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陕西泾阳南部地下水水文地球化学成因机制及次生环境挑战
1
作者 徐盼盼 钱会 +3 位作者 张奇莹 臧永琪 刘源 董佳毅 《地质通报》 北大核心 2025年第5期811-824,共14页
[研究目的]陕西泾阳南部是典型的黄土分布区、人口居住聚集区、农业活动密集区、地质灾害频发区,研究该区地下水的水文地球化学成因机制及次生环境挑战,对黄土高原地下水资源开发利用、用水安全保障和生态地质环境保护具有重要意义。[... [研究目的]陕西泾阳南部是典型的黄土分布区、人口居住聚集区、农业活动密集区、地质灾害频发区,研究该区地下水的水文地球化学成因机制及次生环境挑战,对黄土高原地下水资源开发利用、用水安全保障和生态地质环境保护具有重要意义。[研究方法]基于区内地下水调查、水样采集与分析,查明地下水主要离子分布特征;综合运用水化学方法和同位素理论,揭示地下水水文地球化学成因机制及其主控因子;借助综合权重水质指数、镁危害系数、钠百分比、Wilcox图、灌溉系数,评估地下水的饮用和灌溉适宜性,进而阐释其次生环境挑战。[研究结果]研究区地下水整体呈弱碱性,泾河南岸地下水的TDS范围为752~2108 mg/L,属淡水和微咸水,北岸地下水的TDS范围为1232~3768 mg/L,属微咸水和咸水;地下水优势阳离子为Na^(+)和Mg^(2+),优势阴离子为HCO_(3)-与SO_(4)^(2-),水化学类型以HCO_(3)·SO_(4)-Na·Mg和HCO_(3)·SO_(4)·Cl-Na·Mg型为主,且北岸的水化学类型更复杂。水化学特征主要受岩石风化作用影响,其中以硅酸盐岩的风化溶解作用为主导;蒸发浓缩作用与阳离子交替吸附作用促进了地下水咸化;南岸地下水受农业活动影响显著,北岸地下水主要受工业活动、生活污水与人畜粪肥的综合影响。饮用水质等级以中等为主,引起健康风险的首要因子为总硬度、NO_(3)-、F-和SO_(4)^(2-);大部分地下水不适宜直接灌溉,需采取措施,防止累盐,否则会诱发土壤盐渍化。[结论]陕西泾阳南部泾河两岸地下水的水化学特征分异,主要受控于硅酸盐岩风化作用,叠加蒸发浓缩作用与人类活动影响。地下水总硬度、硝酸盐、氟化物等健康风险因子超标,同时地下水咸化,易诱发土壤盐渍化。建议针对性开展地下水污染防治工作,以免面临更严峻的次生环境挑战。 展开更多
关键词 地下水 水化学 同位素 水文地球化学过程 水质评价 泾阳南部 陕西
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高山冰川区冰碛土形成过程、成土特征及滑坡灾变机制研究进展 被引量：2
2
作者 魏欣 申艳军 +3 位作者 宁奕冰 王艳 占洁伟 李雪婷 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2024年第3期947-962,共16页
冰碛土作为冰川搬运、堆积消融后的主要产物,广泛发育于我国环青藏高原边缘高山冰川区。受高海拔山区地形地貌及极端气候的影响,呈现宽级配、强渗透、非均质、无分选及无层理等特征,是诱发高山冰川区冰碛土滑坡地质灾害的主要物质来源... 冰碛土作为冰川搬运、堆积消融后的主要产物,广泛发育于我国环青藏高原边缘高山冰川区。受高海拔山区地形地貌及极端气候的影响,呈现宽级配、强渗透、非均质、无分选及无层理等特征,是诱发高山冰川区冰碛土滑坡地质灾害的主要物质来源。系统掌握高山冰川区冰碛土的形成过程及灾变演化特征对于科学认知孕灾机制具有重要现实价值。据此,首先论述了高山冰川区冰川作用及冰碛地貌特征,阐明了冰碛土的演化过程及发育条件,并针对我国环青藏高原边缘高山冰川区冰碛土的分布特征进行分析。其次,总结了冰碛土的相关分类指标,并探讨了不同沉积部位、沉积时间及沉积成因下冰碛土的典型成土特征。