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   

Exploring the stemflow dynamics and driving factors at both inter- and intra-event scales in a typical subtropical deciduous forest     

Haixia Zhang  Congsheng Fu  Aimin Liao  Can Zhang  Jiufu Liu  Niu Wang  Bin He 《水文研究》2021,35(3):e14091

Numerous efforts have been made to understand stemflow dynamics under different types of vegetation at the inter-event scale, but few studies have explored the stemflow characteristics and corresponding influencing factors at the intra-event scale. An in-depth investigation of the inter- and intra-event dynamics of stemflow is important for understanding the ecohydrological processes in forest ecosystems. In this study, stemflow volume (F_V), stemflow funnelling ratio (F_R), and stemflow ratio (F_%) from Quercus acutissima and Broussonetia papyrifera trees were measured at both inter- and intra-event scales in a subtropical deciduous forest, and the driving factors, including tree species and meteorological factors were further explored. Specifically, the F_V, F_R and F_% of Q. acutissima (52.3 L, 47.2, 9.6%) were lower than those of B. papyrifera (85.1 L, 91.2, 12.4%). The effect of tree species on F_V and F_% was more obvious under low intensity rainfall types. At the inter-event scale, F_V had a strong positive linear correlation with rainfall amount (G_P) and event duration (D_E) for both tree species, whereas F_R and F_% had a positive logarithmic correlation with G_P and D_E only under high-intensity, short-duration rainfall type. F_R and F_% were mainly affected by wind speed and the maximum 30-min rainfall intensity under low-intensity, long-duration rainfall type. At the intra-event scale, for both tree species, the mean lag time between the start of rainfall and stemflow was the shortest under high-intensity, short-duration rainfall type, while the mean duration and amount of stemflow after rain cessation were the greatest under high-amount, long-duration rainfall type. The relationship between stemflow intensity and rainfall intensity at the 5-min interval scale also depended greatly on rainfall type. These findings can help clarify stemflow dynamics and driving factors at both inter- and intra-event scales, and also provide abundant data and parameters for ecohydrological simulations in subtropical forests.  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   

利用稳定同位素(15N)示踪技术研究浮游藻类氮素吸收速率特征     

韩菲尔  赵中华  李大鹏  张路 《海洋与湖沼》2019,50(4):811-821

浮游藻类对溶解态氮的吸收同化是湖泊氮生物循环和水体富营养化发生机制探讨的关键环节。本文通过~(15)N稳定同位素添加实验以铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)、海链藻(Thalassiosira sp.)、卡德藻(Tetraselmis sp.)、剧毒卡尔藻(Karlodinium veneficum)以及盐水隐藻(Rhodomonas salina)为研究对象,从浮游藻类氮素吸收时间、营养盐基质以及藻种差异三个方面研究五种藻类对铵氮(NH_4~+-N)、硝氮(NO_3~--N)、尿素氮(Urea-N)三种形态氮的吸收特征。研究发现:(1)浮游藻类对三种形态氮的吸收均在1h时吸收速率最高,其氮素吸收过程为快速吸收。(2)浮游藻类优先吸收还原态氮,其中NH_4~+-N吸收速率最高,当培养周期为1d和4d时浮游藻类对NH_4~+-N吸收速率的均值分别为4.05和4.15μmol/(L·h);浮游藻类对Urea-N吸收相对偏好系数为25.18—713.42,表现出对小分子溶解态有机氮的特定偏好性。(3)不同藻种对氮素吸收具有不同特征,其中,剧毒卡尔藻对三种形态氮的吸收速率均为最高,而铜绿微囊藻的吸收速率均为最低;不同藻种不同培养时间氮素吸收速率差异与浮游藻类生长周期等特性有关。不同浮游藻类对不同形态氮素表现出吸收特异性,对水体氮负荷和浮游藻类水华优势种形成将产生重要影响。  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   

Effects of current climate,paleo-climate,and habitat heterogeneity in determining biogeographical patterns of evergreen broad-leaved woody plants in China   总被引：1，自引：1，他引：0  

Xu  Yue  Shen  Zehao  Ying  Lingxiao  Zang  Runguo  Jiang  Youxu 《地理学报(英文版)》2019,29(7):1142-1158

Journal of Geographical Sciences - Understanding biogeographic patterns and the mechanisms underlying them has been a main issue in macroecology and biogeography, and has implications for...  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   

高分六号遥感卫星新增波段下的树种分类精度分析     

张沁雨  李哲  夏朝宗  陈健  彭道黎 《地球信息科学学报》2019,21(10):1619-1628

高分六号卫星具有覆盖广、多种分辨率、波段多的优势,能为遥感解译提供更丰富的信息。为探究高分六号卫星新增波段在森林树种识别上的应用,本文以覆盖根河市阿龙山林业局的一期高分六号宽幅影像为数据源,基于特征优化空间算法（Feature Space Optimization,FSO）和最大似然分类法,分别利用高分六号的前4个波段和所有波段（8波段）的光谱、纹理等特征进行了森林树种分类,并逐一添加新增波段特征确定了各波段的贡献率排名。结果表明：在加入了优选出的均匀性纹理、均值纹理和角二阶矩纹理3种纹理特征后,前4波段和8波段的分类精度比只基于光谱特征时的精度分别高出13.23%和24.63%;利用8波段信息比只利用前4波段在基于光谱特征上的精度高11.88%,在基于光谱+纹理特征上则高23.24%;基于8波段光谱+纹理特征的树种分类精度最高,达到68.74%,新增4波段的贡献率排名为B6>B5>B8>B7,说明新增红边波段对于本次树种分类试验的贡献率最高,能为北方树种识别提供有效帮助。  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   

热带西太平洋砂壳纤毛虫的多样性     

李海波  张武昌  赵苑  赵丽  董逸  王超锋  梁晨  肖天 《海洋学报(英文版)》2018,37(10):218-228

为了探明热带西太平洋海区砂壳纤毛虫的多样性、垂直分布及纬向变化，我们于2012年11-12月在该海区四个断面采集了0-200 m的水样。共检出砂壳纤毛虫39属124种，多数种类喜好生活在表层和次表层。砂壳纤毛虫种丰富度、丰度以及多样性指数的高值主要出现在比叶绿素浓度最大值稍浅的位置，与温度和叶绿素浓度显著正相关，与盐度和采样深度显著负相关。多数优势种与环境因子间的相关性不显著。热带西太平洋海区砂壳纤毛虫多样性极高，各站种丰富度在25-52之间。在从表层至75 m处的多数采样点香农指数均大于3。该海区砂壳纤毛虫冗余种的比例很高，占砂壳纤毛虫总种类数的87.90%，贡献了砂壳纤毛虫60.38%的丰度，表明热带西太平洋海区砂壳纤毛虫群落对饵料组成和摄食压力改变的应对能力很强，稳定性很高。  相似文献