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   

鲁西齐河地区铁矿控矿特征及找矿标志     

郝兴中  杨毅恒  李英平  高华丽  陈磊 《吉林大学学报(地球科学版)》2019,49(4):982-991

山东省齐河县境内发育有矽卡岩型铁矿，近年来该区铁矿勘查和研究工作取得了较大进展。本文通过对研究区内铁矿勘查研究成果进行统计分析，旨在对其控矿特征和找矿标志进行探讨来促进该区铁矿找矿工作。研究区内铁矿控矿地层为奥陶纪碳酸盐岩和石炭纪-二叠纪碎屑岩地层，成矿地质体为燕山晚期中基性侵入岩体；铁矿体主要赋存于地层和岩体的接触带处，且在碳酸盐岩、碎屑岩地层中和侵入岩体中也赋存有部分铁矿体。区内铁矿体赋存类型多样，其中以接触带赋存式为主，且含有断裂充填式、层间充填式、裂隙贯入式、捕虏体构造式等。铁矿体形态复杂，呈层状、似层状、囊状、透镜状等；矿床典型蚀变分带特征为闪长岩带-蚀变闪长岩带-内矽卡岩带-铁矿体-外矽卡岩带-大理岩化带-灰岩带。该区成矿作用以接触扩散交代作用、接触渗滤交代作用为主，此外还有富矿热液充填作用等。研究区内铁矿找矿标志主要包括地层标志（奥陶纪碳酸盐岩和石炭纪-二叠纪碎屑岩地层）、岩体标志（中基性侵入岩体，且发育有钠长石化的蚀变闪长岩）、构造标志（地层与岩体接触带、构造交汇部位、层间滑脱部位、脆性裂隙部位等）、围岩蚀变标志（磁铁矿化、矽卡岩化、钠长石化、蛇纹石化、金云母化等与成矿关系密切）、地球物理标志（明显的高值磁异常和化极磁异常部位、重力异常梯度带和高-低电阻转换带）。在今后铁矿勘查过程中，需要在综合研究该区控矿特征的基础上，可利用多种找矿标志进行相互配合、互为补充和综合研究，以期达到预期勘查效果。  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   

伊犁蒙其古尔铀矿床含矿层砂岩中黄铁矿形成机制及对铀成矿的指示意义     

丁波  刘红旭  张宾  李平  蒋宏  张虎军  谢希良  郭春杰 《矿床地质》2019,38(6):1379-1391

蒙其古尔铀矿床为伊犁盆地南缘大型层间氧化带砂岩型铀矿床,为查明该矿床含矿层中黄铁矿成因及其形成机制,探讨微生物参与铀成矿过程。文章对含矿层砂岩中黄铁矿与铀矿物矿物学特征、黄铁矿S同位素与碳酸盐胶结物的C-O同位素开展细致研究。研究表明:①蒙其古尔铀矿床中铀主要以铀矿物与吸附铀形式存在,吸附铀主要为有机质吸附铀,铀矿物以沥青铀矿为主,多与黄铁矿、炭屑共生;②蒙其古尔铀矿床含矿层砂岩中黄铁矿主要以自形晶、草莓状和不规则状集合体产出,多与沥青铀矿、碳酸盐胶结物共生,其中黄铁矿S同位素(δ~(34)S_(V-CDT)=-68.4‰～22.1‰)与碳酸盐胶结物的C-O同位素(δ~(13)C_(V-PDB)=-10.2‰～-7.4‰,δ~(18)O_(V-PDB)=-9.6‰～-5.8‰)分析表明黄铁矿具有细菌硫酸盐还原(BSR)与有机物热解2种成因,并探讨了这2种不同成因黄铁矿的形成机制。③结合前人研究成果,认为硫酸盐还原菌(SRB)参与蒙其古尔铀矿床铀成矿过程,以间接还原方式为主,在有机质、黏土矿物与颗粒表面吸附U(Ⅵ)的基础上,通过硫酸盐还原菌(SRB)还原SO_4~(2-)产生的H_2S将U(Ⅵ)被还原成U(Ⅳ),形成铀矿物。  相似文献   

