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现代北太平洋中层水研究进展综述

地球科学 2024年第8期49卷 2914-2924页

作者：刘辉宫勋中国地质大学广州南沙地大滨海研究院广东广州511462 中国地质大学生物地质与环境地质国家重点实验室湖北武汉430074 齐鲁工业大学(山东省科学院) 山东省计算中心(国家超级计算济南中心)算力互联网与信息安全教育部重点实验室山东济南250014

北太平洋中层水是北太平洋最大的原生水体,是目前发现的北太平洋表层与底层水发生交换的唯一通道,因此认识北太平洋中层水生成和传输过程是理解北太平洋垂向水交换及其环流结构的必要一环.同时,北太平洋中层水的水体特征和环流结构在“... 详细信息

北太平洋中层水是北太平洋最大的原生水体,是目前发现的北太平洋表层与底层水发生交换的唯一通道,因此认识北太平洋中层水生成和传输过程是理解北太平洋垂向水交换及其环流结构的必要一环.同时,北太平洋中层水的水体特征和环流结构在“海—气—冰”耦合系统内显著影响全球碳循环系统和海洋生态系统,进而可能改变全球气候变暖进程.围绕北太平洋中层水的物理海洋学研究主要从20世纪70年代开始,已有研究多依赖走航断面和站点数据,少部分结合数值模拟方法.本文对已有的北太平洋中层水研究工作进行了综述,进而提出继续深化对北太平洋中层水的研究包括如下几个方面:北太平洋中层环流系统趋势和“季节性—年际—年代际”振荡的特征识别;北太平洋中层环流系统对大气环流和上层海洋过程的响应机制研究;北太平洋中层环流系统稳定性及对气候变暖的反馈机制研究.

关键词：北太平洋中层水中层环流垂向水交换海洋地质

沉积物中砷的赋存特征及对地下水砷富集的控制:以内蒙古河套盆地为例

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中国地质 2024年第4期51卷 1331-1341页

作者：张卓郭华明韩双宝牛笑童中国地质调查局天津地质调查中心(华北地质科技创新中心) 天津300170 天津市海岸带地质过程与环境安全重点实验室天津300170 中国地质大学(北京)生物地质与环境地质国家重点实验室北京100083 中国地质调查局水文地质环境地质调查中心河北保定071051

【研究目的】河套盆地西侧存在原生高砷地下水,查明含水层沉积物中砷的空间分布和赋存特征,分析地下水砷的富集机理,有利于保障当地居民用水安全。【研究方法】本研究在河套盆地山前冲洪积扇区的钻孔K02和河套盆地平原区的钻孔K01中分... 详细信息

【研究目的】河套盆地西侧存在原生高砷地下水,查明含水层沉积物中砷的空间分布和赋存特征,分析地下水砷的富集机理,有利于保障当地居民用水安全。【研究方法】本研究在河套盆地山前冲洪积扇区的钻孔K02和河套盆地平原区的钻孔K01中分别采集25和26个沉积物样品,用于分析岩性特征与地球化学组分,并开展砷的分步提取与解吸附实验。【研究结果】山前冲洪积扇区含水层处于相对氧化的环境中,而平原区含水层处于封闭的还原环境中。后者沉积物电导率普遍高于前者,两者沉积物电导率随深度均有递减趋势。山前冲洪积扇区和平原区沉积物总固相砷含量相差不大,但固相砷的赋存形态差别较大,前者沉积物固相砷以无定形态的铁氧化物或氢氧化物共存的砷为主,后者则以强吸附态砷为主。【结论】沉积物中砷赋存特征的差异是造成平原区地下水砷浓度高于山前冲洪积扇区的主要原因。解吸附实验表明弱碱性环境或高Na/Ca^(0.5)摩尔比值均能促进砷的解吸附,导致地下水中砷的富集。

