现代地质

第31卷第02期封面和目录

2017, 31(02): 0.

摘要 ( 225 )

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参考文献 | 相关文章 | 计量指标

新疆西天山加曼特金矿床赋矿围岩年代学、地球化学及地质意义

郑少华, 顾雪祥, 章永梅, 王春山, 马海杰, 胡耀华

2017, 31(02): 209-224.

摘要 ( 547 )

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加曼特金矿床是西天山博罗科努多金属成矿带中的一个浅成低温热液金矿床。矿床赋存于晚古生代大哈拉军山组岩屑晶屑凝灰岩和花岗斑岩中。LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素定年结果显示岩屑晶屑凝灰岩、花岗斑岩的成岩时代分别为(365.9±3.0) Ma和(362.3±4.3) Ma,结合上覆阿恰勒河组地层中维宪阶生物化石的时代,加曼特金矿的成矿时代被约束在362~331 Ma之间。矿区岩石地球化学分析结果表明:二者均为高钾钙碱性系列岩石,富集轻稀土、Th和大离子亲石元素(Rb、K),亏损Ba、Sr、高场强元素(Nb、Ta、Ti、P)和重稀土元素,具有同源性和岛弧岩浆岩的地球化学亲缘性。岩石形成于古准噶尔洋向伊犁—中天山板块俯冲的活动大陆边缘弧环境,主要是下地壳基性岩石部分熔融的产物,混合了少量洋底沉积物熔体交代地幔楔形成的幔源岩浆。

内蒙古核桃坝地区流纹斑岩的地球化学特征及与铀富集的关系

蒋孝君, 剡鹏兵, 薛伟, 邢亚杰, 刘小刚, 颜小波

2017, 31(02): 225-233.

摘要 ( 571 )

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内蒙古核桃坝地区流纹斑岩体与该区铀成矿有着密切关系,为了寻求找矿突破,通过地球化学和岩浆与构造演化等方法,着重讨论流纹斑岩和构造与铀富集的关系。该流纹斑岩体位于多伦火山盆地榛子山破火山口南部,岩石富硅(w(SiO₂)= 70.15%~78.58%),富碱(w(Na₂O+K₂O)=7.49%~10.82%),属钾质(w(K₂O)=5.28%~9.30%);A/CNK的值在0.84~1.28之间,在火山岩TAS分类图解中全部样品均落入亚碱性流纹岩范围内,属于亚碱性系列流纹岩类;稀土总量高(∑REE=254.47×10^-6~499.99×10^-6),其中轻稀土元素富集,重稀土元素亏损,轻重稀土分馏程度强;亲石元素Rb、Th相对富集,特别是U含量(6.66×10^-6~966.00×10^-6)异常富集,部分数据极高,而Sr和Eu明显亏损。岩石岩浆物质来源于下地壳的部分熔融,侵位于后碰撞构造环境,属于A2型花岗岩类型。伸展构造背景下的富铀流纹斑岩侵位、后期促进铀运移富集的成矿构造及富铀热液随构造上移并进一步萃取等多种事件共同作用,最终促成了核桃坝铀矿床的形成。

内蒙古海拉尔北部八大关地区花岗岩的成岩时代、地球化学特征与成因

李研, 王建, 孙德有, 陈德兵, 韩志滨, 崔家瑞

2017, 31(02): 234-245.

摘要 ( 459 )

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内蒙古海拉尔北部八大关地区花岗岩以正长花岗岩和二长花岗岩为主,锆石U-Pb定年显示其形成于晚三叠世((212±1.7)~(226.7±1.6) Ma)。岩石为弱过铝质(A/CNK=1.01~1.10),分异指数(DI)介于92.5~95.8之间。岩石大离子亲石元素K和Rb以及LREE相对富集,高场强元素Nb、Ta、P、Ti 和Ba、Sr相对亏损,并显示中等铕负异常(δEu=0.51~0.71)。较低的10 000 Ga/Al值(平均1.91)以及较低的锆石饱和温度(平均683 ℃)等特征显示该花岗岩属于高分异Ⅰ型。锆石的ε_Hf(t)值较高(4.50~10.45),Hf二阶段模式年龄为0.59~0.97 Ga,反映其源区物质为新元古代增生的基性地壳。综合区域其他地质研究成果,认为研究区晚三叠世花岗岩形成于蒙古—鄂霍茨克洋板块俯冲的活动大陆边缘环境。

陕西省华阳川铀铌铅矿床碳酸岩岩石学及地球化学特征

惠小朝, 蔡煜琦, 何升, 冯张生

2017, 31(02): 246-257.

