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垂向潜流带CO_(2)产量主控因素转变阈值研究
1
作者 周诗雨 杨轶群 +3 位作者 戴君一 高迪 李燊琰 王礼春 《地学前缘》 北大核心 2026年第1期25-38,共14页
河流碳排放是全球碳循环的关键环节,潜流带作为其重要组成部分,对碳排放具有显著影响。潜流带CO_(2)产生和排放过程受河流温度和溶解氧(dissolved oxygen,DO)等动态因素控制,然而,目前大多数模型仍基于稳态条件,难以准确捕捉CO_(2)产量... 河流碳排放是全球碳循环的关键环节,潜流带作为其重要组成部分,对碳排放具有显著影响。潜流带CO_(2)产生和排放过程受河流温度和溶解氧(dissolved oxygen,DO)等动态因素控制,然而,目前大多数模型仍基于稳态条件,难以准确捕捉CO_(2)产量动态变化,导致碳排放估算存在较大不确定性。为此,本研究构建了典型沙丘形态的潜流带生物地球化学耦合模型,引入日周期性变化的河流温度和DO,将其作为潜流带边界条件,利用COMSOL Multiphysics对耦合模型进行数值求解,并通过达姆科勒数(Damk hler number,Da)和相关系数来分析河流温度和DO波动边界条件对垂向潜流带CO_(2)产量的动态影响及调控机制。研究结果表明,温度和DO对CO_(2)产生速率具有显著调控作用且存在竞争关系。在潜流带平均滞留时间小于15.7 h时,存在温度阈值,使CO_(2)产生速率的主控因素随河流平均温度发生转换。具体表现为:在温度阈值以下,主控因素为温度波动;而在温度阈值以上,主控因素为DO波动。更为重要的是,当平均滞留时间大于15.7 h时,主控因素转换机制不存在。本研究揭示了河流温度和DO波动对潜流带中CO_(2)产生速率的调控机制,为理解河流碳循环提供了新视角,有助于准确评估潜流带在全球碳循环中的作用,并为预测河流生态系统对气候变化的响应提供理论依据。 展开更多
关键词 潜流带 有氧呼吸 温度阈值 CO_(2) 生物地球化学过程 耦合模型
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煤层气井产出水地球化学特征差异及排采指示——以黔西三塘向斜为例 被引量：1
2
作者 周效志 王帅琪 +5 位作者 朱世良 王少雷 向刚 陈学华 董吉航 邱鑫 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第7期169-182,共14页
煤层气井产出水蕴含丰富地质信息,分析其地球化学特征及井间差异,可为精细化排采工作提供科学指导。以黔西织纳煤田三塘向斜为研究区,探究了复杂构造背景下煤层气井产出水地球化学特征差异、成因及精细排采管控策略。基于3口煤层气井产... 煤层气井产出水蕴含丰富地质信息,分析其地球化学特征及井间差异,可为精细化排采工作提供科学指导。以黔西织纳煤田三塘向斜为研究区,探究了复杂构造背景下煤层气井产出水地球化学特征差异、成因及精细排采管控策略。基于3口煤层气井产出水定期采样测试,剖析了产出水水质、水化学、水中氢氧同位素等特征差异,探讨了煤层气井排采水产出规律及井间差异的地质-工程协同控制作用,提出了压后精细放溢流与排采管控措施,对复杂构造区煤层气井排采具有指导作用。研究表明:区内煤层气井排采产出水特征差异显著,基于水中氢氧同位素、Cl^(-)浓度、pH等判识,W1、E1和N1井产出水分别主要来源于煤系滞留水补给、上覆含水层水补给和前期注入压裂液返排;受此影响,煤层气井压后放溢流及排采过程中产出水水质变化趋势有别,水中阴、阳离子浓度及水化学类型不同,氢氧同位素漂移趋势各异。结合煤层气井产出水水质、水化学特征监测,将压后放溢流过程划分为试放喷、恒速放喷、放喷速度缓慢提升、放喷速度快速下降4个阶段,前期排采过程划分为试抽、控压排液、缓慢降压、控压产气、降压提产5个阶段。对于产出水来源差异的煤层气井,综合煤储层渗透性、外源水补给强度确定排采管控基本原则,如地层水补给弱的低产水井维持高套压、低流压日降幅排采,地层水补给强的高产水井维持低套压、高流压日降幅排采,以保证降压提产阶段气水的连续、稳定产出,并在长期排采过程中持续携带出低浓度煤粉。 展开更多
关键词 复杂构造区 煤层气井 产出水地球化学 精细排采管控 三塘向斜
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藏北温泉-河流-盐湖耦合成矿系统锂的地球化学行为与迁移过程
3
作者 薛飞 谭红兵 +4 位作者 张西营 陈国辉 葛璐 李超 苗卫良 《岩石学报》 北大核心 2025年第3期968-982,共15页