关键词：沉积物固相砷赋存特征水文地质调查工程河套盆地内蒙古

不同产状褐帘石中稀土元素对晶体结构微调的影响

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现代地质 2024年

作者：徐晶晶李林杨小男中国地质大学(北京)科学研究院中国地质大学(北京)地质过程与矿产资源国家重点实验室中国地质博物馆

褐帘石作为花岗岩、矽卡岩以及花岗伟晶岩中常见的副矿物，是岩浆中轻稀土元素(LREE)、Th、U和Sr等微量元素的重要载体，在俯冲带的临界温度范围内褐帘石能够很好的控制LREE含量，其成分对结构变化所产生的影响对地球科学研究具有非常... 详细信息

褐帘石作为花岗岩、矽卡岩以及花岗伟晶岩中常见的副矿物，是岩浆中轻稀土元素(LREE)、Th、U和Sr等微量元素的重要载体，在俯冲带的临界温度范围内褐帘石能够很好的控制LREE含量，其成分对结构变化所产生的影响对地球科学研究具有非常重要的指示作用。本文通过单晶X射线衍射、粉晶X射线衍射、LA-ICP-MS等一系列系统的结构和化学成分对比分析了不同地质环境中褐帘石族矿物单晶的晶胞参数特征，并在此基础之上深入讨论了帘石族矿物中稀土元素对晶体结构微调的过程。根据实验数据的比较随着REE3+替代Ca2+占据A占位使得帘石族矿物晶体的a、b、c、V各个晶胞参数得到了相应程度增大，其中晶胞体积的变化较为明显由457.92 ?3增大至479.93 ?3，体积增大接近4.8%；褐帘石的(110)、(31)、(222+123+114)、(322+42)和(307)等面网可以间接指示褐帘石中稀土元素的含量和占位情况。

关键词：褐帘石稀土元素晶体结构晶胞参数多面体体积

辽宁秀水盆地早白垩世义县组有机质富集机理研究——以LFD1井为例

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沉积学报 2024年第1期42卷 282-294页

作者：胡祖宏胡建芳席党鹏孙守亮陈树旺彭平安中国科学院广州地球化学研究所深地科学卓越创新中心有机地球化学国家重点实验室广州510640 中国科学院大学北京100049 中国地质大学(北京)生物地质与环境地质国家重点实验室北京100083 中国地质调查局沈阳地质调查中心沈阳110034

【目的】辽宁北部秀水盆地为中生代小型断陷盆地,发育沉积厚度巨大的下白垩统义县组地层,需要明确其有机质富集方式。【方法】通过对秀水盆地LFD1井义县组二段和三段沉积岩开展了有机质稳定碳同位素组成以及正构烷烃、甾烷和藿烷等生物... 详细信息

【目的】辽宁北部秀水盆地为中生代小型断陷盆地,发育沉积厚度巨大的下白垩统义县组地层,需要明确其有机质富集方式。【方法】通过对秀水盆地LFD1井义县组二段和三段沉积岩开展了有机质稳定碳同位素组成以及正构烷烃、甾烷和藿烷等生物标志化合物的有机地球化学研究。【结果与结论】秀水盆地LFD1井义县组二段和三段沉积岩有机质含量高,变化范围为0.01%~4.78%,且已经进入成熟阶段,具有良好的油气勘探前景;其有机质沉积演化划分为四个阶段:阶段Ⅰ,火山活动促进了生产力水平的提高,在弱还原—弱氧化的条件下形成了δ^(13)C_(org)偏轻、有机质含量高的沉积记录;阶段Ⅱ1,δ^(13)C_(org)偏重的陆生植物碎屑大量进入湖泊中,沉积环境处于强还原状态;阶段Ⅱ2,沉积环境在还原—弱氧化状态下变化,湖泊水体中藻类和水生植物繁盛,提供大量有机质促使形成了高TOC的沉积建造;阶段Ⅲ,沉积速率加快,对有机质富集起到了一定稀释作用,但该阶段的开始和结束出现了短暂的强还原沉积环境和水体分层,并在对应层位形成了有机质相对较高的沉积记录。

关键词：义县组生物标志化合物沉积环境有机质来源

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硫化纳米零价铁在地下水修复中的研究进展

中国环境科学 2024年第7期44卷 3682-3697页

作者：陈宗定孔祥科许春雪张兆吉黄园英孙慧中安子怡中国地质科学院水文地质环境地质研究所河北石家庄050061 国家地质实验测试中心自然资源部生态地球化学重点实验室北京100037

