Origin of sulphate in the unsaturated zone and groundwater of a loess aquifer     

Yin Long  Tianming Huang  Fen Zhang  Zhenbin Li  Baoqiang Ma  Yiman Li  Zhonghe Pang 《水文研究》2021,35(4):e14166

The use of the sulphate mass balance (SMB) between precipitation and soil water as a supplementary method to estimate the diffuse recharge rate assumes that the sulphate in soil water originated entirely from atmospheric deposition; however, the origin of sulphate in soil and groundwater is often unclear, especially in loess aquifers. This study analysed the sulphur (δ³⁴S-SO₄) and oxygen (δ¹⁸O-SO₄) isotopes of sulphate in precipitation, water-extractable soil water, and shallow groundwater samples and used these data along with hydrochemical data to determine the sources of sulphate in the thick unsaturated zone and groundwater of a loess aquifer. The results suggest that sulphate in groundwater mainly originated from old precipitation. When precipitation percolates through the unsaturated zone to recharge groundwater, sulphates were rarely dissolved due to the formation of CaCO₃ film on the surface of sulphate minerals. The water-extractable sulphate in the deep unsaturated zone (>10 m) was mainly derived from the dissolution of evaporite minerals and there was no oxidation of sulphide minerals during the extraction of soil water by elutriating soil samples with deionized water. The water-extractable concentration of SO₄ was not representative of the actual SO₄ concentration in mobile soil water. Therefore, the recharge rate cannot be estimated by the SMB method using the water-extractable concentration of SO₄ in the loess areas. This study is important for identifying sulphate sources and clarifying the proper method for estimating the recharge rate in loess aquifers.  相似文献   

四川米易海塔地区混合岩型铀矿流体包裹体特征     

郭锐  陈友良  刘凯鹏  郑玉文  胡漾 《矿物学报》2020,40(2):137-148

混合岩型铀矿是康滇地轴上最有希望取得找矿突破的铀矿类型,海塔地区的铀矿化即是该类型铀矿的典型代表。本文针对区内的长英质脉矿石、富晶质铀矿石英脉矿石和含矿热液石英脉中的石英流体包裹体进行了研究。结果表明,海塔地区混合岩型铀矿的成矿作用可分为2个阶段:早期混合岩化热液成矿阶段为高温、中低盐度流体,流体包裹体均一温度集中在380~540℃,盐度变化范围为16.15%~23.18%NaCl eqv,是区内铀成矿的主要阶段;晚期热液叠加改造成矿阶段为中低温、低盐度流体,流体包裹体均一温度集中在140~220℃,盐度变化范围为5.56%~23.18%NaCleqv,是区内富铀矿的形成阶段。流体包裹体的气相成分测试表明,长英质脉矿石石英包裹体中以CH4、CO2为主,其次为H2O和N2;而富晶质铀矿石英脉及含矿热液石英脉石英包裹体中以H2为主,部分含有CO2、CH4、H2O。氢、氧同位素研究表明,早期混合岩化成矿阶段的成矿流体可能为岩浆水与变质水的混合,而晚期热液叠加改造成矿阶段成矿流体中可能有大气降水的加入。  相似文献   

基于波形拟合的中国东海地区410 km间断面附近速度结构研究          下载免费PDF全文

李文兰  魏荣强  崔清辉  高雅健  周元泽 《地球物理学报》2018,61(1):150-160

410 km间断面是地幔转换带的顶界面，对其速度结构和起伏形态开展地震学探测有助于认识地球内部物质组成和相关的地球动力学过程.本文选取了由中国数字地震台网记录到的位于琉球俯冲区的一个中源地震P波宽频带波形资料，利用三重震相波形拟合研究了中国东海地区410 km间断面附近的精细速度结构.结果表明：中国东海地区下方410 km间断面整体表现为一尖锐的速度界面且有8~15 km的小幅抬升；该间断面之上存在52~62 km厚的低速层，其P波速度降低0.5%~1.6%；440 km深度以下存在1.0%~3.0%的P波高速异常.结合前人在该地区的层析成像结果，我们推测该高速异常体与西太平洋俯冲板片在中国东海地区地幔转换带内的滞留有关；板片内水相E分解使得转换带内水含量增加，这引发了410 km间断面的抬升；410 km间断面之上的低速层应与含水矿物脱水导致的地幔橄榄岩部分熔融有关.  相似文献   

The role of fog,orography, and seasonality on precipitation in a semiarid,tropical island          下载免费PDF全文

