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    地球科学2024年第6期

    主编: 王焰新

    执行主编: 陈中强,蒋少涌

    副主编: 蒋恕,李长冬,马瑞,孙启良,王墩,王伦澈,肖龙,赵新福,殷宗军,宗克清,左仁广,王淑华(常务)

    主管: 教育部     主办: 中国地质大学

    编辑出版: 《地球科学》编辑部

    投稿网址: http://mc03.manuscriptcentral.com/es

    ISSN: 1000-2383

    CN: 42-1874/P

    优先发表栏目展示本刊经同行评议确定正式录用的文章,这些文章目前处在编校过程,尚未确定卷期及页码,但可以根据DOI进行引用。
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    现代北太平洋中层水研究进展综述
    刘辉, 宫勋
    当前状态:  doi: 10.3799/dqkx.2024.036
    摘要(180) PDF 1267KB(48)
    摘要:
    北太平洋中层水是北太平洋最大的原生水体,是目前发现的北太平洋表层与底层水发生交换的唯一通道,因此认识北太平洋中层水生成和传输过程是理解北太平洋垂向水交换及其环流结构的必要一环 . 同时,北太平洋中层水的水体特征和环流结构在“海−气−冰”耦合系统内显著影响全球碳循环系统和海洋生态系统,进而可能改变全球气候变暖进程 . 围绕北太平洋中层水的物理海洋学研究主要从上世纪 70 年代开始,已有研究多依赖走航断面和站点数据,少部分结合数值模拟方法 .本文对已有的北太平洋中层水研究工作进行了综述,进而提出继续深化对北太平洋中层水的研究包括如下几个方面:北太平洋中层环流系统趋势和“季节性−年际−年代际”振荡的特征识别;北太平洋中层环流系统对大气环流和上层海洋过程的响应机制研究;北太平洋中层环流系统稳定性及对气候变暖的反馈机制研究 .
    红层判识及其科学研究意义:从岩表特征模糊区分到地质基因定量判定
    周翠英, 廖进, 刘镇
    当前状态:  doi: 10.3799/dqkx.2024.058
    摘要(96) PDF 1225KB(17)
    摘要:
    红层是岩石圈层具有代表性的沉积地层之一 . 其分布之广,厚度之大,沉积之典型、地貌之完整,实属罕见 . 同时又是中华文明与文化传承的重要载体 .长期以来,是地质、工程、生态与材料等领域关注的热点之一 .但是,自 1835 年英国工程师和1925 年李四光先生提出红层概念以来,至今尚未达成统一认识,缺乏较为系统的对红层判识及其科学意义的归纳总结,约束了对红层的全面认识,难以满足红层科学发展的需要(目的与意义).为此,本文较为系统地回顾了红层判识的岩表特征模糊区分、地貌颜色明确辨别、地层规律定性识别与地质基因定量判定等四个阶段的主要历程,归纳总结了不同阶段红层判识的科学意义 ,讨论了地质演化关联、对象范畴扩展与材料属性模型等红层判识趋势及其主要发展方向,在此基础上,提出红层判识的价值与展望 .
    鄂尔多斯盆地湖盆中部长73亚段深水砂质沉积特征及勘探前景
    刘显阳, 郭雯, 刘江艳, 李士祥
    当前状态:
    摘要(839) PDF 2384KB(203)
    摘要:
    鄂尔多斯盆地延长组长73亚段发育大套厚层的富有机质泥页岩夹薄层粉细砂岩,深水环境的砂质岩类受到优质烃源岩的高强度源内充注,局部具有一定规模,是盆地深水勘探的重要目标。基于湖盆中部长73亚段的岩心、测录井、分析测试资料,结合岭页、池页水平井风险勘探实践,对长73亚段深水砂质岩类的沉积储层特征进行探讨分析。研究结果表明:长73沉积期水体较深,优质烃源岩发育,湖盆西南祁秦造山带地震火山活动频发,物源供给充足,降雨量大、湖平面上升,滑塌成因与洪水成因的重力流沉积在湖盆中部广泛发育;环绕湖盆的一级坡折带控制着深水重力流的发育范围,沉积物入湖后受古地貌与沉积微相的控制,发育滑动-滑塌、砂质碎屑流、混合事件层、浊流、异重流等沉积类型,坡折带的坡脚、古沟道相对富砂,砂质碎屑流、浊流沉积是有利的储层类型;单砂体较薄,平均厚度1m,孤立或叠置发育,空间上厚度、长度、宽度较小,较厚的块状单砂体和紧密连续叠置的薄层单砂体组合是期待钻遇的储层;高Ro、高TOC的泥页岩是砂质岩类充注油气的物质基础,高剩余压差下,储集性能较优的紧密叠置细砂岩薄储层与优质烃源岩互层的源储配置关系最易出现优质砂岩“甜点”;长73亚段深水砂质沉积勘探潜力较好,需持续攻关薄储层地球物理探测技术及砂泥一体压裂改造工艺。
    辽宁及其邻区高精度航磁数据分析:对区域性断裂带与岩石圈热结构约束
    高维, 舒晴, 孟庆奎, 张凯淞, 陈立梅
    当前状态:
    摘要(735) PDF 2968KB(183)
    摘要:

    高精度航磁数据分析与挖掘是揭示区域性断裂带空间展布与岩石圈热结构重要手段之一。为了揭示辽宁及其区航磁异常与区域性断裂带关系,估算其居里面深度与岩石圈厚度,本文在对航磁数据进行化极的基础上,利用功率谱法反演了研究区居里面深度;采用一维稳态热传导方程,计算了辽东-渤海湾地区岩石圈厚度。研究表明:(1)辽东、辽西与渤海湾地区存在多条北东向/北北东向航磁异常带,它们是晚中生代以来太平洋板片俯冲作用背景下,活动大陆边缘长期伸展与短暂挤压状态交替演变的产物;而辽北地区被北东向磁异常带错断的近东西/北西西向航磁异常带,则是古亚洲洋闭合后碰撞造山晚期伸展抬升至中地壳层次的构造形迹。(2)辽宁及其邻区居里面深度介于16 ~ 40 km 之间,平均深度为28 km,阜新与盘锦等居里面隆起区对应的大地热流值相对偏高;而沈阳与辽源居里面坳陷区对应的大地热流值偏低。(3)辽宁及其邻区岩石圈厚度具有空间非均匀性,变化范围为70 ~ 150 km,平均值为100 km;郯庐断裂带附近的营口-鞍山地区下方岩石圈厚度最薄,为60 ~ 80 km;辽东与渤海湾地区岩石圈厚度空间非均匀性可能是晚中生代以来太平洋板片俯冲诱导的上升流与克拉通岩石圈内部先存的构造薄弱带共同作用的结果。

