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锶同位素在地质学领域的分析技术与应用研究进展

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岩矿测试 2024年

作者：贾伍慧刘凯余成华朱伟邓岳飞中国地质科学院深圳市勘察研究院有限公司山东省地质矿产勘查开发局第八地质大队建设综合勘察研究设计院有限公司

锶同位素具有时间相关性和环境敏感性等独特的地球化学性质。随着测试技术的不断成熟与理论体系的逐渐完善，锶同位素已成为地学研究的关键技术手段。然而，由于外界复杂环境对锶同位素比值的异常干扰，基于热电离质谱法(TIMS)或多接收... 详细信息

锶同位素具有时间相关性和环境敏感性等独特的地球化学性质。随着测试技术的不断成熟与理论体系的逐渐完善，锶同位素已成为地学研究的关键技术手段。然而，由于外界复杂环境对锶同位素比值的异常干扰，基于热电离质谱法(TIMS)或多接收电感耦合等离子体质谱仪(MC-ICP-MS)的常规测试结果可能难以准确解释某些地质演化过程。由此，本文基于锶同位素的固有性质和演化特征，总结了锶同位素分析过程中的样品制备和测试方法，并阐明锶同位素在地层学、岩石学、矿床学和水文地质学等方向的最新进展与认识。锶同位素地层学已形成了包含509百万年至今海水锶同位素变迁的时间序列图，但锶同位素组成受岩浆活动和风化作用等多种因素干扰，作为地层学指标时需要结合特定地质背景仔细校正和解释。岩石学领域通常结合锶同位素区分不同类型岩石的成因、沉积岩石的成岩历程、古环境变迁以及地壳构造活动，然而由于风化、变质作用的影响，锶同位素信息可能无法准确解释岩石成因。锶同位素在矿床学领域用于确定矿床成矿物质来源、流体演化过程和矿床成因类型，但铷-锶同位素体系在高温下可能会因扩散作用和矿物重组等因素导致重置，影响矿物年龄的确定。水文地质学领域利用锶同位素分析地下水的来源和水-岩相互作用过程，而复杂的地下水系统可能使得锶同位素的解释较为困难。据此，本文认为未来需要在重建古海洋锶同位素比值的精确历史、揭示不同温度条件下锶同位素分馏机制、开发精细的锶同位素示踪技术等方面开展深入研究，为锶同位素理论发展及应用提供支撑。

关键词：锶同位素分析技术地层学岩石学矿床学水文地质学

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典型滨海平原城市地下空间地质适宜性评价

地质与勘探 2024年第2期60卷 367-376页

作者：贾伍慧李宗发刘凯闫金凯朱伟郭本力杨鹏中国地质科学院北京100037 青州市自然资源和规划局山东潍坊262500 山东省地质矿产勘查开发局第八地质大队山东日照276800

地下空间地质适宜性评价是城市地下空间资源开发利用的重要前提。滨海平原城市因其特定的城市类型,需建立特定的地质适宜性评价体系来指导地下空间地质适宜性评价。本文以我国典型滨海平原城市日照市为研究区,深入分析了影响地下空间开... 详细信息

地下空间地质适宜性评价是城市地下空间资源开发利用的重要前提。滨海平原城市因其特定的城市类型,需建立特定的地质适宜性评价体系来指导地下空间地质适宜性评价。本文以我国典型滨海平原城市日照市为研究区,深入分析了影响地下空间开发的地质环境因素,提出了基于基础性地质和约束性地质条件的滨海平原城市地质适宜性评价指标体系,进一步采用经验分值法、熵权法和综合评价模型厘定了研究区浅层(0~15m)和次浅层(15~30m)地下空间地质适宜性分区。结果显示,评价指标中水位埋深、断裂带、地面沉降和海水入侵等对地下空间地质适宜性的影响较大。研究区浅层和次浅层地下空间地质适宜性以适宜和较适宜为主,约占研究区面积的90%,不适宜区域约占研究区面积的10%。

关键词：地下空间评价体系熵权法约束性地质条件滨海平原城市日照市

锆石U-Pb和Lu-Hf同位素研究内蒙乌努格吐山斑岩型铜钼矿岩浆岩特征

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岩矿测试 2022年第5期41卷 774-788页

作者：张学君张垚垚刘凯贺晓龙王书训贾伍慧赵泽南中国地质科学院北京100037 中国地质大学(北京)地球科学与资源学院北京100083 湘潭大学环境与资源学院湖南湘潭411105 河北省区域地质调查院河北廊坊065000

