(6):42-49

基于地缘政治视角，分析本世纪初发生在原苏联地区“颜色革命”的诱发因素，认为美国根据其地缘战略格局对“颜色革命”发生地存在一定程度的主观选择性，国家内部经济、政治、社会等层面的矛盾也同样作为发生背景。在中亚地缘格局动态分析的基础上，结合中亚五国形势，从时间和空间双重维度对中亚地区未来发生“颜色革命”的可能性进行识别与评判，得出1) 整体来看，中亚近期内爆发“颜色革命”可能性较小，但从长远来看不能掉以轻心。2)土、乌未来稳定可期，塔、吉、哈需谨防“颜色革命”卷土重来。  相似文献   

利用InSAR资料反演宁洱Ms6.4地震震源参数及库仑应力变化     

陈晨月  冯光财  高华  杨怀宁 《大地测量与地球动力学》2019,39(3):295-301

首先利用ALOS PALSAR数据，通过D-InSAR技术获取2007-06-03云南宁洱MS6.4地震的同震形变场，然后基于Okada弹性半空间位错模型反演该地震的断层几何以及精细滑动分布，最后计算宁洱地震后周边断层的静态库仑应力变化。结果表明，形变主要集中在西盘，最大视线向形变量为51.6 cm；反演得到的震源位置为23.05°N、101.02°E，深度3 km，断层走向145°，倾向49.5°，平均滑动角153°，发震断层为NNW向普洱断裂，断层活动以右旋走滑为主，兼具逆冲分量；断层面最大滑动量为1.2 m，反演得到的震级为MW619。基于库仑应力场发现，磨黑断裂处于库仑应力增加区域，而2014年景谷地震位于负值区域。结合实地考察资料和反演结果表明，宁洱地震为浅源地震，但断层并未出露地表。  相似文献   

基于GPS和水准数据的微粒群算法联合反演祁连山北缘断裂三维滑动速率     

刘杰 《大地测量与地球动力学》2019,39(9):906-909

将微粒群算法与位错理论模型相结合，采用中国地壳运动观测网络提供的青藏高原地区2001~2004年GPS测量数据和2000~2006年水准测量数据，通过常规定权和附有相对权比的方法对祁连山北缘断裂的三维滑动速率进行联合反演，并与蚁群算法反演结果进行对比。结果表明，微粒群算法收敛速度快、稳定性高，结合经典位错理论模型，是一种可以有效求解断层三维滑动速率反演问题的优化算法，在大地测量反演领域极具应用潜力。  相似文献   

Studying Resource-Dependent Communities Through a Social-Ecological Lens? Examining Complementarity with Existing Research Traditions in Canada     

Sara Teitelbaum  Annie Montpetit  Jean-François Bissonnette  Clément Chion  Guy Chiasson  Frédérik Doyon 《社会与自然资源》2019,32(1):93-112

This article explores the suitability of Ostrom and colleagues' social-ecological systems framework (SESF) for the study of resource-dependent communities in Canada. Through a broad literature about resource-dependent communities in Canada, three main approaches are identified, named staples research, rural development, and sustainability studies. Each of these research traditions is analyzed with regards to a common set of criteria – focus, scale, methods, treatment of institutions, and treatment of environmental dimensions. Research in each category is compared and contrasted with the SESF approach, to identify areas of overlap and divergence. Results indicate that the SESF is unlikely to provide additional benefit in terms of in-depth of social analysis, however, it does provide a unique contribution in terms of its coupled approach to conceiving social and ecological systems and its ability to operationalize these relationships through structured variables.  相似文献   

