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煤层气井产出水地球化学特征差异及排采指示——以黔西三塘向斜为例 被引量：1
1
作者 周效志 王帅琪 +5 位作者 朱世良 王少雷 向刚 陈学华 董吉航 邱鑫 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第7期169-182,共14页
煤层气井产出水蕴含丰富地质信息,分析其地球化学特征及井间差异,可为精细化排采工作提供科学指导。以黔西织纳煤田三塘向斜为研究区,探究了复杂构造背景下煤层气井产出水地球化学特征差异、成因及精细排采管控策略。基于3口煤层气井产... 煤层气井产出水蕴含丰富地质信息,分析其地球化学特征及井间差异,可为精细化排采工作提供科学指导。以黔西织纳煤田三塘向斜为研究区,探究了复杂构造背景下煤层气井产出水地球化学特征差异、成因及精细排采管控策略。基于3口煤层气井产出水定期采样测试,剖析了产出水水质、水化学、水中氢氧同位素等特征差异,探讨了煤层气井排采水产出规律及井间差异的地质-工程协同控制作用,提出了压后精细放溢流与排采管控措施,对复杂构造区煤层气井排采具有指导作用。研究表明:区内煤层气井排采产出水特征差异显著,基于水中氢氧同位素、Cl^(-)浓度、pH等判识,W1、E1和N1井产出水分别主要来源于煤系滞留水补给、上覆含水层水补给和前期注入压裂液返排;受此影响,煤层气井压后放溢流及排采过程中产出水水质变化趋势有别,水中阴、阳离子浓度及水化学类型不同,氢氧同位素漂移趋势各异。结合煤层气井产出水水质、水化学特征监测,将压后放溢流过程划分为试放喷、恒速放喷、放喷速度缓慢提升、放喷速度快速下降4个阶段,前期排采过程划分为试抽、控压排液、缓慢降压、控压产气、降压提产5个阶段。对于产出水来源差异的煤层气井,综合煤储层渗透性、外源水补给强度确定排采管控基本原则,如地层水补给弱的低产水井维持高套压、低流压日降幅排采,地层水补给强的高产水井维持低套压、高流压日降幅排采,以保证降压提产阶段气水的连续、稳定产出,并在长期排采过程中持续携带出低浓度煤粉。 展开更多
关键词 复杂构造区 煤层气井 产出水地球化学 精细排采管控 三塘向斜
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藏北温泉-河流-盐湖耦合成矿系统锂的地球化学行为与迁移过程
2
作者 薛飞 谭红兵 +4 位作者 张西营 陈国辉 葛璐 李超 苗卫良 《岩石学报》 北大核心 2025年第3期968-982,共15页
青藏高原是我国最重要的锂(Li)资源基地,广泛分布着特色盐湖卤水锂矿和富锂地热泉,两者存在密切的物源联系,共同构成了温泉-河流-盐湖外生锂耦合成矿系统。然而,对于锂在该系统内部运移过程中的地球化学行为仍缺乏详细刻画。本研究系统... 青藏高原是我国最重要的锂(Li)资源基地,广泛分布着特色盐湖卤水锂矿和富锂地热泉,两者存在密切的物源联系,共同构成了温泉-河流-盐湖外生锂耦合成矿系统。然而,对于锂在该系统内部运移过程中的地球化学行为仍缺乏详细刻画。本研究系统采集了夏康坚温泉、索美藏布河和拉果错的水样,分析了样品的水化学组成、微量元素组成及Li同位素组成。结果表明,索美藏布上游河水中的溶解态锂主要源自硅酸盐的风化,表现出低锂(7.84μg/L)和高δ^(7)Li值(+8.21‰)的特征。在经过富锂(8071.73μg/L)且低δ^(7)Li值(+0.19‰)的夏康坚温泉排泄补给后,索美藏布河水发生了锂的显著富集和锂同位素的负漂移,锂元素富集了200多倍,达到1777.02μg/L,δ^(7)Li值降低了8.07‰,降至+0.14‰。经过温泉区后,河水中的锂浓度在流动过程中大体保持稳定(1105.49~1452.33μg/L),δ^(7)Li值仅提高0.6‰(+0.12~+0.72‰),这表明硅酸盐风化和次生矿物吸附对富锂河水地球化学成分影响有限,充足的锂能够通过河流稳定地补给到盐湖中,表现出与低锂背景河流不同的演化特征。夏康坚温泉-索美藏布-拉果错盐湖共同组成了一个从地史时期持续到现在的耦合成矿系统。富锂温泉作为主要的内生物源,河流作为矿质表生输送路径,尾闾湖泊作为容矿场所,高寒干旱气候条件导致的蒸发浓缩作为成矿驱动力,持续形成盐湖卤水锂矿。锂元素完成了从源到汇、从深部到浅部的运移富集,实现了从内生成矿到外生成矿的形式转换,成为锂循环的重要一环。 展开更多
关键词 锂同位素 水化学 成矿系统 温泉-河流-盐湖 青藏高原
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东昆仑山北缘典型流域硼元素地表循环研究进展
3
作者 张文杰 温夏伟 +1 位作者 吴天强 金可 《长江科学院院报》 北大核心 2025年第11期57-65,共9页
东昆仑山北缘的那棱格勒河流域不仅是青藏高原地热、河流、盐湖并存且联系补给的典型区域,更是研究高山-深盆转换带硼元素富集成矿的热点流域。针对流域尺度硼元素迁移过程中的同位素分馏影响,系统阐述硼元素特性及其同位素示踪的优势... 东昆仑山北缘的那棱格勒河流域不仅是青藏高原地热、河流、盐湖并存且联系补给的典型区域,更是研究高山-深盆转换带硼元素富集成矿的热点流域。针对流域尺度硼元素迁移过程中的同位素分馏影响,系统阐述硼元素特性及其同位素示踪的优势和局限性,解析那棱格勒河流域地热水、河水、盐湖卤水的高硼元素富集特征与水化学一致性,辨析河流与盐湖的高硼物质来源。基于当前那棱格勒河流域地表水体硼元素富集与成矿研究现状,提出研究河流、源汇过程需探讨风化、示踪方法需量化指标等关键问题,以期深入理解青藏高原“地热-河流-盐湖”系统中硼元素地表循环过程。 展开更多
