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    2020年  45卷  第6期

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    2020, 45(6).
    摘要:
    长江流域地表生态环境变化监测研究专栏
    基于集成学习与径向基神经网络耦合模型的三峡库区滑坡易发性评价
    周超, 殷坤龙, 曹颖, 李远耀
    2020, 45(6): 1865-1876. doi: 10.3799/dqkx.2020.071
    摘要:
    准确的滑坡易发性评价结果是滑坡风险评价的重要基础.为提升滑坡易发性评价精度,以三峡库区龙驹坝为例,选取坡度等10个因子构建滑坡易发性评价指标体系,应用频率比方法定量分析各指标与滑坡发育的关系.在此基础上,随机选取70%/30%的滑坡数据作为训练/测试样本,应用径向基神经网络和Adaboost集成学习耦合模型(RBNN-Adaboost),径向基神经网络和逻辑回归模型分别开展易发性评价.结果显示:水系距离、坡度等是滑坡发育的主控因素;RBNN-Adaboost耦合模型的预测精度最高(0.820),优于RBNN模型和LR模型的0.781和0.748.Adaboost集成算法能进一步提升模型的预测性能,所提出的耦合模型结合了两者的优点,具有更强的预测能力,是一种可靠的滑坡易发性评价模型.
    神农架大九湖不同生境表土磷脂脂肪酸揭示的微生物群落结构差异
    赵美玲, 张一鸣, 张志麒, 黄咸雨
    2020, 45(6): 1877-1886. doi: 10.3799/dqkx.2019.272
    摘要:
    磷脂脂肪酸(phospholipid fatty acid,PLFAs)是活体微生物细胞膜的重要组成部分,微生物通过改变细胞膜中PLFA组成,快速响应环境变化.目前,表土PLFAs研究主要集中于季节和植被群落变化对微生物群落结构影响,对于不同生境下表土PLFAs揭示的微生物群落结构的差异性尚不明确.基于此,对神农架大九湖7种不同生境表土进行PLFAs研究.结果表明,表土样品PLFAs集中分布于C14到C19;除湿生泥炭沼泽和湿生半退化沼泽生境外,其他生境以n16:0为主峰.不同生境的PLFAs含量差异较大,沼泽生境TPLFAs含量是草甸及阔叶林生境下的3~8倍.PLFAs组成还揭示出生境间主要受到pH和含水率的影响,微生物群落结构存在差异.不同生境下表层土壤PLFAs揭示的微生物丰度和群落结构具有一定的相似性及差异性.运用PLFAs对微生物量及微生物群落结构的划分将有助于更好的了解区域生态系统中微生物群落结构的变化,为研究微生物参与碳循环及古生态研究奠定基础.
    CMIP5模式对长江和黄河流域极端气温指标的模拟与预估
    李佳瑞, 牛自耕, 冯岚, 姚瑞, 陈鑫鑫
    2020, 45(6): 1887-1904. doi: 10.3799/dqkx.2020.116
    摘要:
    为研究长江和黄河流域极端气温的变化特征,对耦合模式比较计划第5阶段22个大气环流模式数据进行精度评估、Delta降尺度并计算16个极端气温指标,采用可靠性集合平均方法对两流域历史和未来的极端气温进行预估.结果表明:除四川盆地外,两流域的观测值与REA(ensemble reliability average)值在空间上具有较好一致性;未来三个时期(2020s、2050s、2080s),典型浓度路径(Representative Concentration Pathways,RCP)4.5情景下指标变化趋势依次递减,RCP8.5情景下变化趋势逐渐递增;RCP4.5和RCP8.5情景下指标年际变化在21世纪40年代之前是相似的,但之后变化趋势差异增加;两流域的大多数指标呈现上升趋势,冬季趋势相较于其他季节更显著;两流域之间冷极端指标的差异大于暖极端指标.总的来说,两流域的暖极端事件将更加严重.
    气温、降水量和人类活动对长江流域植被NDVI的影响
    崔利芳, 王伦澈, 屈赛, 邓利欢, 王兆夺
    2020, 45(6): 1905-1917. doi: 10.3799/dqkx.2019.171
    摘要:
    为了了解气温、降水量和人类活动对流域植被NDVI(normalized difference vegetation index)的影响,以长江流域为研究区,运用一元线性回归分析法和Theil-Sen Median趋势分析法研究了长江流域气温、降水量和植被NDVI变化特征,同时利用相关分析法和残差分析法探讨气温、降水量和人类活动对植被NDVI变化的影响.结果表明:1960—2015年长江流域年平均温度显著上升,而降水量的变化趋势并不显著;1982—2015年流域NDVI呈显著增加趋势;1982—2015年流域NDVI与气温的相关性较高,然而与降水量的相关性并不显著;人类活动使流域NDVI增加的区域主要分布于流域北部、东南和西南部分地区,而使NDVI下降的区域位于流域中西部区域和长三角地区.气温对长江流域植被NDVI变化的影响大于降水,气候变暖和人类活动对流域生态环境具有一定程度的影响.