    泥页岩中有机质:类型、热演化与有机孔隙
    刘贝
    当前状态:
    摘要(1626) PDF 2064KB(328)
    摘要:

    泥页岩中的有机质作为石油和天然气的来源,其有机岩石学分类方案仍不明确,传统的煤岩学分类方法并不完全适用于泥页岩中的分散有机质。页岩中有机孔隙是页岩孔隙系统的重要组成部分,控制了页岩的含气量和孔隙度,但其成因及与有机质类型和热成熟度的关系仍存在争议。本文系统地总结了泥页岩中分散有机质的类型、不同类型有机质的热演化特征以及有机孔隙发育与保存的控制机理,并提出了存在问题及今后研究方向。泥页岩中的分散有机质包含5个显微组分组:镜质体、惰质体、类脂体、动物碎屑和次生有机质,每个显微组分组可再划分为多个显微组分。不同显微组分的成因和生烃潜力不同,有机孔隙发育程度也存在差异。页岩中有机孔隙包括原生孔隙和次生孔隙,后者是主要的有机孔隙类型,其形成与生油型有机质生烃密切相关,主要赋存在固体沥青或焦沥青中。有机质类型和成熟度决定了次生有机孔隙的发育程度,而热成熟度、有机质含量、矿物组成和孔隙压力控制了其保存程度。烃源岩评价中对有机质生烃潜力的研究应建立在对显微组分以及不同显微组分生烃能力充分了解的基础上。非常规油气储层表征中对有机孔隙的研究应充分考虑有机质数量、类型、成熟度以及页岩矿物学组成,准确地评价有机孔隙对页岩孔隙系统的贡献。

    基于深度特征的双极化SAR遥感图像岩性自动分类
    李发森, 李显巨, 陈伟涛, 董玉森, 李雨柯, 王力哲
    当前状态:
    摘要(854) PDF 2066KB(102)
    摘要:

    目的)基于像元基元、极化合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)数据和传统机器学习算法的岩性分类方法,易受SAR图像固有斑点噪声影响,精度不高。为了降低噪声的影响,(方法)本研究以大尺度像元邻域为基元,用于表征地表地质体的遥感图像特征和相应的岩性语义信息;采用高分三号双极化SAR数据,先进行极化分解,并构建3通道彩色合成影像,作为后续模型输入数据;然后采用深度卷积神经网络(Deep Convolutional Neural Network,DCNN)迁移学习的方法,提取有效的深度特征表示,从而分别实现5m和15m两种空间分辨率下岩性遥感自动分类。(结果)实验结果表明:基于不同分辨率数据和不同DCNN算法,岩性遥感自动分类的总精度均大于80%,且最高精度达到91%。(结论)总之,基于大尺度像元邻域和DCNN迁移学习方法,能够实现基于SAR数据的高精度岩性分类。论文创建的双极化SAR岩性遥感数据集,也能作为基于人工智能的岩性遥感分类基准数据集。