最后,梳理了冰碛土滑坡的主要致灾因素及结构特征,并剖析了在极端气候环境下冰碛土滑坡的发育特征及灾变演化过程。研究表明:(1)高山冰川区冰碛土发育主要受冰川冰进及冰退作用控制,在西部高海拔地区、高山系成群分布且气候垂直变化明显区域广泛发育。(2)不同沉积部位及沉积时间分布的冰碛土结构呈现显著区域分异性,主要表现为高海拔冰川源头的现代冰碛土具有结构松散、磨圆度差且层理不发育等特征,而古冰碛土分布海拔跨度大且结构相对致密。(3)不同类型冰碛土边坡结构引发的界面型滑坡破坏模式包括:浅表层冰碛层降/融水蠕滑型、冰水堆积-古冰碛层界面控制型及冰碛层-湖相沉积接触风化型等3类,其内部富冰带的滞水促滑效应是引发冰碛土界面型滑坡灾害的主要诱因。该研究旨在为揭示高山冰川区冰碛土地质特征及滑坡灾变机制提供基础参考。 展开更多
关键词 冰碛土 形成过程 发育条件 成土特征 灾变机制
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秦岭生态地质环境系统研究关键思考 被引量：15
3
作者 彭建兵 申艳军 +9 位作者 金钊 刘铁铭 李永红 庄建琦 王震洪 余琛 成玉祥 马鹏辉 高帅 李振洪 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第11期4344-4358,共15页
生态地质环境系统研究应以地质学为基础,以生态学为指导,研究岩石、土壤、水、生物等在地质作用下产生的生态问题。秦岭生态地质特色鲜明,是催生生态地质基础理论、形成生态地质保护对策的理想实践地,迫切需要对秦岭生态地质环境角色地... 生态地质环境系统研究应以地质学为基础,以生态学为指导,研究岩石、土壤、水、生物等在地质作用下产生的生态问题。秦岭生态地质特色鲜明,是催生生态地质基础理论、形成生态地质保护对策的理想实践地,迫切需要对秦岭生态地质环境角色地位予以系统剖析,梳理秦岭生态地质环境系统面临的主要挑战,构建秦岭生态地质环境系统框架体系。研究提出秦岭生态地质环境系统研究要把握以下关键思考:一是秦岭生态地质环境要素多元、圈层互馈过程复杂、灾害叠加影响效应突出、人-地-生相互作用强烈,立足生态秦岭面临的现实挑战,需认知秦岭生态地质环境系统的要素构成及家底,构建秦岭生态地质环境系统要素互馈演化模型,探索生态退化、水土流失和地质灾害共存递进关系,进而提出地质环境-生态环境-人类环境动态平衡调控对策;二是秦岭生态地质环境系统框架体系应以地质环境认知为基础,将生态环境充分融入地质环境之中整体考虑,并对各要素对生态环境影响进行梳理;其中,构造、地貌地质环境是“生态容器”,岩石、土壤及水文地质环境是“生态载体”,灾害地质环境是引起“生态损害”的重要因素,人类活动环境则为造成“生态扰动”的外在驱动;三是秦岭林体-土体-岩体-山体-水体五体关系复杂,内生互馈作用密切,认识“山水林田湖草生命共同体”同存-同演-同损-同荣规律的科学内涵,应立足于探究林体-土体-岩体-山体-水体的互馈与协同演进机制;四是秦岭地面生态损害、表层水土灾害、浅深层地质灾害呈现互馈耦合、共存递进演化特征,需重点把握“生态损害→地质灾害的递进关系及内在机制”这一关键问题;五是开展秦岭人类环境-地质环境-生态环境动态平衡调控机制研究,应以探索生态安全与人地协调的关系为核心,分析生态系统破坏和地质灾害与地质-地貌-气候-人类活动的时序演变关系,在此基础上探索生态地质环境系统的动态平衡机制,进而提出基于人地协调的生态安全防控策略。 展开更多
关键词 秦岭 生态地质环境系统 地质环境 生态损害 生态安全
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山地土壤养分的双向补给特征及演化过程
4
作者 师百垒 申艳军 +6 位作者 彭建兵 袁延召 宁奕冰 陈兴 朱锦宇 张晟玮 李思睿 《地球科学与环境学报》 北大核心 2025年第4期780-793,共14页
