Drying increases organic colloidal mobilization in the karst vadose zone: Evidence from a 15-year cave-monitoring study     

Jin Liao  Chaoyong Hu  Xiuli Li  Jiaoyang Ruan 《水文研究》2021,35(4):e14163

Understanding the hydrological processes of colloids within the karst vadose zone is vital to the security of karst groundwater and providing appropriate paleohydrological explanations of colloid-facilitated metals in speleothem. This study addresses the mobilization mechanisms driving colloidal organic matter (COM) transport in the karst vadose zone using a 15-year long monthly monitoring dataset from a cave drip point (HS4) in Heshang Cave, Qingjiang Valley, China. Variations in COM concentrations were reported as the fluorescence difference values of raw and filtered (<0.22 μm) samples at an excitation wavelength of 320 nm and emission wavelength of ~400 nm. A fluorescence humification index (HIX) lower than 0.8 and an autochthonous index (BIX) higher than 1.2 indicated that the origin of COM was mainly from the karst vadose zone, rather than the soil zone. The COM concentration varied from 0.001 to 0.038 Raman Unit (RU), with evident seasonal fluctuations. Rising limbs for COM values occurred prior to rising limbs within a dripwater hydrograph; moreover, the COM peak values corresponding to the beginning of the increasing hydrograph generally suggested that the mobilization of COM reflected the movement of the air–water interface (AWI) in the karst vadose zone rather than rainfall intensity or flow velocity. COM peak values were positively correlated with the antecedent drying duration and negatively correlated with HIX values. These phenomena may be explained by the increased amount of organic matter that was aggregated and absorbed on the surface of carbonate in the karst vadose zone during a longer drying duration. Moreover, the longer drying duration was also beneficial to autochthonous biological activity, which subsequently decreased the HIX value of the organic matter in the karst vadose zone. The movement of AWI and the drying duration are both controlled by the outside weather conditions. This study is therefore conducive to evaluating the security of karst groundwater in response to climate change, and challenges prevailing paleoclimate interpretations of colloid-facilitated metal abundance timeseries reported from speleothems.  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   

南海北部西沙海槽沉积物管状黄铁矿特征及其形成机理^*          下载免费PDF全文

石思思  吴朝东  梁金强  王熠哲  叶云涛  方允鑫  马健  翟俪娜 《古地理学报》2020,22(1):175-192

南海北部西沙海槽S1站位的岩心柱沉积物中广泛发育自生矿物黄铁矿,其形态以管状为主,且具有内部中空的圈层结构。使用扫描电镜、电子探针、LA-ICP-MS、SIMS等测试方法研究了管状黄铁矿的形态及圈层结构,结果显示: (1)管状黄铁矿发育内部中空的圈层结构,其中内圈层(I_py)由莓球状黄铁矿呈五角十二面体紧密堆积组成,外圈层(O_py)由晶形较好晶粒较大的八面体黄铁矿组成,并混有沉积碎屑及钙质生物壳体;(2)内圈层和外圈层分别呈现出贫S富Fe和富S贫Fe的特征,其成因是甲烷渗漏造成的局部还原环境使得As进入黄铁矿中导致晶格空缺或被扭曲,从而促进Ni、Co、Cu、Zn、Pb等微量元素的掺入;(3)内圈层、外圈层发生了明显的硫同位素分馏现象,内圈层中 δ³⁴S 平均为-37.8‰,外圈层中 δ³⁴S 平均为-29.3‰。研究认为,管状黄铁矿作为曾经甲烷渗漏的通道,其生长机制可分为3个阶段: (1)气水通道形成阶段: 向上运移的甲烷流体在沉积物孔隙中逐渐形成气水通道;(2)外圈层形成阶段: 当向上运移的甲烷与硫酸盐发生甲烷厌氧氧化时,逐渐形成晶体较大、晶形较好的八面体黄铁矿外圈层;(3)内圈层形成阶段: 随着甲烷浓度逐渐降低,在气水通道中的微生物作用下,剩余甲烷与向下运移的硫酸盐继续反应形成莓球状黄铁矿内圈层。因此,南海北部的泥岩中大量发育的管状黄铁矿常常与地层中甲烷水合物的存在有关。  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   

