地球科学

考虑多种不确定性与阶段相关性的基坑开挖贝叶斯更新方法

许领, 戚桠童, 赵腾远 — 2026-02-25

许领, 戚桠童, 赵腾远

基坑开挖响应预测模型的准确性受多种不确定性的影响，贝叶斯理论可以有效融合先验信息和观测数据，为降低土体参数不确定性和提高变形预测准确度提供了新途径. 然而，传统的贝叶斯更新方法对不确定性的考虑有限，因此本文提出了一种能够考虑土体参数、模型偏差、观测误差不确定性以及阶段相关性的贝叶斯更新方法. 通过两个实际案例的验证结果标明：所提方法能够有效降低模型参数的不确定性，提高模型对于不同土体类型基坑开挖响应预测的准确度.

地球科学. 2026 51(2): 361-374.

沉积深度对非饱和原状黄土压缩及湿陷特性的影响

许领, 兰天刚, 陆世锋, 左璐 — 2026-02-25

许领, 兰天刚, 陆世锋, 左璐

通过非饱和一维固结仪对比研究黑方台地区沉积深度为10 m（HFT10 m）和30 m（HFT30 m）原状黄土的持水特性、非饱和压缩特性及湿陷特性，揭示应力历史和历史上的水文环境对原状黄土的持水特性、非饱和压缩特性和湿陷特性的影响机制.利用压汞实验和电镜扫描分别测试了原状黄土的孔径分布特征及颗粒排列方式，便于为黄土持水曲线、压缩特性和湿陷特性的结果进行辅助分析.研究结果表明：HFT30 m试样的进气值较HFT10 m试样的进气值大，这可以用压汞实验的结果解释，HFT10 m试样相对于HFT30 m试样具有更大的大孔隙峰值对应的孔隙尺寸. 对于不同沉积深度试样的压缩性而言，在相同的吸力下，HFT10 m试样相对于HFT30 m试样有更低的塑性压缩系数. 在吸力低于100 kPa时，HFT10 m试样相对于HFT30 m试样有更低的屈服应力；当吸力大于100 kPa时，HFT30 m试样相对于HFT10 m试样有更高的屈服应力. 黄土的压缩特性不仅与试样的上覆压力有关，还与试样的基质吸力、饱和度和颗粒之间的胶结程度有关. 在相同的基质吸力下，其饱和度越大其结构更容易在应力的作用下屈服. 对于不同沉积深度黄土的湿陷性试验结果表明黄土的湿陷系数随着轴向应力的增加而增加，并且随着轴向应力的进一步增加，湿陷系数有减小的趋势. 在本研究给定的压力水平下（1~1 400 kPa），在相同的轴向应力下，HFT10 m试样相对比HFT30 m试样有更低的湿陷系数.上述结果表明，黄土的水力特性、压缩特性和湿陷特性均会受到沉积深度及历史赋存环境的影响.

地球科学. 2026 51(2): 375-385.

基于机器学习的黄土关键力学参数概率预测统一框架体系

宋超, 赵腾远, 高重阳 — 2026-02-25

宋超, 赵腾远, 高重阳

为实现黄土关键力学参数的准确预测，并合理刻画预测结果的不确定性，提出了基于机器学习方法的黄土关键力学参数概率预测统一框架体系，通过对训练集的预测偏差进行概率分布拟合，进而构建预测结果的95%置信区间，置信区间的大小反映了预测结果的合理与否.基于随机森林、决策树、极限梯度提升和自适应提升4种方法预测黄土黏聚力，对应的决定系数R²分别达到了0.84、0.75、0.81和0.79，4种方法所构建的95%置信区间包含真正的试验结果的比例均在95%左右.表明通过训练集的预测偏差得到的95%置信区间是相对可靠的，可对预测结果的不确定性进行合理量化.此外，基于上述4种方法可实现黄土黏聚力的相对准确的预测.

地球科学. 2026 51(2): 386-397.

开挖工况下黄土-红黏土复合边坡土体蠕变特性及长期强度研究

宋欢, 王新刚, 滕宏泉, 叶旭光, 刘凯, 石卫, 杨金水 — 2026-02-25

宋欢, 王新刚, 滕宏泉, 叶旭光, 刘凯, 石卫, 杨金水

在黄土高原地区，开挖卸荷易引发边坡失稳灾害，而黄土的水敏性与蠕变特性是开挖边坡变形的关键因素. 为探究开挖工况下黄土、红黏土和复合土体的蠕变特性及长期强度，依托天水市中梁镇某开挖边坡工程，通过三轴卸荷蠕变试验，研究了黄土、红黏土及界面试样在不同含水率（12%、18%和24%）和围压（100 kPa、200 kPa和300 kPa）条件下的卸荷蠕变特性. 结果表明：（1）试样均呈现“衰减蠕变-稳态蠕变-加速蠕变”三阶段蠕变特征，围压越大土体对卸荷越敏感，含水率升高加剧了试样蠕变，并使试样更易破坏；相同卸荷条件下，红黏土应变略低于黄土，界面会增加蠕变应变；界面试样临界卸荷量最低，且试样更易沿界面破裂；（2）长期强度指标（c、φ）随围压增大而提高、随含水率升高而降低，界面试样φ最小，为12.54°；（3）界面试样的蠕变应变随着卸荷量的加剧而加速增加，界面是抗剪薄弱环节. 研究可为开挖工况下黄土-红黏土复合边坡稳定性防控提供试验依据.

地球科学. 2026 51(2): 398-406.