关键词 东昆仑山北缘 地表水体 硼富集 物源 硼同位素
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青藏高原盐湖卤水锂矿Li、Rb、Cs来源定量估算及其成矿意义:以当雄错为例 被引量：1
4
作者 李胜群 叶传永 +2 位作者 赵元艺 陈文西 王新元 《岩石学报》 北大核心 2025年第3期995-1013,共19页
Li、Rb、Cs是我国重要的关键矿产,已成为科技创新、经济发展的重要战略资源。青藏高原盐湖卤水中含有大量Li、Rb、Cs资源。深入研究卤水中这些资源的来源,特别是对其进行定量估算,可为该类型资源找矿突破和后续的综合利用工艺提供理论... Li、Rb、Cs是我国重要的关键矿产,已成为科技创新、经济发展的重要战略资源。青藏高原盐湖卤水中含有大量Li、Rb、Cs资源。深入研究卤水中这些资源的来源,特别是对其进行定量估算,可为该类型资源找矿突破和后续的综合利用工艺提供理论基础。当雄错盐湖位于西藏当惹雍错-许如错裂谷北部,区内水热活动频繁,卤水中Li、Rb、Cs含量高,具有巨大开采价值,是青藏高原极具代表性的富锂盐湖。本研究对采自当雄错的湖水、河水、围岩样品进行系统的元素地球化学、碳、氧同位素研究,结合前人资料,结果表明:(1)当雄错盐湖卤水中Li、Rb、Cs主要来自南部水系(曲如、曲热白玛河及面康落玛)、北部水系(玉扎河)、东部基岩裂隙水,其初始来源分别为中地壳部分熔融体、围岩风化、硅酸盐岩水/岩反应。(2)以中地壳部分熔融体为初始来源的南部水系是当雄错盐湖卤水中Li、Rb、Cs的主要补给源,分别占到其总来源的94.7%、96.3%、88.1%。(3)中地壳部分熔融体5.80ka开始补给当雄错,早于当雄错形成独立湖盆之前。(4)在封闭湖盆、丰富物质来源及干旱气候三者耦合作用下逐渐演变为现今的当雄错盐湖卤水Li、Rb、Cs矿床。以上研究结果为探索盐湖卤水Li、Rb、Cs的成矿机理提供重要依据,为以后找矿提供方向。 展开更多
关键词 锂铷铯 物质来源 裂谷 盐湖 青藏高原
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四川筠连煤层气井产出水地球化学特征及地质意义 被引量：1
5
作者 顾俊雨 杨兆彪 +7 位作者 田文广 韩永胜 刘常青 梁宇辉 卢本举 李存磊 彭丽莎 王海晨 《煤炭学报》 北大核心 2025年第3期1647-1658,共12页
煤层气井排采水地球化学特征包含着丰富的地层水来源信息,可反映煤层气保存条件,对煤层气富集机理和勘探开发研究具有重要意义。以四川盆地南缘筠连区块9组19口典型煤层气井为研究对象,开展了产出水常规离子、微量元素、氢氧同位素实验... 煤层气井排采水地球化学特征包含着丰富的地层水来源信息,可反映煤层气保存条件,对煤层气富集机理和勘探开发研究具有重要意义。以四川盆地南缘筠连区块9组19口典型煤层气井为研究对象,开展了产出水常规离子、微量元素、氢氧同位素实验测试,并结合产出水常规离子随排采时间变化规律探讨煤层气井产出水的来源。结果表明:筠连区块煤层气井产出水中Na^(+)+K^(+)含量超过90%,溶解性固体(TDS)总质量浓度为1203~143099 mg/L,Cl^(-)质量浓度为709~85700 mg/L,SO_(4)^(2)质量浓度为12~3614 mg/L,HCO_(3)^(-)质量浓度为24~516 mg/L,具有“高TDS、高Cl^(-)、高SO_(4)^(2)、低HCO_(3)^(-)”的特征。在10 a排采期间,Cl^(-)表现为波动性下降,SO_(4)^(2-)前期含量较为稳定,约为20~25 mEq/L,在排采1500 d左右开始出现波动,HCO_(3)^(-)含量最低。筠连煤层气井产出水主要存在海相成因的原始沉积水、大气降水补给的渗入水与混合水3种类型,产出水变化在时间与空间尺度上均显示了一个大气降水渗入到原始沉积水的混合过程。随着大气降水的渗入,产出水水型由Ca/Mg-Cl型先转变为Na-SO4型,再转变为Na-HCO_(3)型;微量元素含量逐步减少,其中Sr与B元素对产出水来源的敏感性较高;产出水氢氧同位素值逐渐减小,氢氧同位素拟合线也逐渐向大气降水线靠近。多种地球化学指标均显示处于宽缓向斜轴部的G1-2井封闭性较好,产出水主要为海相沉积水,而处于向斜翼部的G3井封闭性较差,来源主要为大气降水,其余井介于二者之间,为古海水与大气降水的混合水。 展开更多
关键词 川南筠连 煤层气 产出水 地球化学特征 地质意义
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柴达木盆地南北地热水Li、B差异富集机制及其对尾闾盐湖成矿的物源制约
6
作者 韩春梅 樊启顺 +5 位作者 吴蝉 王建萍 李庆宽 陈天源 杨浩田 秦占杰 《岩石学报》 北大核心 2025年第3期950-967,共18页