土质滑坡格构锚杆抗滑机制及受力试验研究     

韩冬冬  门玉明  胡兆江 《岩土力学》2020,41(4):1189-1194

通过滑坡防治格构锚固大型物理模型试验，分析了土质滑坡格构锚杆体系在坡顶荷载下的变形和位移，揭示了格构锚杆的抗滑机制，探讨了锚固力与坡体位移及锚杆变形的关系，提出了极限锚固力的计算方法。结果表明：滑坡滑动时，格构梁与坡体整体发生旋转滑移，锚杆在滑面处发生了弯曲变形，处于弯曲和轴向拉伸组合变形状态；格构锚杆的抗滑作用表现为锚杆在滑面处的抗剪抗滑和锚杆格构梁的挡土阻滑；格构锚杆的极限锚固力由初始预应力、锚杆弯曲变形引起锚拉力、坡体位移引起锚拉力三部分组成，可通过公式 计算。该研究结果可为格构锚固体系的优化设计提供一定的参考。  相似文献   

中国台商农业技术时空扩散的格局、路径与机制——以福建省漳浦县为例     

陈嘉  韦素琼  陈松林 《地理科学》2019,39(6):957-966

结合统计数据及实地调研、访谈数据,研究中国台湾青枣种植技术透过台商直接投资渠道在福建省漳浦县落地、发散与传播过程,分析其时空扩散路径、格局与机制,以期揭示中国台商农业技术在中国大陆地区独具特色的扩散规律与机制,为加速两岸农业合作交流、制定技术应用政策提供理论与实践依据。研究发现,在时间维度,中国台商农业技术扩散过程呈现典型的S型曲线,但其扩散迅速、周期较短,扩散阻力小且示范效应显著;在空间维度,形成多核心、多强度、梯度扩散体系（中国台湾扩散源与本地扩散节点）,扩散场相互叠加,以就近扩展扩散为主、等级扩散为辅的特色扩散格局。  相似文献   

凤太矿集区东塘子铅锌矿床S、Pb同位素组成对成矿物质来源的示踪     

张革利  田涛  王瑞廷  高卫宏  常宗东 《中国地质》2020,47(2):472-484

东塘子铅锌矿床是秦岭成矿带中典型的铅锌矿床之一,前人对东塘子铅锌矿床成矿作用研究较多,但受限于测试手段及认识的局限性,多年来对其物质来源的认识仍未统一。本文在充分研究东塘子铅锌矿床地质特征的基础上,开展了相关样品的S、Pb同位素分析,分析对象包括了不同类型的铅锌矿石,讨论了该铅锌矿床的成矿物质来源、区内岩浆岩与铅锌成矿的关系等。研究表明:东塘子铅锌矿床矿石硫化物δ34S值变化范围为1.8‰～12.5‰,平均7.50‰,计算获得成矿流体中总硫δ34S∑S为7.7‰,显示海水硫酸盐(蒸发膏岩)与岩浆硫的混合来源特征。矿石铅同位素组成稳定,铅源主要来自富U-Th-Pb的上地壳与深部,可能与深部岩浆活动有关。研究结果表明,东塘子铅锌矿床的成矿过程与南秦岭印支期大规模多阶段构造-岩浆-流体活动密切相关,为下一阶段区内找矿工作提供了新的思路。  相似文献   

岩溶水硝酸盐污染原位修复试验     

叶进霞  夏春英  卜鸿志 《中国岩溶》2020,39(2):173-179

岩溶含水层的极不均一性特征使岩溶水溶质运移受构造、裂隙空间及其发育方向控制；因环境条件复杂，开展岩溶水污染原位修复技术难度较大，截止目前，国内尚未系统地开展岩溶含水层水污染原位修复研究工作。文章选择鲁中南山区典型岩溶发育及硝酸盐污染地段，施工组合钻孔建设修复试验工程，采用“乙醇+葡萄糖”液态碳源和“聚乙烯醇+淀粉颗粒”固态反应器分别进行岩溶水硝酸盐污染原位修复试验。结果表明:浓度500 mg?L－1、1 000 mg?L－1的“乙醇+葡萄糖”反硝化溶液对硝酸盐浓度的降解率分别为6.45 %和21.52 %；单位长度组成材料“聚乙烯醇3 kg+淀粉颗粒3 kg”、“聚乙烯醇2 kg+淀粉颗粒4 kg”的两种反硝化固态反应器对硝酸盐浓度的降解率分为33.91%和34.96%。试验证明在裂隙型岩溶地区采用孔组方案进行地下水污染原位修复技术可行、且能取得较显著效果。修复工程布设方式和试验成果对类似地区开展岩溶地下水污染原位修复具一定借鉴意义。   相似文献