Seasonal connections between meteoric water and streamflow generation along a mountain headwater stream     

Sam J. Leuthold  Stephanie A. Ewing  Robert A. Payn  Florence R. Miller  Stephan G. Custer 《水文研究》2021,35(2):e14029

In snowmelt-driven mountain watersheds, the hydrologic connectivity between meteoric waters and stream flow generation varies strongly with the season, reflecting variable connection to soil and groundwater storage within the watershed. This variable connectivity regulates how streamflow generation mechanisms transform the seasonal and elevational variation in oxygen and hydrogen isotopic composition (δ¹⁸O and δD) of meteoric precipitation. Thus, water isotopes in stream flow can signal immediate connectivity or more prolonged mixing, especially in high-relief mountainous catchments. We characterized δ¹⁸O and δD values in stream water along an elevational gradient in a mountain headwater catchment in southwestern Montana. Stream water isotopic compositions related most strongly to elevation between February and March, exhibiting higher δ¹⁸O and δD values with decreasing elevation. These elevational isotopic lapse rates likely reflect increased connection between stream flow and proximal snow-derived water sources heavily subject to elevational isotopic effects. These patterns disappeared during summer sampling, when consistently lower δ¹⁸O and δD values of stream water reflected contributions from snowmelt or colder rainfall, despite much higher δ¹⁸O and δD values expected in warmer seasonal rainfall. The consistently low isotopic values and absence of a trend with elevation during summer suggest lower connectivity between summer precipitation and stream flow generation as a consequence of drier soils and greater transpiration. As further evidence of intermittent seasonal connectivity between the stream and adjacent groundwaters, we observed a late-winter flush of nitrate into the stream at higher elevations, consistent with increased connection to accumulating mineralized nitrogen in riparian wetlands. This pattern was distinct from mid-summer patterns of nitrate loading at lower elevations that suggested heightened human recreational activity along the stream corridor. These observations provide insights linking stream flow generation and seasonal water storage in high elevation mountainous watersheds. Greater understanding of the connections between surface water, soil water and groundwater in these environments will help predict how the quality and quantity of mountain runoff will respond to changing climate and allow better informed water management decisions.  相似文献   

辽东岫岩地区下古生界碎屑锆石定年:罗迪尼亚和冈瓦纳超大陆在华北遗留的痕迹？     

董晓杰  陈煜嵩  刘正宏  徐仲元  沙茜 《岩石学报》2020,36(6):1857-1869

超大陆演化是地质研究的重要内容,华北克拉通与不同地质历史时期超大陆汇聚与裂解的联系对反演华北克拉通构造演化历史具有重要意义。本文在辽吉古元古代造山带中段的原划分为辽河群地层中首次识别出一套早古生代沉积建造。这套沉积建造与华北克拉通以浅海相的碳酸盐岩为主的早古生代沉积并不一致,以发育大量的陆源碎屑沉积为特征。我们对2件细砂岩分别进行了锆石LA-ICP-MS和SHRIMP U-Pb定年。定年结果显示,2件样品的最小年龄分别为～482Ma和～498Ma,反映了它们的最大沉积时代。2件样品的碎屑锆石年龄主要介于1600～500Ma,缺乏亲华北的物源信息,表明它们的物源主要来自于华北之外。2件样品年龄谱中最重要的峰值出现在格林威尔期和泛非期,表明华北克拉通曾与罗迪尼亚超大陆和冈瓦纳大陆存在联系。格林威尔期碎屑锆石可能来自于罗迪尼亚超大陆时期波罗地古陆物质在华北克拉通东缘的再循环;泛非期碎屑锆石可能来自于东冈瓦纳大陆的北缘造山带。  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   

东昆仑夏日哈木地区二长花岗岩年代学、地球化学特征及地质意义     

郭峰  王盘喜  卞孝东  冯乃琦 《中国地质调查》2020,7(6):51-60

东昆仑夏日哈木地区首次发现了早泥盆世二长花岗岩,对其开展年代学和地球化学特征研究,进一步探讨其岩石成因和构造地质背景。二长花岗岩锆石U-Pb年龄为(412.1±5.7) Ma(MSWD=0.95),形成于早泥盆世早期; 岩石为过弱铝质亚碱性花岗岩,富SiO₂(含量为71.41%~72.46%)、K₂O(含量为5.27%~6.16%),贫Fe₂O₃(含量为1.86%~2.05%)、P₂O₅(含量为0.08%~0.12%),富集轻稀土元素,具明显的负Eu异常; 在原始地幔标准化微量元素蛛网图上可以看出,岩石明显富集Rb、Th、Zr、Hf,强烈亏损Nb、Sr、P、Ti、Ba。夏日哈木地区二长花岗岩属于I型花岗岩,其源岩可能由幔源岩浆底侵加热下地壳岩石致其部分熔融而形成,处于由同碰撞向后碰撞转换的构造环境,说明东昆仑夏日哈木地区在早泥盆世早期已进入伸展阶段。  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   

辽东铀成矿带连山关地区韧性剪切带与铀成矿作用     

吴迪  刘永江  李伟民  常瑞虹 《岩石学报》2020,36(8):2571-2588

连山关地区位于华北克拉通北缘铀成矿省辽东铀成矿带，已知铀矿床（点）均发育在韧性剪切带附近。为了解韧性剪切带运动学、几何学构造变形机制及与铀矿的关系，本文以连山关岩体周缘韧性剪切带为研究对象，通过野外宏观调查和室内微观研究相结合的研究方法，探讨构造变形期次、韧性剪切带形成机理及其对铀成矿的控制作用。研究表明：连山关岩体周缘发育的韧性剪切带与近南北向挤压构造变形有关，其右行韧性剪切带应变类型为压扁应变，属于一般压缩-平面应变范围，Flinn指数K值在0.19~0.69之间，岩石类型属于S/SL型构造岩。研究区内铀矿体均为隐伏盲矿体，主要赋存于沿着连山关岩体和辽河群接触带右行剪切作用形成的背斜褶皱核部，和北东东向断裂关系密切。综合分析认为，连山关岩体南缘北西向韧性剪切带为一级控矿构造，是区内铀矿热液运移的通道，而剪切带边部的晚期北东东向断裂则是铀矿储存空间；铀源可能来自于太古宙古风化壳，并在大型韧性剪切活动（提供热液运移通道）和基性脉岩侵入（提供热源和还原剂）等综合因素作用下运移、富集成矿。  相似文献   

腾冲火山及周边地区双差层析成像          下载免费PDF全文

华雨淋  吕彦 《地球物理学报》2019,62(8):2982-2990

利用云南腾冲火山地区15个固定台站记录到的7923次地震的P波到时资料，采用双差层析成像方法，反演得到腾冲火山及周边地区地壳及上地幔顶部三维P波速度结构和地震重定位结果.研究发现，腾冲火山区域地壳内存在明显的地震波低速区，P波速度低于整个区域地壳速度平均值超过15%，上地幔顶部存在规模较大的低速异常区.推测腾冲火山地区存在较大规模的地幔热物质上涌以及向地壳的侵入，热物质在地壳内以岩浆囊形式存储，并且壳内岩浆囊之间可能存在岩浆通道.通过联合反演获得的地震重定位结果显示，丛集地震位置更加集中，其展布特征与断裂构造具有显著的对应关系，表明研究区域断裂构造比较活跃.获得的高分辨率三维P波层析成像结果，为进一步认识火山地区岩浆存储特征以及地震分布与区域构造之间的关系提供了新的地震学依据.  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