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    矿物学·岩石学·矿床学
    豫西卢氏五里川地区柳树湾铀矿碱交代成矿作用
    冯晓曦, 滕雪明, 耿建珍
    2024, 49(4): 1189-1206. doi: 10.3799/dqkx.2022.282
    摘要:
    豫西卢氏五里川地区新发现的柳树湾铀矿碱交代成矿作用明显,对于豫西成矿带新一轮找矿战略行动具有直接指示意义.通过岩石学、岩石化学和同位素定年等研究,认为早古生代中期,深源岩浆上侵、熔融、交代中元古代秦岭微陆块,形成富碱含铀的灰池子岩体(429.4±5.3 Ma)和花岗伟晶岩(417.4±2.3 Ma);早古生代晚期,混有幔源成分的含U、Na、Zr、Hf流体和含U、K、Nb、Ta流体富碱流体交代花岗伟晶岩,塑造了柳树湾花岗伟晶岩铀矿床;富碱流体在改变了岩体及伟晶岩的碱质(K+Na)、硅质(SiO2)、REE和Zr、Hf、Ti等元素分布环境的过程中,导致锆石U-Pb、白云母Ar-Ar和辉钼矿Re-Os同位素封闭体系受损.碱交代作用是岩体、花岗伟晶岩成岩以及柳树湾铀成矿的根本原因.
    内蒙古巴音戈壁盆地塔木素碱矿Na-碳酸盐成因模式
    戴朝成, 钟炽涛, 刘晓东, 向龙, 许亚鑫
    2024, 49(4): 1207-1223. doi: 10.3799/dqkx.2022.447
    摘要:
    内蒙古巴音戈壁盆地哈日凹陷下白垩统巴音戈壁组沉积时期为典型的碳酸盐型碱湖,盆地咸化过程中发育大量的Na-碳酸盐类矿物.通过对巴音戈壁组碱矿层中似层状、斑点状和脉状Na-碳酸盐矿物开展了电子探针、X衍射、碳氧同位素和激光拉曼光谱等分析,结果表明碱矿层中Na-碳酸盐矿物主要为天然碱、苏打石、碳钠钙石、碳钠镁石和磷碳镁钠石.除Na-碳酸盐外,岩石中含少量黄铁矿、钠型菱沸石、硅硼钠石和钠长石等热液矿物.碳、氧同位素研究结果表明巴音戈壁盆地下白垩统碱矿层形成于封闭的碱湖环境,碳酸盐矿物形成温度为34~80 ℃(平均值57 ℃),受热水喷流沉积作用和蒸发作用双重控制,碱矿层中硅酸盐矿物首先形成,然后形成白云石和方解石,在Ca2+、Mg2+消耗殆尽后,天然碱和苏打石发生沉淀,由于热水带来充足的Na+,前期形成白云石和方解石发生交代作用形成碳钠钙石和碳钠镁石.在矿物学和地球化学综合分析基础上,建立了热水喷流和蒸发沉积双重控制下的碱湖Na-碳酸盐岩沉积模式,以期为碱矿勘查提供新的思路.
    以初级生产力与固碳规律为线索探讨陆相页岩中有机质的富集规律
    毛小平, 陈修蓉, 陈永进, 李岁岁, 李振, 朱启轩
    2024, 49(4): 1224-1244. doi: 10.3799/dqkx.2022.472
    摘要:
    陆相优质烃源岩主要在盆地中心深湖-半深湖等深水环境发育,但大量页岩气勘探证实,富有机质页岩更靠近湖盆边缘,因此有必要深入剖析陆相湖盆有机质富集的规律.采用类比法对比页岩油气、煤的成矿条件,结合湖泊的初级生产力、固碳速率、化石发育,采用古地貌及埋藏史恢复手段,提出了页岩发育于浅水局限环境的六大证据.研究发现,页岩油气和煤具有相似的成矿模式;与浅水环境的煤、蒸发盐岩等具有共生关系;浅水环境下固碳速率远大于深水环境.结论是,页岩油气富集于浅水湖湾、间湾等封闭-半封闭环境;最大湖泛期凝缩段应为贫有机质段.最后以松南等地区进行验证,说明本结论具有普适性,可更好地指导陆相页岩油气勘探.