摘要 ( 593 )

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陕西省华阳川铀铌铅矿床是小秦岭成矿带中成矿特征最为独特的矿床,碳酸岩脉的破碎带是重要的成矿空间。未矿化的碳酸岩中矿物以方解石为主,其他矿物很少;发育铀矿化的碳酸岩脉中矿物种类繁多,大部分为方解石,其次为角闪石、金云母、榍石、褐帘石、铌钛铀矿、重晶石、磷灰石、石英、磁铁矿、碱性长石等矿物。碳酸岩的LREE含量异常高,δ¹³C_V-PDB和δ¹⁸O_V-SMOW值显示典型的火成碳酸岩特征。基于碳酸岩脉的Sr、Nd、Pb同位素比值(⁸⁷Sr/⁸⁶Sr-²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb、²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb-²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb-¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd-⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)的关系图,初步判断华阳川铀铌铅碳酸岩脉是源于EMI的碱性硅酸盐-碳酸盐熔体-溶液结晶分异的产物。

西藏玛依岗日地区辉长岩地球化学特征及其构造意义

崔玉良, 王根厚, 梁晓

2017, 31(02): 258-266.

摘要 ( 396 )

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西藏玛依岗日地区侵入脉岩为辉长岩,通过采集辉长岩样品,观察显微照片,并进行主量元素、微量元素和稀土元素含量测试。结果表明:Na₂O与K₂O含量变化范围不大,全碱(K₂O+Na₂O)含量为1.86%~4.11%,样品K₂O/Na₂O值的范围为0.25~0.66。岩石富集轻稀土、亏损重稀土,铕无正负异常。总体富集Hf、La、Nd、Ti,亏损P、Yb、Y等元素。地球化学特征表明其形成于陆内裂谷环境,岩浆来源于富集地幔,受到硅铝质地壳物质的混染。结合辉长岩围岩为晚石炭世—早二叠世浅变质岩系以及早二叠世晚期之后的地层中不发育岩墙群的事实,而且根据前人对藏北羌塘南部地区基性岩墙群为晚石炭世—早二叠世的年龄约束,推断研究区内南北向辉长岩可能为古特提斯洋拉张初期的产物。

云南因民铁铜矿区辉长岩类中黑云母-金红石化特征及其指示意义

孙紫坚, 方维萱, 鲁佳, 王同荣, 郭玉乾, 宋丽红

2017, 31(02): 267-277.

摘要 ( 581 )

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对云南因民铁铜矿区深部辉长岩类中金红石、黑云母、碳酸盐和绿泥石的矿物地球化学特征进行研究,以探讨赋存于辉长岩类中的铁氧化物铜金型矿(化)体的成岩成矿环境。金红石由岩浆结晶和多期蚀变作用形成,其结晶温度为820~1 082 ℃,多期蚀变温度为444~730 ℃,金红石与黑云母密切共生;黑云母可划分为原生高钛镁质黑云母、热液蚀变镁质黑云母和铁质黑云母,形成温度分别为653~750 ℃、525~619 ℃和551~577 ℃,氧逸度均位于Ni-NiO缓冲剂附近,表明黑云母形成于高温强氧化环境,有利于金红石化;铁白云石-菱铁矿化揭示了强还原环境,交代蚀变金红石;绿泥石多由铁镁矿物蚀变形成,形成于中低温(174~243 ℃)、低氧逸度(-44.68~-51.42)和高硫逸度(-14.42~-19.76)的强还原环境,有利于金属硫化物形成。本区岩浆结晶演化和黑云母-金红石化蚀变具有高温强氧化地球化学岩相学特征,有利于钛、铁矿化,后期叠加中低温强还原地球化学岩相,为IOCG矿床成矿的有利地球化学岩相学类型。

黑龙江省嫩江—黑河构造混杂岩区永新金矿热液蚀变与矿化关系定量及定位研究

袁茂文, 曾勇杰, 李成禄, 李士胜, 李胜荣

2017, 31(02): 278-289.

