藏南洛扎地区洛扎断裂属于区域上定日—洛扎断裂的东段部分,是喜马拉雅造山带中一条重要的断裂,但其总体研究程度较低。运用地质填图和构造解析的方法研究了洛扎断裂的几何形态、运动表现和活动历史等,讨论其在喜马拉雅造山带构造格局形成中的意义。主要认识如下:(1)洛扎断裂现今主要表现为一条规模大的脆性-脆韧性断层, SWW—NEE走向,高角度倾向NNW。断层带内发育劈理带、断层泥、构造角砾岩等。运动性质主体表现为正断层。(2)洛扎断裂的南北两侧地块具有显著不同的变形特征,南侧为平缓的大型背斜-向斜构造,北侧为近NWW—SEE走向的倒转褶皱-断层构造。(3)洛扎断裂经历了多期活动,中生代正断活动,古近纪逆冲活动,中新世韧性伸展,中新世晚期逆冲活动以及上新世—第四纪正断活动。现今断层展示的更多是最后一期活动的形迹。(4)依据其规模大、多期活动性、两盘构造变形与沉积的系统差异性等肯定了其作为构造分区断层而存在。(5)洛扎断裂和藏南拆离断层(STD)在研究区均有出露,局部二者出露线近于重合,但洛扎断裂以高角度断面切割了平缓的STD。洛扎断裂是比STD具有更悠久地质历史的区域性断层,只是后者中新世以来的活动性更多受到关注。
南黄海盆地占据了下扬子板块的主体,自元古宙以来经历了多期构造运动,受到华北板块、扬子板块、华南板块、太平洋板块多个板块相互作用的影响,形成多期盆地演化阶段的叠合盆地。分析了南黄海盆地前人钻井资料及最新二维地震资料,并与下扬子苏北盆地地层及构造特征进行对比,认为整个下扬子区域受华北—扬子板块碰撞的影响,经历了中生代前陆盆地演化阶段。下扬子陆域部分地区发育相对完整的中生代沉积,记录了华北—扬子板块之间洋壳消减、陆陆碰撞、前陆盆地发育及碰撞后活动。而在下扬子对应海域延伸部分的南黄海盆地中,仅在盆地北部烟台坳陷东北缘通过钻井证实有侏罗纪前陆盆地地层,钻遇地层仅发育侏罗系上部陆相沉积,在地震剖面中可以解释出侏罗系下部海陆交互相地层,向上转变为陆相沉积地层。对比下扬子陆域与海域地层发育情况,华北—扬子板块碰撞造山过程对于下扬子整个区域的影响因地而异,在三叠纪末期—侏罗纪时期南黄海盆地内沉积缺失,南黄海海域区处于广泛抬升状态,印支运动期间地层挤压活动强烈,烟台坳陷内海相地层中逆冲断层广泛发育。在南黄海盆地东北缘,前陆盆地侏罗系地层发育于南倾边界断层的上盘,认为南黄海盆地侏罗纪前陆盆发育的构造背景受到同期北侧千里岩超高压变质带从深部折返影响,随着千里岩隆起带的快速抬升,为南黄海盆地北缘提供了沉积空间及物源,沉积了大套的侏罗系前陆盆地地层。
木纳布拉克构造混杂岩带位于南阿尔金与东昆仑衔接部位,是古阿尔金洋岩石圈板块由南向北阶段性俯冲的产物,为南阿尔金蛇绿岩带的重要组成部分。通过1∶10 000大比例尺填图和剖面测量,结合显微尺度的构造解析,对该构造混杂岩带的物质组成和变形特征进行研究,将与构造混杂岩带有关的物质组成划分为弱变形的“岩块”与强变形的“基质”两类,并从中识别出9种不同岩石组合的岩块及2种不同类型的基质。在对“岩块”和“基质”构造几何学和运动学特征研究的基础上,重点分析了地质体的构造变形截切关系及组合特征,在构造混杂岩带中识别出6期变形作用,建立了相对构造变形序列,为木纳布拉克构造混杂岩带演化提供了新的构造证据。
五莲拆离断层带中石英韧性变形明显,在野外主要表现为条带状、拔丝状,显微镜下主要表现为多晶石英条带,发育亚颗粒旋转重结晶和膨凸重结晶,剪切带经历了中低温条件下的变形,变形温度为300~450 ℃。利用分形方法对石英颗粒边界的研究表明,发生动态重结晶的石英颗粒边界具有统计学意义上的自相似性和明显的分形特征,亚颗粒旋转重结晶石英颗粒分维数介于1.260~1.319之间,均值1.276;膨凸重结晶石英颗粒的分维数为1.217~1.297,均值为1.256;根据石英粒径估算出亚颗粒旋转重结晶和膨凸重结晶作用变形阶段的古差异应力,分别为7.84~21.58 MPa 和18.51~56.65 MPa;基于分维值计算的应变速率计算公式,获得亚颗粒旋转与膨凸重结晶石英颗粒的应变速率分别为10-8.4~10-7.7 s-1、10-10.5~10-9.7 s-1;基于石英流变率计算,亚颗粒旋转重结晶的石英应变速率介于10-12.88~10-11.73 s-1之间,膨凸重结晶的为10-13.72~10-12.46 s-1。本地区韧性变形的应变速率大于一般性韧性剪切带应变速率,可能与拆离断层带的快速拆离伸展作用有关。