    矿物学·岩石学·矿床学
    广西离子吸附型重稀土找矿突破方向研究与科研性示范勘查进展
    付伟, 董春放, 许成, 王瑞湖, 陆济璞, 周辉, 韩志轩, 易泽邦, 吕玉增, 黄光琼, 罗鹏
    2024, 49(6): 1931-1945.   doi: 10.3799/dqkx.2024.016
    摘要(0) HTML全文(0) PDF 10826KB(0)
    摘要:
    离子吸附型稀土矿是关乎我国稀土关键矿产国际竞争优势和资源战略安全的重要矿床类型.广西作为中国南方盛产离子吸附型稀土的主要省份之一,矿床数量众多且资源总量丰富,但在配分特征上以轻稀土型为主,重稀土型则相对稀缺.为提高广西重稀土资源储备,在依照江西“足洞式”和广西本地“南安式”重稀土成矿模式找矿效果暂不理想的情况下,提出将近年来新报道的风化壳轻重稀土叠生型矿床作为找矿突破方向.进而选择灵山县佳平地区作为实验基地,开展了集成矿理论研究和找矿勘查为一体的科研性示范勘查工作.结果发现,在示范勘查区内除了常见的轻稀土成矿类型之外,还发育了以“上轻下重”双层结构为标志的轻重稀土叠生类型.内源与外生成矿条件综合研究指示,两种成矿类型的母岩条件类似,均与具有高稀土总量(ΣREE > 260×10-6)、低度轻稀土配分(1 < LREE/HREE < 4)且富含易风化稀土副矿物的中粗粒黑云母二长-闪长花岗岩有关.但相比于轻稀土型,轻重稀土叠生型更偏向于在覆盖厚层风化壳和存在强烈土壤水渗流活动的地貌-水文环境中发育.这种特定的外生环境能为稀土元素在风化过程中发生长距离的淋滤-淀积提供更有利的空间和动力条件,增强风化壳内部稀土元素的富集与分异效应,使得活动性更强的重稀土元素比轻稀土元素优先向风化壳下部迁移和富集,最终在持续的分异作用下形成“上轻下重”双层矿化结构.在上述成矿理论认识的指导下,笔者通过对常规勘查方法的调整和优化,采取了整体放稀勘查网度和局部加密钻孔验证相结合的方法,使得科研示范勘查工作取得良好实际找矿效果,探获重稀土资源量达到中型规模,这对指导广西乃至中国南方“上轻下重”叠生型稀土风化矿床的找矿工作具有参考意义.
    地质温度计在桂东南那卜韧性剪切带花岗质糜棱岩中的适用性
    辛良伟, 李赛赛, 冯佐海, 刘兴源, 吴江波, 王秋宇
    2024, 49(6): 1946-1965.   doi: 10.3799/dqkx.2022.382
    摘要(0) HTML全文(0) PDF 23514KB(0)
    摘要:
    糜棱岩的变质变形温度测定对其变形演化过程和热年代学同位素定年结果解释具有重要的意义.本文仅讨论各地质温度计在那卜韧性剪切带中的适用性.利用糜棱岩中的矿物组合、矿物动态重结晶特征以及EBSD(electron back-scattered diffraction)石英 < c > 轴组构等塑性变形特征,估算出那卜韧性剪切带的变质变形温度范围为400~550 ℃.在电子探针分析技术基础上,利用绿泥石成分地质温度计、白云母-绿泥石地质温度计以及白云母/黑云母Ti温度计对那卜韧性剪切带中的花岗质糜棱岩样品进行变质变形温度计算,获得相应的温度分别为305~325 ℃、390~500 ℃、395~492 ℃和473~565 ℃、431~574 ℃.通过对比分析发现,利用绿泥石成分地质温度计获得的结果明显低于利用塑性变形特征估算出的温度范围和其他温度计的计算结果,结合前人研究结果表明其仅适用于低温变质变形作用的温度计算;而另外3种温度计获得的结果在误差范围内均位于利用塑性变形特征估算出的温度范围内,表明其均适用于该剪切带的变质变形温度计算.其中白云母-绿泥石地质温度计适用于低温糜棱岩,白云母/黑云母Ti温度计适用于相对高温的糜棱岩.
    川西稻城岩体北部花岗岩年代学、地球化学和成岩构造环境
    程顺波, 王晓地, 崔森, 赵武强, 杨文强, 刘浩, 刘君豪, 胥明
    2024, 49(6): 1966-1982.   doi: 10.3799/dqkx.2022.057
    摘要(0) HTML全文(0) PDF 15035KB(0)
    摘要:
    川西稻城岩体北部花岗岩成因和成岩构造环境争议较大.本次工作选择该岩基北部花岗岩为研究对象,进行了岩石学、锆石U-Pb年代学、地球化学和Hf同位素研究.LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果显示,岩体北部花岗岩形成时代213~212 Ma,略晚于南部.岩性以花岗闪长岩和二长花岗岩为主,前者含较多暗色微粒包体(mafic microgranular enclaves,MME).代表性样品地球化学上具有富钠、偏铝-弱过铝质、富大离子亲石元素的特征.εHft)值非常分散,介于-16.6~-2.4(均值-5.0),对应的t2DM为2.04~1.25 Ga(均值1.4).结合区域地质证据分析,稻城岩体为I型花岗岩,其源区以中元古代康定群变质玄武岩为主,酸性端元含较多变质杂砂岩.花岗岩的形成与后造山环境下俯冲板片断离导致的软流圈上涌、中下地壳受烘烤部分熔融关系密切.
    柴北缘尖峰山含石榴石花岗闪长岩年代学、岩石地球化学及地质意义
    张金明, 王秉璋, 付彦文, 田成秀
    2024, 49(6): 1983-2000.   doi: 10.3799/dqkx.2022.105
    摘要(0) HTML全文(0) PDF 21391KB(0)
    摘要:
    柴北缘尖峰山地区含石榴石花岗闪长岩呈脉状分布在达肯大坂岩群中,岩石主要由石英(30%~35%)、斜长石(45%~50%)、钾长石(15%~20%)、黑云母(5%)及少量的白云母(< 5%)和石榴石(< 5%)组成.锆石U-Pb定年结果表明,含石榴石花岗闪长岩的形成时代为(441.1±1.4)Ma,属于早志留世.岩石具有高SiO2(66.27%~74.42%)、Na2O(3.47%~6.75%)、Al2O3(14.71%~20.43%),低MgO(0.07%~0.56%)、Mg#(19.8~43.6)含量和强过铝质(A/CNK介于0.99~1.34)特征,其U、K、Ba等元素相对富集,亏损Nb、Ta、Sr、P、Eu、Ti等元素.稀土元素配分曲线呈右倾型,显示弱的负Eu异常(δEu=0.31~0.81).岩石具有较高的ISr值(0.707 123~0.708 081)和负的εNdt)值(-1.91~-2.37),双阶段模式年龄TDM2为1 660~1 756 Ma.经校正后的(206Pb/204Pb)i值为18.354 7~18.582 2,(207Pb/204Pb)i值为15.365 4~15.641 2,(208Pb/204Pb)i值为38.254 7~38.654 1.锆石Hf同位素εHft)比值为2.5~-9.1,对应的Hf同位素地壳模式年龄TDM2为1 263~2 012 Ma.岩石地球化学及同位素的研究表明,尖峰山含石榴石花岗闪长岩为S型花岗岩,形成于柴达木陆块与祁连陆块碰撞造山阶段,是早期俯冲的大陆和大洋地壳经历了超高压变质作用(榴辉岩相条件)的同时经历部分熔融流体上升导致陆壳发生部分熔融形成.
    大陆深部地壳脱水熔融与水致熔融的演化特征及其流变学意义
    陶丽蓉, 曹淑云, 李文元, 程雪梅, 王浩博, 董彦龙
    2024, 49(6): 2001-2023.   doi: 10.3799/dqkx.2024.007
    摘要(0) HTML全文(0) PDF 17896KB(0)
    摘要:
    深熔作用是链接地壳深部变质作用、构造变形以及岩浆活动的重要纽带,对大陆地壳演化及其流变学性质具有重要意义.根据是否有自由水的参与,深熔作用分为水致熔融和脱水熔融两种机制.脱水熔融主要通过云母、角闪石等含水矿物的分解来实现,其发生所需的温度一般大于650 ℃.在脱水熔融反应中会生成钾长石、石榴石等转熔矿物和部分熔体,该熔体呈水不饱和态,具有高Rb、高Rb/Sr比、高87Sr/86Sr,低Sr、Ba和Ca的特点.其产生的熔体含量主要受温压条件和全岩水含量的影响,在麻粒岩相条件下才有可能产生大量熔体.水致熔融是在含水流体参与下所发生的熔融反应,其最显著的特点就是所需温度较低,在角闪岩相条件下可以生成大量熔体.生成的熔体可以是水饱和或水不饱和,在高温条件下生成的水不饱和熔体具有向上迁移的能力.水致熔融生成熔体的地球化学特征与脱水熔融相反,Sr、Ca、Ba含量较高,Rb、Rb/Sr比较低.深熔作用不仅可以显著改变岩石的热力学和流变学性质,而且熔体的迁移可以促进地壳分异并形成广泛的淡色花岗岩,在陆壳的起源、改造和稳定中起着至关重要的作用.
    钱家店铀矿床层间氧化带中铁钛氧化物的赋存状态及其对铀成矿的响应
    张宇辰, 荣辉, 焦养泉, 曹民强, 李清春, 郭亮亮, 郭长琪, 周明旺
    2024, 49(6): 2024-2043.   doi: 10.3799/dqkx.2023.181
    摘要(0) HTML全文(0) PDF 31782KB(0)
    摘要:
    铁钛氧化物对氧化-还原环境的变化极为敏感,是砂岩型铀矿成矿作用研究极为重要的标型矿物.然而,国内外对铁钛氧化物在砂岩型铀矿层间氧化带不同分带中形貌、含量及组合特征的研究却缺少量化数据的约束.鉴于此,本文以松辽盆地钱家店铀矿床层间氧化带中铁钛氧化物为研究对象,通过偏光显微镜、扫描电镜、电子探针等手段,识别出6种铁钛氧化物:钛铁矿、钛赤铁矿、钛磁铁矿、白钛石、金红石和锐钛矿,其中完全氧化亚带和部分氧化亚带以钛赤铁矿、钛磁铁矿为主,微弱氧化亚带以金红石、锐钛矿、钛磁铁矿为主,过渡带以白钛石、锐钛矿为主,还原带以金红石、锐钛矿、钛铁矿与白钛石为主.从钛铁矿氧化物与铀矿物的产出关系来看,锐钛矿、白钛石与金红石与铀成矿关系最为密切.根据各个分带中铁钛氧化物之间的穿插包裹关系,识别出7种蚀变序列,其中,完全氧化亚带、部分氧化亚带与微弱氧化亚带中以钛铁矿→钛磁铁矿→磁铁矿、钛铁矿→钛赤铁矿、白钛石→钛磁铁矿→磁铁矿以及白钛石→钛赤铁矿4种蚀变序列为主,记录了铀矿床的大规模层间氧化事件;过渡带中主要表现为白钛石→锐钛矿和金红石→锐钛矿两种蚀变序列,体现了晚期成矿阶段该矿床受到低温热液流体改造事件;还原带中主要表现为钛铁矿→白钛石的蚀变序列,反映了成岩时期弱酸性-弱碱性的环境.研究成果为铁钛氧化物作为标型矿物研究砂岩型铀矿床层间氧化带精细分带及铀成矿作用过程奠定了基础.
    能源地质学
    地下储氢研究进展及展望
    王璐, 金之钧, 吕泽宇, 苏宇通
    2024, 49(6): 2044-2057.   doi: 10.3799/dqkx.2024.001
    摘要(679) HTML全文(20) PDF 4832KB(180)
    摘要:
    随着氢气地位的进一步提高,大规模储氢逐渐得到重视.通过大量的调研文献对地下储氢库的特征、氢气与矿物的相互作用进行了阐述,并总结了粘土矿物和煤层对氢气的吸附特点.研究结果表明:(1)地下储氢库中,盐穴储氢是目前最好的方式;(2)温度、压力、硬脂酸浓度和有机酸碳数的变化会影响矿物的氢润湿性,从而影响盖层密封能力;(3)粘土矿物、煤层等可以吸附氢气,可为地下储氢新材料提供思路.基于以上研究和分析,指出了地下储氢目前存在的主要的难题,展望了地下储氢的未来发展前景,以期为地下储氢库的选址实施提供参考.并对地下多孔材料作为大规模储氢新材料的可行性做了简要概述,以期为寻求多样化、适宜化的储氢材料作出贡献.
    四川盆地新元古代构造属性及其油气地质意义
    陈友智, 杨晓, 吴建学, 巫芙蓉, 梁虹, 吴育林, 郭海洋, 赵振伟, 李晨睿, 陈颖, 王晓阳, 于宁, 王鹏, 应倩, 张帅, 单宝玺
    2024, 49(6): 2058-2070.   doi: 10.3799/dqkx.2023.111
    摘要(0) HTML全文(0) PDF 28672KB(0)
    摘要:
    前人利用四川盆地周缘及内部新元古代火成岩地球化学信息分析其构造背景,存在伸展和挤压两种截然不同的认识.地球物理资料显示盆地深部裂陷广布,而至陡山沱组沉积时期盆地中-西部存在明显的隆升剥蚀,两者之间的构造转换过程不清.针对这些问题,通过对四川盆地地震反射剖面构造解释,结合岩石地球化学、钻井数据与盆缘露头沉积层序分析,探索四川盆地新元古代构造演化过程与油气有利区.结果表明罗迪尼亚超大陆裂解至冈瓦纳汇聚阶段洋-陆俯冲是导致川西-川中裂谷向隆升剥蚀转化的原因,而川东新元古代中后期(820~551 Ma)始终处于构造沉降.川西-川中新元古界可能仅存在乌叶组同期的有机质岩,川中隆升区与川东沉降区之间发育碎屑岩储集体.