秦岭北麓小城镇群落与生态群落互馈的研究思考

刘冬, 崔轶杰, 彭建兵, 曹小曙, 申艳军, 邵龙, 李登辉 — 2026-02-25

刘冬, 崔轶杰, 彭建兵, 曹小曙, 申艳军, 邵龙, 李登辉

习总书记强调保护好秦岭生态环境具有十分重大而深远的意义. 秦岭北麓区位独特、功能突出、人地关系复杂等特征，致使趋于群网化发展的小城镇与生态结构单一、环境脆弱等矛盾日益突出，成为制约秦岭生态文明建设与高质量发展最薄弱的环节.突破单一学科壁垒，基于生态学“群落”的概念，审视秦岭北麓小城镇群落与生态群落作为人地系统互馈的表征，综合运用地理学、生态学、城乡规划学等学科理论及方法，探索缓解小城镇发展与生态保护相冲突的机制和路径.研究表明：（1）秦岭北麓小城镇群落与生态群落的互馈要素多元，呈现出以地形地貌为核心的制力要素，具有基础决定性和一般不发生较大变化的性状；以小城镇群落为核心的动力要素，是推动小城镇群落发展变化的传统物质性要素，并决定群落发展水平和规模；以生态群落为核心的潜力要素，是推动小城镇群落发展变化的软性环境要素.（2）秦岭北麓小城镇群落与生态群落相互作用是复杂的系统问题，涉及人为活动和自然过程的双向互馈，具有显著的从低级、简单向高级、复杂演替的层级递进特征；且相互嵌套、相互牵制、相互促进的基本状态和非线性的互馈循环特性，使得群落互馈的共存、共损与共荣3大关系能够演变和转移.秦岭北麓小城镇群落与生态群落“互馈共荣、动态平衡”策略的提出，是对小城镇群落空间建设的灵活性，以及生态群落保护治理本底性的有效回应，通过识别“失衡”构建止损、补缺、调控的自愈和治愈机制措施.

地球科学. 2026 51(2): 407-418.

面向秦岭生态修复的可调型水凝胶材料构建: 重构性能与微观机理

刘瑾, 黄庭伟, 车文越, 吴鹏, 彭建兵, 孙梦雅 — 2026-02-25

刘瑾, 黄庭伟, 车文越, 吴鹏, 彭建兵, 孙梦雅

为解决秦岭生态受损特征多样和生态恢复效率不足等问题，研究了一种聚乙烯醇（PVA）和结冷胶（GG）物理交联的可调型水凝胶材料. 通过一系列室内试验，综合分析了水凝胶及其重构土壤的性能. 结果表明：（1）PVA-GG水凝胶具有良好的保湿性和生物降解性，且置入自然环境中一个月可降解18.2%；土壤力学性能随着PVA质量比的增加而提高.（2）土颗粒与水凝胶形成了二元团聚体，融合水凝胶优势有效地提高了土壤的保水性、抗裂性、水稳定性和生态修复性.（3）水凝胶经低温固化后形成膜状基质，与土颗粒包裹、黏附和填充构成紧密的团聚体结构. 水凝胶作为一种可调型材料，面对秦岭不同受损单元的生态修复具备应用潜力.

地球科学. 2026 51(2): 419-431.

秦岭北麓(西安段)人类活动与生态环境互馈的海拔梯度特征

王瑞, 申艳军, 王磊, 李少杰, 李超, 穆青翼, 宁奕冰, 徐盼盼, 彭建兵 — 2026-02-25

王瑞, 申艳军, 王磊, 李少杰, 李超, 穆青翼, 宁奕冰, 徐盼盼, 彭建兵

为了解秦岭北麓西安段人类活动对生态系统的影响，采用人类足迹指数表征人类活动强度，通过InVEST模型评价生态系统服务功能，分析近20 a秦岭北麓西安段人类活动与生态系统服务时空演化规律，凝练二者在海拔梯度上的空间关联特征. 结果表明：近20 a研究区高和较高等级的人类活动强度区面积分别扩大了5.99倍和1.85倍. 人类活动强度提高的区域主要集中在周至县平原区、山前控制带和4条主要峪道，城镇化、公路建设和旅游业发展是秦岭北麓人类活动强度增大的主要原因. 秦岭北麓生态系统的水源涵养、土壤保持和碳储量受到人类活动的影响程度逐渐减弱，稳定性有所提升；生境质量对人类活动变化表现的愈加敏感，低山区人类活动强度的增大削弱了生境质量的稳定性. 秦岭北麓人地关系存在明显的海拔分异特征. 从人类活动-生态系统服务关联特征角度开展秦岭北麓人地协调分区时，可根据海拔将秦岭北麓分为人地冲突强烈区（< 853 m）；人地协调失衡区（853~1 105 m）；人地协调敏感区（1 105~1 576 m）和人地关系平衡区（> 1 576 m）.

地球科学. 2026 51(2): 432-445.