山地土壤具有典型的多层序结构,系基岩风化与大气-地表生物循环的综合产物,其养分来源也反映了基岩与地表过程的双向补给特点。为探索山地土壤养分的内生与外生补给耦合关系,系统梳理了基岩地球化学和地表过程对土壤养分的补给机制,探... 山地土壤具有典型的多层序结构,系基岩风化与大气-地表生物循环的综合产物,其养分来源也反映了基岩与地表过程的双向补给特点。为探索山地土壤养分的内生与外生补给耦合关系,系统梳理了基岩地球化学和地表过程对土壤养分的补给机制,探讨了不同岩性矿物风化差异及不同地表过程对山地土壤养分的调节控制作用,并阐释了物质流动、能量转化和生态服务功能协同关系;最后,基于山地土壤养分双向补给的时空演化过程,建立了区域尺度下反映基岩风化与大气-地表生物循环双向补给的山地土壤养分通量模型。结果表明:(1)基岩风化通过控制养分可用性、地下水存储能力、结构发育程度和地形塑造来影响植被生长;(2)大气-地表生物循环通过调节土壤环境、养分形态转换和利用频率来影响植被生长;(3)基岩风化与地表过程在时间上的差异驱动和在空间上的叠加耦合共同塑造了复杂且独特的山地土壤养分格局;(4)在时间尺度上考虑基岩风化的养分通量模型,有助于理解区域山地生态系统养分需求策略和生态地质系统平衡机制。研究以期为山地土壤养分的双向来源提供全新认识,并建议关注基岩地球化学对地表生态系统的影响作用,从而为山地土壤资源科学化管理及实现生态系统可持续发展提供新的视角。 展开更多
关键词 山地土壤 层序结构 养分补给 地球化学 生物循环 控制机制 演化过程 通量模型
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青海共和盆地北缘当家寺岩体环斑结构花岗闪长岩岩石成因及地质意义
5
作者 李伟 段丰浩 +4 位作者 支倩 彭南赫 王盼龙 王芊 彭建兵 《地球科学与环境学报》 北大核心 2025年第2期176-198,共23页
青海共和盆地周缘广泛发育晚二叠世—三叠纪岩浆岩,其形成时代和岩石成因与宗务隆洋俯冲-碰撞过程密切相关。以龙羊峡水库北侧当家寺岩体中新发现的环斑结构花岗闪长岩及其闪长质包体为研究对象,对其开展岩相学、地球化学和锆石U-Pb年... 青海共和盆地周缘广泛发育晚二叠世—三叠纪岩浆岩,其形成时代和岩石成因与宗务隆洋俯冲-碰撞过程密切相关。以龙羊峡水库北侧当家寺岩体中新发现的环斑结构花岗闪长岩及其闪长质包体为研究对象,对其开展岩相学、地球化学和锆石U-Pb年代学研究。结果表明:环斑结构花岗闪长岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为(245.8±1.3)Ma;环斑结构花岗闪长岩属高钾钙碱性弱过铝质I型花岗岩,具有较高的SiO_(2)质量分数(65.9%~71.1%)和Mg^(#)值(44.6~49.6),富集Rb、K、Th、U等大离子亲石元素和轻稀土元素,亏损Nb、Ta、Ti,中等Eu负异常(0.46~0.73)等特征;微量元素特征和矿物不平衡结构(环斑长石、长石熔蚀现象和角闪石包裹斜长石)表明,环斑结构花岗闪长岩主要源自镁铁质下地壳部分熔融并伴有幔源组分参与;闪长质包体呈不规则椭球状,发育淬冷边和针状磷灰石,具有更低的SiO_(2)质量分数(61.9%~63.4%)、更高的Mg^(#)值(57.4~59.4)和更平坦的稀土元素配分模式,暗示当家寺岩体环斑结构花岗闪长岩和闪长质包体是幔源高温岩浆与下地壳玄武质岩石部分熔融产生的长英质岩浆不同比例混合形成的。结合前人研究成果认为,共和盆地北缘中三叠世岩浆活动与宗务隆洋南向俯冲诱发的幔源岩浆底侵和壳幔岩浆混合作用有关。 展开更多
关键词 地球化学 锆石U-Pb年龄 花岗闪长岩 岩石成因 中三叠世 岩浆混合 共和盆地
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