    东昆仑大格勒稀有金属矿化碳酸岩和橄榄岩斜锆石U-Pb年代学研究和找矿意义
    王秉璋, 李五福, 金婷婷, 张晗, 李玉龙, 付长垒, 刘建栋, 王涛, 薛万文, 王泰山
    2024, 49(4): 1245-1260. doi: 10.3799/dqkx.2022.280
    摘要:
    东昆仑大格勒地区发现稀有和稀土矿化碱性岩-碳酸岩杂岩体,表明东昆仑稀有和稀土金属成矿也具有较大的前景,在东昆仑地质过程研究和稀有金属找矿方面具有重要的意义.以大格勒杂岩体中碳酸岩和橄榄岩为目标,针对斜锆石开展地球化学和同位素年代学研究工作,橄榄岩中斜锆石化学成分主要为ZrO2(96.48%~97.21%),其次为HfO2(0.83%~1.17%)和Nb2O5(0.61%~0.93%),LA-ICP-MS U-Pb测年结果表明,207Pb校正年龄加权平均值为381.0±2.3 Ma和417.5±3.4 Ma,T-W图的下交点年龄为381.1±2.3 Ma和417.7±3.4 Ma;碳酸岩中斜锆石化学成分主要为ZrO2(91.1%),其次为HfO2(4.3%)、Nb2O5(1.22%)和FeO(2.31%),207Pb校正年龄加权平均值为381.5±2.5 Ma和416.5±4.5 Ma,T-W图的下交点年龄为381.8±1.8 Ma和416.7±4.5 Ma.推断碳酸岩的形成时代为381.8 Ma,橄榄岩的形成时代为417.7 Ma,暗示富集Nb元素的硅不饱和岩浆活动至少存在两期,东昆仑加里东碰撞造山带碰撞后-造山后岩石圈伸展、地幔部分熔融是其形成的最主要的地球动力学机制.推断晚志留世-泥盆纪是东昆仑十分重要的一个稀有金属成矿期,大格勒-诺木洪河地区是东昆仑稀有金属成矿的重要远景区之一.
    东昆仑造山带海德乌拉辉绿岩成因及其地质意义
    孙立强, 王凯兴, 戴佳文, 刘晓东, 刘文恒, 余驰达, 雷勇亮, 陈耀新, 林俊杰
    2024, 49(4): 1261-1276. doi: 10.3799/dqkx.2022.270
    摘要:
    古特提斯洋在东昆仑造山带的闭合时间仍存在争议.对东昆仑东段海德乌拉地区产出的辉绿岩开展了系统的研究工作.LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素定年的结果显示,海德乌拉辉绿岩形成于238±2 Ma.在地球化学组成上,该辉绿岩具有较高的TiO2(1.75%~2.46%)、Fe2O3T(8.88%~12.30%)含量和较低的MgO含量(2.76%~6.34%);富集不相容元素,相对亏损Nb、Ta、Sr、Ti;Sr-Nd同位素组成较为富集且均一,(87Sr/86Sr)i为0.711 61~0.712 95,εNdt)为-3.2~-2.8.上述特征表明海德乌拉辉绿岩形成于板片俯冲环境,其源区为由俯冲板片释放的流体交代所形成的富集地幔.结合前人的研究成果,认为古特提斯阿尼玛卿洋的北向俯冲至少持续到中三叠世末期;随后,洋盆在晚三叠世早期闭合;在不晚于228 Ma时,东昆仑东段地区进入后碰撞伸展的环境.
    钱家店及外围红杂色含铀目标层位重新划分及其地质意义
    肖菁, 秦明宽, 郭强, 严张磊, 贾立城, 刘鑫, 邢作昌
    2024, 49(4): 1277-1291. doi: 10.3799/dqkx.2021.228
    摘要:
    钱家店铀矿床及外围地区含矿目标层位划分不明已成为当前生产和科研迫切需要解决的关键问题.为准确厘定含矿层位,综合运用地层学、沉积学、砂岩型铀成矿理论,采取岩性、测井、古生物和其他多手段相结合的多重地层对比方法,系统分析了含矿目标层位的识别特征和划分依据.研究成果证明目前被统归划分为姚家组的含铀红杂色层可以识别并划分出泉头组、青山口组和姚家组,并在此基础上重新厘定了区域上不同矿体的层位归属和矿化特征.该研究可为松辽盆地南部铀矿勘查突破提供新的找矿思路和地质依据,在此新层位体系下进一步开展成矿规律研究,或许能真正有助于揭示长期以来悬而未决的板状铀矿体成因.