北京十三陵地区青白口系长龙山组含铁建造的发育特征及成因^*          下载免费PDF全文

张琴  王柏寒  周琛  孙祖宇  梅啸寒  原成帅  王凯 《古地理学报》2020,22(3):570-586

含铁建造在整个前寒武纪的地质记录中分布广泛,但针对华北地区青白口系长龙山组出露的含铁建造目前还没有报道。文中通过野外观察及室内XRD、SEM、ICP-MS等手段,对北京十三陵地区出露的长龙山组含铁建造的分布规律、矿物组成、成矿物质来源等开展研究,并探讨含铁建造的成因机制。结果表明,含铁建造的铁质主要为赤铁矿,与石英、海绿石等矿物伴生。含铁建造存在2种分布模式: Ⅰ型含铁建造,与海绿石伴生,产出厚度变化大(1~50 cm),偏光显微镜下海绿石砂岩和铁质条带呈互层状产出,赤铁矿具近球形结构;Ⅱ型含铁建造,无海绿石伴生,产出厚度相对较大(一般大于10 cm),镜下见黑色的富铁层夹碎屑石英透镜体,赤铁矿常发育针状或雪花状结构。依据构造演化和微量元素分析,认为含铁建造的铁质来源主要为下马岭组顶部的铁质风化壳。Ⅰ型含铁建造为化学胶体沉淀与海绿石风化的混合成因;Ⅱ型含铁建造主要属于胶体化学沉积成因,后期可能经受了糜棱化改造作用。这一结论为华北地区前寒武纪含铁建造的找矿提供了沉积地质依据,对于完善含铁建造成矿机理及华北地区元古代构造演化具有重要的意义。  相似文献   

晋西北地区表层土壤粒度与地球化学元素组成   总被引：1，自引：1，他引：0  

李继彦  周玲  刘益  张倩  蔡莹莹  张宝贵 《中国沙漠》2019,39(5):155-162

对晋西北地区表层土壤的物质组成进行研究，可以明确其物质来源、沉积环境及化学风化特征。选择区内表层土壤（深度0、10、20 cm）及其附近的河流沉积物，进行粒度和化学元素组成测试。结果表明：（1）晋西北地区表层土壤粒度组成以黏土和粉沙为主，且有自地表向下粗颗粒组分含量增加的趋势。（2）常量化学元素组成以SiO₂、Al₂O₃、CaO、Fe₂O₃为主，其余元素含量均较低。化学元素组成模式表明研究区内表层土壤物质与黄土高原腹地黄土有相同的物质源区，黄河河流沉积物对其贡献不大。（3）晋西北表层土壤的CIA值为52.70~57.89，平均54.06，说明它们的化学风化程度较低，处于早期的脱Na、Ca阶段。这是由于研究区地理位置比洛川更靠北，气温和降水量均低于洛川，降水量与兰州相差不大，但是年平均气温和年温差比兰州低。该研究明确了晋西北地区表层土壤的物质组成特征，为区域潜在沙漠化危害防治提供了数据支撑。  相似文献   

辽宁查马屯铁矿三维地质建模及深部预测     

白银增  赵涌涛  王泽蛟  刘幸  李超 《地质与资源》2019,28(4):321-325

查马屯铁矿是一处隐伏于中生代火山沉积岩之下的沉积变质型铁矿床，矿体规模大、埋藏浅，深部资源潜力巨大.利用三维地质体建模软件Creatar，通过收集钻孔数据，建立地质数据库，生成三维钻孔.通过剖面定义、单工程矿体圈定、剖面编辑、曲面连接，建立矿体三维模型.依据"点-线-面-体"的思路，建立了辽宁查马屯铁矿三维地质模型.模型显示，查马屯铁矿体西南段向北西倾斜，北东部向南东倾斜，呈北东东向展布，应沿该方向部署找矿.矿体与磁异常复合关系表明，2号矿体南部存在巨大找矿空间，查马屯村南部及北东部是下一步找矿勘探的重点方向.  相似文献   

