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2023年 48卷 第9期
2023, 48(9): 3205-3220.
doi: 10.3799/dqkx.2023.078
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摘要:
云开地区是华南古老基底出露的关键地带，记录了华南多期次复杂的地壳再造过程.庞西垌地区位于云开地块的南西缘，区内出露古老基底残片的云开群石英云母片岩.本研究通过详细的野外地质、岩石学和年代学分析，获得该地区花岗片麻岩、片麻状花岗岩和块状黑云母花岗岩高精度锆石U-Pb年龄分别为~450 Ma、~440 Ma和~105 Ma，指示该区经历了加里东期和燕山期幕式岩浆作用.其中，早古生代花岗质岩石中存在多组锆石年龄(~470 Ma、~450~430 Ma和~390 Ma)，暗示其经历了长期、多幕次的岩浆过程.此外，在锆石边部还获得了228~219 Ma(低Th/U=0.01~0.03)和101~99 Ma (高Th/U=0.30~0.78)的年龄组，是成岩后印支期变质流体和燕山期岩浆流体的改造印迹.研究区燕山期花岗岩(~770 ℃)较加里东期(~740~720 ℃)具有更高的锆石饱和温度，可能是由于地壳经过多次熔融后易熔组分消耗、成熟度较高，发生部分熔融所需的温度更高.它们的年龄谱图与华南古老基底一致，且具有S型花岗岩特征，是缺乏幔源物质加入的古老地壳重熔改造的产物.结合区域地质、年代学和地球化学资料，华南显生宙以来至少经历了加里东期(470~390 Ma)、印支期(~248~200 Ma)和燕山期(~180~90 Ma)的大陆地壳再造/变质‒岩浆流体改造过程.加里东期和印支期主要发生古老地壳物质的部分熔融，极少幔源岩浆参与；燕山期改造过程则主要是地幔热源和物质主导的地壳重熔和壳‒幔混合的结果.
云开地区是华南古老基底出露的关键地带，记录了华南多期次复杂的地壳再造过程.庞西垌地区位于云开地块的南西缘，区内出露古老基底残片的云开群石英云母片岩.本研究通过详细的野外地质、岩石学和年代学分析，获得该地区花岗片麻岩、片麻状花岗岩和块状黑云母花岗岩高精度锆石U-Pb年龄分别为~450 Ma、~440 Ma和~105 Ma，指示该区经历了加里东期和燕山期幕式岩浆作用.其中，早古生代花岗质岩石中存在多组锆石年龄(~470 Ma、~450~430 Ma和~390 Ma)，暗示其经历了长期、多幕次的岩浆过程.此外，在锆石边部还获得了228~219 Ma(低Th/U=0.01~0.03)和101~99 Ma (高Th/U=0.30~0.78)的年龄组，是成岩后印支期变质流体和燕山期岩浆流体的改造印迹.研究区燕山期花岗岩(~770 ℃)较加里东期(~740~720 ℃)具有更高的锆石饱和温度，可能是由于地壳经过多次熔融后易熔组分消耗、成熟度较高，发生部分熔融所需的温度更高.它们的年龄谱图与华南古老基底一致，且具有S型花岗岩特征，是缺乏幔源物质加入的古老地壳重熔改造的产物.结合区域地质、年代学和地球化学资料，华南显生宙以来至少经历了加里东期(470~390 Ma)、印支期(~248~200 Ma)和燕山期(~180~90 Ma)的大陆地壳再造/变质‒岩浆流体改造过程.加里东期和印支期主要发生古老地壳物质的部分熔融，极少幔源岩浆参与；燕山期改造过程则主要是地幔热源和物质主导的地壳重熔和壳‒幔混合的结果.
2023, 48(9): 3221-3244.
doi: 10.3799/dqkx.2022.141
摘要:
华南晚中生代幕阜山复式岩体是我国重要的稀有金属成矿区，人们在该岩体南缘已发现仁里‒传梓源等超大型稀有金属矿床，但对其北缘广泛发育的含稀有金属伟晶岩的成矿时代和成矿作用研究较为有限. 以幕阜山北缘4个主要的伟晶岩密集区：断峰山、北港镇、麦市镇和黄泥洞含稀有金属伟晶岩为研究对象，通过详细的野外地质调查、岩相学、矿物化学和铌钽铁矿U-Pb年代学研究工作，探讨了幕阜山北缘稀有金属(Li-Be-Nb-Ta)的成矿时代、赋存状态和成矿过程. 年代学研究表明幕阜山北缘含稀有金属伟晶岩成矿于136~138 Ma，略滞后于幕阜山花岗岩类的侵位年龄，从而与其构成连续的花岗岩类侵位序列，代表了高演化末期的岩浆产物. 岩相学及矿物化学研究表明，Li主要赋存于锂云母、透锂长石和锂电气石中，Be赋存于绿柱石中，Nb主要赋存于铌铁矿和铌锰矿中，Ta赋存于细晶石和铌锰矿中. 矿物化学特征记录了熔体的演化过程，分离结晶作用是控制稀有金属不断富集的主要因素. 幕阜山南、北缘在锂赋存矿物方面存在差异，成矿温压条件的不同可能是造成锂成矿差异的原因. 华南幕阜山大规模含稀有金属伟晶岩成矿作用表明幕阜山地区在早白垩世处于伸展背景.
