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1.
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   
2.
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(Gro51-53And41-43Spr4-8),而边部(Grt1-r)发育振荡成分环带,总体相对富钙铁榴石(Gro18-35And60-77Spr4-6);Grt2核部(Grt2-c)呈均质性,为钙铁榴石(And99-100Spr0-1),边部显异常干涉色,发育振荡成分环带,为钙铝铁榴石(Gro34-54And38-61Spr6-9)。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(Gro27-43And50-68Spr3-8)。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,XFe值(XFe=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,XFe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,XFe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,XFe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   
3.
伴随着"生态文明"、"乡村振兴"等国家战略的提出,地质文化村成为拓展服务领域、促进地质工作与社会经济发展融合的重要抓手。本文以地质文化村的六维属性为切入点,探讨了地质文化村的空间载体、建设主题、利益主体、主要功能、行为准则、价值导向等内涵,提出地质文化村是以村域为空间载体,以突出"地质+"或"+地质"文化为主题,以共建共享为发展模式,以多元化功能为特征,以"轻质建设"和"生态旅游"为基准,以人地关系和谐为目标的特色村落。建设重点应以乡村五大振兴为总纲,围绕基础设施和公共服务体系、地质文化产品IP、高效产业及项目、多元人才体系、地质保护措施、文化村管理机构等方面开展;未来应通过强化规划衔接、制定行业标准、开展全国试点、加大资金投入、搭建宣传营销平台和进行系统培训等路径,促进地质文化村的健康持续发展。  相似文献   
4.
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   
5.
Though it is well known that vegetation affects the water balance of soils through canopy interception and evapotranspiration, its hydrological contribution to soil hydrology and stability is yet to be fully quantified. To improve understanding of this hydrological process, soil water dynamics have been monitored at three adjacent hillslopes with different vegetation covers (deciduous tree cover, coniferous tree cover, and grass cover), for nine months from December 2014 to September 2015. The monitored soil moisture values were translated into soil matric suction (SMS) values to facilitate the analysis of hillslope stability. Our observations showed significant seasonal variations in SMS for each vegetation cover condition. However, a significant difference between different vegetation covers was only evident during the winter season where the mean SMS under coniferous tree cover (83.6 kPa) was significantly greater than that under grass cover (41 kPa). The hydrological reinforcing contribution due to matric suction was highest for the hillslope with coniferous tree cover, while the hillslope with deciduous tree cover was second and the hillslope with grass cover was third. The greatest contributions for all cover types were during the summer season. During the winter season, the wettest period of the monitoring study, the additional hydrological reinforcing contributions provided by the deciduous tree cover (1.5 to 6.5 kPa) or the grass cover (0.9 to 5.4 kPa) were insufficient to avoid potential slope failure conditions. However, the additional hydrological reinforcing contribution from the coniferous tree cover (5.8 to 10.4 kPa) was sufficient to provide potentially stable hillslope conditions during the winter season. Our study clearly suggests that during the winter season the hydrological effects from both deciduous tree and grass covers are insufficient to promote slope stability, while the hydrological reinforcing effects from the coniferous tree cover are sufficient even during the winter season. Copyright © 2018 John Wiley & Sons, Ltd.  相似文献   
6.
An experimental campaign was set up to quantify the contribution of evapotranspiration fluxes on hillslope hydrology and stability for different forest vegetation cover types. Three adjacent hillslopes, respectively, covered by hardwood, softwood, and grass were instrumented with nine access tubes each to monitor soil water dynamics at the three depths of 30, 60, and 100 cm, using a PR2/6 profile probe (Delta‐T Devices Ltd) for about 6 months including wet periods. Soil was drier under softwood and wetter under grass at all the three depths during most of the monitoring period. Matric suction derived via the soil moisture measurements was more responsive to changes in the atmospheric conditions and also recovered faster at the 30 cm depth. Results showed no significant differences between mean matric suction under hardwood (101.6 kPa) with that under either softwood or grass cover. However, a significant difference was found between mean matric suction under softwood (137.5 kPa) and grass (84.3 kPa). Results revealed that, during the wettest period, the hydrological effects from all three vegetation covers were substantial at the 30 cm depth, whereas the contribution from grass cover at 60 cm (2.0 kPa) and 100 cm (1.1 kPa) depths and from hardwood trees at 100 cm depth (1.2 kPa) was negligible. It is surmised that potential instability would have occurred at these larger depths along hillslopes where shallow hillslope failures are most likely to occur in the region. The hydrological effects from softwood trees, 8.1 and 3.9 kPa, were significant as the corresponding factor of safety values showed stable conditions at both depths of 60 and 100 cm, respectively. Therefore, the considerable hydrological reinforcing effects from softwood trees to the 100 cm depth suggest that a hillslope stability analysis would show that hillslopes with softwood trees will be stable even during the wet season.  相似文献   
7.
