河北平原地下水4He年龄初探——以满城-任丘剖面为例

以满城-任丘剖面为例,采用过剩空气非分馏(UA)模型进行了单独He成分的分离,第三含水组中含有的过剩4He是含水组(Q2)内原地产量和地壳通量的综合结果.由于缺乏确定He平衡参数的约束条件,选择了应用地下水流模型主观调节来估算迭代过程中外部通量和流速场,然后根据这个模型所取得的4He年龄与应用其他方法包括14C测年和水文模型取得的年龄作对比,取得了河北平原第三含水组满城-任丘地下水的4He年龄为0～30 ka的结果.     

反向地球化学模拟技术在深层地下水14C年龄校正中的应用——以鄂尔多斯白垩系盆地典型水流路径为例

本文以鄂尔多斯白垩系地下水盆地为例,利用反向水文地球化学模拟技术识别出影响区内深层地下水碳酸演化的主要作用并进行深层地下水14C年龄的校正.结果表明:控制鄂尔多斯白垩系地下水盆地南区深层地下水化学演化的主要反应路径为碳酸盐矿物、伊利石或绿泥石的沉淀反应、长石、石膏矿物等的溶解以及Ca-Na的离子交换;北区为方解石溶解、白云石沉淀的非全等溶解反应、伊利石的沉淀反应、长石的溶解反应以及Ca-Na的离子交换.南区地下水流路径上所发生的水文地球化学反应对路径上14C的浓度变化影响较小而北区影响较大.地下水14C年龄校正结果表明,盆地南区深层地下水14C年龄(22969 a)明显老于北区(3 967 a).     

深层地下水稀土元素无机形态及其对稀土特征的影响——以皖北任楼矿煤系含水层为例

在对皖北任楼矿煤系含水层地下水常规离子和稀土元素组成分析的基础上,运用Visual Minteq软件对溶解态稀土的无机形态进行了模拟。结果表明：煤系含水层地下水分为富SO₄^2-和富HCO₃^-(或富CO₃^2-)两类,二者pH值大致以8.20/8.36为界。富SO₄^2-水具有相对富HCO₃^-水偏低的稀土总量,但二者在PAAS(后太古代平均页岩)标准化图解上均表现为轻稀土亏损的型式。富SO₄^2-水中稀土无机形态包括Ln³⁺、LnCO₃⁺、LnSO₄⁺、Ln(CO₃)₂^-和Ln(SO₄)₂^-(Ln代表稀土元素),但富HCO₃^-水中以Ln(CO₃)₂^-和LnCO₃⁺为主,且各形态的相对含量与pH值和元素类型(如轻、重稀土)关系密切。HCO₃^-含量与地下水∑REE和/Nd_SN/Yb_SN存在明显的相关性,表明不同含量的稀土元素无机形态(尤其是Ln(CO₃)₂^-)对地下水中稀土元素总量和轻重稀土分异程度存在影响。     

华北平原原生富碘地下水系统中碘的迁移富集规律:以石家庄-衡水-沧州剖面为例

高碘地下水是继高砷、高氟地下水之后的又一全球性饮水安全问题,但对地下水系统中碘的赋存形态及迁移富集机理研究尚显不足.为了解华北平原地下水系统中碘的空间分布特征及迁移富集规律,选取石家庄-衡水-沧州典型水文地质剖面,完成地下水样品采集,分析其水化学组成、总碘含量及碘形态组成特征,同时运用phreeqc完成水文地质剖面地球化学反向模拟及相关矿物饱和指数计算,定性定量表征水流场内所发生的水文地球化学过程,进而深入探讨上述过程对地下水系统碘迁移富集的影响.结果表明,区域内地下水中碘含量变化范围为3.35~1 106.00 μg/L,其中,41.86%样品碘含量超过《水源性高碘地区和地方性高碘甲状腺肿病区的规定（GB/T19380-2003）》所界定的150 μg/L国家标准;空间上,高碘地下水主要分布于渤海湾区;地下水中碘的主要赋存形态为碘离子及碘酸根离子,其分布受氧化还原环境控制,碘酸根离子主要出现于氧化环境中;沿地下水流向,地下水环境朝利于液相碘迁移富集的方向演变;渤海湾区,海水入侵影响下形成的偏碱性、（弱）还原环境,利于碘从沉积物中迁移释放至地下水中;碘在不同铁矿物相上的搭载能力及氧化还原环境演化导致的铁矿物相转化,是造成华北平原地下水系统中碘迁移富集的主要水文地球化学过程.      