    洞庭湖区湖泊洲滩地表覆盖变化
    余姝辰, 李长安, 余德清, 贺秋华, 罗伟奇, 向菲菲
    2020, 45(6): 1918-1927. doi: 10.3799/dqkx.2019.205
    摘要:
    为了解20世纪70年代以来洞庭湖区湖泊洲滩地表覆盖变化,基于1978年以来的多源中分辨率遥感影像,对洲滩地表覆盖情况进行了监测,利用决策树分类方法解译,结合地理国情普查数据验证了解译精度.结果表明:近40年来,杨树和芦苇地是1978年以来变化最大的地表覆盖,二者呈此消彼长的增减状态,2007—2015年分布面积基本相当,2015年至今杨树面积大幅度减少,芦苇面积维持稳中有增的趋势.2002年以前,洞庭湖洲滩总体呈扩张趋势,2002年之后,洲滩面积趋于稳定.目前,芦苇和湖草占洞庭湖洲滩总面积的2/3.洞庭湖自然保护区内欧美黑杨主要分布于南洞庭湖自然保护区,芦苇主要分布于东洞庭湖和南洞庭湖自然保护区.洞庭湖区湖泊洲滩的人工利用程度在2015年后大幅减小,但仍有48.57%,亟待进一步控制.
    近400多年下荆江河段古河道演变过程及特征
    贺秋华, 余德清, 王伦澈, 李长安, 余姝辰, 邹娟
    2020, 45(6): 1928-1936. doi: 10.3799/dqkx.2020.015
    摘要:
    为研究下荆江河段古河道演变过程及特征,利用20世纪30年代和50年代的历史地形图、1954年航片、1968年美国KH-4B军事卫星影像及2016年国产GF-1卫星影像,结合古籍资料,全面分析了下荆江古河道的演变特征并反演了其明万历年以来400多年的历史变迁过程.下荆江河段的古河道横向摆动频繁,受河道坚硬岸坡和人工护岸工程约束,空间上为20~32 km的古河道平面摆动带,形态上分为沿主泓线侧向渐变式摆动和河道突变迁徙两种古河道类型,它们是反演下荆江河段古河道的定位依据.历史上,下荆江塑造经历了漫流、支汊分流、单一顺直河道形成和曲流演化发展等复杂过程.明弘治年间,曲流主要出现在监利-城陵矶段,石首至监利段仅微弯;明末清初,东港湖弯道和濠河弯道均自然裁弯取直,下荆江蜿蜒型河道已全面上溯到石首境内,并形成了一系列河曲弯;19世纪中叶,下荆江的河曲发展突出表现在横向移动、河曲颈变窄、凹岸环流侵蚀后退、凸岸堆积淤高推进等特点.此后,下荆江没有出现大的变迁.下荆江河段近代河弯的演变模式有凸岸淤积推进、凹岸崩坍后退型,凸岸撇弯切滩、弯顶消减型和心滩漂移并岸、凹岸串沟过流型.河流的本身作用是其演变的主要原因,但人工修建大堤与大规模围垸是重要外因.
    长江上游沱江流域地表水环境质量时空变化特征
    许静, 王永桂, 陈岩, 佟洪金, 魏峣, 白辉
    2020, 45(6): 1937-1947. doi: 10.3799/dqkx.2020.012
    摘要:
    沱江是长江流域上游最重要的支流之一,为了明晰沱江流域水质时空变化特征和防治重点,根据2010—2017年沱江流域36个监测断面水质监测数据,采用单因子评价法和秩相关系数法,从年份、月份、季度和水期4个时间段进行了分析.结果表明:沱江流域水质状况总体上污染较重,但有向好趋势,总磷(TP)为首要污染物,流域断面达标率呈先上升后下降复上升的趋势;水质指标浓度年内变化显著,水质指标浓度丰水期达到最小值,枯水期达到最大值;沱江干流监测断面水质类别好于支流;TP和氨氮(NH3-N)浓度空间变异性较弱,化学需氧量(COD)和生化需氧量(BOD5)浓度则存在较强空间变异性.虽然沱江流域水质有变好趋势,但沱江流域面临的污染问题依然严峻,今后要高度重视污染源治理,尤其是TP的防治工作.
    基于DEM和高分辨率遥感影像的“膨胀-融合”式地表沟壑提取
    李文凯, 张唯, 秦家豪, 王红平
    2020, 45(6): 1948-1955. doi: 10.3799/dqkx.2020.004
    摘要:
    地表沟壑的精细化提取是地形地貌特征的重要内容.针对现有沟壑提取结果中存在断裂区域和伪沟壑区域的情况,提出一种基于DEM和高分辨率遥感影像的地表沟壑“膨胀-融合”式提取方法.该方法综合了D8算法、坡向变率算法和面向对象分类方法的提取结果,首先引入距离制图算法对初始沟壑进行方向性膨胀,然后通过栅格重分类和代数运算进行沟壑融合,剔除伪沟壑区域,最终实现研究区域内沟壑的精细化提取.以GDEM v2数据和高分二号影像数据为数据源,精细化提取了湖北省神农架林区举黑沟至麻湾村一带的地表沟壑.采用随机点验证法对实验区域内的沟壑提取结果进行了精度评价,结果表明该方法的总体精度为92%,能有效弥合数据中的断裂区域,同时剔除伪沟壑区域,达到提高沟壑提取精度的目的.
    基于多源卫星测高数据的洞庭湖流域2003—2017年湖泊水位变化监测
    黎鹏, 李辉
    2020, 45(6): 1956-1966. doi: 10.3799/dqkx.2020.005
    摘要:
    利用ICESat-1和CryoSat-2测高数据获取了2003—2017年洞庭湖流域内湖泊的水位信息,分析了湖泊水位的时间变化过程,并结合TRMM卫星降水数据及人类用水等数据,讨论了湖泊水位变化对气候及人类活动的响应.结果表明,流域中80%的湖泊在2003—2009年呈现出水位下降趋势(-0.18~-0.09 m/a);75%的湖泊在2010—2017年呈现出水位稳定或上升趋势(0~0.39 m/a);总体来看,75%的湖泊在2003—2017年呈现出水位上升趋势(0.02~0.22 m/a).分析表明,湖泊水位变化为多种因素共同作用的结果,降水为近年来洞庭湖流域内湖泊水位变化的主要驱动因子;以三峡水库为代表的水库运行会对湖泊水位产生季节性影响;同时,人类用水的持续增长也对湖泊水位有一定的影响.多源测高卫星为长时序大范围的湖泊水位监测提供了有力的手段,这对研究湖泊水位变化及其与气候和环境的响应具有重要意义.
