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    2019年  44卷  第9期

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    2019, 44(9).
    摘要:
    中国西南岩溶区地下水功能可持续利用专辑
    贵阳市岩溶地下水水化学演化机制:水化学和锶同位素证据
    苏春利, 张雅, 马燕华, 刘文波
    2019, 44(9): 2829-2838. doi: 10.3799/dqkx.2019.214
    摘要:
    岩溶地下水的水化学特征及其水岩作用过程研究对岩溶地下水合理开发利用和污染防治具有重要意义.综合利用水化学分析、主要离子比值、锶含量和87Sr/86Sr比值分析和反向水文地球化学模拟,深入分析了贵阳市地下水和地表水不同季节的水化学特征变化和水文地球化学演化过程.水化学特征分析表明,贵阳市地下水以HCO3·SO4-Ca型和HCO3-Ca·Mg型为主,水化学组成在季节和空间分布上存在一定的规律性变化,地表水与地下水的直接混合对地下水化学组成有一定的影响.锶同位素比值和水文地球化学反向模拟表明,地下水水化学组分主要受岩石风化作用的控制,以方解石和白云石为主的碳酸盐的溶解-沉淀作用以及硫酸盐和岩盐的溶解是控制研究区地下水水化学特征的重要过程,并受上覆孔隙含水层硅酸盐矿物水解的影响.
    贵州岩溶山区城镇化进程中地下水的资源功能评价
    何守阳, 雷琨, 吴攀, 杨应增, 韩志伟
    2019, 44(9): 2839-2850. doi: 10.3799/dqkx.2019.981
    摘要:
    地下水是岩溶山区现代城镇化发展的战略性基础资源,为了解城镇化进程中地下水资源功能的支撑作用,通过构建地下水资源功能评价指标体系,对贵州省9个市(州)岩溶区域城镇化进程中地下水的资源功能进行定量评价.评价结果表明:地下水的资源功能在城镇化进程中呈现明显的差异性特征,城镇化水平较高的贵阳市对地下水的依存性高达79.08%,地下水的资源功能较强;城镇化水平较低的地区对地下水的依存性较小,地下水的资源功能相对较弱.随着城镇化水平的提升,地下水资源的可持续性受地下水污染和超采等因素制约,其资源功能存在弱化甚至丧失的风险.
    贵州主要碳酸盐岩含水层污染现状与特征
    罗维, 杨秀丽, 宁黎元, 杨荣康, 犹俊
    2019, 44(9): 2851-2861. doi: 10.3799/dqkx.2019.178
    摘要:
    岩溶地区地下水环境脆弱,易受人类活动及区域环境变化影响.目前将岩溶水污染与污染点所在区域的地层岩性、水文地质条件等结合起来的研究较少.采用改进后的层级阶梯评价法开展贵州省区域地下水污染评价,并结合实地调查分析污染成因.结果显示二叠系栖霞-茅口组,三叠系下统嘉陵江组、夜郎组等,中统关岭组、杨柳井组等是全省污染程度最高的碳酸盐岩含水层,原因与含水层岩石类型和出露位置密切相关.含水层岩石类型与特点决定了含水介质组合类型、岩溶发育程度和污染途径污染距离,石灰岩地层天然防污能力差,以中远源径流型污染为主,白云岩地层天然防污能力较好,以近源入渗型污染为主.贵州产煤地层龙潭组上覆嘉陵江组、夜郎组,下伏栖霞-茅口组最易受煤矿开采及其化工影响,污染组分以铁、铝、锰为主;而三叠系碳酸盐岩分布区域与安顺、贵阳、遵义等大中型城市和磷化工、铝工业、锰系铁合金生产等工矿企业聚集区域重合度高,更容易受到生产生活影响,污染组分多为氨氮、重金属、耗氧量及有机污染组分.