青藏高原是我国最重要的锂(Li)资源基地,广泛分布着特色盐湖卤水锂矿和富锂地热泉,两者存在密切的物源联系,共同构成了温泉-河流-盐湖外生锂耦合成矿系统。然而,对于锂在该系统内部运移过程中的地球化学行为仍缺乏详细刻画。本研究系统... 青藏高原是我国最重要的锂(Li)资源基地,广泛分布着特色盐湖卤水锂矿和富锂地热泉,两者存在密切的物源联系,共同构成了温泉-河流-盐湖外生锂耦合成矿系统。然而,对于锂在该系统内部运移过程中的地球化学行为仍缺乏详细刻画。本研究系统采集了夏康坚温泉、索美藏布河和拉果错的水样,分析了样品的水化学组成、微量元素组成及Li同位素组成。结果表明,索美藏布上游河水中的溶解态锂主要源自硅酸盐的风化,表现出低锂(7.84μg/L)和高δ^(7)Li值(+8.21‰)的特征。在经过富锂(8071.73μg/L)且低δ^(7)Li值(+0.19‰)的夏康坚温泉排泄补给后,索美藏布河水发生了锂的显著富集和锂同位素的负漂移,锂元素富集了200多倍,达到1777.02μg/L,δ^(7)Li值降低了8.07‰,降至+0.14‰。经过温泉区后,河水中的锂浓度在流动过程中大体保持稳定(1105.49~1452.33μg/L),δ^(7)Li值仅提高0.6‰(+0.12~+0.72‰),这表明硅酸盐风化和次生矿物吸附对富锂河水地球化学成分影响有限,充足的锂能够通过河流稳定地补给到盐湖中,表现出与低锂背景河流不同的演化特征。夏康坚温泉-索美藏布-拉果错盐湖共同组成了一个从地史时期持续到现在的耦合成矿系统。富锂温泉作为主要的内生物源,河流作为矿质表生输送路径,尾闾湖泊作为容矿场所,高寒干旱气候条件导致的蒸发浓缩作为成矿驱动力,持续形成盐湖卤水锂矿。锂元素完成了从源到汇、从深部到浅部的运移富集,实现了从内生成矿到外生成矿的形式转换,成为锂循环的重要一环。 展开更多
关键词 锂同位素 水化学 成矿系统 温泉-河流-盐湖 青藏高原
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东昆仑山北缘典型流域硼元素地表循环研究进展
4
作者 张文杰 温夏伟 +1 位作者 吴天强 金可 《长江科学院院报》 北大核心 2025年第11期57-65,共9页
东昆仑山北缘的那棱格勒河流域不仅是青藏高原地热、河流、盐湖并存且联系补给的典型区域,更是研究高山-深盆转换带硼元素富集成矿的热点流域。针对流域尺度硼元素迁移过程中的同位素分馏影响,系统阐述硼元素特性及其同位素示踪的优势... 东昆仑山北缘的那棱格勒河流域不仅是青藏高原地热、河流、盐湖并存且联系补给的典型区域,更是研究高山-深盆转换带硼元素富集成矿的热点流域。针对流域尺度硼元素迁移过程中的同位素分馏影响,系统阐述硼元素特性及其同位素示踪的优势和局限性,解析那棱格勒河流域地热水、河水、盐湖卤水的高硼元素富集特征与水化学一致性,辨析河流与盐湖的高硼物质来源。基于当前那棱格勒河流域地表水体硼元素富集与成矿研究现状,提出研究河流、源汇过程需探讨风化、示踪方法需量化指标等关键问题,以期深入理解青藏高原“地热-河流-盐湖”系统中硼元素地表循环过程。 展开更多
关键词 东昆仑山北缘 地表水体 硼富集 物源 硼同位素
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青藏高原盐湖卤水锂矿Li、Rb、Cs来源定量估算及其成矿意义:以当雄错为例 被引量：2
5
作者 李胜群 叶传永 +2 位作者 赵元艺 陈文西 王新元 《岩石学报》 北大核心 2025年第3期995-1013,共19页
Li、Rb、Cs是我国重要的关键矿产,已成为科技创新、经济发展的重要战略资源。青藏高原盐湖卤水中含有大量Li、Rb、Cs资源。深入研究卤水中这些资源的来源,特别是对其进行定量估算,可为该类型资源找矿突破和后续的综合利用工艺提供理论... Li、Rb、Cs是我国重要的关键矿产,已成为科技创新、经济发展的重要战略资源。青藏高原盐湖卤水中含有大量Li、Rb、Cs资源。深入研究卤水中这些资源的来源,特别是对其进行定量估算,可为该类型资源找矿突破和后续的综合利用工艺提供理论基础。当雄错盐湖位于西藏当惹雍错-许如错裂谷北部,区内水热活动频繁,卤水中Li、Rb、Cs含量高,具有巨大开采价值,是青藏高原极具代表性的富锂盐湖。本研究对采自当雄错的湖水、河水、围岩样品进行系统的元素地球化学、碳、氧同位素研究,结合前人资料,结果表明:(1)当雄错盐湖卤水中Li、Rb、Cs主要来自南部水系(曲如、曲热白玛河及面康落玛)、北部水系(玉扎河)、东部基岩裂隙水,其初始来源分别为中地壳部分熔融体、围岩风化、硅酸盐岩水/岩反应。(2)以中地壳部分熔融体为初始来源的南部水系是当雄错盐湖卤水中Li、Rb、Cs的主要补给源,分别占到其总来源的94.7%、96.3%、88.1%。(3)中地壳部分熔融体5.80ka开始补给当雄错,早于当雄错形成独立湖盆之前。(4)在封闭湖盆、丰富物质来源及干旱气候三者耦合作用下逐渐演变为现今的当雄错盐湖卤水Li、Rb、Cs矿床。以上研究结果为探索盐湖卤水Li、Rb、Cs的成矿机理提供重要依据,为以后找矿提供方向。 展开更多
关键词 锂铷铯 物质来源 裂谷 盐湖 青藏高原
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柴达木盆地南北地热水Li、B差异富集机制及其对尾闾盐湖成矿的物源制约 被引量：1
6
作者 韩春梅 樊启顺 +5 位作者 吴蝉 王建萍 李庆宽 陈天源 杨浩田 秦占杰 《岩石学报》 北大核心 2025年第3期950-967,共18页