摘要 ( 381 )

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黑龙江省嫩江县永新金矿是近几年在嫩江—黑河构造混杂岩地区新发现的大型断裂带蚀变岩型金矿床,矿石矿物主要为碲金矿、碲金银矿、自然金,有少量的硫化物及氧化物。通过钾长石化带、绢云母化带及硅化带厚度与矿体厚度的线性关系分析得出,本区钾长石化带厚度、硅化带厚度与矿体厚度呈正相关关系,绢云母化带厚度与矿体厚度呈负相关关系。蚀变带厚度及矿体厚度水平面投影结果表明,矿区内热液蚀变在水平方向上具有明显的分带现象,自矿区东南到西北呈“阶梯状”分布,且绢云母化带厚度高值区、钾长石化带厚度高值区及硅化带厚度高值区在各阶梯中具有一定的对应关系。据以上分析,永新金矿成矿流体来自北西方向,矿体总体向北西延伸,暗示矿区西北深部具有较好的找矿前景。

四川盆地上三叠统须家河组高分辨率层序地层研究

谭聪, 于炳松, 阮壮, 郝士龙, 李琨, 罗忠, 刘润达

2017, 31(02): 290-301.

摘要 ( 473 )

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为了进一步认识四川盆地须家河组的层序格架和时空分布,基于高分辨率层序地层学及沉积学相关理论,通过露头剖面、钻井岩心的观察及测井、地震等资料的分析,开展了四川盆地须家河组层序地层研究,结果发现盆地内虽然具有构造复杂、物源多样、岩相不均、组名不统一的特点,但依然具有全盆地范围内可追溯的不整合面和湖泛面。通过层序界面追踪及沉积旋回分析,将四川盆地须家河组划分为3个超长期基准面旋回、6个长期基准面旋回及21个中期基准面旋回,并建立了盆地内各级旋回的对比关系。通过全盆地对比结果表明,须家河组在南北方向上各级旋回个数变化不大,沉积厚度相对稳定;东西方向上旋回变化复杂,西部缺失LSC6旋回和大部分LSC5旋回,东部则缺失大部分LSC1旋回,由于沉降与沉积中心位于龙门山前缘坳陷,盆地近西部沉积速率极高,整体的沉积体展布呈现西厚东薄的楔形体形态特征。在层序对比研究的基础上,尝试性地建立了年代地层格架,通过层序地层学与年代地层学、古生物地层学的综合对比,推测了各旋回的相对年龄值以及不整合面的沉积间断时间,为四川盆地须家河组下一步油气资源探勘开发提供了理论支持。

埋藏压实-侧向挤压过程对库车坳陷深层储层物理性质的改造机理

高志勇, 崔京钢, 冯佳睿, 周川闽, 石雨昕

2017, 31(02): 302-314.

摘要 ( 324 )

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早期长期浅埋、后期快速深埋及晚期强烈的侧向挤压作用是西部前陆盆地共性的地质演化过程,埋藏(机械)压实-侧向挤压过程对深层砂岩储层岩石物理性质与储集性具有重要的改造作用。开展成岩物理模拟实验研究,并与实际地质分析相结合,探索改造作用机制的演化过程,认为持续的垂向压实作用使储层碎屑颗粒由松散状至紧密堆积。在晚期侧向挤压、持续垂向埋藏压实共同作用下,深层碎屑颗粒表现为明显的共轭双方向定向排列特征。在快速垂向压实和强烈的侧向挤压应力作用下,石英、长石等颗粒内出现明显的无定向微裂缝、共轭剪切微裂缝。微裂缝的出现可增强颗粒的可溶蚀性,提高储层渗透性。明确埋藏(机械)压实-侧向挤压过程对深层砂岩储层物理性质与储集性的改造作用机制,对评价与预测深层有利储层的分布具有积极作用。

多孔介质储层表征技术在塔中地区上奥陶统礁滩储层中的应用

李维岭, 乔占峰, 邓兴梁, 倪新锋, 张正红, 常少英, 李昌, 苏东坡, 邵冠铭, 杨钊

2017, 31(02): 315-327.