青藏高原多条造山带发育富Li、B等资源元素的地热水,是尾闾盐湖矿床的重要物源。青藏高原富锂硼盐湖基本遵循热泉补给-河流携载运移-尾闾盐湖富集成矿的源-运-汇沉积模式。目前大多研究集中于高原南部地热及盐湖资源,缺乏对高原北部不... 青藏高原多条造山带发育富Li、B等资源元素的地热水,是尾闾盐湖矿床的重要物源。青藏高原富锂硼盐湖基本遵循热泉补给-河流携载运移-尾闾盐湖富集成矿的源-运-汇沉积模式。目前大多研究集中于高原南部地热及盐湖资源,缺乏对高原北部不同造山带地热水及尾闾盐湖卤水Li、B资源差异富集成矿的对比研究。柴达木盆地形成了南缘由东昆仑地热水补给的一里坪-东西台-(察尔汗盐湖)别勒滩区段盐湖卤水型锂矿床、柴北缘由大柴旦地热水补给的大柴旦盐湖固-液硼矿床,这些盐湖资源分别是中国重要的锂、硼矿资源储集地和开发基地,并为研究地热水及尾闾盐湖Li、B富集机制提供了独特的研究窗口。因此,本文系统讨论了柴达木盆地南北两侧对称的东昆仑和柴北缘地热水中Li、B差异富集机制及其对盐湖成矿的物源制约。通过对青藏高原地热水、河水、盐湖卤水及岩石的元素含量及H-O-Li-B同位素地球化学数据的分析,得出以下认识:(1)两大地热水及尾闾盐湖卤水的Cl^(-)含量和H-O同位素值揭示东昆仑与大柴旦地热水由大气降水(冰雪融水)与岩浆流体混合形成;(2)柴达木盆地南北两侧的地热水存在Li-B含量的差异特征,其物源补给差异控制着尾闾盐湖卤水Li-B资源矿床。东昆仑热泉水富Li-B(Li=96.00mg/L,B=180.00mg/L),而大柴旦热泉水富B(平均值B=41.54mg/L,Li=3.18mg/L);一里坪、东-西台吉乃尔盐湖和察尔汗盐湖别勒滩区段晶间卤水Li含量介于122.91~447.07mg/L之间,明显高于大柴旦盐湖卤水值(Li=117.00~187.00mg/L),而B含量则相反(大柴旦盐湖卤水B=513.00~706.00mg/L,一里坪等尾闾盐湖卤水B=143.50~329.71mg/L);(3)对比青藏高原地质背景与地热水、盐湖卤水Li-B含量关系发现,青藏高原地热水Li-B含量分别受到造山运动过程中岩浆作用和变质作用的控制。东昆仑岩浆作用形成富Li花岗岩(伟晶岩)或火山岩制约了布喀达坂峰热泉中的Li含量,祁连山变质作用形成的高压-超高压富B变质岩约束了大柴旦热泉B含量,即两大地热水及尾闾盐湖卤水中的Li-B主要来自围岩溶滤补给;(4)东昆仑低Li(<1mg/L)-高δ^(7)Li值(+29.45‰)的大气降水和高Li(928×10^(-6)~34,851×10^(-6))-低δ^(7)Li值(-3.39‰~+7.55‰)的伟晶岩约束了地热水和盐湖卤水的Li资源富集过程;柴北缘低B(<1mg/L)-高δ^(11)B值(+16.69‰)的大气降水和高B(32,000×10^(-6)~35,000×10^(-6))-低δ^(11)B值(-9.86‰~-3.75‰)的(高压-超高压变质岩)电气石约束了地热水和大柴旦盐湖卤水的B资源富集过程。本研究系统总结了青藏高原北部地热水Li-B资源元素的差异性富集机制,为理解高原地热水-尾闾盐湖资源成矿提供源-运-汇富集模式,反之地热水资源元素丰度可作为内生Li、B矿床的重要找矿标志。 展开更多
关键词 地热水 青藏高原 锂-硼的富集机制 地质构造
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青藏高原富锂温泉分布特征及成因机理初探
7
作者 潘晟 赵平 +5 位作者 杨照应 官辉 国卫 刘晓明 孙亚莉 岳雅慧 《岩石学报》 北大核心 2025年第3期938-949,共12页
锂(Li)是一种重要的战略性矿产资源,青藏高原部分温泉的锂含量已达到工业开采品位。深入研究富Li温泉(Li>15mg/L)的分布特征和成因机理,可以更好地评估地热型锂资源的商业开发价值。本文概括总结了青藏高原温泉中有关锂组分的研究历... 锂(Li)是一种重要的战略性矿产资源,青藏高原部分温泉的锂含量已达到工业开采品位。深入研究富Li温泉(Li>15mg/L)的分布特征和成因机理,可以更好地评估地热型锂资源的商业开发价值。本文概括总结了青藏高原温泉中有关锂组分的研究历史和进展。基于现有资料,编制了青藏高原温泉Li含量分布图,探讨了富Li温泉在大地构造上的分布特征。通过多种同位素示踪分析,我们认为富Li温泉的锂组分主要源于围岩淋滤,地壳深部热源为水-岩相互作用提供了热能。地热水在上升通道中发生水-气两相分离,也将促使Li组分富集,富集系数可达1.4。在深循环过程中,地热水的化学组分和同位素组成在一定程度上记载着深部岩石的地球化学信息,这对于深刻理解大陆碰撞过程中壳幔物质的演化有着重要的意义。 展开更多
关键词 青藏高原 富Li温泉 分布特征 成因机理
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可可西里布喀达坂峰热泉中锂铷铯分布规律及其富集机制
8
作者 朱镇源 孔凡翠 +5 位作者 王建萍 左进超 雷占昌 杨英魁 史晖炀 李绍军 《岩石学报》 北大核心 2025年第3期983-994,共12页