Sarah R. Schmitt  Diego A. Riveros‐Iregui  Jia Hu 《水文研究》2018,32(18):2792-2805

Isotopes of water (²H/¹H and ¹⁸O/¹⁶O) are commonly used to trace hydrological processes such as moisture recycling, evaporation loss, and moisture source region and often vary temporally in a given region. This study provides a first‐ever characterization of temporally variable precipitation mechanisms of San Cristóbal Island, Galápagos. We collected fog, rain, and throughfall samples over three field seasons to understand the mechanisms driving seasonal‐ and event‐based variability in the isotopic composition of precipitation in Galápagos. We establish that fog is a common phenomenon in San Cristóbal, especially during the dry season, and we found that fog, compared with cocollected rainfall, is consistently enriched. We further suggest that the relative contribution of fog formed via different mechanisms (orographic, advective, radiation) varied seasonally. We found that the source region is the most dominant control of the isotopic composition of rainfall in the Galápagos at both the seasonal and event scales, but subcloud evaporative processes (the nontraditional manifestation of the amount effect) became a dominant control on the isotopic composition of rainfall during the dry season. Overall, our findings suggest that understanding seasonally variable water‐generating mechanisms is required for effective water resource management in San Cristóbal Island and other semiarid island ecosystems under current and future regimes of climate change.  相似文献   

哈达贺休盐湖卤水氢氧同位素特征及成因分析          下载免费PDF全文

马正明  山发寿  姜盼武  李庆宽  魏海成  李永寿 《盐湖研究》2020,28(1)

内蒙古哈达贺休盐湖蕴藏着较为丰富的地下卤水资源，但人们对其成因和演化机制尚缺乏充分的认识。本文采用稳定同位素方法，研究了哈达贺休盐湖地下卤水及其周边水体的氢氧同位素组成特征，并对卤水的成因进行了分析。结果表明：哈达贺休盐湖地下卤水的?D和?18O值平均值分别为-0.53 ‰和4.01 ‰，黑河河水的?D和?18O值平均值分别为-36.73 ‰和-5.51 ‰，居延海湖水的?D和?18O值平均值分别为1.26 ‰和2.73 ‰，当地大气降水的?D和?18O值平均值分别为-5.30 ‰和-1.20 ‰。研究区水体的蒸发趋势线方程为δD=5.32δ18O-20.08，该蒸发线偏离全球大气降水线。黑河河水的氘盈余值（d）最大，湖水和地下卤水的最小，而且湖水和卤水的d值与TDS呈负相关关系。偏正的?D和?18O值以及较小的d值，表明研究区卤水经历了强烈的蒸发，同时还存在与含氧类矿物的同位素交换反应。卤水和居延海湖水氢氧同位素值分布比较集中并且接近，二者都由黑河河水演化而来。  相似文献   

小尺度网格层析速度建模方法在低幅构造区时深转换中的应用     

吕振宇  魏鹏 《地球物理学进展》2020,(1):339-344

渤海M油田区浅层多发育低幅构造,低幅构造区的地震数据对常规层析成像不够敏感,导致常规速度反演方法很难保证低幅构造速度建模的准确性,从而给时深转换工作带来较大误差.本文提出一种小尺度网格层析速度建模方法,该方法基于低幅构造的薄层信息,在有薄层信息的地层加密网格分布,从而实现根据地质条件划分网格的策略,进而通过解析矩阵方程实现速度模型的迭代更新.通过实际数据应用证明,对于渤海M油田利用本文提出的高精度网格层析速度建模方法是有效可行的,该方法能够有效提高低幅构造区速度建模的精度,利用该方法得到的速度模型能够大幅提高时深转换的精度,从而指导构造解释及成图工作.  相似文献   

水动力条件对沉积物-水界面氧通量的影响   总被引：2，自引：0，他引：2  

郑阳华  邹浩东  何强  李宏  张青  陈德敏  艾海男 《湖泊科学》2018,30(6):1552-1559

氧环境决定了水体沉积物中各种生命所需元素的最终归趋，沉积物-水界面是水相与沉积物相氧传递的重要场所，而水动力条件是影响沉积物-水界面氧传递的重要因素.选择三峡库区一级支流御临河为研究对象，根据长年监测数据建立实验室模型，采用声学多普勒流速测试仪及微电极测试系统构建了非侵入式涡度相关测试系统，探究了不同水动力条件对沉积物-水界面氧通量的影响.结果表明：水体静止状态下沉积物-水界面溶解氧浓度随时间的增加而减少，非静止状态下随时间的增加而增加；沉积物-水界面氧通量随水体流速的增加而增加.根据氧通量求解对应流速下垂直涡动扩散系数并进行线性拟合，当水体流速为0.01~0.14 m/s时，垂直涡动扩散系数与水体流速的相关性最好，此时沉积物-水界面氧通量的传递以涡动扩散为主导.  相似文献   

