钾稳定同位素研究综述     

王昆  李伟强  李石磊 《地学前缘》2020,27(3):104-122

钾稳定同位素是重要的非传统稳定同位素体系,也是近年来迅速发展的热门研究课题。对钾同位素研究历史和现状进行综述,具体包括以下内容:(1)总结了钾元素的地球化学和宇宙化学性质,包括钾在主要地质储库(地幔、地壳、海洋)中的丰度及其分配,钾在岩浆演化中的不相容大离子亲石性,常见含钾火成岩/沉积岩矿物以及钾在表生过程中的循环,也包括主要行星物质(球粒陨石、非球粒陨石、火星和灶神星陨石以及月球样品)中钾的含量、赋存状态、主要矿物,钾在太阳星云冷凝、行星积聚以及岩浆海过程中的中等挥发性质;(2)介绍了钾同位素的研究历史,从1922年Dempster利用最早的质谱仪测量钾同位素在自然界的丰度,到Taylor和Urey在1938发表的经典的钾同位素分馏实验,再到Humayun和Clayton在1995年发表的钾同位素领域的经典研究,最后到近几年的进展;(3)介绍了对钾的前处理(离子交换柱法)以及钾同位素的主要测量方法,包括早期热电离质谱仪法(TIMS),二次离子质谱仪法(SIMS)和近十几年以来高速发展的多接收电感耦合等离子体质谱仪法(MC-ICP-MS)及其不同的技术路线;(4)介绍了高精度钾同位素比值在低温地球化学和生物地球化学中的应用,包括钾同位素在地表的风化过程中、海水洋壳的反向风化作用中的分馏及其在示踪全球钾元素循环和洋壳俯冲等过程中的应用;(5)介绍了高精度钾同位素比值在高温地球化学中的应用,包括钾同位素在岩浆分异和矿物结晶过程中的分馏;(6)介绍了高精度钾同位素比值在宇宙化学中的应用,包括在太阳星云冷凝、行星凝聚、月球形成大碰撞、岩浆海、火山喷发去气过程中的分馏作用。  相似文献   

基于大地电磁法的水文地质结构及参数推断          下载免费PDF全文

李凯旋  刘廷玺  吴吉春  段利民  曾献奎  南统超  孙傲  何韬  韩春雪 《水文地质工程地质》2018,(5)

大地电磁法已被广泛用于矿产资源勘探和工程勘查,但该方法在水文地质参数定量方面的成果文献尚不多见。以科尔沁沙丘—草甸相间地区巨厚第四系沉积层为研究对象,通过EH-4大地电磁法的测试结合地质钻探试验数据,划定出研究区埋深105 m范围内砂黏土层在空间上的分布;经检验大地电磁法探测总体误差在5.1%~7.2%,其精度足以满足水文地质勘察的需求。然后利用研究区已有的土壤传递函数(Pedo-transfer functions,PTFs)模型对测区埋深105 m范围内的饱和导水系数进行了估算,进而首次利用大地电磁法所得数据建立了视电阻率与饱和导水系数的拟合模型。利用该模型推断出研究区埋深200 m范围内含水层的富水性,刻画出饱和导水系数的空间分布,为研究区提供了更加丰富的水文地质信息,同时也极大地提升了水文地球物理方法在水力参数预测方面的尺度。  相似文献   

考虑预报偏差的迭代式集合卡尔曼滤波在地下水水流数据同化中的应用          下载免费PDF全文

杨运  吴吉春  骆乾坤  钱家忠 《水文地质工程地质》2022,49(6):13-23

集合卡尔曼滤波（Ensemble Kalman Filter,EnKF）方法已广泛应用于地下水水流和污染物运移模拟相关问题的求解。但前人研究多建立在同化系统预报模型是准确的基础上,忽视了模型概化的不确定性。当模型概化不准确时,将导致预报偏差,可能带来错误的系统估计。因此,文章提出考虑模型预报偏差的迭代式集合卡尔曼滤波（Bias aware Ensemble Kalman Filter with Confirming Option,Bias-CEnKF）方法。以地下水水流数据同化为例,研究模型概化存在不确定条件下,边界条件、初始条件、源汇项概化不准确时新方法的有效性。结果表明,当预报模型概化不准确时,使用标准EnKF方法进行数据同化,可能会导致滤波发散,造成同化失败。Bias-CEnKF方法不仅保留了较好的同化性能,同时减小了参数、变量、偏差项非线性关系带来的不一致性。针对文章中4种情景,Bias-CEnKF同化获得的含水层渗透系数场以及水头场均接近真实场,且预报结果可靠。本研究进一步提升了模型概化不确定时EnKF方法的适用性,为实际野外复杂条件下地下水水流数据同化问题提供了可靠的方法。  相似文献   