柴达木盆地盐湖的源区布喀达坂峰热泉对盐湖锂、铷和铯等战略资源的补给具有重要的作用,为了探讨热泉水中锂、铷和铯等资源元素的分布规律及其富集机制,测试了热泉水化学、稳定同位素(δD和δ^(18)O)以及元素含量。研究结果表明:(1)热... 柴达木盆地盐湖的源区布喀达坂峰热泉对盐湖锂、铷和铯等战略资源的补给具有重要的作用,为了探讨热泉水中锂、铷和铯等资源元素的分布规律及其富集机制,测试了热泉水化学、稳定同位素(δD和δ^(18)O)以及元素含量。研究结果表明:(1)热泉的水化学类型比较复杂,主要为Na-Cl、Ca-HCO_(3)和Ca-Na-HCO_(3)混合型;(2)热泉中锂、铷和铯含量具有高值和低值的特征,高值比低值高2~3个数量级,从山坡到山脚热泉中锂、铷和铯含量增加;位于山坡垂直上喷的汽泉中的锂、铷和铯含量低(平均分别为10.6μg/L、19.9μg/L、11.0μg/L),与该区浅层地下水和河水中的含量接近,且Rb/Cs>1,其成因为深部地热流体分离出的地热蒸汽加热的浅循环入渗水。位于山脚侧向和垂直喷出的热泉以及汇集的热泉中的锂、铷和铯含量高(平均分别为69.1mg/L、11.5mg/L、18.8mg/L),这种热泉水中的铷和铯类似于西藏热泉的分布模式,即Rb/Cs<1,但锂和铷高于西藏热泉的含量,其成因为深部地热水;(3)氢氧同位素组成显示:热泉来源于岩浆水、大气降水和浅循环地下水,并且热泉上升过程中与浅循环入渗地下水发生了混合;(4)热泉中锂、铷和铯受深部岩浆水的水岩反应、高温浅层地下水的风化淋滤、表层蒸发浓缩等多种作用的控制,其富集过程经历了深部岩浆水水岩反应上涌,经过浅层地下热水硅酸盐风化淋滤,在地表汇集蒸发浓缩而富集。本研究丰富了对热泉锂、铷和铯等稀有金属富集机制的理论认识。 展开更多
关键词 锂、铷和铯元素 可可西里热泉 水岩作用 地下水风化淋滤 蒸发浓缩
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从源汇视角探讨察尔汗盐湖北缘东陵湖钾盐沉积的水文补给研究
9
作者 石海岩 樊启顺 +5 位作者 刘万平 李庆宽 赵为永 陈天源 杨浩田 商雯君 《岩石学报》 北大核心 2025年第3期1067-1083,共17页
柴达木盆地是中国主要的钾盐储备地,其中察尔汗盐湖是最大的钾镁盐沉积和钾肥生产基地。东陵湖是察尔汗北缘沉积的小盐湖,其浅部石盐层中伴有光卤石沉积,氯化钾(KCl)品位为4.55%~10.26%,显示东陵湖边缘浅层沉积有低品位固体钾矿。盐湖... 柴达木盆地是中国主要的钾盐储备地,其中察尔汗盐湖是最大的钾镁盐沉积和钾肥生产基地。东陵湖是察尔汗北缘沉积的小盐湖,其浅部石盐层中伴有光卤石沉积,氯化钾(KCl)品位为4.55%~10.26%,显示东陵湖边缘浅层沉积有低品位固体钾矿。盐湖卤水和蒸发盐的沉积必须有持续水文补给,才能保持强烈蒸发条件下盐湖卤水的水文平衡和化学蒸发盐的沉积,而盐湖“源-汇”水文补给过程是制约东陵湖钾盐沉积的重要科学问题。因此,本文以东陵湖湖表卤水、钻孔晶间卤水、承压卤水为研究对象,通过卤水水化学和H-O-Li-Sr同位素,结合盆地主要河流和尾闾盐湖水化学数据,从源-汇视角探讨了东陵湖水文补给来源,主要得出以下结论:(1)东陵湖卤水矿化度变化较大,介于80.6~547.1g/L之间,水化学类型为Ca-Cl型;湖表卤水和湖区晶间卤水钾含量(0.81g/L)较低,而湖区外凹地晶间卤水(3.13g/L)和承压卤水(1.10g/L)钾含量较高,这与东陵湖边缘浅层沉积有低品位固体钾矿有关;B-Li含量呈现相似的空间分布和正相关性,湖表卤水含量最高,其次为晶间卤水和承压卤水,总体呈现高B低Li特征;(2)东陵湖卤水与盆地Ca-Cl水具有相似的氧同位素正偏移现象和高δ^(7)Li(+28.74‰~+36.2‰)-δ11 B(+20.33‰~+29.17‰)同位素值特征,解释了东陵湖卤水及光卤石沉积与断裂带Ca-Cl水的补给控制密切相关;(3)东陵湖湖表卤水具有高Sr含量(375.38~525.82mg/L)及较高的^(87)Sr/^(86)Sr同位素比值(0.711735~0.711766)特征,位于柴北缘高B含量和高Sr同位素背景区。结合盆地南北两侧水文补给与地形地势条件(察尔汗北缘东陵湖地势高而察尔汗其他区域地势低),提出东陵湖与柴北缘水文补给有关,柴北缘地下水沿山前断裂下渗、经历深部循环沿红梁山等背斜构造断裂上涌补给至东陵湖南缘,该水文循环过程溶滤了古近纪-新近纪地层中可溶盐组份为东陵湖提供了含盐溶质。 展开更多
关键词 钾盐 水文补给 水化学特征 H-O-Li-Sr同位素 柴达木盆地
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垂向潜流带CO_(2)产量主控因素转变阈值研究
10
作者 周诗雨 杨轶群 +3 位作者 戴君一 高迪 李燊琰 王礼春 《地学前缘》 北大核心 2026年第1期25-38,共14页
河流碳排放是全球碳循环的关键环节,潜流带作为其重要组成部分,对碳排放具有显著影响。潜流带CO_(2)产生和排放过程受河流温度和溶解氧(dissolved oxygen,DO)等动态因素控制,然而,目前大多数模型仍基于稳态条件,难以准确捕捉CO_(2)产量... 河流碳排放是全球碳循环的关键环节,潜流带作为其重要组成部分,对碳排放具有显著影响。潜流带CO_(2)产生和排放过程受河流温度和溶解氧(dissolved oxygen,DO)等动态因素控制,然而,目前大多数模型仍基于稳态条件,难以准确捕捉CO_(2)产量动态变化,导致碳排放估算存在较大不确定性。为此,本研究构建了典型沙丘形态的潜流带生物地球化学耦合模型,引入日周期性变化的河流温度和DO,将其作为潜流带边界条件,利用COMSOL Multiphysics对耦合模型进行数值求解,并通过达姆科勒数(Damk hler number,Da)和相关系数来分析河流温度和DO波动边界条件对垂向潜流带CO_(2)产量的动态影响及调控机制。研究结果表明,温度和DO对CO_(2)产生速率具有显著调控作用且存在竞争关系。在潜流带平均滞留时间小于15.7 h时,存在温度阈值,使CO_(2)产生速率的主控因素随河流平均温度发生转换。具体表现为:在温度阈值以下,主控因素为温度波动;而在温度阈值以上,主控因素为DO波动。更为重要的是,当平均滞留时间大于15.7 h时,主控因素转换机制不存在。本研究揭示了河流温度和DO波动对潜流带中CO_(2)产生速率的调控机制,为理解河流碳循环提供了新视角,有助于准确评估潜流带在全球碳循环中的作用,并为预测河流生态系统对气候变化的响应提供理论依据。 展开更多