位于东秦岭造山带商南—丹凤断裂带两侧的秦岭群与陡岭群之间的相关关系历来存在较大争议。它们是否属于同一块体,或者什么时候属于同一块体,又在什么时候裂解分开,不同学者从不同的角度给出了不同的认识。依据东秦岭地区1∶5万航空放射性资料和航空磁测资料分析认为:秦岭群以较平静的负磁场背景为主,对应航放总道及钍道为偏高场;而陡岭群则以磁异常幅值较大的正磁场为特征,对应航放总道及钍道为偏低场。综合东秦岭地区地震测深速度与视电阻率剖面分析结果研究认为,秦岭群的原岩组成以碳酸岩、泥质岩为主,形成于稳定大陆边缘的构造环境;而陡岭群的原岩组成以基性岩为主,形成于活动大陆边缘的构造环境。不少学者认为太古宙时期华北板块与扬子板块为一个统一陆块,秦岭群与陡岭群形成于2 000 Ma以前,但并没有给出太古宙统一板块的具体分裂时间。本研究推断至少在早元古代华北板块与扬子板块已经发生分离,并且它们之间可能已有大洋产生。
对北京大兴凸起南部PGZ05孔(孔深255 m)全孔岩心进行了磁性地层、岩石地层、AMS14C测年研究,在系统性的古地磁样品采集(440块岩样)、处理和测试基础上,分析认为255 m的岩心记录了布容正向极性时(Brunhes)、贾拉米洛(Jaramillo)极性亚时、奥尔都维(Olduvai)极性亚时和高斯正极性时(Gauss)。在此磁性年代框架上,结合AMS14C测年及岩性特征,对PGZ05钻孔剖面进行第四纪地层划分,确定下更新统、中更新统、上更新统和全新统的分布深度及年代,将更新统的底界(Q/N)定位于181.35 m处,亦为一重要岩性(棕红色半固结黏土)界限,中更新统、上更新统、全新统的底界分别定位于75.60 m、57.20 m、17.35 m处。研究成果为大兴凸起南部第四纪地层划分与对比、古地理环境演变及区域地层研究提供了可靠的地层年代学框架,具有重要地质意义。
为解释冈底斯南缘新发现的中基性岩体构造环境及物质来源等信息,以西藏自治区贡嘎县昌果乡辉长闪长岩为研究对象,通过开展锆石U-Pb定年、Hf同位素组成、全岩地球化学分析,得到岩体锆石年龄为(165±1.1) Ma。样品富集大离子亲石元素,亏损高场强元素,具有富铝(Al2O3=18.84%~20.70%)、富钾的特征,在构造判别图解中样品多落在挤压岛弧区域,表明其形成构造环境应为俯冲岛弧环境。样品具较为平缓的稀土配分曲线,岩浆分异程度较低,无明显Eu异常,(La/Yb)N平均值为2.30(<4.3),与幔源岩浆的稀土配分型式相似。锆石Hf同位素显示εHf(t)值为很高的正值(12.97~18.74),二阶段模式年龄集中在150~218 Ma,略大于其侵位年龄,表明幔源岩浆在侵位过程中受到地壳物质的混染。结合区域构造演化史认为该岩体形成于新特提斯洋向冈底斯俯冲过程中的成熟岛弧期,从而也进一步证实了南冈底斯在中侏罗世处于俯冲岛弧构造环境。
罗布真铅锌多金属矿床位于冈底斯火山-岩浆活动带的中南部,矿区内广泛发育林子宗群火山岩,岩性为英安岩和流纹质晶屑凝灰岩。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果显示,罗布真矿区内林子宗群英安岩的成岩年龄为(49.14±0.86) Ma,应属于帕那组火山岩地层,并非前人所认为的典中组。岩石具有高K、低Ti的特征,属于高钾钙碱系列;相对富集Rb、Th、U、K、Zr、Hf等元素,亏损Nb、Ta、P、Ti、Sr等元素,且轻重稀土分馏明显,具有明显的负铕(δEu=0.50~0.65)异常。在印度-亚洲大陆汇聚的过程中,新特提斯洋向欧亚大陆俯冲,约50 Ma发生了大规模的火山、岩浆作用,同时岩浆-热液成矿作用也进入高峰期,林子宗群火山岩的形成时代与该时代一致,形成于陆陆碰撞形成的板内环境。罗布真矿区林子宗群火山岩年龄的厘定,揭示了冈底斯带林子宗群帕那组火山岩具有赋矿潜力,对认识该地区林子宗群火山岩与热液脉型铅锌多金属矿化的关系具有指导意义。
海南岛南部地区遍布晚中生代花岗岩,高峰、保城岩体即为其中的典型代表。应用同位素地质年代学和岩石地球化学分析方法,测得两岩体的年龄分别为(105.4±3.7) Ma和(105.8±2.4) Ma,岩石硅、碱含量中等,铝饱和指数分别为0.95~1.03和1.05~1.30,轻稀土富集,重稀土亏损,轻重稀土分馏程度较高,高场强元素亏损,大离子亲石元素富集。斜长石含量>19%,角闪石含量>3%,石英含量﹤32%,P2O5与SiO2呈负相关,表明高峰、保城花岗岩体属于I型花岗岩。海南岛南部晚中生代花岗岩的大量形成并非孤立现象,该地区早白垩世安山岩-流纹岩组合和白垩纪沉积序列与花岗岩一起构建起较为完整的安第斯型大陆边缘弧体系,而且这一活动陆缘体系在岩石组合、展布和演化特征上与时代大体相当的浙闽地区活动陆缘体系存在明显区别,在区域构造意义的研究中值得给予特别关注。
