水文地球化学方法在地热资源勘查中的应用:以湖北省应城市为例 被引量：1

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作者 卫兴 师红杰 +2 位作者 陈松 尚建波 刘明亮 《地质科技通报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期68-80,共13页

地热流体水文地球化学研究在指示地热资源的形成机制、赋存环境以及预测地热资源有利勘查区等方面具有广泛应用。为了探究湖北省应城市地热系统的热源以及成因机制,并对其地热异常区进行圈定。基于研究区内地热水与浅层地下冷水的水化... 地热流体水文地球化学研究在指示地热资源的形成机制、赋存环境以及预测地热资源有利勘查区等方面具有广泛应用。为了探究湖北省应城市地热系统的热源以及成因机制,并对其地热异常区进行圈定。基于研究区内地热水与浅层地下冷水的水化学及同位素特征,探讨了地热流体中主要组分的地球化学起源,评估了地热流体的热储温度。结合区内浅层地下冷水的温度与水化学数据,对地热异常区进行了圈定。研究结果表明,地热水水化学类型主要为SO 4-Ca型,地热系统主要的热储围岩为海相碳酸盐岩,通过地热温标计算热储温度约112.2℃。大气降水入渗和碳酸盐岩热储层中的水-岩相互作用是地热水中化学组分的主要来源。地热水的水化学和氢氧同位素特征指示地热水的补给来源为研究区西部山区的大气降水,大气降水由补给区入渗后向东南盆地中心不断运移,循环深度为3436.7~5030.2 m。通过与典型岩浆热源型地热系统的对比以及岩石样品中放射性元素的数据结果,得出应城地热系统是由地温梯度正常加热而形成的。结合区内浅层地下冷水的温度与水化学数据,最终圈定地热异常区位于应城市区西南陈河镇以北地区,但仍需考虑井深、人为污染等客观限制因素对圈定结果的影响。 展开更多

关键词 水文地球化学 地热温标 地热异常 地热资源勘查 地热系统 应城市

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原油中C_(19-49)长链三环萜烷系列及其地球化学意义——以柴达木盆地西部英西地区原油为例

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作者 包建平 朱翠山 +3 位作者 杨茜 陈琰 周飞 张静 《沉积学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1765-1783,共19页

【目的】为了确定柴达木盆地西部英西地区古近系深部储层(E)原油的热演化程度和成因类型,【方法】利用色谱—质谱(GC-MS)和色谱—质谱—质谱(GC-MS-MS)技术,对其中的各类生物标志物、烷基菲和金刚烷类化合物的分布与组成特征进行了系统... 【目的】为了确定柴达木盆地西部英西地区古近系深部储层(E)原油的热演化程度和成因类型,【方法】利用色谱—质谱(GC-MS)和色谱—质谱—质谱(GC-MS-MS)技术,对其中的各类生物标志物、烷基菲和金刚烷类化合物的分布与组成特征进行了系统分析。【结果与讨论】分析结果表明该地区原油中正构烷烃系列均具有明显的偶碳优势,Pr/Ph比值低(<0.60),Ph/nC_(18)比值高(>1.30),伽马蜡烷含量高,伽马蜡烷指数介于0.90~1.36,属于典型咸水湖相原油,这与研究区古近纪的沉积特征一致。但依据不同原油中长链三环萜烷系列的分布与组成特征,可将他们分成两类:一类原油中C_(19-49)长链三环萜烷系列异常丰富,C_(19-30)TT/C_(27-35)H比值大于1.60,C_(23)TT/C_(30)H>1.40,并伴随有高甾藿比(>4.50)和高β-胡萝烷/nC_(37)比值(>3.20),表明藻类是其主要原始生烃母质;另一类原油中C_(19-30)长链三环萜烷系列含量中等,C_(19-30)TT/C_(27-35)H比值小于0.50,C_(23)TT/C_(30)H<0.55,其甾藿比相对较低(<2.0)、β-胡萝卜烷含量中等,β-胡萝烷/nC_(37)比值小于1.50,可见此类原油中藻类的贡献明显低于前一类原油。对比它们的甾、萜烷和金刚烷类化合物成熟度参数,发现这两组原油的成熟度相近,其对应的R_(o)值介于1.1%~1.3%,即它们形成于生油高峰之后、凝析油气形成以前这一演化阶段。【结论】影响研究区原油中长链三环萜烷系列相对丰度的主要因素是原始生烃母质,而非成熟度,因而它在研究区具有指示原油成因类型的作用,在后续油气勘探中应重点关注。 展开更多

关键词 藿烷系列 C_(19-49)长链三环萜烷系列 伽马蜡烷 β-胡萝卜烷 甾藿比 原油 英西地区 柴达木盆地西部

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鄂尔多斯盆地苏里格气田西区与天环坳陷北段二叠系地层水地球化学特征、成因及来源对比

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作者 颜凯 李博偲 +5 位作者 徐建斌 徐学敏 丁佳伟 郑少威 潘志强 何大祥 《地球科学与环境学报》 CAS 北大核心 2024年第5期663-676,共14页

