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2022年 47卷 第2期
摘要
2022, 47(2): 387-404.
doi: 10.3799/dqkx.2021.047
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摘要:
研究拉萨地块北缘中晚侏罗世盆地类型、演化对重塑班公湖-怒江结合带及邻区构造-古地理和含油气盆地评价具有重要的意义.通过对那曲县城北部的中上侏罗统拉贡塘组进行了沉积特征分析和碎屑锆石U-Pb测年.结果表明，该组一段为陡坡型三角洲沉积，下部的碎屑流显示出向南东流动的特点；二段主要为潮坪-混积陆棚沉积；一段下部的石英杂砂岩、二段下部的石英细砂岩的碎屑锆石年龄范围分别为2 611~216 Ma和2 800~152 Ma.综合研究表明，该区中晚侏罗世盆地为受班公湖-怒江结合带控制的周缘前陆盆地，具有双物源的特征；152 Ma±，该区经历了由复理石盆地向磨拉石盆地的转换；同时，结合带内部逆冲推覆活动较强，形成以莎木罗组为标志的新的前陆盆地.
研究拉萨地块北缘中晚侏罗世盆地类型、演化对重塑班公湖-怒江结合带及邻区构造-古地理和含油气盆地评价具有重要的意义.通过对那曲县城北部的中上侏罗统拉贡塘组进行了沉积特征分析和碎屑锆石U-Pb测年.结果表明，该组一段为陡坡型三角洲沉积，下部的碎屑流显示出向南东流动的特点；二段主要为潮坪-混积陆棚沉积；一段下部的石英杂砂岩、二段下部的石英细砂岩的碎屑锆石年龄范围分别为2 611~216 Ma和2 800~152 Ma.综合研究表明，该区中晚侏罗世盆地为受班公湖-怒江结合带控制的周缘前陆盆地，具有双物源的特征；152 Ma±，该区经历了由复理石盆地向磨拉石盆地的转换；同时，结合带内部逆冲推覆活动较强，形成以莎木罗组为标志的新的前陆盆地.
2022, 47(2): 405-417.
doi: 10.3799/dqkx.2021.087
摘要:
迄今，尼泊尔及其南侧邻区元古宙以来的构造-沉积演化尚缺乏系统性研究.为了促进区域地质认识，结合前人研究成果及新的研究发现，对尼泊尔低喜马拉雅带及以南的构造-沉积演化首次进行系统性总结与讨论.结果表明：尼泊尔低喜马拉雅带及以南与印度地盾北缘在地质历史中的构造-沉积演化息息相关，且自元古宙以来，发育了被动大陆边缘→陆内裂谷→被动大陆边缘→前陆盆地等不同构造演化阶段的沉积响应；尼泊尔西部的Dailekh群属于~1.8 Ga以前或前哥伦比亚超大陆之前的被动大陆边缘沉积；Vindhyan超群为下断上坳的陆内裂谷沉积，尼泊尔境内的Lakharpata群相当于下Vindhyan群；Gondwana超大陆裂解导致由北往南形成一系列初始发育时间越来越晚的裂谷盆地；Surkhet群至Siwalik群为被动大陆边缘至前陆盆地沉积，其中，Surkhet群Swat/Subathu组是喜马拉雅南侧地质历史上最后一套海相沉积地层，也是被动大陆边缘向前陆盆地转换期的沉积响应；Siwalik群大规模的磨拉石建造标志着喜马拉雅快速和大幅度隆升，该群沉积成岩后，印度-欧亚板块进一步的挤压作用导致了地质历史上迄今为止最后一次强烈的构造运动，形成MFT与Siwalik褶皱带，并奠定了喜马拉雅带现今构造格局.
迄今，尼泊尔及其南侧邻区元古宙以来的构造-沉积演化尚缺乏系统性研究.为了促进区域地质认识，结合前人研究成果及新的研究发现，对尼泊尔低喜马拉雅带及以南的构造-沉积演化首次进行系统性总结与讨论.结果表明：尼泊尔低喜马拉雅带及以南与印度地盾北缘在地质历史中的构造-沉积演化息息相关，且自元古宙以来，发育了被动大陆边缘→陆内裂谷→被动大陆边缘→前陆盆地等不同构造演化阶段的沉积响应；尼泊尔西部的Dailekh群属于~1.8 Ga以前或前哥伦比亚超大陆之前的被动大陆边缘沉积；Vindhyan超群为下断上坳的陆内裂谷沉积，尼泊尔境内的Lakharpata群相当于下Vindhyan群；Gondwana超大陆裂解导致由北往南形成一系列初始发育时间越来越晚的裂谷盆地；Surkhet群至Siwalik群为被动大陆边缘至前陆盆地沉积，其中，Surkhet群Swat/Subathu组是喜马拉雅南侧地质历史上最后一套海相沉积地层，也是被动大陆边缘向前陆盆地转换期的沉积响应；Siwalik群大规模的磨拉石建造标志着喜马拉雅快速和大幅度隆升，该群沉积成岩后，印度-欧亚板块进一步的挤压作用导致了地质历史上迄今为止最后一次强烈的构造运动，形成MFT与Siwalik褶皱带，并奠定了喜马拉雅带现今构造格局.
2022, 47(2): 418-436.
doi: 10.3799/dqkx.2021.097
摘要:
东天山受印度-欧亚板块碰撞的远程影响，新构造活跃，同时在气候影响下地表侵蚀速率有明显的空间差异，是探讨构造活动、地表过程和气候变化相互作用的理想区域；而反映构造变形的断层滑移量和地形起伏度是理解构造和气候相互作用的重要参数.通过三维地震反射深度剖面解译构建东天山阜康断裂带西端古牧地背斜三维构造几何形态，发现阜康断裂带断层倾角约为40°~50°，发育断层传播褶皱，且构造变形起始于断层中部（甘河子附近），逐渐向东西两侧传播.断层滑移量（Sl）与地形起伏度（△H）呈线性相关，基于两者的线性关系，计算获得阜康断裂带中部最大剥蚀量约5.05 km，最大缩短量约为9.20 km，剥蚀速率约为0.38~0.60 mm/a.阜康断裂带比北天山吐谷鲁背斜处的断层倾角更陡，但两处地形起伏度均为断层滑移量的~1/10，说明残余地形主要受控于造山楔构造和侵蚀的动态平衡作用.
东天山受印度-欧亚板块碰撞的远程影响，新构造活跃，同时在气候影响下地表侵蚀速率有明显的空间差异，是探讨构造活动、地表过程和气候变化相互作用的理想区域；而反映构造变形的断层滑移量和地形起伏度是理解构造和气候相互作用的重要参数.通过三维地震反射深度剖面解译构建东天山阜康断裂带西端古牧地背斜三维构造几何形态，发现阜康断裂带断层倾角约为40°~50°，发育断层传播褶皱，且构造变形起始于断层中部（甘河子附近），逐渐向东西两侧传播.断层滑移量（Sl）与地形起伏度（△H）呈线性相关，基于两者的线性关系，计算获得阜康断裂带中部最大剥蚀量约5.05 km，最大缩短量约为9.20 km，剥蚀速率约为0.38~0.60 mm/a.阜康断裂带比北天山吐谷鲁背斜处的断层倾角更陡，但两处地形起伏度均为断层滑移量的~1/10，说明残余地形主要受控于造山楔构造和侵蚀的动态平衡作用.
2022, 47(2): 437-451.
doi: 10.3799/dqkx.2021.073
摘要:
学者们对塔里木盆地顺北地区的下古生界走滑断裂带活动期次、发育时间、分段性和内部结构差异展开过一些研究，但尚未达成共识.厘清断距和断层宽度的分段差异.有助于对该地区走滑断裂展开更详细的研究.以200 m水平间距统计下古生界走滑断裂断距和断层宽度，采用线性拟合的方式落实断距与断层宽度之间的定量关系.结果表明：（1）顺北1号走滑断裂上覆志留系中的雁列正断层以T70界面为主要活动界面且以向上发育为主.顺北5号断裂T74界面的压脊活动在加里东中期Ⅰ幕开始并在加里东中期Ⅲ幕之前停止，对应上覆加里东晚期的地堑构造以T70为主要活动界面且主要向下发育.（2）以T74界面为基准，认为走滑断层断距（x）与断层宽度（y）呈良好的正相关关系.顺北1号断裂：y=42.206x+137.74，r2=0.7404；顺北5号断裂：y=0.072 6x2+15.85x+196.95，r2=0.774 9.相关系数受走滑断裂的分段性和晚期活动叠加影响.拉分活动容易产生更宽的破碎带.
