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   

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   

山西省大同市新荣区石墨矿岩石矿物地球化学特征与成因     

梁钰琦  赵永  吴光存  张越  夏庆霖 《地球学报》2020,41(6):827-834

山西省大同市新荣区石墨矿带总体呈北东—南西向展布, 长约22 km, 赋矿层位为中下太古界右所堡组, 岩性为含石墨黑云斜长片麻岩。目前该矿带上已有7个勘查区, 累计查明晶质石墨矿物资源量约 5000万吨, 但对其矿床成因类型研究相对较少。本文收集整理和分析总结了区域内地质资料及化验分析结果, 采用变质岩原岩恢复的四种方法确定该矿带的成因: 从石墨矿带的矿体产状和岩石组合、岩相学和矿物学特征定性判断该矿带矿床为沉积岩区域深变质成矿类型; 矿体样品地球化学微量元素比值(Sr:Ba等)符合副变质岩特征; 稀土元素配分曲线及其研究表明矿体及围岩具有沉积岩变质特征; 以TiO2-F图解、[(al+fm)–(c+alk)]/Si图解以及(al-alk):c图解展示的岩石化学特征半定量地确认新荣区石墨矿带矿床为以黏土岩为主的区域变质成矿。新荣区石墨矿带成因类型的确定填补了该区域矿床成因类型研究的空白, 为下一步地质找矿及建模提供了重要依据; 三种图解相结合, 逐步缩小原岩范围, 锁定原岩类型, 为变质岩原岩恢复及矿床成因研究提供了新的思路和判别方法。  相似文献   

四川米易海塔地区混合岩型铀矿流体包裹体特征     

郭锐  陈友良  刘凯鹏  郑玉文  胡漾 《矿物学报》2020,40(2):137-148

混合岩型铀矿是康滇地轴上最有希望取得找矿突破的铀矿类型,海塔地区的铀矿化即是该类型铀矿的典型代表。本文针对区内的长英质脉矿石、富晶质铀矿石英脉矿石和含矿热液石英脉中的石英流体包裹体进行了研究。结果表明,海塔地区混合岩型铀矿的成矿作用可分为2个阶段:早期混合岩化热液成矿阶段为高温、中低盐度流体,流体包裹体均一温度集中在380~540℃,盐度变化范围为16.15%~23.18%NaCl eqv,是区内铀成矿的主要阶段;晚期热液叠加改造成矿阶段为中低温、低盐度流体,流体包裹体均一温度集中在140~220℃,盐度变化范围为5.56%~23.18%NaCleqv,是区内富铀矿的形成阶段。流体包裹体的气相成分测试表明,长英质脉矿石石英包裹体中以CH4、CO2为主,其次为H2O和N2;而富晶质铀矿石英脉及含矿热液石英脉石英包裹体中以H2为主,部分含有CO2、CH4、H2O。氢、氧同位素研究表明,早期混合岩化成矿阶段的成矿流体可能为岩浆水与变质水的混合,而晚期热液叠加改造成矿阶段成矿流体中可能有大气降水的加入。  相似文献   

郯庐断裂带肥东北部文集地区构造岩类型与构造变形分析     

袁芳  宋传中  LIN ShouF  石永红  李加好  李振伟  王微  王阳阳 《岩石学报》2020,36(2):601-620

位于郯庐断裂带中南部的肥东地区是郯庐断裂带内韧性剪切带出露的主体区域之一。本文从肥东北部文集地区的构造岩组成及其变形入手,通过详细的野外观测、室内显微构造变形分析来确定该地区构造变形的几何学形态及其涡度、有限应变、分维度、差异应力、应变速率等参数。研究区主要出露角闪岩相肥东变质杂岩,构造岩以糜棱岩和糜棱岩化片麻岩为主,岩石变形强烈。根据极摩尔圆法得到的运动学涡度值为0.729~0.870,指示区域内的韧性剪切活动以简单剪切为主。几何学形态上,肥东北部文集地区构造整体呈一背形展出,其枢纽走向NE-SW,轴面倾向SE,物质及变形强度等方面均表现出一定的规律和对称性。研究区内动态重结晶石英颗粒边界具有统计学上的自相似性,其分维值D在1.143~1.208之间,且自背形核部向两翼,颗粒粒径增大,分维值减小。差异应力Δσ介于17.86~55.18MPa之间,应变速率ε值在1.960×10^-13~7.330×10^-12s^-1之间,且背形核部差异应力和应变速率较两翼大,呈近似对称性分布。通过对比以上构造参数可以发现,区内差异应力和应变速率表现出一定的正相关性,自核部向两翼二者均呈减小趋势;动态重结晶石英颗粒则与应变速率呈负相关性,即核部颗粒细小、两翼增大。本文从几何学、运动学以及显微构造变形分析等方面对该区构造变形展开精细化研究,借此来分析肥东北部地区郯庐断裂带的构造形态和运动学特征,这对进一步认识郯庐断裂带的演化过程及构造模型的建立有着重要的意义。  相似文献   