秦岭北麓乡村人-地-业系统互馈模式与机理

杨如玉, 黄晓燕, 秦玥, 孙腾, 吴楚晴, 朱迪, 许诺, 铉登祺, 王子奇, 吕艳, 刘冬, 申艳军, 曹小曙, 彭建兵 — 2026-02-25

杨如玉, 黄晓燕, 秦玥, 孙腾, 吴楚晴, 朱迪, 许诺, 铉登祺, 王子奇, 吕艳, 刘冬, 申艳军, 曹小曙, 彭建兵

乡村是自然环境、人类活动与产业发展之间矛盾最突出的地域单元，厘清乡村人-地-业系统互馈机理是践行乡村振兴战略的科学基础. 秦岭北麓敏感的地理环境特征和周边社会经济的高速发展，给人地协调带来了重大挑战，是乡村人-地-业系统互馈研究的典型区域. 依据人地耦合协调强度、地貌、土地利用和旅游资源，将秦岭北麓的乡村分为8种类型，分别探究人-地-业系统各要素之间相互作用机理，并总结典型模式，提出系统优化和防止系统崩溃调控路径. 研究发现，耦合互馈分为4个阶段，分别是自给型人地共生期、劳动力析出土地松绑期、产业融合生态觉醒期和政策调控系统重构期. 按产业或生计方式将秦岭北麓乡村人-地-业系统归纳为农业特色和旅游特色两种互馈模式. 为防止系统崩溃，农业特色村需构建多层次韧性防御体系，涵盖灾害预警、产业多元、合作网络维护与动态政策调控；旅游特色村以文化资源深度开发、构建“旅游业+”的复合产业和弹性开发政策、抵御同质竞争与生态超载风险来维持可持续发展. 研究结果可为促进生态敏感区域乡村人-地-业系统协调发展提供科学依据.

地球科学. 2026 51(2): 446-461.

挥发分对稀土成矿的意义——以山东微山和薛庄碱性岩体为例

曾曦, 范宏瑞, 邹心宇, 朱昱升, 黄永树, 兰君, 李晓春 — 2026-02-25

曾曦, 范宏瑞, 邹心宇, 朱昱升, 黄永树, 兰君, 李晓春碱性岩-碳酸岩杂岩体贡献了全球逾半稀土资源，其源区性质与岩浆演化过程可导致成矿差异，但具体控制因素仍不清楚.选取华北克拉通东南缘同时代且相邻的微山（成矿）与薛庄（不成矿）碱性岩（-碳酸岩）体，对比其岩相学特征，全岩与长石、磷灰石的化学组成，以及Sr-Nd同位素特征.微山与薛庄正长岩的（⁸⁷Sr/⁸⁶Sr）_t为0.707 297~0.709 173；ε_Nd（t）均约为8.4，指示共同源于富集岩石圈地幔. 微山岩体更富萤石、重晶石、磷灰石、方解石等挥发分矿物，其正长岩中CaO、P₂O₅含量更低，而Sr、Ba、Th、U等流体活动元素更高；微山长石更贫Ca，磷石F含量亦更高.微山和薛庄岩体虽源区一致，但微山更高的挥发份促进了更高程度的岩浆演化，进而促成稀土成矿. 地球科学. 2026 51(2): 462-476.

南岭地区西山钙碱性火山岩中石榴子石的成因及其地质意义

丁丽雪, 付建明, 周岱, 李岩 — 2026-02-25

丁丽雪, 付建明, 周岱, 李岩保存在钙碱性火山岩中的石榴子石不仅可以限定岩浆结晶的温压条件，而且可以揭示寄主岩浆的演化历史，具有重要的成因意义. 然而，全球范围内产出在钙碱性火山岩中的石榴子石非常稀少，且目前对于该类岩石中石榴子石的成因还存在很大争议. 西山侏罗纪含榴英安岩中产出了岩浆型、变质型、转熔型3种成因石榴子石晶体. 岩浆型石榴子石，多数以单晶形式存在，不发育反应边，成分上贫MgO（0.92%~2.37%）、CaO（1.21%~2.85%）、MnO（0.82%~1.64%），富FeO（36.01%~39.82%）；变质型石榴子石，发育钠长石反应边，成分上富MgO（7.42%~8.46%）、FeO（27.80%~30.99%），贫CaO（1.32%~1.33%）、MnO（0.56%~0.60%）；转熔型石榴子石，MgO（2.89%~3.55%）、FeO（34.57%~37.39%）、CaO（2.08%~2.51%）、MnO（0.72%~1.17%）含量介于岩浆型、变质型石榴子石之间. 在稀土元素组成上，三类石榴子石均显示出LREE强烈亏损的特征，但岩浆型石榴子石富集HREE，Eu负异常（Eu/Eu^*=0.004~0.005）最显著；变质型石榴子石亏损HREE，稀土元素总含量（∑REE=64×10^-6~72×10^-6）明显低于岩浆型石榴子石（∑REE=681×10^-6~906×10^-6），具弱负Eu异常（Eu/Eu^*=0.24）；转熔型石榴子石稀土元素特征总体上介于岩浆型、变质型石榴子石之间（∑REE=673×10^-6~2 731×10^-6；Eu/Eu^*=0.02~0.03），且含量变化范围较大. 岩相学、矿物化学等特征一致表明西山含榴英安岩中的岩浆型石榴子石是下地壳高温（740~959 ℃）、高压（> 7 kbar）、低氧逸度logfO₂（-23.67~-12.32）岩浆演化早期结晶的产物；变质型石榴子石是在岩浆型石榴子石晶出之后，经由火山喷发作用从源岩捕获的变质晶体；转熔型石榴子石则是研究区下地壳变泥质岩减压部分熔融过程中，由黑云母脱水部分熔融形成的. 结合区域地质背景以及岩石中锆石、石榴子石Hf-O同位素等特征，认为西山含榴英安岩可能源于成熟度较高的变沉积岩，且形成于伸展构造背景. 地球科学. 2026 51(2): 477-495.