学者们对塔里木盆地顺北地区的下古生界走滑断裂带活动期次、发育时间、分段性和内部结构差异展开过一些研究，但尚未达成共识.厘清断距和断层宽度的分段差异.有助于对该地区走滑断裂展开更详细的研究.以200 m水平间距统计下古生界走滑断裂断距和断层宽度，采用线性拟合的方式落实断距与断层宽度之间的定量关系.结果表明：（1）顺北1号走滑断裂上覆志留系中的雁列正断层以T70界面为主要活动界面且以向上发育为主.顺北5号断裂T74界面的压脊活动在加里东中期Ⅰ幕开始并在加里东中期Ⅲ幕之前停止，对应上覆加里东晚期的地堑构造以T70为主要活动界面且主要向下发育.（2）以T74界面为基准，认为走滑断层断距（x）与断层宽度（y）呈良好的正相关关系.顺北1号断裂：y=42.206x+137.74，r2=0.7404；顺北5号断裂：y=0.072 6x2+15.85x+196.95，r2=0.774 9.相关系数受走滑断裂的分段性和晚期活动叠加影响.拉分活动容易产生更宽的破碎带.
2022, 47(2): 452-463.
doi: 10.3799/dqkx.2020.234
摘要:
随着全球能源需求日益增长，砂砾岩油气藏研究逐步深入，新疆准噶尔盆地玛湖大型砾岩油藏、渤海海域渤中19-6大型整装凝析气田及珠江口盆地H6-6构造超百亿方天然气勘探获重大发现，使得砂砾岩体成为油气勘探新领域.基于镜下薄片、扫描电镜与振幅-方差体地震属性分级-拾取-融合分析，综合表征砂砾岩储层中凝灰质性质、分布、来源及其对储层物性与含油气性影响.结果表明弥散分布凝灰质是H6-6构造古近系规模性砂砾岩储层异常的内在原因，其中文昌组和恩平组存在3个火山口，文昌期火山活动持续强烈，以基性和中酸性岩浆溢流或爆炸式喷发，凝灰质大多以相对粗的火山碎屑颗粒形式存在，缺少细粒凝灰质充填孔隙；恩平期火山活动减弱，以中酸性岩浆爆炸式喷发，凝灰质多以细粒凝灰质充填粒间孔隙，对储层破坏作用明显，整体上低凝灰质含量有利于储层孔隙保存，储层含油性好.系统解析砂砾岩储层中凝灰质成因机制对揭示珠江口盆地古近系形成演化有理论意义，同时可服务大中型砂砾岩油气田的勘探需求.
随着全球能源需求日益增长，砂砾岩油气藏研究逐步深入，新疆准噶尔盆地玛湖大型砾岩油藏、渤海海域渤中19-6大型整装凝析气田及珠江口盆地H6-6构造超百亿方天然气勘探获重大发现，使得砂砾岩体成为油气勘探新领域.基于镜下薄片、扫描电镜与振幅-方差体地震属性分级-拾取-融合分析，综合表征砂砾岩储层中凝灰质性质、分布、来源及其对储层物性与含油气性影响.结果表明弥散分布凝灰质是H6-6构造古近系规模性砂砾岩储层异常的内在原因，其中文昌组和恩平组存在3个火山口，文昌期火山活动持续强烈，以基性和中酸性岩浆溢流或爆炸式喷发，凝灰质大多以相对粗的火山碎屑颗粒形式存在，缺少细粒凝灰质充填孔隙；恩平期火山活动减弱，以中酸性岩浆爆炸式喷发，凝灰质多以细粒凝灰质充填粒间孔隙，对储层破坏作用明显，整体上低凝灰质含量有利于储层孔隙保存，储层含油性好.系统解析砂砾岩储层中凝灰质成因机制对揭示珠江口盆地古近系形成演化有理论意义，同时可服务大中型砂砾岩油气田的勘探需求.
2022, 47(2): 464-478.
doi: 10.3799/dqkx.2021.099
摘要:
油气运移滞后效应是指油气从烃源岩中生成并排出的时间早，而聚集成藏的时间晚，油气经历了长时间长距离运移，已聚集成藏的油气相态与成熟度低于现今烃源岩成熟演化的现象.这种油气运移滞后效应在东部新生代陆相断陷盆地中普遍存在，在斜坡带表现最为明显.通过利用地球化学分析，平衡剖面技术、盆地模拟、包裹体分析等手段，对渤海海域莱州湾凹陷各成藏要素的时空耦合关系进行研究，认为研究区存在明显的油气运移滞后效应及超晚期成藏，主要表现在：莱州湾凹陷沙四段烃源岩在东营组中晚期已进入排烃期，而浅层圈闭形成于新构造运动时期，油气主要充注期则在2 Ma至今；且油气成藏呈现出靠近北洼的构造成藏时间早，远离北洼的构造成藏时间晚，深部层系成藏时间早，浅部层系成藏时间晚的规律.此外，还对油气运移滞后效应的成因进行探讨，认为构造运动对烃源岩生排烃进程与油气垂向运移控制作用、油气差异聚集原理控制油气充注次序以及烃源岩层段发育的超压阻滞流体的运移是油气运移滞后效应产生的主要因素.
油气运移滞后效应是指油气从烃源岩中生成并排出的时间早，而聚集成藏的时间晚，油气经历了长时间长距离运移，已聚集成藏的油气相态与成熟度低于现今烃源岩成熟演化的现象.这种油气运移滞后效应在东部新生代陆相断陷盆地中普遍存在，在斜坡带表现最为明显.通过利用地球化学分析，平衡剖面技术、盆地模拟、包裹体分析等手段，对渤海海域莱州湾凹陷各成藏要素的时空耦合关系进行研究，认为研究区存在明显的油气运移滞后效应及超晚期成藏，主要表现在：莱州湾凹陷沙四段烃源岩在东营组中晚期已进入排烃期，而浅层圈闭形成于新构造运动时期，油气主要充注期则在2 Ma至今；且油气成藏呈现出靠近北洼的构造成藏时间早，远离北洼的构造成藏时间晚，深部层系成藏时间早，浅部层系成藏时间晚的规律.此外，还对油气运移滞后效应的成因进行探讨，认为构造运动对烃源岩生排烃进程与油气垂向运移控制作用、油气差异聚集原理控制油气充注次序以及烃源岩层段发育的超压阻滞流体的运移是油气运移滞后效应产生的主要因素.
2022, 47(2): 479-489.
doi: 10.3799/dqkx.2021.071
摘要:
为了确定鄂尔多斯盆地苏里格气田的成藏年代，通过提取砂岩储层中的黏土质填隙物，分离分级成 < 0.5、0.5~1.0、1.0~2.0μm的分样品，进行伊利石激光阶段加热40Ar-39Ar定年.等时线年龄是自生伊利石与碎屑伊利石的混合年龄.通过趋势分析和回归分析分别获得极小的趋势年龄和极小的回归年龄，该年龄比较接近自生伊利石年龄.测试结果表明，伊利石的等时线年龄介于160.9~232.0 Ma之间，为自生伊利石与碎屑伊利石的混合年龄.采用数理统计方法获得极小趋势年龄和极小回归年龄分别为151.7 Ma和152.4 Ma，该年龄比较接近自生伊利石年龄，代表了热流体活动和油气成藏时间.
为了确定鄂尔多斯盆地苏里格气田的成藏年代，通过提取砂岩储层中的黏土质填隙物，分离分级成 < 0.5、0.5~1.0、1.0~2.0μm的分样品，进行伊利石激光阶段加热40Ar-39Ar定年.等时线年龄是自生伊利石与碎屑伊利石的混合年龄.通过趋势分析和回归分析分别获得极小的趋势年龄和极小的回归年龄，该年龄比较接近自生伊利石年龄.测试结果表明，伊利石的等时线年龄介于160.9~232.0 Ma之间，为自生伊利石与碎屑伊利石的混合年龄.采用数理统计方法获得极小趋势年龄和极小回归年龄分别为151.7 Ma和152.4 Ma，该年龄比较接近自生伊利石年龄，代表了热流体活动和油气成藏时间.