    江西虎圩金铅锌矿床矿物化学、流体包裹体特征及地质意义
    抄尉尉, 许德如, 李增华, 陈立泉, 周先军, 袁波, 杨立飞, 陈加杰, 张健
    2024, 49(4): 1292-1306. doi: 10.3799/dqkx.2022.305
    摘要:
    为了深入研究东乡盆地中金属矿床的成因类型,选取虎圩金铅锌矿床为研究对象,运用EPMA和LA-ICP-MS等方法开展石英微量元素分析、绿泥石化学成分组成和流体包裹体测温等研究.研究结果表明,石英中微量元素主要替换方式为Al3++Li+=Si4+,成矿流体的pH值在成矿过程中发生周期性变化.包裹体类型主要为气液两相包裹体,绿泥石形成于相对低氧逸度和高硫逸度环境,成矿温度约为210~280 ℃.综合前人研究,认为虎圩金铅锌矿床在成矿过程中不断发生岩浆热液和天水的混合,伴随不同程度的水岩反应,在断裂的开阔空间沉淀形成矿脉.认为虎圩矿床属于浅成低温热液矿床,深部存在隐伏斑岩岩体.
    桂北摩天岭地区新村铀矿床沥青铀矿微区年代学和地球化学特征研究
    王勇剑, 庞雅庆, 范洪海, 章健, 麻乾坤
    2024, 49(4): 1307-1323. doi: 10.3799/dqkx.2022.467
    摘要:
    为深入探究桂北摩天岭花岗岩体中新村铀矿床的精确成矿时代及矿床成因,利用微区原位分析技术(SEM、EPMA和LA-ICP-MS)对主成矿期(铀-硅化型)沥青铀矿开展了详细的矿相学观察、原位U-Pb定年和化学成分分析.沥青铀矿电子探针化学定年计算得到的年龄值变化范围极大,不能准确地反映矿床的大致形成时间.LA-ICP-MS U-Pb同位素分析结果表明,新村矿床沥青铀矿含有一定量的普通铅,采用Tera-Wasserburg图解法得到一个下交点年龄为57.61±0.34 Ma(MSWD=0.97),可以代表主成矿期的矿化年龄.新村矿床沥青铀矿具有较高的WO3、CaO和极低的ThO含量,暗示成矿流体可能为富U、W的中低温成因流体;沥青铀矿稀土元素配分模式为轻稀土微富集型,整体上与赋矿花岗岩稀土配分型式相似,指示成矿物质可能来自花岗岩体本身.新获得的铀成矿年龄与桂北地区热液型铀矿的主成矿期(70~50 Ma)基本一致,表明新村矿床同华南地区绝大多数中新生代热液铀矿床一样,都是白垩纪-古近纪岩石圈伸展减薄背景之下的产物.
    内蒙古巴尔哲稀有稀土矿区新发现的碱性流纹岩岩石成因及其地质意义
    淡凯波, 张道涵, 栾钰薇, 宋崇宇, 于淼, 刘常伟
    2024, 49(4): 1324-1338. doi: 10.3799/dqkx.2023.177
    摘要:
    为查明在内蒙古巴尔哲超大型稀有稀土金属矿区新发现的碱性流纹岩岩石成因,及其与碱性花岗岩成矿岩体、以及邻区阿里乌拉碱性流纹岩的成因联系,开展了锆石U-Pb定年、矿物学和全岩地球化学研究.结果表明,巴尔哲碱性流纹岩喷发年龄为124.4±1.6 Ma,明显年轻于阿里乌拉碱性流纹岩(141 Ma),代表了大兴安岭中南段早白垩世新一期碱性火山岩活动.巴尔哲和阿里乌拉碱性流纹岩具有较高的SiO2、碱金属、TFe2O3、F和较低的Al2O3含量,均归属于钠闪碱流岩.两者均富集轻稀土元素(LREE)和Nb、Ta、Zr、Hf等高场强元素(HFSE),含有较高的Rb、Th、U和极低的Ba、Sr含量.另外,两者具有相同的全岩Nd同位素组成,εNdt)值分别为1.6和1.7~1.8.因此,巴尔哲和阿里乌拉碱性流纹岩均为新生地壳部分熔融的产物.巴尔哲碱性流纹岩与碱性花岗岩成矿岩体形成时代和同位素组成均一致,应属同一岩浆体系不同演化阶段的产物.鉴于火山岩出露范围更广,碱性火山岩可以作为深部稀有稀土金属矿床的重要地质找矿标志,并指出阿里乌拉地区具有该类金属矿产较好的找矿潜力.
