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2016年 41卷 第4期
摘要
2016, 41(4): 555-569.
doi: 10.3799/dqkx.2016.046
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摘要:
对造山带中岩浆作用的研究可以为构造演化提供约束.兴蒙造山带中段乌兰敖包图一带出露一套早古生代早期的闪长质侵入岩(石英闪长岩和闪长岩)，具有俯冲带型侵入岩的岩石组合和地球化学特征，标志着早古生代古亚洲洋的俯冲事件.通过锆石LA-MC-ICPMS U-Pb定年，在石英闪长岩和闪长岩中分别获得了474.0±1.8 Ma和487.8 ±1.9 Ma的年龄，属于晚寒武世－早奥陶世.锆石原位Hf同位素分析表明，乌兰敖包图侵入岩具有富集的Hf同位素组成，176Hf/177Hf范围为0.282 123~0.282 304，εHf(t)均为负值(两件样品的平均值分别为－10.84和－8.53)，二阶段模式年龄为古元古代(范围为1 851~2 250 Ma)，表明这套侵入岩源于古元古代中期再循环地壳物质.岩石地球化学分析显示，石英闪长岩和闪长岩具有中等SiO2含量(56.52%~66.06%)，较高的Na2O(2.60%~6.81%)、Al2O3(14.69%~18.35%)、CaO(0.57%~6.58%，平均值为3.97%)含量，低的K2O(0.73%~2.94%)、TFeO、MgO含量，Na2O/K2O比值较高(0.92~5.66，平均值为3.19)；微量元素具有Rb、Ba、Th、U、Sr、K等大离子亲石元素的富集以及Nb、Ta、P、Ti等高场强元素的亏损；稀土总量较低，轻稀土富集，具有较弱的Eu负异常(δEu范围为0.76~0.99).地球化学特征以及锆石Hf同位素组成表明，乌兰敖包图早古生代侵入岩在主动大陆边缘的构造背景之下，由古老地壳物质熔融形成的，代表了兴蒙造山带中段早古生代早期的俯冲事件，将兴蒙造山带中段早古生代北部岩浆岩带向东延伸，并且佐证了锡林浩特地区存在前寒武纪基底.
对造山带中岩浆作用的研究可以为构造演化提供约束.兴蒙造山带中段乌兰敖包图一带出露一套早古生代早期的闪长质侵入岩(石英闪长岩和闪长岩)，具有俯冲带型侵入岩的岩石组合和地球化学特征，标志着早古生代古亚洲洋的俯冲事件.通过锆石LA-MC-ICPMS U-Pb定年，在石英闪长岩和闪长岩中分别获得了474.0±1.8 Ma和487.8 ±1.9 Ma的年龄，属于晚寒武世－早奥陶世.锆石原位Hf同位素分析表明，乌兰敖包图侵入岩具有富集的Hf同位素组成，176Hf/177Hf范围为0.282 123~0.282 304，εHf(t)均为负值(两件样品的平均值分别为－10.84和－8.53)，二阶段模式年龄为古元古代(范围为1 851~2 250 Ma)，表明这套侵入岩源于古元古代中期再循环地壳物质.岩石地球化学分析显示，石英闪长岩和闪长岩具有中等SiO2含量(56.52%~66.06%)，较高的Na2O(2.60%~6.81%)、Al2O3(14.69%~18.35%)、CaO(0.57%~6.58%，平均值为3.97%)含量，低的K2O(0.73%~2.94%)、TFeO、MgO含量，Na2O/K2O比值较高(0.92~5.66，平均值为3.19)；微量元素具有Rb、Ba、Th、U、Sr、K等大离子亲石元素的富集以及Nb、Ta、P、Ti等高场强元素的亏损；稀土总量较低，轻稀土富集，具有较弱的Eu负异常(δEu范围为0.76~0.99).地球化学特征以及锆石Hf同位素组成表明，乌兰敖包图早古生代侵入岩在主动大陆边缘的构造背景之下，由古老地壳物质熔融形成的，代表了兴蒙造山带中段早古生代早期的俯冲事件，将兴蒙造山带中段早古生代北部岩浆岩带向东延伸，并且佐证了锡林浩特地区存在前寒武纪基底.
2016, 41(4): 570-585.
doi: 10.3799/dqkx.2016.047
摘要:
林山岩群是华北克拉通中部造山带南缘前寒武纪结晶基底的一部分，它对于探讨中部造山带碰撞时代及其在克拉通南缘的分布具有重要意义.选择林山岩群主体的变基性岩(斜长角闪片岩)为主要研究对象，利用锆石U-Pb定年和岩石地球化学方法，获得的结果表明斜长角闪片岩样品锆石多呈长柱状，且外形不规则，具弱分带、斑杂状分带和扇形分带结构，其中少量锆石保留有早期原岩残留的岩浆核.锆石核部具岩浆振荡环带特征，大部分Th/U比值范围为0.10~9.24，且外形不规则，边部具溶蚀结构；绝大部分锆石具弱分带、斑杂状分带和扇形分带结构，以及低Th/U比值范围为0~0.09，个别比值为0.12，显示为典型的变质锆石特征.LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明该斜长角闪片岩的核部残留加权平均年龄为2 528±43 Ma(MSWD=1.5，n=10)，经历变质作用的加权平均时限为2 474±22 Ma(MSWD=1.3，n=21).全岩地球化学结果显示林山岩群变基性岩贫硅(47.70%~50.77%，平均值为48.90%)和低钾(0.56%~1.78%，平均值为1.13%)，轻、重稀土分异较弱，亏损微量元素Nb、Th、Ti、Zr等高场强元素，且具有低的微量元素Zr含量(＜130×10-6)和Zr/Y比值(＜4).这些特征表明林山岩群形成于俯冲作用背景下的岛弧环境.因此，上述证据共同反映了华北克拉通东、西陆块碰撞产物的中部造山带经历了新太古代晚期-古元古代早期的俯冲碰撞造山作用.
林山岩群是华北克拉通中部造山带南缘前寒武纪结晶基底的一部分，它对于探讨中部造山带碰撞时代及其在克拉通南缘的分布具有重要意义.选择林山岩群主体的变基性岩(斜长角闪片岩)为主要研究对象，利用锆石U-Pb定年和岩石地球化学方法，获得的结果表明斜长角闪片岩样品锆石多呈长柱状，且外形不规则，具弱分带、斑杂状分带和扇形分带结构，其中少量锆石保留有早期原岩残留的岩浆核.锆石核部具岩浆振荡环带特征，大部分Th/U比值范围为0.10~9.24，且外形不规则，边部具溶蚀结构；绝大部分锆石具弱分带、斑杂状分带和扇形分带结构，以及低Th/U比值范围为0~0.09，个别比值为0.12，显示为典型的变质锆石特征.LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明该斜长角闪片岩的核部残留加权平均年龄为2 528±43 Ma(MSWD=1.5，n=10)，经历变质作用的加权平均时限为2 474±22 Ma(MSWD=1.3，n=21).全岩地球化学结果显示林山岩群变基性岩贫硅(47.70%~50.77%，平均值为48.90%)和低钾(0.56%~1.78%，平均值为1.13%)，轻、重稀土分异较弱，亏损微量元素Nb、Th、Ti、Zr等高场强元素，且具有低的微量元素Zr含量(＜130×10-6)和Zr/Y比值(＜4).这些特征表明林山岩群形成于俯冲作用背景下的岛弧环境.因此，上述证据共同反映了华北克拉通东、西陆块碰撞产物的中部造山带经历了新太古代晚期-古元古代早期的俯冲碰撞造山作用.
2016, 41(4): 586-604.
doi: 10.3799/dqkx.2016.048
摘要:
柴北缘前寒武纪基底岩系发育、岩浆活动频繁，对它们进行年代学研究与对比是探索区域构造过程与成因联系的有效手段.对达肯大坂岩群西段条带状混合片麻岩、黑云斜长片麻岩、二云斜长石英片岩及侵入其中的片麻状石英闪长岩进行了物质组成及变质－变形特征研究.LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素年代学测试均获得了达肯大坂岩群约460 Ma和约430 Ma两组峰值年龄信息.结合区域构造演化，认为约460 Ma的次峰值年龄是柴北缘早古生代大陆深俯冲过程中构造－岩浆事件的地质记录；而约430 Ma变质作用时代与片麻状石英闪长岩的结晶年龄(429.0±4.1 Ma)基本一致，结合片麻状石英闪长岩地球化学及达肯大坂岩群锆石稀土元素特征，认为该期变质作用为同期岩浆事件导致的构造－热事件的响应.片麻状石英闪长岩具有明显亏损Nb-Ta、Zr-Hf等高场强元素，富集Pb，指示了与板块俯冲作用相关的造山岩浆作用特征.该研究可为进一步揭示欧龙布鲁克地块西段早古生代构造－热事件的性质提供重要信息.
柴北缘前寒武纪基底岩系发育、岩浆活动频繁，对它们进行年代学研究与对比是探索区域构造过程与成因联系的有效手段.对达肯大坂岩群西段条带状混合片麻岩、黑云斜长片麻岩、二云斜长石英片岩及侵入其中的片麻状石英闪长岩进行了物质组成及变质－变形特征研究.LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素年代学测试均获得了达肯大坂岩群约460 Ma和约430 Ma两组峰值年龄信息.结合区域构造演化，认为约460 Ma的次峰值年龄是柴北缘早古生代大陆深俯冲过程中构造－岩浆事件的地质记录；而约430 Ma变质作用时代与片麻状石英闪长岩的结晶年龄(429.0±4.1 Ma)基本一致，结合片麻状石英闪长岩地球化学及达肯大坂岩群锆石稀土元素特征，认为该期变质作用为同期岩浆事件导致的构造－热事件的响应.片麻状石英闪长岩具有明显亏损Nb-Ta、Zr-Hf等高场强元素，富集Pb，指示了与板块俯冲作用相关的造山岩浆作用特征.该研究可为进一步揭示欧龙布鲁克地块西段早古生代构造－热事件的性质提供重要信息.
2016, 41(4): 605-611.
doi: 10.3799/dqkx.2016.049
摘要:
贺兰山中段西侧沙漠戈壁沉积发育，生态环境脆弱，对探讨末次冰期以来气候变化与沉积响应具有重要意义.选择了腾格里沙漠东缘晚更新世晚期以来的洪积物剖面进行了初步古环境研究.在数字填图系统和野外路线调查基础上，对贺兰山中段西侧、腾格里沙漠东缘地貌第四纪沉积物进行了较详细的调查研究.在AMS14C测年基础上，从内蒙古阿拉善高原腰坝地区Qp3-Qhpl洪积剖面沉积物中获得较丰富的植硅体化石，主要类型有方型、长方型、扇型、哑铃型、齿型、帽型、尖型、平滑棒型、刺边棒型、突起棒型、三棱柱型等.此外，沉积物中赋存的大量炭屑和燃烧植硅体反映了古人类活动的历史.运用植硅体组合和温暖指数分析重建了研究区26 ka来的古植被、古气候演化，气候变化自早至晚经历了明显的干凉－暖干－暖湿－冷湿－干冷－暖干－暖湿7个阶段.洪积扇扇缘沉积环境变化反映了气候的干湿变化，且气候干湿变化与区域沙漠化和人类活动具有相关性.
贺兰山中段西侧沙漠戈壁沉积发育，生态环境脆弱，对探讨末次冰期以来气候变化与沉积响应具有重要意义.选择了腾格里沙漠东缘晚更新世晚期以来的洪积物剖面进行了初步古环境研究.在数字填图系统和野外路线调查基础上，对贺兰山中段西侧、腾格里沙漠东缘地貌第四纪沉积物进行了较详细的调查研究.在AMS14C测年基础上，从内蒙古阿拉善高原腰坝地区Qp3-Qhpl洪积剖面沉积物中获得较丰富的植硅体化石，主要类型有方型、长方型、扇型、哑铃型、齿型、帽型、尖型、平滑棒型、刺边棒型、突起棒型、三棱柱型等.此外，沉积物中赋存的大量炭屑和燃烧植硅体反映了古人类活动的历史.运用植硅体组合和温暖指数分析重建了研究区26 ka来的古植被、古气候演化，气候变化自早至晚经历了明显的干凉－暖干－暖湿－冷湿－干冷－暖干－暖湿7个阶段.洪积扇扇缘沉积环境变化反映了气候的干湿变化，且气候干湿变化与区域沙漠化和人类活动具有相关性.
2016, 41(4): 612-618.
doi: 10.3799/dqkx.2016.050
摘要:
贵州省福泉桅杆坪地区寒武系底部牛蹄塘组黑色页岩中以炭质印模的形式保存有大量宏观后生动物化石.化石微细特征保存较差，多属于疑难化石.该化石组合以化石个体较大的蠕虫状化石和疑似杆壁虫类化石为优势分子，还常见管状类化石、遗迹化石，以及少量的软舌螺、海绵骨针等化石碎片.该化石组合紧位于镍钼多金属层之上，与遵义等地区的松林生物群(牛蹄塘组下生物群)的层位相当，化石组成基本一致，但优势生物存在明显差异.福泉地区牛蹄塘组蠕虫状化石组合的发现，丰富了寒武系牛蹄塘组的生物群面貌，为研究早期后生动物演化提供了新资料和新信息.对该化石组合的进一步研究，也必将为这种特殊生物群的古环境恢复和埋藏学研究提供有利的古生物学证据.
贵州省福泉桅杆坪地区寒武系底部牛蹄塘组黑色页岩中以炭质印模的形式保存有大量宏观后生动物化石.化石微细特征保存较差，多属于疑难化石.该化石组合以化石个体较大的蠕虫状化石和疑似杆壁虫类化石为优势分子，还常见管状类化石、遗迹化石，以及少量的软舌螺、海绵骨针等化石碎片.该化石组合紧位于镍钼多金属层之上，与遵义等地区的松林生物群(牛蹄塘组下生物群)的层位相当，化石组成基本一致，但优势生物存在明显差异.福泉地区牛蹄塘组蠕虫状化石组合的发现，丰富了寒武系牛蹄塘组的生物群面貌，为研究早期后生动物演化提供了新资料和新信息.对该化石组合的进一步研究，也必将为这种特殊生物群的古环境恢复和埋藏学研究提供有利的古生物学证据.
2016, 41(4): 619-632.
doi: 10.3799/dqkx.2016.051
摘要:
古隆起是含油气盆地重要的构造单元，研究古隆起的分布及演化，并阐明其对沉积的控制作用，对于油气勘探具有重要的研究意义.通过岩心、测井资料、地震资料和野外露头的综合研究，建立了塔北西部层序地层格架，卡普沙良群内部划分为4个三级层序，在此基础上再造了卡普沙良群各层序发育时期古隆起的分布及其演化，SQ1沉积时期古隆起呈近东西向展布，横跨整个工区，由中部向东、西两侧加宽，隆起剥蚀面积为1 946 km2，SQ2时期隆起范围缩小，中部隆起被淹没，东部残余2个小的剥蚀区，西部剥蚀区范围较大，总面积约为1 365 km2，SQ3时期隆起范围进一步缩小，东部整体被淹没，西北部残余古隆起面积为899 km2，至SQ4时期古隆起消失.立足于岩心观察，结合岩矿组合、测井等资料，识别出辫状河三角洲、氧化型浅水三角洲、滨浅湖滩坝和滨浅湖4种主要的沉积体系类型.最终充分运用地震、测井、岩心及分析化验等资料，采用盆地分析的思想，综合研究了构造、古隆起、沉积古地理等要素，揭示了古隆起及源-汇体系的配置关系，研究区发育自古隆起向南北两侧供源及南部远源供源两套物源体系，北部临近隆起剥蚀区的两侧发育短物源形成的辫状河三角洲沉积，随着隆起面积的减小，辫状河三角洲分布范围逐渐减小，而南部长轴物源形成氧化型浅水三角洲沉积体系，呈现由SE向NW向逐步进积的趋势，范围逐步扩大.古隆起的发育除为区域提供物源外，还有利于岩性圈闭和地层圈闭的发育，南部的滨浅湖滩坝砂体也具有作为岩性圈闭的良好潜力.
古隆起是含油气盆地重要的构造单元，研究古隆起的分布及演化，并阐明其对沉积的控制作用，对于油气勘探具有重要的研究意义.通过岩心、测井资料、地震资料和野外露头的综合研究，建立了塔北西部层序地层格架，卡普沙良群内部划分为4个三级层序，在此基础上再造了卡普沙良群各层序发育时期古隆起的分布及其演化，SQ1沉积时期古隆起呈近东西向展布，横跨整个工区，由中部向东、西两侧加宽，隆起剥蚀面积为1 946 km2，SQ2时期隆起范围缩小，中部隆起被淹没，东部残余2个小的剥蚀区，西部剥蚀区范围较大，总面积约为1 365 km2，SQ3时期隆起范围进一步缩小，东部整体被淹没，西北部残余古隆起面积为899 km2，至SQ4时期古隆起消失.立足于岩心观察，结合岩矿组合、测井等资料，识别出辫状河三角洲、氧化型浅水三角洲、滨浅湖滩坝和滨浅湖4种主要的沉积体系类型.最终充分运用地震、测井、岩心及分析化验等资料，采用盆地分析的思想，综合研究了构造、古隆起、沉积古地理等要素，揭示了古隆起及源-汇体系的配置关系，研究区发育自古隆起向南北两侧供源及南部远源供源两套物源体系，北部临近隆起剥蚀区的两侧发育短物源形成的辫状河三角洲沉积，随着隆起面积的减小，辫状河三角洲分布范围逐渐减小，而南部长轴物源形成氧化型浅水三角洲沉积体系，呈现由SE向NW向逐步进积的趋势，范围逐步扩大.古隆起的发育除为区域提供物源外，还有利于岩性圈闭和地层圈闭的发育，南部的滨浅湖滩坝砂体也具有作为岩性圈闭的良好潜力.
2016, 41(4): 633-643.
doi: 10.3799/dqkx.2016.052
摘要:
洞庭盆地的形成与演化对长江中游乃至中国中部的地质环境变迁具有重要意义，但区内的第四纪年代地层研究一直不足.以洞庭盆地沉积中心——沅江凹陷的典型钻孔S3-7孔(孔深255.1 m)为研究对象，在详细的沉积物岩性描述和岩石地层划分的基础上，系统地进行了古地磁、ESR、AMS14C等测试，并建立了S3-7孔的年代地层序列.通过与其他两口典型钻孔的对比分析，初步建立了研究区的区域年代地层格架，结果显示洞庭盆地沉积中心下更新统底界位于各钻孔底部240~300 m，中更新统底界位于90~95 m，上更新统底界位于28~50 m，全新统底界位于1.5~3.1 m.平均沉积速率和分段线性方程的结果表明洞庭盆地覆盖第四纪区岩石地层单位的时代为：华田组的地质年龄为2 590~1 600 ka BP，湘阴组的地质年龄为1 600~920 ka BP，洞庭湖组的地质年龄为920~120 ka BP，安乡组的地质年龄为120~11 ka BP，全新统的地质年龄为11 ka BP至今.
洞庭盆地的形成与演化对长江中游乃至中国中部的地质环境变迁具有重要意义，但区内的第四纪年代地层研究一直不足.以洞庭盆地沉积中心——沅江凹陷的典型钻孔S3-7孔(孔深255.1 m)为研究对象，在详细的沉积物岩性描述和岩石地层划分的基础上，系统地进行了古地磁、ESR、AMS14C等测试，并建立了S3-7孔的年代地层序列.通过与其他两口典型钻孔的对比分析，初步建立了研究区的区域年代地层格架，结果显示洞庭盆地沉积中心下更新统底界位于各钻孔底部240~300 m，中更新统底界位于90~95 m，上更新统底界位于28~50 m，全新统底界位于1.5~3.1 m.平均沉积速率和分段线性方程的结果表明洞庭盆地覆盖第四纪区岩石地层单位的时代为：华田组的地质年龄为2 590~1 600 ka BP，湘阴组的地质年龄为1 600~920 ka BP，洞庭湖组的地质年龄为920~120 ka BP，安乡组的地质年龄为120~11 ka BP，全新统的地质年龄为11 ka BP至今.
2016, 41(4): 644-654.
doi: 10.3799/dqkx.2016.053
摘要:
玲珑和焦家矿田是胶西北地区最负盛名的两个金矿田.目前有关这两个矿田成矿研究的成果已十分丰富，但是，成矿后隆升剥蚀程度的研究尚属空白.为此，利用最近兴起的低温热年代学技术，对两个矿田成矿后剥露程度进行了尝试研究.结果表明，玲珑矿田锆石(U-Th)/He年龄主要为80~100 Ma，焦家矿田锆石(U-Th)/He年龄主要为90~105 Ma.这些年龄与前人运用其他方法获得的成岩成矿年龄不同，其不是本区岩浆－热液成矿事件的年龄，而是成矿后花岗岩隆升剥蚀的热年龄.基于锆石(U-Th)/He年龄制约，估算本区成矿后隆升剥蚀速率大致与全球造山型金矿剥露速率相当(大约60 m/Ma).玲珑矿田总体比焦家矿田成矿后多剥露了600~900 m，焦家矿田深部找矿潜力应比玲珑矿田大.
玲珑和焦家矿田是胶西北地区最负盛名的两个金矿田.目前有关这两个矿田成矿研究的成果已十分丰富，但是，成矿后隆升剥蚀程度的研究尚属空白.为此，利用最近兴起的低温热年代学技术，对两个矿田成矿后剥露程度进行了尝试研究.结果表明，玲珑矿田锆石(U-Th)/He年龄主要为80~100 Ma，焦家矿田锆石(U-Th)/He年龄主要为90~105 Ma.这些年龄与前人运用其他方法获得的成岩成矿年龄不同，其不是本区岩浆－热液成矿事件的年龄，而是成矿后花岗岩隆升剥蚀的热年龄.基于锆石(U-Th)/He年龄制约，估算本区成矿后隆升剥蚀速率大致与全球造山型金矿剥露速率相当(大约60 m/Ma).玲珑矿田总体比焦家矿田成矿后多剥露了600~900 m，焦家矿田深部找矿潜力应比玲珑矿田大.
2016, 41(4): 655-663.
doi: 10.3799/dqkx.2016.054
摘要:
高精度磁测和井中三分量磁测是行之有效的磁法勘探手段，对于隐伏区BIF型铁矿床勘查更具意义.单庄铁矿是山东省在黄河以北覆盖区发现的一处大-中型条带状磁铁石英岩矿床(banded iron formation，简称BIF)，矿体赋存于晚太古代泰山岩群山草峪组，目前已发现矿体20余个，矿体倾向南西，倾角为56°~70°，TFe平均品位为28%，mFe平均品位为22%.以单庄铁矿勘查为例，介绍了在覆盖区BIF型铁矿床勘查中的综合找矿方法.在充分了解区域地质概况和航磁异常等物探成果的基础上，在成矿有利地段实施高精度磁测和磁测剖面测量，选取最优位置进行钻孔验证.本项目的实施结果表明，在钻探过程中或终孔结束前，要重视井中三分量磁测的重要性，因为它对于井下盲矿体的圈定和井中旁侧异常的指示将会起到至关重要的作用.
高精度磁测和井中三分量磁测是行之有效的磁法勘探手段，对于隐伏区BIF型铁矿床勘查更具意义.单庄铁矿是山东省在黄河以北覆盖区发现的一处大-中型条带状磁铁石英岩矿床(banded iron formation，简称BIF)，矿体赋存于晚太古代泰山岩群山草峪组，目前已发现矿体20余个，矿体倾向南西，倾角为56°~70°，TFe平均品位为28%，mFe平均品位为22%.以单庄铁矿勘查为例，介绍了在覆盖区BIF型铁矿床勘查中的综合找矿方法.在充分了解区域地质概况和航磁异常等物探成果的基础上，在成矿有利地段实施高精度磁测和磁测剖面测量，选取最优位置进行钻孔验证.本项目的实施结果表明，在钻探过程中或终孔结束前，要重视井中三分量磁测的重要性，因为它对于井下盲矿体的圈定和井中旁侧异常的指示将会起到至关重要的作用.
2016, 41(4): 664-674.
doi: 10.3799/dqkx.2016.055
摘要:
液N2等气体辅助煤层气压裂的常规机理已较为清楚，但其低温特征对煤层物性的影响以及对压裂效果的改善机理尚未引起重视，缺乏理论认识.归纳总结了低温气体对煤岩的冷冲击作用机制，评价了地层水的结冰条件和低温气体的热物性，通过室内实验和数值模拟等手段验证和预测了液N2对煤岩及近井煤层的冷冲击效果，并进行了冷冲击机理应用潜力分析.研究结果表明，煤层气压裂过程中注入N2等低温气体对煤层进行冷冲击，可引起煤岩基质收缩和地层水结冰膨胀，使煤岩产生大量微裂缝和力学强度降低(10%~30%)，有利于实现冰晶暂堵和改善煤层气压裂效果.以沁水盆地樊庄区块3#煤层为例，当液N2注入总量为30~120 m3时，可在近井周围3~5 m内形成低温区(＜-20 ℃)，煤层孔隙度将平均增大约1.5倍，渗透率增大4倍，还可造成煤岩的拉伸和挤压破坏.利用低温气体的冷冲击机理及其产生的冰晶暂堵可以作为改进煤层气和页岩气压裂工艺的新方向.
液N2等气体辅助煤层气压裂的常规机理已较为清楚，但其低温特征对煤层物性的影响以及对压裂效果的改善机理尚未引起重视，缺乏理论认识.归纳总结了低温气体对煤岩的冷冲击作用机制，评价了地层水的结冰条件和低温气体的热物性，通过室内实验和数值模拟等手段验证和预测了液N2对煤岩及近井煤层的冷冲击效果，并进行了冷冲击机理应用潜力分析.研究结果表明，煤层气压裂过程中注入N2等低温气体对煤层进行冷冲击，可引起煤岩基质收缩和地层水结冰膨胀，使煤岩产生大量微裂缝和力学强度降低(10%~30%)，有利于实现冰晶暂堵和改善煤层气压裂效果.以沁水盆地樊庄区块3#煤层为例，当液N2注入总量为30~120 m3时，可在近井周围3~5 m内形成低温区(＜-20 ℃)，煤层孔隙度将平均增大约1.5倍，渗透率增大4倍，还可造成煤岩的拉伸和挤压破坏.利用低温气体的冷冲击机理及其产生的冰晶暂堵可以作为改进煤层气和页岩气压裂工艺的新方向.
2016, 41(4): 675-682.
doi: 10.3799/dqkx.2016.056
摘要:
摘要：在单一倾斜含水层中封存CO2时，在浮力作用下，CO2会向地层上升一侧快速运移，不利于封存安全.可在倾斜地层的上升一侧，距离CO2注入井一定位置设置注水井，创造水力屏障，以阻止CO2向上移动.建立了数值模型来探讨这一方法的有效性，分析注水位置、距离、速度等因素的影响.结果表明注水形成的水力屏障能有效阻挡CO2羽的向上迁移，且能促进CO2溶解，抽水能显著降低地层压力.为了确保能完全阻挡CO2运移，需要注水长度大于CO2羽的厚度，甚至是在全部储层注水.注水速度是影响水力屏障效果的关键因素.注水距离越近阻挡效果越好.可以在CO2羽即将到达之前注水，以减少注水量和能源消耗.
摘要：在单一倾斜含水层中封存CO2时，在浮力作用下，CO2会向地层上升一侧快速运移，不利于封存安全.可在倾斜地层的上升一侧，距离CO2注入井一定位置设置注水井，创造水力屏障，以阻止CO2向上移动.建立了数值模型来探讨这一方法的有效性，分析注水位置、距离、速度等因素的影响.结果表明注水形成的水力屏障能有效阻挡CO2羽的向上迁移，且能促进CO2溶解，抽水能显著降低地层压力.为了确保能完全阻挡CO2运移，需要注水长度大于CO2羽的厚度，甚至是在全部储层注水.注水速度是影响水力屏障效果的关键因素.注水距离越近阻挡效果越好.可以在CO2羽即将到达之前注水，以减少注水量和能源消耗.
2016, 41(4): 683-691.
doi: 10.3799/dqkx.2016.057
摘要:
大量研究表明，溶解性有机质与铁的螯合对生物可利用性铁的输出有重要影响.然而，对于天然有机质，尤其是泥炭沼泽源的酚类物质，与铁相互作用的地球化学机制仍然缺乏研究.以长白山西麓哈尼泥炭沼泽为研究对象，调查了泥炭沼泽源水体可溶性总铁、亚铁、水溶性总酚等理化指标.同时，测定了泥炭中酚酸的组成及含量，分析对比泥炭与土壤中铁的主要赋存形态.并开展了酚铁相互作用模拟实验，研究了泥炭沼泽源水体中酚铁相互作用机制.结果表明：哈尼泥炭沼泽水体中亚铁浓度与水溶性总酚浓度显著相关，说明水溶性总酚对亚铁的存在及运移有重要影响.哈尼泥炭中含有原儿茶酸、咖啡酸、没食子酸、龙胆酸、丁香酸、阿魏酸、对羟基苯甲酸、对香豆酸、水杨酸、香草酸等多种酚酸.其中，具有儿茶酚或没食子酰基结构的原儿茶酸、咖啡酸和没食子酸能与亚铁形成稳定螯合物，是泥炭沼泽源水体中Fe(Ⅱ)保持稳定并可以远距离迁移的关键.研究还表明，原儿茶酸、咖啡酸、没食子酸和龙胆酸对Fe(Ⅲ)有显着的还原作用，有利于沼泽区水体中的保持较高Fe(Ⅲ)和Fe(Ⅱ)浓度.哈尼泥炭中铁主要以活动态(可交换态、络合态和无定形态)为主，为铁的迁移、转化和循环奠定了基础.鉴于泥炭沼泽在全球的分布面积巨大以及亚铁对海洋生物有促进作用，酚酸对铁的作用机制对陆地系统向海洋输送生物可利用铁具有重要意义，并对碳循环、硫循环以及气候变化有重要影响.
大量研究表明，溶解性有机质与铁的螯合对生物可利用性铁的输出有重要影响.然而，对于天然有机质，尤其是泥炭沼泽源的酚类物质，与铁相互作用的地球化学机制仍然缺乏研究.以长白山西麓哈尼泥炭沼泽为研究对象，调查了泥炭沼泽源水体可溶性总铁、亚铁、水溶性总酚等理化指标.同时，测定了泥炭中酚酸的组成及含量，分析对比泥炭与土壤中铁的主要赋存形态.并开展了酚铁相互作用模拟实验，研究了泥炭沼泽源水体中酚铁相互作用机制.结果表明：哈尼泥炭沼泽水体中亚铁浓度与水溶性总酚浓度显著相关，说明水溶性总酚对亚铁的存在及运移有重要影响.哈尼泥炭中含有原儿茶酸、咖啡酸、没食子酸、龙胆酸、丁香酸、阿魏酸、对羟基苯甲酸、对香豆酸、水杨酸、香草酸等多种酚酸.其中，具有儿茶酚或没食子酰基结构的原儿茶酸、咖啡酸和没食子酸能与亚铁形成稳定螯合物，是泥炭沼泽源水体中Fe(Ⅱ)保持稳定并可以远距离迁移的关键.研究还表明，原儿茶酸、咖啡酸、没食子酸和龙胆酸对Fe(Ⅲ)有显着的还原作用，有利于沼泽区水体中的保持较高Fe(Ⅲ)和Fe(Ⅱ)浓度.哈尼泥炭中铁主要以活动态(可交换态、络合态和无定形态)为主，为铁的迁移、转化和循环奠定了基础.鉴于泥炭沼泽在全球的分布面积巨大以及亚铁对海洋生物有促进作用，酚酸对铁的作用机制对陆地系统向海洋输送生物可利用铁具有重要意义，并对碳循环、硫循环以及气候变化有重要影响.
2016, 41(4): 692-700.
doi: 10.3799/dakx.2016.058
摘要:
岩溶水系统非均质性是制约南方岩溶金属矿区防治水工作的关键难题之一.通过充分挖掘勘察及采掘过程中积累的水文地质资料，查明断层、岩溶、火成岩带等地质结构非均质因素的分布特征；通过绘制马坑矿区岩溶水系统7个不同时期的流场图，分析了天然条件及疏干降水条件下矿区岩溶水系统的特点，得出断层及岩溶发育控制着岩溶水的强径流带，可作为超前探水及疏干降水的主要目标；而火成岩局部隔水带的隔水作用使矿区岩溶水表现出强烈的不统一性，利用局部隔水带对矿区岩溶水进行分期防治，可尽快解放该区矿体，增加矿区产量，对马坑矿区长期发展具有重要意义.
岩溶水系统非均质性是制约南方岩溶金属矿区防治水工作的关键难题之一.通过充分挖掘勘察及采掘过程中积累的水文地质资料，查明断层、岩溶、火成岩带等地质结构非均质因素的分布特征；通过绘制马坑矿区岩溶水系统7个不同时期的流场图，分析了天然条件及疏干降水条件下矿区岩溶水系统的特点，得出断层及岩溶发育控制着岩溶水的强径流带，可作为超前探水及疏干降水的主要目标；而火成岩局部隔水带的隔水作用使矿区岩溶水表现出强烈的不统一性，利用局部隔水带对矿区岩溶水进行分期防治，可尽快解放该区矿体，增加矿区产量，对马坑矿区长期发展具有重要意义.
2016, 41(4): 701-710.
doi: 10.3799/dqkx.2016.059
摘要:
四川省大渡河上某水电站目前正处于施工阶段，大坝基坑防渗墙已基本完成施工，但基坑涌水量较大，为评价防渗墙的防渗效果，在两防渗墙间开展了2组抽水试验.根据研究区边界条件，利用综合井函数法初步求取了基坑砂砾层的水文地质参数，并在此基础上采用数值法(groundwater modeling system, GMS)建立水流模型，进行参数的识别、验证，研究表明综合井函数法得到的砂砾含水层渗透系数为19.13~32.24 m/d，GMS拟合得到的渗透系数为26.00 m/d.此外，数值模拟拟合得到的主、副防渗墙渗透系数较小(0.01~0.02 m/d)，说明两防渗墙防渗效果较好.
四川省大渡河上某水电站目前正处于施工阶段，大坝基坑防渗墙已基本完成施工，但基坑涌水量较大，为评价防渗墙的防渗效果，在两防渗墙间开展了2组抽水试验.根据研究区边界条件，利用综合井函数法初步求取了基坑砂砾层的水文地质参数，并在此基础上采用数值法(groundwater modeling system, GMS)建立水流模型，进行参数的识别、验证，研究表明综合井函数法得到的砂砾含水层渗透系数为19.13~32.24 m/d，GMS拟合得到的渗透系数为26.00 m/d.此外，数值模拟拟合得到的主、副防渗墙渗透系数较小(0.01~0.02 m/d)，说明两防渗墙防渗效果较好.
2016, 41(4): 711-717.
doi: 10.3799/dqkx.2016.060
摘要:
滑坡的时间-位移曲线一般具有3个阶段特征，即初始变形阶段、等速变形阶段和加速变形阶段，不同演化阶段加速度具有不同的变化特点.目前往往是依据对加速度曲线特征的分析来人为划分演化阶段，缺少相应的理论支持和定量计算.针对上述问题，选取月降雨量、月库水位高程变化量对滑坡的累计位移建立多因素的时间序列预测模型.然后利用Chow分割点检验理论，以所建模型中F和LR统计量最大值点作为分割点对滑坡演化阶段进行划分.以新滩滑坡和三峡库区白水河滑坡为例，利用累计位移、降雨及库水位变化数据进行计算验证.结果表明，对多元时间序列模型进行Chow分割点检验可对滑坡的演化阶段进行准确划分，为滑坡的临滑预警预报提供重要判据.
滑坡的时间-位移曲线一般具有3个阶段特征，即初始变形阶段、等速变形阶段和加速变形阶段，不同演化阶段加速度具有不同的变化特点.目前往往是依据对加速度曲线特征的分析来人为划分演化阶段，缺少相应的理论支持和定量计算.针对上述问题，选取月降雨量、月库水位高程变化量对滑坡的累计位移建立多因素的时间序列预测模型.然后利用Chow分割点检验理论，以所建模型中F和LR统计量最大值点作为分割点对滑坡演化阶段进行划分.以新滩滑坡和三峡库区白水河滑坡为例，利用累计位移、降雨及库水位变化数据进行计算验证.结果表明，对多元时间序列模型进行Chow分割点检验可对滑坡的演化阶段进行准确划分，为滑坡的临滑预警预报提供重要判据.
2016, 41(4): 718-728.
doi: 10.3799/dqkx.2016.061
摘要:
中、西太平洋海山区是富钴结壳的重要富集区，钙质远洋沉积、碳酸盐岩沉积及重力作用引起的滑塌沉积是海山山顶和斜坡的主要沉积类型，它们的空间分布规律对于富钴结壳的分布至关重要.在国内首次利用EM122多波束回波强度资料对中太平洋潜鱼海山进行了底质类型研究，对回波强度资料进行处理和统计分类，并与浅地层剖面和地质取样结果对比，分析得出了4种底质类型，即富钴结壳、钙质远洋沉积、碳酸盐岩基底及碎屑流沉积.这几种底质类型具有不同的回波强度特征，其中富钴结壳区表现为均一的回波强度高值特征；钙质远洋沉积区表现为均一的回波强度低值特征，二者回波强度值相差约20 dB.结果显示潜鱼海山山顶仅局部发育钙质远洋沉积，大部分为碳酸盐岩基底出露区，山顶边缘及侧翼山脊处为主要的富钴结壳分布区.此外，该海山存在3处较大规模的重力滑塌沉积区，主要为碎屑流沉积.
中、西太平洋海山区是富钴结壳的重要富集区，钙质远洋沉积、碳酸盐岩沉积及重力作用引起的滑塌沉积是海山山顶和斜坡的主要沉积类型，它们的空间分布规律对于富钴结壳的分布至关重要.在国内首次利用EM122多波束回波强度资料对中太平洋潜鱼海山进行了底质类型研究，对回波强度资料进行处理和统计分类，并与浅地层剖面和地质取样结果对比，分析得出了4种底质类型，即富钴结壳、钙质远洋沉积、碳酸盐岩基底及碎屑流沉积.这几种底质类型具有不同的回波强度特征，其中富钴结壳区表现为均一的回波强度高值特征；钙质远洋沉积区表现为均一的回波强度低值特征，二者回波强度值相差约20 dB.结果显示潜鱼海山山顶仅局部发育钙质远洋沉积，大部分为碳酸盐岩基底出露区，山顶边缘及侧翼山脊处为主要的富钴结壳分布区.此外，该海山存在3处较大规模的重力滑塌沉积区，主要为碎屑流沉积.