青藏高原多条造山带发育富Li、B等资源元素的地热水,是尾闾盐湖矿床的重要物源。青藏高原富锂硼盐湖基本遵循热泉补给-河流携载运移-尾闾盐湖富集成矿的源-运-汇沉积模式。目前大多研究集中于高原南部地热及盐湖资源,缺乏对高原北部不... 青藏高原多条造山带发育富Li、B等资源元素的地热水,是尾闾盐湖矿床的重要物源。青藏高原富锂硼盐湖基本遵循热泉补给-河流携载运移-尾闾盐湖富集成矿的源-运-汇沉积模式。目前大多研究集中于高原南部地热及盐湖资源,缺乏对高原北部不同造山带地热水及尾闾盐湖卤水Li、B资源差异富集成矿的对比研究。柴达木盆地形成了南缘由东昆仑地热水补给的一里坪-东西台-(察尔汗盐湖)别勒滩区段盐湖卤水型锂矿床、柴北缘由大柴旦地热水补给的大柴旦盐湖固-液硼矿床,这些盐湖资源分别是中国重要的锂、硼矿资源储集地和开发基地,并为研究地热水及尾闾盐湖Li、B富集机制提供了独特的研究窗口。因此,本文系统讨论了柴达木盆地南北两侧对称的东昆仑和柴北缘地热水中Li、B差异富集机制及其对盐湖成矿的物源制约。通过对青藏高原地热水、河水、盐湖卤水及岩石的元素含量及H-O-Li-B同位素地球化学数据的分析,得出以下认识:(1)两大地热水及尾闾盐湖卤水的Cl^(-)含量和H-O同位素值揭示东昆仑与大柴旦地热水由大气降水(冰雪融水)与岩浆流体混合形成;(2)柴达木盆地南北两侧的地热水存在Li-B含量的差异特征,其物源补给差异控制着尾闾盐湖卤水Li-B资源矿床。东昆仑热泉水富Li-B(Li=96.00mg/L,B=180.00mg/L),而大柴旦热泉水富B(平均值B=41.54mg/L,Li=3.18mg/L);一里坪、东-西台吉乃尔盐湖和察尔汗盐湖别勒滩区段晶间卤水Li含量介于122.91~447.07mg/L之间,明显高于大柴旦盐湖卤水值(Li=117.00~187.00mg/L),而B含量则相反(大柴旦盐湖卤水B=513.00~706.00mg/L,一里坪等尾闾盐湖卤水B=143.50~329.71mg/L);(3)对比青藏高原地质背景与地热水、盐湖卤水Li-B含量关系发现,青藏高原地热水Li-B含量分别受到造山运动过程中岩浆作用和变质作用的控制。东昆仑岩浆作用形成富Li花岗岩(伟晶岩)或火山岩制约了布喀达坂峰热泉中的Li含量,祁连山变质作用形成的高压-超高压富B变质岩约束了大柴旦热泉B含量,即两大地热水及尾闾盐湖卤水中的Li-B主要来自围岩溶滤补给;(4)东昆仑低Li(<1mg/L)-高δ^(7)Li值(+29.45‰)的大气降水和高Li(928×10^(-6)~34,851×10^(-6))-低δ^(7)Li值(-3.39‰~+7.55‰)的伟晶岩约束了地热水和盐湖卤水的Li资源富集过程;柴北缘低B(<1mg/L)-高δ^(11)B值(+16.69‰)的大气降水和高B(32,000×10^(-6)~35,000×10^(-6))-低δ^(11)B值(-9.86‰~-3.75‰)的(高压-超高压变质岩)电气石约束了地热水和大柴旦盐湖卤水的B资源富集过程。本研究系统总结了青藏高原北部地热水Li-B资源元素的差异性富集机制,为理解高原地热水-尾闾盐湖资源成矿提供源-运-汇富集模式,反之地热水资源元素丰度可作为内生Li、B矿床的重要找矿标志。 展开更多
关键词 地热水 青藏高原 锂-硼的富集机制 地质构造
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四川筠连煤层气井产出水地球化学特征及地质意义 被引量：1
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作者 顾俊雨 杨兆彪 +7 位作者 田文广 韩永胜 刘常青 梁宇辉 卢本举 李存磊 彭丽莎 王海晨 《煤炭学报》 北大核心 2025年第3期1647-1658,共12页
煤层气井排采水地球化学特征包含着丰富的地层水来源信息,可反映煤层气保存条件,对煤层气富集机理和勘探开发研究具有重要意义。以四川盆地南缘筠连区块9组19口典型煤层气井为研究对象,开展了产出水常规离子、微量元素、氢氧同位素实验... 煤层气井排采水地球化学特征包含着丰富的地层水来源信息,可反映煤层气保存条件,对煤层气富集机理和勘探开发研究具有重要意义。以四川盆地南缘筠连区块9组19口典型煤层气井为研究对象,开展了产出水常规离子、微量元素、氢氧同位素实验测试,并结合产出水常规离子随排采时间变化规律探讨煤层气井产出水的来源。结果表明:筠连区块煤层气井产出水中Na^(+)+K^(+)含量超过90%,溶解性固体(TDS)总质量浓度为1203~143099 mg/L,Cl^(-)质量浓度为709~85700 mg/L,SO_(4)^(2)质量浓度为12~3614 mg/L,HCO_(3)^(-)质量浓度为24~516 mg/L,具有“高TDS、高Cl^(-)、高SO_(4)^(2)、低HCO_(3)^(-)”的特征。在10 a排采期间,Cl^(-)表现为波动性下降,SO_(4)^(2-)前期含量较为稳定,约为20~25 mEq/L,在排采1500 d左右开始出现波动,HCO_(3)^(-)含量最低。筠连煤层气井产出水主要存在海相成因的原始沉积水、大气降水补给的渗入水与混合水3种类型,产出水变化在时间与空间尺度上均显示了一个大气降水渗入到原始沉积水的混合过程。随着大气降水的渗入,产出水水型由Ca/Mg-Cl型先转变为Na-SO4型,再转变为Na-HCO_(3)型;微量元素含量逐步减少,其中Sr与B元素对产出水来源的敏感性较高;产出水氢氧同位素值逐渐减小,氢氧同位素拟合线也逐渐向大气降水线靠近。多种地球化学指标均显示处于宽缓向斜轴部的G1-2井封闭性较好,产出水主要为海相沉积水,而处于向斜翼部的G3井封闭性较差,来源主要为大气降水,其余井介于二者之间,为古海水与大气降水的混合水。 展开更多