华北克拉通东部辽东地区出露古元古代侵入岩,为准确认识辽东地区古元古代构造演化过程,选取北沟岩体、正岔岩体和树柳林子岩体的岩相学、岩石地球化学及年代学特征,探讨了岩体的形成时代、岩石成因及其构造环境。锆石SHRIMP U-Pb年代学研究表明,柳林子岩体年龄为(2 490±8) Ma,北沟岩体年龄为(2 457±11) Ma。北沟岩体高硅富钾,富集Rb、U、Th、K等大离子亲石元素,亏损Nb、Ti、P等高场强元素,为过铝质高钾钙碱性I型花岗岩,Nb/Ta平均值5.75,Rb/Nb平均值4.21,源于太古宙古老地壳的部分熔融;正岔岩体高硅富钾,富集Rb、Ba、U、Th、K等大离子亲石元素,亏损Nb、Ti、P等高场强元素,为弱过铝质高钾钙碱性A型花岗岩,Nb/Ta平均值16.06,Rb/Nb平均值4.81,源区可能由幔源岩浆底侵带来的热量加热地壳,导致其重熔并与之混合后形成的。柳林子岩体为变质角闪辉长岩,呈亚碱性,富集Rb、Ba、K等大离子亲石元素,亏损Nb、Ti、P等高场强元素,显示其岩浆可能形成于受陆壳微弱混染的软流圈地幔或岩石圈地幔。认为研究区古元古代侵入岩形成于东、西陆块碰撞拼合后的后造山挤压向板内伸展转换的构造环境,为构造体质转换的产物。
玉石沟地区位于青藏高原东北缘,大地构造属于北祁连造山带南缘,其石炭纪—三叠纪是上叠盆地发育时期,表现为浅海相、海陆交互相至陆相稳定型沉积建造。对玉石沟北部紫红色粗砂岩样品进行LA-ICP-MS碎屑锆石U-Pb测年,其年龄结果主要分布在4个区间:260~350 Ma(峰值314 Ma)、400~500 Ma(峰值445 Ma)、1 700~2 000 Ma、2 200~2 600 Ma,800~1 000 Ma锆石数仅有2颗,另有1颗锆石为2 056 Ma。锆石CL图像显示:260~350 Ma锆石中既有变质锆石也有岩浆锆石,可能响应南祁连地区石炭纪—早二叠世的热事件。400~500 Ma锆石以岩浆锆石为主,表明北祁连造山带和中祁连地块广泛发育的弧岩浆岩和同碰撞花岗岩提供了物源。1 700~2 000 Ma和2 200~2 600 Ma锆石主要为变质锆石,反映了祁连地块基底变质岩的年龄信息,推测来源于基底变质岩的剥露。800~1 000 Ma年龄区间的锆石数量稀少,可能反映新元古代侵入体在该组沉积时期尚未大规模剥露。砂岩中最年轻的锆石年龄为(289±2) Ma,限定了其沉积时代的下限为早二叠世,结合实测地层剖面上的岩石组合和层序变化,将之归属于上二叠统红泉组。碎屑锆石年龄结构表明玉石沟地区红泉组兼具北祁连造山带和中—南祁连地块的年龄信息,红泉组沉积物可能具有南、北两个物源区。
罗山金矿床是胶东玲珑金矿田最大的金矿床之一,同时发育蚀变岩型矿化和石英脉型矿化。本研究在系统的野外和镜下工作基础上,利用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)技术分析了载金黄铁矿的微量和稀土元素,对比了蚀变岩型和石英脉型矿石载金黄铁矿稀土和微量元素特征,探讨了成矿流体的性质与来源。黄铁矿稀土总含量较低,多呈较明显的“右倾”式稀土配分模式,总体表现出负Eu异常,基本无Ce异常;Hf/Sm、Th/La、Nb/La值均<1,推断成矿流体为富Cl的还原性流体。Co/Ni比值范围在0.08~3.77,平均值为1.09;Co/Ni值以及Co、Ni、Bi、Cu和Zn含量均与变质热液型金矿平均含量相近;Y/Ho比值范围总体在21~32之间,与中国东部大陆地壳Y/Ho比值(20~35)基本重合;结合个别样品的弱正Eu异常以及前人的研究成果,推断成矿流体与变质热液类似,主要来源于古太平洋板块俯冲板片脱水和脱碳作用,且可能有长英质岩浆流体和地壳流体的混入。蚀变岩型和石英脉型矿石内的载金黄铁矿的稀土、微量元素组成没有明显区别,Y/Ho、Nb/Ta和Zr/Hf比值变化范围均很小,表明两类矿石的载金黄铁矿为同一期热液活动作用的产物。
金路金矿床位于华北克拉通和中亚造山带的结合部位,矿体受北东向韧-脆性断裂控制,赋矿围岩为太古宇小塔子沟组变质岩和三叠纪片麻状二长花岗岩。以流体包裹体和电子探针分析为研究手段,讨论了成矿流体的特征、演化及其与金矿化的关系。其热液成矿过程可划分为乳白色石英阶段(Ⅰ阶段)、石英-黄铁矿阶段(Ⅱ阶段)、石英-多金属硫化物阶段(Ⅲ阶段)和碳酸盐阶段(Ⅳ阶段)4个阶段,自然金主要产于Ⅲ阶段的石英和黄铁矿中,以粒间金、裂隙金和包体金的形式产出,成色较高。石英中原生包裹体主要有水溶液包裹体、含微量CO2水包裹体、含子矿物多相包裹体3种类型。Ⅰ阶段石英中以水溶液包裹体和含微量CO2水包裹体为主,均一温度较高,为365~405 ℃,盐度为7.9%~11.7%,密度为0.61~0.70 g/cm3;Ⅱ阶段石英中3种类型包裹体均发育,均一温度为335~390 ℃,盐度为4.3%~36.1%,密度为0.62~0.79 g/cm3;Ⅲ阶段(主阶段)石英中发育3种类型包裹体,均一温度为270~367 ℃,盐度为1.7%~37.8%,密度为0.64~1.1 g/cm3。成矿流体属H2O-NaCl-CO2体系,成矿温度和流体盐度呈逐渐降低趋势,密度则呈现逐渐增大趋势。根据流体包裹体岩相学特征和矿床地质特征,认为流体沸腾作用和硫化作用是本矿区金沉淀成矿的主要机制。综合分析认为矿床成因类型为岩浆热液矿床。