摘要 ( 388 )

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多孔介质储层表征技术应用岩心分析、测井分析、地震分析、岩样实验分析、生产动态分析等多种分析方法,表征不同尺度储集空间及其组合特征,最终评价有利储层。应用该技术,识别塔中地区北斜坡奥陶系良里塔格组孔隙型、孔洞型、孔隙-孔洞型、缝洞型和孔缝洞型5类储层,并表征了各类储层的孔喉结构、孔渗性和产能特征。结果表明:孔隙-孔洞型储层的孔喉结构发育大孔大喉的孔喉结构,优于孔隙型和孔洞型储层;裂缝对各类储层起到改善作用,裂缝的发育增加了储层孔渗性和连通性;储层产能特征受储层类型及规模影响,台缘孔缝洞型、孔隙-孔洞型储层以高产稳产为特征,台内缝洞型储层以中产较稳产为特征,台内孔洞型储层以中低产不稳产为特征。各类储集空间组合类型中,台缘孔缝洞型、孔隙-孔洞型储层是最有利储层,台内缝洞型是目前台内勘探的主要类型,台内孔隙型、孔洞型储层在裂缝发育情况下可以形成潜力储层。

鄂尔多斯盆地延长探区延长组页岩气储层孔隙结构特征

徐红卫, 李贤庆, 祁帅, 周宝刚, 王哲, 高文杰, 陈金明

2017, 31(02): 328-337.

摘要 ( 392 )

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为了评价陆相页岩气储层的储集空间和储气能力,以鄂尔多斯盆地延长探区上三叠统延长组长7段、长9段页岩为研究对象,运用电子扫描显微镜、高压压汞、低温CO₂和N₂气体吸附等实验方法,对陆相页岩气储层孔隙类型特征、孔隙结构及其影响因素进行研究。结果表明:(1)延长探区上三叠统延长组陆相页岩发育多种类型微观孔隙,以粒间孔和粒内孔为主,少量晶间孔和溶蚀孔,有机质孔发育较少,为陆相页岩气赋存提供了储集空间;(2)延长组页岩中介孔(2~50 nm)贡献了其主要的孔容和比表面积,占总孔容的74.37%,占总比表面积的64.40%,且长9段页岩的总孔容和总比表面积均大于长7段页岩;(3)延长组页岩孔隙结构以狭缝型孔和板状孔为主,孔径主要分布在0.4~0.9 nm、3~25 nm和5~200 μm区间段内,延长组页岩平均孔径为8.53 nm,且长7段页岩平均孔径大于长9段页岩;(4)页岩有机碳含量、有机质成熟度及矿物成分含量共同影响着延长组页岩孔隙的发育,其中矿物成分含量是以介孔孔隙为主的延长组页岩孔隙发育的主控因素,有机碳含量及成熟度的增加主要对页岩中微孔孔隙的发育起到积极作用。

基于地震正演与井震结合的低序级断层描述技术及应用

束宁凯, 宋力, 汪新文

2017, 31(02): 338-347.

摘要 ( 368 )

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复杂断块油藏的开发实践表明,低序级断层控油作用明显,对低序级断层的精细刻画是研究不同类型断块油藏开发技术的基础和关键。随着开发程度的提高,断块油藏面临越来越复杂的地质条件,如断层、地层剥蚀、超覆等多种地质现象并存,地层接触关系及断裂系统复杂,给现有地震资料条件下低序级断层识别及组合带来极大的困难。针对这一难题,通过探索,形成了基于地震正演分析与井震结合的低序级断层识别与精细刻画技术:综合利用井震结合重建地层对比模式指导井上小断点的准确识别、井断点地震反射特征与地震正演结合建立断层地震识别标志、井引导地震属性分析断层平面组合规律、井震多层位精细解释刻画断棱断面及多层叠合验证空间组合关系。在“断层、剥蚀、超覆”共存的孤东二六区沙河街组,通过该方法的应用,重组了其复杂断裂系统,解决了长期以来的油水矛盾,取得了较好的应用效果。

油气沿不同时期断裂穿过泥岩盖层渗滤散失的地质条件及其识别方法

王超, 付广, 董英洁

2017, 31(02): 348-356.