关键词 川南筠连 煤层气 产出水 地球化学特征 地质意义
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库车坳陷库车组地下水铀成矿水文地球化学初步研究 被引量：1
8
作者 张素强 刘金辉 +6 位作者 孙占学 郭强 任满船 王强强 肖菁 曹俊 李书海 《新疆地质》 2025年第1期124-130,共7页
铀矿资源作为重要的战略和能源资源,在国防和经济建设中具有重要作用。在对库车坳陷地质构造、地层与水文地质条件分析基础上,据库车组地下水水化学成分,利用PHREEQC模拟软件对地下水中铀存在形式,铀沉淀饱和指数及溶解沉淀条件进行计算... 铀矿资源作为重要的战略和能源资源,在国防和经济建设中具有重要作用。在对库车坳陷地质构造、地层与水文地质条件分析基础上,据库车组地下水水化学成分,利用PHREEQC模拟软件对地下水中铀存在形式,铀沉淀饱和指数及溶解沉淀条件进行计算,结果表明:库车组地下水铀存在形式有UO_(2)(CO_(3))_(3)^(4-)和UO_(2)(CO_(3))_(2)^(2-)等,主要为UO_(2)(CO_(3))_(3)^(4-);铀沉淀饱和指数随地下水Eh值的升高而降低,随U浓度的升高而升高;沥青铀矿溶解沉淀边界值随地下水U浓度的升高而上升,随Eh值升高而升高;库车组水样出露点处不会产生沥青铀矿沉淀。 展开更多
关键词 铀成矿 水文地球化学 饱和指数
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洞中“森林”如何长成?-石笋成因与形态分类解读
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作者 钟亮 张美良 +2 位作者 罗劬侃 白冰 唐春雷 《中国矿业》 北大核心 2025年第S2期864-868,共5页
本文基于对洞穴石笋形态特征的观测与分析,探讨了其形态多样性的主要控制因素。分析表明,石笋的形态主要受水动力条件、洞穴顶板高度及滴水点特征共同控制。水动力条件直接影响滴水速率和CaCO_(3)沉积过程,决定了石笋的基本生长模式与... 本文基于对洞穴石笋形态特征的观测与分析,探讨了其形态多样性的主要控制因素。分析表明,石笋的形态主要受水动力条件、洞穴顶板高度及滴水点特征共同控制。水动力条件直接影响滴水速率和CaCO_(3)沉积过程,决定了石笋的基本生长模式与纹层结构;洞穴顶板高度通过控制水滴落体动能,影响滴溅作用与基座的展布,是造成石笋形态分异的关键;而滴水点的稳定性(如位置、水量季节性变化)则控制了沉积物质的供给通量与连续性,进而影响石笋形态的对称性与复杂性。 展开更多
关键词 石笋 水动力条件 形态特征 洞穴滴水 洞穴顶板高度
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青藏高原富锂温泉分布特征及成因机理初探
10
作者 潘晟 赵平 +5 位作者 杨照应 官辉 国卫 刘晓明 孙亚莉 岳雅慧 《岩石学报》 北大核心 2025年第3期938-949,共12页
锂(Li)是一种重要的战略性矿产资源,青藏高原部分温泉的锂含量已达到工业开采品位。深入研究富Li温泉(Li>15mg/L)的分布特征和成因机理,可以更好地评估地热型锂资源的商业开发价值。本文概括总结了青藏高原温泉中有关锂组分的研究历... 锂(Li)是一种重要的战略性矿产资源,青藏高原部分温泉的锂含量已达到工业开采品位。深入研究富Li温泉(Li>15mg/L)的分布特征和成因机理,可以更好地评估地热型锂资源的商业开发价值。本文概括总结了青藏高原温泉中有关锂组分的研究历史和进展。基于现有资料,编制了青藏高原温泉Li含量分布图,探讨了富Li温泉在大地构造上的分布特征。通过多种同位素示踪分析,我们认为富Li温泉的锂组分主要源于围岩淋滤,地壳深部热源为水-岩相互作用提供了热能。地热水在上升通道中发生水-气两相分离,也将促使Li组分富集,富集系数可达1.4。在深循环过程中,地热水的化学组分和同位素组成在一定程度上记载着深部岩石的地球化学信息,这对于深刻理解大陆碰撞过程中壳幔物质的演化有着重要的意义。 展开更多
关键词 青藏高原 富Li温泉 分布特征 成因机理
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喀什凹陷喀若勒地段下白垩统克孜勒苏群沉积特征及铀矿找矿方向
11
作者 孙飞 王守玉 +4 位作者 杨文龙 李振寰 李炳谦 唐运涛 陈瑞 《地质与勘探》 北大核心 2025年第6期1164-1177,共14页
