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    2021年 第35卷 第03期    刊出日期:2021-06-23
    封面和目录
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    2021, 35(03):  588-588. 
    摘要 ( 101 )   PDF (3429KB) ( 79 )  
    相关文章 | 计量指标
    矿床学
    北秦岭西峡龙王庙石墨矿床地球化学特征及成因
    阎昆, 杨延伟, 王丽伟, 朱荣彬, 卢允申, 赵辉
    2021, 35(03):  589-598.  DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2021.03.01
    摘要 ( 535 )   HTML ( 28)   PDF (4465KB) ( 430 )  
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    西峡龙王庙石墨矿床位于北秦岭朱阳关—柳泉铺石墨成矿带东部南支,矿体赋存于古元古界秦岭群中深区域变质岩系中,原岩属陆源碎屑岩-碳酸盐岩夹中基性火山岩沉积建造。矿体呈层状、似层状,局部为透镜状产出。矿石构造主要为鳞片状,少量浸染状及块状。矿石主要由含石墨(条带)方解大理岩组成。主量元素整体表现为低Si、低Al、低碱、高CaO、高烧失量的特点,微量元素分析显示大离子亲石元素Rb、U、Th、La、Sm富集,高场强不相容元素Ba、Nb、Ti亏损。Sr/Ba比值为0.55~3.30,平均值2.07。Rb/Sr比值为0.02~1.15,平均值0.28。∑REE含量偏高,REE的分异程度高,轻稀土较重稀土富集,Eu和Ce负异常明显,表明石墨矿变质岩系的原岩可能形成于被动大陆边缘海构造环境。综合分析认为,西峡龙王庙晶质石墨矿床为有机成因的区域变质型晶质石墨矿床,矿床后期叠加热变质及构造改造的特征明显。

    四川旺苍大河坝浅变质岩型石墨矿床地球化学特征与成因分析
    段威, 唐文春, 黎龙昌, 冉强, 张飞, 李小松, 徐永胜
    2021, 35(03):  599-607.  DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2021.03.02
    摘要 ( 560 )   HTML ( 19)   PDF (3355KB) ( 321 )  
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    大河坝石墨矿是川北米仓山南缘石墨矿带新发现的大型显晶质石墨矿床。研究了该矿床的地质特征和矿石主量、微量及稀土元素地球化学特征,结果表明:含矿岩层为副变质岩,矿区石墨矿体原岩沉积于缺氧的还原环境,原岩为一套含碳质黏土质细—粉砂岩及含碳质泥灰岩组合。微量元素特征指示矿体原岩由近海陆源碎屑物沉积形成,沉积水体主要为盐度较低的、混合不均匀的淡水—半咸水。矿石ΣREE平均值为150×10-6,与泥灰岩相近;δCe值平均为0.91,呈弱负异常,δEu值平均为0.67,呈负异常,具滨海潮坪相沉积特征。含矿岩石δ13C值为-21.4‰~-19.0‰,平均为-19.86‰,表明成矿碳质来源主要为有机碳,并混合了部分无机碳。矿床成因类型为沉积变质型,其变质作用可能包括多次区域变质作用并叠加了混合岩化作用。

    地球化学
    一种稀土参数图解新方法:以内蒙古拜仁达坝-维拉斯托闪长岩成因研究为例
    赵保具, 颜开, 肖荣阁
    2021, 35(03):  608-624.  DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2021.03.03
    摘要 ( 420 )   HTML ( 13)   PDF (4487KB) ( 254 )  
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    稀土元素的示踪作用在地质学、地球化学研究中具有重要意义,稀土参数图解可以揭示岩石的形成机理、条件和成因分类,追踪各种复杂地质作用的演化历史。利用稀土元素参数REE与SiO2、REE与LREE/HREE、δEu与LREE/HREE图解,在内蒙古拜仁达坝-维拉斯托铅锌银多金属矿区从偏基性端元向偏酸性端元演化的闪长岩类野外岩相学观察和室内测试的基础上,发现其全岩稀土参数之间的相关关系,进而结合岩石地球化学数据、稀土参数图解新方法与微量元素聚类分析,判别其闪长岩的成因和岩浆源区。结果显示,拜仁达坝赋矿的闪长岩具有高硅、富钠及较高MgO和Al2O3含量的特征,属钙碱性系列,显示地幔岩浆分异与下地壳熔融岩浆混合的特点;拜仁达坝-维拉斯托闪长岩LREE/HREE-REE和δEu-LREE/HREE曲线显示,稀土高值组端元分别呈负相关和正相关关系,负Eu异常明显,相对富集Rb、Th、U、K等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、Sr、P、Ti等高场强元素,而稀土低值组端元反之。上述特征表明, 拜仁达坝-维拉斯托闪长岩为一套活动大陆边缘幔源为主、壳幔混合成因的钙碱性岩浆岩系列。实例研究初步证实,提出的稀土参数图解新方法是有效的,具有较强的普适性,适合在常规的地质科研中完善并推广。