    深部碳循环的锌同位素示踪研究进展
    王照雪, 刘盛遨, 李孟伦, 李曙光
    2020, 45(6): 1967-1976. doi: 10.3799/dqkx.2020.159
    摘要:
    深部碳循环和地球表层的碳循环一起构成了全球的碳循环.因为地球超过90%的碳都位于深部,深部碳循环研究对于理解地球长期的气候变化具有重要的科学意义.深部碳循环研究涉及多个科学问题,其中最重要的科学问题之一是如何准确识别地幔中的碳是再循环的地表碳.锌作为亲石元素,广泛存在于岩浆岩、地幔和碳酸盐岩中.地幔和地表沉积碳酸盐岩之间锌同位素组成存在显著的差异,而板块俯冲脱水、地幔部分熔融和岩浆结晶分异等过程导致的锌同位素分馏较为有限,因此锌同位素具有示踪深部碳循环的潜力.系统阐述了锌同位素示踪深部碳循环的原理,回顾了目前应用锌同位素示踪深部碳循环取得的阶段性成果,并指出锌、镁同位素联合示踪有望成为未来深部碳循环研究的主流.
    多离子计数器动态多接收方式锆石Pb同位素比值高精度测定方法
    王伟, 储著银, 李潮峰, 刘文贵, 许俊杰, 郭敬辉
    2020, 45(6): 1977-1985. doi: 10.3799/dqkx.2019.285
    摘要:
    采用装配多离子计数器系统的TRITON Plus热电离质谱仪(thermal ionization mass spectrometer,TIMS),建立了多离子计数器动态多接收锆石Pb同位素(以205Pb为稀释剂)测定方法.相对多离子计数器静态多接收方法,该方法完全消除了不同离子计数器间增益差异对锆石Pb同位素测定的影响.相对传统的单个二次电子倍增器(secondary electron multiplier,SEM)五次跳峰的锆石Pb同位素测定方法,该方法两次跳峰即可测定全部Pb同位素比值,Pb同位素离子流接收效率提高2.5倍,同时,降低了离子流稳定性对Pb同位素分析结果的影响.为验证方法的可靠性,对加入205Pb稀释剂的NIST981 Pb标准和标准锆石清湖(Qinghu)进行了测定.对5×10-11 g 205Pb-NIST981 Pb混标,207Pb/206Pb测定精度达到0.079%(2RSD,n=20);对清湖标准锆石,获得的年龄结果为159.51±0.11 Ma(2SE,n=7;MSWD=1.1),与文献报道值在误差范围内一致.
    扬子克拉通古元古代冷俯冲低温-高压榴辉岩相变泥质岩的发现及其大地构造意义
    韩庆森, 彭松柏, 焦淑娟
    2020, 45(6): 1986-1998. doi: 10.3799/dqkx.2020.074
    摘要:
    首次报道了扬子克拉通黄陵穹隆北部崆岭杂岩古元古代水月寺混杂岩带中发现特征性石榴石-蓝晶石-硬绿泥石组合低温-高压(LT-HP)榴辉岩相变泥质岩,其变质峰期矿物组合为石榴石+蓝晶石+硬绿泥石+多硅白云母+金红石+石英.相平衡模拟计算得到一条近等温减压的顺时针型变质P-T轨迹,其峰期变质条件为571~576℃,19.2~21.8 kbar.LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学研究获得变泥质岩中碎屑锆石核部年龄集中于2.1~2.2 Ga,变质增生边年龄为1 991±20 Ma.Grt-Ky-Cld组合榴辉岩相变泥质岩原岩形成构造环境和变质峰期条件指示,其形成于较低地温梯度(dT/dP≈300℃/GPa)下的活动大陆边缘冷俯冲构造环境,进一步表明至少从古元古代开始具有“冷俯冲”构造特征的现代板块构造体制已经启动.
    滇西北中甸弧成矿岩体中榍石化学成分特征及其成岩成矿标识
    李华伟, 董国臣, 董朋生, 汤家辉, 王树树
    2020, 45(6): 1999-2010. doi: 10.3799/dqkx.2019.193
    摘要:
    位于西南三江构造火成岩带义敦弧南段的中甸弧,以发育印支期斑岩型铜矿床和燕山期矽卡岩-热液石英脉型钼-钨-铜矿而著称.针对普朗、地苏嘎和休瓦促成矿岩体中的榍石单矿物,利用EMPA和LA-ICP-MS测定化学成分,探讨化学成分对成岩成矿的指示意义.普朗、地苏嘎和休瓦促岩体榍石均为岩浆来源.普朗岩体榍石形成温度为743~754℃,休瓦促岩体榍石形成温度为702~753℃.根据榍石的δCe、δEu推断三个岩体氧逸度高低顺序为:普朗>地苏嘎>休瓦促,榍石中的Cu含量对母岩浆中的Cu金属量变化不敏感,不能单独作为母岩浆Cu金属量的判别标志;钼成矿对岩体的氧逸度要求不高,在利用榍石中的Mo含量判断母岩浆中的Mo金属量时要综合考虑氧逸度和辉钼矿结晶的影响;岩体中的F含量能降低岩浆粘度,对钼成矿有促进作用,可以作为Mo成矿的指标;榍石中的W、Sn含量对Mo-W矿床具有指示作用,休瓦促Mo-W矿岩体中榍石的W、Sn含量要高于普朗和地苏嘎不成Mo-W矿的岩体.