    丽水-椒江凹陷月桂峰组沉积物源性质及其物源方向:来自碎屑锆石U-Pb年代学和重矿物成分的证据
    湛君明, 唐友军, 刘彬, 徐雨, 伍炼华, 王庭旭, 陈培
    2024, 49(4): 1339-1351. doi: 10.3799/dqkx.2022.506
    摘要:
    月桂峰组是丽水-椒江凹陷的主力烃源岩层,但其物源的研究薄弱,给油气勘探带来较大的困难.通过锆石U-Pb测年和重矿物分析等方法,对月桂峰组物源特征、差异及其地质意义进行系统分析对比.结果显示:物源以中酸性火成岩为主,含有少量变质岩,年龄以130~100 Ma为主,主要含有锆石、赤褐铁矿和磁铁矿等稳定重矿物;椒江凹陷与丽水东次凹物源主要来自雁荡凸起,丽水西次凹物源主要来自闽浙隆起带;少量火成岩和变质岩来自研究区附近的基底;锆石圆度偏好和ZTR值较高,说明物源经过中长距离搬运,这有利于中酸性岩浆岩中的石英和长石矿物富集,形成抗压实较好的石英质砂岩储层.
    吉林老虎山火山区中新世碱玄岩成因及其构造意义
    叶希青, 徐智涛, 孙立影, 李忠伟, 李萌萌, 贾琳
    2024, 49(4): 1352-1366. doi: 10.3799/dqkx.2022.294
    摘要:
    老虎山单成因火山位于吉林省大口钦地区.为了探讨火山区中新世碱玄岩的地球化学特征、成因及其与区域断裂构造演化的耦合性,对其开展了全岩地球化学和Pb同位素研究.碱玄岩中Na2O/K2O=1.30~1.38,A/CNK值(0.97~1.09)偏低,Mg#值(58.05~61.11)偏高,富集Th、U、Nb等高场强元素(HFSEs),相对弱富集Rb、Ba、K等大离子亲石元素(LILEs),LREE/HREE=10.66~11.32,206Pb/204Pb、207Pb/204Pb和208Pb/204Pb值范围分别为17.661~17.675、15.451~15.457和37.652~37.692.成岩岩浆主要来源于软流圈地幔,混有少量俯冲洋壳物质,显示出OIB或板内交代富集型地幔源的属性,岩浆形成深度范围约在93~105 km,伊通-舒兰断裂的存在为火山深部岩浆的上升与裂隙式喷发提供了通道和空间,玄武质岩浆的形成及其对应的火山活动发生于伸展构造环境中.
    构造地质学与油气地质学
    茂名盆地油柑窝组油页岩古环境恢复与有机质聚集机制
    曹涛涛, 刘虎, 肖娟宜, 潘安阳, 邓模
    2024, 49(4): 1367-1384. doi: 10.3799/dqkx.2022.260
    摘要:
    查明油页岩的形成背景和高品质油页岩形成机制是开展油页岩原位改造的基础工作.利用有机碳、主微量元素、稀土元素、生物标志物等地球化学方法,对茂名盆地油柑窝组油页岩的沉积环境进行恢复并探讨了有机质聚集机制.结果表明,茂名盆地油柑窝组全段油页岩均富有机质,底部为薄层碳质页岩、砂岩和褐煤层段.Mo含量、Ba/Al、Babio和生物标志物特征表明油柑窝组具有很高的初级生产力,油柑窝组存在间断性的“藻类勃发”现象;V/(V+Ni)、Ceanom、Th/U、草莓体黄铁矿颗粒大小和Pr/nC17-Ph/nC18交汇图表明了沉积水体处于缺氧还原环境;Sr/Cu、Rb/Sr和气候指数C指示油柑窝组为温暖湿润的古气候条件;Sr/Ba、Ba/Ga、Ca/(Fe+Ca)、Al2O3/MgO以及伽马蜡烷等特征反映了古湖泊水体为淡水;Zr/Al、Rb/K和MnO含量指示为半深湖-深湖沉积环境.通过各指标与TOC含量之间的相关性分析,认为温暖湿润气候和淡水环境为藻类的繁盛提供了良好的环境,具备很高的初级生产力,直接影响了油页岩的品质和发育特征,具有丰富有机质来源的表层生产力是油页岩形成的首要条件,缺氧还原的半深湖-深湖环境有利于沉积有机质堆积和保存,是有机质聚集的促进因素.综合各因素,提出了茂名盆地油柑窝组优质油页岩有机质的聚集模式.