为进一步总结完善丘陵盆地区中大比例尺土地质量地球化学调查评价方法技术,2013年在中国地质调查局的支持下,选择浙江省金华市汤溪镇农用地分布区开展了试点调查和采样密度对比试验。基于调查数据进行了土壤酸碱度(pH)、土壤养分丰缺、土壤环境质量和土壤质量地球化学综合评价与分级,探讨了丘陵盆地区野外采样密度。结果表明:区内土壤pH值低、酸性土壤广泛分布;土壤养分元素氮、磷、钾普遍缺乏;土壤环境质量总体较好,仅局部地区出现重金属元素超标;土壤质量地球化学综合等级以一等、二等为主,优良土地面积占调查区的92.6%,土壤酸性强、养分缺乏是影响调查区土地质量的主要原因,建议采取适当措施调控土壤酸碱度、补充土壤养分;丘陵盆地区中大比例尺土地质量地球化学调查应适当提高土壤采样密度,有效控制土地利用图斑,以便于调查成果在土地资源管护中的应用。
开展了广东省普宁市区域土壤硒调查研究,采集了413个表层土壤样品(0~20 cm)和103个深层土壤样品(>150 cm),测定了土壤全硒含量,据此研究土壤硒分布特征及其影响因素。结果表明,普宁市土壤全硒含量变化于0.16~2.01 mg/kg,平均值为0.63 mg/kg,总体上处于中硒及高硒水平,不存在缺硒和硒过剩土壤。砂页岩风化形成的赤红壤全硒含量较高,平均值达0.86 mg/kg,以侏罗系页岩母质发育的土壤全硒含量最高,平均值达0.89 mg/kg;三角洲第四系沉积物发育形成的水稻土全硒含量最低,平均值为0.41 mg/kg。回归分析表明,土壤全硒含量与铁铝含量、有机碳含量具有极显著正相关,与pH呈极显著负相关。影响普宁市土壤硒含量的主要因素是成土母质,土壤pH、有机碳和铁铝含量及土地利用方式对土壤全硒含量分布与富集也有一定的影响。
北京市作为我国的经济和文化中心,高速的城市化进程带来了一系列的环境问题。城市道路尘可以通过不同途径进入人体,对人体健康造成伤害。本研究采集了春、冬两季北京市6类功能区中道路尘样品46件,研究了其中Cr、Pb、Cd、As和Hg元素的含量和空间分布特征,并采用单因子指数法和内梅罗污染指数法,评价了道路尘中重金属污染程度。结果表明:除冬季As元素外,其余元素平均含量均高于北京市土壤背景值;5种重金属元素平均含量一般为市区最高,郊区最低。单因子污染评价表明,冬、春两季各个功能区道路尘中除As元素无污染外,其余元素均具有一定程度的污染,其中Cd元素污染程度最高;冬季各功能区道路尘中重金属元素综合污染指数评价均为轻度污染;春季郊区为尚清洁,工厂区、居民区和商业区为轻度污染,休闲区和教育区为中度污染。
利用1999年ETM、2014/2015年GF-1为主的2期遥感影像作为数据源,采用人机交互解译的方法完成了2期冰川编目成果,并对最近15年(1999—2015)念青唐古拉山冰川变化进行分析。结果显示,从1999年至2015年间,念青唐古拉山脉冰川呈退缩趋势,以东段海洋型冰川退缩为主,西段亚大陆型冰川相对稳定。冰川总面积减少了56.32 km2,减少变化率为0.67%;有10条冰川消失,减少变化率为0.16%;冰储量减少5.315 km3,减少变化率为0.78%。调查结果还显示,念青唐古拉山地区冰川各朝向均呈退缩趋势,偏南向和东向冰川数量与面积减少大于偏北向和西向的;平均坡度在20°~35°范围的冰川数量和面积减少最多;海拔介于4 500~5 500 m区间的冰川面积退缩最明显。在恒河流域和萨尔温江流域的冰川消退最显著。总体上,不同规模冰川均有退缩,规模≤5.0 km2的冰川是念青唐古拉山地区退缩最多的。冰川退缩与气候变化关系密切。选取念青唐古拉山脉附近 3个气象台站,对最近50多年以来的年均气温和年降水量变化分析表明,自1961年以来,念青唐古拉山年均气温呈显著上升趋势,而降水量变化不一,有增有减。气温上升而降水减少,可能是导致念青唐古拉山地区东段冰川退缩的一个因素。
青海湖是我国最大的内陆湖盆,对气候变化十分敏感,而滩坝是青海湖滨浅湖带最为发育的沉积类型之一,其滩坝分布规律对晚更新世以来的古气候演化具有重要指示意义。在对青海湖一郎剑剖面进行实地考察的基础之上,对滩坝的分布规律及沉积特征进行精细解剖。通过分析总结前人相关测年数据,并与青海湖滩坝分布规律进行对比,发现青海湖湖平面升降对滩坝分布有明显的控制作用,建立了18 ka以来青海湖滩坝的演化过程,并将近18 ka以来青海湖湖平面升降史分为4个阶段:(1)更新世末温湿期,湖平面在海拔3 197~3 202 m附近波动;(2)全新世冷干期,湖平面近乎干涸;(3)全新世大暖期,湖平面处于全新世以来的最高值,约为3 212 m;(4)全新世凉湿期,湖平面回落到3 200 m附近,并在近2.5 ka湖平面加速下降。 在晚更新世和晚全新世时,湖平面在海拔3 202 m附近波动时间较长,在该海拔范围内,形成了规模较大的复合滩坝;在早全新世,青海湖平面最低,多发育风成黄土和潟湖沉积;在中全新世,湖平面最高,形成了距离现今湖平面最远的数列单体滩坝。