Evaporation of the Nerve Agent GB From Common Matrices: A Model‐System Study          下载免费PDF全文

Ishay Columbus  Itzhak Marcovitch  Shlomi Elias  Lea Yehezkel  Dana Marder  Victoria Nahum 《洁净——土壤、空气、水》2018,46(4)

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Assessment of soil factors controlling ephemeral gully erosion on agricultural fields   总被引：1，自引：0，他引：1       下载免费PDF全文

Paul Ollobarren Del Barrio  Miguel A. Campo‐Bescós  Rafael Giménez  Javier Casalí 《地球表面变化过程与地形》2018,43(9):1993-2008

The soil factor is crucial in controlling and properly modeling the initiation and development of ephemeral gullies (EGs). Usually, EG initiation has been related to various soil properties (i.e. sealing, critical shear stress, moisture, texture, etc.); meanwhile, the total growth of each EG (erosion rate) has been linked with proper soil erodibility. But, despite the studies to determine the influence of soil erodibility on (ephemeral) gully erosion, a universal approach is still lacking. This is due to the complex relationship and interactions between soil properties and the erosive process. A feasible soil characterization of EG erosion prediction on a large scale should be based on simple, quick and inexpensive tests to perform. The objective of this study was to identify and assess the soil properties – easily and quickly to determine – which best reflect soil erodibility on EG erosion. Forty‐nine different physical–chemical soil properties that may participate in establishing soil erodibility were determined on agricultural soils affected by the formation of EGs in Spain and Italy. Experiments were conducted in the laboratory and in the field (in the vicinity of the erosion paths). Because of its importance in controlling EG erosion, five variables related to antecedent moisture prior to the event that generated the gullies and two properties related to landscape topography were obtained for each situation. The most relevant variables were detected using multivariate analysis. The results defined 13 key variables: water content before the initiation of EGs, organic matter content, cation exchange capacity, relative sealing index, two granulometric and organic matter indices, seal permeability, aggregates stability (three index), crust penetration resistance, shear strength and an erodibility index obtained from the Jet Test erosion apparatus. The latter is proposed as a useful technique to evaluate and predict soil loss caused by EG erosion. Copyright © 2018 John Wiley & Sons, Ltd.  相似文献   

鲁西潘店地区矽卡岩型铁矿成矿规律初探   总被引：1，自引：0，他引：1       下载免费PDF全文

郝兴中  刘伟  臧凯  张学松 《山东国土资源》2018,34(7)

近年来,在鲁中隆起区西北部潘店地区的铁矿勘查工作取得了重大进展。该区发育有明显的航磁异常及航空重力异常,且具有"重磁同源性"特征;通过对航磁异常的分析,可分为李屯、潘店、大张和薛官屯4个次级磁异常。勘查工作表明,区内巨厚新生界覆盖层下发育有矽卡岩型铁矿床,总体表现为"地层、岩体和构造"联合控矿的特征,即铁矿体受控于奥陶纪马家沟群碳酸盐地层、中生代燕山晚期闪长岩体、以及地层与岩体接触处形成的各种类型(构造)接触带。区内铁矿体赋存位置多样,主要为接触带赋存式、断裂充填式、层间充填式、裂隙贯入式、捕虏体构造式等;其成矿时代为早白垩世(130~131Ma),与济南、莱芜、金岭地区矽卡岩型铁矿形成时代基本一致;铁矿物质主要来源于中—基性侵入岩体。在整体表现为具有(剩余)重力异常高值处、(化极)磁异常明显部位,以及高—低电阻率转换带的地段进行铁矿勘查工作较为有利。  相似文献