考虑历史洪水不确定性的多维联合洪水频率分析     

尚晓三  王栋 《地球科学进展》2022,37(4):407-416

洪水过程由多个特征变量组成,各变量之间存在正相关性,应进行多变量联合分析。但随着变量的增多,在相同样本条件下,多维联合分布具有更大的抽样不确定性。将历史洪水纳入多维联合频率分析,以提升各特征变量边缘分布和Copula函数相关性参数的准确性。以分层Archimedean Copulas函数为基础,构建了考虑历史洪水不确定性的多维联合洪水频率分析层次模型,将多维联合分布分解成为若干个二维Copula函数的多级层叠形式,并结合极大似然法,选用遗传算法求解特征变量边缘分布及各层Copula函数的相关性参数。长江流域宜昌站的应用结果表明,考虑历史洪水不确定性的多维联合洪水频率分析层次模型能够完整地描述整个洪水过程,考虑洪水过程特征变量之间的相关性,也能够有效利用历史洪水,改善样本的代表性,Copula函数的相关性参数符合实测序列峰量之间的相关关系。  相似文献   

氡(222Rn)在地下水-地表水相互作用中的应用研究进展     

廖福  罗新  谢月清  易立新  李海龙  王广才 《地学前缘》2022,29(3):76-87

地下水-地表水相互作用是水资源管理和地表水生态系统保护中重要的一个环节,氡同位素(²²²Rn)由于其在地下水与地表水中含量差异显著、性质保守、检测难度低,广泛运用于地下水-地表水相互作用的研究当中。本文通过总结分析²²²Rn在不同地表水体(海水、河水、湖水等)中的应用,指出刻画地下水氡浓度的异质性是估算地下水排泄的重点和难点。在估算海底地下水排泄(SGD)时,氡的混合损失项估算不确定、海水氡浓度时空变异性、SGD的多组分特征等可能给估算结果带来较大不确定性;在估算河流地下水排泄时难以确定氡的大气逃逸量;研究人员对氡在示踪地表水补给地下水方面的研究程度相对不足。本文从科学研究和实际生产方面,对²²²Rn的研究应用提出以下潜在方向:(1)降低地下水氡空间变异性对估算地下水排泄量的影响;(2)针对不同水体、不同水文条件,准确刻画氡的大气逃逸量;(3)拓展²²²Rn示踪能够解决的科学问题;(4)将氡质量平衡模型计算与不确定分析相结合,实现软件化。  相似文献   

基于INPGA的地下水污染治理多目标优化管理模型:Ⅰ——理论方法与算例验证   总被引：1，自引：0，他引：1       下载免费PDF全文

吴剑锋  彭伟  钱家忠  吴吉春 《地质论评》2011,57(2):278-284

基于小生境技术的Pareto遗传算法(NPGA)是一种求解多目标问题的智能搜索方法,适用于优化多种非线性、不连续等复杂多目标问题.但该算法存在局部早熟收敛和收敛速度慢两个不足,在求解Pareto前沿上效果不佳.本文在NPGA的基础上,提出了改进NPGA方法(INPGA),通过Pareto解集过滤器、精英个体保留策略、邻...  相似文献   