    黔西某煤层气开发区块产出水有毒有害元素污染特征及其环境效应
    李清光, 吴攀, 顾尚义, 刘沛, 胡海洋, 高为, 龚朝兵, 常溪溪
    2019, 44(9): 2862-2873. doi: 10.3799/dqkx.2019.150
    摘要:
    由于含煤地层不同程度地富集氟、砷、镉、铬、汞和锑等多种有毒有害元素,煤层气开发过程中的大量产出水会对表生生态环境构成严重威胁.对贵州西部某煤层气开发区块产出水的水化学特征进行了系统研究,结果表明:与地下水质量标准(GB/T 14848-2017)Ⅲ类水质相比,研究区煤层气产出水中Ba和Hg严重超标,平均含量分别达到10 621.6 μg/L和16.5 μg/L.较强的硫酸盐还原作用导致地层水中硫酸盐被耗尽,含Ba碳酸盐矿物的溶解进而造成产出水表现出明显的Ba异常.Hg主要来源于含煤地层中的硫化物,而硫化物和碳酸盐矿物的溶解是Cr、Mo、Cd和Sb四种元素的主要来源;较高浓度的Mo与离子交换反应有关,并可能以铁锰氧化物和氢氧化物、硫代钼酸盐和钼的金属硫化物等形式存在;Al的氢氧化物吸附态是产出水中Cr、Mo、Mn、Cd、Sb、Cd、Cu、Pb和Ba的主要赋存形态;Ni主要来源于煤有机质的矿化.水质评价结果显示,研究区煤层气产出水的污染状况极为严重;其中,Hg在SH9煤层气井中超标27倍,而Ba在SH8煤层气井中超标23倍.
    黔东北地区地热水化学特征及起源
    宋小庆, 彭钦, 段启杉, 夏颜乐
    2019, 44(9): 2874-2886. doi: 10.3799/dqkx.2019.146
    摘要:
    目前在黔东北地区未系统地开展过地热水水文地球化学特征以及地热水来源方面的研究,存在地热水来源、补给区域、径流和排泄等特征不清等问题.在充分了解黔东北地热地质条件的基础上,采集区内15组地热水进行水化学全分析、收集12组地热水氢氧同位素和3组地热水碳同位素数据,得到了该区地热水的水化学特征和同位素特征,分析出地热水的补给来源,估算了地热水的补给高程、补给温度、热储温度、循环深度以及冷水混入比例.结果表明,受地形地貌及地质构造的影响,该区地热水总体由南向北径流,水化学类型主要为HCO3·SO4-Ca·Mg、HCO3-Ca·Mg、HCO3-Na、SO4-Ca·Mg及SO4-Ca型,有益元素主要有F-和H2SiO3,沿径流方向地热水呈现pH降低、TDS增加的趋势,水化学类型则由重碳酸盐型水变为硫酸盐型水.同位素分析结果表明,该区地热水补给源为大气降水,补给区为海拔1 500~2 000 m的梵净山地区,地热水年龄为(6 400~11 570)±560 a,补给时的年平均气温为7.0~9.1℃;选用二氧化硅温标及lg(Q/K)-T法估算热储温度为45.0~107.0℃,地热水循环深度为1 000~3 000 m;硅-焓混合模型估算地热水混合前的热储温度极大值为110~200℃,地热水在上升过程中受浅部冷水混合,冷水混入比例为50%~90%.
    六盘水矿区关键带岩溶水水化学演化特征及驱动因子
    叶慧君, 张瑞雪, 吴攀, 韩志伟, 查学芳, 李学先, 覃应机, 石金芳
    2019, 44(9): 2887-2898. doi: 10.3799/dqkx.2019.201
    摘要:
    贵州六盘水矿区地表水-地下水交换频繁,是重要的生活和工、农业用水水源,为保障该地区用水安全和可持续性,以六盘水典型矿业集中开发区为研究对象,于2015年9月共采集水样33件.运用水化学、相关性分析和离子比值法等进行了综合研究,结果表明:地下水化学类型大多为Ca-HCO3型,部分为Ca-SO4型;地表水大多为Ca-HCO3、Ca-SO4型;矿井水为NaHCO3,而酸性矿山排水为Ca-SO4型.水体中Ca2+、Mg2+和HCO3-呈显著正相关性,主要由碳酸盐岩溶解控制,Na+和K+主要为硅酸盐岩溶解,Cl-主要来源于城镇生活污水,NO3-主要受农业生产影响,SO42-来源多样.矿业活动、城镇化和农业生产影响了水体离子组成,矿业活动还会加速碳酸盐岩的溶解,三者使水体水化学类型发生明显变化.喀斯特岩溶关键带人类活动复合影响下,矿业活动是岩溶水系统中水化学特征变化的关键驱动因子.
    典型岩溶小流域水体中硝酸盐分布特征及成因:以普定后寨河流域为例
    李耕, 韩志伟, 申春华, 曾祥颖
    2019, 44(9): 2899-2908. doi: 10.3799/dqkx.2019.170
    摘要:
    岩溶流域水环境极易受到人为活动的影响,而硝酸盐污染是岩溶流域面临的最突出最普遍的问题之一,把握岩溶流域中硝酸盐的来源及其在不同水体中的分布特征与成因,可为岩溶流域硝酸盐污染的防治提供依据.以贵州普定后寨河流域为研究对象,于2017年5月采集地下水和地表水样品共53件,测定主要水化学参数,分析NO3-来源,并结合区域土地利用类型,沿流动路径阐明其影响.结果表明,研究区主要阴、阳离子浓度从大到小依次为HCO3- > SO42- > NO3- > Cl-、Ca2+ > Mg2+ > Na+ > K+,水化学类型以HCO3-Ca型为主.水体NO3-的主要来源为化肥,有6个采样点水体明显受到硝酸盐污染,NO3-浓度变化主要受混合过程控制,硝化作用和反硝化作用影响不明显.流域水体NO3-浓度受土地利用方式影响明显,流经以农田或村寨为主的区域时NO3-浓度升高,流经以林地灌木等自然植被繁茂的区域时NO3-浓度降低.
    岩溶地下水脆弱性评价的城镇化因子:以水城盆地为例
    汪莹, 罗朝晖, 吴亚, 李洁, 顾栩
    2019, 44(9): 2909-2919. doi: 10.3799/dqkx.2019.135
    摘要:
    岩溶地下水是贵州省六盘水市的重要供水水源,但针对该地区的岩溶地下水脆弱性评价,尤其是城镇化区域的岩溶地下水脆弱性评价尚未见报道.运用改进的径流-覆盖层-降雨(COP)模型,利用RS及GIS技术对水城盆地的土壤类型、土地利用/覆盖类型、降水量数据进行处理,研究了岩溶地下水脆弱性评价的城镇化因子.结果显示,2004~2016年间,研究区地下水固有脆弱性整体呈现出由中脆弱性向低脆弱性转变的趋势,脆弱性降低的区域与城镇化过程中增加的不透水地面区域相一致;表明不透水地面有效地阻碍了地表污染物进入地下,降低了地下水固有脆弱性.本结果为水城盆地岩溶水资源管理提供了重要依据.
    水力压裂对地下水影响的深部脆弱性评价
    芦红, 王丽, 杨鑫鑫, 郝光, 刘明柱
    2019, 44(9): 2920-2930. doi: 10.3799/dqkx.2019.184
    摘要(4801) HTML全文 (2339) PDF 4498KB(1407)
    摘要:
    为评价区块尺度页岩气开采过程中深部污染物对上部含水层的污染风险,基于“源-途径-驱动力-受体”概念模型,采用层次分析法构建了页岩气开采对地下水影响的深部脆弱性评价指标体系.利用该体系对贵州省某页岩气开采区块进行了评价,结果表明:评价区地下水深部脆弱性以低和较低为主,两者面积占研究区总面积的69.15%,主要分布于研究区西北部、中部及东南部,中间层厚度是影响评价结果的主要指标.该评价体系能够评估页岩气开采区地下水深部脆弱性,丰富了现有地下水脆弱性评价体系,可为区块内页岩气井的布设选址及地下水环境保护提供技术支撑.
    西南喀斯特地区坡地产流过程及其利用技术
    杨振华, 宋小庆, 苏维词
    2019, 44(9): 2931-2943. doi: 10.3799/dqkx.2019.213
    摘要:
    西南喀斯特地区受表层裂隙发育及石漠化作用的影响,坡地产流过程及各径流成分之间的循环转化机制复杂,导致坡地产流效率的空间异质性强烈,成为岩溶水文学的难点之一.以往学者们多采用非岩溶区水文模型与技术研究坡地产流影响因素,以揭示坡地产流的概化过程,并应用多种坡地径流水资源高效利用技术与模式开发坡地水资源,以提升坡地径流的利用效率,但在产流过程研究中忽视了土石界面对蓄满产流与超渗产流过程的影响以及坡面流与壤中流、裂隙流的相互转化作用,导致坡地产流过程、机制分析不够全面.因此,在总结喀斯特坡地径流产流影响因素的基础上,提出喀斯特坡地径流产流过程框架;然后结合坡地径流模拟方法与开发利用技术模式,评估现有坡地水资源高效利用技术的推广价值及存在的局限性;最后,从坡地产流过程及其时空差异方面模拟了坡地产流过程,并展望了坡地水资源高效利用技术未来发展的趋势.
    贵阳市城镇化进程与土地利用转变关系
    陈娟, 王龙, 赵欣运, 程胜高
    2019, 44(9): 2944-2954. doi: 10.3799/dqkx.2019.216
    摘要:
    贵阳市岩溶地貌十分发育,可利用土地资源缺乏,城镇化发展与土地利用相互制约.基于贵阳市2001~2014年城镇化指标数据及1996、2001、2004、2009、2016年五期遥感影像数据,采用指标权重法和土地利用类型转移矩阵,分析了2001~2014年贵阳市城镇化发展趋势和1996~2016年土地利用的时空分布特征及演变规律.并运用相关性分析方法建立函数响应度模型,探讨了城镇化与土地利用之间的作用关系.结果表明:(1)2001~2014年间,贵阳市城镇化水平呈上升趋势,综合城镇化得分增长率为52.46%,其中人口(26.0%)、生态(20.4%)、空间(19.9%)和经济(18.3%)城镇化对综合城镇化贡献较大,社会(15.4%)城镇化相对较小;(2)贵阳市农用地、建设用地面积增加,净增长总量23.66%,未利用土地面积减少,净减少总量23.56%,土地利用类型总变化量为87.77%;(3)城镇化进程推动着土地利用的变迁,2001~2014年水田(13.767响应度)、裸地(4.476)、旱地(1.708)、灌木(1.319)土地利用类型对城镇化的综合响应度较高,乔木(0.897)、草地(0.878)、建设用地(0.693)、水域(0.180)相对较低.城镇用地面积的快速扩张是土地利用类型转变的直接因素.因此,建议在城镇化进程中,优化土地利用结构,以提高土地资源利用效率,保证城镇化进程可持续发展.
    不同滤波方法对GRACE反演西南岩溶区陆地水储量变化的影响
    张青全, 潘云, 宫辉力, 郑龙群, 诸云强
    2019, 44(9): 2955-2962. doi: 10.3799/dqkx.2019.153
    摘要:
    不同滤波方法反演陆地水储量变化的结果不同,但目前关于西南岩溶区的不同滤波方法之间的对比研究相对较少.利用Gauss 200 km、Fan 200 km、Han 200 km和DDK4四种滤波方法反演了西南岩溶区的陆地水储量变化,并采用尺度因子进行了校正.在空间分布上,Han和Fan滤波较Gauss滤波更为平滑,但损失的真实信号更多,Han滤波损失最为严重;DDK滤波在进行南北向滤波的同时更能保持原始信号的量级和形状.在时间序列上,4种滤波的陆地水储量距平(TWSA)年趋势分别为8.64、8.77、9.05和9.39 mm/a,周年振幅分别为90.19、94.47、112.92和89.34.不同滤波反演的陆地水储量变化的空间分布差异较大;4种滤波的周年相位差别不大,且由于尺度因子的影响,校正后的陆地水储量距平振幅大小顺序为Han > Fan > Gauss > DDK.对于研究区的陆地水储量变化反演,Fan滤波和DDK滤波较好.
    浙赣三山地区早-中奥陶世斑脱岩SHR IMP锆石U-Pb精确定年
    唐增才, 刘风龙, 董学发, 余盛强, 赵旭东, 胡开明, 陈忠大, 吴小勇
    2019, 44(9): 2963-2977. doi: 10.3799/dqkx.2018.255
    摘要:
    目前浙赣三山地区“金钉子”尚无精确的同位素年龄数据.基于钾质斑脱岩SHRIMP锆石U-Pb测试,三山地区早-中奥陶世宁国组Azygograptus suecicus带中部、Exigraptus clavus带底部、Acrograptus ellesae带中部的同位素年龄分别为482.9±6.1 Ma、477.6±8.3 Ma和467.0±4.4 Ma,为华南地区中奥陶世大坪阶和达瑞威尔阶底界的全球界线层型(GSSP)开展地层对比提供了精确的同位素年代学依据.结合生物带对比,大致将浙西地区早-中奥陶世普遍存在的地层缺失事件的发生时限界定于482.9~477.6 Ma之间,即杭州-嘉兴台地缺失牙形刺Oepikodus evae带-Lenodus anticariabilis带(或笔石Azygograptus suecicus带-Acrograptus ellesae带)地层,其代表了郁南运动在浙西地区的具体表现,拉开了华南地区早古生代构造运动的序幕,也可能是欧洲加里东造山过程中亨伯运动和塔康运动的远程响应.
    黔东注溪黑色岩系地球化学特征及矿化富集规律
    刘文, 李欢, 陈正山, 冯运富, 季国松, 田永红
    2019, 44(9): 2978-2994. doi: 10.3799/dqkx.2019.019
    摘要:
    目前急需分析黔东注溪钒矿形成的环境、成矿的物质来源以及矿化富集规律,指导实际地质勘查工作.系统研究了注溪矿区内中洞、老屋基和坪哨3个典型岩性剖面中黑色岩含矿岩系及矿层的全岩主微量元素组成.结果表明,含矿岩系具有较高的SiO2、MnO、Ce/Ce*和Eu/Eu*值,而矿层则含相对较高的Al2O3、Fe2O3、TiO2、CaO、Na2O、K2O、P2O5、V2O5、REE、As、Cu、Pb、Zn、Mo、Ni、Ti、Cr、Rb、Sr、Th、U和V.含矿岩系与矿层的主微量地球化学特征显示注溪钒矿床的成矿物源具有一定程度陆源物质的输入,且在成矿阶段受到了热水作用及生物作用的影响.另外,由南至北各剖面的热水成矿作用逐渐减弱;含矿岩系及矿层沉积环境均属缺氧环境,其中坪哨剖面的矿层沉积环境的缺氧程度要高于其他剖面.因此,注溪钒矿床钒富集成矿主要受古环境的还原条件和热液活动的影响,其中还原环境对钒元素的富集成矿起主要作用.据此推测坪哨剖面矿层形成时的海水深度应最深,北矿段中洞剖面的最浅;喷流热水带来的V等大量多金属元素在喷口及其附近大规模成矿.
    石英E'心的热力学特征及其指示意义
    邱登峰, 刘全有, 云金表, 朱东亚, 孟庆强, 刘佳宜, 孙冬胜
    2019, 44(9): 2995-3006. doi: 10.3799/dqkx.2018.193
    摘要:
    石英EPR是一种利用矿物吸收的累积辐射能进行测年的技术方法,尽管多用于第四纪,但石英E'心在热活化后极大增强的EPR信号为拓展EPR的测年范围提供了契机.然而石英E'心的热活化条件及形成转化机理存在诸多争议.通过对花岗岩和断层带样品施加人工γ辐照,并通过步进式的阶梯退火实验,运用电子顺磁共振技术测定了不同辐射条件及温度条件下的石英E'心信号强度,探讨了石英E'心的增长和成因机理.结果表明,石英E'心可在常温常规γ辐照和高温加热2种条件下增长,并分别探讨了常温和高温E'心的测年方法及其地质意义.常温E'心的信号强度在150℃以下相对稳定,可用常规附加剂量法标定EPR信号强度以求取累积辐射能,常用于测定第四纪范围内断层的形成年龄;石英E'心在热活化后信号得到极大增强,可测定第四纪前的地质年龄,但需采用已知年龄的石英E'心热力学峰值强度作标杆或通过高剂量的γ辐照或中子辐照使氧空位再生,建立石英氧空位的剂量响应曲线以标定高温E'心代表的累积辐射能.E'心的热力学峰值通过步进式的阶梯退火实验确定,其在高温和常温时的信号强度比(I2/I1)具有记录辐射能和地质计时的意义.
    西藏恰功矽卡岩铁矿床成矿流体特征及演化:对Fe-Pb矿化的约束
    孙国平, 吴运军, 郑有业, 徐净, 李淼, 王彦锋
    2019, 44(9): 3007-3025. doi: 10.3799/dqkx.2018.564
    摘要:
    目前关于恰功矽卡岩型铁矿床的流体演化过程及成矿机制,尤其是铁-铅矿体的成矿作用尚缺研究.对不同阶段的主要矿物进行包裹体均一温度-盐度、激光拉曼光谱分析以及H-O同位素测试.进矽卡岩阶段包裹体均一温度为400~550℃;盐度为15.5%~20.9% NaCleqv,其中S型盐度高达56.5% NaCleqv;气液相成分均为H2O.退化蚀变阶段包裹体均一温度为350~420℃;盐度集中于14.1%~16.6% NaCleqv,少量为2%~8% NaCleqv,而S型包裹体盐度亦高达55.8% NaCleqv;气液相成分均为H2O,液相富含HCO3-和CO32-.石英-方铅矿阶段包裹体均一温度范围为238~343℃,对应盐度为3.1~13.9% NaCleqv,其中含CO2三相包裹体完全均一温度集中在290~310℃,盐度为1.6%~11.2% NaCleqv.石英-方解石阶段包裹体均一温度与盐度分别为242~360℃和1.7%~11.8% NaCleqv,气液相成分均为H2O.H-O同位素显示:进矽卡岩阶段δDH2O为-106.4‰~-113.2‰,δ18OH2O为6.2‰~8.0‰;退化蚀变阶段δDH2O为-84.8‰~-130.1‰,δ18OH2O为2.7‰~5.5‰,退化蚀变阶段δ18OH2O值相对进矽卡岩阶段低;石英-方铅矿阶段δDH2O为-95.3‰~-103.8‰,δ18OH2O为-1.6‰~-0.7‰;石英-方解石阶段δDH2O为-67.4‰~-101.0‰,δ18OH2O为-0.8‰~0.6‰.结果表明流体整体具有从高温、中-高盐度逐渐向低温、低盐度演化的特征,矽卡岩期成矿流体来源于岩浆出溶;矽卡岩期流体的不混溶作用并与围岩发生反应是磁铁矿沉淀的重要机制,石英-方铅矿阶段流体温压下降是方铅矿沉淀的根本原因.
    四川天宝山矿床闪锌矿Rb-Sr年代学、稳定同位素及地质意义
    王健, 张均, 张晓军, 刘文浩, 仲文斌, 杨清, 刘重芃
    2019, 44(9): 3026-3041. doi: 10.3799/dqkx.2018.192
    摘要:
    四川天宝山铅锌矿床是赋存于震旦系灯影组白云岩中的大型铅锌矿床,一直以来缺乏精确的成矿年龄数据,致使其成矿构造环境存在争议.获取了闪锌矿Rb-Sr年龄,联合H-O、C-O同位素数据,以确定其成矿年代、成矿物质来源及成矿构造环境.闪锌矿Rb-Sr年龄为348.5±7.2 Ma(MSWD=1.10),表明矿床形成于早石炭世.热液矿物δDH2O、δ18O值分别为-19.3‰~-58.1‰、-1.4‰~0.6‰,沿海水与地层有机质反应线分布,并有向雨水线漂移的趋势,说明成矿流体中水是海水与地层有机质反应并加入雨水的混合体.热液方解石δ13C、δ18O值明显分为两群,分别为-1.7‰~-1.6‰、12.9‰~15.2‰和-6.5‰~-4.9‰、19.3‰~20.2‰,暗示成矿流体中C、O可能来源于赋矿围岩溶解作用和有机质脱羧基作用.闪锌矿(87Sr/86Sr)i值为0.710 42 ±0.000 13,高于赋矿围岩Sr同位素值而明显低于基底Sr同位素值,指示成矿物质主要来源于赋矿围岩与基底.结果表明川滇黔地区存在两期铅锌成矿作用,分别形成于晚泥盆世-早石炭世与古特提斯洋张开有关的伸展构造环境和晚三叠世-早侏罗世与古特提斯洋闭合有关的收缩构造环境.
    粤北长江铀矿田辉长闪长岩的岩石成因及其与铀成矿的关系
    钟福军, 潘家永, 巫建华, 夏菲, 伏顺成, 祁家明, 赵奇峰
    2019, 44(9): 3042-3059. doi: 10.3799/dqkx.2017.592
    摘要:
    长江铀矿田深部赋矿辉长闪长岩的岩石成因制约着对铀成矿作用认识的深入.通过对辉长闪长岩开展锆石U-Pb定年、Lu-Hf同位素、矿物学和地球化学分析,探讨其岩石成因、成岩构造背景及其与铀成矿的关系.辉长闪长岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为150 Ma,形成于晚侏罗世,具板内玄武岩地球化学特征.环带斜长石与黑云母主量元素变化记录了岩浆由基性到中性的演化过程.锆石(~150 Ma)εHft)为-14.1~-8.6,tDM2为1.7~2.1 Ga.辉长闪长岩源区为遭受俯冲带流体交代改造的相对富集地幔,岩浆上升侵位过程与中元古代-古元古代壳源物质发生了不同程度的地壳混染,形成于地壳伸展拉张和岩石圈大规模减薄的构造背景.辉长闪长岩为铀成矿提供了更为有利的还原性环境,促使热液中U6+的还原沉淀.
    准噶尔盆地西北缘西山窑组烃类流体作用特征及其铀成矿意义
    黄少华, 秦明宽, 许强, 何中波, 郭强
    2019, 44(9): 3060-3073. doi: 10.3799/dqkx.2018.114
    摘要:
    目前对准噶尔盆地西北缘西山窑组烃类流体的性质、类型、作用特征及机理还未开展过系统研究,从而导致砂岩绿色化成因及其与铀矿化的关系仍不是十分清楚.对西山窑组原生灰色砂岩和绿色蚀变砂岩进行了野外岩心观察、光薄片镜下鉴定、X射线衍射、扫描电镜、化学全分析、流体包裹体以及C、O稳定同位素分析测试.结果表明:绿色蚀变砂岩普遍发育较强的粘土化(主要为蒙脱石化和绿泥石化)、黄铁矿化和碳酸盐化;其高岭石相对含量明显减少,还原容量增高;碳酸盐胶结物δ13CV-PDB明显偏负,为-12.8‰~-8.6‰,δ18OV-PDB为-11.7‰~-7.7‰;流体包裹体气体成分以CH4为主,含少量CO2.绿色蚀变砂岩遭受了偏碱性还原态烃类流体改造,进而掩盖保护了早期形成的古氧化带及古铀矿体,增加了找矿难度;且与近现代含氧含铀水相互作用形成了目前发现的铀矿体.
    湘中地区南华系沉积序列、物源特征及区域对比
    宋芳, 牛志军, 何垚砚, 杨文强
    2019, 44(9): 3074-3087. doi: 10.3799/dqkx.2019.065
    摘要:
    新元古代晚期湘中地区为扬子地台向盆地过渡的区域,是进行南华系地层对比的重要研究区.通过对宁乡菜花田及桃源马金洞剖面的测制并结合区域地质资料,厘定研究区南华系地层沉积序列为长安组、富禄组(局部地区顶部为古城组)、大塘坡组、南沱组(洪江组),宁乡菜花田剖面为长安组出现的北界.在宁乡菜花田剖面长安组底部取得的碎屑锆石最年轻一组锆石谐和年龄为752.5±4.2 Ma(n=3,MSWD=2.4),可限定长安组沉积下限不早于760 Ma,碎屑锆石年龄谱显示长安组物源来自扬子地台.对比沉积特征并结合已发表的研究成果,认为长安组为明确的冰期地层,沉积下限可对应Sturtian冰期,区域上古城组冰期沉积可作为富禄组顶部,与下伏长安组一起构成一个冰期→间冰期→冰期的沉积体系,共同组成Sturtian冰期在区域上的沉积记录.由于冰期的阶段性和区域性,沉积显示在各地有所不同;大塘坡组是温暖气候下的间冰期沉积,南沱组/洪江组代表了一次分布范围很广的冰期,对应Marinoan冰期.虽然由于缺少同位素年龄的卡定,大塘坡组之下的地层精细对比还有待新的研究材料支撑,但Sturtian冰期在华南的多次沉积响应对认识当时古气候及早期生命演变历史仍有重要意义.
    辽东湾坳陷新近系特-超稠油油藏特征及形成机理
    王冰洁, 徐长贵, 吴奎, 张如才, 刘丰
    2019, 44(9): 3088-3100. doi: 10.3799/dqkx.2018.186
    摘要:
    辽东湾坳陷新近系河流相块状特-超稠油油藏模式极其特殊,具有弧形的外含油边界和波状起伏的油水界面,油水关系复杂,出现了大型的油水倒置现象.通过对储层物性和含油性、岩石薄片、流体包裹体荧光观察和饱和烃芳烃色-质谱等资料的研究表明:这种特殊的油藏模式受储层渗透率分布的影响,研究区在垂向上自下而上河道滞留、心滩和河漫滩三种沉积微相以河道形式依次叠置,呈现出旋回性特征;在河漫滩和心滩顶部,以及多期河道滞留沉积微相叠加形成的厚层粗碎屑段,由于较高泥质含量及粗粒碎屑沉积的影响,发育渗透率相对较差的层段,形成不同规模的“物性分隔层”,成为储层含油性和原油地球化学特征规律性变化的边界.
    西太平洋深水盆地海水及孔隙水的微量元素地球化学特征
    邓义楠, 任江波, 郭庆军, 王海峰, 于哲, 刘晨晖
    2019, 44(9): 3101-3114. doi: 10.3799/dqkx.2017.562
    摘要:
    关于西太平洋海山区深水盆地海水和孔隙水的地球化学特征,及其对该海域多金属结核生成的影响的研究至今仍比较缺乏.对西太平洋海山区的深海盆地进行海水和孔隙水的系统采样,分析了海水的化学特征以及海水和孔隙水的微量元素特征.结果显示:海水的DO和pH随水深增加呈逐渐下降再上升的趋势,而SiO32-、NO3-和PO43-的变化特征与其相反;微量元素在海水中的变化特征与上述营养盐相似,海水-沉积物界面表现出溶解态微量元素含量的极大富集,而在3~5 cm处的微弱上升可能与自生物质分解有关.以上表明大洋底层海水金属元素的富集与生物作用相关,是导致普遍氧化的表层沉积物之上多金属结核富集的主控因素;相对于其他海域,研究区域碎屑物质溶解产生的Sc、Cr、Ni、Pb以及大量的Cu、Co等金属元素可能对结核的生长起到重要的促进作用.
    随机森林与GIS的泥石流易发性及可靠性
    张书豪, 吴光
    2019, 44(9): 3115-3134. doi: 10.3799/dqkx.2019.081
    摘要:
    目前基于GIS的泥石流易发性(简称DFS)评价模型中,统计类型模型的因子须保证独立性,且权重受区间划分控制;线性机器学习难以处理非线性问题、而常用非线性模型调试效率低.鉴于随机森林(RF)能有效克服常用模型的诸多不足,且在DFS评价中的应用极少,首先展开基于RF的DFS评价,采用线性、RBF支持向量机、二次判别分析、RF等经贝叶斯优化的模型和26种泥石流影响因子;然后,分别以RF的相对权重排序和蒙特卡洛方法研究因子组合和建模样本变化下DFS评价的可靠性.结果表明:RF不易发和较易发区中有21个因子可指示泥石流孕育环境差异;RF的相对权重排序能有效确定易发模型的局部最优因子组合;随机样本划分导致的评价不确定性在中易发区最大,应通过提高建模样本比例和改善模型降低;RF的预测能力指标AUC为0.86、全局预测精度为0.79、F1分数为0.66、brier分数为0.14,以及它们的可靠度最优,可作为DFS定量评估的优先选择.
    三峡库区典型滑坡地球物理实测及其意义:以万州区四方碑滑坡为例
    林松, 王薇, 邓小虎, 查雁鸿, 周红伟, 程邈
    2019, 44(9): 3135-3146. doi: 10.3799/dqkx.2019.074
    摘要:
    滑坡是最严重的地质灾害之一,查明滑坡形态特征及滑坡形成机制对于滑坡体稳定性分析、滑坡灾害风险管理和政府治理决策等方面具有重要意义.前人研究滑坡形态及其形成机制较少结合地球物理实测方法,其工程地质剖面绘制多局限于点信息的获取方式,而结合地球物理实测方法有利于从线、面同时获取更丰富的滑坡体地质信息,更加准确量化滑移面埋深和透视滑床形态.鉴于此,以灾害频发的三峡库区万州区为研究对象,采用网格高密度电法实测区内不同深度地层的电阻率值,并以此生成二维电阻率剖面和构建滑床三维形态;同时,将剖面电性分布特征与钻孔资料及地质调查资料相结合,对滑坡区地层结构、滑移面埋深以及滑床形态等多个影响滑坡的重要因素综合分析.结果表明,在研究区开展网格高密度电法实测工作,可获取地层电性结构特征以及构建滑坡体三维形态;实测剖面显示四方碑滑坡属于古滑坡,且存在拉裂槽现象.将实测剖面获取的滑移面埋深和构建的三维滑床形态进行钻孔标定,可对滑坡体内部结构及物质组成进行“透视”,从而为滑坡形成机制分析提供依据,同时也给其他类似区域地质调查中的滑坡稳定性评价及预测预报工作提供理论指导和技术参考.通过高密度电法揭示三峡库区典型滑坡体三维形态特征的理论方法和技术路线成功引入滑坡形成机制分析,可为研究滑坡形成机制和理论提供新思路,具有推广意义.
    内蒙狼山成矿带地球物理场特征
    张振宇, 王书民, 朱威, 胡祥云, 王刚, 姚大为, 王大勇, 李永博
    2019, 44(9): 3147-3156. doi: 10.3799/dqkx.2017.601
    摘要:
    内蒙狼山区域深部构造非常发育、复杂,岩浆岩具有多期侵入且明显受到深部断裂构造控制的分布特征.目前对于该地区深部断裂构造、区域地质结构特征、成矿远景区的划分,还没有详细深入的研究.结合已有的地质资料,对狼山成矿带主要构造区进行了地球物理场分析,研究了狼山成矿带6条断裂构造、岩浆岩分布及区域深部地质结构特征,圈定了4处成矿远景区,为深入认识狼山成矿带成矿环境地质结构特征和成矿潜力提供了依据.