鄂尔多斯盆地苏里格气田西区与天环坳陷北段是鄂尔多斯盆地重要的天然气富集区,其气水关系复杂,气水共存在二者上古生界二叠系气藏中大量存在,目前对上述两个地区二叠系地层水成因及来源的对比研究较为薄弱。通过对苏里格气田西区与天... 鄂尔多斯盆地苏里格气田西区与天环坳陷北段是鄂尔多斯盆地重要的天然气富集区,其气水关系复杂,气水共存在二者上古生界二叠系气藏中大量存在,目前对上述两个地区二叠系地层水成因及来源的对比研究较为薄弱。通过对苏里格气田西区与天环坳陷北段二叠系35口井地层水样品开展地球化学特征研究,进一步揭示上述两个地区地层水成因、来源及保存条件的异同。结果表明:苏里格气田西区与天环坳陷北段二叠系地层水主体为CaCl_(2)型,总矿化度平均值分别为31.4和34.6 g·L^(-1);不同类型水化学参数指示了天环坳陷北段地层封闭性更好,两个地区整体经历了强烈的水-岩相互作用,油气保存条件好;苏里格气田近源运移成藏以及生烃强度与储层非均质性的特点控制了气、水分布格局,天环坳陷北段存在的一系列构造裂缝系统对该区域的气、水分布具有一定的调整作用;上述两个地区地层水主体为原始沉积地层水,地层中发生了斜长石的钠长石化及白云石化等作用,具有Ca^(2+)富集、Na^(+)轻微亏损、Mg^(2+)亏损的特点。综合研究表明,苏里格气田西区地层水没有统一的气、水界面,局部井位遭受了外来水等流体影响;天环坳陷北段各井位地层水可能属于统一的流体场。 展开更多

关键词 地球化学 地层水 离子组成 保存条件 二叠系 苏里格气田 天环坳陷 鄂尔多斯盆地

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不同类型地热水硼的地球化学特征及对地热系统成因机制的指示 被引量：1

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作者 尚建波 卫兴 +2 位作者 曹园园 师红杰 刘明亮 《地质科技通报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期288-297,共10页

硼是地热流体中较为保守的元素,经常伴随地热系统出现,研究其来源对揭示不同类型地热系统成因机制有重要作用。分别选取了我国高温与中低温地热系统中较为典型且具有异常高硼浓度的西藏搭格架和宁夏银川盆地地热系统,研究了不同类型地... 硼是地热流体中较为保守的元素,经常伴随地热系统出现,研究其来源对揭示不同类型地热系统成因机制有重要作用。分别选取了我国高温与中低温地热系统中较为典型且具有异常高硼浓度的西藏搭格架和宁夏银川盆地地热系统,研究了不同类型地热系统地热水中硼的来源及其相关的地球化学过程。结果表明搭格架中性和弱碱性地热水中硼主要来源于围岩的溶滤与岩浆流体的贡献,搭格架酸性地热水中的硼则主要来源于地下浅层冷水的输入;而银川地热水中硼则主要来源于深层古沉积水的补给。在此基础上,结合区域地质背景及地热水的水化学特征,讨论了不同类型地热系统的成因机制。研究结果表明,地热水中硼的地球化学特征具有识别不同类型地热系统成因机制的潜力。 展开更多

关键词 硼 地热系统 地热水 成因机制 岩浆热源 古沉积水

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东营凹陷沙四上亚段页岩油轻烃地球化学特征

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作者 吴达 谢小敏 +3 位作者 黄代 罗翠娟 张金晴 康淑娟 《地球科学与环境学报》 CAS 北大核心 2024年第6期775-789,共15页

页岩油是常规油气重要的战略接替资源。借助轻烃进行地球化学特征研究,探讨轻烃在页岩油研究中的应用。通过全油色谱实验,对东营凹陷牛庄洼陷沙四上亚段纯上3层组和博兴洼陷沙四上亚段纯上2层组、3层组3个页岩油样品轻烃进行精细研究。... 页岩油是常规油气重要的战略接替资源。借助轻烃进行地球化学特征研究,探讨轻烃在页岩油研究中的应用。通过全油色谱实验,对东营凹陷牛庄洼陷沙四上亚段纯上3层组和博兴洼陷沙四上亚段纯上2层组、3层组3个页岩油样品轻烃进行精细研究。结果表明:①轻烃蚀变参数显示3个层段原油未遭受明显的次生蚀变作用影响,轻烃参数反映的地球化学信息是有效的;②轻烃参数甲基环己烷指数指示页岩油母质类型为湖相腐泥型,但轻烃C_(6)和C_(7)组成显示牛庄洼陷和博兴洼陷页岩油母质来源存在差异;③由于研究区镜质组含量少,所以根据轻烃经验公式计算得出等效镜质体反射率为0.71%~0.90%,表明3个层段原油属于中等成熟原油,庚烷轻烃参数指示博兴洼陷成熟度略高。 展开更多

