冀中地区深井水温分布特征和与其有关的地震前兆分析

本文用地球化学温标计算了冀中地区深井蓄水层的温度,并用不同温标计算的结果进行了对比研究。进而研究了温度对CaF_2等难溶化合物溶解度,水—岩氧同位素交换和离子交换反应,水—岩化学反应以及气体溶解度的影响。指出与上述作用有关的组分,如,SiO_2、F~-、HCO_3~-、H_2、He、δ~(18)O、Na/K等是对地下水温度变化敏感的组分,震前有可能观测到这些组分的前兆变化。     

混合矿物体系表面吸附反应动力学研究

通过Pb2 ,Zn2 ,Ag 离子与混合矿物体系中表面吸附反应动力学实验研究表明 ,吸附离子与矿物表面吸附反应动力学主要受离子在溶液中扩散速率控制 ,可用复合二级反应动力学方程拟合得到较好的结果 .在近中性溶液中被交换的离子K 和Na 可用一级反应动力学方程较好拟合 .Ca2 的浓度变化符合扩散 交换反应动力学方程 .K ,Na ,Ca2 离子释放总量远大于吸附离子在溶液中减少量说明K ,Na ,Ca2 离子释放主要由于氢离子的交换反应 ;而Pb2 ,Zn2 ,Ag 离子与矿物之间吸附反应在常温下仍以表面反应为主 ,并未进入矿物晶格与K ,Na ,Ca2 离子发生交换反应     

不同条件下乌梁素海污染物在冰-水体系中分布规律的模拟

为探讨单一因素(如浓度、温度、酸碱度)对冰封期乌梁素海中营养盐和盐分(总氮、总磷、Na+和Cl-)迁移的影响,对不同条件下各物质水样进行室内单向结冰模拟,分析总结物质在冰层和冰下水层中的分布特征,并用分配系数(K)来表征.结果表明:冰体中物质浓度随水样初始浓度(C0)的增大而增大,随结冰温度的升高而减小;各物质在冰体中的浓度分布表现为顶层中层底层.总氮、总磷的分配系数K随C0的增大呈递减趋势,Na+和Cl-的K值随C0的增大呈递增趋势;对各条件下的K值进行假设检验,结果为:水样中物质初始浓度和结冰温度显著影响其在冰-水体系中的分布;同一温度下,C0较小时,酸碱度显著影响各物质在冰-水体系中的分布,C0较大时,酸碱度显著影响Na+和Cl-在冰-水体系中的分布,但对总氮、总磷浓度分布的影响不显著.可见,在不同环境因素下,各物质在冰-水体系中表现出不同的分布特征,对此进行模拟可为寒区湖泊污染物迁移和生物地球化学循环的研究提供一定的参考.     

汞胁迫对菹草无菌苗生理代谢的影响

以菹草(Potamogeton crispus L.)无菌苗为实验材料,研究其在不同浓度汞(Hg²⁺)的胁迫下,光合色素含量、叶绿体自发荧光强度、ATP酶活性及相关矿质营养元素(Ca、Mg、Na、K、Fe)的含量变化以及可溶性蛋白含量的变化,以探讨Hg²⁺胁迫对菹草无菌苗光合系统及相关生理指标变化的影响.研究表明:随着Hg²⁺浓度的增加,各种光合色素的含量均呈现下降的趋势,叶绿体自发荧光强度逐渐减弱;Na/K逐渐增大,Na⁺ K⁺-ATP酶活性逐渐降低,Ca²⁺ Mg²⁺-ATP酶活性呈先升后降趋势;可溶性蛋白含量先升后降.结果表明,菹草无菌苗在Hg²⁺胁迫下,光合及其它正常的生理过程遭到破坏,功能紊乱.     