相比于传统的纳米零价铁(nZVI)材料,经硫化改性得到的硫化纳米零价铁(S-nZVI)具有活性高、电子选择性强等优势,在地下水污染修复研究中倍受关注.在系统总结目前S-nZVI的主要制备和改性方法基础上,重点阐述了其与含氯有机污染物及重金属... 详细信息

相比于传统的纳米零价铁(nZVI)材料,经硫化改性得到的硫化纳米零价铁(S-nZVI)具有活性高、电子选择性强等优势,在地下水污染修复研究中倍受关注.在系统总结目前S-nZVI的主要制备和改性方法基础上,重点阐述了其与含氯有机污染物及重金属的反应机理,指出S-nZVI的合成过程(硫化方法、硫化剂及S/Fe比)和水环境(pH值及化学组分等)是影响其与污染物反应活性的重要因素.此外,从S-nZVI的稳定性、迁移性和生物毒性方面评述了其在地下水修复中的应用前景,并对S-nZVI未来研究方向进行了展望,以期为S-nZVI应用于地下水原位修复提供支撑.

关键词：硫化纳米零价铁制备地下水修复

相对湿度条件下二氧化锰对甲基对硫磷的转化行为

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安全与环境工程 2024年第2期31卷 274-281页

作者：雷蒙曹瑾如周超群张彩香廖小平武汉工程大学化学与环境工程学院湖北武汉430205 中国地质大学(武汉)生物地质与环境地质国家重点实验室湖北武汉430078

以不同晶型的二氧化锰(MnO_(2))为试验材料,探讨了相对湿度(relativehumidity,RHγ-Mn O_(2)>β-Mn O_(2);负载离子(PO_(4)^(3-)、Ca^(2+)和Mn^(2+))都能明显抑制甲基对硫磷的降解反应速率,其中Mn^(2+)的抑制效果最为显著;RH条件下Mn O_(2)对甲基对硫磷的转化路径主要包括水解和氧化,水解产物为对硝基苯酚,氧化产物为甲基对氧磷。本研究结果证实了实际土壤层RH显著影响锰氧化物对有机磷农药的转化行为,对理解天然环境中该类污染物的归趋行为具有参考价值。

关键词：二氧化锰甲基对硫磷相对湿度转化行为

层级制全局敏感性分析方法及其在地下水模型中的应用

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地质科技通报 2024年第5期43卷 216-224页

作者：刘玉姣戴恒李跃东崔节波文章中国地质大学(武汉)长江流域环境水科学湖北省重点实验室武汉430078 中国地质大学(武汉)生物地质与环境地质国家重点实验室武汉430078 生态环境部华南环境科学研究所广州510655

在地下水建模中,为了更好地利用有限的资金和资源去最优化地降低预测结果的不确定性,需要使用敏感性分析来测算各个模型输入因素的重要性。提出了改进的层级制全局敏感性分析方法来量化不同类型的输入不确定性对输出结果不确定性的贡献... 详细信息

在地下水建模中,为了更好地利用有限的资金和资源去最优化地降低预测结果的不确定性,需要使用敏感性分析来测算各个模型输入因素的重要性。提出了改进的层级制全局敏感性分析方法来量化不同类型的输入不确定性对输出结果不确定性的贡献,并以此评估地下水模型中各个不确定性过程对输出结果的影响程度;使用一个理想的地下水污染运移模拟模型作为算例对该新方法进行了测试和展示。结果表明,模型的不确定性是该案例预测结果不确定性的主要来源,而且地质模型的不确定性相较于其他模型更为重要。该方法能够为地下水模型提供更加全面的敏感性分析,相较于传统的参数敏感性分析,新方法能够考虑的不确定性输入因素更多,计算效率明显提升,可为模型使用者和管理者提供更有用的敏感性信息。

关键词：地下水模型不确定性全局敏感性分析层级制全局敏感性分析

吐哈盆地胜北洼陷中下侏罗统水西沟群天文旋回地层划分

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岩性油气藏 2024年第6期 89-97页

作者：苟红光林潼房强张华李山程祎尤帆中国石油吐哈油田公司勘探开发研究院中国石油勘探开发研究院中国地质大学(北京)生物地质与环境地质国家重点实验室中国地质大学(北京)海洋学院