本研究旨在系统分析塔里木盆地喀什凹陷东北部喀若勒地段下白垩统克孜勒苏群的沉积特征与铀成矿条件。通过综合野外露头剖面、钻孔岩心、钻测井资料及镜下观察,对该区克孜勒苏群的岩石学特征、地层结构、沉积相类型及其空间展布进行了... 本研究旨在系统分析塔里木盆地喀什凹陷东北部喀若勒地段下白垩统克孜勒苏群的沉积特征与铀成矿条件。通过综合野外露头剖面、钻孔岩心、钻测井资料及镜下观察,对该区克孜勒苏群的岩石学特征、地层结构、沉积相类型及其空间展布进行了详细研究。研究结果表明:克孜勒苏群泥岩段属冲积扇沉积,可进一步划分为扇根、扇中和扇端亚相;砂岩段与砂砾岩段为辫状三角洲沉积,可划分为辫状三角洲平原至前缘亚相,并可细分为辫状三角洲平原分流河道、分流间洼地、辫状三角洲前缘水下分流河道及分流间湾四种微相。克孜勒苏群整体呈现“西厚东薄”的分布特征,以辫状三角洲沉积体系为主,进一步可识别出前三角洲及辫状三角洲平原-前缘亚相。其中,克孜勒苏群砂砾岩段(K_(1)kz^(5))辫状三角洲平原分流河道的砂体厚度适中、连通性良好,构成有利的成矿相带。受坳陷盆地结构及塔什皮萨克古隆起影响,克孜勒苏群顶部普遍存在沉积缺失与沉积间断,为后期氧化作用提供了关键窗口,有利于赋铀流体运移及铀矿化的形成。喀若勒地段发育宽缓单斜构造,后生氧化蚀变与砂体展布方向基本一致,具备良好的铀成矿地质条件。综合构造、沉积、氧化蚀变、铀矿化及油气钻井等资料,认为托帕背斜西转折端背斜轴线以北区域及阿克3井一带为铀成矿最有利地段,可作为克孜勒苏群砂岩型铀矿下一步勘查的重点靶区。 展开更多
关键词 铀矿 沉积特征 克孜勒苏群 下白垩统 喀什凹陷 塔里木盆地
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可可西里布喀达坂峰热泉中锂铷铯分布规律及其富集机制
12
作者 朱镇源 孔凡翠 +5 位作者 王建萍 左进超 雷占昌 杨英魁 史晖炀 李绍军 《岩石学报》 北大核心 2025年第3期983-994,共12页
柴达木盆地盐湖的源区布喀达坂峰热泉对盐湖锂、铷和铯等战略资源的补给具有重要的作用,为了探讨热泉水中锂、铷和铯等资源元素的分布规律及其富集机制,测试了热泉水化学、稳定同位素(δD和δ^(18)O)以及元素含量。研究结果表明:(1)热... 柴达木盆地盐湖的源区布喀达坂峰热泉对盐湖锂、铷和铯等战略资源的补给具有重要的作用,为了探讨热泉水中锂、铷和铯等资源元素的分布规律及其富集机制,测试了热泉水化学、稳定同位素(δD和δ^(18)O)以及元素含量。研究结果表明:(1)热泉的水化学类型比较复杂,主要为Na-Cl、Ca-HCO_(3)和Ca-Na-HCO_(3)混合型;(2)热泉中锂、铷和铯含量具有高值和低值的特征,高值比低值高2~3个数量级,从山坡到山脚热泉中锂、铷和铯含量增加;位于山坡垂直上喷的汽泉中的锂、铷和铯含量低(平均分别为10.6μg/L、19.9μg/L、11.0μg/L),与该区浅层地下水和河水中的含量接近,且Rb/Cs>1,其成因为深部地热流体分离出的地热蒸汽加热的浅循环入渗水。位于山脚侧向和垂直喷出的热泉以及汇集的热泉中的锂、铷和铯含量高(平均分别为69.1mg/L、11.5mg/L、18.8mg/L),这种热泉水中的铷和铯类似于西藏热泉的分布模式,即Rb/Cs<1,但锂和铷高于西藏热泉的含量,其成因为深部地热水;(3)氢氧同位素组成显示:热泉来源于岩浆水、大气降水和浅循环地下水,并且热泉上升过程中与浅循环入渗地下水发生了混合;(4)热泉中锂、铷和铯受深部岩浆水的水岩反应、高温浅层地下水的风化淋滤、表层蒸发浓缩等多种作用的控制,其富集过程经历了深部岩浆水水岩反应上涌,经过浅层地下热水硅酸盐风化淋滤,在地表汇集蒸发浓缩而富集。本研究丰富了对热泉锂、铷和铯等稀有金属富集机制的理论认识。 展开更多
关键词 锂、铷和铯元素 可可西里热泉 水岩作用 地下水风化淋滤 蒸发浓缩
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从源汇视角探讨察尔汗盐湖北缘东陵湖钾盐沉积的水文补给研究
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作者 石海岩 樊启顺 +5 位作者 刘万平 李庆宽 赵为永 陈天源 杨浩田 商雯君 《岩石学报》 北大核心 2025年第3期1067-1083,共17页
柴达木盆地是中国主要的钾盐储备地,其中察尔汗盐湖是最大的钾镁盐沉积和钾肥生产基地。东陵湖是察尔汗北缘沉积的小盐湖,其浅部石盐层中伴有光卤石沉积,氯化钾(KCl)品位为4.55%~10.26%,显示东陵湖边缘浅层沉积有低品位固体钾矿。盐湖... 柴达木盆地是中国主要的钾盐储备地,其中察尔汗盐湖是最大的钾镁盐沉积和钾肥生产基地。东陵湖是察尔汗北缘沉积的小盐湖,其浅部石盐层中伴有光卤石沉积,氯化钾(KCl)品位为4.55%~10.26%,显示东陵湖边缘浅层沉积有低品位固体钾矿。盐湖卤水和蒸发盐的沉积必须有持续水文补给,才能保持强烈蒸发条件下盐湖卤水的水文平衡和化学蒸发盐的沉积,而盐湖“源-汇”水文补给过程是制约东陵湖钾盐沉积的重要科学问题。