辽东南地区地下水化学时空变化

根据辽东南地区10处泉水、井水的水化学组分和氢、氧同位素组成,讨论了地下水的化学类型、成因及其动态变化特征.测得水样的TDS范围为105.38～809.05 mg·L-1,主要阳离子为Na+、Ca2+,主要阴离子为SO42-、HCO3-;δ18O和δD值分别为-9.25‰～-7.53‰和-66.43‰～-54.33‰.根据Piper分类法,所采水样可划分为9种水化学类型.样品的氢氧同位素组成表明,研究区泉/井水主要来源于大气降水,并有深部流体的混入.在花岗岩分布区,大气降水经水-岩相互作用演化成F-含量较高的SO4·HCO3-Na型、HCO3-Na型或SO4-Na型水,为花岗岩裂隙水的典型特征;金州的水样因受碳酸盐岩层影响和海水入侵形成Cl-Ca·Mg型水;砂砾岩中的长石类矿物水解和粘土矿物的离子交换作用使得Na+和Ca2+相对富集形成HCO3-Na·Ca型水.地震发生前后部分泉/井出现了K+、F-和Cl-离子浓度的异常变化,这可能是深部流体混入浅层地下水造成的.K+、Mg2+、Ca2+、Cl-离子浓度变化对辽宁地震活动的响应较好.研究结果可用于辽宁地区流体地球化学地震监测、预测和水环境研究.     

NaCl-H2O体系中WO3溶解度超临界现象实验探讨

以适量Na2WO4·2H2O, HCl, NaCl和H2O为原料, 从过饱和的角度对4.0% NaCl水溶液中WO3溶解度的超临界现象进行实验探讨. 压力恒定在34 Mpa, 接近临界压力31.4 Mpa, 温度变化于250～550℃之间, 在快速淬火高压釜中进行实验. 结果表明在临界区域内, WO3溶解度具有超临界现象, 溶解度对温度、密度的变化反应敏感. 本实验温、压条件与许多钨矿床成矿流体的温、压条件比较接近, 超临界地质流体可能有助于揭示钨矿床的形成机制.     

斑岩型铜矿床高-中温蚀变过程实验研究及其地质意义

作为金属Cu最重要来源的斑岩铜矿一般发育有典型的蚀变和矿化分带,该分带模式在空间上常呈同心圈层结构.对不同蚀变带元素变化规律和迁移机制进行深入研究,将有利于增进对整个斑岩体系演化过程的认识.本研究采用流动体系水-岩反应装置来模拟斑岩铜矿形成过程中含矿热液与围岩的相互作用,研究元素迁移机制和蚀变分带形成的控制因素.实验结果显示与较低温度相比, 450℃实验产物中元素含量变化更加显著,这表明温度可能是影响水-岩体系内元素再分配的重要因素.温度是造成围岩钾硅酸盐化蚀变和Ca淋滤、活化的关键因素,而且高温下发生同等钠化蚀变需要更高的Na^+浓度.温度也是控制体系中Ti、Sr、Pb置换进入硅酸盐矿物的重要因素.从实验产物推断,在斑岩成矿系统中,中-基性火山围岩由中心向外围K、Ti含量应呈降低趋势,而Ca、Zn和Mn含量增加, Na和Si在靠近高温蚀变带外围可能存在含量峰值或过渡区.本研究为斑岩铜矿系统钾化带的产生、钠化普遍缺失、硬石膏共生等重要地质现象的形成机理提供了实验和理论证据.     

二云母花岗岩与含硼流体反应的实验研究:对电气石花岗岩成因的启示

了解不同类型花岗岩的成因联系是认识花岗质岩浆形成和演化过程的关键.文章报道了在600～700℃、200MPa条件下,含硼(B)流体与二云母花岗岩的交代反应实验,重点研究了温度和流体B含量对交代反应产物的影响.实验结果表明,富B流体与二云母花岗岩反应可以形成电气石花岗岩.在700℃条件下,富B流体的加入会使二云母花岗岩发生部分熔融(包括黑云母和白云母含水部分熔融),电气石从部分熔融熔体中结晶.对比实验显示,增加流体的B含量能够明显促进二云母花岗岩的部分熔融以及电石气的生长. 600℃实验中未产生熔体,富B流体使黑云母发生分解,形成磁铁矿,其余Fe、Mg和Al与流体中的B结合形成电气石,黑云母分解产生的K与斜长石中Na发生Na/K离子交换,为电气石结晶提供了Na.实验产生的电气石普遍具有核-边结构,显示矿物结晶过程伴随熔体或者流体成分的改变.由实验结果可以推断,含B花岗质岩浆房结晶晚期脱挥发分作用产生的富B流体在上升运移过程中,可能与岩浆房边缘相的二云母花岗岩发生反应,形成电气石花岗岩岩株或岩脉.本研究表明,岩浆演化晚期富B流体参与的自交代反应可能是电气石花岗岩的重要成因之一.     