关键词 潜流带 有氧呼吸 温度阈值 CO_(2) 生物地球化学过程 耦合模型
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金沙江下游向家坝水库主要支流河水离子化学特征及来源
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作者 金可 张乾柱 +4 位作者 刘芳枝 邢龙 吴颐杭 何迁 彭正艺 《长江科学院院报》 北大核心 2025年第10期64-72,79,共10页
金沙江下游流域梯级水库是我国西南地区重要的水能基地,在区域水资源合理开发利用方面发挥了重要作用。选取梯级水库之一的向家坝水库3条主要支流(中都河、西宁河和大汶溪)为研究对象,系统采集了69个河水样品,分析了河水化学组成,探讨... 金沙江下游流域梯级水库是我国西南地区重要的水能基地,在区域水资源合理开发利用方面发挥了重要作用。选取梯级水库之一的向家坝水库3条主要支流(中都河、西宁河和大汶溪)为研究对象,系统采集了69个河水样品,分析了河水化学组成,探讨了河水主要离子空间分布特征及其补给来源,并计算了河水潜在补给来源对离子浓度的贡献度。结果表明:向家坝水库3条支流河水均呈弱碱性,水化学类型均为Ca-Na-HCO_(3)-SO_(4),与金沙江流域极为类似;河水主要离子浓度受大气输入、岩石风化和人为活动共同影响,不同离子补给来源空间差异性较小;根据质量平衡方程,岩石风化对3条支流河水主要离子浓度的贡献度平均为45.5%,其中,对中都河贡献达47.2%;人为活动对河水离子组份的影响几乎一致,贡献度均达40%以上;河水可溶性离子来源于大气输入的比例相对较低,平均值为12.6%。研究成果对分析金沙江下游梯级水库水化学组成特征及岩石风化过程具有指导意义。 展开更多
关键词 水化学组成 离子浓度 岩石风化 补给来源 金沙江 向家坝水库
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高原湿地纳帕海流域地表水水化学特征及控制因素
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作者 陈伟志 陶兰初 +3 位作者 李静婷 张亚 巴永 宋琳 《地学前缘》 北大核心 2025年第5期493-510,共18页
纳帕海属于青藏高原东南缘典型的岩溶湿地,生态环境脆弱,人类活动频繁,加强流域水化学研究,对支撑高原湿地保护修复具有重要作用。在系统调查纳帕海水文地质条件的基础上,采集纳帕海流域湿地内地表水及其主要的支流(补给区)和落水洞(排... 纳帕海属于青藏高原东南缘典型的岩溶湿地,生态环境脆弱,人类活动频繁,加强流域水化学研究,对支撑高原湿地保护修复具有重要作用。在系统调查纳帕海水文地质条件的基础上,采集纳帕海流域湿地内地表水及其主要的支流(补给区)和落水洞(排泄口)水样品,综合利用离子比值分析、多元统计分析和地理探测器等方法,对纳帕海流域地表水水化学组成、空间分布规律、补给来源和主要控制因素进行了研究。纳帕海流域地表水的pH范围为7.08~8.70,TDS值范围为103.00~620.50 mg·L^(-1);阳离子主要以Ca^(2+)和Na^(+)为主,浓度呈现Ca^(2+)>Na^(+)>Mg^(2+)>K^(+)的特征,阴离子主要以HCO_(3)^(-)和SO_(4)^(2-)为主,浓度呈现HCO_(3)^(-)>SO_(4)^(2-)>Cl^(-)>NO_(3)^(-)的特征。水化学类型主要为HCO_(3)-Ca型,部分水样向SO 4-Ca型端员偏移。地表水中NH_(4)^(+)、PO_(4)^(3-)、Cl^(-)、SO_(4)^(2-)和As的变异系数较高,表现出很强的空间变异性。40%的湿地水样As浓度较高(>10μg·L^(-1))。地表水δD范围为-132‰~-83‰,δ^(18)O范围为-17.5‰~-8.1‰,主要由源于海洋的水汽大气降雨补给,转换关系主要为降雨→支流→湿地→落水洞。地表水自然控制因素主要为岩石风化,其次为蒸发浓缩、季节干湿交替和水生植物净化;地表水受到了人类活动影响,包括农业活动、生活污水排放、工程开挖和人为控制性干湿交替。其中K^(+)、Na^(+)、HCO_(3)^(-)、PO_(4)^(3-)、NH_(4)^(+)和TDS主要受混合面源(碳酸盐岩溶解、农牧业活动和生活污水排放)影响,Ca^(2+)和Mg^(2+)主要受混合面源和硫化物氧化影响,SO_(4)^(2-)主要受硫化物氧化影响,NO_(3)^(-)主要受水生植物净化影响,As则主要是受混合面源、水生植物净化和干湿交替影响,pH主要受干湿交替影响。混合面源、硫化物氧化、水生植物净化和干湿交替这4个因素对流域中水的溶质变异的贡献率分别为51.84%、22.66%、14.20%和11.30%;人类活动对纳帕海流域水中溶质有着不容忽视的影响。 展开更多
关键词 岩溶湿地 高原季节性沼泽湿地 水化学特征 化学风化 控制因素 地表水
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陕南硫铁矿矿山酸性水形成机理及治理方法探究:以西乡五里坝硫铁矿为例
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作者 贺俊 赵强 +2 位作者 杨建强 李金钱 李麟 《西北地质》 北大核心 2025年第1期219-230,共12页
硫铁矿矿山在开采过程中往往产生含有金属硫酸盐类的酸性矿排水,不仅腐蚀管道和设备,危害工人身体健康,还会严重污染水系,影响工农业和渔业生产,因而,系统解决硫铁矿矿山环境问题是矿山环保工作亟待解决的课题之一。系统分析矿山环境问... 硫铁矿矿山在开采过程中往往产生含有金属硫酸盐类的酸性矿排水,不仅腐蚀管道和设备,危害工人身体健康,还会严重污染水系,影响工农业和渔业生产,因而,系统解决硫铁矿矿山环境问题是矿山环保工作亟待解决的课题之一。系统分析矿山环境问题,深入认识酸性水形成机理,因地制宜提出其中一个或多个方法生态修复治理方案,是硫铁矿酸性矿排水生态修复的有效途径。笔者以陕南西乡五里坝硫铁矿为例,在分析矿硐、废渣、地表水及地面塌陷等环境现状和生态环境问题的基础上,重点分析酸性水产生的根源,提出了“地表水治理+地下水治理+地质灾害治理+生态修复+末端治理+环境监测”综合治理技术,最后探究了矿硐改性充填、弃渣资源化利用和塌陷区注浆加固3种治理模式,以期为类似地区矿山生态修复治理提供科学参考。 展开更多
关键词 酸性矿排水 形成机理 综合治理 五里坝硫铁矿
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芜湖内河水环境重金属分布特征及健康风险评价 被引量：2
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作者 王兴明 沈杰 +5 位作者 范廷玉 储昭霞 董众兵 董鹏 梁淑英 邓瑞来 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2024年第9期44-52,共9页
为明确芜湖内河水体中重金属健康危险程度,以芜湖内河为研究对象,选取芜湖3条典型城市河道设置采样断面,对样品中Cr、Cu、Mn、Ni、Pb、Zn这6种重金属进行测试分析,使用健康风险模型评价重金属对人体健康风险。水样分析结果表明:研究区... 为明确芜湖内河水体中重金属健康危险程度,以芜湖内河为研究对象,选取芜湖3条典型城市河道设置采样断面,对样品中Cr、Cu、Mn、Ni、Pb、Zn这6种重金属进行测试分析,使用健康风险模型评价重金属对人体健康风险。水样分析结果表明:研究区重金属Mn、Ni超过《地表水环境质量标准》(GB3838—2002)Ⅲ类水标准,Cr、Pb有部分点位超过Ⅲ类水标准。主成分分析结果表明:Cu、Ni、Mn和Zn由工业和生活源控制,Pb属于交通源因子,Cr是自然地质背景和人类活动因子。健康风险评价结果表明:6种重金属不存在非致癌风险,汇成河道和中山南路河道存在非致癌风险,直接摄入途径下,重金属Cr和Ni存在致癌风险。该研究结果可为芜湖城市内河水体重金属污染防治和居民生活安全用水提供措施和建议。 展开更多
关键词 芜湖内河 城市河道 重金属 主成分分析 健康风险评价
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亚热带季风区边缘坡立谷河流水化学特征及外源水的增汇效应:以广西马山县清波河流域为例 被引量：2
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作者 张春来 杨慧 +2 位作者 黄芬 邱成 朱同彬 《地学前缘》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期377-386,共10页
雨热同期的亚热带季风气候促进了岩溶碳汇的发生,受外源水补给的边缘坡立谷是岩溶区碳酸盐岩溶蚀作用强烈的区域,对该区不同类型水的水化学特征研究有助于加深对岩溶固碳作用规律的认识。本文运用数理统计、Piper三线图、Gibbs图和主要... 雨热同期的亚热带季风气候促进了岩溶碳汇的发生,受外源水补给的边缘坡立谷是岩溶区碳酸盐岩溶蚀作用强烈的区域,对该区不同类型水的水化学特征研究有助于加深对岩溶固碳作用规律的认识。本文运用数理统计、Piper三线图、Gibbs图和主要离子比值等多种方法,对亚热带典型边缘坡立谷的河流水化学特征、成因及其碳汇效应等进行了分析。结果显示:(1)边缘坡立谷的河水类型主要有外源水、外源水补给的地表河、外源水补给岩溶地下河和岩溶地下水等,其总离子浓度呈递增趋势,岩溶地下水的Ca 2+浓度平均值为91.06 mg/L,分别是外源水补给地下河水、外源水补给地表水和外源水的2.3、4.3和12.4倍,其中外源水补给的地表河水化学离子浓度变化较大;(2)外源水进入岩溶区后,Ca 2+和HCO-3浓度逐渐升高,方解石饱和指数逐渐偏正。在亚热带季风区大量降雨导致的水循环加快的情况下,外源水对碳酸盐岩具有较强的侵蚀性;但外源水无论以补给岩溶地下河还是以地表水进入岩溶区后,其与碳酸盐岩的反应时间或接触面积不足,影响了岩溶碳汇增汇的提升。 展开更多