粤北青嶂山岩体江头矿区铀矿微区矿物学、年代学特征及其成矿动力背景制约     

赖静  祁家明  陈军军  李钟枢  曹豪杰 《地质学报》2020,94(4):1128-1142

粤北诸广和贵东是华南最重要的两个花岗型铀矿密集区,青嶂山(龙源坝)岩体位于两者之间,是华南花岗岩型铀矿研究薄弱地区。江头铀矿区地处青嶂山岩体北部与南雄断陷盆地的结合部位,该矿区的铀成矿年代学研究几为空白。本文通过电子探针方法研究了青嶂山岩体、及与该岩体密切相关的江头矿区中的铀矿物微区矿物学特征,获得岩浆成因的晶质铀矿与热液成因的沥青铀矿的U-Th-Pb化学年龄,探讨了华南铀成矿作用动力学背景及成矿地质体。研究表明:青嶂山岩体粗粒斑状黑云母花岗岩和中粒斑状黑云母花岗岩中的铀矿物主要有晶质铀矿、铀石,部分晶质铀矿存在明显铀释放的特征,其晶质铀矿化学年龄分别为246.8±8.8Ma、161.5±8.0Ma,与前人获得的锆石U-Pb年龄结果在误差范围内一致,分别代表了区内印支期与燕山期花岗岩体的成岩年龄,表明在南雄断陷盆地形成之前,青嶂山岩体与诸广岩体可能为一有机整体,有着相同的成岩、成矿环境。江头矿区矿石中铀矿物主要为沥青铀矿,伴有少量钛铀矿、铀石等,沥青铀矿化学年龄分别为121.3±9.8Ma、98.8±8.0Ma、73.2±8.8Ma,分别代表区内3期铀成矿作用的时代,结合华南中生代以来构造运动特征,认为区内铀成矿作用是受中-新生代盆地边缘深大断陷活动、产铀花岗岩体分布的双要素成矿动力学背景制约,青嶂山岩体应与诸广、贵东岩体具有相似的找矿前景。  相似文献   

辽宁岫岩中沟地区不整合关联型铀矿地质特征及成因探讨     

李宏宇  李研 《地质与资源》2019,28(1):25-29

辽宁岫岩中沟地区位于华北克拉通北缘东段，辽吉古元古代裂谷带的南段，处于营口－凤城－长甸铀矿构造成矿亚带内.中沟地区古生界挫草沟组与古元古界里尔峪组间古风化壳发育，铀矿化分布于古生界与古元古界不整合接触面附近，与切割不整合面的断裂构造关系密切.矿化与黏土化、硅化等低温热液蚀变关系密切.古风化壳及其附近岩石含U较高，特征元素组合相关性较好，发现有高品位的铀及多金属矿体存在.其主要成矿期有：不整合面发育期、主要造陆期及断块运动期.在初步总结分析中沟地区铀矿地质特征的基础上，认为中沟地区具有形成不整合关联型铀及多金属矿良好的成矿条件和找矿前景.  相似文献   