小江断裂带及邻近地区温泉地球化学特征与地震活动关系研究

小江断裂带属现今仍在活动的断裂,同时也是一条破坏性地震多发带。为探究特定地区的地球化学场与地震的耦合关系,寻找特定的前兆观测组分,笔者选取并计算了小江断裂带及邻近地区的95处温泉的热储温度。利用温泉的水化学数据(K+、Na+、Ca2+、Mg2+、SO2-4、Cl-、HCO-3),结合该区域的构造特征及地震活动规律,对温泉的水化学、水温、热储温度、稳定同位素(δ13C,3He/4He)等地球化学特征进行了研究。结果表明温泉中主要离子含量、TDS含量、水温及热储温度的高值区域在空间上主要沿小江断裂带展布,且呈北高南低的分布特征。水温和热储温度高值区内中强地震(M≥4.7)分布少;相反,低值区内中强震活动频繁,且强度相对较大。碳、氦同位素特征显示,CO2气体的碳同位素(δ13C)组成具有明显的生物成因特征;幔源氦(百分含量)同素所占比例相对较低,表明小江断裂带中南段壳幔连通程度低,脱气作用几乎都发生在地壳范围。     

北京地区上空OH转动温度的季节性变化

在北京东北方向的兴隆天文台,自主搭建的大气辐射观测仪器对OH夜气辉从2011年12月开始进行观测.利用高分辨率的OH(8-3)带的振转光谱计算了转动温度,并与TIMED/SABER探测的温度进行了比较.观测表明,两年(2012—2013)的OH(8-3)带转动温度平均值为203.0±11.2K,有明显的季节变化,冬季高,夏季低,温差可达60K.与SABER观测温度的季节变化一致.对日平均的转动温度进行年振荡和半年振荡分量的拟合分析表明,年振荡强度(10.8K)远大于半年振荡(2.7K).研究还发现,不同夜晚转动温度变化形态差别很大,既有很强的潮汐控制的波动,又有相对短周期的波动.     

2012年6月30日新源Ms6.6地震前后北天山泥火山及温泉的水化学变化

2012年6月30日新源-和静M_s6.6地震前后,新疆北天山地区的泥火山及温泉出现了明显的水化学异常。在地震前后4天内,采集了两批泥火山和温泉水样品,测定了泥火山和温泉水样的水化学参数。资料表明,泥火山喷溢水属于低温、弱碱性咸水或盐水,水化类型为CI-Na,来源于储存在封闭构造中并与干旱海相、河湖相沉围岩发生了漫长而复杂水岩作用的大气降水。温泉水为中温、弱碱性SO₄·CI-Na型淡水,形成于地表水沿断裂深循环过程中的水岩作用。安集海泥火山出现同震喷溢,震后泥水温度(T)、总矿化度(TDS)、K+、Na+及Ca2+大幅上升;独山子、白杨沟及AM02泥火山为震前喷溢,独山子、白杨沟泥火山表现为T.TDS、EC、Na+、CI的升高和K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺的降低;AM02泥火山K⁺、Mg⁺明显降低,Ca²⁺上升达223%。震后沙湾25号泉T降低7℃, TDS、电导率(EC)、K⁺、Na⁺、 Ca²⁺、 .Mg²⁺、CI^-及$SO_{4}^{2-}$升高。研究结果可用于北天山地区的地震趋势分析和改进利用各泥火山、温泉进行北天山地区地震活动性监测的水化学方法。     