对采自雷州半岛8个红树林湿地典型分布区的37个表层沉积物样品进行粒度分析,结果显示:(1)研究区表层沉积物粒度组成粉砂含量最高,占52.9%;其次为砂,占27.8%;黏土含量最低,占19.3%。(2)研究区表层沉积物有砂质粉砂、黏土质粉砂、砂和粉砂质砂4种类型,其中砂质粉砂和黏土质粉砂主要分布在南山、高桥和观海长廊等地,砂和粉砂质砂主要分布在特呈岛、企水等地。(3)研究区沉积物平均粒径为5.7 $\phi$,沉积物颗粒整体偏细;分选系数平均值为1.90,分选较差;偏态平均值为-0.14,为负偏;峰态平均为1.07,峰态等级为中等。(4)通过系统聚类分析方法将研究区沉积环境分为三种类型,不同沉积环境水动力条件和环境特征差异明显。(5)沉积物砂粒含量与有机质含量、盐度呈极显著的负相关关系,与pH值呈正相关;粉砂含量与有机质含量、盐度呈极显著正相关,与pH值呈负相关;黏土含量与有机质含量、盐度正呈相关,与pH值则呈负相关。
江顶崖古滑坡位于甘肃舟曲白龙江左岸,区内地形地貌和地质构造复杂,多高山峡谷且河流纵坡降大,晚第四纪以来强烈活动的坪定—化马断裂带从区内通过,造成地层岩性极为破碎,古滑坡发育,且复活特征明显。在遥感解译和现场调查的基础上,对江顶崖古滑坡的发育特征和复活机理进行分析,认为江顶崖古滑坡堆积体方量为41×106~49×106 m3,为在地质历史上形成的巨型古滑坡,位于坪定—化马断裂带及其次级断裂形成的断裂带内。根据滑坡不同位置和坡体结构特征,将江顶崖古滑坡共划分为古滑坡崩塌区、滑坡岩体变形区、古滑坡堆积区等3个大区,以及4个古滑坡复活区等7个区域,坡体内断错陡坎和拉裂缝极为发育。江顶崖古滑坡的中部复活区是主要变形和破坏区,1991年和2018年的复活区均位于该区域内,2018年复活滑坡体体积为480×104~550×104 m3,为缓慢滑动的牵引式滑坡。江顶崖古滑坡复活机理复杂,在断裂活动和地震作用下形成的破碎岩土体和斜坡结构特征为滑坡复活提供了内因,强降雨作用增加了坡体自重并弱化了岩土体的力学强度,在暴雨期形成的强烈河流侵蚀作用进一步切割坡脚,从而诱发滑坡的复活;因此,江顶崖古滑坡是在内外动力耦合作用下形成的典型古滑坡复活案例。目前江顶崖古滑坡区域内的4个滑坡复活区仍处于蠕滑状态,在强降雨和河流侵蚀等作用下极可能再次发生复活,并造成堵江和毁坏国道等灾害事件。
以甘肃天水地区渭河北岸大型黄土-泥岩滑坡为研究对象,通过野外地质调查、工程地质钻探、室内力学试验以及FLAC3D数值计算的方法,对该类滑坡的发育特征及地震作用下的稳定性进行分析评价。结果表明:该类滑坡多属于历史地震滑坡,其破坏类型为滑移拉裂型。通过对滑坡的稳定性进行计算分析可知,静力作用下滑坡处于稳定状态;地震作用下,稳定性明显降低,坡体可能再次滑动,预测滑面位于黄土-泥岩接触带位置,与野外调查观测结果一致。研究结果对天水地区该类滑坡的早期识别有重要参考意义,可为该类滑坡的防灾减灾提供科学依据。
以天水地区渭河南岸大砂沟泥石流沟为研究对象,通过野外地质调查以及历史资料的统计,初步了解该泥石流的形成条件、松散物源的补给条件、活动历史;详细研究了该泥石流的运动特征,并提出了相应的治理措施。结果表明:该泥石流沟上游三面不稳定斜坡体上的堆积物和大砂沟沟道内的松散堆积物为该泥石流的主要物源;通过统计分析,在极端降雨天气条件下计算得到洪峰流量为355.26 m3/s。该泥石流沟仍存在暴发大规模泥石流的可能性,一旦泥石流发生,将对下游甘谷县城居民的生命财产安全造成严重的威胁。研究成果可为天水地区泥石流的防灾减灾提供科学依据。
滑坡易发性定量评估是预测滑坡发生空间概率的重要手段,基于统计分析原理的评估方法目前在国内外应用最为广泛,且不同评估方法的对比研究逐渐成为热点。以青海沙塘川流域黄土梁峁区为例,剖析了信息量模型和逻辑回归模型在滑坡易发性评估中的优越性和局限性,并探索提出基于二者的耦合模型。考虑坡度、坡向、起伏度、岩性、与干流距离、与支流距离和植被指数等7个影响因素,对比分析了基于信息量、逻辑回归及二者耦合模型的滑坡易发性评估的技术流程及结果。3种模型的成功率分别为:耦合模型成功率(78.9%)>信息量模型成功率(71.8%)>逻辑回归模型成功率(70.8%)。在沙塘川流域黄土滑坡的易发性评估中,信息量和逻辑回归模型的表现基本相当,但信息量-逻辑回归耦合模型的成功率明显提升。该研究结果可为黄土高原区滑坡易发性定量评估提供借鉴。