新疆西天山查岗诺尔铁矿床环带石榴子石和绿帘石的发现及意义   总被引：1，自引：0，他引：1  

冯浩轩  申萍  李昌昊  武阳  石福品  李文广 《矿床地质》2020,39(5):805-824

查岗诺尔铁矿是新疆西天山阿吾拉勒铁矿带内的重要大型铁矿床之一。矿体赋存在下石炭统大哈拉军山组安山质火山岩中，与普遍发育的石榴子石化、阳起石化和绿帘石化时空关系密切。石榴子石和绿帘石分属不同热液成矿阶段，它们均发育丰富的环带结构，具体表现为明显地颜色、干涉色、背散射图像及成分（FeO、Al₂O₃、SiO₂、MnO、TiO₂）等差异性。石榴子石具有2个世代、3个类型。早世代石榴子石（Grt1和Grt2）产于块状石榴子石-磁铁矿蚀变岩，呈褐黄色，粒度较细，发育核-边结构，呈非均质性，显示异常干涉色，其核部（Grt1-c）均匀相对富钙铝榴石（Gro_51-53And_41-43Spr_4-8），而边部（Grt1-r）发育振荡成分环带，总体相对富钙铁榴石（Gro_18-35And_60-77Spr_4-6）；Grt2核部（Grt2-c）呈均质性，为钙铁榴石（And_99-100Spr_0-1），边部显异常干涉色，发育振荡成分环带，为钙铝铁榴石（Gro_34-54And_38-61Spr_6-9）。晚世代的石榴子石（Grt3）以细脉状或角砾胶结物形式分布，呈红褐色，自形粗粒结构，显非均质性，发育振荡成分环带，端员组分总体以钙铁榴石为主，次为钙铝榴石（Gro_27-43And_50-68Spr_3-8）。石榴子石结构和元素含量变化表明，早期石榴子石形成于弱氧化-氧化、中性-碱性流体体系，其中向边部生长过程，由于新注入流体以及周期性压力汇聚和释放，体系的氧逸度、pH值呈振荡变化；晚期石榴子石形成于弱氧化、弱碱性、动荡的开放流体环境。绿帘石发育3个世代（Ep1、Ep2和Ep3）。Ep1发育核-边结构，核部（Ep1-c）均匀无环带，X_Fe值（X_Fe=Fe³⁺/（Al+Fe³⁺），原子比值）为0.19~0.21，w（MnO）为0.05%~0.18%，w（TiO₂）为0.10%~0.12%，生长边（Ep1-r）多发育振荡环带，X_Fe值为0.26~0.29，w（MnO）为0.01%~0.14%，w（TiO₂）为0.19%~0.26%。Ep2沿Ep1-r边缘生长，不均匀且经历了溶解-再沉淀过程，X_Fe值为0.15~0.20，w（MnO）为0.42%~1.19%，w（TiO₂）为0.02%~0.07%。Ep3呈柱状或不规则粒状交代Ep2、贴近或穿切Ep1-r生长，较均匀、无环带结构，X_Fe值为0.28~0.37，w（MnO）为0.12%~0.77%，w（TiO₂）为0.02%~0.10%。绿帘石成分变化表明，从Ep1-c到Ep1-r，到Ep2，再到Ep3，流体体系氧逸度经历了先增加，后降低，再升高的变化过程。同时，流体成分也在变化，先从相对贫Ti和Mn向相对富Ti贫Mn演化，而后又变为富Mn贫Ti。因此，在热液磁铁矿矿化阶段，查岗诺尔铁矿的成矿热液的物理-化学环境是不断变化的。研究显示，石榴子石和绿帘石结构和成分研究可以刻画热液成矿系统的流体演化历史。  相似文献   

基于混合聚类的岩体结构面优势分组方法     

许扬  张文  符锐  聂振邦  兰志广  陈怀玉  单博 《世界地质》2020,39(1):113-120

提出一种基于凝聚层次法和模糊C均值法的混合聚类法,用于对岩体结构面的优势组划分。该方法将结构面投放到在单位球面上,并使用欧式距离作为极点的相似性度量准则。先剔除结构面数据中的孤值产状,然后用凝聚层次法得到初步聚类结果,并将其作为FCM法的初始聚类中心,最后用FCM法划分优势组。通对人工生成产状样本的分组,验证了该法的正确性。将该方法应用于大藤峡坝址区实测的结构面数据的划分。在实测数据中寻找到两个孤值产状,成功将大藤峡D1y^1-3地层岩体结构面划分为两组,得到了符合实际的分组结果。  相似文献