关键词 页岩油 沙河街组四段 轻烃 地球化学 母质类型 成熟度 次生作用 东营凹陷

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极端生物降解沥青中8,14-开环藿烷系列及其地球化学意义--以黔南坳陷凯里残余油藏中的储层沥青为例

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作者 包建平 朱翠山 杨茜 《地质学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期2659-2675,共17页

借助色谱-质谱(GC-MS)和色谱-质谱-质谱(GC-MS-MS)分析,对黔南坳陷凯里残余油藏凯棠和洛棉剖面上储层沥青中的烃类组成进行了系统分析,以判断其所遭受生物降解作用的程度,探寻在极端降解原油中是否还存在原生生物标志物,为这类原油的油... 借助色谱-质谱(GC-MS)和色谱-质谱-质谱(GC-MS-MS)分析,对黔南坳陷凯里残余油藏凯棠和洛棉剖面上储层沥青中的烃类组成进行了系统分析,以判断其所遭受生物降解作用的程度,探寻在极端降解原油中是否还存在原生生物标志物,为这类原油的油源研究开拓新的途径和方法。结果表明:凯棠剖面上的储层沥青中尽管仍可检测到较为完整的C_(19-30)三环萜烷和C_(27-35)藿烷系列,但C19-29脱甲基三环萜烷系列和C_(26-34)25-降藿烷系列丰富而完整,甾烷系列中C_(21-22)低分子量甾烷和重排甾烷优势明显,这一系列特征表明这些沥青遭受了剧烈生物降解作用的改造。但三芳甾类仍保存完好,依据原油生物降解程度的评判标准,判断其生物降解级别介于8~9级之间。洛棉剖面上的储层沥青中藿烷系列基本消失殆尽,三环萜烷系列及其脱甲基产物和25-降藿烷系列的分布因极端生物降解作用而发生显著变异,某些化合物如C_(23)T、C_(24)T、C23NTE和C_(28-29)NH成为优势成员;甾烷系列中C_(21-22)低分子量甾烷占绝对优势,三芳甾类完全消失,据此判断该剖面上沥青的生物降解级别已达到10级或更严重。由于这两个剖面上的沥青遭受了极端生物降解作用的改造,常用的甾、萜类生物标志物完全失去了实用价值。但是,在所分析的这些沥青中都检测到三个系列的C_(27-35)8,14-开环藿烷系列,它们与塔里木盆地塔中地区海相端元油中存在的同类标志物的分布特征相似。正常海相端元油和极端生物降解沥青中同时检测到这三个系列的8,14-开环藿烷,这一事实表明这类生物标志物在成因上具有原生性,而与生物降解作用无关。此外,在极端生物降解作用沥青中的完好保存,表明它们具有极强的抗生物降解能力,因而它们在此类原油的油源研究中可能具有潜在的实用价值。 展开更多

关键词 生物标志物 25-降藿烷系列 脱甲基三环萜烷系列 三芳甾类 8 14-开环藿烷系列 极端生物降解沥青 凯里残余油藏 黔南坳陷

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西大别山腹地晚中生代安山岩U-Pb年代学和地球化学特征 被引量：2

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作者 朱江 吴波 +2 位作者 王光洪 陈超 邓新 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2021年第6期824-833,共10页

文章对西大别山腹地的仙居顶安山岩开展了激光剥蚀-电感耦合等离子体质谱法(laser ablation-inductively coupled plasma-mass spectrometry,LA-ICP-MS)锆石原位U-Pb同位素测年和岩石地球化学研究。该安山岩的w(SiO_(2))为59.98%~61.40%... 文章对西大别山腹地的仙居顶安山岩开展了激光剥蚀-电感耦合等离子体质谱法(laser ablation-inductively coupled plasma-mass spectrometry,LA-ICP-MS)锆石原位U-Pb同位素测年和岩石地球化学研究。该安山岩的w(SiO_(2))为59.98%~61.40%,w(K 2O)为5.03%~7.40%,轻重稀土分异明显((La/Yb)N为15.16~18.62),Eu异常不明显;岩石属于钾玄岩系列。通过锆石U-Pb同位素分析,获得26个测点表面年龄在2727~123 Ma之间,具有5组谐和的锆石,其206 Pb/238 U年龄加权平均值分别为:第1组,(2416±120)Ma(n=6);第2组,(730±13)Ma(n=5);第3组,(430±9)Ma(n=2);第4组,(224±15)Ma(n=3);第5组,(128±2)Ma(n=9)。通过锆石成因和区域地质分析认为:第1组年龄反映了大别地区新太古代物质基底;第2组年龄记录了扬子北缘新元古代强烈岩浆事件;第3组年龄暗示了古生代岛弧岩浆作用;第4组年龄记录了早中生代扬子与华北陆块碰撞拼合-变质作用;第5组最年轻的岩浆锆石年龄代表了安山岩形成年龄。仙居顶安山岩可能起源于西大别地区白垩纪下地壳拆沉后、受到流体/沉积物熔体改造的富集岩石圈地幔,形成于约128 Ma的陆壳伸展环境;其中俘获锆石记录了大量太古代—中生代U-Pb年龄信息,暗示了元古代—晚中生代多期构造-热事件。 展开更多

关键词 安山岩 地质年代学 地球化学 继承锆石 西大别山

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PVT气侵实验中链烷烃分馏效应及其地质意义

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作者 李博偲 潘志强 +3 位作者 何大祥 唐友军 李美俊 王义凤 《断块油气田》 北大核心 2025年第1期126-132,共7页

在实际地质过程中,气侵作用导致烃类流体分馏的变化主要与油藏PVT条件有关,随着实验体系和实验条件的固定化,从宏观上不能详尽展现某种系列化合物在PVT气侵实验中的分馏效应。为了厘定气、液两相中不同烃类的化学组成,文中开展横向、纵... 在实际地质过程中,气侵作用导致烃类流体分馏的变化主要与油藏PVT条件有关,随着实验体系和实验条件的固定化,从宏观上不能详尽展现某种系列化合物在PVT气侵实验中的分馏效应。为了厘定气、液两相中不同烃类的化学组成,文中开展横向、纵向实验期次的气侵实验,聚焦气侵作用对链烷烃的分馏效应,匹配地质背景和成藏过程,剖析不同强度气侵作用下链烷烃分子化合物组成变化规律。研究结果表明:随着气侵程度增强,不同烃类分子在气、液两相中分配系数发生变化,残余油轻组分不断降低,中、重组分分馏程度较小,呈现中—后峰形;凝析油轻组分不断增加,呈现前峰形。由于烃类组分分馏效应的影响,母质类型和沉积环境参数(Pr/Ph,Pr/nC_(17),Ph/nC_(18))出现变化。在具体地质应用中,链烷烃的分馏效应可以作为气侵作用的示踪指标运用在次生凝析气藏的形成模式中。研究结果有助于为深层油气相态的预测提供模拟实验的理论支撑。 展开更多

关键词 PVT气侵实验 链烷烃 烃类流体 分馏效应

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西藏玛旁雍错地热水地球化学特征及其成因机制分析 被引量：1

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作者 师红杰 刘明亮 +2 位作者 卫兴 曹圆圆 尚建波 《沉积与特提斯地质》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期311-321,共11页

西藏地区位于欧亚板块与印度板块碰撞造山带,构造活动强烈,具有丰富的地热资源。本次研究在西藏阿里地区水热活动强烈的玛旁雍错地热田实地采集地表热泉样品进行水化学分析,依据地热水水化学特征,评估研究区热储平衡状态与热储温度,分... 西藏地区位于欧亚板块与印度板块碰撞造山带,构造活动强烈,具有丰富的地热资源。本次研究在西藏阿里地区水热活动强烈的玛旁雍错地热田实地采集地表热泉样品进行水化学分析,依据地热水水化学特征,评估研究区热储平衡状态与热储温度,分析地热水在深部的水文地球化学过程,识别地热系统深部热源类型并阐明地热系统成因机制。通过此次研究表明:区内地热水主要为碱性Cl-Na型或HCO_(3)-Cl-Na型水和酸性SO_(4)-Na型水,地热水在深部已经与热储围岩达到完全平衡状态,通过地热温标计算热储温度在200℃左右;地热地表显示、热水水化学组分特征、热储温度类型等分析揭示玛旁雍错为岩浆热源型地热系统,地表不同类型地热水是深部母地热流体沿断裂向上运移过程中经不同水文地球化学过程形成。 展开更多

关键词 地热水 水文地球化学 岩浆热源 成因机制 玛旁雍错

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深层—超深层走滑断裂带储层流体来源与油气成藏过程研究——以塔里木盆地富满油田为例 被引量：1

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作者 薛一帆 文志刚 +5 位作者 黄亚浩 张银涛 乔占峰 张天付 李梦勤 王彭 《油气藏评价与开发》 CSCD 北大核心 2024年第4期549-559,共11页

以富满油田北部走滑断裂带深部储层孔洞缝充填脉体为研究对象,基于脉体的岩相学特征、微区稀土元素和Sr(锶)同位素、油包裹体荧光光谱、显微热力学和碳酸盐岩U-Pb同位素定年进行分析。结果表明:富满油田北部走滑断裂带发育2期方解石脉体... 以富满油田北部走滑断裂带深部储层孔洞缝充填脉体为研究对象,基于脉体的岩相学特征、微区稀土元素和Sr(锶)同位素、油包裹体荧光光谱、显微热力学和碳酸盐岩U-Pb同位素定年进行分析。结果表明:富满油田北部走滑断裂带发育2期方解石脉体,脉体来源于中下奥陶统海源地层水,未见氧化性流体侵入,表明深层—超深层油气晚期具有良好的封闭性。通过包裹体测温投点埋藏史结合碳酸盐岩低U-Pb同位素定年技术,厘定塔里木盆地富满油田北部走滑断裂带深层奥陶系存在3期油气充注过程,分别对应于距今(459±7.2)Ma(加里东中期)、(348±18)Ma(海西早期)和268Ma(海西晚期),富满油田北部深层—超深层碳酸盐岩油气成藏关键期为海西早期,且油气充注与断裂活动有较好的对应关系。 展开更多

关键词 塔里木盆地 富满油田 油气成藏 流体包裹体 U-PB同位素定年 流体演化

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基于物质来源解析的汕头市土壤重金属环境容量研究 被引量：1

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作者 严丽萍 谢先明 汤振华 《地学前缘》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期403-416,共14页

大多数研究评价土壤环境容量时忽略了重金属来源的影响,而基于物质来源解析探讨土壤重金属环境容量,能更好地评估区域环境容量特征及其动态变化原因,对有效防控、预警和治理重金属污染具有重要意义。汕头市是广东省的经济特区之一,拥有... 大多数研究评价土壤环境容量时忽略了重金属来源的影响,而基于物质来源解析探讨土壤重金属环境容量,能更好地评估区域环境容量特征及其动态变化原因,对有效防控、预警和治理重金属污染具有重要意义。汕头市是广东省的经济特区之一,拥有较高的工业化和城市化水平,土壤重金属污染不容忽视,而目前区域环境容量状况尚不明确。因此本研究以汕头市表层土壤为研究对象,采集了511件土壤样品,以进行土壤环境容量研究。基于GIS技术和地统计学方法,我们采用富集因子法评估研究区土壤重金属富集程度,运用主成分分析和相关性分析方法判断土壤重金属来源,根据综合指数法分析土壤重金属的环境容量特征以及各环境容量指数空间分布规律。结果表明:汕头市表层土壤As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn的含量分别为4.84(0.23~119.4)、0.14(0.013~4.94)、36.05(2.2~109.1)、19.08(2.9~453.1)、0.18(0.008~1.394)、13.29(3.7~229.6)、51.73(9.9~1000)和79.83(9.2~309.5)mg/kg。除土壤Pb整体为中度富集,研究区其他土壤重金属整体为轻度富集。主成分分析结果表明:5个主成分来源分别为自然和农业混合源、农业和工业混合源、工业来源、采矿来源和石材开采来源。土壤重金属静态环境容量大小排序为Zn>Cr>Ni>Pb>Cu>As>Hg>Cd。土壤重金属综合环境容量为中等容量水平,受地质背景的影响,但盐鸿镇、贵屿镇和陈店镇等区域由于综合人类活动导致重金属环境容量普遍较低,存在一定风险。本研究结果可为汕头市预警和管控土壤重金属污染,修复和治理污染土壤,提高环境容量和土壤质量提供科学参考依据。 展开更多

关键词 土壤重金属 环境容量 污染评价 来源分析 空间分布规律

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中国1979-2023年降水-风速复合极端事件气候特征研究

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作者 褚利玲 刘丽珺 +3 位作者 梁友嘉 何超 张天宇 金继明 《高原气象》 北大核心 2025年第2期335-348,共14页

基于1979-2023年欧洲中期天气预报中心第五代大气再分析数据集的中国逐小时降水和10 m风速,利用复合极端事件判定、趋势分析法、空间统计分析以及合成分析法,研究了中国降水-风速复合极端事件(PWEs)的时空变化以及相应聚类特征,并对划... 基于1979-2023年欧洲中期天气预报中心第五代大气再分析数据集的中国逐小时降水和10 m风速,利用复合极端事件判定、趋势分析法、空间统计分析以及合成分析法,研究了中国降水-风速复合极端事件(PWEs)的时空变化以及相应聚类特征,并对划分时间段后的环流特征进行分析。结果表明,中国PWEs总体呈东多西少,分区PWEs中,华东地区发生最多,其发生频次与日数平均值在4~8次和4~8 d范围内最多,相应面积占比分别达到78.9%和71.5%。1979-2023年PWEs整体呈下降趋势,2011-2023年发生频次与日数的变化速率是1979-2010年的2.3倍和3.4倍。1979-2010年PWEs变化趋势在华东地区中东部、西南地区中部和西北地区北部为增加趋势,华中地区下降最快;2011-2023年,正趋势值主要集中在中国中部,华东地区增加最快,每10年分别增加0.96次和1.12 d;华南地区则以-0.81次·(10a)^(-1)和-0.77 d·(10a)^(-1)的速度下降。1979-2010年热点区域集中在胡焕庸线西侧以及沿海地区,2011-2023年热点区域的分布与变化趋势正值分布一致。PWEs是大气高、中、低层共同作用的结果:大气高层的辐散增强以及急流带的减弱有助于北抬,促进大气的上升运动,同时也促使西北太平洋副热带高压(以下简称西太副高)向西伸展。大气中层东风异常有利于西太副高外围水汽进入中国内陆地区,低层的东南风异常也进一步促进水汽向中国内陆输送。2010年之后的大气环流特征也表现为PWEs向中国中部地区发展。 展开更多

关键词 复合极端事件 时间复合 时空特征 空间聚类 环流特征

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基于STL-CEEMDAN-LSTM模型的月径流量预测

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作者 汪海 沈延青 +3 位作者 祁善胜 潘红忠 霍建贞 王战策 《人民珠江》 2025年第4期39-46,共8页

针对月径流序列非线性和非平稳性的特点,尝试将二次分解方法和机器学习相组合构建模型对月径流进行预测。该模型采用周期趋势分解(Seasonal and Trend Decomposition Vsing Loess,STL)将实测月径流序列分解为频率不同的趋势项、季节项... 针对月径流序列非线性和非平稳性的特点,尝试将二次分解方法和机器学习相组合构建模型对月径流进行预测。该模型采用周期趋势分解(Seasonal and Trend Decomposition Vsing Loess,STL)将实测月径流序列分解为频率不同的趋势项、季节项和残差项,并再利用自适应噪声的完整集合经验模态分解算法(Complete Ensemble Empirical Mode Decomposition with Adaptive Noise,CEEMDAN)分解残差项得到不同频率成分的模态分量(Intrinsic Mode Function,IMF),最后将趋势项、季节项和各模态分量IMF作为长短时记忆神经网络模型(Long Short-Term Memory Network,LSTM)的输入进行训练、预测。以黄河上游唐乃亥水文站实测月径流数据进行模型验证,并与其他模型进行对比分析。结果表明:STL-CEEMDAN-LSTM预测模型模拟效果较好,模型预测期的NSE(Nash Sutcliffe Efficiency)、RMSE(Root Mean Square Error)、R2分别为0.813、239.02、0.810,其预测精度均优于单一模型和一次分解模型,STL-CEEMDAN二次分解可以有效提高模型预测精度。 展开更多

关键词 径流预测 模态分解 长短时记忆神经网络 黄河上游

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三峡水库水质时空变化特征及影响机制研究 被引量：3

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作者 习文祥 祝贤彬 +2 位作者 潘红忠 姚华明 刘明亮 《人民长江》 北大核心 2024年第2期41-50,共10页

三峡工程建设运行后水库生态环境问题一直备受关注,水质状况复杂且不断变化,但在水库调度下水库水质时空特征及影响机制仍需探究。基于三峡水库2021年11个长江干流断面和2个支流断面的监测数据,利用水质指数(WQI)评价水库水质状况,并结... 三峡工程建设运行后水库生态环境问题一直备受关注,水质状况复杂且不断变化,但在水库调度下水库水质时空特征及影响机制仍需探究。基于三峡水库2021年11个长江干流断面和2个支流断面的监测数据,利用水质指数(WQI)评价水库水质状况,并结合主成分分析(PCA)、Pearson相关性分析、单因素方差分析(One-way ANOVA)及随机森林(Random forest,RF)方法探究三峡水库在调度影响下水质的时空变化特征及影响机制。结果表明:①从空间尺度上看,各水质参数的变化具有明显的空间异质性,总体上水质状况从上游至坝前(朱沱到巫峡口断面)有所好转,朱杨溪断面的水质情况最差;②从月尺度上看,不同水质参数和WQI随年度水库调度规划期发生变化,TP和COD_(Mn)的浓度总体上呈现汛期(6~9月)>消落期(1~6月)和蓄水期(9~10月)>高水位期(10~12月)的特征,而DO、pH及WQI与前者相反,在消落期下降,汛期相对稳定,在蓄水期逐渐上升;③生态调度有益于提升三峡水库水质,推测由于2021年5月29日至6月3日和6月16~22日开展2次以“促进产漂流性卵鱼类繁殖”为目标的生态调度使得6月份水库水质明显提升;④多种统计分析手段结合RF方法表明,不同水质参数之间存在明显关联,TN、TP、NH 3-N及COD_(Mn)之间呈显著正相关(r>0.3,p<0.01),pH和DO呈显著正相关(r=0.428,p<0.01),各参数均显著影响三峡水库WQI(p<0.01),其中浊度是影响三峡水库水质的最重要参数。研究结果可为三峡水库水环境可持续发展和水资源合理配置提供理论依据。 展开更多

关键词 水质 水库调度 水质指数 随机森林 三峡水库

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页岩中裂缝脉体地球化学指标对页岩气保存条件的指示——以下扬子二叠系乐平组富有机质页岩为例 被引量：3

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作者 卢宽 黄亚浩 +5 位作者 何生 文志刚 徐耀辉 孟江辉 封栋洋 吴忠锐 《天然气地球科学》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期1090-1102,共13页

近年来二叠系海陆过渡相页岩逐渐成为未来非常规页岩气资源的重要勘探目的层,但不同构造应力产生的页岩裂缝对于页岩气的富集或调整改造的作用机制尚未被深入研究。通过对低角度顺层滑脱裂缝脉体以及高角度剪切裂缝脉体中成岩流体和烃... 近年来二叠系海陆过渡相页岩逐渐成为未来非常规页岩气资源的重要勘探目的层,但不同构造应力产生的页岩裂缝对于页岩气的富集或调整改造的作用机制尚未被深入研究。通过对低角度顺层滑脱裂缝脉体以及高角度剪切裂缝脉体中成岩流体和烃类流体的地球化学指标进行分析研究,阐明不同成因类型裂缝对于页岩气的影响机制。基于裂缝脉体中流体包裹体岩相学观察,显微拉曼光谱定量分析和碳酸盐岩U-Pb同位素年代学及成脉流体环境分析,认为低角度顺层滑脱裂缝脉体主要在地层埋藏—生烃阶段形成,其中主要捕获高温高压的CH_(4)—C_(2)H_(6)流体包裹体,脉体来源于热液或者成岩流体成因,以封闭还原环境为主。高角度剪切裂缝方解石脉体未发育大量烃类气包裹体,方解石脉体成因是大气淡水来源,以开放氧化环境为主,碳酸盐岩U-Pb定年结果显示喜马拉雅期构造运动的地层抬升导致高角度剪切裂缝形成。低角度顺层滑脱裂缝脉体对于页岩气的富集具有建设意义,而多数高角度剪切裂缝脉体对页岩气起到破坏和调整作用。 展开更多

关键词 流体包裹体 裂缝脉体 流体来源 下扬子二叠系乐平组 页岩气

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油库周缘区地下水烃类污染物示踪研究

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作者 王永庆 李洪波 +1 位作者 赵红静 王霆 《环境科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期68-79,共12页

油库周缘区地下水中烃类溯源分析对于查明地下水中烃类污染物来源与保障油库安全具有重要现实意义。文章采用色谱与色谱-质谱方法对油库内外地下水浮油与水样中烃类特征组分进行分析,筛选出全烃色谱指纹、饱和烃二环倍半萜指纹和芳烃萘... 油库周缘区地下水中烃类溯源分析对于查明地下水中烃类污染物来源与保障油库安全具有重要现实意义。文章采用色谱与色谱-质谱方法对油库内外地下水浮油与水样中烃类特征组分进行分析,筛选出全烃色谱指纹、饱和烃二环倍半萜指纹和芳烃萘菲系列指纹特征比值,结合不同结构化合物的分子指纹特征比值对油库内外地下水烃类污染来源进行解析研究。结果表明,油库内外地下水浮油的色谱指纹特征、二环倍半萜系列与芳烃萘菲系列化合物特征比值都具有明显相似性,呈现同一来源特征;星图对比油库内外浮油及地下水中的烃类,上述特征比值也呈现相似性,揭示油库周缘区地下水中烃类污染物与库内浮油及地下水中烃类具有较强的亲缘性。目前对于地下水中油烃污染来源鉴别还缺乏一套明确的对比方法,二环倍半萜与芳烃萘菲系列化合物可以作为可靠的油源鉴别指标,为研究地下水油烃污染来源提供一种分析技术手段。 展开更多

关键词 地下水 油烃污染 色谱指纹 污染物示踪 油库

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高温高压条件下单一CO_(2)体系的傅里叶红外光谱定量模型及天然包裹体应用

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作者 黄亚浩 薛一帆 +3 位作者 文志刚 陈俊林 乔占峰 刘义承 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期2256-2261,共6页

傅里叶红外光谱是可以用于定性识别天然流体包裹体组分的原位无损分析技术,目前针对于天然包裹体的温度—压强—组分的定量分析是激光谱学地质应用的重点和难点以及发展方向,傅里叶红外光谱对于天然流体包裹体的定量方法和模型尚未建立... 傅里叶红外光谱是可以用于定性识别天然流体包裹体组分的原位无损分析技术,目前针对于天然包裹体的温度—压强—组分的定量分析是激光谱学地质应用的重点和难点以及发展方向,傅里叶红外光谱对于天然流体包裹体的定量方法和模型尚未建立。通过高压毛细硅管封装技术结合傅里叶红外光谱仪,对单一CO_(2)体系2ν2+ν3和ν1+ν3伸缩振动双峰进行40~80℃,60~500 bar压强范围下红外光谱的采集和观测,获取了不同温度和压强范围下红外光谱参数,通过拟合和计算获取该体系下傅里叶红外光谱的峰面积和峰位移,建立了CO_(2)的2ν2+ν3和ν1+ν3伸缩振动双峰体系下傅里叶红外光谱流体的密度与峰面积,压强与峰面积的标定模型,并明确CO_(2)的2ν2+ν3和ν1+ν3伸缩振动双峰形态随温度压强的变化特征,讨论了峰位移随温度和压强的变化。通过单一CO_(2)组分傅里叶红外光谱定量技术,在40℃下,采集莺歌海盆地黄流组储层中石英裂隙内纯CO_(2)包裹体的伸缩振动双峰峰面积来计算的密度,同时在室温下,采集包裹体的拉曼光谱,对比利用两种不同原位分析测试方法所计算密度,验证了傅里叶红外光谱定量分析的可行性,傅里叶红外光谱定量分析相比于拉曼光谱定量分析具有不受实验仪器和环境限制的优点,其定量方法可以避免由于仪器所处不同实验室之间产生的误差。 展开更多

关键词 傅里叶红外光谱 CO_(2) 流体包裹体 莺歌海盆地

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高温地热流体中硼的地球化学研究进展 被引量：6

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作者 刘明亮 正安婷 +1 位作者 尚建波 郭清海 《地球科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期878-893,共16页

硼是高温地热流体中典型的特征元素之一,探讨其物质来源和富集规律,对认识地热系统的形成与演化以及地热资源的合理开发具有重要的指导意义.同时,硼也是一种典型的有害元素,伴随地热流体排放到地表后,会对地热区及周边环境造成严重的负... 硼是高温地热流体中典型的特征元素之一,探讨其物质来源和富集规律,对认识地热系统的形成与演化以及地热资源的合理开发具有重要的指导意义.同时,硼也是一种典型的有害元素,伴随地热流体排放到地表后,会对地热区及周边环境造成严重的负面效应.近年来,在高温地热资源正在被大规模开发利用的背景下,高温地热流中硼的地球化学起源及其环境效应研究已引起国内外相关学者的广泛关注.本文综述了高温地热流体中硼的地球化学特征、物质来源以及环境地质效应,在此基础上总结了后期需要进一步加强的方向,以期为地热资源的合理开采、地热田周边地区的环境保护提供借鉴思路和指导作用. 展开更多

关键词 地球化学 硼 环境效应 地热系统 高温地热流体

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腐殖煤三环萜烷类化合物差异影响与分布模式——来自芳香烃化合物的证据

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作者 林舒敏 张敏 《东北石油大学学报》 CAS 北大核心 2024年第3期102-116,共15页

鄂尔多斯盆地上古生界、塔里木盆地和准噶尔盆地中生界煤系烃源岩广泛发育,腐殖煤饱和烃三环萜烷相对丰度高,三环萜烷(TT)分布模式、绝对浓度及不同碳数化合物比值存在差异。采用有机地球化学方法和色谱—质谱分析技术,研究28个腐殖煤... 鄂尔多斯盆地上古生界、塔里木盆地和准噶尔盆地中生界煤系烃源岩广泛发育,腐殖煤饱和烃三环萜烷相对丰度高,三环萜烷(TT)分布模式、绝对浓度及不同碳数化合物比值存在差异。采用有机地球化学方法和色谱—质谱分析技术,研究28个腐殖煤样品的宏观地球化学特征、饱和烃和芳烃生物标志物组成,探讨芳烃成熟度、沉积环境、成烃母质对三环萜烷差异影响及分布模式。结果表明:腐殖煤样品分为两种类型,Ⅰ类腐殖煤以C_(19)TT为主峰,Pr/Ph高,C_(24)四环萜烷(C_(24)TeT)相对丰度较高;Ⅱ类腐殖煤以C_(23)TT为主峰,Pr/Ph较低,C_(24)TeT相对丰度低。C_(19)TT/C_(23)TT与芳烃成熟度参数(F1、F2、4-MDBT/1-MDBT)无明显相关关系,不同类型腐殖煤三环萜烷分布模式受有机质热演化程度影响较小。C_(19)TT/C_(23)TT与沉积环境相关的芳烃参数之间的相关关系,揭示Ⅰ类和Ⅱ类腐殖煤样品存在明显的分区性,Ⅱ类腐殖煤沉积环境的还原性强于Ⅰ类腐殖煤的。海水作用导致沉积环境改变,微生物对高等植物改造使Ⅱ类腐殖煤的成烃母质与以原始高等植物为生烃母质的Ⅰ类腐殖煤不同。该结果为生物标志化合物在油气勘探中的应用提供有益的地球化学参数。 展开更多

关键词 三环萜烷 主控因素 沉积环境 海水作用 芳烃 饱和烃 腐殖煤 鄂尔多斯盆地 塔里木盆地 准噶尔盆地

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一株适用于短程反硝化的细菌筛选及其脱氮特性

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作者 张建美 朱永茂 +3 位作者 谢健强 吕钰楠 梅江雪 蒋兴超 《工业水处理》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期87-94,共8页

从水稻田土壤中筛选出一株短程反硝化作用明显的菌株D5,结合细菌的形态结构以及16S rDNA序列分析,鉴定为肺炎克雷伯氏杆菌(Klebsiella pneumoniae),并进一步采用单因素实验方法探究了环境因子(碳源种类、C/N和温度)对该菌株脱氮性能的... 从水稻田土壤中筛选出一株短程反硝化作用明显的菌株D5,结合细菌的形态结构以及16S rDNA序列分析,鉴定为肺炎克雷伯氏杆菌(Klebsiella pneumoniae),并进一步采用单因素实验方法探究了环境因子(碳源种类、C/N和温度)对该菌株脱氮性能的影响。结果表明,多种环境因子均对菌株D5的短程反硝化效果具有较大影响,最佳碳源为柠檬酸钠,最佳C/N为3,最佳温度为25℃和30℃。结果显示,菌株D5具有优良的短程反硝化性能,通过调控环境条件可以取得最佳的短程反硝化效果。 展开更多

关键词 反硝化细菌 短程反硝化 肺炎克雷伯氏杆菌 碳源

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