摘要 ( 398 )

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为了研究含油气盆地断裂发育区油气分布规律,在确定油气沿活动期和静止期断裂穿过泥岩盖层发生渗滤散失机理的基础上,针对油气沿活动期和静止期断裂穿过泥岩盖层渗滤散失的地质条件及识别方法进行了研究。研究结果表明:油气沿活动期断裂穿过泥岩盖层渗滤散失所需的地质条件是活动期断裂在盖层内上下连接分布,作为油气穿过泥岩盖层的输导通道;油气沿静止期断裂穿过泥岩盖层渗滤散失所需的地质条件是下伏储层油气剩余压力大于断层岩排替压力。通过比较泥岩盖层断接厚度与油气沿活动期断裂穿过泥岩盖层渗滤散失所需最小断接厚度的相对大小和下伏储层剩余压力与断层岩排替压力的相对大小,分别建立了油气是否沿活动期断裂和静止期断裂穿过泥岩盖层渗滤散失的识别方法,并将其应用于渤海湾盆地南堡凹陷南堡5号构造天然气能否通过活动期和静止期NP5-2断裂穿过东二段泥岩盖层渗滤散失的识别。结果表明:在断裂活动期,仅在L₂和L₈测线处天然气可以沿着NP5-2断裂穿过东二段泥岩盖层渗滤散失,其余测线处(L₁、L₃、L₄、L₅、L₆、L₇、L₉)则不能;但是在断裂静止期,天然气不能沿NP5-2断裂穿过东二段泥岩盖层渗滤散失,与目前南堡5号构造东二段泥岩盖层之下已发现的天然气分布相吻合,表明这2种方法分别用于识别油气是否通过静止期断裂和活动期断裂穿过泥岩盖层渗滤散失是可行的。

塔里木盆地玉北地区埋藏史及热史分析

倪斌, 汤良杰, 郭颖, 余腾孝, 岳勇

2017, 31(02): 357-366.

摘要 ( 418 )

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根据地层分层数据和古热流分析,对塔里木盆地玉北地区的5口代表性钻井进行了埋藏史、热史的模拟与分析,探讨了研究区烃源岩的热演化成熟过程,初步划分了烃源岩的成熟阶段和生烃期次。研究结果认为:玉北地区寒武系-泥盆系沉积时期,具有多次沉积埋藏和隆升剥蚀的交替;泥盆系沉积之后,石炭-二叠系呈现沉积埋藏的特征;中生代在玉北地区东部少量沉积三叠系,随后被剥蚀,而在中西部发生沉积间断;进入新生代,地层持续沉积,且沉积速率呈现增大趋势。研究区寒武系烃源岩自沉积以来成熟度演化相对连续,奥陶纪时进入生烃门限,成熟时期较早;志留-泥盆纪,受海西早期运动的影响,发生隆升剥蚀作用,烃源岩演化变缓;石炭-二叠纪受控于区域上持续稳定的地层沉积与广泛发育的火山活动,研究区寒武系烃源岩进入中高成熟阶段;由于喜马拉雅造山运动的远程效应,新生代研究区持续沉降,形成巨厚沉积,烃源岩成熟度达到高-过成熟,为天然气生成阶段。

渤海西部表层沉积物中重金属的环境地球化学特征

蓝先洪, 顾兆峰, 密蓓蓓, 秦亚超, 黄龙, 徐扬

2017, 31(02): 367-373.

摘要 ( 508 )

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为探讨渤海西部在多重环境因素变化下沉积物中重金属的环境地球化学行为,分析了渤海西部44个站位表层沉积物样品中8种重金属元素含量,研究了重金属元素的分布特征、环境影响因素及其生态风险。结果表明,渤海西部表层沉积物中As、Cu、Cd、Cr、Hg、Ni、Pb、Zn的平均含量分别为11.7 mg/kg、25.5 mg/kg、0.14 mg/kg、68.9 mg/kg、0.037 mg/kg、30.3 mg/kg、22.3 mg/kg、75.7 mg/kg;Cu、Cr、Ni、Zn含量与有机碳含量、小于63 μm细粒沉积物呈显著正相关,其在表层沉积物中的分布明显受到有机质含量和沉积物粒径的控制,而As、Hg分布没有明显受到有机质含量的影响。富集系数显示,Cr、Ni、Pb和Zn为无富集,Cu、As为轻度富集,Cd和Hg为中度富集。与多种背景值和一致性沉积物质量基准相比较,渤海西部表层沉积物Pb、Cd的含量超出背景值,而Cu、Zn、Ni、Cr、As、Hg含量也存在一定的异常,但其含量水平引发有害生物效应的可能性不大,尽管重金属元素含量偏高,但生态风险较小。

广西象州与横县碳酸盐岩分布区土壤中Cd形态分布特征及影响因素

刘旭, 顾秋蓓, 杨琼, 余涛, 张起钻

2017, 31(02): 374-385.