位于额尔古纳—呼伦断裂北西侧的乌努格吐山铜钼矿为一大型斑岩型铜钼矿床,矿区岩浆岩发育,为确定赋矿围岩和成矿母岩的侵位时代,探讨岩石成因,本文选择该矿床代表性的岩石样品,采用激光剥蚀多接收器电感耦合等离子体质谱法(LA-MC-ICP-... 详细信息

位于额尔古纳—呼伦断裂北西侧的乌努格吐山铜钼矿为一大型斑岩型铜钼矿床,矿区岩浆岩发育,为确定赋矿围岩和成矿母岩的侵位时代,探讨岩石成因,本文选择该矿床代表性的岩石样品,采用激光剥蚀多接收器电感耦合等离子体质谱法(LA-MC-ICP-MS)和激光剥蚀电感耦合等离子体质谱法(LA-ICP-MS),对岩浆岩的锆石U-Pb同位素和锆石Lu-Hf同位素进行了分析测定。研究表明:①研究区锆石稀土元素含量较高,重稀土强烈富集,具δEu负异常和δCe强正异常,稀土配分曲线具左倾特征;②不等粒二长花岗岩为赋矿围岩,锆石^(206)Pb/^(238)U加权平均年龄为200.96±0.88Ma(MSWD=3.0),岩体形成于早侏罗世,锆石Lu-Hf同位素特征表明岩浆源区为幔源物质和少量古老壳源物质的混合;③流纹质碎斑熔岩为成矿母岩,锆石^(206)Pb/^(238)U加权平均年龄为179.58±0.91Ma,形成于早侏罗世,锆石Lu-Hf同位素特征显示岩浆源区以幔源物质为主。研究结果揭示了从赋矿围岩到成矿母岩岩浆源区从壳源到幔源过渡的演化过程。

关键词：乌努格吐山铜钼矿 LA-MC-ICP-MS U-Pb同位素 Lu-Hf同位素岩石成因

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基于地下水位昼夜波动估算地下水蒸散量

人民黄河 2018年第8期40卷 66-70,74页

作者：贾伍慧尹立河张俊王晓勇徐丹丹张燕中国地质大学水资源与环境学院北京100083 中国地质调查局西安地质调查中心陕西西安710054 中国地质调查局干旱半干旱区地下水与生态重点实验室陕西西安710054 长安大学环境科学与工程学院陕西西安710064

干旱半干旱地区地下水蒸散发量(ETG)是地下水重要的源汇项之一,利用地下水位昼夜波动估算ETG具有数据获取简单、成本低、不确定参数较少等优势,其中Loheide方法精确度最高,且能够计算小时尺度的ETG。以毛乌素沙地实测地下水位为基础,改... 详细信息

干旱半干旱地区地下水蒸散发量(ETG)是地下水重要的源汇项之一,利用地下水位昼夜波动估算ETG具有数据获取简单、成本低、不确定参数较少等优势,其中Loheide方法精确度最高,且能够计算小时尺度的ETG。以毛乌素沙地实测地下水位为基础,改进了Loheide方法计算地下水蒸散发过程中水位恢复速率的计算方法,估算了小时尺度的ETG,并分析了植被生长季节ETG的变化规律及影响因素。结果表明:利用前日20:00至05:00估算水位恢复速率可以获取精确度高的ETG;利用改进的Loheide方法估算的研究区2012年6—9月平均每日ETG分别为3.92、3.62、4.15、2.95 mm/d,该估算结果与ET0相关性较好,精确度较高;植物生长季ETG受多种因素影响,包括气温、净辐射、植被蒸腾和土壤含水率等。

关键词：改进的Loheide方法地下水蒸散发地下水位昼夜波动水位恢复速率

毛乌素沙地海流兔河流域植被净初级生产力估算

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植物资源与环境学报 2017年第3期26卷 84-91页

作者：张燕尹立河胡伏生贾伍慧王晓勇徐丹丹张俊刘天罡中国地质大学(北京)水资源与环境学院北京100083 中国地质调查局西安地质调查中心陕西西安710054 长安大学环境科学与工程学院陕西西安710064