小秦岭文峪金矿床流体包裹体研究及矿床成因   总被引：5，自引：2，他引：3  

周振菊  蒋少涌  秦艳  赵海香  胡春杰 《岩石学报》2011,27(12):3787-3799

文峪金矿位于小秦岭矿田南部,其产出受脆-韧性剪切带控制,赋矿围岩为太华群变质杂岩.根据脉体穿切关系和矿物交代关系,可以将文峪金矿流体成矿过程分为早、中、晚三个阶段,其热液石英中发育CO2-H2O型、纯CO2型和H2O溶液型三种类型流体包裹体.平阶段石英中原生包裹体主要是CO2-H2O型和纯CO2型,其成分为CO2+H2O±N2±CH4,均一温度集中在290～330℃,盐度为1.02％～9.59％ NaCleqv;中阶段为主成矿阶段,该阶段石英中包含了所有3种类型的包裹体,其中以CO2-H2O型包裹体为主,获得CO2-H2O和水溶液包裹体均一温度集中在250～290℃,盐度为0.02％～12.81％NaCleqv;晚阶段石英仅发育水溶液型包裹体,具有较低的均一温度(114～239℃)和盐度(4.18％～8.95％ NaCleqv).根据CO2-H2O型包裹体计算早、中阶段压力分别为130 ～ 178MPa和85 ～ 150MPa,对应的成矿深度分别为4.7～6.5km和3.1～5.5km.总体而言,文峪金矿的初始流体具有中高温、富CO2、低盐度的变质流体特征,晚成矿阶段流体演化为低温、低盐度水溶液流体,流体的不混溶导致了主成矿期矿质的大量沉淀,文峪金矿为中浅成的造山型矿床.  相似文献   

诸广山南部白云岩体岩石地球化学特征及成因     

张善果  黄国龙  沈渭洲  伏顺成  王小冬  许丽丽 《铀矿地质》2011,(5):265-273,281

白云岩体位于诸广山南部岩体中东部,是一个重要的产铀岩体,其岩性为粗粒斑状黑云母花岗岩。在主量元素方面,该岩体的岩石富硅（SiO2平均为73.47%）、富铝（A/CNK值平均为1.09）和高的K2O/Na2O值（平均为1.99）;在微量元素方面,富集大离子元素Rb、Th,而Ba、Sr、Ti、Nb、Ta、P亏损明显,具有高的Rb/Sr（平均为6.22）和Rb/Nb值（平均为29.07）,富含铀（平均为9.04×10-6）,可为岩体内铀矿床的形成提供铀源;轻稀土元素富集和轻、重稀土元素分馏相对明显,稀土元素配分曲线呈右倾型,Eu亏损明显;在同位素方面,εNd（t）值低（平均为-10.6）,（87Sr/86Sr）i值高（平均为0.71688）,Nd模式年龄古老（1865～1874 Ma）。这些特征表明,白云岩体属于典型的壳源型花岗岩,是在华南地块和印支地块碰撞结束后不久形成的伸展构造环境中,位于地壳中-下部的古-中元古代地壳组分在伸展、减薄作用产生的减压、导水和地幔上涌等因素的综合影响下,由泥质岩源区发生部分熔融而形成。  相似文献   

西藏仁布地区上三叠统复理石物源分析   总被引：2，自引：0，他引：2  

徐文礼  李祥辉  王尹  曾庆高  孙勇  尼玛次仁 《高校地质学报》2011,17(2):220-230

运用砂岩碎屑组分、古水流、微量和稀土元素方法对西藏南部仁布地区上三叠统朗杰学群和涅如组的物源进行了分析.碎屑组分和地球化学研究结果显示,盆地中的碎屑物源主要来自再旋回造山带,部分来自造山之前的混合区,少数源于大陆基底,且物源区蕴含有造山前的大陆边缘岛弧过程;物源区母岩主要为沉积再旋回和后太古代再旋回沉积物;古水流测量分...  相似文献   

参数空间变异性下地下水污染监测网多目标优化机制研究   总被引：1，自引：0，他引：1  

骆乾坤  吴剑锋  杨运  钱家忠 《地质论评》2015,61(3):570-578

基于野外实际含水层参数存在空间变异性的客观事实,研发概率Pareto遗传算法(Probabilistic Pareto genetic algorithm,PPGA),用于求解考虑含水层参数空间变异性下地下水污染监测网多目标优化设计问题。PPGA在ε-改进非劣支配遗传算法(epsilon-dominance non-dominated sorted genetic algorithm II,ε-NSGAII)的基础上通过添加概率择优排序和概率拥挤度技术,寻求考虑参数空间变异条件下地下水污染监测网模拟—优化耦合模型的Pareto最优解。将优化结果与蒙特卡洛(Monte Carlo,MC)模拟分析结果进行对比,验证优化结果的可靠性。算例求解结果表明:在求解考虑参数空间变异性条件下地下水污染监测网多目标优化设计问题时,PPGA优化所得Pareto最优解变异性小,可靠性高,可为决策者提供一系列稳定可靠的监测方案。  相似文献