    珠江口盆地珠二坳陷中部“对向拆离型复合洼陷”结构特征及其成因探讨
    彭光荣, 郑金云, 蔡嵩, 陈兆明, 韩晋阳, 王梓颐
    2024, 49(4): 1385-1399. doi: 10.3799/dqkx.2023.068
    摘要:
    南海北部陆缘深水区始新世多发育单向拆离断层,而珠二坳陷中部处于珠江口盆地珠二与珠一、珠三坳陷衔接带的南倾单一拆离断裂与北倾多级拆离断裂系交汇区,形成特有的“对向拆离型复合洼陷”,然而其结构特征及成因机制有待深入研究.基于最新高精度全覆盖三维地震数据和始新世全序列钻井数据,恢复始新世关键地质时期(T80/T83)洼陷构造地貌为窄深分隔型至宽浅汇聚型转换格局,沉积中心从两侧近源陡坡带向中央带拆离迁移,对向断裂交汇区隆升断块沿东西向长轴展布;构造演化序列揭示出对向拆离断裂系启动于始新世关键构造变革期(T83~43 Ma),响应远程太平洋板块俯冲方向的变化,区内地壳在伸展应力的作用下拆离减薄,拆离断面之上广泛发生断块翘倾与差异隆升现象,从而接受剥蚀成为动态源区,同时伴生强烈岩浆活动,重塑了对向分布的箕状断陷结构,形成对向拆离区内长轴动态供给模型.厘定对向拆离型复合洼陷长轴动态源区与沉积中心时空配置,可为深水区始新世裂陷期优质烃-储组合预测提供有力支撑.
    西湖凹陷平湖斜坡有利相带内储层非均质性成因新认识
    谢晓军, 熊连桥, 韩雅坤, 李鑫, 陈莹
    2024, 49(4): 1400-1410. doi: 10.3799/dqkx.2022.246
    摘要:
    河流-潮汐双向水流沉积环境中,水体方向、动力、化学属性变化频繁,储层矿物基础、成岩过程复杂多变、物性非均质性强,一直是制约其勘探开发的难点.以中国东海西湖凹陷平湖组为例,针对河流-潮汐背景中潮道和水下分流河道两种高能沉积微相,通过岩心观察、孔渗测试、光镜等方法,从物质基础、物性规律、主控因素3个方面开展研究.结果表明:(1)潮道中上部物性好,孔隙度平均18%、渗透率平均120 mD(1 mD≈10-3 μm2),而潮道底部致密,孔隙度平均4%、渗透率平均0.05 mD;呈现非均质性的主要原因是碳酸盐胶结导致底部致密;(2)水下分流河道上部物性好,孔隙度平均5%、渗透率平均70 mD,而水下分流河道底部致密,孔隙度平均1%、渗透率平均0.01 mD;呈现非均质性的主要原因是高岭石充填导致底部致密.上述研究明确了西湖凹陷平湖组2种优势微相的非均质性成因,对深化河流-潮汐背景下储层非均质性规律及成因机制具有重要的理论指导意义;技术方法、研究成果可应用于东海盆地低渗砂岩储层油气勘探,对于中国近海、国外区块的深层碎屑岩储层油气勘探亦具有重要推广借鉴意义.
    基于构造恢复理论的含复杂断层三维地质建模方法
    花卫华, 曾新灵, 郭丹阳, 宿紫莹, 张文, 段剑超
    2024, 49(4): 1411-1420. doi: 10.3799/dqkx.2022.452
    摘要:
    在三维地质建模中,许多工作集中于断层本身的模拟,而忽略了断层时序性对地层构造的影响,然而考虑断层构造时序性及其导致的变形是十分必要和关键的.针对此问题,基于断裂恢复与演化影响域理论,提出了断裂矢量场建模方法用于含复杂断裂网络的三维地质建模,先使用断裂矢量场位移算子以断裂构造演化逆序恢复影响域范围内的地层和断层数据,再以演化正序逐步计算受断层影响后的地层和断层数据,获得含复杂断层网络的三维地质模型.通过建模实验和对比实验,验证了方法对数据具有更高的利用率以及在处理断裂接触时的能力,并且在建模过程会自动计算断裂导致的一切位移,提高了建模合理性和效率.方法充分考虑了断层构造时序性的影响,更适用于解决具有复杂接触关系的断裂网络模型构建问题.