    江南造山带东段新元古代登山群年代学及大地构造意义
    张继彪, 刘燕学, 丁孝忠, 张恒, 石成龙
    2020, 45(6): 2011-2029. doi: 10.3799/dqkx.2020.024
    摘要:
    为探讨江南造山带东段新元古代构造演化机制,对江南造山带东段登山群砂岩及火山岩进行锆石U-Pb年代学及地球化学研究.SHRIMP锆石U-Pb定年显示登山群高山组凝灰岩年龄为855.5±8.2 Ma,叶家组流纹岩年龄为798.1±7.8 Ma.地球化学数据显示高山组砂岩物源区为大陆岛弧,形成于弧后盆地;叶家组火山岩为双峰式火山岩,流纹岩轻稀土富集,重稀土亏损;高FeOt/(FeOt+MgO)和Ga/Al值、低CaO、MgO,εHft)值为7.9~10.9,富集Ba、Th、U等大离子亲石元素和高场强元素,强烈亏损Sr、P、Ti的特征显示其为典型的A型花岗岩,来自初生地壳的部分熔融;玄武岩属拉斑玄武岩系列,具有OIB特征,富集轻稀土及大离子亲石元素,来自软流圈地幔的部分熔融.双峰式火山岩形成于板内伸展背景.年代学及地球化学结果表明新元古代江南造山带东段扬子与华夏板块拼贴时限为855~800 Ma之间.造山结束之后地幔物质上涌,华南板块进入裂谷期.
    辽东岫岩晚侏罗世荒地岩体的地球化学、年代学与Hf同位素及构造意义
    薛吉祥, 刘正宏, 刘杰勋, 董晓杰, 冯帆, 连光辉
    2020, 45(6): 2030-2043. doi: 10.3799/dqkx.2020.008
    摘要:
    辽东半岛中生代晚侏罗世岩浆活动较少,研究程度较低.通过对辽宁岫岩县荒地花岗岩岩体进行锆石U-Pb测年、岩石地球化学和锆石Lu-Hf同位素分析来进一步了解辽东半岛晚侏罗世的构造动力学背景,荒地花岗岩的岩浆锆石U-Pb加权平均年龄为161.1±3.6 Ma(MSWD=1.4),表明荒地岩体的形成时代为晚侏罗世,为燕山期岩浆活动的产物.该岩体含白云母等富铝矿物,地球化学数据也显示,该岩体为过铝质高钾钙碱性系列,富集K、Rb、Cs、Ba等大离子亲石元素,亏损Nb、Ti、P等高场强元素,具轻稀土元素富集,重稀土元素亏损的特征,Eu为中等负异常(δEu=0.33~0.80).该花岗岩A/CNK平均值为1.10,CIPW标准矿物中出现刚玉分子(>1%).由此认为该岩体为经历了高程度的结晶分异作用的S型花岗岩.荒地花岗岩CaO/Na2O比值小于0.3,εHft)小于0(-36.968~-23.298),表明该岩石由地壳的泥质岩熔融形成.两阶段Hf模式年龄TDMC=2 680~3 568 Ma,表明该岩体源岩的组成物质从地幔储库中脱离的时间为新太古代至古太古代,同时与辽东半岛侏罗纪其他花岗岩进行了比较.综上所述,该岩体形成于古太平洋板块向欧亚大陆俯冲后俯冲角度变大、向更深处俯冲的背景之下.
    华北南缘信阳古元古代花岗岩的年代学和地球化学特征及其对地壳演化的启示
    艾磊, 平先权, 郑建平, 苏玉平
    2020, 45(6): 2044-2058. doi: 10.3799/dqkx.2019.277
    摘要:
    华北克拉通南缘古元古代发育有多期次的岩浆活动和变质事件,记录了南缘基底和构造演化过程,但古元古代中-晚期的岩浆记录却相对较少.对华北南缘信阳地区古元古代中-晚期花岗岩进行了详细的岩石学、地球化学、锆石U-Pb年代学及Lu-Hf同位素研究.信阳地区花岗岩主要包括潘庄钾长花岗岩和陈庄黑云钾长花岗岩,其岩浆锆石结晶年龄分别为1 868 Ma和1 955 Ma,即形成于古元古代中-晚期.所有的岩石样品具有高SiO2、富碱、低CaO、P2O5、MgO等特征,且A/CNK介于1.12~1.28,属过铝质岩石.同时它们富集LILEs(如Rb、Th和K),贫HFSEs(如Nb、Ta和Ti)、亏损Sr、P等元素,并具有中等-弱的负Eu异常.此外,潘庄岩体和陈庄岩体整体具有相似的锆石εHft)值(-0.6~+2.6),两阶段Hf模式年龄(Tcrust)范围为2.40~2.64 Ga.表明信阳地区太古代末-古元古代早期地壳在古元古代中-晚期经历了强烈的改造.结合华北克拉通南缘的岩浆活动和变质事件记录,认为信阳地区花岗岩的形成可能与华北东、西陆块的碰撞有关,且该区频繁的古元古代岩浆活动(2.24~1.85 Ga)可能是东、西陆块间古大洋及西部陆块东向俯冲的结果.