    郯庐断裂带辽东湾段新生代右旋走滑时限的探讨
    李伟, 李嘉, 吴宛秋, 张同杰, 陈兴鹏, 蒙美芳, 曹明月, 张巧
    2024, 49(6): 2071-2084.   doi: 10.3799/dqkx.2022.480
    摘要(0) HTML全文(0) PDF 24570KB(0)
    摘要:
    新生代郯庐断裂带经历了复杂的演化过程,争议主要集中在右旋走滑开始的时期.以渤海海域郯庐断裂带辽东湾段为例,基于各种地质、地球物理资料及前人研究成果,从构造学和沉积学两个方面基于多种证据系统探讨了郯庐断裂带的右旋走滑活动时限.结果表明:郯庐断裂带辽东湾段走滑活动切割改造了早期(孔店组-沙三段沉积期)伸展断裂系统,R剪切断裂形成于渐新世晚期东营组沉积期,走滑派生构造主要发育在东营组沉积期至今;郯庐断裂带辽东湾段的右旋走滑活动错开了先期(孔店组-沙河街组沉积期)形成的沉积体,同沉积期走滑活动导致了鱼跃式砂体、轴向或斜向砂体的发育展布,弯曲走滑断裂的释压作用控制了的局部洼陷的形成.郯庐断裂带辽东湾段新生代右旋走滑主要在古近纪渐新世晚期东营组沉积期,此后逐渐减弱、持续至今.
    库车坳陷侏罗系致密砂岩气藏“三品质”测井评价
    信毅, 王贵文, 刘秉昌, 王冰, 艾勇, 蔡德洋, 曹军涛, 赵新建
    2024, 49(6): 2085-2102.   doi: 10.3799/dqkx.2022.187
    摘要(0) HTML全文(0) PDF 19308KB(0)
    摘要:
    为了阐明库车坳陷侏罗系致密砂岩气藏特征并建立配套的测井评价方法,利用岩心观察、岩石物理实验、常规测井和成像测井等资料,对阿合组致密砂岩气藏“七性关系”(岩性、物性、电性、含油气性、脆性、烃源岩特性和地应力各向异性特征)进行了研究.建立了孔隙度、渗透率、饱和度等测井解释模型及TOC、脆性指数、三轴地应力剖面的测井评价模型.在致密气藏“七性关系”测井表征基础上,提出了储层品质、烃源岩品质和工程品质(三品质)分类标准与对应测井评价体系.结果表明阿合组岩性主要包括砂砾岩、中粗砂岩和泥岩,储集空间主要为粒内溶孔、粒间溶孔、微裂缝以及微孔隙,典型含气层段表现为低伽马(< 60 API)、高电阻(> 10 Ω·m)、高声波时差(> 70 μs/ft)的特征.根据测井计算TOC刻画烃源岩品质,根据物性测试、压汞测试和裂缝发育程度,划分出4种储层品质类型,工程品质则主要通过脆性指数和地应力大小来识别与划分.最终将烃源岩品质、储层品质和工程品质测井评价结果应用到单井产能的评价与预测,与实际试油情况吻合较好,DB101等7口井8个层段中均得到验证.
    环境科学
    秦岭生态地质环境系统本底特征及研究体系初步构想
    申艳军, 陈兴, 彭建兵, 穆青翼, 宁奕冰, 段丰浩, 师百垒
    2024, 49(6): 2103-2119.   doi: 10.3799/dqkx.2023.210
    摘要(0) HTML全文(0) PDF 28995KB(0)
    摘要:
    生态文明建设已成为关系人民福祉和民族未来的重大战略任务.秦岭作为中国地理分界带、气候分区带和生态屏障带,也是黄河、长江的重要水源涵养地,其生态屏障功能对维系整个中国生态安全至关重要,在我国生态地质格局中占据重要地位.但目前,在气候变化和人类活动的影响下,秦岭面临着地质环境多变、生态环境脆弱、地质灾害频发、人地系统不协调等一系列问题,导致秦岭中央生态屏障功能严重受限.生态地质环境作为生态系统载体,是开展秦岭生态保护与可持续发展研究的基础.本文尝试梳理秦岭生态地质环境系统要素组成及本底特征,掌握秦岭生态地质环境系统要素互馈与协同演进关系,明确秦岭生态损害-土水灾害-地质灾害递进演化过程,进而构建秦岭生态地质环境系统研究体系;同时,初步梳理了该领域亟待攻克五大关键科学问题.研究表明:(1)秦岭生态地质环境本底特征要素包括山体、岩体、土体、水体与林体,“五体”整体表现为:山脉西高东低、北陡南缓;构造复杂,岩性多样;土壤西贫瘠,东肥沃;北属黄河水系,南属长江水系,水系西疏东密;植被覆盖率高,植被类型差异东西较南北更为显著.(2)秦岭人地互馈强烈、工程建设活动频繁,导致局地生态损害严重,水土灾害及地质灾害频发.(3)秦岭生态地质环境系统由地质环境子系统、生态环境子系统和灾害环境子系统所组成,三大子系统间相互耦合、相互作用,互馈关系显著.(4)秦岭地质环境-生态环境-灾害环境三大子系统内要素组成多元、要素互馈显著,围绕各子系统要素间的互馈、协同、递进关系研究,剖析人类活动及外界环境对系统干扰劣化影响,构成了秦岭生态地质环境系统研究体系主体内容.(5)秦岭生态地质环境应把握生态绿色发展理念,聚焦生态地质安全和灾害环境系统问题,围绕秦岭林体-土体-岩体-山体-水体协同演化与动态调控机制,通过跨学科、多角度、全方位融合突破相关科学问题.研究以期为秦岭生态地质环境圈层互馈效应、协同演化机制及生态调控技术发展研究提供借鉴.
    深海环境噪声监测技术发展现状与展望
    陆哲哲, 朱心科, 杜新光, 李家彪
    2024, 49(6): 2120-2130.   doi: 10.3799/dqkx.2023.162
    摘要(1199) HTML全文(59) PDF 3922KB(161)
    摘要:
    以往关于人类活动对海洋生态系统产生的影响讨论主要聚焦于污染物的排放、过度二氧化碳的排放及过度开发等,然而人为噪声也是海洋生态系统的重要压力源之一.人为噪声的频率范围与海洋动物发出和感知的声音频率范围存在高度重合,因此人为噪声的增加会影响海洋动物的行为、生理甚至生存.鉴于海洋声景的快速变化,迫切需要发展深海环境噪声监测技术,评估人为噪声对深海生态系统的影响,从而针对性地减轻人类对海洋声景的影响,服务于构建健康的海洋.本文立足国内外研究形势,回顾人类活动影响下的海洋声景及深海噪声监测技术的发展情况,介绍多个致力于海洋噪声监测和研究的国际大计划,并呼吁相关机构及部门增强对海洋声景的关注,鼓励先进技术的研发,并制定相应的管理框架.
    干热岩地热能开发技术挑战与发展战略
    许天福, 文冬光, 袁益龙
    2024, 49(6): 2131-2147.   doi: 10.3799/dqkx.2023.047