赣南上围地区控矿断裂特征与铀成矿关系     

党飞鹏  樊哲强  李志鹏  陈黎明  蔡昌华  黄超  陈欣 《地质通报》2019,38(8):1344-1351

位于江西省龙南县上围地区出露的燕山期花岗质复式岩体明显受北东向马屎山硅化断裂带和鹅形石英断裂夹持控制,是有利的产铀岩体,已探明291铀矿床和292矿点。岩体内断裂作用强烈,热液蚀变和铀矿化现象普遍。经地质调查,在岩体内识别出北东向断裂6条和北北东向断裂11条及若干北西—北西西向断裂。其中,北东向断裂主要包括岩体西部的硅化带和东部的石英断裂;北北东向断裂主要包括岩体东部的蚀变碎裂岩带和西部硅化破碎带;北西—北西西向断裂多被中基性岩脉充填,主要包括501～504号脉。北北东向断裂与铀成矿关系最密切,是容矿断裂。断裂的规模和产状控制了铀矿体的空间分布和展布形态,断裂性质控制了铀矿化类型,断裂变形程度控制铀矿化蚀变分带,断裂与中基性岩脉复合控制了富铀矿体的产出形态。  相似文献   

北半球热带中太平洋与印度洋海表温度梯度对夏季西北太平洋热带气旋生成频数变化的影响     

方珂  余锦华 《热带海洋学报》2019,38(5):42-51

基于1951—2018年哈德里中心海温资料、美国气象环境预报中心和美国国家大气研究中心再分析资料和第四代欧洲中心汉堡模式, 针对1994年、2018年等西北太平洋热带气旋(TC)生成异常多的年份, 研究了引起TC增加的海表温度异常(SSTA)模态及其影响机制。结果表明, 北半球热带中太平洋增暖与印度洋变冷是夏季西北太平洋TC生成频数增加的主要原因, 北大西洋负三极型式SSTA促使TC生成的进一步增加。热带中太平洋增暖与印度洋冷却在菲律宾以东激发出西风异常和气旋性环流异常。北大西洋负三极型式SSTA在我国南海、菲律宾至东南沿岸激发出气旋性环流异常。前者在西北太平洋中部, 后者在南海产生有利于TC生成的局地环境。1994年和2018年夏季热带中太平洋出现暖SSTA、印度洋为冷SSTA、北大西洋呈现负三极型式SSTA, 西北太平洋TC生成频数极端增多。近30年来, 当出现热带中太平洋增暖和印度洋冷却时, 北大西洋表现出比1989年以前更强的负三极型式SSTA, 使西北太平洋TC生成频数和北半球热带印度洋-太平洋SSTA梯度的线性相关更显著。  相似文献   

Surficial fractures in the Navajo sandstone,south-western USA: the roles of thermal cycles,rainstorms, granular disintegration,and iterative cracking     

David B. Loope  Garrison R. Loope  Caroline M. Burberry  Clinton M. Rowe  Gerald C. Bryant 《地球表面变化过程与地形》2020,45(9):2063-2077

Deep (> 5 m) sheeting fractures in the Navajo sandstone are evident at numerous sites in southern Utah and derive from tectonic stresses. Strong diurnal thermal cycles are, however, the likely triggers for shallow (< 0.3 m) sheeting fractures. Data from subsurface thermal sensors reveal that large temperature differences between sensors at 2 and 15 cm depth on clear summer afternoons are as great as those that trigger sheeting fractures in exposed California granite. Extensive polygonal patterns in the Navajo sandstone are composed of surface-perpendicular fractures and were produced by contractile stresses. Numerous studies have shown that porewater diminishes the tensile strength of sandstone. Based on our thermal records, we propose that cooling during monsoonal rainstorms triggers polygonal fracturing of temporarily weakened rock. On steep outcrops, polygonal patterns are rectilinear and orthogonal, with T-vertices. Lower-angle slopes host hexagonal patterns (defined by the dominance of Y-vertices). Intermediate patterns with rectangles and hexagons of similar scale are common. We posit that outcropping fractures are advancing downward by iterative steps, and that hexagons on sandstone surfaces (like prismatic columns of basalt) have evolved from ancestral orthogonal polygons of similar scale. In lava flows, fractures elongate intermittently as they follow a steep thermal gradient (the source of stress) as it rapidly moves through the rock mass. In our model, a steep, surficial thermal gradient descends through unfractured sandstone, but at the slow pace of granular disintegration. Through time, as the friable rock on stable slopes erodes, iterative cracking advances into new space. Hexagonal patterns form as new fractures, imperfectly guided by the older ones, propagate in new directions, and vertices drift into a configuration that minimizes the ratio of fracture length to polygon area. © 2020 John Wiley & Sons, Ltd.  相似文献