采用丁二酸酐和乙酸乙烯酯进行共聚,制备了含有酸酐活性基团的高分子聚合物P(SA-VA);然后用该活性聚合物对电气石进行表面改性,制备了含电气石的功能聚合物。通过IR、XRD、SEM等对改性产物结构和形貌进行了表征。实验结果表明,P(SA-VA)的酸酐基团与电气石表面的羟基发生了反应,电气石粉体被成功地引入到共聚物中,得到了含电气石的功能聚合物。该功能聚合物具有优良的分散性和储存稳定性,且该含电气石的功能聚合物成膜后具有良好的力学性能和优异的负离子释放量、远红外辐射等性能。
牛毛泉东金矿位于北祁连造山带与阿尔金断裂的结合部位,该地区被誉为西北的“金三角”。牛毛泉东金矿为该地区近年来新发现的受脆韧性剪切带控制的金矿床,金矿体产于阴沟群安山质凝灰岩、安山质凝灰熔岩中的近东西向脆韧性剪切蚀变带,矿化受构造控制显著,成矿具有多阶段性,金主要形成于硫化物-石英-金矿化阶段。矿脉两侧热液蚀变强烈,与成矿有关的蚀变主要为硅化。通过石英流体包裹体测得金矿石中流体包裹体的均一温度112~191 ℃;成矿流体盐度0.35%~7.86%,平均4.77%;密度为0.92~0.96 g/cm3,平均0.95 g/cm3,显示成矿流体具有浅层低温热液特征。对黄铁绢英岩型矿石中绢云母40Ar-39Ar测年获得坪年龄为(296.7±2.8)Ma,对应于北祁连陆内伸展拉张构造演化过程。矿床的地质特征及成矿时代与邻近的寒山金矿类似,并受同一条韧性脆性断裂构造带控制,均为低硫浅成低温热液型金矿,主成矿时代为华力西晚期。牛毛泉东金矿的发现及成因研究对指导区域找矿方向具有重要的意义。
安徽省金寨县沙坪沟钼矿床是近年来秦岭—大别成矿带发现的超大型斑岩钼矿床,已探明钼资源储量246×104 t。通过对沙坪沟钼矿床不同勘探线剖面和不同深度代表性样品的S、H、O稳定同位素地球化学的研究,揭示了沙坪沟钼矿床S、H、O同位素组成特征及其空间分布特征。矿床硫化物硫同位素组成变化范围较窄,δ34S变化于+0.4‰~+6.2‰,平均值为+3.47‰,落在火成岩范围,分布具明显的塔式效应,硫的来源比较均一,主要为深源硫。成矿流体的δ18O包裹体水为0.40‰~7.52‰。流体包裹体中δD变化范围为-90‰~-63‰。主成矿期成矿流体总体为岩浆水。在不同勘探线剖面上矿化中心具高的δ34S、δ18O值,而且显示出从深部钠长石—钾长石—硅化带→黄铁绢英岩化带→浅部的绿泥石—碳酸盐化带δ34S、δ18O值有降低的趋势。上述特征表明沙坪沟钼矿床主成矿期成矿环境由碱性向酸性过渡,且没有发生明显的低δ18O作用,成矿环境相对封闭,外部对流循环的雨水系统参与成矿作用程度相对较小,与东秦岭其他斑岩钼矿床不同。
碱性暗色矿物作为具有特殊指示意义的矿物,其存在对岩浆演化过程具有重要的意义。毛家屯花岗岩体位于兴蒙造山带东部的小兴安岭—张广才岭南段,岩体内部发育碱性暗色矿物。以毛家屯岩体内部发育的碱性暗色矿物为研究对象,进行了矿物学和矿物化学电子探针分析。研究表明,碱性角闪石的类型为铁-镁铝钠闪石,具有富碱,尤其富钠、富硅、富铁、贫钙、镁、钛等特征。辉石的类型为霓辉石,化学特征上高硅-高钠,高铁,低钛、镁、铝、锰。碱性暗色矿物主岩为碱性岩,成因类型为铝质A型花岗岩类。毛家屯花岗岩碱性角闪石具有很低的M值,证明其来源于地壳物质的熔融。毛家屯花岗岩中碱性角闪石的特征指示,在结晶过程中,岩浆体系处于封闭还原条件,且岩体从中央到边部存在偏酸性和偏基性组分分带现象。结合前人的同位素和年代学方面的分析资料,认为毛家屯碱性花岗岩形成于造山后期伸展转换环境中。
沉积岩的地球化学特征蕴含了大量的地质信息,对于沉积环境的重塑及物源研究具有重要意义。通过对辽宁北部秀水盆地秀D1井义县组泥岩样品常量、微量及稀土元素等地球化学特征的研究表明:泥岩样品轻稀土元素富集,重稀土元素亏损严重,配分曲线“右倾”,可见中等Eu负异常和微弱的Ce负异常,指示稳定的上地壳物源注入。盆地北东—东部的侏罗系、二叠系酸性侵入岩与义县组沉积岩具有较好的亲缘性,可能为其主要物源,源区构造背景主要为活动大陆边缘。B、Sr/Ba、LaN/SmN、V/(V+Ni)、Fe2+/Fe3+、Cu/Zn及Ceanom等地球化学指标表明义县组沉积时期为淡水环境,古沉积环境为深水还原环境。
估算水系沉积物的地球化学背景值和识别其异常对人为污染判别与环境风险评估非常重要。采集并分析了珠江58件水系沉积物样品,经分析检验,Al、Fe和Sc被选作参考元素,并对比了确定地球化学背景及识别异常值的方法。其中,基于最小截断二乘法的回归分析是定义地球化学背景的有效方法,它是一种对异常值不敏感的稳健统计方法,而基于局部富集因子的箱线图和回归诊断图更适用于识别异常值。珠江不同河段重金属污染存在差异,北江和河网区主要受As、Cd、Cu、Pb和Zn污染,东江主要受Cu、Cr和Ni污染,而西江几乎不存在重金属污染。水系沉积物的主要污染类型是点源污染,主要污染来源是采矿和电镀等相关的工业活动。