    桂东北茅安塘伟晶岩中石榴子石的特征及对岩浆演化的指示意义
    陈欢, 冯梦, 康志强, 付伟, 冯佐海
    2020, 45(6): 2059-2076. doi: 10.3799/dqkx.2020.084
    摘要:
    为了解桂东北伟晶岩岩浆的形成环境及演化过程,对桂东北茅安塘Nb-Ta-Be-Rb稀有金属矿床周围伟晶岩中的石榴子石进行了镜下观察、电子探针(EPMA)和LA-ICP-MS原位微区主微量元素研究,探讨石榴子石的成因及其对成岩及成矿作用的指示.结果表明,桂东北茅安塘地区伟晶岩中的石榴子石为岩浆成因石榴子石,属于铁铝榴石-锰铝榴石(平均Alm49.28-Sps47.09)固溶体系列,可分为早期形成的Ⅰ型石榴子石(GrtⅠ)和晚期形成的Ⅱ型子石(GrtⅡ).两期石榴子石均以富集重稀土(HREE)、高场强元素(HFSE),亏损轻稀土(LREE)和缺乏大离子亲石元素(LILE)为特征,∑REE配分模式呈明显左倾趋势,显著的Eu负异常.石榴子石生长过程中的界面反应速率小于物质迁移速率,水岩作用较弱,∑REE主要以表面吸附或吸收的形式进入石榴子石中,是导致其重稀土(HREE)元素富集,轻稀土元素亏损的主要原因.随着岩浆分异演化程度的不断提高,∑REE逐渐进入并赋存于石榴子石中,促进岩浆从早期的低分馏(未分馏)的岩浆熔体逐渐向晚期的高分馏的岩浆熔体演化.石榴子石中HREE含量随岩浆演化程度逐渐增加表明,晚期分异演化的岩浆-热液中逐渐富集稀土及稀有金属元素.这些晚期富含成矿元素的热液流体交代原生矿物,导致外侧带及核部花岗伟晶岩中发育大量交代成因的稀土和稀有金属矿物.
    苏门答腊岛北部Takengon早志留世S型花岗片麻岩年代学、地球化学特征及构造意义
    徐畅, 王岳军, 钱鑫, 张玉芝, 余小清
    2020, 45(6): 2077-2090. doi: 10.3799/dqkx.2020.030
    摘要:
    苏门答腊岛位于巽他大陆西南缘,被中苏门答腊构造带分隔为东、西苏门答腊两地体.其中东苏门答腊地体的基底年龄和构造归属均未得到很好地约束.在东苏门答腊北部Takengon地区新识别出的花岗片麻岩进行了锆石U-Pb年代学、原位Hf同位素和全岩地球化学研究.年代学结果表明该套花岗片麻岩的206Pb/238U加权平均年龄为442 ±5 Ma(MSWD=1.03),代表其结晶年龄.锆石的εHft)介于-1.3至-7.8之间.地球化学研究表明,样品富SiO2(69.97%~74.30%)和Al2O3(13.90%~15.93%),相对贫TiO2(0.48%~0.61%)、MgO(0.54%~0.93%)和CaO(0.11%~0.25%).样品具高的A/CNK值(2.58~3.06)和CIPW刚玉体积百分含量(10.0%~11.4%),具有S型花岗岩的特征.其轻重稀土分异明显,富集LILE(Rb、Th、U),亏损HFSE(Nb、Ta、Ti).地球化学研究表明Takengon花岗片麻岩是变沉积岩部分熔融形成的.该套花岗片麻岩的发现证实了在东苏门答腊地块发育有前志留世基底岩石,其形成与原特提斯洋的演化有关.
    西藏班戈寒武纪辉长闪长岩体的发现及其构造意义
    豆孝芳, 陈鑫, 郑有业, 姜晓佳, 王进寿, 郑顺利, 任欢, 杨成, 朱继华
    2020, 45(6): 2091-2102. doi: 10.3799/dqkx.2019.247
    摘要:
    西藏班戈地区构造单元属北拉萨地体,到目前为止,该地体尚未有寒武纪岩浆活动的报道.本文就班戈地区首次发现的辉长闪长岩体,在野外地质调查、元素地球化学及同位素年代学研究的基础上,得出以下结论:该岩体属高钾钙碱性系列,具有富集大离子亲石元素(如Rb、Ba)和轻稀土元素(La、Ce),亏损Nb、Ta、Zr、Hf和Ti等高场强元素,呈现出安第斯型岛弧岩浆特征,显示该岩体是俯冲沉积物部分熔融形成的熔体交代上覆地幔楔的产物.锆石U-Pb年代学指示其侵入年龄为512 ±3 Ma,形成于寒武纪,为北拉萨地体存在早古生代岩浆活动提供了可靠的年代学证据.综合证实其属于冈瓦纳大陆北缘的一部分,该成果为进一步探讨青藏高原的构造演化提供了新的约束.
    太行山南段教场闪长岩矿物学特征及其地质意义
    史志伟, 董国臣, 高庭, 刘延畅, 宋卡迪
    2020, 45(6): 2103-2116. doi: 10.3799/dqkx.2019.210
    摘要:
    太行山南段中生代杂岩体的成因与演化是近几十年来探索的热点话题之一.基于野外调研和电子探针分析,对教场闪长岩的矿物学特征及其意义进行了研究.该闪长岩主要由斜长石、普通角闪石、黑云母、少量单斜辉石和橄榄石组成.SiO2含量为52.91%~53.39%,具有高Mg#[100×Mg/(Mg+Fe2+)]值(60.28~62.39)、富Na(Na2O/K2O=1.18~1.40)特征.斜长石An介于36~60,属于中长石和拉长石,具正环带结构,含量约50%.角闪石具有高CaO(>10%)、MgO(>18%)特征,属富镁普通角闪石,含量约30%.黑云母Mg#[Mg/(Mg+Fe2++Fe3++Mn)]值为0.564~0.582,属镁质黑云母,含量约12%.单斜辉石均属Ca-Mg-Fe辉石族,含量约5%,为幔源岩浆在由深部向浅部运移过程中逐步结晶的产物.橄榄石Fo在76~91,为贵橄榄石和镁橄榄石,含量约2%,属地幔捕虏晶.通过单斜辉石温压计计算获得其岩浆结晶温度为1 060~1 094℃,压力为0.24~0.55 GPa.结果表明,岩浆源区壳幔混源特征,在岩浆上升侵位过程中,发生了弱结晶分异作用.教场闪长岩体现古太平洋板块俯冲及华北克拉通内部伸展的叠加构造背景.