根据自然伽马测井数据，对吐哈盆地胜北洼陷沁探1井中下侏罗统水西沟群开展旋回地层学分析和沉积噪声模拟，并利用识别出的地层中的米兰科维奇旋回信号来研究地球轨道周期对湖平面变化的驱动作用，进而进行天文旋回地层划分。研究结果... 详细信息

根据自然伽马测井数据，对吐哈盆地胜北洼陷沁探1井中下侏罗统水西沟群开展旋回地层学分析和沉积噪声模拟，并利用识别出的地层中的米兰科维奇旋回信号来研究地球轨道周期对湖平面变化的驱动作用，进而进行天文旋回地层划分。研究结果表明：（1）吐哈盆地胜北洼陷中下侏罗统水西沟群在自然伽马曲线中可识别出12.8～51.1 m,3.0～11.9 m,1.1～3.6 m和1.3～2.4 m的沉积旋回，比例关系为21.0∶5.0∶1.5∶1.0。根据天文调谐与相关系数估算出水西沟群沉积速率为3.3～11.7 cm·ka-1。（2）天文调谐后的时间域序列显示水西沟群长偏心率周期为405 ka、短偏心率周期为99～131 ka、斜率周期为32.6～35.0 ka、岁差周期为20.0～24.8 ka，证明吐哈盆地中下侏罗统沉积过程受到米兰科维奇旋回控制。沁探1井八道湾组（未钻穿）、三工河组和西山窑组的持续时间分别为3.0±0.1 Ma,4.1±0.1 Ma和9.0±0.1 Ma。（3）地球轨道旋回对陆相湖盆的湖平面升降具有明显的驱动作用，沁探1井水西沟群的沉积噪声模拟证明了～1.5 Ma超长周期可控制台北凹陷早—中侏罗世湖平面的变化。

关键词：旋回地层学米兰科维奇旋回天文年代标尺沉积速率沉积噪声模拟湖平面变化水西沟群侏罗系胜北洼陷吐哈盆地

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新疆库车盆地古近纪—新近纪盐湖成钾与靶区预测

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地质学报 2024年第3期98卷 941-956页

作者：刘成林曹养同徐洋焦鹏程姚佛军中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室湖北武汉430074 新疆自然资源与生态环境研究中心新疆乌鲁木齐830000 中国地质科学院矿产资源研究所自然资源部成矿作用与资源评价重点实验室北京100037 东华理工大学核资源与环境国家重点实验室江西南昌330013

库车前陆盆地位于塔里木盆地北部,属于副特提斯域,古近纪受副特提斯海海水补给,古近纪—新近纪发育巨厚蒸发岩。研究显示,库车盆地始新世和中新世古盐湖卤水已演化至钾盐析出阶段,在地层中广泛发现了原生钾盐矿物,如钾石盐、光卤石、杂... 详细信息

库车前陆盆地位于塔里木盆地北部,属于副特提斯域,古近纪受副特提斯海海水补给,古近纪—新近纪发育巨厚蒸发岩。研究显示,库车盆地始新世和中新世古盐湖卤水已演化至钾盐析出阶段,在地层中广泛发现了原生钾盐矿物,如钾石盐、光卤石、杂卤石等;通过岩芯岩屑地球化学及矿物学分析,基本确定了至少3个富钾层或成钾层位,其中始新统中上部两个和中新统中上部一个,钾离子含量最高达3%,另外,上新统可能存在一个成钾层位。本文在综述此前库车盆地构造、蒸发岩、盐类矿物学、地球化学与盐湖沉积等研究基础上,建立了新的库车盆地古盐湖构造-沉积演变、成钾模式;提出了4个钾盐成矿区带,即北部克拉苏成矿带、中部秋里塔克成矿带、南部沙雅构造沉降成矿带以及东部阳霞凹地成钾区,这些关键认识为库车盆地的钾盐勘查提供了重要的理论和科学依据。

关键词：库车盆地古盐湖古近纪—新近纪钾盐沉积与预测