The bivalve Lembulus bicuspidatus may enhance denitrification in shelf sediment at the Angola–Benguela Frontal Zone     

A Neumann  A Flohr 《African Journal of Marine Science》2018,40(1):91-96

We collected living individuals of the bivalve Lembulus bicuspidatus, which shows an unusual preference for the oxygen-deficient habitat found at the Angola–Benguela Frontal Zone of the southeastern Atlantic. With a series of incubation experiments with ¹⁵N-labelled nitrate as a tracer in combination with membrane-inlet mass spectrometry, we studied the potential contribution of L. bicuspidatus to nitrate reduction in the upper sediment layer. Our preliminary results suggest that L. bicuspidatus enhances nitrate reduction if the oxygen concentration is sufficiently low. The Lembulus-mediated nitrate reduction rate is then similar to the rate of microbial nitrate reduction in the surrounding sediment.  相似文献   

不同盐度对文蛤(Meretrix meretrix)呼吸代谢及体内酶活性的影响     

白奕天  丁天扬  李东东  聂鸿涛  闫喜武 《海洋科学》2018,42(6):123-131

为研究不同盐度对文蛤呼吸代谢的影响,本实验设置5个盐度(‰)梯度(11、18、25、32、39),检测不同盐度对文蛤(Meretrixmeretrix)耗氧和排氨的影响,以及文蛤的外套膜、鳃、肝胰腺三种组织中乳酸脱氢酶和Na+/K+-ATP酶活性的变化。结果表明:随着盐度的不断升高,文蛤耗氧率先升后降再升,在盐度18时达到最大值;排氨率先升后降,在盐度32时达到最大值。随着盐度不断升高和胁迫时间延长,文蛤的肝胰腺中乳酸脱氢酶活力总体呈先升高后下降再升高的趋势(P0.05),酶活力在盐度39时为最高;随着盐度不断升高和胁迫时间延长,文蛤的外套膜中Na+/K+-ATP酶活力总体呈先下降再升高后下降的趋势(P0.05),在盐度32时为最高;文蛤的外套膜和鳃中乳酸脱氢酶活力以及鳃和肝胰腺中Na+/K+-ATP酶活力受盐度影响不显著(P0.05),酶活力变化也多呈现"W"形的变化趋势。研究结果为文蛤的人工养殖提供参考。  相似文献   

呼伦湖流域氢氧稳定同位素特征及其对水体蒸发的指示作用     

高宏斌  李畅游  孙标  史小红  赵胜男  樊才睿 《湖泊科学》2018,30(1):211-219

以呼伦湖流域为例研究该区域氢氧稳定同位素在不同水体中的分布特征,并探讨氢氧稳定同位素对在该区域水文过程的指示作用.流域湖水、入湖河水、周边地下水水样的氢氧稳定同位素分析结果表明,夏季8月份湖水中的重氢氧稳定同位素比7月份的更加富集.而河水中氢氧稳定同位素在同一时间内的河流沿程上存在明显的差异,下游水体中的氢氧稳定同位素要比上游更加富集.研究区的河水和湖水的δ~(18)O-δD关系特征显示,河水和湖水的δ~(18)O-δD的关系点全部位于当地降水线的右下方,说明流域河水和湖水水体受到明显的蒸发作用.而井水的δ~(18)O-δD的关系点大都靠近当地大气降水线,说明这一区域的地下水主要是大气降水渗入地下形成.利用氢氧稳定同位素分馏过程中的氢氧稳定同位素的比率与剩余水体的关系,并在考虑湿度因子的动力分馏模拟下,计算出河水的剩余水体比例在0.85~0.96之间,而湖水的剩余水体比例在0.71~0.77之间.最后,利用氢氧稳定同位素质量平衡法对呼伦湖多年平均蒸发量进行了估算,估算的湖泊蒸发量结果与实测值相近,相对误差为5.4%,说明方法可靠.氢氧稳定同位素对于研究区域水文过程有着重要的作用,在今后呼伦湖流域水文研究中有着更加广泛的应用空间.  相似文献