    藏南康马县布主金(锑)矿构造控矿规律及找矿预测
    李国猛, 姜维, 石文杰, 魏俊浩, 周新琪, 毛国正, 刘成林
    2020, 45(6): 2117-2134. doi: 10.3799/dqkx.2019.271
    摘要:
    藏南金锑铅锌银多金属成矿带又称北喜马拉雅成矿带,是特提斯喜马拉雅成矿域的重要组成部分.康马地区虽处于EW向和SN向断裂交汇的有利成矿位置,但由于海拔高覆盖厚,本区构造控矿规律不明、缺乏有效的勘探方法和可借鉴的找矿范例,这致使找矿工作长期未获突破.近年来,布主金(锑)矿等一批矿床的发现彻底填补了本区的找矿空白.但由于缺乏对矿区断裂带内部组成及其控矿作用的深入认识,布主金(锑)矿的普查勘探工作受到严重制约.本文在详实地质调查基础上,对矿区NW-近EW向和近SN向断裂带内部结构进行了系统剖析,发现两组断裂带均由中部的断层核和外围的破碎带构成.在NW-近EW断裂带,其断层核控制着强揉皱含黄铁矿方解石石英脉型等矿体,而破碎带控制着平直陡倾含多金属硫化物石英脉型和富毒砂石英脉型矿体.在近SN向断裂带,断层核由劈理化带和角砾岩带组成,几乎不含矿.而破碎带中近顺层节理则控制着发育强褐铁矿化和黏土化的高品位矿体.结合区域构造演化,建立了布主矿区断裂带形成、发展及控矿的三阶段演化模型.并在此指导下,以地质事实为基础,结合1:1万土壤化探综合异常及围岩蚀变、矿化露头等找矿信息,圈定找矿靶区6处.并综合考虑多种因素对靶区进行优选,得到A、B、C级靶区各2个.通过对布主矿区断裂带结构、控矿规律、断裂带演化模型等方面的研究和结合化探综合异常的靶区圈定,以期为布主矿区及康马地区矿床成因研究和找矿勘探工作提供有益借鉴.
    内蒙古合教BIF型铁矿的形成时代、地球化学特征及地质意义
    王佳营, 李志丹, 李光耀, 文思博, 谢瑜, 张祺, 张锋, 丁宁
    2020, 45(6): 2135-2151. doi: 10.3799/dqkx.2019.211
    摘要:
    内蒙古合教铁矿位于华北克拉通西部陆块北缘阴山地块,是固阳绿岩带内的一例具有中型规模的BIF型铁矿床.本文对矿区斜长角闪岩、铁矿石开展了年代学和岩石地球化学研究.对斜长角闪岩夹层进行LA-ICP-MS锆石U-Pb定年,锆石普遍发育振荡环带,Th/U比值均大于0.1(0.27~1.00),得到上交点年龄为2 549±29 Ma(MSWD=0.51),可大致代表合教BIF铁矿的形成时代,该时期是华北克拉通早寒武纪构造-变质-热事件和BIF(banded iron formation)形成最为强烈的时期(2.52~2.60 Ga).斜长角闪岩原岩可能为玄武岩,表明合教铁矿为与火山活动关系密切的Algoma型BIF.斜长角闪岩稀土元素球粒陨石标准化配分曲线近于平坦,与E-MORB和弧后盆地玄武岩(BABB)曲线相似,原始地幔标准化蛛网图与BABB曲线相似,均存在Rb、Ba、Sr、K等大离子亲石元素的富集和Nb、Ta、U、Th等高场强元素的亏损,显示了岛弧岩浆岩的特征,结合前人提出的岛弧叠加地幔柱构造模式,认为合教斜长角闪岩原岩形成于弧后盆地构造环境,并有地幔柱的叠加作用,代表了合教BIF沉积时的构造环境.铁矿石LREE亏损,HREE富集[(La/Yb)PAAS=0.29~0.50],具有轻微的La正异常(La/La*=1.00~1.13),不明显的Ce负异常(Ce/Ce*=0.90~0.95),明显的Eu正异常(Eu/Eu*=1.54~2.27)和较明显的Y正异常(Y/Y*=1.07~1.42).铁矿石的稀土配分曲线与固阳绿岩带科马提岩和海底热液海水混合物均极为相似,表明合教BIF的形成与海底热液活动有关,认为合教BIF型铁矿的Fe主要由海底高温热液淋滤科马提岩提供.