因此,本文以东陵湖湖表卤水、钻孔晶间卤水、承压卤水为研究对象,通过卤水水化学和H-O-Li-Sr同位素,结合盆地主要河流和尾闾盐湖水化学数据,从源-汇视角探讨了东陵湖水文补给来源,主要得出以下结论:(1)东陵湖卤水矿化度变化较大,介于80.6~547.1g/L之间,水化学类型为Ca-Cl型;湖表卤水和湖区晶间卤水钾含量(0.81g/L)较低,而湖区外凹地晶间卤水(3.13g/L)和承压卤水(1.10g/L)钾含量较高,这与东陵湖边缘浅层沉积有低品位固体钾矿有关;B-Li含量呈现相似的空间分布和正相关性,湖表卤水含量最高,其次为晶间卤水和承压卤水,总体呈现高B低Li特征;(2)东陵湖卤水与盆地Ca-Cl水具有相似的氧同位素正偏移现象和高δ^(7)Li(+28.74‰~+36.2‰)-δ11 B(+20.33‰~+29.17‰)同位素值特征,解释了东陵湖卤水及光卤石沉积与断裂带Ca-Cl水的补给控制密切相关;(3)东陵湖湖表卤水具有高Sr含量(375.38~525.82mg/L)及较高的^(87)Sr/^(86)Sr同位素比值(0.711735~0.711766)特征,位于柴北缘高B含量和高Sr同位素背景区。结合盆地南北两侧水文补给与地形地势条件(察尔汗北缘东陵湖地势高而察尔汗其他区域地势低),提出东陵湖与柴北缘水文补给有关,柴北缘地下水沿山前断裂下渗、经历深部循环沿红梁山等背斜构造断裂上涌补给至东陵湖南缘,该水文循环过程溶滤了古近纪-新近纪地层中可溶盐组份为东陵湖提供了含盐溶质。 展开更多
关键词 钾盐 水文补给 水化学特征 H-O-Li-Sr同位素 柴达木盆地
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强降雨过程增加蔬菜种植区浅层地下水碳汇能力
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作者 高振朋 肖春艳 +4 位作者 陈昊 薛天 曹莹 范贺凯 张东 《地球科学》 北大核心 2025年第4期1545-1558,共14页
全球气候变暖背景下,寻找吸收大气二氧化碳(CO_(2))的碳汇途径十分紧迫和必要.农业区粪肥及化学肥料等人为输入产生的酸性物质,释放更多的溶解性无机碳(dissolved inorganic carbon,DIC)进入浅层地下水,是一个重要的碳汇过程,但强降雨... 全球气候变暖背景下,寻找吸收大气二氧化碳(CO_(2))的碳汇途径十分紧迫和必要.农业区粪肥及化学肥料等人为输入产生的酸性物质,释放更多的溶解性无机碳(dissolved inorganic carbon,DIC)进入浅层地下水,是一个重要的碳汇过程,但强降雨过程对其影响仍不清楚.选择豫北某蔬菜种植区浅层地下水作为主要研究对象,对比选取粮食作物种植区浅层地下水以及研究区深层地下水,于2021年4月和10月分别采集水体样品,借助水化学组成,水体氢氧同位素(δDH_(2)O和δ^(18)OH_(2)O)以及δ^(13)CDIC组成,探讨强降雨过程对农业区浅层地下水无机碳循环的影响.研究结果表明:雨季强降雨过程导致更多人为污染物进入蔬菜种植区浅层地下水,总溶解性固体含量(TDS)均值由649 mg/L增加至1195 mg/L,δ^(13)CDIC均值从-12.25‰降至-14.14‰,变化幅度均大于对比区域地下水,表明更多有机质进入浅层地下水并发生降解;4月和10月蔬菜种植区浅层地下水DIC含量均值分别为7.87 mmol/L和7.74 mmol/L,虽然变化不大,但随着地下水水位增加11~15 m,DIC输入通量增加,碳汇能力显著增强.研究结果证实蔬菜种植区人为输入对浅层地下水的影响,同时验证强降雨过程可以将更多的DIC输入浅层地下水,增加地下水溶解组分含量,增强地下水碳汇能力. 展开更多
关键词 蔬菜种植区 浅层地下水 人为输入 溶解性无机碳 碳同位素 碳汇效应 地球化学 水文地质学
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金沙江下游向家坝水库主要支流河水离子化学特征及来源
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作者 金可 张乾柱 +4 位作者 刘芳枝 邢龙 吴颐杭 何迁 彭正艺 《长江科学院院报》 北大核心 2025年第10期64-72,79,共10页
金沙江下游流域梯级水库是我国西南地区重要的水能基地,在区域水资源合理开发利用方面发挥了重要作用。选取梯级水库之一的向家坝水库3条主要支流(中都河、西宁河和大汶溪)为研究对象,系统采集了69个河水样品,分析了河水化学组成,探讨... 金沙江下游流域梯级水库是我国西南地区重要的水能基地,在区域水资源合理开发利用方面发挥了重要作用。选取梯级水库之一的向家坝水库3条主要支流(中都河、西宁河和大汶溪)为研究对象,系统采集了69个河水样品,分析了河水化学组成,探讨了河水主要离子空间分布特征及其补给来源,并计算了河水潜在补给来源对离子浓度的贡献度。结果表明:向家坝水库3条支流河水均呈弱碱性,水化学类型均为Ca-Na-HCO_(3)-SO_(4),与金沙江流域极为类似;河水主要离子浓度受大气输入、岩石风化和人为活动共同影响,不同离子补给来源空间差异性较小;根据质量平衡方程,岩石风化对3条支流河水主要离子浓度的贡献度平均为45.5%,其中,对中都河贡献达47.2%;人为活动对河水离子组份的影响几乎一致,贡献度均达40%以上;河水可溶性离子来源于大气输入的比例相对较低,平均值为12.6%。研究成果对分析金沙江下游梯级水库水化学组成特征及岩石风化过程具有指导意义。 展开更多