    摘要(0) HTML全文(0) PDF 13237KB(0)
    摘要:
    为推动我国干热岩地热开发取得新突破,形成一批干热岩开发示范区域,支撑国家能源结构调整和“双碳”目标实现,总结归纳了推进干热岩商业化开发的底层技术、关键技术以及前沿和颠覆性技术.根据国内外干热岩勘查、开发利用现状,结合青海共和干热岩试采科技攻坚战实践,将干热岩地热资源评价与选址、干热岩高效低成本钻井技术、干热岩地热利用技术定为底层技术;干热岩体精细勘查与刻画、高效复杂裂隙网络储层建造技术、有效微地震控制技术、裂缝网络连通与储层表征技术定为关键核心技术;井下液体爆炸造缝技术、井下原位高效换热发电技术、CO2等不同工质换热发电技术列为前沿和颠覆性技术.
    越流含水层系统中渗透系数随深度衰减的抽水试验解析模型
    樊娟, 侯恩科, 靳德武, 刘英锋, 田干, 施文光, 王全荣
    2024, 49(6): 2148-2157.   doi: 10.3799/dqkx.2023.074
    摘要(0) HTML全文(0) PDF 2364KB(0)
    摘要:
    传统的抽水试验模型假定含水层的渗透系数是恒定的,然而,由于地质作用等因素的影响,含水层渗透系数存在随深度衰减的现象.建立考虑越流、井储效应和随深度衰减的渗透系数的抽水试验数学模型,并推导了半解析解,其中,假设渗透系数随深度呈指数衰减.系统分析随深度衰减的渗透系数对抽水试验结果的影响.结果表明:含水层渗透系数随深度衰减系数(A)越大,井筒内地下水的降深越大;当含水层渗透系数随深度衰减时,滤水管的位置对抽水试验结果的影响比较显著,滤水管在含水层顶部时的井筒内降深比滤水管在含水层底部时的井筒水位降深要小;传统的抽水试验模型采用井筒水位降深数据反演的常数渗透系数与随深度衰减的渗透系数平均值近似.
    黄河形成于何时?
    林旭, 刘静, 刘海金, 尚敏
    2024, 49(6): 2158-2185.   doi: 10.3799/dqkx.2023.124
    摘要(0) HTML全文(0) PDF 31688KB(0)
    摘要:
    河流是塑造地表地貌的重要地质营力之一.认识大河的发育历史有助于提高人类对大河利用的效率和生态保护,从而更好地促进人类社会的发展.黄河是中华民族的母亲河,百余年来国内外研究者对其开展了广泛的研究,但对黄河何时形成及其具体的演化过程等问题至今都没有清晰的答案.鉴于此,本文在前期已经取得的研究结果基础上,广泛搜集和整理国内外研究者已发表的资料,重建黄河在新生代的演化过程,结果表明:青藏高原东北段古近纪发育沿着高原边界纵向流动的原黄河;中新世祁连山东段发育相互平行的河流汇入沉积中心陇西盆地,在晋陕峡谷北部和南部出现流向不同的大型河流,渤海湾盆地和南黄海盆地此时还未出现黄河物质,黄河在中新世进入分段演化阶段;上新世黄河已经连通西宁盆地、兰州盆地、银川盆地和河套盆地,而贵德盆地和共和盆地依然存在内流水系,此时黄河上游还未深入青藏高原东北段更深的腹地.晋陕峡谷南北异向的黄河格局依然存在.三门峡盆地仍然被大型古湖占据,黄河物质未出现在渤海湾盆地和南黄海盆地.上新世是黄河完成最后连通的重要转折阶段;早更新世黄河完成上游、中游和下游的连通,类似现今串联青藏高原、黄土高原和华北平原,东流入海的黄河此时形成.在晚更新世,受气候变化的影响,黄河各段进入新一期演化过程,局部河道再次被古湖占据,在降水丰沛期完成各河道的再次连通.构造和气候的共同作用对黄河的发育具有重要影响.河流水系腹地高大地形的维持是水系发展的前提条件之一.尤其是中新世和上新世祁连山东段的隆升,塑造了黄河在青藏高原的河流基本形态.鄂尔多斯高原周围的贺兰山、阴山和秦岭的隆升,造就了银川、河套和渭河这些深大地堑,在气候干旱期成为限制黄河全线贯通的重要因素.第四纪是东亚气候变化频繁的时期,黄河的最终贯通与气候变化过程密切相关.反过来讲,对黄河的形成与演化过程的研究,可以有效揭示我国北方新生代的构造演化、气候变化过程.
    四川甘孜州措普湖沉积物微量元素记录的近200年环境变化
    刘梦佳, 何梦颖, 胡竹君, 黄涛, 黄昌春, 张志刚, 王红
    2024, 49(6): 2186-2198.   doi: 10.3799/dqkx.2022.107
    摘要(0) HTML全文(0) PDF 4862KB(0)
    摘要:
    青藏高原东缘分布的小型湖泊由于其特殊的地理位置,受人类活动影响较小,其沉积记录对气候环境变化的响应具有区域性意义,特别在恢复短时间尺度气候及区域沉积环境方面有着独特的优势,然而目前鲜有研究涉及.对四川省甘孜州措普湖湖心45 cm的沉积岩心样品进行了微量元素地球化学分析,重建了当地过去近200年中的气候演变过程.结果表明:近200年来,沉积岩心中稀土元素具有基本相同的垂向变化趋势,均在1841—1920年的小冰期时保持低值,在1890年左右受地震间接影响达到最低值,之后随气候回暖而增加;微量元素主成分分析表明大部分微量元素的变化受区域流域侵蚀风化因子控制,能够反映风化作用的强弱;Rb、Ba、Sr等3种元素受湿度因子主控,指示了区域湿润度的变化.结合多种微量元素环境代用指标及沉积物粒度组成的变化特征,可将措普湖在1841—2017年间的气候环境演化过程划分为5个阶段:冷干(1841—1904年)、温湿(1904—1923年)、温干(1923—1944年)、暖湿(1944—1967年)、暖干(1967—2017年).
    炼油污染场地地下水DOM三维荧光指纹特征及指示意义
    李小倩, 刘鋆, 何宁洁, 宋晓东, 邢新丽, 刘运德
    2024, 49(6): 2199-2212.   doi: 10.3799/dqkx.2022.473
    摘要(0) HTML全文(0) PDF 9248KB(0)
    摘要:
    综合应用荧光峰识别、三维荧光光谱(excitation-emission matrix, EEMs)区域积分法、聚类分析和相关性分析等方法,探究污黄土高原某炼油厂污染场地地下水溶解性有机物(dissolved organic matter, DOM)三维荧光光谱特征及其对有机污染的指示作用.结果显示,污染场地地下水DOM的EEMs表现出显著的石油类污染物的指纹特征.EEMs中表征苯和石油烃的区域Ⅰ和区域Ⅱ的荧光区域积分标准体积占总区域积分标准体积的55%~88%,与地下水样品有机污染组分的测试结果吻合.基于三维荧光指纹特征相似性的聚类分析揭示了污染场地地下水有机污染类型与空间异质性分布特征.污染地下水EEMs区域积分标准体积与有机组分、光谱参数、水化学组成的相关性分析,表明DOM的三维荧光指纹谱能够有效指示场地地下水的有机污染程度、组成特征和水化学的响应,为地下水污染监测和预警的有效提供示踪工具.
    基于XRF岩心扫描证据的福建木兰溪河口全新世沉积环境演化重建
    宋震, 李亚龙, 赵云, 高建华, 印萍, 杨守业
    2024, 49(6): 2213-2226.   doi: 10.3799/dqkx.2024.037
    摘要(0) HTML全文(0) PDF 13194KB(0)
    摘要:
    为精确刻画和揭示强潮控山溪性河流河口全新世的沉积环境演化特征和控制因素,本研究选取福建中部潮控型山溪性河流——木兰溪河口的钻孔(MLX-S)为研究对象,在运用放射性14C和光释光建立沉积年代框架基础上,开展了沉积物粒度、XRF岩心扫描及ICP-OES元素分析.研究发现,全新世木兰溪河口相继发育河流相、滨岸沼泽相、浅海相到潮控河口相,沉积环境演变主要受控于研究区的相对海平面变化.福建中部沿岸的相对海平面高度在9.0 ka左右,约为-20 m;此后海侵不断扩大,至5.8 ka左右海平面达到最大高度,随后缓慢下降至今.岩心高分辨率XRF扫描的元素相对强度数据校正后可指示沉积物的物源及古环境变化.钻孔的K/Ti比值表明,约8.8 ka以来,木兰溪河口沉积物主要为流域剥蚀产物和口外长江源细粒物质的混合;岩心Fe/Ti比值在约3.6 ka、4.3 ka、5.4 ka和6.0 ka 4个东亚冬季风较强时期均达到峰值且与东海内陆架泥质沉积记录一致,指示浙闽沿岸流强度的影响.揭示了我国东南沿海潮控型山溪性河口的河海相互作用特征,以及全新世季风-海平面变化驱动下的长江源细粒沉积物在陆架海复杂的源汇沉积过程,也拓展了XRF岩心扫描方法在海陆相互作用强烈的大陆边缘地区应用潜力.
    高钙酿酒沼渣制备生物炭吸附剂及其土壤改良性能
    贾晓凤, 梁家伟, 刘艳奇, 买文宁, 代吉华
    2024, 49(6): 2227-2241.   doi: 10.3799/dqkx.2022.507
    摘要(0) HTML全文(0) PDF 15268KB(0)
    摘要:
    为解决酿酒沼渣的资源化问题,采用热解法制备沼渣生物炭,通过批量吸附试验和盆栽试验考察其吸附性能和土壤改良性能.结果表明:700 ℃下限氧热解1.5 h所制备的高钙沼渣生物炭,初始pH为10时,吸附量最大,投加10 g·L-1的沼渣生物炭对实际废水COD、NH4+-N和TP的去除率分别可达45.29%、56.10%和86.33%,吸附符合拟一阶动力学模型和Langmuir等温吸附,属于物理吸附.吸附后生物炭表面C、N、P、O元素含量显著增加,出现新的N-H、P=O基团.当投加5%的吸附后生物炭时,土壤中速效磷、速效钾及有机质的含量均显著提高,小白菜生长得到促进.本研究探索了“一处理两用”的策略,为酿酒沼渣处置和资源回收提供了一种本土方法.
    其他
    虎头山地区多平台同步热红外遥感稀有金属岩脉识别
    汪大明, 栗旭升, 魏佳林, 曹思琦, 汪翡翠, 仝云霄, 闫国强
    2024, 49(6): 2242-2252.   doi: 10.3799/dqkx.2024.039
    摘要(0) HTML全文(0) PDF 20656KB(0)
    摘要:
    华北陆块北缘稀有金属矿床岩脉的遥感识别调查具有重要现实需求和理论研究意义.针对岩脉识别技术难点和研究区特殊的地质背景,提出来一种“天-空-地”同步热红外遥感铌钽多金属矿床岩脉识别算法,以辅助成矿岩脉识别.算法以Landsat-8卫星数据和同步采集的无人机热红外数据为主要数据源,解算修正地表比辐射率.结合天河石化钠长花岗岩的发射特征,利用阈值分割法划定13处岩脉发育区并开展野外踏勘查证.结果表明:提出的岩脉识别算法的准确性和可靠性较高,“天-空-地”同步热红外遥感可用于虎头山地区稀有金属岩脉识别.本研究为区域后续铌钽矿勘察工作提供了指导,同时也为可为稀有金属矿床的遥感探测识别提供有益参考.
    火星水冰分布特征和研究进展
    刘正豪, 刘洋, 刘佳, 牛胜利, 邹永廖
    2024, 49(6): 2253-2276.   doi: 10.3799/dqkx.2023.205
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    摘要:
    火星作为太阳系中与地球相似的一颗行星,它曾经存在活跃的水活动历史,现今火星稀薄的大气和寒冷干旱的气候使得液态水很难存在于火星表面,火星上水大多以冰的形式在南北两极和中纬度区域分布并形成沉积地貌类型.随着国内外深空探测任务的逐年增多,火星上的水冰环境与宜居性越来越受到关注,以极区冰盖、中纬度冰川作用地貌和浅地表水冰升华地貌为重点,对它们的形貌特征、分布情况、成因机制以及与气候的耦合关系进行介绍和剖析.火星中纬度地区水冰地貌的分布与自转轴倾角有关,当火星处于高倾角时,极区水冰会向中纬度表面转移,此时火星转变为寒冷的冰期,中纬度水冰环境区域增加;反之,则极区冰盖区域增加.因此,火星自转轴倾角的周期性改变引起气候的改变,从而导致形成了水冰在火星表面不断重新分布的过程,主要表现为从极区到中高纬度区域水冰阶段性的富集.通过对火星水冰分布特征的总结,加深了对火星水冰环境的认识,同时结合火星水冰的研究现状提出了展望.火星水冰地貌与火星宜居环境以及生命赋存形式息息相关,对火星水冰的研究可以帮助我们深入了解火星的气候演化历史、宜居环境情况等以及为未来的火星探测任务提供支撑.
    腕足动物支撑的关山生物群层状底栖群落揭示寒武纪早期生态系统复杂性
    陈飞扬, 张志飞, TopperTimothy P., 刘茜
    2024, 49(6): 2277-2295.   doi: 10.3799/dqkx.2023.052
    摘要(0) HTML全文(0) PDF 32181KB(0)
    摘要:
    关山生物群产自滇东地区寒武系第4阶,是一个由多门类后生动物化石组成的原位埋藏的布尔吉斯页岩型化石库,该生物群在数量上以腕足动物主导,它们大量出现并密集成层,特色鲜明.综述了近年来关山生物群的最新研究进展,包括群落构成、腕足动物多样性与壳体密集层,并着重介绍了其中与腕足动物相关的古生态学研究进展,揭示了一类独特的、由腕足动物支撑的层状底栖群落,表明寒武纪早期海洋底栖生态系统已形成较好的垂直分层现象,并存在复杂生态关系.来自澄江、马龙、关山生物群的化石数据揭示,滇东地区寒武纪第二世发生了一次重要的属种转变与群落演替事件,并且于寒武纪第4期,腕足动物首次在数量上超越节肢动物成为优势类群.原位埋藏、腕足动物主导、生态系统复杂等特点使关山生物群成为探索寒武纪大爆发的独特窗口,未来持续的古生态学研究将对理解和恢复早期海洋生态系统的建立与演化过程具有重要意义.同时,开展该时期古环境的纵向演变研究,探索影响群落演替的关键控制因素,将对寒武系第二统全球地层对比工作提供重要参考.
    板块运动“加速剂”:岩石圈之下的两个软流圈熔体汇聚层
    刘勇胜, 张军波, 徐荣, 赵亮
    2024, 49(6): 2296-2300.   doi: 10.3799/dqkx.2024.056
    摘要(0) HTML全文(0) PDF 1378KB(0)
    摘要:
    沉积物中铁的化学相态分析进展
    李超, 舒劲松, 许斐, 杨守业
    摘要(17948) HTML全文(1242) PDF 425KB(5150)
    摘要:
    元素铁因其在地球早期环境演化和在海洋初级生产力中的重要角色, 是目前全球变化与地球化学研究的热点.铁元素的相态分析, 对于深入了解其在环境中迁移、转化及生物的吸收利用, 都具有重要意义.回顾沉积物中铁的化学相态分析方法发展过程, 从早期的简单相态分析(degree of pyritization, DOP), 元素的顺序提取法(Tesser方法), 到Raiswell和Poulton等学者提出针对Fe元素特定的相态分析法等.重点介绍较为常用的三步提取法和其在表生地球化学研究中的应用; 结合目前国际上铁地球化学循环研究进展, 提出Fe的化学相态分析的改进建议.
    钱塘江河口涌潮河段滩槽演替与沉积层序
    涂俊彪, 范代读, 尚帅, 陈玲玲, 张悦
    摘要(14575) HTML全文(1031) PDF 2581KB(2714)
    摘要:
    通过分析时间序列的卫片资料、4 m高的露头剖面的沉积学和元素地球化学特征, 研究钱塘江涌潮河段的滩槽冲淤变化规律、涌潮沉积特征和沉积层序.涌潮河段河道宽浅, 受径流与潮流相互作用强烈, 冲淤频繁且剧烈, 滩槽演替存在约20 a的周期, 与流域年代际洪、枯期转变有关.在滩槽叠置的垂向层序中, 底部为河槽、低潮滩相的厚层块状砂质沉积, 发育各种变形沉积构造, 为典型的涌潮沉积; 顶部为高潮滩相的潮汐韵律沉积, 发育典型的潮汐成因的双黏土层、大小潮周期; 二者之间的中潮滩相呈渐变过渡.C-M图和概率累计曲线可较好地区分涌潮沉积与潮成砂、泥质沉积.涌潮沉积层Si/Al、Zr/Al、Ti/Al等元素比值较高, 而潮汐韵律层Fe/Al、Mn/Al等元素比值较高, 这与它们的赋存方式和水动力分异有关.Si、Zr和Ti主要见于石英和重矿物中, 因此在强水动力沉积层中富集; 而Fe、Mn易被黏土矿物吸附, 在水动力较弱的中高潮滩富集.
    湘西寒武纪早期黑色岩系中干酪根的稀土元素地球化学特征
    邓义楠, 郭庆军, 朱茂炎, 张俊明
    摘要(13626) HTML全文(753) PDF 959KB(2659)
    摘要:
    湘西寒武纪早期黑色岩系中富含源于上层海水生物体的有机质, 其稀土元素(REE)特征不被碎屑物质干扰, 能有效地反映海洋上层水体的古环境特征.样品中作为有机质主体的干酪根的重稀土富集、Ce负异常、Y正异常和Eu无明显异常等特点与现代海水一致, 其特征可能反映古海洋上层水体的氧化还原信息.扬子地台各相区沉积剖面底部可能出现滞流(或硫化)环境, 随后沉积环境逐渐氧化.全岩样品中Ce的负异常可能由有机质提供, Ce/Ce*值由剖面底部的较低值向上逐渐升高可能意味着海洋上层水体含氧量的逐渐上升, 而海水含氧量逐渐升高或许是由寒武纪早期海洋底部硫化环境的减弱所导致.
    达西定律成立吗
    万军伟, 黄琨, 陈崇希
    摘要(13990) HTML全文(307) PDF 400KB(2215)
    摘要:
    目前在地下水渗流研究领域公认的是:当雷诺数Re<(1~10)时,达西线性定律是描述地下水渗流运动的最基本方程,地下水流动的数学问题都可以基于该线性方程而导出.通过对当年达西实验数据的再分析以及利用透水石孔隙介质进行的渗流实验发现:即使在雷诺数Re<(1~10)的条件下,地下水渗流也不服从达西线性定律,而是呈现出随着雷诺数的增大,水流阻力也在逐渐增大,孔隙介质中的地下水渗流服从非线性渗流规律.达西线性渗流定律只是对斜率变化不大的非线性渗流规律的近似表征.
    阿拉善北部地区石炭纪火山岩岩石成因及构造意义
    党犇, 赵虹, 林广春, 赫海洋, 吴元伟, 周广法, 曾现虎, 吴文奎
    摘要(15280) HTML全文(1251) PDF 1060KB(2071)
    摘要:
    阿拉善北部地区石炭纪火山岩分布广泛, 目前对其成因和构造环境研究还很薄弱.通过对该区石炭纪火山岩岩石学和地球化学特征的分析, 探讨其岩石成因和形成时的构造背景, 为判定石炭纪盆地性质与古构造环境提供岩石地球化学约束.研究区内石炭纪火山岩主要为中-酸性火山岩, 少量基性火山岩.玄武岩、玄武安山岩的大多数样品显示亚碱性系列特征, Mg#介于0.29~0.69之间, 高场强元素Nb、Ta、Ti明显亏损, 岩石轻度富集轻稀土元素(LREE), (La/Yb)N=2.19~10.10, Eu异常不明显(δEu=0.81~1.08), 稀土配分曲线右倾较缓, εNd(t)值较高(+1.10~+6.35).总体上既显示板内构造环境特征, 又携带俯冲带地球化学印记.综合区域地质特征及前人研究结果, 认为阿拉善北部及其邻区石炭纪火山岩形成于板内裂谷环境, 且可能与地幔柱事件有关, 岩浆在上升过程中受到地壳物质不同程度的混染.