考虑细观形貌特征的岩石裂隙受压时变闭合规律

宋振宇, 颜炳明, 李博, 邹良超, 石振明 — 2026-02-25

宋振宇, 颜炳明, 李博, 邹良超, 石振明基于不同高径比微凸体的受压时效性试验，根据赫兹接触理论，得到了不同微凸体弹性模量随时间的衰减规律. 对红砂岩和石灰岩新鲜裂隙面开展了不同法向应力条件下的受压时变闭合试验，结合小波分析法、区域生长算法和参考面法，提出了一种岩石裂隙细观尺度微凸体形貌的识别方法，对比了试验前后微凸体数量、高度和高径比的差异. 建立了考虑微凸体间相互作用的接触力学模型，求解Boussinesq方程并考虑弹性模量随时间的衰减，对两种岩石裂隙开展了逐级增加应力条件下的受压时变闭合计算. 通过对比计算和试验得到的损伤面积和蠕变变形验证了模型的有效性，阐明了微凸体的应变、接触面积和接触应力随时间的演化规律，揭示了不同细观形貌特征的微凸体在裂隙受压时变闭合过程中的关键性作用. 地球科学. 2026 51(2): 496-512.

九嶷山复式岩体成因

张博, 许金梅, 林寿洪, 李斌, 张乾, 刘湘华, 刘超云, 赖健清 — 2026-02-25

张博, 许金梅, 林寿洪, 李斌, 张乾, 刘湘华, 刘超云, 赖健清华南地区广泛分布的中生代复式高分异花岗岩体与钨锡稀有金属成矿作用密切相关，但其分异演化机制的争议限制了对其成矿潜力的判别. 为深化高分异花岗岩体的成因模型认识，对湘南九嶷山复式花岗岩体中的各岩体单元开展了系统的全岩地球化学、锆石U-Pb年代学及原位Hf同位素分析. 结果表明，砂子岭、金鸡岭和螃蟹木花岗岩体的锆石加权平均年龄分别为153.0±1.0 Ma、153.1±0.9 Ma和153.8±1.5 Ma，归属于同一期岩浆活动的产物. 主微量元素和同位素组成显示，九嶷山复式花岗岩体主体来源于古老下地壳部分熔融，源区有少量地幔组分注入，属板内伸展环境下的A₂型花岗岩. 花岗岩体演化符合多级结晶分异过程，通过瑞利分馏模拟构建九嶷山复式花岗岩体分异演化模型：初始晶粥在结晶程度40%~50%时发生间隙熔体抽取，残余堆晶形成砂子岭岩体；被抽取的熔体经进一步向上迁移和分异，先后侵位形成金鸡岭与螃蟹木岩体. 该模型为华南中生代复式岩体的岩浆演化过程及稀有金属富集机制提供了新的约束. 地球科学. 2026 51(2): 513-526.

华北东部中生代高Mg^#闪长岩与壳幔相互作用

辛梦荷, 汪浪, 刘传朋, 汪翔, 郑怡欣, 宗克清, 郭京梁, 汪在聪 — 2026-02-25

辛梦荷, 汪浪, 刘传朋, 汪翔, 郑怡欣, 宗克清, 郭京梁, 汪在聪华北东部在中生代时期发生了强烈的克拉通破坏，并伴随构造-岩浆-成矿活动. 在破坏峰期，鲁西-徐淮-大别等地区广泛发育了与同期铁铜金等多种金属成矿有关的高Mg^#闪长岩. 尽管岩石成因已有大量研究，但是其空间分布规律与岩石圈演化之间的联系仍缺乏系统认识.选取华北东部为研究区，系统梳理总结了高Mg^#闪长岩的岩相学、时空分布规律、Sr⁃Nd⁃Pb同位素特征，构建了大区域尺度纵向空间上的联系，探讨壳幔相互作用中岩石圈的演化过程，为研究区成岩成矿作用以及空间差异性提供重要基础. 这些高Mg^#闪长岩具有一致的岛弧型微量元素特征及富集的Sr⁃Nd同位素特征，表明源区存在再循环地壳物质. 而且，Sr⁃Nd⁃Pb同位素存在空间的显著变化：自南向北，闪长岩（⁸⁷Sr/⁸⁶Sr）_i逐渐降低（0.711 7~0.704 3），ε_Nd（t）逐渐升高（-24.90~-1.77），表明了壳源物质对岩石圈地幔改造的程度从南到北逐渐减弱的趋势，支持三叠纪时期扬子大陆板块的俯冲对华北地幔的影响. 另一方面，低（⁸⁷Sr/⁸⁶Sr）_i闪长岩具有低的（²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb）_i和（²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb）_i，与华北古老变质基底相似的Pb同位素，说明源区还存在华北古老地壳物质，可能与地壳拆沉有关. 因此，高Mg^#闪长岩反映出华北东部岩石圈地幔自南向北受再循环物质（扬子地壳）改造程度逐渐减弱并伴随华北地壳拆沉，以及俯冲的扬子地壳和拆沉的华北古老地壳物质对地幔性质改造的不同程度贡献. 这也为更好的理解高Mg^#闪长岩的形成、演化以及矿床的种类和分布规律提供了重要基础. 地球科学. 2026 51(2): 527-546.

考虑消落带参数退化与空间变异的边坡可靠度分析

邓志平, 万旻昊, 潘敏, 蒋水华, 钟敏, 罗操 — 2026-02-25

邓志平, 万旻昊, 潘敏, 蒋水华, 钟敏, 罗操消落带上土体因反复干湿循环导致抗剪强度参数退化，且参数存在空间变异性，二者均是影响边坡稳定性的关键因素，而现有研究多仅考虑其一. 为此，提出同时考虑这两种因素的边坡稳定可靠度分析新方法. 其中，使用Karhunen⁃Loève法模拟参数随机场，利用切片逆回归法进行降维，进而构建基于增强鲸鱼优化算法的极端梯度提升代理模型. 以三峡库区白水河滑坡为例进行分析，探讨了消落带抗剪强度参数退化和空间变异性对滑坡失效概率的影响. 结果表明：所提出方法能极大提高计算效率并准确估算滑坡失效概率（P_f）；滑坡P_f随消落带参数退化次数增加而增大，在第四次后趋于平稳；当不考虑水位变化时，饱和渗透系数空间变异性对可靠度结果影响较小，而有效内摩擦角的空间变异性对安全系数分布影响高于有效粘聚力. 地球科学. 2026 51(2): 547-559.

物理引导的库岸谷幅变形智能预测模型

陈铭熙, 林朋辉, 蒋舒, 姜清辉 — 2026-02-25

陈铭熙, 林朋辉, 蒋舒, 姜清辉库岸谷幅持续收缩变形会威胁大坝安全，因此谷幅变形预测对大坝安全管理至关重要.以溪洛渡水电站谷幅变形为研究对象，提出一种基于物理引导的智能预测模型，开展谷幅变形预测. 基于谷幅变形规律分析，建立统计回归物理模型（STPM），获取不同诱发因素对谷幅变形贡献的位移分量. 据此，以各分量为输入，联合灰色关联度分析（GRA）、长短期记忆网络（LSTM）和随机森林（RF），构建基于物理引导的机器学习预测框架（STPM-GRA-LSTM-RF），开展不确定性预测分析. 研究结果表明：（1）溪洛渡谷幅变形主要由黏塑性变形、黏弹性变形和有效应力引起，对总位移平均贡献率分别为67.71%、29.75%及2.51%；（2）与STPM模型、LSTM模型、SVM模型和XGBoost模型相比，本文提出模型的预测精度更高，并因其考虑了谷幅变形机制，可靠性显著提升. 研究成果为类似库岸高边坡的变形预测与安全管控提供有价值的参考. 地球科学. 2026 51(2): 560-577.

新近系黄土-红层滑坡典型控滑斜坡结构及其致灾机理：综述与展望

李坤, 孙萍, 王浩杰, 张帅, 李冉, 桑康云 — 2026-02-25

李坤, 孙萍, 王浩杰, 张帅, 李冉, 桑康云新近系黄土-红层滑坡是黄土高原地区最具代表性且备受关注的灾害类型，其灾变机理已成为工程地质领域亟待突破的前沿科学命题.以新近系黄土-红层滑坡控滑结构为切入点，从地层结构和控滑地质界面两个层面系统梳理了斜坡地质结构类型及其赋存特征，阐述了结构面在滑坡形成过程中的边界约束、水力传导与力学弱化三重控滑效应，归纳了基于结构控滑特征的滑坡类型与灾变模式，分析了基于控滑结构作用效应的滑坡形成演化机制，并根据当前研究现状，凝练出4个亟待解决的核心问题：①如何定量表征地质营力与结构面演化过程的时空耦合效应？②控滑结构如何通过跨尺度能量传递与损伤累积诱发斜坡失稳？③控滑结构关键物理力学指标在何种临界状态下触发滑坡灾变？④如何构建融合控滑结构与滑坡运动关联机制的滑坡多场耦合数值模型？针对上述科学问题，建议未来应重点开展以下研究方向：多场耦合作用下控滑结构动态演化过程及机理、基于水-岩相互作用的红层结构面力学劣化机制、黄土-红层滑坡结构控滑临界状态与判据、基于结构控滑效应的黄土-红层滑坡运动演化模型. 地球科学. 2026 51(2): 578-601.

基于多源信息的岩溶区岩体完整与溶蚀程度规律及评估研究

李漪, 王友恒, 蔡玉娟, 蔡静森, 郝永浩, 晏鄂川 — 2026-02-25

李漪, 王友恒, 蔡玉娟, 蔡静森, 郝永浩, 晏鄂川岩溶洼地或冲沟汇集区为抽蓄工程建设提供了天然的有利地形条件，减少开挖量及建设成本；但此处强烈的岩溶作用将孕育多种潜在的工程地质问题，不利于工程建设；合理地评估岩溶区岩体完整程度和溶蚀程度是其中的关键问题.为克服评估过程中指标测定条件非简易满足、重复琐碎耗精力和区分精细度不够等问题，以秭归岩溶区某抽水蓄能工程为例，利用多源勘察信息，包括钻孔岩芯、钻孔声波和钻孔电视影像，三者协同互补，揭示了研究区各地层岩体完整与溶蚀程度规律，据此明确各地层岩体地质特点，再根据地层岩体地质特点不同赋予地层标签，以地层标签和岩体声波波速数据为输入，采用加权随机森林方法（weighted random forests，WRF），由此提出了一套适用于岩溶区岩体完整程度和溶蚀程度的多源信息融合评估方法.结果表明：相同位置的各信息相互关联，只因勘察手段和信息来源不同，信息的呈现形式存在差异；研究区各地层岩体的地质特点有很大差别，相应的各勘察手段信息的特征表现不尽相同，这影响我们利用多源勘察信息对岩体完整和溶蚀程度的评估. 通过1 073个样本训练并用118个样本测试，训练集/测试集完整程度评估吻合率达95.67%/94.92%，溶蚀程度评估测试集吻合率达98.02%/97.46%，且与野外针对性复勘校核结果吻合良好.与传统方法相比，本文方法综合利用了多源勘察信息，通过地层标签将各地层岩体地质特点融入岩体完整和溶蚀程度评估，更加高效、自动化与精细准确，绕开了传统方法的固有问题，便于岩溶区抽蓄工程岩体完整和溶蚀程度分级评价应用. 地球科学. 2026 51(2): 602-619.

基于GIS与RAMMS模拟的雪崩释放区识别及危险性评估：以西藏扎墨公路嘎隆拉段为例

田旭文, 姚鑫, 周振凯, 陈晓强, 宋光耀, 朱姝, 李显鑫 — 2026-02-25

田旭文, 姚鑫, 周振凯, 陈晓强, 宋光耀, 朱姝, 李显鑫随着人类活动和重大基础设施建设向高寒山区扩展，雪崩灾害风险日益凸显，生成雪崩危险性地图是一项至关重要的基础性工作.以西藏扎墨公路嘎隆拉段为研究区，结合GIS和RAMMS数值模拟技术，构建了基于DEM数据识别雪崩潜在释放区并进行大范围危险性评估的框架.设定了基于常规地形参数阈值的“一般情境”与评估潜在最大危险性的“极端情境”进行模拟对比.结果表明，在两种不同情境下分别识别出539个和526个潜在释放区. 一般情境下，雪崩影响面积为43.89 km²，占研究区总面积的54.58%；极端情境下，影响面积扩大至53.24 km²，占66.20%. 扎墨公路嘎隆拉段在两种情境下分别有16.7%和25.8%的路段处于高危险等级之中，最大雪崩冲击压力可达580 kPa以上.西藏扎墨公路嘎隆拉段的雪崩危险性可以划分为高、中、低、无4个危险等级，高危险区为防治工程的优先布局的“靶区”.将GIS-DEM参数识别与RAMMS大规模数值模拟相结合，提出了一种可移植的高效雪崩危险性评估框架，具有在类似数据匮乏的高寒山区推广应用的潜力. 地球科学. 2026 51(2): 620-633.

多源融合的“岩石-矿物-光谱”知识图谱构建及应用

韩伟, 张照坤, 雷辛亚, 王力哲 — 2026-02-25

韩伟, 张照坤, 雷辛亚, 王力哲在全球资源竞争加剧的背景下，地质资源勘查已成为多国战略布局的核心焦点，我国要提升战略性矿产的国内保障水平，强化地质资源勘查，提高资源保障能力. 随着大数据与人工智能技术的深度渗透，岩石学、光谱学与矿物学领域已积累海量多源异构数据，然而当前存在多源异构数据融合不足、知识关联薄弱、分类体系难以对齐等问题，导致了现有知识难以高效服务于资源勘查等地质应用. 因此，提出“岩石-矿物-光谱”知识图谱（rock mineral spectrum knowledge graph，RMS-KG）的系统化构建方案. 通过一体化编码遥感影像、光谱曲线、矿物特征及地质文献等多来源知识，采用自顶向下与自底向上相结合的领域本体建模策略，构建涵盖岩石分类、矿物特征和光谱特征等核心概念的知识图谱模式层. 随后，融合深度学习与语义解析技术，从结构化数据库、半结构化报告及非结构化文献中抽取相关实体、属性及关系，进而实现知识融合与语义关联，并在图数据库中完成知识融合、可视化查询与动态推理. RMS-KG包含各类实体、实体属性及关系超数万个，涵盖岩矿类型超1 000种，形成覆盖“岩石-矿物-光谱”的统一模式层与数据层，支持光谱指纹到矿物、岩石的映射以及基于矿物组合的成矿类型推理，并在“光谱导向矿物识别”和“成矿类型推理”两类场景中验证了有效性与可解释性. RMS-KG为岩矿识别与找矿预测提供可复用的知识底座与推理能力，提升地质知识的可检索、可计算与可复用性，为地质大数据的知识化表达与智能应用提供可推广范式. 地球科学. 2026 51(2): 634-646.

地下爆炸Lg波地震矩与源地震矩关系数值模拟

王旭亮, 靳平, 王晓明, 刘哲函, 唐伟, 徐妍妍, 李俊杰 — 2026-02-25

王旭亮, 靳平, 王晓明, 刘哲函, 唐伟, 徐妍妍, 李俊杰针对地下爆炸当量估算问题，基于理论地震图仿真和Lg波谱反演方法，系统研究了不同场地中埋深、震源成分（ISO源、CLVD源、DC源及其组合）对源地震矩M₀（source）与Lg波地震矩M₀（Lg）关系的影响.通过定量标定M₀（source）/M₀（Lg）比值，结果表明两者比值具有显著的场地依赖性：朝鲜场地比值普遍高于0.2，而内华达场地低于0.2. CLVD和DC源等次生震源会显著降低朝鲜场地的Lg波激发效率（降幅可达50%），同时埋深增大会减弱P-S转换效应，导致比值进一步减小.（进一步的，结合震源模型建立了基于Lg波地震矩的当量估算方法，并以朝鲜第六次核试验数据为例进行了验证. 地球科学. 2026 51(2): 647-656.

融合多源特征的轻量化深度学习跨场景滑坡智能识别

邢珂, 窦杰, 何雨健, 晏培修, 杨涛, 李喜, 董傲男 — 2026-02-25

邢珂, 窦杰, 何雨健, 晏培修, 杨涛, 李喜, 董傲男极端环境因素影响下诱发的区域性滑坡对生命财产安全构成严重威胁. 因此，推进区域性滑坡识别的自动化，提升复杂地形下隐患区域的信息透明度，对地质灾害数据库建设和风险管理至关重要. 深度学习方法提供了有效的解决方案，克服了传统方法自动化程度不足的问题. 然而，现有研究多侧重于模型结构优化与训练策略改进，在多源地形数据的有效融合与跨区域识别能力提升方面仍存在挑战. 针对上述瓶颈，提出了一种具有跨区域识别能力的深度学习ResU-CBNet模型. 该模型将空间和通道混合的注意力机制融入神经网络模型，并采用残差网络替换原有普通网络结构. 模型在多尺度特征融合条件下的性能显著优于单一遥感数据，具体表现为PA、CPA、F1_Score、MIoU分别提升2.1%、2.6%、6.9%、2.9%；同时，模型在不同场景、不同光谱波段和空间分布的区域中验证了其跨场景泛化能力，PA和F1_Score分别达到了92.8%、91.3%和83.2%、80.0%的性能，识别效果与实际区域高度吻合.提出的跨场景的识别方法可为滑坡智能识别和风险评估提供一定的参考. 地球科学. 2026 51(2): 657-673.

数据-知识协同驱动的共伴生矿产知识图谱构建方法

秦颖, 杨慧, 崔柳, 酆格斐, 王佳, 乔亦娜, 吕青宙, 冯健, 王文峰 — 2026-02-25

秦颖, 杨慧, 崔柳, 酆格斐, 王佳, 乔亦娜, 吕青宙, 冯健, 王文峰针对地质大数据与成矿知识割裂导致的共伴生关系建模难题，亟需构建支撑智能分析的知识方法体系. 提出一种数据-知识协同驱动的知识图谱构建方法，融合领域本体与BERT-BiLSTM-CRF模型，通过“知识引导-数据反馈”机制实现本体演化与信息抽取的动态协同，系统地从多源地质文本中提取矿床特征与共伴生关系，建立勘查数据与成矿知识间的语义映射. 实验表明：实体识别F1值达83.2%，较基线提升15.4%；实体重复率降低5.7个百分点，图谱一致性显著改善. 最终构建包含1.2万节点与2.8万关系的结构化知识图谱，支撑可视化分析、智能问答、成矿预测及平台服务. 该方法实现了知识与数据的深度融合，为矿产勘查向数据-知识协同驱动的智能范式转型提供了可解释、可操作的技术路径. 地球科学. 2026 51(2): 674-689.

地震自动编目技术的进展与反思：在智能处理时代

周一剑, 周仕勇 — 2026-02-25

周一剑, 周仕勇基于AI算法的自动编目技术逐步成为主流的今天，预训练模型的泛化性问题也在成为共识. 通过对一些最新成果的综述和一些简单的测试，试图指出这一技术瓶颈问题，并阐述关于未来发展的想法. 一方面，AI模型评价体系亟需更新，目前主流的基于人工标注的评价方式存在一些局限性，且对于用户的具体案例而言缺乏实用性；另一方面，关于训练数据与模型表现的关系的研究尚处萌芽状态，各家解决泛化性问题的策略也各有不同，但针对这个复杂的问题都缺少系统性讨论. 本文旨在给出方向性的建议，即这些技术难题有可能通过何种方式取得进展，希望对钻研AI编目技术的研究者有所帮助. 地球科学. 2026 51(2): 690-702.

南昌盆地大地热流特征及其对地热勘查靶区优选的启示

邓建军, 白细民, 周丽, 段文兵, 余浩文, 肖礼铄 — 2026-02-25

邓建军, 白细民, 周丽, 段文兵, 余浩文, 肖礼铄为了对南昌盆地后续地热资源勘查选区及开发利用提供理论指导，采用岩石热物性参数测试、钻孔测温等方法，对研究区大地热流值进行计算，分析了大地热流特征和影响因素. 结果表明南昌盆地地温梯度分布在14.3~45.5 ℃/km之间，平均为31.9 ℃/km；岩石热导率分布在2.132~4.300 W/（m·K）范围内，平均为2.863 W/（m·K）；计算得出南昌盆地现今大地热流值在62.26~96.95 mW/m²之间，平均值为76.22 mW/m². 热流分布具有显著“东高西低”特征. 基于对大地热流特征的研究，结合区内热储赋存条件，认为昌北-莲塘和璜溪-厚田两个区域有较好的地热资源勘查前景. 地球科学. 2026 51(2): 703-721.

藏北白垩纪构造演化与铜金成矿作用

柏佳伟, 范建军, 侯鑫雨, 张博川, 孙思霖, 王洋, 吕峻浦 — 2026-02-25

柏佳伟, 范建军, 侯鑫雨, 张博川, 孙思霖, 王洋, 吕峻浦藏北白垩纪构造演化存在较大争议，严重制约了高原隆升和藏北世界级规模铜金资源成矿背景的准确认识. 为重建藏北白垩纪演化，对藏北西部吉普三队、松西和日土岩浆岩开展了综合研究. 结果显示，吉普三队和松西岩浆岩分别形成于~120和~110 Ma，均为Ⅰ型高钾钙碱性花岗岩，经历了复杂的熔融、同化、储存、均一化过程，是中特提斯洋俯冲作用的产物. 日土岩浆岩形成于~90 Ma，为富Nb型辉长岩和A型花岗岩组成的双峰式岩浆作用，是造山后伸展事件的产物. 从120~110 Ma至~90 Ma，藏北西部经历了由俯冲向碰撞转变的洋陆转换过程. 利用壳源岩浆岩反演其形成时的地壳厚度和壳源物质贡献度的结果表明，藏北西部在160~100 Ma具有正常的陆壳厚度（~30 km），但~100 Ma之后，地壳明显增厚，~90 Ma时，地壳厚度（~60 km）已超现今伊朗高原. ~110 Ma时，地壳物质贡献度达到峰值，预示着初始碰撞. 综合上述研究，结合区域晚白垩世磨拉石和混杂岩资料，提出中特提斯洋在白垩纪经历了从东向西的穿时洋陆转换，其中藏北西部洋陆转换发生在110~96 Ma. 中特提斯洋闭合后，拉萨-羌塘碰撞导致了藏北显著的地壳加厚和地表隆升，其隆升规模至少堪比现今的伊朗高原. 穿时洋陆转换及造山过程促使岩浆熔体氧逸度的升高，为藏北巨量铜金资源富集成矿创造了有利条件. 本研究从岩浆岩角度重建了藏北白垩纪洋陆转换与造山过程，为造山带形成演化和成矿作用研究提供了经典实例. 地球科学. 2026 51(2): 722-743.

表面铁膜主导的丹霞红：我国南方典型丹霞地层铁的赋存状态研究

刘振康, 倪凤娟, 黎广荣, 郭福生, 王超, 朱素雯, 秦澳, 刘富军, 陈留勤 — 2026-02-25

刘振康, 倪凤娟, 黎广荣, 郭福生, 王超, 朱素雯, 秦澳, 刘富军, 陈留勤丹霞地貌在我国南方地区广泛发育，其红色的特征是主要的地貌判别标志之一. 前人的研究成果显示丹霞的红色成因与地层中的铁有关，但是对于铁的赋存状态并未进行深入研究. 通过对采自广东省丹霞山及江西省龙虎山两个典型丹霞地貌区的样品进行矿物组成、地球化学及铁的赋存状态研究，结果表明：（1）广东丹霞山及江西龙虎山丹霞地层样品的岩性主要为砾岩与砂岩，主要的矿物组成是石英与长石，含有少量的粘土及铁氧化物，岩体致密坚硬，固结程度高，多为铁质胶结.（2）地球化学分析显示，二者的SiO₂的含量最高，Al₂O₃次之，TFe₂O₃与FeO的含量较低，铁氧化物主要是赤铁矿，它是极高效的显色剂，通过高效的地球化学过程，以最显色的矿物形式，富集在了颗粒表面.（3）穆斯堡尔谱分析显示二者地层中铁均以氧化物铁及粘土铁的形式赋存，其中三价铁离子远高于二价铁离子的含量. 综合来看，铁在丹霞地层中的含量较低，但是以铁氧化物的形式吸附和沉淀在石英、长石等矿物的表面，以及粘土矿物的表面和层间，形成极薄的赤铁矿包膜，致使地层呈现红色. 地球科学. 2026 51(2): 744-755.

岩石主微量元素的便携式X射线荧光光谱仪分析校准及应用

赵森, 王鑫玉, 孙明道 — 2026-02-25

赵森, 王鑫玉, 孙明道便携式X射线荧光光谱仪（pXRF）能够快速无损地原位分析常见岩石的主微量元素组成. 为提高pXRF在地质样品分析中的准确性，选取了39件地质参考物质，包括火成岩、碳酸盐岩、碎屑沉积岩和沉积物等，使用Olympus Vanta pXRF对其粉末压片进行测定分析，并依据实测元素含量的多次测定平均值与参考物质推荐值之间的相关关系建立校准曲线. 确定了TiO₂、Sr、Zr、Y、Nb、Cu本身良好的精密度和准确度；发现了SiO₂和CaO含量在碳酸盐岩与火成岩、碎屑沉积岩-水系沉积物-土壤之间受基体效应影响明显，需对其分别建立不同的校准方程进行校准；此外，通过回归分析，显著提高了Al₂O₃、Fe₂O₃^T、MnO、K₂O、Rb、Zr、Pb、Zn、Cr、Ni、Nb元素的测量准确性. 而后选取燕山科学钻探的凌源钻孔（YSDP-4）前150 m岩心为研究对象，将其pXRF校正前后的数据与熔片法进行对比，结果证实校准后的数据与全岩粉末数据更加贴合. 结果证实通过该方法可以有效提高数据准确度，并扩展了pXRF仪器在岩心快速扫描分析中的广泛应用潜力. 地球科学. 2026 51(2): 756-766.

亚洲地区晚侏罗至早白垩世陆地脊椎动物生态功能多样性演化

喻宇宸, 黄元耕, 冯学谦, 王向东, 赵赫, 郭镇, 李子珩, 黄鑫月, 曹田靖, 辛佰仑, 陈中强 — 2026-02-25

喻宇宸, 黄元耕, 冯学谦, 王向东, 赵赫, 郭镇, 李子珩, 黄鑫月, 曹田靖, 辛佰仑, 陈中强在侏罗纪-白垩纪转折期，全球生态系统经历显著重组，约20%的海洋生物灭绝，陆地上鳄形目、翼龙及四足动物多样性锐减，体型较大的类群受影响尤甚. 然而，该时期陆地生态多样性的演化仍缺乏系统约束. 亚洲地区保存连续的晚侏罗世至早白垩世地层，脊椎动物化石丰富，为重建该转折期陆地生态演化提供理想材料. 收集亚洲脊椎动物出现记录，结合生活习性、食性与体型信息建立生态分类体系，并通过体型量化与重采样校正采样偏差. 结果显示，大型蜥臀目恐龙（下降50%~80%）、龟类（40%~50%）和哺乳动物（60%~70%）多样性显著下降，而淡水鱼类及部分爬行动物受影响较小. 生态空间分析表明，该转折期亚洲陆地生态系统在物种多样性与功能结构上均发生显著调整. 此外，相关性分析表明植被更替促进了水生类群多样性上升，而气候变暖与干旱化趋势对陆生类群多样性产生明显抑制作用. 地球科学. 2026 51(2): 767-778.