裂谷盆地下的壳-幔结构及其成因机制讨论——以由近垂直反射地震剖面揭示的松辽盆地下的壳-幔结构为例

详细研究了七段、约130km长的近垂直反射地震剖面所揭示的松辽盆地下的壳幔结构。松辽盆地之下壳幔之间为相对厚的Moho过渡带。可分为薄Moho和透镜状Moho以及过渡型Moho,与之对应的壳幔结构也有差异。松辽盆地的发育阶段明显地可分为断陷期、拗陷期以及夭折期,不同的壳幔结构可能与松辽盆地不同的发育期存在密切联系。此外,通过对比,认为裂谷盆地区具有类似的特殊壳幔结构。在裂谷区,壳幔之间强烈相互作用,不同的地壳组成和裂谷形成的不同阶段是形成不同壳幔结构的主要原因,而且它们之间具有成因上的联系,并与裂谷的形成阶段相一致。     

喀斯特石冠腐殖土及其对NH4+-N的吸附性能——以云南石林为例

石冠腐殖土在喀斯特地区广泛分布,具有维系喀斯特生态系统植物多样性、截留沉降养分和水分等重要的生态功能。本文以云南石林为例,选择典型石漠化生态系统、人工林生态系统和次生林生态系统,实地取集各类小生境的石冠腐殖土样,并进行NH4+-N吸附实验,探究石冠腐殖土对NH4+-N的吸附动力学和等温吸附特征。结果表明:石漠化生态系统、人工林生态系统和次生林生态系统每平方米岩石投影面积的石冠腐殖土分别为40.45±25.38 g、38.89±9.92 g和397.66±142.71 g;石冠腐殖土对NH4+-N的吸附动力学遵循准二级反应动力学方程,2 min内能完成吸附量的65%～75%,吸附平衡时间约为20 min;腐殖土对氨氮的吸附量随加入NH4+-N浓度的升高而增加,吸附等温线符合Boxlucas1模型,依据此模型计算出的石漠化生态系统石冠腐殖土的吸附性能最大,最大吸附量约7.79 g/kg,人工林次之,为5.29 g/kg,次生林的吸附性能最小,吸附量仅为4.73 g/kg,腐殖土对氨氮的截留率为20%～50%。      

湖泊沉积物C4植物含量重建方法的讨论——以新生代柴达木盆地大红沟剖面为例

当前气候变暖是一个全球面临的重大问题,它对人类赖以生存的植被生态系统造成的影响已经在全球各地逐步显现出来。为了深入了解植物生态系统对环境和气候变化的响应机制,我们需要更好地借鉴地质历史时期气候环境和植物协同演化的重要事件。C₄植物作为陆地生产力较强的植物,在植物生态演化中占举足轻重的地位。目前研究表明C₄植物可能最晚起源于始新世-渐新世之交,但从它早期起源到随后在生态系统中的大规模扩张时间间隔长达20多个百万年。是什么因素导致了C₄植物的起源和扩张是一个悬而未决的重要问题,需要开展大量的调查研究来评估和重建C₄植物在过去生态系统中的相对生物量变化。重建C₄植物的含量目前主要的方法是建立在C₃/C₄植物碳同位素和植物内部结构形态差异基础之上。最常运用的研究材料包括(古)土壤有机质、成壤碳酸盐、陆地食草动物体组织、沉积物生物标志物、孢粉、植硅体等。这些方法在重建现代以及地质历史时期C₄植物相对生物量变化的研究中发挥了重要作用,但同时也存在很多无法避免的问题。本文介绍了C₄植物起源和扩张机制的主流观点以及不同研究材料的碳同位素所推算C₄植物生物量的基本原理,并以柴达木盆地大红沟剖面为例,针对新生代湖泊沉积物中陆生高等植物的长链正构烷烃特征和单体烃碳同位素的研究结果,详细讨论C₄植物含量重建的方法与缺点,为探讨C₄植物起源、演化及控制因素提供参考。我们通过分析前人研究的大红沟剖面长链正构烷烃及单体烃 δ¹³C_alk 值特征,推测在30~24 Ma、20~17 Ma和13~7 Ma期间δ¹³C_alk值显示相对正偏的原因,可能是干旱和C₄植物在当地生态系统中出现的双重因素叠加造成的。但这一推断还需要借助于新的研究方法,即单颗粒孢粉碳同位素的方法来提供C₄植物的确凿证据。     