    海洋地质学
    琼东南盆地水合物富集区储层特征及勘探启示
    樊奇, 朱振宇, 庞维新, 李清平, 周松望, 李元平
    2024, 49(4): 1421-1430. doi: 10.3799/dqkx.2023.123
    摘要:
    天然气水合物是海洋新能源的重要开拓领域,南海琼东南盆地是水合物富集区和热点研究区.为进一步摸清琼东南水合物富集区储层特征,选取国产自主技术装备收获的水合物岩心开展分析并获得第一手资料.通过粒度、岩矿分析(含扫描电镜)、随钻测井、红外热成像、氯离子饱和度法等综合分析,测得储层主要是由石英(含量23%)、斜绿泥石(含量17%)、绢云母(含量15%)、钠长石(含量14%)等组成的硅铝质粘土沉积,储层粒度中值15.1~34.1 μm,饱和度分布3%~54%,揭示了水合物储层“细粒性、未成岩、易溃散、高电阻、高声速、强非均质性”等六大特征;结合气源、储层分析和勘探认识,建立了“异地热成因气充注、本地微生物成因气补充、气烟囱顶部运移聚集、海底扇内横向成藏”的成藏模式,重点对123 mbsf和153 mbsf(mbsf全称为meter below seafloor,表示海底以下深度,以“m”为单位)两件原位保压岩心进行X射线和CT扫描,识别出泥质粉砂孔隙型储层(海底扇横向为主)和南海新发现的水合物储层类型泥质粉砂微裂缝型储层(气烟囱垂向为主)两类主要储层;提出了“以古气候-地质事件为节点关注珠江口-琼东南第四系大型砂体的赋存条件和资源潜力、加强传热传质在水合物成藏机理和资源评价中的研究”勘探启示.研究可为中国南海天然气水合物勘查和试采提供重要科学参考.
    海洋沉积物碳循环过程数值模型的研究进展
    徐思南, 吴自军, 张喜林, 孙伟香, 耿威, 曹红, 翟滨, 孙治雷
    2024, 49(4): 1431-1447. doi: 10.3799/dqkx.2022.292
    摘要:
    海洋沉积物不仅是各种不同来源有机碳的重要埋藏场所,也是一个十分活跃的生物地球化学反应器,在全球海洋碳循环中扮演着重要角色.相对传统的地球化学测试和定性描述方法,数值模型可以突破时间和空间的限制,定量获取海洋沉积物中各个碳循环过程的反应速率及其通量,因此日益受到学界的重视.海洋沉积物有机质降解是驱动碳循环最为关键的生物地球化学过程,其释放进入周围孔隙水的溶解无机碳一部分可扩散至沉积物上覆水体,另一部分可与钙、镁等离子沉淀形成自生碳酸盐矿物.首先综述目前主要的3类沉积物有机质降解模型(离散性有机质降解模型、连续性有机质降解模型和Power模型)的建模过程及其在全球海洋沉积物有机质降解过程中的应用;接着从有机质降解相关的初级与次级反应出发,介绍沉积物中与有机质降解相关的地球化学过程反应速率模型的刻画方法,并从碳酸盐平衡体系和同位素质量平衡模式角度,探讨了沉积物有机质降解过程对自生碳酸盐形成及其碳同位素的影响;最后分析了当前阶段数学模型在描述有机质降解过程和自生碳酸盐形成中存在的问题和不足,并在此基础上展望未来亟需加强的研究要点,希企为深入理解海洋碳循环与全球气候变化相互反馈,建立可靠的海洋碳循环和生物地球化学预测系统提供有益的科学支撑.
    环境地质学与水文地质学
    长江中游荆江段地下水排泄的量化及其空间差异性分析
    周子皓, 杜尧, 孙晓梁, 范红晨, 邓娅敏
    2024, 49(4): 1448-1458. doi: 10.3799/dqkx.2022.266
    摘要:
    地下水与河流的相互作用对于维持河流生态系统的健康十分关键,但是目前对于地下水向湿润地区大型河流排泄过程的定量化研究较为薄弱.针对这一问题,以长江中游荆江段为研究区,通过野外采样和水文气象数据收集,利用222Rn质量平衡模型定量估算长江中游荆江段的地下水排泄,并用EC质量平衡模型及水量平衡模型验证222Rn质量平衡的结果.结果显示:长江中游荆江段的平均地下水排泄速率为133 mm/d,排泄总量为1.06×108 m3/d,对水量平衡的贡献约为10.99%.其中枝城-沙市段地下水排泄速率最大,监利-螺山段地下水排泄速率最低.含水层富水性和地下水位可能是控制地下水排泄速率的关键因素.本研究对于流域水资源管理具有重要意义,也可为今后长江中游地区水资源的合理开发利用以及生态环境保护提供理论依据.
