黑河干流浅层地下水与地表水相互转化的水化学特征

通过分析黑河干流地表水与地下水的水化学特征,识别沿黑河干流不同地带地下水与地表水的相互转化关系.研究结果表明:(1)在祁连山区,地下水与地表水的转化以地下水向河流排泄为主.(2)南部盆地,在山前戈壁带,出山河水入渗转化为地下水;溢出带地下水以泉的形式转化为地表水;进入细土平原后,汛期河水补给地下水,非汛期地下水补给河水;在农灌区引河水通过田间入渗补给地下水.(3)北部盆地,在金塔灌区,地下水主要接受引水灌溉入渗补给;在金塔灌区到额济纳旗,河流入渗转化为地下水.     

甘肃西北部黑河流域中游地表径流和地下水补给变异特征

大量实际资料和综合研究表明,在西北内陆区当人类活动影响强度超过37%时,地表径流过程由天然状态转变为以人为干扰为主,不仅造成下游区获得的地表径流量大幅减少,而且中游区地下水补给也失去自然特征,补给量明显减少,同时还影响地下水径流过程及其溢出量衰减,进而导致下游区生态环境需水更加紧缺和退化.调控中游区安全引水量和调整中游区种植产业结构,发展节水型农业,是解决黑河流域下游区生态环境问题的关键.     

降水和开采变化对石家庄地下水流场影响强度

为能精确识别降水和开采对石家庄地下水流场影响强度,应用小波变换和相关分析等研究方法,对区域平均地下水位、地下水降落漏斗面积及中心水位与降水和开采变化之间的互动特征进行了研究。结果表明:① 1961—1973年期间,平均地下水位随降水量增大呈幂函数递减趋势;1974—2010年期间,降水量每减小100 mm,漏斗中心水位下降速率增大7.35 m,平均地下水位下降速率增大2.15 m;② 1961—1973年期间,开采量每增加1亿m3,平均地下水位下降0.28 m,漏斗面积扩大11.74 km2,中心水位下降0.52 m,1974年以来累计超采量每增加1亿m3,漏斗面积增幅1.52 km2,中心水位降幅0.18 m;③ 降水量每减小100 mm,降水贡献度减弱3.0%,人类开采影响强度增大2.76%。     

不同气候条件下华北粮食主产区地下水保障能力时空特征与机制

华北平原是我国小麦、玉米等粮食作物主产区, 粮食产量占全国的10.6%。同时, 该平原也是我国地下水超采最为严重地区之一, 在13.92万km2的国土面积上分布着石家庄漏斗、保定漏斗和邯郸漏斗等地下水位降落漏斗群, 漏斗面积超过9 700 km2。该灌溉农业以开采地下水为主要供给水源, 农业开采量占华北平原地下水总开采量的65%以上。2009年12月《科学时报》刊发文章指出, 华北平原地下水危机影响我国的粮食安全。农业灌溉用水及其开采地下水的强度和超采程度, 与气候变化密切相关。气候变化不仅影响粮食作物灌溉需水量变化, 而且, 还显著影响农业开采量和地下水补给量变化, 尤其连年降水枯水或连年降水丰水, 对粮食主产井灌区地下水流场及其保障能力影响十分明显, 是一个重要研究课题。深入开展该课题研究, 对华北平原农业区地下水资源合理开发利用和提高粮食安全保障能力具有重要意义。     

东天山咸水泉片麻状花岗岩特征、年龄及成因

野外地质关系及岩相学、地球化学、同位素和年代学研究表明,成水泉片麻状花岗岩是典型的原地改造型花岗岩,其原岩(即围岩)为糜棱岩化花岗闪长岩。本次锆石 LA-ICP-MS U-Pb 定年获得其原岩糜棱岩化花岗闪长岩~(206)Pb/~(238)U 加权平均年龄为369.9±5.6Ma(MSWD=36),片麻状花岗岩锆石核部年龄为367.9±5.4Ma(MSWD=2.2),此年龄与其原岩年龄在误差范围内一致,为片麻状花岗岩原地改造成因提供了年代学证据。此外,还获得其锆石热液增生边不一致线下交点年龄254±10Ma(MSWD=1.4),该年龄代表了片麻状花岗岩的形成时间。片糜状花岗岩在地球化学上继承了许多原岩的特征,同时又受到了深源流体-熔体的显著影响。将原岩糜棱岩化花岗闪长岩改造成片麻状花岗岩的流体-熔体具有富硅富钾和正ε_(Nd)(t)值的特征,表明这种流体-熔体可能主要地来自幔源岩浆内侵体,以及在内侵岩浆热量作用下的初生地壳岩石的变质和熔融。原岩糜棱岩化花岗闪长岩及其派生的片麻状花岗岩ε_(Nd)(t)值分别为 3.87及 3.05～ 6.09,表明糜棱岩化花岗闪长岩源自于年轻的陆壳,而片麻状花岗岩除继承了其原岩糜棱岩化花岗闪长岩的高ε_(Nd)(t)值这一特征外,还可能受到了深源流体-熔体中幔源组分的影响。咸水泉岩体的实例研究表明,原地改造型片麻状花岗岩不但可以形成于造山带的挤压-伸展转折阶段,还可以形成于碰撞后进一步伸展的时期,而经过强烈韧性剪切的岩石是转变为片麻状花岗岩的最有利原岩。东天山咸水泉、平顶山和天湖东等原地改造型片麻状花岗岩的形成均与内侵有关,因而片麻状花岗岩可被看作是内侵的重要产物。     

黑河流域地下水同位素特征及其对古气候变化的响应

通过环境同位素及其Tamers、IAEA模型应用研究表明,黑河流域平原区地下水补给及更新与古气候变化密切相关,8000~5000a BP、3500~2500a BP和近1000年以来的多雨期是主要补给期;潜水较年轻又更新快,承压水较老又更新慢;东部地下水更新较快,西部更新较慢;祁连山前戈壁带地下水更新较快,细土平原更新较慢;近河道带地下水更新速率大,远离河道则小。东部以山区降水通过出山地表径流补给为主,西部冰川雪融水和山区基岩裂隙水是主要补给源。因此,遵循地下水补给与更新的自然规律,与地表水联合优化调控,有利于该区地下水可持续利用及下游区生态环境保护。     

辽河盆地沙三期火山-侵入岩地球化学与岩石成因

辽河盆地沙三期火山-侵入岩为一套偏碱性的双峰式岩系，其基性端元为碱性玄武岩，中偏碱性端元为粗面质熔岩和侵入岩。碱性玄武岩富集高场强元素(如Nb、Th、Zr、Hf、V等)和轻稀土、Sr、Ba等大离子亲石元素，而亏损Rb和K，具有与板内碱性玄武岩和洋岛玄武岩类似的特征。粗面质岩石显示与基性端元相似的地球化学特征，其不相容元素含量总体上高于碱性玄武岩，但具强烈的Sr和Eu亏损。矿物学、岩石学及地球化学证据表明，玄武质岩石是软流圈地幔低程度部分熔融的产物，并经历了橄榄石和辉石的分离结晶作用，其源区可能有金云母和石榴石残留。玄武质岩浆上升到较浅部位后进一步发生橄榄石、辉石、斜长石和磁铁矿等的分离结晶作用而形成粗面质岩浆，地壳物质混染作用不显著。     

辽河油田欧利坨子潜火山岩及其成藏机制

辽河油田欧利坨子油气的主要储集岩为侵位于沙三期烃源岩中的岩镰状潜火山侵入体。在岩浆侵位过程中，由于侵入体中挥发份的逸出并在岩体顶部聚集，于冷凝壳下发生“隐爆作用”，在冷凝壳内形成隐爆角砾岩砾间缝，在隐爆角砾岩附近震碎带形成网状型缝；由于岩浆上拱力，在岩体顶部冷凝壳内形成垂直向裂缝；岩体的冷凝收缩还形成了大量张性微裂缝。油气通过连通烃源岩与岩体的构造裂缝由下方烃源岩进入岩体上部裂隙系统，形成了工业型油气藏。     

花岗岩—花岗岩接触带的元素、核素迁移地球化学——高放废物安全处置的天然类比

两种不同时代、相互接触的花岗岩,由于其化学成分上的差异以及后期水—岩反应,在漫长的地质历史时期内必然导致其中元素、天然放射性核素的迁移,这种迁移行为可类比为高放废物深地质处置库中放射性废物的近场迁移行为。广西资源县境内的某处印支期花岗岩(全岩Rb-Sr年龄214±3 Ma)和海西期花岗岩(锆石U-Pb年龄196±31 Ma)接触带,根据全岩化学成分、O、Pb同位素待征和铀系核素的~(234)U/~(238)U,~(234)U/~(230)Th,~(230)Th/~(238)U,~(226)Ra/~(230)Th等核素活度比值,其两侧花岗岩在其演化过程中成为一个相对开放的比学体系,但由于其附近没有明显的开放性断裂,其中常量元素、微量元素及天然铀系核素在接触带中的迁移距离仅约1～2m,接触面薄弱带中发生的水-岩反应仅使化学组分迁移约30 cm。花岗岩裂隙是流     

水势理论在四水转化研究中应用时代特征与趋势:纪念ZFP方法引进我国30周年

20世纪80年代零通量面方法在我国应用中解决了"四水"转化研究中参数不确定性带来的问题,发现在降水入渗补给地下水过程中土壤总水势梯度大于1.0cm H2O/cm,且逐渐降低,流入、流出被监测土层的水量相等时土壤总水势梯度趋近于1.0cm H2O/cm。20世纪90年代,利用土壤水势与含水量之间量化关系,指导了农业节水灌溉,提出在灌溉过程中土壤水势梯度等于1.0cm H2O/cm的时间持续愈长,表明过剩灌溉而浪费的水量愈多的认识。进入21世纪以来,水势理论较广泛地用来解决土壤水盐分运移数值模拟与入渗模型中水文地质参数问题和降水入渗土壤水势运移微观机理研究,并发现表聚型、中聚型和底聚型土壤盐分剖面的水动力学特征。通过土壤水动力场调控改变土壤水盐(养分或污染物)运移是未来重要研究方向。