摘要 ( 486 )

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广西壮族自治区碳酸盐岩分布面积为96 372 km²,约占全区陆地国土面积的40.7%。由碳酸盐岩风化形成的土壤中Cd、Pb、Hg等重金属元素普遍富集。初步评价发现,农作物籽实对Cd的吸收量与土壤Cd含量无对应关系,农作物Cd超标多出现在土壤Cd含量较低的地区。进一步研究发现,Cd高含量的土壤中普遍含有铝土矿、Fe-Mn结核等颗粒。为了探索土壤中Cd存在形态及其影响因素,选择了含铝土矿和铁锰结核的横县土壤和无铝土矿与铁锰结核的象州土壤,系统研究了土壤Cd形态差异及其影响因素。结果表明:(1)象州土壤中Cd主要以活动态形式存在,生物可利用性高,横县土壤中Cd主要以稳定态形式存在,生物可利用性低。(2)pH值为6.0是象州土壤Cd活动态含量的突变点,pH值在6.0处含量达到最大值;而在横县,pH降低使活动态Cd比例增加。(3)象州土壤中活动态Cd随有机质增加而增加,表明Cd被有机质弱吸附;而横县土壤有机质含量与Cd形态无明显相关性。(4)由铝土矿导致的土壤高Cd含量,多以残渣态形式存在,不会对动植物造成危害。

山东省土壤有机碳库及其时空变化特征

代杰瑞, 庞绪贵, 董健, 王增辉, 喻超

2017, 31(02): 386-393.

摘要 ( 465 )

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土壤作为陆地生态系统的重要组成部分,土壤碳储量研究在全球碳循环变化中意义重大。利用山东省多目标区域地球化学调查(2003年)获得的双层网格化大密度、高精度土壤有机碳(SOC)含量数据,估算了全省0~20 cm、0~100 cm及0~160 cm的土壤碳密度和储量,并对SOC密度和储量的时空变化规律及土壤固碳潜力进行研究。结果表明:(1)山东省0~20 cm、0~100 cm和0~160 cm土层SOC密度分别为2.22 kg/m²、7.64 kg/m²、10.09 kg/m²,各土层SOC密度均明显低于全国平均水平(3.19 kg/m²、11.64 kg/m²和15.34 kg/m²);(2)0~20 cm表层SOC密度分布总体呈现为沿海地区低,鲁西北平原、鲁东丘陵中等,鲁中南山区偏高的分布格局;(3)与18年前第二次土壤普查(1985年)数据对比,表层SOC密度从1.43 kg/m²升高到2.22 kg/m²,全省陆域(15.70万km²)0~20 cm表层SOC储量则由226.41 Mt增加至350.65 Mt,净增了124.24 Mt,SOC密度以0.044 kg/(m²·a)的平均速率在土壤中积累,整体表现为“碳汇”效应;据估算,尚有505.23 Mt的固碳潜力。

末次冰期河流下切行为对气候变化的响应模式

丁莹莹, 张绪教, 何泽新, 胡道功, 王超群

2017, 31(02): 394-405.

摘要 ( 505 )

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末次冰期是距离人类最近的一次冰期,气候异常寒冷且存在高频高幅波动,河流系统如何响应冰期气候的变化值得关注与研究。基于河流系统对气候变化的敏感响应,传统的经典地貌理论认为河流下切在河流阶地形成过程中起着至关重要的作用,河流的下切行为发生在间冰期或者冰期向间冰期的过渡阶段,堆积行为发生于冰期,然而近年来最新的河流地貌研究成果表明,末次冰期河流下切较为普遍。首先对河流阶地形成的传统模式进行总结分析,认为单纯的构造驱动模式存在不合理性,气候也发挥着重要的调节作用;单一的气候变化无法驱动多级且高差较大阶地的形成,地壳抬升往往是必要因素;气候变化是引发河流堆积-下切行为转换形成河流阶地的关键因素。其次通过前人的研究案例总结出末次冰期河流下切行为响应气候变化的三种模式:(1)气候的高度不稳定性引发大规模的洪水事件驱动河流快速下切;(2)快速隆升区气候高频波动叠加构造抬升驱动河流下切;(3)沿海平原地区海平面大幅度下降驱动河流下切。这三种模式对于理解末次冰期河流系统对短尺度高频气候变化的响应以及对河流阶地成因的判断具有十分重要的指导意义。

巴丹东、西湖地貌演化及其对湖泊水体特征的影响

张皓月, 胡晓农, 王旭升

2017, 31(02): 406-414.