裂谷盆地下的壳-幔结构及其成因机制讨论——以由近垂直反射地震剖面揭示的松辽盆地下的壳一幔结构为例

详细研究了七段、约130km长的近垂直反射地震剖面所揭示的松辽盆地下的壳一幔结构。松辽盆地之下壳一幔之间为相对厚的Moho过渡带。可分为薄Moho和透镜状Moho以及过渡型Moho，与之对应的壳一幔结构也有差异。松辽盆地的发育阶段明显地可分为断陷期、拗陷期以及夭折期，不同的壳一幔结构可能与松辽盆地不同的发育期存在密切联系。此外，通过对比，认为裂谷盆地区具有类似的特殊壳一幔结构。在裂谷区，壳一幔之间强烈相互作用，不同的地壳组成和裂谷形成的不同阶段是形成不同壳一幔结构的主要原因，而且它们之间具有成因上的联系，并与裂谷的形成阶段相一致。     

基于多源遥感数据的成矿远景区圈定——以内蒙古东乌珠穆沁-满都地区为例

基于ETM+遥感数据解译研究区地质构造,利用ASTER数据,采用光谱角填图法（SAM）提取矿化蚀变信息.同时,结合研究区化探异常数据分布特征、岩体的空间展布特征、已有的地质资料等,总结了研究区典型矿床的成矿地质规律,并达到了成矿模型要求.最后,在内蒙古东乌珠穆沁-满都地区进行了成矿远景区的圈定.研究结果表明：结合ETM+和ASTER遥感数据和化探异常数据,建立遥感成矿模型,在圈定成矿远景方面有一定的可行性,该方法值得进一步推广.     

基于多源、 多时相遥感影像的高原湖泊提取及其不确定性——以西藏羊卓雍错流域为例

基于野外实地考察, 以西藏中南部羊卓雍错流域为例, 探讨了基于多源、 多时相遥感影像的高原湖泊提取. 目前计算机辅助分类方法在高原湖泊提取上存在很大的局限性, 目视解译方法虽然繁琐, 但能结合丰富的经验信息, 故而成为当今高原湖泊提取的较为现实与可行的方法. 为此, 针对各季湖面特征的不同相态, 结合图像增强技术、 DEM等辅助信息和野外实地验证, 建立了高原湖泊不同时相的遥感解译标志. 根据1972-2009年Landsat、 CBERS和HJ-1A/1B等3种不同数据源的37幅遥感影像提取了流域内主要湖泊, 并分析了湖泊面积的年内与年际变化. 在此基础上, 讨论了高原湖泊提取过程的不确定性, 包括遥感影像甄选、 几何校正误差、 数字化容差和目视解译经验等给结果带来的不确定性. 结果表明: 引入高分辨率、 多源遥感影像以及不受天气状况影响的微波影像有助于高原湖泊变化监测能力与解译精度的提高; 而综合考虑地形信息、 湖泊不同时相特征, 适用于多种数据源的计算机自动解译算法研发, 将提高长时间序列高原湖泊提取的效率.     

缝洞型碳酸盐岩气藏多类型储集层孔隙结构特征及储渗能力——以四川盆地高石梯-磨溪地区灯四段为例

为全面表征缝洞型碳酸盐岩气藏多类型储集层的孔隙结构特征及储渗能力,借助多种测试技术对四川盆地高石梯-磨溪地区灯四段储集层样品进行分析与研究。首先利用铸体薄片和扫描电镜技术定性刻画了储集层的岩性、物性、储集空间和喉道特征,然后根据高压压汞得到的毛管压力曲线对储集层进行分类,最后基于多尺度CT扫描定量表征了3类样品的二维、三维孔隙结构特征。结果表明：研究区储集空间既有受组构控制的粒间溶孔、粒内溶孔和晶间溶孔等,又有不受组构控制的溶洞、溶缝和构造缝;喉道以缩颈、片状和管束状为主;根据毛管压力曲线特征,储集层可划分为缝洞型、孔洞型和孔隙型;缝洞型大孔隙与溶洞发育,分布均匀且连通性好,喉道粗大且数量较多,微裂缝与溶洞串接呈串珠状分布,沟通了孤立的储集空间,具有最好的储渗能力;孔洞型多尺度孔隙与溶洞发育,储集能力强,喉道粗大但数量较少,连通性较差,各储集空间无法有效沟通,渗流能力受限;孔隙型细小孔隙发育且分布不均,大部分区域被岩石骨架占据,喉道数量少且连通性极差,储渗能力弱。