基于河南商丘地区多目标地球化学调查数据资料,在正态和对数正态检验的基础上,统计获得了土壤54种元素(指标)的地球化学基准值和背景值,查明了土壤元素指标组合、分布特征、富集贫化规律。结果表明,调查区土壤元素含量普遍低于全国土壤基准值,其中Se元素含量仅为全国的0.28倍,而CaO含量最高,为全国的1.96倍;对比发现研究区多数元素(指标)的背景值与基准值相当,说明表生成土作用过程中这些元素的迁移重分配作用较弱,人为活动对其污染影响较小; 而Corg、N、Se、Hg、P、TC等元素(指标)在表层富集,反映出较为显著的表生富集和人为污染叠加的特点。因子分析表明,风化作用、淋溶作用及农业施肥、生物地球化学循环过程是影响研究区表层土壤地球化学特征的主要因素。
磁性地层学研究是建立渤海地区第四纪沉积序列地层年代框架的主要技术手段之一。通过对渤海海峡地区BHS01孔(孔深121.3 m)进行详细的磁性地层学研究,结果表明: BHS01孔岩心记录了布容(Brunhes)正极性时至松山(Matuyama)负极性时底部,包括贾拉米洛(Jaramillo)和奥尔都维(Olduvai)正极性亚时。早、中更新世界线即布容(Brunhes)正极性时/松山(Matuyama)负极性时界限(B/M)深度位于该钻孔的46.4 m处。根据沉积速率,推测钻孔底部121.3 m处的年龄约2.25 Ma。综合沉积物的岩性、磁性及沉积速率变化特征,将BHS01孔沉积物记录的区域沉积过程自下而上划分为3个阶段:阶段Ⅰ(2.25~1.46 Ma)以河流相沉积为主;阶段Ⅱ(1.46~0.78 Ma)为稳定的湖泊相沉积;阶段Ⅲ(0.78~0 Ma)发育海陆交互相沉积。这一研究为该钻孔提供了可靠的年代标尺,为渤海海峡及邻区第四纪地层的划分对比和沉积演化过程提供了新的依据。
黔西北位于川滇黔铅锌成矿域乌蒙山重力梯级带上,地质构造异常复杂,找矿前景巨大,但研究程度低。近年来,在织金五指山、赫章猪拱塘等地取得了大型、超大型铅锌找矿历史性突破,指示区内具有形成超大型铅锌矿床的潜力。根据区域重力、航磁、地质以及1:5万地面磁测等资料,划定了区内的深、浅部断裂构造。结果显示,铅锌矿床的分布与推测的深部及浅表断裂带具有良好的耦合关系。在威宁李子沟一带,北西向断裂F1与北东向断裂F2呈“十”字形分布,为两条典型的控矿构造;在以那架—小猫场地区,两条大致平行的北东向断裂(F10、F11)联合控矿。结合区域资料综合分析认为,深部断裂主要为导矿-容矿构造,是形成大型-超大型铅锌矿床的有利地段;浅表断裂则主要为容矿构造,推测的主要断裂(F1—F16)分布区有望成为铅锌成矿的重点找矿地段。
储层预测的常规方法是地震确定性反演和叠后地质统计学反演,但这些方法难以解决复杂地质背景中薄储层的预测。西湖凹陷平湖组埋深大,沉积环境复杂,储层相变快且普遍发育薄煤层,其储层预测一直是勘探开发的重点和难点。采用分步反演方法,在地质模式的指导下,基于本区岩石物理特征,优先利用叠后地质统计学反演方法预测煤层,再将煤层作为已知的岩相信息,建立三维岩相比例体,用于约束叠前地质统计学反演方法,进而达到提高分辨率、精细雕刻富煤环境中薄储层的目的。该技术有效解决了东海煤系地层储层预测可靠性差的难题,保障了开发井的顺利实施,将平湖组储层预测精度提高了15%,深化了沉积储层认识,具有较大的推广应用价值。
孔隙网络模型是研究多孔介质和其中颗粒的关键。现有的构建孔隙网络模型的算法有许多,但人们开始越来越多地研究基于图像的算法。将讨论一种基于中轴线的孔隙网络构建算法,并且对原有算法中孔隙中心表示方法不合理及缺少中轴线上各点坐标的问题提出改进,改进后的算法提出了孔隙中心的另一种表示方法,并且中轴线上任一点的坐标都被标出。在构建孔隙网络模型后利用该模型计算孔隙体积和喉径,并且针对过度分割的问题提出基于欧氏距离及基于分水岭算法的两种融合算法对孔隙和孔喉进行融合。
珠江口盆地西部文昌B凹陷晚始新-早渐新世构造沉积充填演化复杂,受珠三南断裂持续活动影响发育多期次、多点物源的扇三角洲和辫状河三角洲沉积,具有纵向频繁叠置、横向非均质性强的复杂特点。由构造-沉积演化历史研究入手,分析断裂活动时间和差异性对沉积格局、物源注入和储层展布的影响,从而与沉积内幕表现出的复杂性结合来分析垂向相序变化和平面储层展布规律,并开展低渗成因的定量化剖析与探讨,在此基础上对优质储层和有利勘探区带的预测促进了本区油气新发现,也进一步提升了中深层的评价价值。研究得出,文昌B凹陷在文昌组发育两大物源体系,分别形成陡坡带以酸性喷出岩为母岩的扇三角洲和缓坡带以花岗岩为母岩的辫状河三角洲沉积,且后者受母岩类型差异、牵引流为主的沉积机制以及构造挤压应力变弱等因素影响储层物性明显偏好。恩平组纵向上可识别出4期扇三角洲,自下而上呈现多期朵叶体频繁迁移摆动迹象,其中沉积水动力条件和南断裂带差异活动是影响平面储层非均质性的重要因素。因此,在厘定沉积机制和岩相变化为储层物性影响的先决条件这一认识背景下,最终确定以地震相差异与沉积相、岩相的细致对比分析为核心来多角度深入剖析沉积内幕与低渗成因机制应是适合本区中深层的技术体系,并进一步精准预测了“甜点”储层的探寻方向。而在此认识基础上的油气成藏条件再认识,能更成功地指导珠江口盆地西部油气勘探新层系的发现,坚定了文昌B凹陷中深层继续向北拓展勘探的信心。
盐湖沉积因具有成盐多期性和连续完整性的特点,是恢复成盐期古环境的重要研究对象,形成的不同级次盐韵律记录了不同尺度周期下古气候的干湿变化。上白垩统浦口组是淮安盐盆的主要含盐层系,对含盐层段盐韵律的研究有助于恢复该地区成盐期的古气候特征。在对资料井A1井取心段岩心精细观察和岩样矿物成分分析的基础上,分析资料井岩性的垂向变化,对浦口组盐韵律特征进行识别并划分。根据盐韵律对古气候的指示作用研究成盐期区块短尺度气候周期下的古气候变化。将淮安盐盆杨槐区块浦口组划分出Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级韵律,识别出完整的盐韵律组合,即泥岩—钙芒硝质盐岩—盐岩—钙芒硝质盐岩。含盐段中广泛发育暖温相矿物钙芒硝,指示气候特征为炎热的暖旱型。在Ⅳ级韵律尺度下建立了气候干湿性变化曲线,表明区块气候干湿性波动频繁,但仍以干旱为主,韵律厚度大致反映了气候波动频率大小。
前人对笔石的研究主要用于地层划分和沉积环境分析,对笔石与页岩气之间的关系研究甚少。充分利用取心井岩心分析资料、钻井地质资料、实验分析资料和测录井资料,结合不同沉积环境的笔石类型,将JYDA-E井奥陶系五峰组分成4个笔石带(WF1—WF4)、志留系龙马溪组划成6个笔石带(LM1—LM7,LM2缺失),其中WF2—LM4的TOC含量高、有机孔隙发育,属于页岩气有利开发层段。研究发现:笔石的演化和有机质的富集具有相同的沉积环境;笔石的丰度和TOC、有机孔隙度以及气测全烃含量具有正相关关系,笔石的演化对页岩有机质丰度、有机孔的形成具有一定贡献,并在一定程度上影响其含气性,属于页岩气储层评价的一项重要指标。四川盆地五峰组—龙马溪组页岩气形成和笔石的形成演化存在成因上的关联,这对页岩气储层研究具有借鉴意义。
鄂尔多斯盆地延长组长7优质烃源岩中凝灰岩夹层广泛分布,单层厚度一般为0.1~10 cm,局部可达1~2 m。在盆地南部铜川瑶曲镇新发现了单层厚约14 m的岩屑晶屑熔结角砾凝灰岩层夹透镜状碳酸岩。熔结凝灰岩SiO2含量在47.09%~66.6%之间,呈中性-偏酸性特征;∑REE为(164.04~245.74)×10-6,LREE相对富集,总体特征表现为负Eu异常明显的右倾型曲线;微量元素中大离子亲石元素Sr、P为负异常,高场强元素U、Th为明显的正异常。碳酸岩中SiO2含量较高,矿物组成简单,可能为壳源碳酸岩;Sr和Ba的含量较高,显示典型的火成碳酸岩特征。根据熔结凝灰岩的野外露头及岩相学特征,结合其分布特征,建立了鄂尔多斯盆地中晚三叠世火山岩岩相模式,认为铜川瑶曲镇的熔结凝灰岩为火山通道相-爆发相。熔结凝灰岩源于火山弧高钾钙碱性岩浆源区,透镜状碳酸岩产生于碰撞造山过程中派生的引张大陆岩石圈断裂带,直接由岩石圈富集、地幔低程度部分熔融作用而产生的碳酸岩浆侵入或喷发所形成,与中晚三叠世秦岭造山带的演化关系密切,是秦岭造山带印支构造活动在鄂尔多斯盆地的沉积耦合效应,该发现为鄂尔多斯盆地中生代构造演化提供了新的岩石学证据。
永1井区位于准噶尔盆地腹部昌吉凹陷,中晚侏罗世受燕山运动的影响在盆地腹部形成车莫隆起带,使得下伏西山窑组地层受到超覆、削蚀,形成了一系列岩性、地层及复合油气藏。在油气运聚成藏过程中不整合体的结构发挥了重要作用,故对不整合结构进行了三级层次划分:一级为盖层和不整合体层;二级将不整合体层分为上覆层、不整合层及下伏层;三级是成藏要素级,包括运聚层、隔挡层、风化黏土层和风化淋滤带。借助测井资料,运用岩性、物性、岩石学特征等分析不整合体纵向结构,研究区不整合体三级结构发育完整。地震资料结合测井资料,通过自然伽马反演明确不整合体结构层中运聚层和隔挡层的展布。风化淋滤带厚度自高部位向凹陷方向逐渐减薄,风化黏土层反之,二者具有较好的负相关性。不整合体的结构控制了本区最重要的两类储盖组合,分别是不整合体上覆层-不整合体盖层的储盖组合及不整合体下伏层-风化黏土层的储盖组合。