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巴丹湖区位于巴丹吉林沙漠的东南缘,发育很多被纵向沙垄一分为二、水体化学特征悬殊的双湖系统。前人对此类湖泊成因及风成地貌过程如何影响湖泊水文特征缺乏系统的研究。通过对沙漠东南缘局部风向和巴丹东、西湖湖盆形态的分析反演湖区的地貌演化,从而对湖泊水化学等特征的差异进行解释。水化学测试结果显示:巴丹东湖湖水的TDS为1.5 g/L左右,为微咸水;西湖的TDS是东湖的上百倍,为盐水。Google Earth遥感影像和DEM反映出巴丹吉林沙漠盛行NW风,东南缘风向及风力多变;巴丹东湖湖盆深于西湖湖盆。反演了巴丹湖地貌演化的3个阶段:(1)月牙湖形成阶段,即巴丹湖的形成阶段;(2)双湖系统形成阶段,气候干旱使湖泊水位降低、湖盆出露,在NW定向风作用下,新的新月形沙丘形成于湖盆上,将其分割从而导致巴丹东湖湖盆遭受风蚀;(3)纵向沙垄形成阶段,由于局部风向的改变,新月形沙丘在SW向风力作用下往NE向不断延伸,并转变成纵向沙垄。综合分析认为:气候变化是风成地貌演化的驱动力,多次风向的改变产生了湖盆地形西高东低的差异,导致东湖接受的浅层地下水补给大于西湖;当气候变得暖湿时,水位上升致两湖水体连通,由于东湖水位高于西湖,使东湖盐分释放、西湖盐分积累。因此,受地貌演化的影响,巴丹东、西湖形成了悬殊的盐度特征。

张掖盆地龙首山山前高氟地下水的形成

王文祥, 何锦, 张梦南, 安永会, 李文鹏, 吴玺, 龚磊, 王晓燕

2017, 31(02): 415-420.

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氟是人体的必须元素之一,饮水中氟元素过量会导致地氟病。高氟地下水的形成机制一直是水文地球化学研究的一个热门话题。利用在张掖盆地开展1∶5万水文地质调查所获得的大量水位、水质资料,运用水化学和氘氧同位素方法,在较高精度水平上探讨了龙首山前高氟地下水的形成机制。研究结果表明,龙首山前地下水中的F^-主要来源于龙首山含氟岩石,通过季节性洪水的方式补给到盆地的第四系含水层中,并与盆地上游来源的低氟地下水发生混合,使龙首山前地下水分为三个条带。

广州金沙洲岩溶地面塌陷灾害预警预报研究

黄健民, 郑小战, 胡让全, 陈建新, 吕镁娜, 陈小月, 郭宇, 刁群

2017, 31(02): 421-432.

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受武广客运专线金沙洲隧道施工抽排大量地下水的影响, 2007—2012年广州金沙洲发生了大规模岩溶地面塌陷、地面沉降地质灾害,造成了重大经济损失。为防治地质灾害,采用综合地质调查、地下水位监测、地面沉降监测、物探、钻探和试验等手段勘查和研究,建立了完善的地下水位和地面沉降监测网络。在此基础上,根据地质环境条件、岩溶发育程度和地质灾害分布特征进行岩溶塌陷易发性分区,选择地下水位变化量和地面沉降量这两个与岩溶塌陷最直接、最敏感和最重要的参数,从预警预报参数选择、时间尺度选取、判据分析计算、预警预报方法、模型系统的建立等方面进行研究,选取临界日综合地下水位变化量和临界日综合地面沉降量作为预警预报判据,结合三维地质结构模型建立岩溶塌陷预警预报模型系统。成功地预警预报了两起岩溶地面塌陷,取得较好的预报效果,说明该岩溶地面塌陷预警预报模型系统实用、有效,为金沙洲防灾减灾提供地质科学依据,为当地的社会稳定和经济可持续发展提供技术支撑。

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