鲁西潘店地区矽卡岩型铁矿成矿规律初探   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
近年来,在鲁中隆起区西北部潘店地区的铁矿勘查工作取得了重大进展。该区发育有明显的航磁异常及航空重力异常,且具有"重磁同源性"特征;通过对航磁异常的分析,可分为李屯、潘店、大张和薛官屯4个次级磁异常。勘查工作表明,区内巨厚新生界覆盖层下发育有矽卡岩型铁矿床,总体表现为"地层、岩体和构造"联合控矿的特征,即铁矿体受控于奥陶纪马家沟群碳酸盐地层、中生代燕山晚期闪长岩体、以及地层与岩体接触处形成的各种类型(构造)接触带。区内铁矿体赋存位置多样,主要为接触带赋存式、断裂充填式、层间充填式、裂隙贯入式、捕虏体构造式等;其成矿时代为早白垩世(130~131Ma),与济南、莱芜、金岭地区矽卡岩型铁矿形成时代基本一致;铁矿物质主要来源于中—基性侵入岩体。在整体表现为具有(剩余)重力异常高值处、(化极)磁异常明显部位,以及高—低电阻率转换带的地段进行铁矿勘查工作较为有利。  相似文献   
8.
章萍  相明雪  马若男  刘强  葛刚  钱光人 《湖泊科学》2018,30(5):1218-1224
在实验室模拟静态湖泊体系条件下,通过向实际底泥中投加零价铁(Fe~0),考察反应前后底泥中有机物数量、种类、总有机质含量以及上覆水体溶解氧(DO)浓度、氧化还原电位(Eh)、pH和化学需氧量(CODCr)浓度等指标的变化,探讨Fe~0对底泥有机物的降解效果以及对上覆水体水质的影响.结果表明,投加Fe~0处理80 d后,(1)经GC-MS检测出底泥中易被降解的小分子有机物(分子量小于200)数量明显增多,底泥总有机去除率为44%.(2)上覆水体的DO浓度、Eh和pH都有不同程度的变化.DO浓度从6.6 mg/L迅速下降至0.2 mg/L,Eh从150 mV左右下降至74 mV,pH升高至8.4,此体系易形成厌氧环境;且上覆水体中CODCr低于纯底泥-水体系,上覆水中DO浓度、Eh及pH与CODCr浓度具有一定相关性.综上,底泥中投加Fe~0可有效降解有机物,且不会对上覆水体产生持久、较大的影响.  相似文献   
9.
作为重要的土壤物理性质,膨胀性在影响土壤导水性、持水性、抗蚀性以及土壤结构的形成和发育等方面发挥着重要作用。为了探讨生物土壤结皮(BSCs)土壤的膨胀特性及其主要影响因素,针对黄土高原风沙土和黄绵土两种典型土壤,利用膨胀仪测定并比较了有、无藓结皮及其在不同因素(初始含水量、干湿循环、冻融循环、温度)下膨胀率的差异,分析了BSCs对土壤膨胀性的影响及其与环境因素和BSCs性质的关系。结果显示:风沙土上藓结皮的膨胀率为1.93%,较无结皮增加了8.65倍;而黄绵土上藓结皮的膨胀率为2.05%,与无结皮相比降低了76.68%。藓结皮的生物量和厚度与其膨胀率在风沙土上均呈线性正相关关系(P < 0.05),在黄绵土上分别呈二次函数(P=0.02)和线性正相关关系(P=0.02)。初始含水量同时影响了土壤最大膨胀率和稳定膨胀时间,影响程度风沙土远大于黄绵土(包括藓结皮和无结皮);干湿循环次数对无结皮土壤膨胀率的影响程度大于藓结皮土壤,其中风沙土和黄绵土上无结皮的膨胀率分别是50.00%~620.00%和-2.28%~10.81%,而两种土壤上藓结皮的膨胀率分别是-5.70%~10.88%和-10.24%~-21.46%;冻融循环下4种土壤的膨胀率均有不同程度的降低,降幅为0~18.54%。黄绵土无结皮的膨胀率受温度影响程度较大,50℃下黄绵土无结皮的膨胀率分别是25℃和35℃下的1.17倍和1.21倍。BSCs显著地改变了风沙土和黄绵土表层的膨胀性,其影响的程度和方向取决于土壤类型。同时,BSCs的膨胀性受含水量、温度、干湿以及冻融循环等关键因素影响。  相似文献   
10.
采用微生物宏基因组学微阵列GeoChip 5.0技术,选择腾格里沙漠东南缘沙坡头地区不同年代人工固沙植被区的生物土壤结皮(BSC)为对象,分析BSC演替过程中参与铁代谢的功能微生物组成及其功能基因变化特征,研究微生物铁代谢对BSC演替的响应及调控。结果表明:真菌参与铁吸收和转运过程,古菌参与铁转运和贮存过程,细菌则在铁代谢吸收、转运和贮存过程中均起主要调控作用。门水平上,BSC铁代谢功能微生物组成变化对演替的响应不敏感,BSC铁代谢微生物主要为变形菌门(Proteobacteria)。BSC铁代谢功能基因多样性的显著提高和三类铁代谢过程基因信号强度达到最高水平需要经过61 a的演替。调控BSC铁吸收过程的主要功能基因为亚铁氧化酶编码基因iro;调控原核生物铁转运过程的主要功能基因,为羟基苯甲酰丝氨酸铁外膜转运体编码基因cirA和Fe(Ⅱ)转运蛋白编码基因feoB,真菌铁转运过程主要依靠含铁细胞转运体和铁氧化酶高亲和力的作用;调控铁贮存过程的主要功能基因为固定相类核蛋白编码基因dps。在BSC演替阶段末期,上述铁代谢功能基因强度的显著增加促进了微生物的铁代谢潜能。干旱、半干旱荒漠生态系统植被恢复过程中微生物铁代谢潜能的恢复需要较长时间。  相似文献   
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