The state of land subsidence and prediction approaches due to groundwater withdrawal in China

This article gives a general introduction to land subsidence with the prediction approaches due to withdrawal of groundwater in three subsided/subsiding regions in China: the deltaic plain of Yangtse River (YRDP), North China Plain (NCP), and Fenwei Plain (FP). On YRDP, Shanghai is the typical subsided/subsiding city; on NCP Tianjin is the typical subsided/subsiding city, and on FP Taiyuan is the typical subsided/subsiding city. The subsided area with subsidence over 200 mm on YRDP is about 10,000 km² and the maximum subsided value reached 2.9 m at Shanghai; on NCP the subsided area reached 60,000 km² with the maximum subsidence of 3.9 m at Tianjing; on FP the subsided area is relatively smaller than that on the other two plains and is about 1,135 km² with maximum subsidence of 3.7 m at Taiyuan city. In order to protect the civil and industrial facilities, it is necessary to predict the future development of land subsidence based on present state. Many researchers proposed several approaches to predict the land subsidence due to groundwater withdrawal according to different geological conditions and groundwater withdrawal practice. This article classifies these approaches into five categories: (i) statistical methods; (ii) 1D numerical method; (iii) quasi-3D seepage model; (iv) 3D seepage model; (v) fully coupled 3D model. In China, the former four categories are presently employed in the prediction practice and their merits and demerits are discussed. According to the prediction practice, 3D seepage model is the best method presently.     

苏北盘石山、练山地幔捕虏体的PGE地球化学

通过锍镍火试金预富集法,分析了位于郯庐断裂带东侧的盘石山、练山地幔橄榄岩包体中铂族元素(PGE)和Au含量.不同于部分熔融残留成因地幔橄榄岩中通常所观察到的负斜率型或平坦型的分布模式,这两地的地幔橄榄岩以Pt、Pd、Ru相对富集,Ir、Rh相对亏损的"燕子型"分布模式为特征.Pt、Pd等不相容元素富集说明上地幔除经历过早期的部分熔融外,还经历了后期富Pt、Pd的高熔/岩比的熔(流)体的层析分离交代作用影响.盘石山地幔橄榄岩的PGE总量比练山高,Os的含量也比原始地幔值高;而练山地幔橄榄岩的Os含量比原始地幔值低,说明交代作用带走了练山地幔橄榄岩中的Os,却没有很大改变盘石山地幔橄榄岩中的Os含量,这可能与交代熔(流)体含硫量饱和程度有关.Rh的负异常可能与部分熔融过程中熔体较低的fo2有关.     

黔东震旦系—下寒武统黑色岩系稀土元素地球化学特征

：通过对黔东丹寨南皋剖面和三都渣拉沟剖面的稀土元素分析发现：两条剖面的梅树村期与筇竹寺期 分界处大量稀土元素明显富集,黑色页岩中存在明显的Ｃｅ负异常和Ｅｕ、Ｙ 正异常,表明为缺氧和热水沉积的产物。 这套黑色岩系总体沉积于缺氧和具热水注入的环境中,但发生缺氧和热水注入的时间和强度在不同地方会有不同 的表现。     

Biogeochemical characteristics of the Hetai goldfield, Guangdong Province, China

In the Hetai goldfield, Guangdong Province, China, samples including rocks, soils and leaves of four plants (Pinus massoniana, Rhodomyrms tomenlosa, D. linearis var. dichotoma and Embelia laeta) collected from the gold mineralization zone and the background area were analyzed for Au, Ag, Cu, Pb, Zn, Hg, As and physiological parameters. The objective of this investigation is to study the geochemical and biogeochemical characteristics of studied plants, aiming at biogeochemical methods in Au exploration. The goldfield region shows geochemical and biogeochemical anomalies. Abundances of Au in rocks, soils, plants and the leaf pigments in the mineralized area are much higher than those in the surrounding region. The plants display unhealthy physiological and ecological characteristics in the Hetai goldfield area. The cell structures of the goldfield plants were anomalous and aberrant, and there were many nano-metal particles diffused in mitochondria and chloroplasts. Macro- and microscopic evidences of the vegetation in the goldfield areas are distinctly different from the background regions. The strongly anomalies in responses to Au are profound in further geochemical and botanic exploration studies.     

邹平王家庄铜矿床成矿地球化学及成因探讨

王家庄铜矿床的矿化脉石英中流体包裹体均一温度介于116 ~ 566 ℃之间,均值为 289 ℃;盐度介于7.2%～63.2% NaCleq,均值为21.1% NaCleq。流体的气相成分主要为H2O和CO2。在均一温度为240 ~ 440 ℃区间内,出现了富气相的两相水溶液包裹体、富液相的两相水溶液包裹体和含子晶的三相水溶液包裹体共存现象,以及加温后富气相包裹体均一到气相和同期富液相包裹体均一到液相的特征,表明成矿流体曾发生过沸腾作用;其中第一次发生于360 ~ 400 ℃,主要形成高温、高盐度含子晶的三相水溶液包裹体和高温、中盐度富液相的两相水溶液包裹体及高温、低盐度富气相的两相水溶液包裹体;第二次发生于240 ~ 320 ℃,主要形成高—中温、高盐度的含子晶的三相水溶液包裹体和高—中温、中盐度富液相的两相水溶液包裹体及高—中温、低盐度富气相的两相水溶液包裹体;之后主要形成富液相的两相水溶液包裹体,具有中低温和中盐度的特征。矿化脉石英中的δ18OH2O介于-1.14‰ ~ 1.79‰之间,均值为0.94‰;δD介于-63.70‰ ~ -56.50‰之间,均值为-59.8‰;说明王家庄铜矿床的成矿流体主要来源于岩浆,后期混入大气降水。矿石矿物的δ34S变化于-8.80‰ ~ -2.80‰之间,均值为-6.33‰。矿石矿物的n(206Pb)/n(204Pb)介于18.1684 ~ 18.3637之间,均值为18.2892;n(207Pb)/n(204Pb)介于155546 ~ 156342之间,均值为155777;n(208Pb)/n(204Pb)介于38.1286 ~ 38.4840之间,均值为38.2780。说明矿石具有贫重硫和富放射性成因铅的特征,硫、铅主要来源于深部,后期可能受到地壳物质或大气降水的混染。     