    长江经济带页岩气勘探开发进展及建议
    庞飞, 张作衡, 张君峰, 陈科, 石砥石, 包书景, 李世臻, 郭天旭
    2020, 45(6): 2152-2159. doi: 10.3799/dqkx.2020.061
    摘要(1876) HTML全文 (1060) PDF 886KB(111)
    摘要:
    页岩气是一种清洁的非常规天然气资源,已引起全世界各国的广泛关注.我国页岩气资源丰富,70%的资源分布在长江经济带沿线各省市.在长江上游的重庆涪陵、四川长宁-威远等地区实现了商业开发,长江中游鄂西地区实现突破,长江下游安徽宣城取得了积极进展.页岩气勘查理论和技术标准体系初步形成,开采装备基本实现国产化.加快长江经济带页岩气勘查开发对优化能源消费结构、实现绿色发展、保障国家能源安全具有重要意义.然而,目前页岩气勘探和开发存在一些问题.主要体现在:页岩气资源探明率低,复杂构造区页岩气富集成藏理论尚需深入研究.页岩气开发成本高,一些关键技术装备尚待研发.市场驱动机制方面,多元主体共同参与的市场化格局尚未完全形成.本文从长江经济带页岩气资源状况、勘探开发进展、勘查理论、技术与装备等方面,分析了中国页岩气发展形势,梳理了制约我国页岩气勘查开发快速发展的主要问题.建议加大勘查开发力度,加强科技创新,坚持绿色勘查开发,加大政策扶持力度,多措并举加快构建长江经济带页岩气勘查开发新格局.
    高演化页岩纳米孔隙在过熟阶段的形成演化特征及主控因素:中扬子地区寒武系水井沱组页岩含水热模拟实验
    肖七林, 刘安, 李楚雄, 陈奇, 蒋兴超, 蔡苏阳
    2020, 45(6): 2160-2171. doi: 10.3799/dqkx.2019.248
    摘要:
    我国中-上扬子地区海相寒武系页岩现今普遍处于过熟阶段,该套页岩储层内地质流体活动相对频繁,然而其对页岩储层孔隙发育影响程度及作用机制尚不清楚.选取中扬子宜昌黄陵隆起区演化程度相对较低的寒武系水井沱组页岩样品进行了封闭体系含水热模拟实验,获得了热成熟度介于Ro=2.26%~4.01%之间的页岩储层样品,对这些页岩样品进行了碳-硫和矿物组成、氮气吸附和扫描电镜观测等分析.实验结果显示:随有机质演化程度增加,页岩TOC变化不明显,硫、无机碳和粘土矿物含量持续减少,长石含量持续增加,在Ro≥2.7%时,石英含量显著降低,透辉石含量显著增加.这表明实验条件下,高演化页岩生排烃能力相对较弱,黄铁矿、碳酸盐岩、粘土矿物和石英均发生了不同程度的溶蚀,与此同时,形成了长石和透辉石等矿物.地质流体作用下,高演化页岩内纳米孔隙发育主要受黄铁矿、碳酸盐岩、粘土矿物和石英等矿物溶蚀控制,矿物溶蚀有利于页岩内介孔,尤其宏孔发育,宏观上表现为矿物含量与总孔和宏孔体积之间具有显著负相关关系;矿物生成对页岩内微孔发育不利,对介孔和宏孔发育较有利,这是矿物溶蚀占据主导地位的进一步体现;烃类生成和排出对高演化页岩纳米孔隙发育影响较小,这与该阶段页岩生排烃能力较弱相吻合.随矿物溶蚀或有机质演化程度增加,微孔丰度、体积和比表面积逐渐降低,并逐步向介孔和宏孔转化,表现为微孔体积和比表面积与介孔和宏孔体积和比表面积呈负相关.该研究成果对于进一步深入认识地质流体作用下高演化页岩储层内纳米孔隙发育机理及主控因素具有重要意义.
    文昌A凹陷珠海组低渗砂岩成岩特征与孔隙演化
    徐燕红, 杨香华, 梅廉夫, 王萌, 王宁
    2020, 45(6): 2172-2185. doi: 10.3799/dqkx.2020.055
    摘要:
    基于薄片鉴定分析、扫描电镜、物性分析、X射线衍射分析、碳酸盐碳氧同位素分析等实验手段, 研究文昌A凹陷珠海组低渗砂岩储层岩石学特征和成岩作用特征, 通过定量化分析, 评价压实、胶结、溶蚀作用对储层孔隙演化的影响, 实现成岩相预测及储层分类评价.结果表明:(1)研究区珠三南断裂带以岩屑砂岩和长石岩屑砂岩为主, 中、粗砂岩含量高; 6号断裂带以长石岩屑砂岩和岩屑石英砂岩为主, 细砂岩含量高.储集空间以次生溶孔为主, 物性变化大, 纵向及平面均表现出明显的分带性.(2)机械压实造成珠海组原生粒间孔隙大量丧失; 含铁碳酸盐、自生伊利石、硅质胶结等使粒间孔进一步减少, 早期绿泥石则能抑制石英次生加大; 溶蚀作用使深部储层物性得以改善, 研究区珠海组发育两个次生溶蚀带.成岩相预测结果表明, 发育厚层粗粒级砂岩的水下分流河道是研究区的有利储集相带.(3)通过孔隙演化定量分析, 认为成岩作用对粗粒砂岩和细-中粒砂岩的孔隙度演化的影响具有差异性.
    砂岩(砂)的岩相分析和分类标准
    何杰, 王华, EduardoGarzanti
    2020, 45(6): 2186-2198. doi: 10.3799/dqkx.2019.217
    摘要:
    定量的砂岩(砂)岩相学分析是重要的岩石学分析手段,有助于探讨沉积物的源区、背景和沉积盆地性质.在过去几十年中,科学家们对于砂岩(砂)的定量碎屑颗粒统计及其潜在地质意义(如沉积碎屑物与源区母岩的关系、沉积过程对碎屑组分的影响、碎屑组分与大地构造背景的关系等)取得了很多进展,但是对于定量的岩相分析方法和命名方案一直缺少系统的总结,导致一些实际工作中的波折和误区.在总结前人文献的基础上,系统描述了砂岩(砂)定量岩相分析的方法,并推荐最优的分类命名方案,希望建立统一的工作规范,本文提升砂岩(砂)碎屑颗粒统计结果的可靠性和数据的可对比性.同时,我们对砂岩构造背景判别图解的适用性进行了探讨,认为图解是展示砂岩碎屑组分统计结果的有效工具,但用于构造背景判断时则需谨慎,最好基于岩石本身的特征并结合其他资料综合探讨.