2022, 47(2): 490-504.
doi: 10.3799/dqkx.2021.076
摘要:
选取渝西地区五峰组-龙一1亚段富有机质页岩开展场发射扫描电镜、核磁共振和X射线衍射等实验，在图像处理和多重分形理论的基础上，分析了页岩储层孔隙结构特征及非均质性.结果表明：（1）扫描电镜分析认为，研究区有机孔平均孔径偏小， < 50 nm的有机孔数量占比82%，>100 nm的有机孔面孔率占比52%；（2）依据核磁T2谱峰形态划分为Ⅰ~Ⅲ类，分别为单峰、双峰和三峰3种类型，Ⅲ类页岩储层孔径、孔隙度较大，具备更优越的储集条件和渗流能力；（3）基于多重分形理论表征储层非均质性，石英含量越高，黏土含量越低非均质性越弱，进而控制着孔隙度和渗透率的大小.多重分形参数与矿物组分、物性参数的联系有效表征了储层孔隙结构，并为其非均质性的评估提供了新的视角.
选取渝西地区五峰组-龙一1亚段富有机质页岩开展场发射扫描电镜、核磁共振和X射线衍射等实验，在图像处理和多重分形理论的基础上，分析了页岩储层孔隙结构特征及非均质性.结果表明：（1）扫描电镜分析认为，研究区有机孔平均孔径偏小， < 50 nm的有机孔数量占比82%，>100 nm的有机孔面孔率占比52%；（2）依据核磁T2谱峰形态划分为Ⅰ~Ⅲ类，分别为单峰、双峰和三峰3种类型，Ⅲ类页岩储层孔径、孔隙度较大，具备更优越的储集条件和渗流能力；（3）基于多重分形理论表征储层非均质性，石英含量越高，黏土含量越低非均质性越弱，进而控制着孔隙度和渗透率的大小.多重分形参数与矿物组分、物性参数的联系有效表征了储层孔隙结构，并为其非均质性的评估提供了新的视角.
2022, 47(2): 505-517.
doi: 10.3799/dqkx.2021.053
摘要:
珠江口盆地白云凹陷内发育大量早中新世（约15.5 Ma）浅成岩浆侵入体（侵入深度 < 3 km）.目前对其形态特征、相互关系以及岩浆侵入诱发的强制褶皱等尚缺乏系统研究.通过利用高精度三维地震资料，细致刻画了侵入体的形态、岩浆运移通道以及岩床复合体内各岩床的空间关系，定量分析了强制褶皱与侵入体的几何关系.白云凹陷内岩浆侵入体形态多样，主要包括碟状、板状、舌状、透镜状等.岩床复合体内各岩床的形态和空间相对位置可以判断岩浆来源和流动方向.岩浆侵入体主要通过临近岩床侧向供给或下部岩墙垂向供给这两种方式侵入至目前所在层位.侵入体形态主要受控于岩浆的粘度、围岩内聚力以及侵位深度3个方面.塑性变形使褶皱幅度通常小于侵入体的厚度，强制褶皱可以形成圈闭，圈闭的规模主要由下伏侵入体的范围和厚度决定.侵入体上方由差异压实产生的断层为油气运输提供了有利通道.
珠江口盆地白云凹陷内发育大量早中新世（约15.5 Ma）浅成岩浆侵入体（侵入深度 < 3 km）.目前对其形态特征、相互关系以及岩浆侵入诱发的强制褶皱等尚缺乏系统研究.通过利用高精度三维地震资料，细致刻画了侵入体的形态、岩浆运移通道以及岩床复合体内各岩床的空间关系，定量分析了强制褶皱与侵入体的几何关系.白云凹陷内岩浆侵入体形态多样，主要包括碟状、板状、舌状、透镜状等.岩床复合体内各岩床的形态和空间相对位置可以判断岩浆来源和流动方向.岩浆侵入体主要通过临近岩床侧向供给或下部岩墙垂向供给这两种方式侵入至目前所在层位.侵入体形态主要受控于岩浆的粘度、围岩内聚力以及侵位深度3个方面.塑性变形使褶皱幅度通常小于侵入体的厚度，强制褶皱可以形成圈闭，圈闭的规模主要由下伏侵入体的范围和厚度决定.侵入体上方由差异压实产生的断层为油气运输提供了有利通道.
2022, 47(2): 518-531.
doi: 10.3799/dqkx.2021.049
摘要:
流体活动及压力演化对于页岩气的富集或改造具有重要指示意义.以川南五峰组-龙马溪组页岩为研究对象，基于岩心和显微岩相学观察、流体包裹体分析测试、盆地数值模拟等方法，研究流体活动及压力演化过程.结果表明：川南五峰组-龙马溪组页岩脉体充填的矿物主要为方解石及部分石英，脉体矿物中捕获了丰富的有机包裹体，见到发黄色、蓝色荧光的气液两相烃类包裹体、黑色的沥青包裹体和不发荧光的天然气包裹体，结合盐水包裹体的温度和盐度，说明该区经历了两期以上流体充注，包括一期石油和一期天然气充注.晚白垩世-古近纪前，五峰组-龙马溪组压力系数达到最大值，后泸州区块压力系数始终保持在2.0以上，宁西区块超压在古近纪以后释放为常压.结合埋藏史和热成熟史，得到石油和天然气的充注时间分别为晚二叠世-早三叠世和侏罗纪.泸州区块主断层未切穿区域盖层，且晚新生代抬升剥蚀量相对较低，整体保存条件较好；而宁西区块主断层在印支末期-燕山期构造运动中活化并切穿了区域盖层，新生代构造抬升剥蚀对保存条件和压力系统改造明显.
流体活动及压力演化对于页岩气的富集或改造具有重要指示意义.以川南五峰组-龙马溪组页岩为研究对象，基于岩心和显微岩相学观察、流体包裹体分析测试、盆地数值模拟等方法，研究流体活动及压力演化过程.结果表明：川南五峰组-龙马溪组页岩脉体充填的矿物主要为方解石及部分石英，脉体矿物中捕获了丰富的有机包裹体，见到发黄色、蓝色荧光的气液两相烃类包裹体、黑色的沥青包裹体和不发荧光的天然气包裹体，结合盐水包裹体的温度和盐度，说明该区经历了两期以上流体充注，包括一期石油和一期天然气充注.晚白垩世-古近纪前，五峰组-龙马溪组压力系数达到最大值，后泸州区块压力系数始终保持在2.0以上，宁西区块超压在古近纪以后释放为常压.结合埋藏史和热成熟史，得到石油和天然气的充注时间分别为晚二叠世-早三叠世和侏罗纪.泸州区块主断层未切穿区域盖层，且晚新生代抬升剥蚀量相对较低，整体保存条件较好；而宁西区块主断层在印支末期-燕山期构造运动中活化并切穿了区域盖层，新生代构造抬升剥蚀对保存条件和压力系统改造明显.
2022, 47(2): 532-543.
doi: 10.3799/dqkx.2021.165
摘要:
新疆沙尔湖煤田中侏罗统西山窑组产出大量茨康类植物化石.通过选取4块狭叶拟刺葵Phoenicopsis angustifolia Heer化石作为研究对象，在详细揭示其角质层微细构造、统计气孔参数并测定其碳同位素组成的基础上，定量重建研究区中侏罗世早期阿林期至巴柔期古大气CO2浓度、古温度、古海拔高度，测算该植物的水分利用率.结果表明，狭叶拟刺葵平均气孔指数值5.90%，基于气孔比率法获得的古大气CO2浓度为（1240.16±122.75）×10-6，该值处于GEOCARB Ⅲ碳平衡模型可信误差范围内.测得植物化石角质层碳同位素δ13Cp平均值-23.07‰，计算出该植物水分利用效率272.06 mmol/mol，重建沙尔湖中侏罗世早期平均温度16.8~20.7℃，古海拔高度196.7 m.整体而言，新疆沙尔湖地区在中侏罗世早期属于一种高CO2浓度、气候温暖湿润的环境.
新疆沙尔湖煤田中侏罗统西山窑组产出大量茨康类植物化石.通过选取4块狭叶拟刺葵Phoenicopsis angustifolia Heer化石作为研究对象，在详细揭示其角质层微细构造、统计气孔参数并测定其碳同位素组成的基础上，定量重建研究区中侏罗世早期阿林期至巴柔期古大气CO2浓度、古温度、古海拔高度，测算该植物的水分利用率.结果表明，狭叶拟刺葵平均气孔指数值5.90%，基于气孔比率法获得的古大气CO2浓度为（1240.16±122.75）×10-6，该值处于GEOCARB Ⅲ碳平衡模型可信误差范围内.测得植物化石角质层碳同位素δ13Cp平均值-23.07‰，计算出该植物水分利用效率272.06 mmol/mol，重建沙尔湖中侏罗世早期平均温度16.8~20.7℃，古海拔高度196.7 m.整体而言，新疆沙尔湖地区在中侏罗世早期属于一种高CO2浓度、气候温暖湿润的环境.