新疆温泉县泥火山喷发水的化学特征研究

本文讨论了新疆温泉县泥火山喷出水的化学特征。于2012年10月~2014年6月测量了温泉县泥火山喷发水、明目泉泉水及附近河水的化学组分(K+、Na+、Ca2+、Mg2+、F-、Cl-、SO2-4、HCO-3♂和CO2-3)和温泉县泥火山喷发水的氢氧同位素组成(δD和δ18O)。结果表明,该泥火山喷发水的化学类型为Na-HCO3SO4,δ18O-δD值小幅度偏离大气降水线,主要形成于大气降水顺断裂或裂隙深循环过程中与围岩的水岩作用;泥火山离子浓度较高,变化幅度低于5%,背景值稳定,可作为区域地震地球化学监测的对象。     

中国不同纬度背景Na层夜间和季节变化特征的激光雷达研究

基于子午工程的北京、合肥和海南三个Na荧光激光雷达对中国不同纬度上空夜间背景Na层的长期观测,分析了我国沿东经120°N上空Na层的夜间变化和季节变化特征.对照2010年12月17日夜间三个雷达站的观测结果,发现三个地方Na层的夜间变化并不具有相关性.Na层长期变化的年加半年变化拟合结果显示,北京和合肥上空Na层柱密度具有明显的年变化特点,而海南上空Na层柱密度的半年变化特征更明显; Na层的质心高度和RMS宽度具有明显的半年变化特点,但海南地区Na层的RMS宽度的长期变化不具有半年变化特征.Na层参数的统计和对照显示,Na层柱密度的季节变化与大气温度季节变化相关,在冬季最大,在夏季最小.Na层柱密度随纬度升高而增大,同时年变化性逐渐增强;质心高度随纬度变化趋势不明显,但三个地方Na层质心高度的长期变化都具有较明显的半年变化特征;在各个月份中,北京地区Na层RMS宽度最大,合肥地区Na层RMS宽度最小,海南地区居中.     

内蒙古乌兰哈达晚第四纪玄武岩岩石学特征

乌兰哈达火山群地处华北地块北缘内蒙地轴与边缘增生带的交接部位,晚第四纪玄武岩包括晚更新世和全新世2期。火山产物为玄武岩、玄武质熔结火山碎屑岩和松散火山渣,以玄武岩为主。Na2O+K2O含量高达5.94%~8.34%,平均为7.55%;K2O/Na2O1(0.48~0.59),属钠质碱性玄武岩。岩石化学和地球化学特征表明,玄武岩岩浆来自富集地幔,但经历了一定程度的分异及陆壳混染,为弱进化岩浆。晚更新世早期主要为碱性橄榄玄武岩,全新世主要为碱玄岩。玄武岩具大陆板内之属性,形成于大陆裂谷初期的构造环境。     

云南宁洱—通关火山区温泉水文地球化学与地震短临前兆异常特征研究

温泉水文地球化学监测可以提供很好的地震短临前兆异常信息。通过采集云南宁洱—通关火山区8个温泉出露点的水样进行水化分析,研究了温泉水文地球化学变化与地震的关系。结果表明：(1)通关火山温泉有6种水化类型,分别是Na·Ca-HCO₃、Na·Cl-HCO₃、Na-HCO₃、Ca-HCO₃、Na·Ca-SO₄·HCO₃和Na·Ca-Cl·SO₄型。(2)δ¹⁸O和δD值分别为12.69%～-10.80‰和-89.2%～-81.5‰,表明研究区温泉水主要补给来源是大气降水,补给高程为2.0～2.7 km。(3)温泉的热储温度在81.7℃～86.3℃,热循环深度为1.1～1.3 km,其热源主要是地热增温及岩浆热。(4) 2020年云南绿春M_L4.4地震前,清平热水塘和西萨温泉的Na⁺、Cl^-、SO₄^2-浓度均出现不...     