    流速及介质粒径对As(Ⅲ)迁移影响的实验研究
    杜海玲, 单慧媚, 黄健, 曾春芽, 张进贤, 刘允全
    2024, 49(4): 1459-1469. doi: 10.3799/dqkx.2022.316
    摘要:
    为了解潜流带中地下水流速和介质颗粒对As(Ⅲ)迁移的影响,选用天然河砂为介质,配制地下水含As(Ⅲ)模拟液,开展室内批实验和动态柱实验并进行表征分析,探讨流速和介质粒径对As(Ⅲ)迁移的影响及机制.结果发现:(1)粒径越小的河砂与As(Ⅲ)相互作用平衡时间越长,As(Ⅲ)的单位吸附量(Qe)随着河砂粒径的增大而减小(0.15~0.18 mm的粒径河砂除外),单层最大吸附量(Qm)随着粒径的增大呈减小趋势;(2)As(Ⅲ)在河砂上的迁移行为表现出明显的粒径和流速效应;一方面,河砂粒径越小,比表面积越大,增加了水-砂相互作用时间和限制了地下水冲洗速度,不利于As(Ⅲ)在河砂中的迁移;另一方面,流速越大导致空隙通道内的水力剪切力增强,紊流强度的提高减小了滞留边界层厚度,利于As(Ⅲ)在河砂中的迁移.
    华北平原典型深部碳酸盐岩热储增产改造技术
    王贵玲, 岳高凡, 蔺文静, 马峰, 刘彦广
    2024, 49(4): 1470-1486. doi: 10.3799/dqkx.2022.449
    摘要:
    华北地区地热资源丰富,新发现的蓟县系高于庄组热储层开发利用潜力更大.然而,高于庄组存在裂缝非均质性强、储层产能低等问题.选取华北平原典型高于庄组地热井,进行了酸化压裂和加砂压裂两种改造技术的实验研究和现场增储改造,分析了改造不同阶段的压力监测曲线,进行了改造效果的评估,并初步提出了储层评价-改造设计-效果评价综合技术方法.结果显示,雄安新区高于庄组热储酸化压裂改造后涌水量由4.72 m3/h增加到44.10 m3/h,单位涌水量由0.024 m3/h·m增加到0.745 m3/h·m;沧县隆起高于庄组热储加砂压裂使得单位涌水量由3.009 m3/h·m翻倍式增加至6.158 m3/h·m,单位涌水量增加1倍多,增产改造效果显著.
    祁连山不同草地类型区土壤有机碳组份的差异
    梁冰妍, 徐海燕, 吴晓东, 种碧莹, 甘子鹏, 薛守业
    2024, 49(4): 1487-1497. doi: 10.3799/dqkx.2022.261
    摘要:
    为明确高寒地区土壤有机碳库的组成及稳定程度,选择祁连山地区3种草地类型区(高寒草甸、高寒草原和高寒沼泽草甸)为研究对象,分层对0~50 cm土壤中重组、轻组组分进行分离提取,测定并分析重组有机碳(heavy fraction organic carbon,HFOC)和轻组有机碳(light fraction organic carbon,LFOC)含量.结果表明,不同草地类型对土壤HFOC和LFOC含量及其分配的影响不同,HFOC、LFOC含量在土层间均具有明显的垂直变化,呈上高下低趋势,各区域间差异明显;高寒沼泽草甸LFOC含量最高,高寒草原次之,高寒草甸最低,即不同草地类型区土壤有机碳库稳定程度大小依次为:高寒草甸 > 高寒草原 > 高寒沼泽草甸;土壤pH、含水率、TC、SOC、TN含量与C/N值与土壤HFOC、LFOC含量呈极显著相关(p < 0.01).综上,祁连山草地生态系统土壤有机碳库组成及稳定程度受草地类型、土壤理化性质及环境变量影响.
    工程地质学
    库岸古滑坡复活变形特征及双滑带稳定性响应
    杨雨亭, 代贞伟, 陆愈实, 张晨阳, 闫慧, 侯雪峰, 唐俊刚
    2024, 49(4): 1498-1514. doi: 10.3799/dqkx.2022.283
    摘要:
    三峡库区存在大量的双滑带及多滑带古滑坡,目前对库岸双滑带滑坡变形复活特征及稳定性响应特征的研究较少.以塔坪滑坡为例,通过工程地质勘察和监测资料分析,揭示了该滑坡变形复活特征.并进一步开展了库水位和降雨联合作用下塔坪滑坡的渗流场和稳定性数值模拟计算,揭示了不同滑带对库水位波动和降雨的响应特征.结果表明,塔坪滑坡为阶梯式变形模式,每年的雨季和库水位下降期,滑坡变形速度增大.滑坡表现为显著的前缘牵引式渐进破坏模式.降雨主要对浅层滑带的稳定性产生较大的影响,对深层滑带的影响较小.库水位抬升,浅层滑带的稳定性降低,深层滑带的稳定性增大;库水位下降,浅层滑带的稳定性增大,深层滑带稳定性减小.