陆面过程中稳定水同位素逐日变化的数学模拟——引入稳定同位素效应的CLM实例分析

将稳定同位素效应引入CLM(Community Land Model),并对巴西马瑙斯站在平衡年的稳定水同位素的逐日变化进行模拟和分析.结果表明: 降水、水汽和地表径流中δ18O存在明显的季节变化,并与相应的水量存在显著的负相关关系,但凝结物中δ18O与地面凝结量存在显著的正相关关系,蒸发水汽中δ18O与蒸发量之间无显著的相关关系.受土壤贮水削峰功能的影响,表层土壤和根区水中δ18O的季节变化全无.植被层蒸发水汽中稳定同位素的丰度与大气的干湿程度存在密切联系: 当降水量少时,大气干燥,植被层的蒸发较少,植被蒸发中δ18O较高;当降水量较大时,空气湿润,植被层的蒸发量较大,蒸发中δ18O则较低.植被蒸腾中δ18O的变化与源区水体中δ18O的变化保持一致,尤其是与根区水中的δ18O.由于地下径流直接源自根区水的补充,因此,地下径流中δ18O等于根区水中的δ18O.模拟结果还显示,降水MWL (大气水线)的梯度项和常数项均比全球平均MWL略偏小.尽管主要来自降水的贡献,但地表径流和植被层水体的MWLs与降水MWL存在较大的差异,这一方面与两类水体在蒸发过程中的稳定同位素的富集作用有关,另一方面与CLM模拟的水量有关.大气水汽线与降水的MWL的梯度值相近,说明大气水汽与降水近似处于稳定同位素平衡状态.另外,模拟的地面的凝结线与植被层的凝结线均与全球大气水线相近,且具有非常高相关程度,说明CLM的模拟是合理的.     

树木年轮重建阿勒泰西部1481-2004年6-9月降水量序列

根据采自阿勒泰西部地区5个采点的树木年轮样本, 建立了该地区的树轮年表. 通过相关普查发现, 其差值年表序列与该地区当年6-9月的降水量存在明显的负相关关系, 且具有明确的树木生理学意义. 用沙勒哈(t, t 1)两个树轮差值年表序列可较好地重建该地区1481-2004年524 a来的当年6-9月的降水量, 且经过交叉检验表明重建方程稳定可靠. 分析发现, 阿勒泰西部地区524 a来的重建降水量序列具有9个偏干阶段和9个偏湿阶段, 并且具有34.8 a、 5.0～5.1 a、 4.3～4.4 a、 3.9～4.0 a、 3.7 a和3.4 a的显著干湿变化准周期. 重建降水量序列在1518年、 1548年、 1634年、 1765年、 1856年前后发生过突变.     

寒区线性工程沿线冻土区的植被恢复

寒区油气管道、公路、铁路等线性工程占地、建设和开挖对沿线寒区生态环境是一个切割、破碎的过程, 对自然植被和下伏冻土造成了很大的扰动. 管道泄露引发的油污还可引起植被的退化和死亡. 植被覆盖层破坏后改变了原有的地气界面之间的水、热交换条件和力学性质, 反过来又可加速引发下伏冻土和线性工程地基的退化. 基于保护线性工程地基及下伏冻土的目的, 同时顺应环境保护的要求, 目前就寒区线性工程的植被恢复问题已经有许多探索和实践. 当前, 寒区植被恢复注重最低限度的人为介入干预下的自然恢复, 根据线性工程沿线土壤、湿度、营养条件、物种分布和丰度, 视具体情况选择物种, 确定建植方法. 阿拉斯加管道和青藏铁路植被恢复上的经验和方法, 可为拟建的冻土区中俄输油管道项目沿线的植被恢复问题提供科学的参考和借鉴.     

中国-俄罗斯原油管道工程(漠河-大庆段)冻土工程地质考察与研究进展

在2005-2007年期间,先后3次对中国-俄罗斯原油管道漠河-大庆段沿线的冻土工程地质条件等进行科学考察,开展了冻土工程地质条件及其在气候变化和人类活动作用下的评价和预测研究.考察研究结果表明:管道沿线多年冻土在各类融区、季节冻土和水系等分隔作用下呈片状或岛状分布,沿线岛状、稀疏岛状及零星岛状占多年冻土区段的40%左右;管道沿线多年冻土随着气候的转暖和人类活动的影响不断退化.地形地貌单元、植被分布、地表水分条件的变化等局部因素对多年冻土的分布和地下冰的赋存产生重要的影响,管道沿线大约分布有50 km左右的沼泽湿地,其表层为腐殖质土及泥炭层,泥炭层下面分布着含土冰层或地下冰,是管道沿线最差的冻土工程地质地段;由于中俄原油管道沿线水系发育多,冻胀丘、冰椎和冰幔等不良冻土现象广泛分布.科学考察的成果为管道沿线冻土工程地质条件评价和预测、管道的稳定性影响分析以及后期的长期检测系统设置等研究奠定坚实的基础,进一步为即将开工的中俄原油管道漠河-大庆段工程的设计、施工提供科学依据.