水合物合成及导热系数测定

设计了一套实验装置，结合瞬态面热源法来测量混合气水合物导热系数及含混气水合物的沙子多孔介质的有效导热系数.在-10℃～5℃，压力66MPa下，含体积比甲烷9001%，乙烷503%，丙烷496%的混合气与0971mol/m3十二烷基磺酸钠水溶液生成的水合物的导热系数约为055W/(m·K)，并且其值随温度的上升而增高，呈玻璃体导热特性.由于“爬壁”效应的存在，混合气与饱含SDS水溶液的沙子多孔介质反应生成含混合气水合物的沙子多孔介质的有效导热系数（约12W/(m·K)）显著低于含四氢呋喃水合物的沙子多孔介质的值（约19W/(m·K)）.虽然本实验使用了SDS来加速和促进水合反应的进行，但是水合物样品中依然存在游离水，因此本研究采用了温度振荡法来进一步促进含SDS水溶液的水合反应进行，研究发现当浴槽温度在-10℃～4℃间周期变化时，游离水在水的相变温度区附近转变为水合物，通过几个周期的温度振荡，样品中的游离水被完全消耗掉.最后通过对含不同浓度SDS的四氢呋喃水合物导热系数测试，讨论了实验中加入SDS对水合物导热系数的影响，结果认为本实验中加入的SDS量对测试结果影响很小（±15%）.     

巴丹吉林沙漠湖泊水化学空间分布特征

通过对巴丹吉林沙漠腹地拐子湖-地质公园一线51个湖泊水,8个泉水,12个井水及1个雨水水样的水化学成分分析,初步探讨了沙漠湖泊水化学分布特征及其影响因素.结果表明由东南边缘至腹地湖泊总体上依次呈硫酸盐型-碳酸盐型-氯化物型分布.东南边缘以Na+、Cl-、SO24-为主的湖泊因矿化度分异,形成Ca2+、Mg2+含量不同的三种亚型,其中高矿化度的Na-Cl-(SO4)型湖泊在腹地湖泊群中也有出现,表现出地理上的不连续分布;边缘若干湖泊受局部地理环境的影响水离子多含Na+、Cl-、CO32-+HCO3-.综合分析表明湖泊水化学型的空间分异与区域气候差异和气候变化有关,湖水直接或间接地接受当地降水补给,但不排除外源地下水补给对其有一定贡献.通过对比不同时段部分沙漠湖泊水化学特征发现近十年以来腹地湖泊补给源或受气候干暖化影响使其水化学特性较边缘湖泊的变化大.     

海口中层大气温度变化特性的Rayleigh激光雷达观测研究

中层大气温度变化的探测与研究是当前气候变化研究课题的一个组成部分,本文基于海南激光雷达2010—2020年间的长期观测,通过对中层大气Rayleigh散射信号的反演,探讨了海口(19.9°N,110.3°E)上空中层大气(32～64 km)温度变化特性.研究结果显示,中层大气温度呈周期性变化趋势,年、半年、季节变化幅度最大值分别为6.0、3.8、1.7 K,平流层顶位于42～51 km高度,日平均温度最高为～262 K.平流层温度主要表现为年变化趋势,半年和季节变化不明显;平流层顶和低中间层温度变化趋势具有年和半年变化特征,季节变化不明显.在太阳活动性发生明显变化的周期里,平流层顶温度的年际变化趋势对辐射通量F_10.7指数变化有较明显的响应;而在太阳活动平静的年份里,温度变化趋势与太阳辐射通量变化的相关性不明显.     

中层顶区Na原子分布昼夜变化的模拟研究

Na原子可以作为大气动力学过程（如潮汐波、重力波等）的示踪剂，因而对Na层的探测研究成为研究中层顶区的重要手段. 本文建立了时变的中高层大气光化学模式，并与国际电离层模式 (IRI 95) 与Na层光化学理论相结合，建立完整时变的中高层大气Na层光化学模式,着重研究Na层分布的昼夜变化. 计算结果表明，在Na原子分布的峰值附近，Na层不出现大的昼夜变化，而在Na层的上部和下部，Na原子密度存在明显的昼夜变化. 这些特性与实际的观测结果比较一致.     

Demeter观测的电离层非震变化特征研究

利用法国电磁卫星Demeter装载的ICE(电场探针)及IAP(等离子体分析仪)探测数据,分析研究2006年不同季节、不同地方时顶部电离层电场及各等离子参量的全球空间分布特征,结果发现,电场x分量及H+离子浓度、O+离子浓度、He+离子浓度、等离子体温度具有显著的季节变化和地方时变化,而电场y分量及z分量全球分布的季节...