2022, 47(2): 544-555.
doi: 10.3799/dqkx.2021.108
摘要:
为揭示旱地和水田土壤镉的吸附解吸特征，以江汉平原黄豆地、棉花地以及水稻田土壤为研究对象，开展土壤镉的吸附动力学实验、等温吸附-解吸实验以及有机质的影响实验.结果表明：江汉平原土壤对镉的吸附是一个较为复杂的吸附动力学过程且以化学吸附为主，研究区土壤镉的初始吸附速率总体上表现为水田土壤大于旱地土壤；旱地土壤对Cd2+具有较低的吸附能力和较高的解吸能力，水田土壤对Cd2+具有较高的吸附能力和较低的解吸能力，这与土壤有机质含量、土壤粘粒含量等因素有关；去除有机质后旱地、水田土壤对镉的吸附量均明显下降，且旱地土壤降幅更为明显，水田土壤去除有机质后对Cd2+的吸附能力依然高于旱地土壤.研究结果可为不同类型农田土壤的镉污染修复提供理论依据.
为揭示旱地和水田土壤镉的吸附解吸特征，以江汉平原黄豆地、棉花地以及水稻田土壤为研究对象，开展土壤镉的吸附动力学实验、等温吸附-解吸实验以及有机质的影响实验.结果表明：江汉平原土壤对镉的吸附是一个较为复杂的吸附动力学过程且以化学吸附为主，研究区土壤镉的初始吸附速率总体上表现为水田土壤大于旱地土壤；旱地土壤对Cd2+具有较低的吸附能力和较高的解吸能力，水田土壤对Cd2+具有较高的吸附能力和较低的解吸能力，这与土壤有机质含量、土壤粘粒含量等因素有关；去除有机质后旱地、水田土壤对镉的吸附量均明显下降，且旱地土壤降幅更为明显，水田土壤去除有机质后对Cd2+的吸附能力依然高于旱地土壤.研究结果可为不同类型农田土壤的镉污染修复提供理论依据.
2022, 47(2): 556-567.
doi: 10.3799/dqkx.2021.037
摘要:
全球变暖可能导致多年冻土中的有机碳分解，向大气释放甲烷（CH4），但多年冻土的甲烷释放通量与微生物群落结构以及功能基因的丰度相关性还不清楚.于2019年6月~2020年1月，选择青藏高原北部祁连山多年冻土区，利用静态箱-气相色谱法对不同海拔地区进行CH4释放通量测定，并分析土壤理化性质、CH4功能微生物群落、功能微生物的基因丰度.结果发现，整体上，甲烷通量随着海拔的上升而增加，在4 100 m和3 900 m处表现为源，而其他各海拔地区表现为碳汇.土壤含水率、电导率和mcrA基因丰度与CH4通量正相关.研究表明祁连山多年冻土区不同海拔CH4通量受土壤含水率和mcrA基因丰度的影响，而有机碳含量会影响微生物的多样性.
全球变暖可能导致多年冻土中的有机碳分解，向大气释放甲烷（CH4），但多年冻土的甲烷释放通量与微生物群落结构以及功能基因的丰度相关性还不清楚.于2019年6月~2020年1月，选择青藏高原北部祁连山多年冻土区，利用静态箱-气相色谱法对不同海拔地区进行CH4释放通量测定，并分析土壤理化性质、CH4功能微生物群落、功能微生物的基因丰度.结果发现，整体上，甲烷通量随着海拔的上升而增加，在4 100 m和3 900 m处表现为源，而其他各海拔地区表现为碳汇.土壤含水率、电导率和mcrA基因丰度与CH4通量正相关.研究表明祁连山多年冻土区不同海拔CH4通量受土壤含水率和mcrA基因丰度的影响，而有机碳含量会影响微生物的多样性.
2022, 47(2): 568-576.
doi: 10.3799/dqkx.2021.036
摘要:
土壤氮在植物生长、土壤理化性质和微生物活动中扮演着重要的角色.为了识别盐渍化地区非饱和带氮的迁移过程，以河套灌区典型盐渍化耕地为例，通过非饱和带监测和水化学统计分析，探究了土壤剖面中氮素分布的差异性及主要影响因素.结果表明，研究区0~100 cm土层深度土壤氮含量处于较低水平，NO3-N、NH4-N和NO2-N含量平均值分别为4.88、1.63和0.04 mg/kg.土壤氮的空间分布与土层深度和理化性质有关，随深度增大，NO3-N含量呈逐渐增加的趋势，高值区主要分布于40~80 cm深度的土层，NH4-N含量多集中在60~100 cm深度的土层.土壤NO3-N含量主要与土壤pH、含水率和水溶性盐分含量（TDS、Cl-、SO42-、Na+）有关，而NH4-N含量主要受含水率、黏粒和TOC含量的影响.NO3-N和NH4-N在土壤中的积累与水盐运移、土壤矿物的静电吸附和微生物的控制有关，这在很大程度上受土壤粒度组成、pH、有机质含量和竞争性阴、阳离子含量的影响.
土壤氮在植物生长、土壤理化性质和微生物活动中扮演着重要的角色.为了识别盐渍化地区非饱和带氮的迁移过程，以河套灌区典型盐渍化耕地为例，通过非饱和带监测和水化学统计分析，探究了土壤剖面中氮素分布的差异性及主要影响因素.结果表明，研究区0~100 cm土层深度土壤氮含量处于较低水平，NO3-N、NH4-N和NO2-N含量平均值分别为4.88、1.63和0.04 mg/kg.土壤氮的空间分布与土层深度和理化性质有关，随深度增大，NO3-N含量呈逐渐增加的趋势，高值区主要分布于40~80 cm深度的土层，NH4-N含量多集中在60~100 cm深度的土层.土壤NO3-N含量主要与土壤pH、含水率和水溶性盐分含量（TDS、Cl-、SO42-、Na+）有关，而NH4-N含量主要受含水率、黏粒和TOC含量的影响.NO3-N和NH4-N在土壤中的积累与水盐运移、土壤矿物的静电吸附和微生物的控制有关，这在很大程度上受土壤粒度组成、pH、有机质含量和竞争性阴、阳离子含量的影响.
2022, 47(2): 577-588.
doi: 10.3799/dqkx.2021.028
摘要:
武汉市位于长江中游，长江与汉江在此交汇，城区河网纵横，湖泊众多，素有"江城"和"百湖之市"之称.湖泊对于武汉城市的可持续发展及宜居城市建设有着特别重要的意义.关于武汉市的湖泊前人曾开展了大量的研究，但对于湖泊的成因则研究较少.湖泊的成因不仅对武汉市近代地质环境演化具有重要意义，同时也是湖泊保护的基础科学问题.在地质地貌调查上，通过江湖古地理演变分析，结合历史文献记录等综合研究，认为武汉湖泊的形成与河流地质作用过程密切相关，据此将武汉市湖泊的成因类型划分为：河道遗迹湖（又分河道废弃湖和河道洲滩夹湖）、河堤溃口湖、河间洼地湖和沟谷壅塞湖四种类型.分析了各类湖泊的特征、地貌分布及形成过程.其中沟谷壅塞湖是现存湖泊的主要类型，其形成演化与区域气候变化背景下的河海相互作用密切相关，分别经历了湖盆形成期（20~14 ka）、湖泊形成期（14~7 ka）和湖泊发展期（7 ka以来）3个阶段.此外，武汉的城市与湖泊经历了由"湖中城"到"城中湖"的发展历程，围湖造地是武汉市最重要人为改造自然工程，依湖泊类型的不同采取了不同的围湖发展方式，汉口地区以河间洼地湖为主，主要以"筑堤-排水-造地"填湖发展；武昌和汉阳地区以沟谷壅塞湖为主，采取的是"堵塞湖汊造地"的环湖发展方式.在未来的城市建设中，有计划地实施湖-湖连通和河-湖连通工程是十分必要的.
武汉市位于长江中游，长江与汉江在此交汇，城区河网纵横，湖泊众多，素有"江城"和"百湖之市"之称.湖泊对于武汉城市的可持续发展及宜居城市建设有着特别重要的意义.关于武汉市的湖泊前人曾开展了大量的研究，但对于湖泊的成因则研究较少.湖泊的成因不仅对武汉市近代地质环境演化具有重要意义，同时也是湖泊保护的基础科学问题.在地质地貌调查上，通过江湖古地理演变分析，结合历史文献记录等综合研究，认为武汉湖泊的形成与河流地质作用过程密切相关，据此将武汉市湖泊的成因类型划分为：河道遗迹湖（又分河道废弃湖和河道洲滩夹湖）、河堤溃口湖、河间洼地湖和沟谷壅塞湖四种类型.分析了各类湖泊的特征、地貌分布及形成过程.其中沟谷壅塞湖是现存湖泊的主要类型，其形成演化与区域气候变化背景下的河海相互作用密切相关，分别经历了湖盆形成期（20~14 ka）、湖泊形成期（14~7 ka）和湖泊发展期（7 ka以来）3个阶段.此外，武汉的城市与湖泊经历了由"湖中城"到"城中湖"的发展历程，围湖造地是武汉市最重要人为改造自然工程，依湖泊类型的不同采取了不同的围湖发展方式，汉口地区以河间洼地湖为主，主要以"筑堤-排水-造地"填湖发展；武昌和汉阳地区以沟谷壅塞湖为主，采取的是"堵塞湖汊造地"的环湖发展方式.在未来的城市建设中，有计划地实施湖-湖连通和河-湖连通工程是十分必要的.
2022, 47(2): 589-606.
doi: 10.3799/dqkx.2021.109
摘要:
陆地风化的硫酸盐（SO42-）通过河流体系输入海洋，其通量以及硫酸盐同位素组成（δ34SSO4和δ18OSO4）对全球硫循环及海洋SO42-同位素组成至关重要.河流体系SO42-含量及δ34SSO4和δ18OSO4组成不但受SO42-来源控制，而且受河流内部硫酸盐细菌还原及氧化过程影响，但其影响程度仍不明确，特别是拦河筑坝以及水沙调控过程对流域硫循环的影响仍不清楚.选择黄河小浪底水库作为研究对象，借助水化学、水体氢氧同位素（δDH2O和δ18OH2O）及δ34SSO4和δ18OSO4方法，通过对比分析水沙调控前后下泄河水SO42-含量及同位素组成差异，阐明水沙调控过程对河水SO42-通量及同位素组成的影响机制.结果表明：（1）2018年黄河小浪底水库水沙调控发生在7月份，8月份泥沙下泄与中游黄土高原降雨有关.两次排沙过程下泄水δ18OH2O均值分别为-8.1‰和-8.9‰，SO42-均值分别为1.43 mmol/L和1.77 mmol/L，δ34SSO4均值分别为8.3‰和7.4‰，δ18OSO4均值分别为5.4‰和5.7‰.（2）水沙调控开始前（6月份）下泄河水δ18OH2O均值为-7.0‰，SO42-均值为1.59 mmol/L，δ34SSO4均值为8.0‰，δ18OSO4均值为7.5‰；水沙调控结束后（10月份）下泄河水δ18OH2O均值为-9.2‰，SO42-均值为1.26 mmol/L，δ34SSO4均值为6.7‰，δ18OSO4均值为7.3‰.（3）黄河小浪底水库7月份水沙调控导致泥沙暴露，有机硫和来自硫酸盐细菌还原产生的硫化物发生氧化，造成下泄河水δ18OSO4值降低，但下泄河水在下游河道内流动过程中δ34SSO4和δ18OSO4变化不大.（4）2018年黄河小浪底水文站SO42-输出通量为0.061 Tmol/a，水沙调控过程SO42-输出通量占全年SO42-输出通量的比例为14.8%，入海δ34SSO4和δ18OSO4流量均值分别为7.6‰和6.8‰.黄河排沙过程改变原有水-沉积物界面环境，导致硫化物以及有机硫二次释放，改变了黄河入海硫酸盐通量以及硫和氧同位素组成.
陆地风化的硫酸盐（SO42-）通过河流体系输入海洋，其通量以及硫酸盐同位素组成（δ34SSO4和δ18OSO4）对全球硫循环及海洋SO42-同位素组成至关重要.河流体系SO42-含量及δ34SSO4和δ18OSO4组成不但受SO42-来源控制，而且受河流内部硫酸盐细菌还原及氧化过程影响，但其影响程度仍不明确，特别是拦河筑坝以及水沙调控过程对流域硫循环的影响仍不清楚.选择黄河小浪底水库作为研究对象，借助水化学、水体氢氧同位素（δDH2O和δ18OH2O）及δ34SSO4和δ18OSO4方法，通过对比分析水沙调控前后下泄河水SO42-含量及同位素组成差异，阐明水沙调控过程对河水SO42-通量及同位素组成的影响机制.结果表明：（1）2018年黄河小浪底水库水沙调控发生在7月份，8月份泥沙下泄与中游黄土高原降雨有关.两次排沙过程下泄水δ18OH2O均值分别为-8.1‰和-8.9‰，SO42-均值分别为1.43 mmol/L和1.77 mmol/L，δ34SSO4均值分别为8.3‰和7.4‰，δ18OSO4均值分别为5.4‰和5.7‰.（2）水沙调控开始前（6月份）下泄河水δ18OH2O均值为-7.0‰，SO42-均值为1.59 mmol/L，δ34SSO4均值为8.0‰，δ18OSO4均值为7.5‰；水沙调控结束后（10月份）下泄河水δ18OH2O均值为-9.2‰，SO42-均值为1.26 mmol/L，δ34SSO4均值为6.7‰，δ18OSO4均值为7.3‰.（3）黄河小浪底水库7月份水沙调控导致泥沙暴露，有机硫和来自硫酸盐细菌还原产生的硫化物发生氧化，造成下泄河水δ18OSO4值降低，但下泄河水在下游河道内流动过程中δ34SSO4和δ18OSO4变化不大.（4）2018年黄河小浪底水文站SO42-输出通量为0.061 Tmol/a，水沙调控过程SO42-输出通量占全年SO42-输出通量的比例为14.8%，入海δ34SSO4和δ18OSO4流量均值分别为7.6‰和6.8‰.黄河排沙过程改变原有水-沉积物界面环境，导致硫化物以及有机硫二次释放，改变了黄河入海硫酸盐通量以及硫和氧同位素组成.
2022, 47(2): 607-621.
doi: 10.3799/dqkx.2021.115
摘要:
为揭示洞穴系统中SO42-和NO3-离子来源及其对洞穴碳酸盐溶解的影响，通过对麻黄洞6个水点自2018年8月至2019年7月进行为期一个完整水文年的系统监测，对于监测结果进行综合分析.结果表明：（1）麻黄洞洞穴水水化学类型为HCO3-Ca·Mg以及HCO3·SO4-Ca·Mg型；（2）通过实地调查与元素比值法综合分析可知，麻黄洞NO3-与SO42-各水点来源存在一定差异，其中麻黄洞NO3-主要源于农业活动和大气N沉降，而SO42-主要以农业活动、石膏溶解为主要来源，SO42-和NO3-均参与了岩溶作用，加速了基岩的溶蚀，这一过程主要受离子浓度、径流大小以及补给模式影响；（3）基于水化学计量法和稳定同位素技术估算可知，SO42-和NO3-洞穴水DIC的贡献为0.05~0.61，释放DIC的同时改变了水中离子浓度，对于岩溶作用形成扰动，总体呈现出旱季>雨季、滴水>裂隙水的特征.同样，由于岩溶区的复杂和不可知，在对其进行系统研究时应当注重多种方法的结合与比较，提高研究精度与可信度.
为揭示洞穴系统中SO42-和NO3-离子来源及其对洞穴碳酸盐溶解的影响，通过对麻黄洞6个水点自2018年8月至2019年7月进行为期一个完整水文年的系统监测，对于监测结果进行综合分析.结果表明：（1）麻黄洞洞穴水水化学类型为HCO3-Ca·Mg以及HCO3·SO4-Ca·Mg型；（2）通过实地调查与元素比值法综合分析可知，麻黄洞NO3-与SO42-各水点来源存在一定差异，其中麻黄洞NO3-主要源于农业活动和大气N沉降，而SO42-主要以农业活动、石膏溶解为主要来源，SO42-和NO3-均参与了岩溶作用，加速了基岩的溶蚀，这一过程主要受离子浓度、径流大小以及补给模式影响；（3）基于水化学计量法和稳定同位素技术估算可知，SO42-和NO3-洞穴水DIC的贡献为0.05~0.61，释放DIC的同时改变了水中离子浓度，对于岩溶作用形成扰动，总体呈现出旱季>雨季、滴水>裂隙水的特征.同样，由于岩溶区的复杂和不可知，在对其进行系统研究时应当注重多种方法的结合与比较，提高研究精度与可信度.
2022, 47(2): 622-632.
doi: 10.3799/dqkx.2021.105
摘要:
为了研究热泉中砷的形态及其分布、转化规律，针对云南腾冲热泉各种砷形态进行了IC-ICP-MS测试和水文地球化学分析.在91处热泉中检出了11种砷形态，包括（亚）砷酸盐、无机硫代砷和甲基（硫代）砷.其中（亚）砷酸盐含量>无机硫代砷含量>甲基砷含量.热泉中无机硫代砷含量及其巯基化程度与硫/砷比正相关.甲基砷含量低是富硫化物热泉中甲基硫代砷形成的主要限制因素，硫/砷摩尔比、总砷、温度、pH、Eh和TDS可影响甲基硫代砷的形成和转化.甲基硫代砷在热泉地表流径上可经历脱巯基、脱甲基然后被沉积物吸附，也可在流径下游重新形成.砷的巯基化和甲基化形态在热泉中广泛分布，甲基硫代砷在热泉环境中具有高迁移性和重现性，应引起相关研究重视.
为了研究热泉中砷的形态及其分布、转化规律，针对云南腾冲热泉各种砷形态进行了IC-ICP-MS测试和水文地球化学分析.在91处热泉中检出了11种砷形态，包括（亚）砷酸盐、无机硫代砷和甲基（硫代）砷.其中（亚）砷酸盐含量>无机硫代砷含量>甲基砷含量.热泉中无机硫代砷含量及其巯基化程度与硫/砷比正相关.甲基砷含量低是富硫化物热泉中甲基硫代砷形成的主要限制因素，硫/砷摩尔比、总砷、温度、pH、Eh和TDS可影响甲基硫代砷的形成和转化.甲基硫代砷在热泉地表流径上可经历脱巯基、脱甲基然后被沉积物吸附，也可在流径下游重新形成.砷的巯基化和甲基化形态在热泉中广泛分布，甲基硫代砷在热泉环境中具有高迁移性和重现性，应引起相关研究重视.
2022, 47(2): 633-641.
doi: 10.3799/dqkx.2021.102
摘要:
为了分析注入阶段地下水流速及含水层弥散度对单井注抽试验解析模型测算地下水流速的影响机理，通过采用GMS（groundwater modeling system）软件建立了单井注抽试验数值模型，通过与Leap and Kaplan（1988）近似解析模型计算结果对比分析上述因素对解析模型计算结果的影响.研究结果表明：地下水流速越大或自由迁移阶段时间越长，近似解析模型计算的误差越大；注入阶段地下水流速的作用对溶质羽质心迁移的影响较小，故近似解析模型中考虑注入阶段质心位移会导致计算误差增大；含水层弥散度越大，解析模型计算的误差越大.总体而言，注入阶段地下水流速对近似解析模型计算结果影响较小，而弥散度有着显著的影响.
为了分析注入阶段地下水流速及含水层弥散度对单井注抽试验解析模型测算地下水流速的影响机理，通过采用GMS（groundwater modeling system）软件建立了单井注抽试验数值模型，通过与Leap and Kaplan（1988）近似解析模型计算结果对比分析上述因素对解析模型计算结果的影响.研究结果表明：地下水流速越大或自由迁移阶段时间越长，近似解析模型计算的误差越大；注入阶段地下水流速的作用对溶质羽质心迁移的影响较小，故近似解析模型中考虑注入阶段质心位移会导致计算误差增大；含水层弥散度越大，解析模型计算的误差越大.总体而言，注入阶段地下水流速对近似解析模型计算结果影响较小，而弥散度有着显著的影响.
2022, 47(2): 642-651.
doi: 10.3799/dqkx.2021.034
摘要:
如何科学评估野外场地条件下的地下水径流模数对于满足工程水文地质需求具有重要应用价值.结合现场调查、遥感解译和气象水文观测等技术手段，通过建立线性回归模型，开展了帕隆藏布流域场地条件下的地下水径流模数估算研究.结果表明：研究区具有典型的季节性积雪融雪规律.冬季积雪在夏季大量融化产流，作为地下水的一个额外补给源.去除融雪产流对径流模数影响后，研究区岩浆岩裂隙型、变质岩裂隙型、碎屑岩裂隙型、碳酸盐岩-碎屑岩裂隙溶隙型含水介质地下水径流模数分别在1.081~2.792 L/s·km2、1.833~3.225 L/s·km2、1.128~2.889 L/s·km2、3.455~3.879 L/s·km2之间.估算结果显示本文所建立的地下水径流估算模型可作为藏东南地区及类似条件区域地下水径流模数估算新方法，为雅鲁藏布江下游梯级开发等大型基础工程提供重要的水文地质参数支撑.
如何科学评估野外场地条件下的地下水径流模数对于满足工程水文地质需求具有重要应用价值.结合现场调查、遥感解译和气象水文观测等技术手段，通过建立线性回归模型，开展了帕隆藏布流域场地条件下的地下水径流模数估算研究.结果表明：研究区具有典型的季节性积雪融雪规律.冬季积雪在夏季大量融化产流，作为地下水的一个额外补给源.去除融雪产流对径流模数影响后，研究区岩浆岩裂隙型、变质岩裂隙型、碎屑岩裂隙型、碳酸盐岩-碎屑岩裂隙溶隙型含水介质地下水径流模数分别在1.081~2.792 L/s·km2、1.833~3.225 L/s·km2、1.128~2.889 L/s·km2、3.455~3.879 L/s·km2之间.估算结果显示本文所建立的地下水径流估算模型可作为藏东南地区及类似条件区域地下水径流模数估算新方法，为雅鲁藏布江下游梯级开发等大型基础工程提供重要的水文地质参数支撑.
2022, 47(2): 652-661.
doi: 10.3799/dqkx.2021.095
摘要:
目前有关硝化反应动力学及其共代谢降解有机污染物的研究多为实验室微生物纯培养体系，来源于野外环境样品的很少.以受污染湖泊严家湖1号塘沉积物为研究对象，野外钻探采样，并选取不同深度沉积物进行室内外加氮源的硝化实验.结果表明：表层土和钻井一处50~100 cm沉积物发生明显的硝化反应，同时有机污染物中六氯苯含量降低最多，分别降低36.6%和49.4%，可以考虑从这两处沉积物中筛选硝化反应和六氯苯共代谢微生物.钻井一处250~300 cm和钻井二处150~200 cm沉积物未检测到明显硝化过程，但存在氨氮吸附和作为氮源被利用等过程使氨氮浓度下降；γ-六六六、环氧七氯和异狄氏剂酮含量在钻井一处250~300 cm分别下降48.8%、90.2%和63.3%，在钻井二处150~200 cm分别下降55.8%、87.4%和32.1%，表明沉积物中外加氨氮可以促进有机污染物降解.
目前有关硝化反应动力学及其共代谢降解有机污染物的研究多为实验室微生物纯培养体系，来源于野外环境样品的很少.以受污染湖泊严家湖1号塘沉积物为研究对象，野外钻探采样，并选取不同深度沉积物进行室内外加氮源的硝化实验.结果表明：表层土和钻井一处50~100 cm沉积物发生明显的硝化反应，同时有机污染物中六氯苯含量降低最多，分别降低36.6%和49.4%，可以考虑从这两处沉积物中筛选硝化反应和六氯苯共代谢微生物.钻井一处250~300 cm和钻井二处150~200 cm沉积物未检测到明显硝化过程，但存在氨氮吸附和作为氮源被利用等过程使氨氮浓度下降；γ-六六六、环氧七氯和异狄氏剂酮含量在钻井一处250~300 cm分别下降48.8%、90.2%和63.3%，在钻井二处150~200 cm分别下降55.8%、87.4%和32.1%，表明沉积物中外加氨氮可以促进有机污染物降解.
2022, 47(2): 662-673.
doi: 10.3799/dqkx.2021.031
摘要:
高碘地下水（碘浓度大于100 μg/L）广泛分布于我国沿海地区和干旱内陆盆地，威胁近千万人口的饮水安全，但目前对湿润区河湖平原地下水中碘的分布与成因机制的认识还十分薄弱.通过采集长江中游故道区75组浅层地下水样品和7组地表水样品进行了水化学分析，查明了地下水中碘的空间分布特征，并运用主成分分析识别了碘富集的水环境要素和水文地球化学过程，并结合4个不同位置的钻孔岩性特征探讨了沉积环境演化对地下水中碘富集的控制作用.研究发现地下水中碘的浓度范围为0.78~1 590 μg/L，其中25%样品超过我国水源性高碘地区水碘含量判定值（100 μg/L）.高碘地下水主要赋存于长江河曲凹岸和粘土充填的牛轭湖区的浅层承压含水层.长江中游故道埋藏的丰富有机质形成的强还原环境有利于碘从沉积物释放至地下水中，微生物介导下沉积物有机质降解和铁的氢氧化物还原性溶解是区内高碘地下水形成的主要水文地球化学过程.牛轭湖区后期填充的低渗透率粘粒填塞体和河曲凹岸沉积的厚层粘土层创造了利于碘富集的封闭且水流滞缓的地下水环境.
高碘地下水（碘浓度大于100 μg/L）广泛分布于我国沿海地区和干旱内陆盆地，威胁近千万人口的饮水安全，但目前对湿润区河湖平原地下水中碘的分布与成因机制的认识还十分薄弱.通过采集长江中游故道区75组浅层地下水样品和7组地表水样品进行了水化学分析，查明了地下水中碘的空间分布特征，并运用主成分分析识别了碘富集的水环境要素和水文地球化学过程，并结合4个不同位置的钻孔岩性特征探讨了沉积环境演化对地下水中碘富集的控制作用.研究发现地下水中碘的浓度范围为0.78~1 590 μg/L，其中25%样品超过我国水源性高碘地区水碘含量判定值（100 μg/L）.高碘地下水主要赋存于长江河曲凹岸和粘土充填的牛轭湖区的浅层承压含水层.长江中游故道埋藏的丰富有机质形成的强还原环境有利于碘从沉积物释放至地下水中，微生物介导下沉积物有机质降解和铁的氢氧化物还原性溶解是区内高碘地下水形成的主要水文地球化学过程.牛轭湖区后期填充的低渗透率粘粒填塞体和河曲凹岸沉积的厚层粘土层创造了利于碘富集的封闭且水流滞缓的地下水环境.
2022, 47(2): 674-688.
doi: 10.3799/dqkx.2021.027
摘要:
天山北麓中段受构造控制，水文地质条件较为复杂.研究孔隙水水化学特征及苏打水（NaHCO3型）形成机制对了解天山北麓中段地下水水文地球化学过程与地质条件之间的联系具有重要意义.基于新疆天山北麓中段平原区209组地下水水样，结合地质条件，采用半变异函数模型、绝对主成分得分多元线性回归模型（PCA/APCS-MLR）剖析了潜水和承压水中水化学类型空间分布特征、地下水化学组分源贡献率、苏打水形成的地质条件控制因素以及水文地球化学作用.结果表明：山前倾斜平原潜水、冲积平原潜水和承压水分别以Na2SO4、NaHCO3和Na2SO4型水为主，其中苏打水分别占总水样的7.18%、14.83%、6.22%.承压水中Na+、HCO3-、TDS空间自相关性较强，潜水中Na+、HCO3-、TDS空间自相关性较弱，当水中TDS < 1 000 mg/L时更有利于NaHCO3型水的形成.溶滤-富集因子（F1）、外界输入因子（F2）、原生地质因子（F3）和地质环境因子（F4）对地下水中水化学指标的平均贡献率分别为29.44%、15.99%、7.70%和6.71%.苏打水形成过程不仅受控于矿物溶滤、阳离子交换、混合作用和脱硫酸作用等多种水文地球化学作用，还受到地质环境、地质构造及水文地质条件的影响.
天山北麓中段受构造控制，水文地质条件较为复杂.研究孔隙水水化学特征及苏打水（NaHCO3型）形成机制对了解天山北麓中段地下水水文地球化学过程与地质条件之间的联系具有重要意义.基于新疆天山北麓中段平原区209组地下水水样，结合地质条件，采用半变异函数模型、绝对主成分得分多元线性回归模型（PCA/APCS-MLR）剖析了潜水和承压水中水化学类型空间分布特征、地下水化学组分源贡献率、苏打水形成的地质条件控制因素以及水文地球化学作用.结果表明：山前倾斜平原潜水、冲积平原潜水和承压水分别以Na2SO4、NaHCO3和Na2SO4型水为主，其中苏打水分别占总水样的7.18%、14.83%、6.22%.承压水中Na+、HCO3-、TDS空间自相关性较强，潜水中Na+、HCO3-、TDS空间自相关性较弱，当水中TDS < 1 000 mg/L时更有利于NaHCO3型水的形成.溶滤-富集因子（F1）、外界输入因子（F2）、原生地质因子（F3）和地质环境因子（F4）对地下水中水化学指标的平均贡献率分别为29.44%、15.99%、7.70%和6.71%.苏打水形成过程不仅受控于矿物溶滤、阳离子交换、混合作用和脱硫酸作用等多种水文地球化学作用，还受到地质环境、地质构造及水文地质条件的影响.
2022, 47(2): 689-699.
doi: 10.3799/dqkx.2021.013
摘要:
水力层析抽水实验可以高精度刻画非均质含水层渗透系数分布，但野外成本高，需要对抽水试验进行优化.通过构建三维非均质含水层砂箱，开展水力层析抽水实验，探讨不同抽水组数和先验信息对刻画渗透系数的影响.分别利用不同抽水组数和融入42个井段岩心渗透系数作为先验信息，对渗透系数场进行估算，并用以预测独立抽水实验过程，对比估算结果优劣.随着抽水组数增加，估算结果逐渐提升，再增加到8组，估算结果没有明显提升；融入先验信息后，2组抽水实验估算精度可达到无先验信息8组抽水实验估算的精度.在水力层析野外实践中，融入钻孔岩心渗透系数等先验信息，可减少抽水组数，降低试验成本.
水力层析抽水实验可以高精度刻画非均质含水层渗透系数分布，但野外成本高，需要对抽水试验进行优化.通过构建三维非均质含水层砂箱，开展水力层析抽水实验，探讨不同抽水组数和先验信息对刻画渗透系数的影响.分别利用不同抽水组数和融入42个井段岩心渗透系数作为先验信息，对渗透系数场进行估算，并用以预测独立抽水实验过程，对比估算结果优劣.随着抽水组数增加，估算结果逐渐提升，再增加到8组，估算结果没有明显提升；融入先验信息后，2组抽水实验估算精度可达到无先验信息8组抽水实验估算的精度.在水力层析野外实践中，融入钻孔岩心渗透系数等先验信息，可减少抽水组数，降低试验成本.
2022, 47(2): 700-716.
doi: 10.3799/dqkx.2021.043
摘要:
豫北山前冲洪积平原深层地下水硫酸盐（SO42-）呈现持续增高趋势，但其机制仍不清楚.为探讨深层地下水SO42-来源与污染机制，选择山前冲洪积平原不同赋存条件深层地下水作对比分析，借助水体水化学、氢氧同位素（δDH2O和δ18OH2O）、硫酸盐硫和氧同位素（δ34SSO4和δ18OSO4），示踪人类活动影响下深层地下水SO42-的来源、污染途径及硫酸盐细菌还原过程.结果表明：深层地下水水化学、δDH2O和δ18OH2O以及δ34SSO4和δ18OSO4组成月际变化相对稳定，但不同地点的地下水组成呈现显著空间差异.研究区未受人为影响的深层地下水SO42-来源包括大气降水、黄铁矿氧化以及石膏溶解，且经历细菌还原作用；人为输入对深层地下水的影响表现为两种不同的途径和过程，一种是在山前补给区，因无显著的隔水层，在降水入渗和河水侧渗作用下，深层地下水显著受到人类活动来源硫酸盐（工业废水）影响.另一种是在排泄区，由于深层地下水过量开采导致地下水水位下降，上伏浅层咸水产生越流补给，造成深层地下水的SO42-浓度显著增加.研究结果很好地揭示了焦作山前冲洪积平原深层地下水受污染的机制，为我们有效管理和保护深层地下水资源提供重要科学依据.
豫北山前冲洪积平原深层地下水硫酸盐（SO42-）呈现持续增高趋势，但其机制仍不清楚.为探讨深层地下水SO42-来源与污染机制，选择山前冲洪积平原不同赋存条件深层地下水作对比分析，借助水体水化学、氢氧同位素（δDH2O和δ18OH2O）、硫酸盐硫和氧同位素（δ34SSO4和δ18OSO4），示踪人类活动影响下深层地下水SO42-的来源、污染途径及硫酸盐细菌还原过程.结果表明：深层地下水水化学、δDH2O和δ18OH2O以及δ34SSO4和δ18OSO4组成月际变化相对稳定，但不同地点的地下水组成呈现显著空间差异.研究区未受人为影响的深层地下水SO42-来源包括大气降水、黄铁矿氧化以及石膏溶解，且经历细菌还原作用；人为输入对深层地下水的影响表现为两种不同的途径和过程，一种是在山前补给区，因无显著的隔水层，在降水入渗和河水侧渗作用下，深层地下水显著受到人类活动来源硫酸盐（工业废水）影响.另一种是在排泄区，由于深层地下水过量开采导致地下水水位下降，上伏浅层咸水产生越流补给，造成深层地下水的SO42-浓度显著增加.研究结果很好地揭示了焦作山前冲洪积平原深层地下水受污染的机制，为我们有效管理和保护深层地下水资源提供重要科学依据.
2022, 47(2): 717-728.
doi: 10.3799/dqkx.2021.008
摘要:
隧道建设引起地下水流场改变，对区域水分运移过程造成严重影响.以重庆市中梁山岩溶槽谷为例，于2017年4月~2019年4月收集降水、土壤水、地下水和隧道排水，利用氢氧稳定同位素分析隧道影响区和非隧道影响区的土壤水和地下水运移过程，探索隧道建设对其产生的影响.结果表明：隧道影响区土壤水δ2H和δ18O变化幅度较非隧道影响区土壤水剧烈，地下水δ2H和δ18O变化幅度较非隧道影响区地下水更平稳；与非隧道影响区的土壤水和地下水相比，隧道影响区浅层土壤水δ2H和δ18O夏季偏重，深层土壤水δ2H和δ18O秋季偏重，浅层岩溶泉水δ2H和δ18O四季均偏重，地下河水δ2H和δ18O冬季偏重，其余季节各水体的δ2H和δ18O偏轻；隧道影响区和非隧道影响区水体平均滞留时间和"新水"比例差异从土壤水到地下水逐渐减小，隧道影响区土壤水滞留时间较非隧道影响区土壤水少25.4 d，"新水"比例高13.5%，地下水滞留时间少16.1 d，"新水"比例高3.4%.隧道建设一定程度上加快了隧道影响区水分运移速度，造成土壤层中滞留水分减少，水分混合作用减弱，导致地下水混合作用更加显著.
隧道建设引起地下水流场改变，对区域水分运移过程造成严重影响.以重庆市中梁山岩溶槽谷为例，于2017年4月~2019年4月收集降水、土壤水、地下水和隧道排水，利用氢氧稳定同位素分析隧道影响区和非隧道影响区的土壤水和地下水运移过程，探索隧道建设对其产生的影响.结果表明：隧道影响区土壤水δ2H和δ18O变化幅度较非隧道影响区土壤水剧烈，地下水δ2H和δ18O变化幅度较非隧道影响区地下水更平稳；与非隧道影响区的土壤水和地下水相比，隧道影响区浅层土壤水δ2H和δ18O夏季偏重，深层土壤水δ2H和δ18O秋季偏重，浅层岩溶泉水δ2H和δ18O四季均偏重，地下河水δ2H和δ18O冬季偏重，其余季节各水体的δ2H和δ18O偏轻；隧道影响区和非隧道影响区水体平均滞留时间和"新水"比例差异从土壤水到地下水逐渐减小，隧道影响区土壤水滞留时间较非隧道影响区土壤水少25.4 d，"新水"比例高13.5%，地下水滞留时间少16.1 d，"新水"比例高3.4%.隧道建设一定程度上加快了隧道影响区水分运移速度，造成土壤层中滞留水分减少，水分混合作用减弱，导致地下水混合作用更加显著.
2022, 47(2): 729-741.
doi: 10.3799/dqkx.2021.038
摘要:
江汉平原浅层地下水中锰含量普遍较高，探究锰在河流交互带中的分布特征有助于认识交互带中锰的生物地球化学过程，对水质的保护具有重要指导意义.通过监测汉江下游侧向交互带河水、地下水中溶解态锰含量及其相关指标，分析不同河水-地下水交互作用方向下溶解态锰的时空分布规律，并探讨其成因.结果表明：研究区侧向交互带中靠近河岸带区域存在溶解态锰的富集，且在有局部反向流的地方锰含量较高；该局部富集的现象在河水补给地下水的交互带中更加明显；泄洪后该富集区域随水流方向发生迁移；研究区地下水中锰的含量与HCO3-、Ca2+、Mg2+呈极显著正相关，与NO3-、Fe2+显著负相关，但与交互带地下水中Eh和pH不相关.交互带溶解态锰的时空分布受地形条件、水动力和水化学的共同影响.
江汉平原浅层地下水中锰含量普遍较高，探究锰在河流交互带中的分布特征有助于认识交互带中锰的生物地球化学过程，对水质的保护具有重要指导意义.通过监测汉江下游侧向交互带河水、地下水中溶解态锰含量及其相关指标，分析不同河水-地下水交互作用方向下溶解态锰的时空分布规律，并探讨其成因.结果表明：研究区侧向交互带中靠近河岸带区域存在溶解态锰的富集，且在有局部反向流的地方锰含量较高；该局部富集的现象在河水补给地下水的交互带中更加明显；泄洪后该富集区域随水流方向发生迁移；研究区地下水中锰的含量与HCO3-、Ca2+、Mg2+呈极显著正相关，与NO3-、Fe2+显著负相关，但与交互带地下水中Eh和pH不相关.交互带溶解态锰的时空分布受地形条件、水动力和水化学的共同影响.
2022, 47(2): 742-756.
doi: 10.3799/dqkx.2021.063
摘要:
多金属结核微层原位微区分析能够更好地揭示结核生长过程中元素的赋存和迁移过程，为认识多金属结核元素富集机制和成因提供新的证据.通过使用电子探针（EPMA）和激光剥蚀电感耦合等离子体质谱（LA-ICP-MS）等手段对采集自东太平洋克拉里昂-克利珀顿断裂区（CCFZ区）的多金属结核进行了分析研究.研究结果表明，结核矿物主要为水羟锰矿、10Å锰矿和FeOOH，锰铁矿物圈层由内而外可划分为4个明显的层组：L1、L2、L3和L4，Mn和Fe的平均含量分别为32.2和13.3%、39.1和5.2%、37.0和3.4%、33.1和7.8%，Mn/Fe值整体表现为增大的趋势，对应Mn/Fe值分别为2.8、16.6、19.7和10.6，Co+Ni+Cu含量变化与之相似，平均含量分别为1.9%、3.3%、3.8%和3.0%.元素含量关系表明，Co主要赋存在水成成因的水羟锰矿中，Ni、Cu主要赋存在Mn相矿物中，但成岩成因的10Å锰矿对Ni、Cu等元素的富集能力强于水羟锰矿；结合元素组成和显微构造将其划分为水成型层、混合型层、成岩型层和混合型层，结核整体的生长作用趋势从水成型转变为成岩型.
多金属结核微层原位微区分析能够更好地揭示结核生长过程中元素的赋存和迁移过程，为认识多金属结核元素富集机制和成因提供新的证据.通过使用电子探针（EPMA）和激光剥蚀电感耦合等离子体质谱（LA-ICP-MS）等手段对采集自东太平洋克拉里昂-克利珀顿断裂区（CCFZ区）的多金属结核进行了分析研究.研究结果表明，结核矿物主要为水羟锰矿、10Å锰矿和FeOOH，锰铁矿物圈层由内而外可划分为4个明显的层组：L1、L2、L3和L4，Mn和Fe的平均含量分别为32.2和13.3%、39.1和5.2%、37.0和3.4%、33.1和7.8%，Mn/Fe值整体表现为增大的趋势，对应Mn/Fe值分别为2.8、16.6、19.7和10.6，Co+Ni+Cu含量变化与之相似，平均含量分别为1.9%、3.3%、3.8%和3.0%.元素含量关系表明，Co主要赋存在水成成因的水羟锰矿中，Ni、Cu主要赋存在Mn相矿物中，但成岩成因的10Å锰矿对Ni、Cu等元素的富集能力强于水羟锰矿；结合元素组成和显微构造将其划分为水成型层、混合型层、成岩型层和混合型层，结核整体的生长作用趋势从水成型转变为成岩型.