    广西南流江流域土壤-水稻系统Cd生物有效性及影响因素
    邵玉祥, 杨忠芳, 王磊, 卓小雄, 张起钻
    2021, 35(03):  625-636.  DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2021.03.04
    摘要 ( 415 )   HTML ( 11)   PDF (4090KB) ( 345 )  
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    广西南流江流域第四系发育形成的土壤中Cd等重金属含量较低,但水稻籽实Cd超标率很高。为了查清Cd在南流江流域土壤-水稻系统中的分布和迁移规律及其生物有效性的影响因素,按照不同成土母质物源分区,系统采集了水稻及其对应的根系土样品,测试了水稻籽实Cd、土壤Cd、pH、Corg、N、S、Mn及氧化物等指标,部分土壤样品进行了七步顺序提取法实验。结果表明,不同母质根系土Cd总量大小顺序为碳酸盐岩区>水系上游第四系区>水系中游第四系区>水系下游第四系区>碎屑岩区,而水稻籽实中Cd含量顺序却基本相反,两者之间不具有明显相关性(r=-0.030,p=0.84 )。形态数据显示,水溶态Cd与籽实Cd相关性较好,能够较好指示研究区Cd的生物有效性,同时,土壤水溶态Cd占比受土壤pH、土壤CaO、Mn、有机碳(Corg)等土壤指标的控制。

    基于DGT技术对土壤硒生物有效性及其影响因素的分析
    蒋天宇, 余涛, 侯青叶, 戚洪彬, 王珏, 马旭东, 杨忠芳
    2021, 35(03):  637-646.  DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2021.03.05
    摘要 ( 538 )   HTML ( 7)   PDF (3029KB) ( 324 )  
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    硒是生态环境中重要的微量元素之一,如何准确评估其生物有效性一直存在争议。在四川省广安市邻水县采集了60套农作物及其根系土样品,分析其Se含量和理化性质。同时基于梯度扩散膜技术对土壤有效Se含量进行分析,并对土壤有效Se含量的影响因素进行探究。结果表明,研究区土壤Se含量为0.15~2.42 mg/kg,均值为0.48 mg/kg,不同类型土壤Se含量差异明显,石灰土(1.06 mg/kg)>黄壤(0.78 mg/kg)>紫色土(0.28 mg/kg)>水稻土(0.27 mg/kg)。石灰土和黄壤有机质含量和总铁(TFe2O3)含量明显高于其他类型土壤。研究区内不同类型土壤的DGT-Se明显不同,与土壤Se含量分布相反。相关性分析表明土壤DGT-Se与Se含量、TFe2O3含量、S含量、有机质含量、pH值、Al2O3含量显著相关,受理化性质影响导致不同类型土壤中DGT-Se的差异。水稻根系土壤DGT-Se与水稻籽实Se含量显著正相关,用DGT可以较好地表达水稻-根系土系统中土壤Se的生物有效性。基于DGT技术评估预测区域尺度农业土壤有效Se含量时,需充分考虑土壤类型及其理化性质。

    水资源与环境地质
    湛江湾红树林湿地沉积柱粒度特征及沉积动力分析
    罗松英, 全晓文, 陈碧珊, 邱锦坤, 梁家新, 邓子艺
    2021, 35(03):  647-656.  DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2020.101
    摘要 ( 584 )   HTML ( 20)   PDF (5838KB) ( 219 )  
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    粒度是反映沉积动力特征的重要参数,红树林湿地沉积物在输送和沉积过程中记录了丰富的沉积环境信息。为探讨湛江湾红树林湿地沉积物粒度垂向特征及沉积动力过程,加强对湿地生态保护,通过运用图解法、对比研究法分析湛江湾南海堤(NHD)、东头山岛(DTSD)、湖光镇(HGZ)和观海长廊(GHCL)4个站位红树林湿地沉积柱粒度参数特征、频率分布曲线以及沉积速率,揭示近百年来湛江湾的沉积动力演变。结果表明:(1)NHD和DTSD沉积柱的210Pbex比活度都呈现较好的指数衰变趋势,且沉积速率逐年增加。近百年来,NHD和DTSD平均沉积速率分别为1.277 cm/a和1.034 cm/a,但在2011年之后DTSD的速率远超过NHD。(2)各沉积柱粒度特征存在明显差异。NHD沉积柱粒径均值为3.42ϕ,以砂为主(67.23%),为粉砂质砂;DTSD粒径均值为5.71ϕ,分选系数2.21,组分以粉砂为主(55.13%),为砂质粉砂;HGZ沉积柱粒径均值为5.49ϕ,沉积物类型为砂质粉砂;GHCL粒径均值为4.18ϕ,砂为主要组分(55.85%)。(3)各沉积柱4个层位的粒度频率分布曲线呈现多峰态特征,沉积过程掺杂了多种沉积介质的作用。NHD和GHCL粒级集中在砂质颗粒端,指示较强的沉积动力;DTSD和HGZ粉砂粒级突出,沉积动力较弱。(4)沉积物粒度特征与所在陆源或岛屿、径流来沙有关;沉积过程深受潮流动力、红树林的分布及人类活动的影响。近年来湛江湾沉积速率的加快可能会对航道产生影响,应加强对湾内湿地生态环境的重视。

    别里库姆沙漠胡杨回涡沙丘表层沉积物粒度特征
    孔霄, 来风兵, 陈蜀江, 朱选
    2021, 35(03):  657-664.  DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2020.057
    摘要 ( 494 )   HTML ( 7)   PDF (2697KB) ( 99 )  
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    胡杨回涡沙丘是别里库姆沙漠常见的一种风积地貌类型,通过测试分析来自6个样区胡杨回涡沙丘的195个表层沉积物样品,结合粒级-标准偏差法、Sahu成因判别和相关统计分析法,对其粒度特征进行研究,以分析别里库姆沙漠表层沉积物类型、沉积环境的稳定性。结果表明:(1)胡杨回涡沙丘表层沉积物粒度组成以砂和粉砂为主,从北向南、从东向西沉积物粒级均呈现变细趋势。(2)6个样区平均粒径的均值属于极细砂或细砂范围,71.79%的物质样品分选较好,97.94%的沉积物样品属于近对称分布,100%的物质样品属于中等峰态。(3)6个样区的粒级-标准偏差曲线均呈现多峰分布,沉积环境不稳定。(4)6个样区胡杨回涡沙丘表层沉积物的Sahu成因判别值介于-7.277~ -5.912,均属于风成沉积。

    三江源区蒸散量的时空分布特征
    甘海洪, 金晓媚, 张绪财, 朱晓倩
    2021, 35(03):  665-674.  DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2020.075
    摘要 ( 384 )   HTML ( 16)   PDF (7245KB) ( 204 )  
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    三江源地区位于青海南部,是中国三大主要河流长江、黄河和澜沧江的源头汇水区,是中国海拔最高的天然湿地和面积最大的自然保护区。三江源地区生态环境脆弱,评估地下水蒸散量对该地区水循环和水资源量评价有重要作用,对生态环境保护也具有一定意义。基于中等分辨率的MODIS数据,利用表面能量平衡系统对三江源地区2001—2017年的区域蒸散量进行估算,并采用Sen+Mann-Kendall法分析其连续时间序列内的时空变化趋势,讨论其影响因素。结果表明:研究区蒸散量从2001年到2017年总体呈增长趋势;三个源区多年年平均蒸散量值表现为澜沧江源>黄河源>长江源的变化规律;三江源区超过62.62%的地区蒸散量变化呈显著增长趋势,轻微显著增长地区占28.03%,显著减小地区占比极少;蒸散量的变化主要受气候影响,与气温、降水量呈明显正相关关系,其确定系数分别为0.80、0.89;蒸散量与植被指数及土壤湿度也均呈明显正相关关系。

    山东柴汶河下游古近系朱家沟组含水岩组水文地质特征及地下水富集模式
    李波, 吴璇, 张翼飞, 徐聪聪, 刘春伟, 关琴, 罗斐
    2021, 35(03):  675-681.  DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2020.041
    摘要 ( 530 )   HTML ( 11)   PDF (4162KB) ( 158 )  
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    鲁中南地区古近系朱家沟组是一套具“磨拉石建造”特征的沉积地层,岩性以灰质角砾岩为主,受断裂构造影响,其富水性差异明显。在区域水文地质调查的基础之上,利用柴汶河下游古近系朱家沟组地层调查点与钻孔资料,分析其含水层特征、地下水水化学特征及富水性。结果表明:古近系朱家沟组含水层岩性为钙质胶结灰质砾岩,在90 m以浅裂隙岩溶发育,单井涌水量100~300 m3/d,局部>300 m3/d;裂隙水与汶口盆地南侧岩溶水化学特征相似,表明两者水力联系密切;Gibbs图显示区域地下水呈现岩石风化型,趋向蒸发浓缩型;地下水离子成分主要源于岩盐溶解,并受到人类污染活动影响。依据钻孔资料分析区内地下水富集模式为断裂型灰质砾岩岩溶裂隙蓄水构造模式,认为碎屑岩断裂发育段可作为应急找水靶区。

    鄂尔多斯盆地南部马莲河流域地下水中锶富集特征及成因分析
    李海学, 程旭学, 马岳昆, 刘伟坡, 周斌
    2021, 35(03):  682-692.  DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2020.037
    摘要 ( 569 )   HTML ( 20)   PDF (6577KB) ( 548 )  
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    马莲河流域地处鄂尔多斯盆地南部黄土高原区,按储水介质和埋藏条件可将地下水分为黄土潜水、基岩潜水和基岩承压水三类,利用2015—2018年流域的295组地下水水化学数据,分析了地下水中锶(Sr2+)的质量浓度水平、垂向分布及沿流向分布的特征,并采用因子相关性研究地下水中Sr2+的来源和富集成因。结果表明:马莲河流域地下水富锶现象显著,黄土潜水、基岩潜水和基岩承压水中锶的平均质量浓度分别为1.14 mg/l、1.39 mg/l和5.24 mg/l;地下水中锶富集成因主要是含锶矿物天然状态下的水-岩作用,黄土潜水、基岩潜水和基岩承压水三类地下水中Sr2+的主要来源分别为碳酸盐岩与铝硅酸盐岩、碳酸盐岩与硫酸盐和碳酸盐矿物的溶滤作用;地下水中Sr2+的质量浓度沿流向呈逐渐增大的趋势,在不同区域中随深度变化的趋势不一致。

    基于氚同位素的安阳河中下游流域地下水更新能力研究
    黄先贵, 平建华, 禹言, 朱亚强, 张敏
    2021, 35(03):  693-702.  DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2020.066
    摘要 ( 568 )   HTML ( 14)   PDF (4701KB) ( 155 )  
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    利用水中氚值与地下水年龄分布特征和多年平均更新速率,分析安阳河中下游流域地下水更新能力。应用MGMTP重建研究区1953—2016年大气降水氚值,应用集中参数模型(LPMs)计算地下水年龄,采用Le Gal La Shalle等提出的方法估算潜水与泉水多年平均更新速率。研究结果表明:(1)潜水与泉水由近20多年来大气降水补给。潜水样点受局部水文地质条件控制,补给径流条件差异明显。(2)小南海泉平均滞留时间23 a,多年平均更新速率3.6%,水量呈不断衰减趋势。(3)安阳河冲洪积扇扇后缘为补给区,受地表水渗漏与大气降水入渗补给,更新能力较强。扇中部至京港澳高速路地带为现代地下水,年龄40~60 a。扇前缘为现代与次现代地下水的混合水,年龄大于60 a,更新能力较弱。(4)剥蚀岗丘与冲洪积平原深层承压水为较老地下水,更新能力极弱。因此,对小南海泉域的保护需要加强,并在短时期内能取得明显成效。受南水北调中线水源补给及限量地下水开采影响,安阳市区地下水降落漏斗大幅度缩减。

    四川昭觉竹核温泉水文地球化学特征及成因
    卢丽, 陈余道, 代俊鸽, 王喆, 邹胜章, 樊连杰, 林永生, 周长松
    2021, 35(03):  703-710.  DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2021.061
    摘要 ( 649 )   HTML ( 22)   PDF (5161KB) ( 581 )  
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    四川昭觉县作为国家级贫困县,位于甘孜—新龙—理塘地热带的延伸区域内,拥有丰富的地热资源,但利用率低。为了揭示川西甘孜—新龙—理塘地热带热循环机理,助力当地的扶贫攻坚,合理开发利用地热资源,选择四川昭觉竹核温泉为研究对象,对其进行水化学和稳定同位素测试分析。结果表明:竹核温泉的水化学类型为HCO3-Na型,补给区的温度约为14.71 ℃,补给高程为3 345~3 560 m;采用SiO2地热温标法计算出热储平均温度为95.41 ℃,利用混合模型和硅-焓图解法估算出大温泉的混入冷水比例分别为77%、75.95%,小温泉的混入冷水比例分别为81%、78.61%,储热循环的深度范围为3 426.38~3 766.81 m;竹核温泉受木佛山断层和竹核断层等断裂带控制,在地热深循环的过程中与浅层冷水发生混合,与围岩发生水-岩反应,出露地表形成了以“大温泉、小温泉”为中心的中-低温地热资源。

    Fe/Ag催化臭氧氧化降解苯酚的研究
    侯颖, 徐锦明, 李平, 毛君妍, 张原浩, 宿俊杰, 陈男, 胡伟武
    2021, 35(03):  711-719.  DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2020.061
    摘要 ( 362 )   HTML ( 6)   PDF (4402KB) ( 115 )  
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    为研究双金属催化剂去除有机污染物的效果,采用自制Fe/Ag催化剂对模拟苯酚废水进行了臭氧催化氧化处理。通过扫描电子显微镜(SEM)、比表面积分析仪(BET)和X射线衍射(XRD)对催化剂进行表征,并考察了催化剂类型、催化剂投加量和溶液初始pH值对降解效果的影响规律。结果表明:与Fe相比,Fe/Ag比表面积减少了22.8%,在Fe/Ag/O3与含苯酚废水的反应体系中,反应遵循臭氧直接作用和活性自由基(·OH、·O2、H2O2)共同作用的机理;Fe/Ag在反应过程中体现出良好的协同作用;300 mg/L的苯酚模拟废水在pH=6.3、Fe/Ag投加量为1.00 g的最优反应条件下经60 min反应,苯酚与化学需氧量(COD)去除率比单独臭氧氧化分别提高了18.4%和29.4%。

    甘肃天水地区强降雨诱发黄土-泥岩滑坡机理实验研究
    韩帅, 孙萍, 李荣建, 张瑾, 李晓斌, 祝恩珍
    2021, 35(03):  720-731.  DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2020.024
    摘要 ( 513 )   HTML ( 9)   PDF (10641KB) ( 261 )  
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    在甘肃天水地区每年由降雨诱发的黄土-泥岩滑坡灾害事故很多,给当地人民生命财产造成巨大损失。为探索该类斜坡的滑动破坏过程与机理,在野外地质调查、工程地质钻探及岩土体力学测试的基础上,通过室内大型物理模型实验,研究“上部黄土+下部泥岩”二元结构类型斜坡在强降雨作用下的动态变形演化过程,揭示该类斜坡的破坏机理和破坏模式。结果表明:强降雨作用下斜坡变形破坏以滑动破坏为主,水分的作用主要表现为增加土体自重、引起土体强度降低、降低结构面的抗滑力、产生孔隙水压力及降低有效应力等几个方面,斜坡的破坏模式则主要表现为坡肩侵蚀→微裂隙产生、发展、贯通→斜坡局部滑动破坏→斜坡整体滑动破坏。研究结果对天水地区该类滑坡的早期识别有重要的参考意义,可为该类滑坡的防灾减灾提供科学依据。

    甘肃通渭“9·14”常河滑坡成因机理
    王浩杰, 孙萍, 韩帅, 张帅, 李晓斌, 王涛, 辛鹏, 郭强
    2021, 35(03):  732-743.  DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2020.073
    摘要 ( 1178 )   HTML ( 41)   PDF (20609KB) ( 485 )  
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    2019年9月14日11时,受多日降雨影响,甘肃省定西市通渭县常家河镇小庄村发生大规模黄土滑坡,体积约800万m3。滑坡造成部分农田、公路及阳坡大桥损毁,直接经济损失约2 347.2万元。在对滑坡现场进行大量地面调查的基础上,通过无人机航拍、现场测绘、走访调查和数值模拟等手段对滑坡的变形破坏特征进行了分析,并在此基础上探讨了其成因机制。结果表明:斜坡体是在震裂、蠕变、软化、水动力等多种条件下按照一定的先后顺序由稳态逐步演化至失稳;该滑坡的失稳演化过程和灾变机制可以概括为原始斜坡(黄土、泥岩二元层状结构)-地震触发(滑坡堆积体、坡体震裂损伤)-蠕变弱化(层间剪切带、裂缝和落水洞扩展)-降雨激发(滑带软化、泥化,水压力作用)-失稳滑动(滑面贯通)5个阶段;由于长期的蠕变和雨水的渗透冲蚀,坡体上的落水洞和地下暗河十分发育,且是控制本次滑坡边界的关键因素;滑坡后缘和前缘变形剧烈,中部变形相对稍弱,推断该滑坡为受地形及地下水作用控制明显的牵引-推移式复合滑坡。

    震后深切拉槽型泥石流成因模式、暴发特点与防治:以四川九寨沟牙扎沟为例
    张卢明, 杨东, 周勇, 刘鹏
    2021, 35(03):  744-752.  DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2020.034
    摘要 ( 466 )   HTML ( 6)   PDF (17090KB) ( 367 )  
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    以四川九寨沟地区牙扎沟泥石流为研究对象,通过数次野外调查及历史资料的统计,详细研究该泥石流的暴发特点、临界雨量及暴发成因,在成因模式分析的基础上提出相应的防治方案。研究结果表明:泥石流具有隐蔽性、突发性、破坏性和输沙能力较强的暴发特点;汶川地震后泥石流暴发的临界雨量仅为2008年“5·12”汶川地震前的一半,2014年至今流域未发生泥石流,临界雨量有逐渐恢复的趋势;短历时强降雨、深切拉槽式物源补给和高陡的地貌条件是泥石流暴发的根本原因;泥石流的成因模式为“降雨渗流、岩土饱水、山洪冲击、沟道深切拉槽、溯源侵蚀、冲刷淘蚀、岸坡侧蚀坍塌、悬移滚动”。这种震后 “拉槽”式泥石流治理应在提高设防标准和优化治理结构形式的同时,以控制集中区物源启动为主、拦挡为辅的防治思路为指导。研究结果可为该地区类似泥石流的防治及预警提供借鉴。

    北京延庆地区南湾道豁子沟泥石流发育特征
    孙永彬, 王诜, 高丽辉, 王瑞军, 王凤, 董双发, 汪冰, 张恩, 李存金
    2021, 35(03):  753-762.  DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2021.024
    摘要 ( 359 )   HTML ( 7)   PDF (7442KB) ( 112 )  
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    以北京市延庆地区南湾道豁子泥石流沟为研究对象,通过野外泥石流沟精细调查及历史资料统计,详细了解该泥石流发育特征和形成条件,针对流域内松散堆积物补给条件进行重点分析;综合研究该泥石流的动力学特征,进行泥石流危险区预测评价,提出相应的防治措施建议。研究结果表明:该泥石流沟内松散堆积物动储量为18.47×104 m3,分为冲洪积、残坡积、人工堆积和崩滑塌等4种补给来源,其中冲洪积和残坡积所占比重最大;泥石流发展阶段处于衰退期;经动力学分析,洪峰流量值在10年一遇的降雨条件下为52.53 m3/s,20年一遇的降雨条件下为59.25 m3/s,50年一遇的降雨条件下为68.13 m3/s,100年一遇的降雨条件下为74.85 m3/s,对应的一次固体冲出总量分别为0.77×104 m3、0.87×104 m3、1.00×104 m3和1.10×104 m3;属于中型泥石流,最大危险区面积为0.238 3 km2。通过评价分析,该泥石流沟仍存在爆发中型泥石流的可能性,将对下游南湾村以及千沙公路行车和行人的生命财产安全造成威胁。研究成果可为延庆地区该类泥石流单沟预警模型研究和灾害防治提供科学依据。

    岩石学
    西昆仑东段苏巴什洋向北俯冲:来自早—中二叠世火山岩的证据
    张宇, 唐名鹰, 崔霄峰, 何玉良, 董卫东
    2021, 35(03):  763-775.  DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2021.034
    摘要 ( 452 )   HTML ( 5)   PDF (3707KB) ( 159 )  
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    西昆仑东段苏巴什蛇绿构造混杂岩带南侧卡拉勒塔什群以大面积分布的酸性和中基性火山岩为特征,本次对卡拉勒塔什群弧火山岩代表性的岩石组合进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄、地球化学及锆石Lu-Hf同位素研究。研究结果表明,LA-ICP-MS锆石U-Pb测年获得酸性晶屑凝灰岩、蚀变玄武岩206Pb/238U加权平均年龄为(284.2±1.6) Ma和(262.6±2.0) Ma,表明研究区卡拉勒塔什群火山岩形成于早—中二叠世。卡拉勒塔什群火山岩具有富铝、钠、铁,富集大离子亲石元素K、Rb、Ba和亏损高场强元素Sr、Ta、Nb、Ti的地球化学特征。其中,基性火山岩属钙碱性-拉斑玄武岩系列,岩石稀土元素配分模式接近大洋拉斑玄武岩,Nd/Th和La/Nb比值为8.91~13.76和0.39~2.28,Lu-Hf同位素εHf(t)值为-0.15~4.95,表现为地幔物质来源,但加入了地壳组分。酸性火山岩属于钙碱性系列,相对亏损P和Zr元素,Nd/Th和La/Nb比值为1.92~4.10和2.52~3.39,Lu-Hf同位素εHf(t)值分别为0.94~3.78和8.26~12.45,二阶段模式年龄分别为1.07~1.25 Ga、0.51~0.78 Ga,表明酸性火山岩物质来源为古老地壳和新生地壳物质重熔后的混合物。卡拉勒塔什群总体地球化学特征表现为岛弧环境。卡拉勒塔什群岛弧火山岩与北侧苏巴什蛇绿构造混杂岩带在形成时代、空间分布以及基性岩地球化学特征均表现成对关系,与苏巴什蛇绿构造混杂岩带内发育的硫磺达坂砂岩组深水复理石建造共同构成造山带沟-弧-盆体系,表明苏巴什洋盆由南向北的俯冲极性,说明苏巴什蛇绿构造混杂岩形成于岛弧偏向于海沟的弧前盆地构造背景。

    晚中生代沂沭断裂带左旋韧性剪切与岩浆迁移规律
    李盛, 倪金龙, 张尚坤, 申颖
    2021, 35(03):  776-786.  DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2021.060
    摘要 ( 441 )   HTML ( 6)   PDF (11006KB) ( 259 )  
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    沂沭断裂带内部的岩浆侵入与断裂活动关系密切,开展沂沭断裂带内部岩浆年代学研究,对于沂沭断裂带构造背景研究具有积极的参考意义。选取沂沭断裂带内部的莒县浮来山正长岩体、边部的莒南官坊石英正长岩体及侵入该岩体的闪长玢岩脉,开展岩石学及年代学研究。首次发现晚中生代沂沭断裂带左旋韧性剪切,获得浮来山岩体的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为(125.1±1.7) Ma,官坊岩体年龄为(125.6±2.0) Ma, 发生韧性变形的闪长玢岩脉年龄为(122.8±2.1) Ma。获得的125 Ma岩浆活动年龄与沂沭断裂带东侧的五莲变质核杂岩快速剥露(122~128 Ma)、诸城断陷盆地快速沉降的时间相吻合,该时期沂沭断裂带处于岩石圈减薄与破坏强烈的时期;闪长玢岩脉的122.8 Ma结晶年龄,与五莲变质核杂岩后构造岩体(石场、坊子岩体等)结晶年龄一致,该时期沂沭断裂带处于弱伸展状态,同时也说明胶东半岛岩石圈减薄具有时间上的一致性。晚中生代时期,沂沭断裂带两侧岩浆活动具有逆时针迁移的规律,这一规律可能与伊佐奈岐板块向欧亚板块俯冲的方向、角度、速度的变换有关。

    山西黄榆沟岩体锆石U-Pb年代学、地球化学特征及其地质意义
    叶枫, 董国臣, 任建勋, 龚杰立, 李猛兴, 王权, 张兆琪, 赵三波
    2021, 35(03):  787-797.  DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2020.055
    摘要 ( 500 )   HTML ( 14)   PDF (3444KB) ( 266 )  
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    为深化对华北克拉通破坏机制的认识,选取山西黄榆沟岩体中较新鲜的石英二长斑岩开展年代学和地球化学研究。研究结果表明,黄榆沟岩体由石英二长斑岩组成,LA-ICP-MS锆石U-Pb谐和年龄为(149.3±0.9)Ma,是晚侏罗世岩浆活动的产物。石英二长斑岩富碱,为钙碱性钾玄岩系列,属于准铝质花岗岩类。相对富集K、Sr、Eu等大离子亲石元素,相对亏损Nb、Ce、Zr、Ti等高场强元素;轻稀土元素相对富集,重稀土元素相对亏损,Eu具弱正异常,为I型花岗岩成因。具高Al2O3、Sr、Ba、高Sr/Y比值和低Yb、MgO等特征,具埃达克岩性质。岩石地球化学特征表明,黄榆沟岩体总体为下地壳物质的部分熔融成因,并有幔源物质成分的加入和遭受岩浆混合作用,推测其形成于碰撞造山后的伸展构造环境。

    石油地质学
    四川盆地东部海相下组合油气勘探领域与有利勘探方向
    孙自明, 张荣强, 孙炜, 郝运轻, 卞昌蓉
    2021, 35(03):  798-806.  DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2021.041
    摘要 ( 456 )   HTML ( 1)   PDF (7295KB) ( 204 )  
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    四川盆地是一个大型叠合含油气盆地,经历了多期伸展-聚敛旋回,资源潜力巨大。近年来,盆地中部下组合天然气勘探在震旦系灯影组和下寒武统龙王庙组获得重大突破,但盆地东部尚未获得实质性进展,有利勘探方向尚待明确。以构造-沉积演化分析为基础,将盆地东部及邻区海相下组合划分为伸展分异台地(震旦纪至早寒武世沧浪铺期)、稳定统一台地(早寒武世龙王庙期至中奥陶世宝塔期)和挤压前陆坳陷(晚奥陶世至志留纪)三个演化阶段;根据油气成藏要素和运聚特征,划分出寒武系盐下碳酸盐岩、寒武系盐上碳酸盐岩和志留系致密碎屑岩等三个油气勘探领域,不同勘探领域制约油气成藏和富集的关键因素差异较大;指出了川东南震旦系灯影组四段台缘带、川东寒武系洗象池群碳酸盐岩浅滩和志留系小河坝组大型三角洲砂体等,为盆地东部海相下组合的有利勘探方向,同时明确了重点突破地区。

    四川盆地及其邻区中上寒武统洗象池群沉积相与沉积模式特征研究
    贾鹏, 黄福喜, 林世国, 宋涛, 高阳, 吕维宁, 汪少勇, 刘策, 范晶晶, 欧阳靖琳
    2021, 35(03):  807-818.  DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2021.026
    摘要 ( 390 )   HTML ( 14)   PDF (19101KB) ( 143 )  
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    近年来,我国海相碳酸盐岩油气勘探正处于大发现期,其中四川盆地龙王庙组气藏的突破,使得寒武系碳酸盐岩储层越来越获得研究者的重视。洗象池群作为寒武系有利储集层段目前还处于勘探初期,地质研究程度相对滞后。为此,基于前人的研究成果,通过综合分析露头、钻井、地震和测井等资料,研究了四川盆地及邻区洗象池群沉积相、沉积体系模式,编制岩相古地理图,建立洗象池群“三滩夹两凹”沉积模式,指出了该区下一步天然气勘探的方向。研究结果表明:(1)四川盆地洗象池群呈现碳酸盐岩镶边台地的古地理格局,发育蒸发台地、局限台地、半局限台地、台地边缘、斜坡盆地等5种沉积相;(2)建立了洗象池群“三滩夹两凹”沉积模式,其中一条为台地边缘颗粒滩,分布于该盆地东缘,另外两条为台内颗粒滩,分布于局限台地相的东西两侧,分属局限台地相和半局限台地相;(3)台内颗粒滩发育主要受古地貌及高频海平面升降变化所控;台地边缘颗粒滩主要分布于盆地的东缘,发育受沉积古地貌坡折控制。结论认为:台内颗粒滩和台地边缘滩储层质量好,是天然气勘探的重要领域;洗象池群“三滩夹两凹”沉积模式和颗粒滩带分布的新认识,对古老地层的沉积体系研究具有重要的理论意义。

    准噶尔盆地阜北地区头屯河组非均质性综合研究
    于景维, 牛志杰, 祁利祺, 孙新铭, 柳妮, 张进, 曹嵩
    2021, 35(03):  819-831.  DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2020.098
    摘要 ( 303 )   HTML ( 3)   PDF (9593KB) ( 70 )  
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    对准噶尔盆地阜康凹陷北部斜坡区(阜北地区)中侏罗统头屯河组储集层非均质性进行探讨,为研究区头屯河组储集层深入勘探提供指导。综合运用钻测井、岩心描述、薄片、粒度、(恒速)压汞曲线以及核磁曲线等资料,对研究区头屯河组储集层的微观、宏观非均质性以及非均质性的控制因素进行详细分析。结果表明:头屯河组储集层发育2类孔隙结构,造成储层微观非均质性较强;储集层包含3类粒度韵律、2类渗透率韵律以及2类夹层不均匀分布导致层内非均质性较强,分层系数以及砂地比不均导致层间非均质性较强,变异系数、突进系数和非均质性系数反映平面非均质性较强,宏观非均质性整体表现较强。沉积环境和成岩环境对头屯河组储集层非均质性程度都有影响,以成岩环境为主。最终认为研究区勘探目标区为应首选头一段河道砂体主体区域。

    准噶尔盆地车排子凸起东缘下切谷特征及其形成机制
    秦磊, 李小刚, 邱子瑶, 李志军, 徐少华, 李仪汶, 陈岑, 汪佳蓓, 文思奇
    2021, 35(03):  832-840.  DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2021.027
    摘要 ( 376 )   HTML ( 6)   PDF (10451KB) ( 82 )  
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    下切谷是层序地层学研究的重要内容之一,同时也是寻找地层、岩性等圈闭的有利地区。综合利用钻测井、三维地震资料以及地震平面属性信息,在车排子凸起至红—车断裂带区域识别出下切谷沉积体系,对下切谷的发育特征以及形成机制进行分析,结果表明:地震振幅绝对值之和属性体显示研究区发育4条近东西流向的下切谷,主要表现为分支型和单一型的平面形态特征。在地震剖面上,几何形态以V形和U形为主,谷内沉积物充填样式有双向上超充填型和侧向加积充填型,同时具有加积、前积和上超等地震反射特征,属于“顺源堆积”与“溯源堆积”的交互沉积。结合准噶尔盆地车排子凸起中生代构造及气候演化特征分析认为,凸起东缘下切谷形成于晚侏罗世。该时期车排子凸起强烈隆升,相对湖平面急剧下降,河流侵蚀下伏地层导致下切谷形成。下切谷内沉积充填阶段发生在白垩纪。该时期车排子凸起剧烈下沉,相对湖平面上升,下切谷持续性的接受沉积充填。

    准噶尔盆地红山嘴地区三叠系克下组辫状河沉积特征
    王进, 于兴河, 仲玉芳, 周明, 杨新涛
    2021, 35(03):  841-849.  DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2021.054
    摘要 ( 335 )   HTML ( 8)   PDF (11410KB) ( 105 )  
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    为阐明红山嘴地区三叠系克下组沉积相类型与特征,利用岩心、测井录井、粒度等资料,采用岩石学特征分析、岩心特征观察、岩相划分与垂向序列分析等多种手段和方法,对克下组沉积环境和沉积序列进行了深入研究。结果表明:研究区克下组以砾岩、粗砂岩及粉砂质泥岩为主,成熟度低,粒度范围大;识别出8种典型岩相,3类岩相组合;确定克下组为辫状河沉积,发育辫状河道、心滩、漫溢、泛滥平原4种沉积微相;最后,建立了该区克下组受洪流控制的近源间歇性强水动力辫状河沉积模式,为红山嘴地区克下组油气储层的研究提供借鉴。

    河套盆地临河坳陷中-新生代烃源岩分布地震预测
    王权, 刘震, 李晨曦, 王少春, 师玉雷, 王志成, 王标, 武函
    2021, 35(03):  850-860.  DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2021.057
    摘要 ( 425 )   HTML ( 8)   PDF (7059KB) ( 168 )  
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    河套盆地临河坳陷作为低勘探程度区,明确生烃灶分布是盆地油气勘探的关键任务。而该盆地钻井稀少,缺乏采样分析资料,严重制约着烃源岩早期预测。因此利用有机地球化学、地震沉积学和地球物理技术,综合预测了主力烃源灶的分布。研究表明,白垩系固二段及渐新统临二段发育低频-强振幅相和弱振幅-空白相两类偏泥地震相,低频-强振幅相发育范围广泛,对应有机质丰度较高的暗色泥岩,而弱振幅-空白相发育较广泛,对应有机质丰度较小的灰黑色、灰色泥岩;固二段最有利的半深湖相烃源岩呈“多湖”分布特征,而临二段半深湖相烃源岩集中分布于北东部;两套烃源岩厚度具有北厚南薄的特征,临二段烃源岩最厚可达700 m;综合评价分析认为固二段发育两个生烃灶,其中西南部的生烃灶面积大、有机质丰度高、厚度较大,是最有利的生烃灶;临二段在北东部发育一个生烃灶,面积大、有机质丰度较高、厚度大,可作为最有利的生烃灶。实践表明,该方法在稀井、少井条件下能有效预测主力生烃灶分布,对油气成藏认识提供重要参考,同时为低勘探领域烃源岩分布早期预测及评价提供了新思路和方法体系。

    河套盆地厚层砂砾岩油藏特征及成藏主控因素:以临河坳陷吉华2X油藏为例
    王会来, 孙瑞娜, 张锐锋, 刘喜恒, 刘静, 田思思, 肖锦霞
    2021, 35(03):  861-870.  DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2021.058
    摘要 ( 639 )   HTML ( 5)   PDF (16348KB) ( 78 )  
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    河套盆地为中-新生代叠合盆地,早期钻井仅见到油气显示,未取得实质性突破。吉华2X厚层砂砾岩油藏的发现,展现了该区广阔的勘探前景。为进一步深化河套盆地油气成藏特征认识及明确有利勘探方向,对吉华2X油藏开展精细油藏解剖和成藏主控因素分析。结果表明:吉华2X油藏是受狼山分支断裂控制形成的继承性鼻状构造,储油层为古近系临河组及白垩系固阳组的扇三角洲平原砂体,油藏富集程度高、开发效果好;洼槽区固阳组高排烃动力的成熟烃源岩是吉华2X圈闭富集成藏的必要条件,砂地比极高的扇三角洲相储集体配套继承性发育鼻状构造与畅通无阻的运聚通道是吉华2X圈闭富集成藏的关键。研究结果对指导河套盆地下步油气勘探具有重要的指导和借鉴意义。

    河套盆地临河坳陷油气成藏过程解剖及勘探潜力分析
    沈华, 刘震, 史原鹏, 徐泽阳, 李拥军, 陈树光, 王会来, 王志成, 王标, 刘畅
    2021, 35(03):  871-882.  DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2021.056
    摘要 ( 715 )   HTML ( 13)   PDF (15509KB) ( 124 )  
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    河套盆地属于我国中西部地区中小型陆相含油气盆地,近期于临河坳陷西南部吉兰泰构造带发现亿吨级大油田。工区地质条件复杂且勘探程度低,油藏动态演化过程研究有待深化。针对吉西凸起带和中央断垒带已发现油藏,应用地质、地震和分析化验等资料,在石油地质综合分析的基础上,采用“九史”分析方法对油藏进行动态解剖,取得了以下三点认识:(1)油气晚期成藏并表现出“三晚”,即烃源岩晚期生烃、断裂晚期活动及油气晚期充注;(2)第四纪走滑活动影响油气富集,负花状构造不发育且晚期强烈反转地区有利于成藏;(3)优选出西南部凸起带和中央断垒带两大油气有利勘探区带。