    西江凹陷早新生代断裂演化及其对南海北缘应力场顺时针旋转的响应
    程燕君, 吴智平, 张杰, 陈明明, 戴伊宁, 楚逸忱
    2020, 45(6): 2199-2209. doi: 10.3799/dqkx.2019.250
    摘要:
    南海北部发育了一系列的新生代盆地,该类盆地记录了新生代早期南海北缘应力场顺时针旋转过程,西江凹陷位于珠江口盆地内,记录了这一过程.利用丰富的二维、三维地震资料,针对西江凹陷断裂体系的演化过程进行了研究.凹陷基底在新生代之前作为华南陆缘的一部分,经历了多期次复杂的构造演化,形成了NE和NW两个方向的基底断层; 早-中始新世,NE向先存断裂优先复活,由太平洋板块俯冲后撤在研究区产生的NW-SE向伸展应力所致; 晚始新世-早渐新世,近EW向断裂大量发育,NW向断裂以走滑方式复活,该时期断层演化主要受太平洋俯冲方向的变化、印度板块碰撞及古南海的拖拽导致该地区应力场顺时针转变为近NS向的影响; 进一步通过物理模拟实验验证了断裂的演化机制,NE向先存断裂施加NS向拉张应力,先存NE向断裂局部复活,大量近EW向断层沿着NE向先存断裂展布位置形成,剖面上表现为正断层; NW向断裂在NS向拉张应力条件下,可见NW向走滑大量复活,局部发育少量的近EW向断裂.该研究对南海北缘新生代应力转变过程研究具有重要的借鉴意义.
    多套烃源岩联合供烃下的原油成藏特征及其与压力的耦合关系:以东濮凹陷濮城地区沙河街组为例
    刘秀岩, 陈红汉, 张洪安, 徐田武
    2020, 45(6): 2210-2220. doi: 10.3799/dqkx.2019.222
    摘要:
    目前对濮城地区沙河街组一至四段的成藏整体研究仍存在空白.利用流体包裹体系统分析方法,结合原油实测数据对东濮凹陷濮城地区沙河街组的成藏特征进行研究.结果表明总体上多套烃源岩联合供烃控制着濮城地区沙河街组原油成熟度的垂向分布,压力演化作为成藏的驱动因素与各期成藏耦合完好.濮城地区沙河街组原油存在三期成藏:第一期约30.9~25.3 Ma;第二期约22.3~14.8 Ma;第三期约3.2~1.4 Ma.垂向上巨厚的烃源岩同一时期生成不同成熟度的原油,此外,同一层位烃源岩随时间推移依次生成低熟、成熟、高熟油,使得濮城地区沙河街组各段均存在不同成熟度原油同期成藏的特征.古压力模拟结果表明第一期成藏为超压驱动,第二期成藏为泄压驱动,第三期成藏兼具前两期的特点.
    雄安新区地热水化学特征及其指示意义
    刘明亮, 何曈, 吴启帆, 郭清海
    2020, 45(6): 2221-2231. doi: 10.3799/dqkx.2019.270
    摘要:
    地热流体水文地球化学研究是认识地热资源形成机制、赋存环境以及循环机理的有效手段.以我国华北平原典型的中低温地热系统——河北雄安新区为研究对象, 基于不同热储层和浅层地下冷水的水化学及同位素特征, 探讨地热流体中主要组分的地球化学起源, 评估深部地热流体的热储温度, 指示地热系统的深部热源及其成因机制.大气降水入渗、热储高温条件下的流体-岩石相互作用是雄安新区地热流体中主要组分的物质来源, 其中深层雾迷山组地热水中部分组分可能源于古沉积水蒸发浓缩过程中形成的蒸发岩盐的溶滤.雾迷山组地热水适宜利用Ca-Mg温标和石英温标计算其热储温度, 温度范围为76.4~90.6℃, 馆陶组地热水运用石英温标更为合理, 热储温度为66.2~71.3℃.雄安新区地热异常是深部放射性元素衰变热在特定的大地构造背景下聚集而形成.
    河南省永城市浅层地下水化学特征及形成机制
    王攀, 靳孟贵, 路东臣
    2020, 45(6): 2232-2244. doi: 10.3799/dqkx.2019.280
    摘要:
    地下水是河南省永城市重要的供水水源,浅层地下水水质污染严重制约了该市经济发展和居民生活质量的提高.在实地调查采样分析的基础上,运用水化学图解法、数理统计法、地球化学模拟法等方法综合分析了永城市浅层地下水的水化学特征和形成机制,探讨了该市浅层地下水污染来源和主要影响因素.结果表明:随含水介质和人类活动影响强度的变化,浅层地下水中K+、Ca2+、NO3-、Cl-、SO42-的浓度和COD(chemical oxygen demand)随深度增加而减少,而Na+、F-、Mg2+、HCO3-的浓度和TDS(total dissolved solids)随深度增加而上升.在煤矿区及煤化工区浅层地下水中SO42-浓度大于250 mg/L,远远高于其他区域的SO42-浓度,而在农业区浅层地下水中NO3-浓度大于30 mg/L,远远高于其他区域的NO3-浓度.综合分析表明:煤矿及其化工业废水和生活污水排放、过量使用化肥农药是永城市浅层地下水污染的主要因素.