采用CASA(Carnegie-Ames-Stanford Approach)模型,结合TERRA MODIS卫星数据和气象数据,对毛乌素沙地海流兔河流域2015年各月的植被净初级生产力(NPP)进行估算,并对植被NPP月平均值的时空分布规律及其与气象因子和地下水位埋深的关系进... 详细信息

采用CASA(Carnegie-Ames-Stanford Approach)模型,结合TERRA MODIS卫星数据和气象数据,对毛乌素沙地海流兔河流域2015年各月的植被净初级生产力(NPP)进行估算,并对植被NPP月平均值的时空分布规律及其与气象因子和地下水位埋深的关系进行了分析。结果表明:毛乌素沙地海流兔河流域2015年植被NPP总量为2.88×10^(11)g,生长季(4月份至10月份)的植被NPP总量达2.81×10^(11)g,占全年植被NPP总量的97.57%。随着时间推移,植被NPP月平均值和归一化差分植被指数(NDVI)月平均值呈"缓慢增加—急剧增加—急剧下降"的变化趋势。植被NPP月平均值季节变化明显,春季、夏季、秋季和冬季植被NPP月平均值之和分别为20.55、69.39、20.46和0.48 g·m^(-2)。从空间分布上看,中部河谷和滩地的植被NPP月平均值总体上高于东南部、西部和西北部等沙丘荒漠区。月平均气温对植被NPP月平均值变化的影响最大,其次为平均实际日蒸散发量和地表月太阳辐射。植被NPP月平均值随着地下水位埋深的增加而减小,最大值出现在地下水位埋深1~2 m之间。上述研究结果显示:采用CASA模型可以较好地估算毛乌素沙地海流兔河流域植被NPP值,月平均气温和地下水位埋深对该流域植被NPP值的影响较大。

关键词：毛乌素沙地海流兔河流域净初级生产力(NPP) CASA模型时空分布气象因子地下水位埋深

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江西吉安钱山地区地热资源特征及热源机制

地球学报 2024年第1期45卷 39-52页

作者：张垚垚刘凯童珏何庆成贺晓龙贾伍慧张浩然王书训中国地质科学院北京100037 中国地质大学(北京)地球科学与资源学院北京100083 江西省地质局第四地质大队江西萍乡337000 湘潭大学环境与资源学院湖南湘潭411105 中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院北京100083

位于罗霄山脉北支武功山西南地区的钱山地热田是研究武功山地热资源的关键地区。本文综合区域地质、研究区地质特征、热物性参数、水化学特征、锆石同位素等方法,重点分析了钱山地区的地热系统特征,深入研究了钱山地热的构造背景和热源... 详细信息

位于罗霄山脉北支武功山西南地区的钱山地热田是研究武功山地热资源的关键地区。本文综合区域地质、研究区地质特征、热物性参数、水化学特征、锆石同位素等方法,重点分析了钱山地区的地热系统特征,深入研究了钱山地热的构造背景和热源机制。研究表明:(1)NE–SW向的和平—三江断裂是钱山地热重要的导热和控热构造;(2)水化学及同位素特征指示钱山地区的地热水和冷水均为大气降水补给;(3)早志留世黑云二长花岗岩热导率特征表明花岗岩具有很好的导热效果和聚热能力;(4)黑云二长花岗岩放射性生热率较低且时代久远,揭示放射性元素生热和岩浆岩余热对热源做出的贡献非常小,钱山地热的热源主要来自壳源深部地热。本研究可为武功山地区地热资源成因及合理开发利用等提供重要的启示。

关键词：钱山地热热物性参数水化学特征热源机制武功山

2002-2015年西北地区陆地水储量时空变化特征

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中国水利水电科学研究院学报 2018年第4期16卷 314-320页

作者：徐子君尹立河胡伏生贾伍慧张俊王晓勇中国地质大学(北京)水资源与环境学院北京100083 中国地质调查局西安地质调查中心中国地质调查局干旱-半干旱区地下水与生态重点实验室陕西西安710054

在干旱—半干旱地区,陆地水是经济社会发展的重要水源。本文利用高斯平滑滤波处理的2002—2015年逐月GRACE卫星时变重力场数据,反演了西北地区陆地水储量变化。结果表明:在时间上,西北地区陆地水储量总体呈现下降趋势,每月减少0.014 cm... 详细信息

在干旱—半干旱地区,陆地水是经济社会发展的重要水源。本文利用高斯平滑滤波处理的2002—2015年逐月GRACE卫星时变重力场数据,反演了西北地区陆地水储量变化。结果表明:在时间上,西北地区陆地水储量总体呈现下降趋势,每月减少0.014 cm,相当于每年减少53.5亿m^3。在空间上,2002—2015年间陆地水储量减少区域约为224万km^2,增加区域约为106万km^2。各地区陆地水储量呈现明显的季节变化,7月达到年内最大值,陆地水储量处于盈余状态;冬、春季节为年内的低值区,陆地水储量处于亏损状态;陆地水储量的变化与降雨季节变化一致,表明西北地区降水是最重要的陆地水来源。

关键词： GRACE 陆地水储量降水时空分布西北地区

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穹窿控制型地热流体质量评价

地球学报 2024年第1期45卷 80-90页

作者：贾伍慧刘凯张垚垚张寿川何庆成孙军亮余廷溪郭骏瀚王路瑶中国地质科学院北京100037 中国地质大学(北京) 北京100083 中国矿业大学(北京) 北京100083

地热流体是主要的地热资源之一。地热流体质量评价是地热流体开发利用的关键环节。本文利用地热水的现场测试和实验室全分析数据,对江西武功山穹窿区17处地热水进行了质量评价,主要包括理疗热矿水评价、饮用天然矿泉水评价、农业灌溉用... 详细信息

地热流体是主要的地热资源之一。地热流体质量评价是地热流体开发利用的关键环节。本文利用地热水的现场测试和实验室全分析数据,对江西武功山穹窿区17处地热水进行了质量评价,主要包括理疗热矿水评价、饮用天然矿泉水评价、农业灌溉用水评价、渔业用水评价、腐蚀性及结垢趋势评价。评价结果显示,82%的地热水达到理疗热矿水标准,主要达标元素为氟和硅;18%的地热水达到天然矿泉水标准,达标成分为偏硅酸;化学组分适用于农业灌溉直接用水的地热水占82%,需经梯级利用后使尾水温度低于35℃;适用于渔业用水的地热水占76%;所有地热水均无腐蚀性和结垢趋势。以上结果可为该地区地热流体资源开发利用提供有效的参考价值。

关键词：地热资源地热流体武功山质量评价

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鄂尔多斯高原湖泊蒸发原位试验研究

水文地质工程地质 2019年第5期46卷 16-23页

作者：许文豪王晓勇张俊尹立河贾伍慧朱立峰董佳秋孙芳强中国地质大学(北京)水资源与环境学院北京100083 中国地质调查局西安地质调查中心陕西西安710054

鄂尔多斯高原分布有大量湖泊,湖泊蒸发作为地表水的主要排泄方式,是准确评价水资源的关键均衡项之一。研究湖泊蒸发对于认识区域水循环、水资源评价和湖泊生态环境保护等方面有着重要的现实意义和科学价值。然而该地区对于湖泊蒸发的实... 详细信息

鄂尔多斯高原分布有大量湖泊,湖泊蒸发作为地表水的主要排泄方式,是准确评价水资源的关键均衡项之一。研究湖泊蒸发对于认识区域水循环、水资源评价和湖泊生态环境保护等方面有着重要的现实意义和科学价值。然而该地区对于湖泊蒸发的实测资料有限,大多通过折算法和公式法计算。本次研究在鄂尔多斯高原典型湖泊——木凯淖开展原位试验,通过安置在湖泊中心的蒸发器实测水面蒸发,分析蒸发与气象因素之间的相关性,并将原位湖水蒸发和湖边陆面蒸发皿蒸发以及Penman公式理论值进行对比。研究表明,湖水蒸发受湿度和气温两种因素影响较大;湖泊水面蒸发与湖边陆面小蒸发皿的折算系数约为0.85,较前人研究偏大;湖水蒸发受湖水盐度影响很小,可以忽略;与Penman公式计算结果相比,相关性分析结果较高,在缺乏实测资料时,可通过Penman公式估算湖水蒸发。

关键词：湖泊蒸发原位试验木凯淖鄂尔多斯高原