关键词 水化学组成 离子浓度 岩石风化 补给来源 金沙江 向家坝水库
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亚热带喀斯特关键带水文过程对气候和植被变化响应的模拟研究
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作者 王冰琴 文航 +1 位作者 刘鑫 李思亮 《矿物岩石地球化学通报》 北大核心 2025年第4期740-752,I0003,共14页
喀斯特地球关键带水文过程对全球水资源调控具有关键作用,但其复杂的地下结构和环境因素耦合,显著制约了气候变化与人类活动影响的研究。本研究依托贵州普定喀斯特生态系统国家野外科学观测研究站,选择经历了气候变暖、干旱和森林恢复... 喀斯特地球关键带水文过程对全球水资源调控具有关键作用,但其复杂的地下结构和环境因素耦合,显著制约了气候变化与人类活动影响的研究。本研究依托贵州普定喀斯特生态系统国家野外科学观测研究站,选择经历了气候变暖、干旱和森林恢复的后寨为研究区域,构建了基于过程的水文模型(Flux-PIHM)来探究该流域水文要素的长期变化趋势以及气候和植被变化对水文要素的相对影响。结果表明,该模型能够有效反演喀斯特关键带水文过程对气候和植被变化的响应机制。1986-2013年后寨流域径流量显著减少,蒸散发略微上升,干旱化趋势明显。干旱促使河流径流量大幅下降,同时森林恢复升高了蒸散发,进一步加剧了径流的减少,降低了径流系数。此外,干旱导致土壤径流减少,使得深层地下径流占比上升约5%,而森林恢复加深了水流路径,促进了更多深层地下径流生成,占比增加约3%。 展开更多
关键词 喀斯特流域 地球关键带 气候变化 植被变化 水文模型 水文过程
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克里雅河流域氢氧稳定同位素分布特征分析
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作者 纳麦提·托合提 张峰 《水利规划与设计》 2025年第2期54-56,70,共4页
为对克里雅河流域水文循环过程进行识别,文章结合流域内不同类型水体中稳定同位素(δD和δ^(18)O)及主要离子含量测定数据,利用同位素试验方法首次对流域氢氧稳定同位素分布特征、变化变化规律及影响因素进行分析。结果表明:流域氢氧稳... 为对克里雅河流域水文循环过程进行识别,文章结合流域内不同类型水体中稳定同位素(δD和δ^(18)O)及主要离子含量测定数据,利用同位素试验方法首次对流域氢氧稳定同位素分布特征、变化变化规律及影响因素进行分析。结果表明:流域氢氧稳定同位素富集程度从上游到下游总体呈现递增变化,强烈蒸发是其变化主因。各类型水体氢氧稳定同位素富集程度表现为湖水>地下水>河水。研究成果对理解干旱-半干旱地区水文循环过程具有重要参考意义。 展开更多
关键词 氢氧稳定同位素 分布特征 影响成因 克里雅河
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高原湿地纳帕海流域地表水水化学特征及控制因素
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作者 陈伟志 陶兰初 +3 位作者 李静婷 张亚 巴永 宋琳 《地学前缘》 北大核心 2025年第5期493-510,共18页
纳帕海属于青藏高原东南缘典型的岩溶湿地,生态环境脆弱,人类活动频繁,加强流域水化学研究,对支撑高原湿地保护修复具有重要作用。在系统调查纳帕海水文地质条件的基础上,采集纳帕海流域湿地内地表水及其主要的支流(补给区)和落水洞(排... 纳帕海属于青藏高原东南缘典型的岩溶湿地,生态环境脆弱,人类活动频繁,加强流域水化学研究,对支撑高原湿地保护修复具有重要作用。在系统调查纳帕海水文地质条件的基础上,采集纳帕海流域湿地内地表水及其主要的支流(补给区)和落水洞(排泄口)水样品,综合利用离子比值分析、多元统计分析和地理探测器等方法,对纳帕海流域地表水水化学组成、空间分布规律、补给来源和主要控制因素进行了研究。纳帕海流域地表水的pH范围为7.08~8.70,TDS值范围为103.00~620.50 mg·L^(-1);阳离子主要以Ca^(2+)和Na^(+)为主,浓度呈现Ca^(2+)>Na^(+)>Mg^(2+)>K^(+)的特征,阴离子主要以HCO_(3)^(-)和SO_(4)^(2-)为主,浓度呈现HCO_(3)^(-)>SO_(4)^(2-)>Cl^(-)>NO_(3)^(-)的特征。水化学类型主要为HCO_(3)-Ca型,部分水样向SO 4-Ca型端员偏移。地表水中NH_(4)^(+)、PO_(4)^(3-)、Cl^(-)、SO_(4)^(2-)和As的变异系数较高,表现出很强的空间变异性。40%的湿地水样As浓度较高(>10μg·L^(-1))。地表水δD范围为-132‰~-83‰,δ^(18)O范围为-17.5‰~-8.1‰,主要由源于海洋的水汽大气降雨补给,转换关系主要为降雨→支流→湿地→落水洞。地表水自然控制因素主要为岩石风化,其次为蒸发浓缩、季节干湿交替和水生植物净化;地表水受到了人类活动影响,包括农业活动、生活污水排放、工程开挖和人为控制性干湿交替。其中K^(+)、Na^(+)、HCO_(3)^(-)、PO_(4)^(3-)、NH_(4)^(+)和TDS主要受混合面源(碳酸盐岩溶解、农牧业活动和生活污水排放)影响,Ca^(2+)和Mg^(2+)主要受混合面源和硫化物氧化影响,SO_(4)^(2-)主要受硫化物氧化影响,NO_(3)^(-)主要受水生植物净化影响,As则主要是受混合面源、水生植物净化和干湿交替影响,pH主要受干湿交替影响。混合面源、硫化物氧化、水生植物净化和干湿交替这4个因素对流域中水的溶质变异的贡献率分别为51.84%、22.66%、14.20%和11.30%;人类活动对纳帕海流域水中溶质有着不容忽视的影响。 展开更多
关键词 岩溶湿地 高原季节性沼泽湿地 水化学特征 化学风化 控制因素 地表水
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典型北方滨海河流降雨前后水化学组成变化及其影响机制
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作者 吴佳妮 张雯熙 +2 位作者 岳甫均 王浩阳 李思亮 《矿物岩石地球化学通报》 北大核心 2025年第4期776-785,I0003,共11页
北方滨海地区河流受降雨、闸坝工程及地球关键带过程影响,水化学动态变化复杂,给科学评估滨海河流水环境变化规律提出挑战。本文以渤海湾西岸蓟运河为研究对象,通过采集降雨前后高频样品,分析其离子组成、氢氧同位素组成,探究滨海关键... 北方滨海地区河流受降雨、闸坝工程及地球关键带过程影响,水化学动态变化复杂,给科学评估滨海河流水环境变化规律提出挑战。本文以渤海湾西岸蓟运河为研究对象,通过采集降雨前后高频样品,分析其离子组成、氢氧同位素组成,探究滨海关键带过程及人为调控对河流水化学的影响机制。结果表明,降雨后河流水体明显富集轻同位素,指示雨水对河流有直接贡献。水化学类型为Na-HCO_(3)-SO_(4)型,经历多次降雨后关键带中盐分输移至河流,导致溶质浓度有所增加,揭示淤泥质滨海关键带中有离子洗脱和地下水补给作用。尽管闸坝有效削弱了海水入侵的影响,然而河口点位较高的TDS和Cl-含量,表明关键带中遗留的盐分长期影响着河口水化学。本研究阐明了北方滨海河流水化学受降雨和关键带过程的综合影响,为理解陆海作用连续体的水环境特征与变化规律提供了科学依据。 展开更多
关键词 滨海关键带 水化学 降水 闸坝调控 氢、氧同位素
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基于锶和氢氧同位素方法解析富锶矿泉水中锶的来源
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作者 徐昌乾 何钟强 +6 位作者 刁玉山 黄鑫 郭静 胡峰 罗安平 张子茵 张晓博 《地球与环境》 北大核心 2025年第4期504-515,共12页
富锶矿泉水作为湟水河流域重要的饮用水源,其锶的富集机理以及不同锶来源的贡献率,是水文地球化学领域的重要研究内容。本文以湟水河流域为典型研究区,基于Pearson相关分析、因子分析和水化学分析研究手段,分析了区内典型富锶矿泉水中... 富锶矿泉水作为湟水河流域重要的饮用水源,其锶的富集机理以及不同锶来源的贡献率,是水文地球化学领域的重要研究内容。本文以湟水河流域为典型研究区,基于Pearson相关分析、因子分析和水化学分析研究手段,分析了区内典型富锶矿泉水中锶的分布特征,识别了锶的来源并揭示其在矿泉水形成过程中的富集机理;通过不同来源矿泉水的锶同位素建立了三元混合模型,计算了不同锶来源的贡献率。水化学分析结果表明,HCO_(3)–Ca·Mg型矿泉水的主要组分来源于碳酸盐矿物和硅酸盐矿物的溶解;而SO_(4)–Na、HCO_(3)·SO_(4)–Na·Mg·Ca、HCO_(3)·SO_(4)–Ca·Mg以及Cl–Na·Mg型矿泉水中高浓度的锶则主要来源于蒸发岩类矿物的溶解。湟水河流域的古咸水湖沉积环境是富锶矿泉水形成的物质基础,大气降水为其提供了持续的补给,蒸发浓缩作用则为矿泉水的形成创造了有利条件,而岩石的风化和溶滤作用则是矿泉水中锶元素富集的主要水化学过程。基于锶同位素和锶浓度的三元混合模型表明碳酸盐端元和硅酸盐端元对于补给区矿泉水中锶的贡献占比均为40%~50%,蒸发岩类矿物的贡献占比则低于10%;随着矿泉水向排泄区运移,蒸发岩端元的贡献占比显著增大(>20%),矿泉水中锶浓度也相应急剧上升。本研究表明蒸发岩类矿物的溶解对矿泉水中Sr浓度及^(87)Sr/^(86)Sr比值具有显著影响,有效促进了矿泉水中锶的富集。这一发现为富锶矿泉水资源的形成机理提供了新的见解,同时也为优质矿泉水的保护与可持续开发利用提供了科学依据。 展开更多
关键词 富锶矿泉水 物源分析 SR同位素 水化学 湟水河流域
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