关键词 边缘坡立谷 水化学 岩溶碳汇 外源水 增汇
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高庙子膨润土胶体释放影响因素试验研究 被引量：2
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作者 李娜娜 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期998-1006,共9页
高放废物处置库中缓冲回填材料膨润土与地下水相互作用时会释放出胶体,而胶体会直接影响放射性核素的迁移行为,因此,膨润土遇水释放胶体研究是处置库系统安全评价的重要内容之一。本文以高庙子膨润土为研究对象,通过室内试验,获得了离... 高放废物处置库中缓冲回填材料膨润土与地下水相互作用时会释放出胶体,而胶体会直接影响放射性核素的迁移行为,因此,膨润土遇水释放胶体研究是处置库系统安全评价的重要内容之一。本文以高庙子膨润土为研究对象,通过室内试验,获得了离子种类、离子强度、pH、温度与浊度的关系曲线,并对这些因素影响胶体释放的机理进行了分析。结果表明:阳离子种类抑制膨润土释放胶体排序依次为Li^(+)<Na^(+)<K^(+)<NH_(4)^(+)<Zn^(2+)<Mg^(2+)<H+<Ca^(2+);阴离子中除OH-对胶体释放有显著促进作用外,其他阴离子基本对胶体释放影响不大;溶液离子强度越大,抑制膨润土胶体释放的能力越强;膨润土在中性条件下更容易释放胶体;在20~50℃之间,升高温度有利于膨润土胶体的释放。 展开更多
关键词 高庙子膨润土 胶体 浊度 离子强度 温度 酸碱性
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开放系统下铅锌对地质碳汇的影响研究
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作者 李亮 姜志伟 +2 位作者 吴秉津 韦栋文 王文海 《地学前缘》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期421-429,共9页
自工业革命以来,资源需求量不断增加,矿产资源被过度开采引起一系列地质环境问题,针对采矿学者研究主要集中在地质环境灾害、矿山的修复技术方法和采矿暴露出的重金属对人类身体健康造成的危害等方面,鲜有学者研究采矿中重金属元素与地... 自工业革命以来,资源需求量不断增加,矿产资源被过度开采引起一系列地质环境问题,针对采矿学者研究主要集中在地质环境灾害、矿山的修复技术方法和采矿暴露出的重金属对人类身体健康造成的危害等方面,鲜有学者研究采矿中重金属元素与地质碳汇的关系,随着双碳目标成为国家战略,重金属与地质碳汇机理研究对双碳战略目标有重要的科学意义。本文通过研究不同岩样在不同浓度铅、锌溶液中的溶解特征来探究开放系统条件下铅锌对地质碳汇的影响,研究发现:(1)随着实验时长的增加,所有组别的pH值呈下降趋势,电导率呈上升趋势。(2)0.5 mg/L的铅溶液可能会抑制岩石的溶解,HCO_(3)^(-)的浓度在第10天时突然变大随后又逐渐减小,而当加入灵川县铅锌矿场的铅锌矿粉末后溶液中HCO_(3)^(-)浓度倍增。0.1 mg/L铅溶液中加入铅锌矿粉末后,其水溶液中的HCO_(3)^(-)浓度明显少于未加入铅锌矿粉末的对照组。故认为铅可能作为抑制剂影响岩样在溶液中的溶解。(3)在1和5 mg/L锌溶液中加入铅锌矿粉末,无论其浓度高低,灰岩、角岩和灰岩+角岩3个实验组别HCO_(3)^(-)浓度将明显高于未加入铅锌矿粉末的对照组,故认为锌可能起催化作用。(4)通过对干燥后的岩样进行非原位SEM图像扫描发现,无论低浓度还是高浓度铅溶液,其溶蚀坑较无铅溶液明显增多,溶蚀台阶也明显呈无规则状,但在高浓度的铅溶液中更加突出,并且伴随着置换反应的发生,由低浓度到高浓度的铅溶液中可以观察到一些孔隙的发展和裂缝的形成。 展开更多
关键词 矿山开采 铅锌离子 地质碳汇
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人类世生物地球化学循环及其科学 被引量：6
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作者 刘丛强 李思亮 +5 位作者 刘学炎 王宝利 郎赟超 丁虎 郝丽萍 张琼予 《地学前缘》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期455-466,共12页
地球已进入新的地质时代——“人类世”,人类已成为全球变化的主要驱动力。人类活动导致的地球生态系统的生物地球化学过程及关键生源要素的生物地球化学循环的改变直接或间接地影响着地球生态系统的关键功能,给人类福祉和可持续发展带... 地球已进入新的地质时代——“人类世”,人类已成为全球变化的主要驱动力。人类活动导致的地球生态系统的生物地球化学过程及关键生源要素的生物地球化学循环的改变直接或间接地影响着地球生态系统的关键功能,给人类福祉和可持续发展带来诸多威胁。本文基于地球系统科学研究的新进展,综述了人类世全球变化特征、生物地球化学循环在地球系统各圈层演化中的作用及其变化规律。特别关注了自然资源开发利用、生产和消费模式改变等人类活动对生物地球化学循环的影响,以及由此产生的气候、生态和环境效应。研究表明,应对人类世全球变化需要系统理解人类活动作为主要驱动力的多要素和多尺度生物地球化学循环过程及其生态和环境效应,基于地球系统科学的理论与方法开展针对人类世社会-生态系统的自然科学和社会科学的交叉融合研究。在文末提出了人类世生物地球化学研究的优先领域和方向,并强调解决受人类活动和气候变化高度影响下人类世生物地球化学循环的各种复杂科学问题的迫切性和重要性。 展开更多
关键词 人类世 生物地球化学循环 全球变化 地球系统科学
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雷州半岛地下水水质空间分布特征及铁、锰、pH超标的水文地球化学成因探析 被引量：4
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作者 王亚 曹小芳 +7 位作者 叶珊 周永章 张珂 陈炳辉 沈文杰 梁浩 曹英杰 李增权 《中国环境监测》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期183-197,共15页
对广东省雷州半岛2009—2017年地下水环境质量调查项目涉及的102个钻孔的水化学数据进行分析,发现该区域地下水的铁(Fe)、锰(Mn)含量和pH普遍超标,导致当地地下水水质以Ⅳ~Ⅴ类居多,不适宜直接作为生活饮用水。其中,中层含水层的Fe、Mn... 对广东省雷州半岛2009—2017年地下水环境质量调查项目涉及的102个钻孔的水化学数据进行分析,发现该区域地下水的铁(Fe)、锰(Mn)含量和pH普遍超标,导致当地地下水水质以Ⅳ~Ⅴ类居多,不适宜直接作为生活饮用水。其中,中层含水层的Fe、Mn超标最显著,且二者具有十分一致的水文地球化学行为特征,因此,该层是解析超标机理的关键层位。松散沉积含水层的Fe、Mn、pH超标问题比基岩裂隙溶隙含水层和交互含水层更突出。湛江组和北海组两个相邻松散岩类地层均含有丰富的铁锰质矿物或结核,应加强对这两个地层的地球化学分析,以进一步解析相关指标超标的地球化学机理。最后,就该区域地下水水质超标机制研究与水质管控提出了建议。 展开更多
关键词 地下水水质超标 环境地质 相关性分析 铁(Fe) 锰(Mn) pH 雷州半岛
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湖南省新田县富锶岩溶水矿物饱和指数特征,Sr^(2+)、SO_(4)^(2-)来源及开发潜力 被引量：1
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作者 赵光帅 苏春田 +4 位作者 黄奇波 朱义年 杨杨 罗飞 李小盼 《中国地质》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期1046-1058,共13页
【研究目的】湖南新田县发现大型富锶矿泉水田,然而锶元素来源及锶矿泉开发利用潜力研究相对薄弱,此外探究富锶岩溶水水化学特征及锶元素来源可为岩溶区寻找富锶地下水提供一定的理论支撑。【研究方法】通过开展水文地质调查,富锶地下... 【研究目的】湖南新田县发现大型富锶矿泉水田,然而锶元素来源及锶矿泉开发利用潜力研究相对薄弱,此外探究富锶岩溶水水化学特征及锶元素来源可为岩溶区寻找富锶地下水提供一定的理论支撑。【研究方法】通过开展水文地质调查,富锶地下水水化学指标检测分析,利用PHREEQC软件、水化学计量法、端元法、水文地质参数等揭示富锶岩溶水矿物饱和指数特征,Sr^(2+)、SO_(4)^(2-)来源及富锶地下水开发潜力。【研究结果】方解石在下降泉和机井中均主要处于饱和状态,白云石由下降泉中未饱和状态转为机井中的饱和状态,菱锶矿在机井中出现饱和状态,石膏在下降泉和机井中均为未饱和状态。下降泉中矿物饱和指数随泉水溶解性总固体增加而升高,两者呈较好的正相关关系,但在机井中两者相关性较差。下降泉SO_(4)^(2-)和大气降水SO_(4)^(2-)具有较好的拟合关系,根据Ca^(2+)、Mg^(2+)、Sr^(2+)、HCO_(3)^(-)、SO_(4)^(2-)化学计量关系,机井中SO_(4)^(2-)可能来源于石膏溶解。下降泉中Sr^(2+)主要来源于石灰岩中以类质同像置换钙的锶,机井中Sr^(2+)较大可能来源于含水层中菱锶矿。研究区85.2%水点的地下水符合国家生活饮用水卫生标准,超标水点多为单指标超标。经计算,枯水年富锶地下水天然补给资源量、可开采资源量和地下水资源潜力分别为3.83×10^(7)m^(3)/a、1.05×10^(7)m^(3)/a、7.28×10^(6)m^(3)/a。【结论】新田县富锶地下水中锶主要来源于泥盆系佘田桥组地层含锶矿物(类质同像置换钙的锶和菱锶矿)的溶解,富锶地下水资源量及资源潜力可观,具有较大的开发利用潜力与价值。 展开更多
关键词 富锶岩溶水 矿物饱和指数 Sr^(2+)和SO_(4)^(2-) 开发潜力 水文地质调查工程 新田县 湖南省
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