    地球生物学
    贵州青岩中三叠世安尼期琥珀及其意义
    田垚铠, 楚道亮, 曹怡然, Jacopo DalCorso, GuidoRoghi, 宋海军, 田力, 刘传远, 贺箫, 缪雪, 张世岩, 舒文超, 童金南
    2024, 49(4): 1515-1523. doi: 10.3799/dqkx.2023.182
    摘要:
    中-晚三叠世是现代型生态系统构建的关键时期,系统研究该时期生物与环境的协同演变过程对揭示生物复苏机制和生态系统重建规律具有重要意义.琥珀是探讨中-晚三叠世植物演化和古气候演变的重要载体.对青岩剖面雷打坡段的琥珀和伴生的植物化石开展研究,并将全球的中-晚三叠世琥珀的分布与湿润事件进行对比分析.结果发现青岩琥珀是由松柏类植物伏脂杉生产,琥珀的出现与松柏类植物的辐射演化有关.菊石生物地层表明含有琥珀的地层属于中三叠世安尼期Pelsonian亚期.认为琥珀的产出与湿润事件具有对应性,说明湿润事件可能是中-晚三叠世琥珀频繁出现的重要原因.
    广西乐业地区吴家坪期牙形石的发现及其意义
    谢雨荷, 覃斌贤, 江海水, 陈发垚, 颜佳新
    2024, 49(4): 1524-1540. doi: 10.3799/dqkx.2022.062
    摘要:
    吴家坪期作为二叠纪晚期两次灭绝事件(瓜德鲁普世末灭绝事件和二叠纪末灭绝事件)之间的一次快速的生态复苏时期,是地质历史时期一个重要的阶段.该时期扬子台地中部及滇黔桂地区碳酸盐岩台地仍有广泛分布;其中乐业碳酸盐台地是南盘江盆地内一个典型的孤立碳酸盐岩台地,在瓜德鲁普统茅口组顶部不整合面之上发育连续的吴家坪期海相碳酸盐岩沉积.此前该地二叠纪地层划分对比仍依据传统的化石生物地层分带,与牙形石生物地层相比,精细程度尚不足.对乐业台地内部的刷把村剖面和六为剖面合山组底部牙形石进行了研究,在这两个剖面共鉴定出牙形石2属8种(含一个新种),包括Clarkina asymmetricaC. aff.asymmetricaC. daxianensisC. dukouensisC. leveniHindeodus julfensisH. typicalisHindeodus praechangxingensis sp. nov..其中在刷把村剖面识别出C. asymmetricaC. leveni两个牙形石带,六为剖面识别出C. asymmetrica一个牙形石带.根据牙形石关键分子的首现,乐业台地在经历了瓜德鲁普世-乐平世之交全球大海退后,至少到C. asymmetrica带才开始海侵并重新开始碳酸盐岩沉积,可为该区碳酸盐岩台地-盆地演化和区域地层对比研究提供重要依据.
    其他
    基于高分二号遥感影像的露天灰岩矿区裸岩提取方法
    袁凯, 李行, 刘瑞峰, 张连蓬, 张启华, 曹兆峰, 王云凯
    2024, 49(4): 1541-1554. doi: 10.3799/dqkx.2022.252
    摘要:
    为了高效、准确地从高分辨率遥感影像中提取裸岩,利用国产高分二号(GF-2)影像数据,通过构建斜率差异裸岩指数模型(slope difference bare rock index,简称SDBRI)和裸岩阴影指数模型(bare rock shadow index,简称BRSI),提出了亚米级高分影像的露天矿区裸岩提取技术方案.以青州市南部山区为试验区对此方法进行检验,结果表明:在SDBRI指数图像中,裸岩能够与周边植被较好区分,裸岩与其他地物的可分性显著高于NDVI、CRI1、CRI2等指数模型;以基于谷歌地球高清影像的目视解译结果作为验证数据进行精度评估,交并比(IoU)指标达到91%左右.此方法能够满足基于国产高分影像数据进行大范围矿区裸岩制图的需求,可以为矿山环境的遥感监测提供技术支持,具有较强的实践价值.
    Short Survey
    喜马拉雅成矿带西段扎果普锂铌钽矿床的发现及其找矿意义
    郑有业, 陈鑫, 高顺宝, 李海泉, 姜晓佳, 郑顺利
    2024, 49(4): 1555-1564. doi: 10.3799/dqkx.2024.035
    摘要: