多级次地下水流系统的最小能耗率原理初探

20世纪60年代初期,Tóth基于定水头上边界条件推导出解析解,得出多级次地下水流系统,是水文地质学里程碑式的突破,成功地解决了一系列理论和实际问题。但Tóth解析解存在的缺陷也长期沿袭：单纯重视数学模拟而忽视物理机制;将地形控制地下水位看成是普适性规律;忽视给定水头上边界数学模拟的失真。这些缺陷,尤其是忽视物理机制探究,不仅妨碍Tóth理论自身发展,而且导致地下水流系统理论尚未被国际水文地质界普遍接受。参照河流动力学中应用的最小能耗率原理,类比提出地下水流最小能耗率的表达式。基于已有的通量上边界地下水流模式数值模拟结果,进一步探究物理机制,归纳得出地下水流系统遵循最小能耗率原理的结论。     

上扬子晚古生代海相地层锶同位素曲线的LOWESS拟合

目前仍难以有一种具体的函数关系来描述随时问或随地层厚度变化的地质数据,L0wESS方法被证明是拟合这类数据的较为有效的方法.采用LOWESS方法对我国上扬子地区晚古生代98个海相碳酸盐的锶同位素数据进行科学的拟合,使拟舍得出的曲线具有更好的全球可对比性,从而提高我国锶同位素地层学的研究水平,并使之与相应的国际研究接轨.同时,还从数学角度讨论参数回归和非参数回归的区别,并对影响拟合结果的两个参数和误差范围进行讨论.     

大同火山群 奔跑在桑干河上的生命

正在平坦开阔的黄土地上,它们犹如地底幽灵般突兀而起,给人一种威猛与神秘。它们就像一群具有生命形态的活物正在奔跑着,震撼人们的心灵的同时,更给人们一种亘古久远的特殊美。这就是我国六大著名火山群之一的大同火山群——东亚大陆地区火山地质的珍稀标本。大同火山群处于平坦宽广的大同盆地东翼和桑干河中游的河谷地带。准确一点讲,这是一处在约900平方公里范围内拥有30余座完整漂亮火山锥体的死火山群落。距今约30万年前,大同火山群开始     

鄂尔多斯盆地苏里格南部地区盒8段沉积相特征及其意义

依据野外露头、岩芯、测井及相关测试资料,对鄂尔多斯盆地苏里格南部地区上古生界中二叠统石盒子组盒8沉积期的沉积类型、沉积微相特征及沉积相对天然气成藏富集的影响进行了分析。结果表明:鄂尔多斯盆地苏里格南部地区盒8沉积期自北向南依次发育缓坡浅水辫状河三角洲和滨浅湖沉积相,亚相主要为三角洲平原、三角洲前缘、滨湖和浅湖,微相包括分流河道、分流间洼地、水下分流河道、水下天然堤、分流间湾、滨湖砂坝、滨湖泥湾和浅湖泥湾;各微相在空间上相互叠置,复合加积;各微相水动力条件的差异造成微相在沉积物成分和组构上各异,导致其成岩作用不同;分流河道和水下分流河道微相发育处密集形成相互叠置的大面积骨架砂体,构成区内主砂带,成为天然气优质储集层,是有利勘探相带;沉积相明显控制优质储集层的分布,进而影响着天然气的富集成藏。总之,水下分流河道和分流河道微相是砂岩优质储集层分布和发育的最有利相带,也是今后勘探开发的方向。     

地幔橄榄岩中橄榄石的指示意义

橄榄石是地幔橄榄岩和辉石岩的主要组成矿物,但也经常以斑晶和捕虏晶的形式出现在玄武质岩石中。结合近年来在地幔橄榄岩的主要元素(如Mg和Fe)组成特征以及Li、Mg和Fe稳定同位素地球化学方面的研究成果,重点对橄榄石的地球化学特征与华北克拉通岩石圈地幔演化过程之间的联系进行了讨论,旨在加深对华北克拉通岩石圈地幔演化过程的理解。现有研究表明:地幔橄榄岩中橄榄石的矿物学特征、元素和同位素地球化学组成能够很好地指示岩石圈地幔的特征及其演化过程,因而具有重要的意义。对于克拉通地区的地幔橄榄岩来说,橄榄石的Mg#通常可以指示岩石圈地幔的属性,古老、难熔的地幔橄榄岩中的橄榄石一般具有较高的Mg#(>92),而新生的岩石圈地幔橄榄岩中的橄榄石则具有较低的Mg#(<91)。因此,地幔橄榄岩中橄榄石的Mg#在一定程度上具有年龄意义。橄榄岩中橄榄石的Li、Mg和Fe同位素组成也可以明确指示岩石圈地幔的属性及其所经历的演化过程,正常地幔的δ7Li、δ26Mg和δ57Fe组成相对均一,如果上述同位素组成偏离正常地幔值,则说明岩石圈地幔经历了熔体/流体的交代作用。华北克拉通地区地幔橄榄岩捕虏体中橄榄石的Li、Mg和Fe同位素组成研究表明:该区的岩石圈地幔经历了多个阶段、不同来源的熔体/流体的改造过程。     

天然气水合物的上界面——硫酸盐还原-甲烷厌氧氧化界面

定义了海域天然气水合物成矿带的上界面。指出在地球深部存在最原始的、从根本上不依靠光合作用来生存的生命系统。根据对ODP岩心样品中微生物数量的统计,海底以下沉积层中的生物数量可能占据全球原核生物总量的70%,其生物总碳量和地球表面所有植物的碳总量相当。地球内部如此巨大的生物总量应该在地壳中的气体分布等方面起着重要作用。甲烷在地壳层中广泛存在,并主要是微生物成因的。微生物产甲烷的途径主要有两个,一是二氧化碳还原,另一个是醋酸盐发酵。相应地,参与产甲烷的微生物菌群主要是产甲烷菌和食醋酸菌。甲烷在沉积层中的厌氧氧化是一个不争的事实。该过程发生在海底以下一个非常局限的区带,称为硫酸盐还原-甲烷厌氧氧化区带。通常,这个区带很窄,仅为一个面,因此,硫酸盐还原-甲烷厌氧氧化区带又称硫酸盐还原-甲烷厌氧氧化界面。这是一个基本的生物地球化学界面,在功能上它起到屏蔽甲烷向海底和大气逸散的作用,是一个巨大的甲烷汇。甲烷的厌氧氧化同样是一个由微生物介导的过程,参与此过程的微生物主要是食甲烷古菌和硫酸盐还原菌。硫酸盐还原-甲烷厌氧氧化界面在海洋沉积层中一般深可达海底以下上百米,浅可至海底。此界面为天然气水合物的上界面,该界面以上没有甲烷水合物存在。     

华北克拉通~2.5Ga地壳再造事件：来自中条山TTG质片麻岩的证据

华北克拉通中部中条山区涑水杂岩是华北克拉通新太古代TTG质片麻岩地体之一。为了探讨华北克拉通新太古代构造-岩浆事件的性质及早前寒武纪地壳的形成和演化,选择涑水杂岩中TTG质岩石进行研究。研究表明这套TTG质岩石富Na、高Al、Sr,低Y、Cr、Ni含量。稀土元素配分曲线右倾,富Rb、Ba等大离子亲石元素,强烈亏损Nb、Ta等高场强元素。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明,这套TTG质片麻岩形成于2553～2561Ma,属新太古代晚期产物。锆石Lu-Hf同位素分析结果显示εHf(t)为正值,两阶段模式年龄集中在2.7～2.8Ga。结合涑水杂岩中TTG质片麻岩的岩石地球化学特征,认为这套TTG片麻岩可能主要来自2.7～2.8Ga的下地壳镁铁质岩石在新太古代晚期的部分熔融,可能有少量的地幔物质加入。考虑同期发育大量花岗质岩石的事实,说明新太古代晚期在华北克拉通中部并不存在大规模的俯冲作用,华北克拉通在新太古代晚期已经基本成型。结合前人研究成果和本文锆石Lu-Hf同位素分析结果,提出中条山区～2.5Ga岩浆事件代表一期重要的陆壳再造事件。     

桂中坳陷页岩气目的层构造稳定条件分析

文章通过对广西桂中坳陷东部地区内主干断裂活动特征、褶皱形态进行分析研究,综合二维地震勘探线解译成果,分析研究区内形成的典型逆断层+向斜构造样式,结合东岗岭组(D2 d)页岩气目的层的埋深条件及其相关的断层封闭性能,划分两处构造稳定区,为下一步在该地区开展页岩气有利目标区调查提供依据。     

沉水植物驱动的水环境钙泵与水体磷循环的关系

水体磷循环是水柱和对应的沉积物中发生的各种非生物和生物的磷迁移转化过程.与此同时,沉积物中钙通过沉水植物吸收和转运,从该类植物的叶面释放至水柱中,释放的Ca2+与水柱中的CO23-一起形成碳酸钙.在这一过程中,水柱中少量溶解性磷分配在碳酸钙中形成CaCO3-P共沉淀,导致水体中可溶性磷向难溶性磷转化,这种由沉水植物驱动的水环境钙泵在水体磷循环中发挥着重要作用.研究证明,沉水植物菹草叶面上有CaCO3-P共沉淀的形成,且这种共沉淀的含磷量变化范围很宽.另一方面,新近沉积物中钙与磷的沉淀物存在一个由聚磷酸盐向磷灰石逐渐演变过程,而沉水植物叶面上的含磷共沉淀作用是否也存在由聚磷酸盐向磷灰石的变质过程,该过程在沉水植物生长期间是否发生关系到沉水植物除磷效果值得深入研究.本文从水体磷循环概述、钙在水体磷循环中的作用和沉水植物驱动的水环境钙泵假说及其在水体磷循环中的意义等方面综述了钙在水环境中的迁移对水体磷循环的贡献.     

碳、氧、锶同位素在羌塘盆地龙尾错地区层序地层研究中的应用

结合野外露头层序地层研究,探讨了羌塘盆地龙尾错地区中上侏罗统地层层序地层划分及其C、O、Sr同位素响应.认为自中侏罗统布曲组(J2b)-上侏罗统雪山组一段(J3xs1)可划分出三个三级层序.其中布曲组-索瓦组二段下部,C、O、Sr同位素在同一层序内呈有规律变化:在TST体系域内δ13C、δ18O、87Sr/86Sr均值较高,在纵向变化曲线上表现为正偏,而在HST体系域内表现为相对的负偏.其纵向上的三次明显正偏与负偏可分别对应于三次海底的停滞与扩张.文章同时分析了个别异常样品的数据特征及其成因.