华南晚中生代幕阜山复式岩体是我国重要的稀有金属成矿区，人们在该岩体南缘已发现仁里‒传梓源等超大型稀有金属矿床，但对其北缘广泛发育的含稀有金属伟晶岩的成矿时代和成矿作用研究较为有限. 以幕阜山北缘4个主要的伟晶岩密集区：断峰山、北港镇、麦市镇和黄泥洞含稀有金属伟晶岩为研究对象，通过详细的野外地质调查、岩相学、矿物化学和铌钽铁矿U-Pb年代学研究工作，探讨了幕阜山北缘稀有金属(Li-Be-Nb-Ta)的成矿时代、赋存状态和成矿过程. 年代学研究表明幕阜山北缘含稀有金属伟晶岩成矿于136~138 Ma，略滞后于幕阜山花岗岩类的侵位年龄，从而与其构成连续的花岗岩类侵位序列，代表了高演化末期的岩浆产物. 岩相学及矿物化学研究表明，Li主要赋存于锂云母、透锂长石和锂电气石中，Be赋存于绿柱石中，Nb主要赋存于铌铁矿和铌锰矿中，Ta赋存于细晶石和铌锰矿中. 矿物化学特征记录了熔体的演化过程，分离结晶作用是控制稀有金属不断富集的主要因素. 幕阜山南、北缘在锂赋存矿物方面存在差异，成矿温压条件的不同可能是造成锂成矿差异的原因. 华南幕阜山大规模含稀有金属伟晶岩成矿作用表明幕阜山地区在早白垩世处于伸展背景.
2023, 48(9): 3245-3257.
doi: 10.3799/dqkx.2022.118
摘要:
华南是我国风化型高岭土矿床的重要分布区，但鲜有三叠纪岩浆岩形成的风化型高岭土矿床的报道. 小坑高岭土矿床是赣南地区新近发现的超大型风化型高岭土矿床，远景资源量超30 Mt. 本文以该矿床为研究对象，开展了高岭土矿LA-ICPMS锆石和独居石U-Pb定年及Hf同位素研究，精确限定其原岩形成时代和岩浆源区. 锆石U-Pb法厘定该矿床成矿原岩年龄为231~230 Ma. 独居石为岩浆成因，其U-Pb年龄为230±1 Ma. 晚三叠世锆石εHf(t)=‒19.9~‒1.2，二阶段Hf模式年龄TDM2=2 228~1 198 Ma. Hf同位素及1 018~987 Ma的继承锆石表明小坑矿床成矿原岩来源于中‒新元古代基底物质的熔融，且有部分幔源物质加入. 小坑高岭土矿床的发现表明华南地区晚三叠世含电气石白云母(二云母)花岗岩可形成优质高岭土，拓展了高岭土矿找矿方向.
华南是我国风化型高岭土矿床的重要分布区，但鲜有三叠纪岩浆岩形成的风化型高岭土矿床的报道. 小坑高岭土矿床是赣南地区新近发现的超大型风化型高岭土矿床，远景资源量超30 Mt. 本文以该矿床为研究对象，开展了高岭土矿LA-ICPMS锆石和独居石U-Pb定年及Hf同位素研究，精确限定其原岩形成时代和岩浆源区. 锆石U-Pb法厘定该矿床成矿原岩年龄为231~230 Ma. 独居石为岩浆成因，其U-Pb年龄为230±1 Ma. 晚三叠世锆石εHf(t)=‒19.9~‒1.2，二阶段Hf模式年龄TDM2=2 228~1 198 Ma. Hf同位素及1 018~987 Ma的继承锆石表明小坑矿床成矿原岩来源于中‒新元古代基底物质的熔融，且有部分幔源物质加入. 小坑高岭土矿床的发现表明华南地区晚三叠世含电气石白云母(二云母)花岗岩可形成优质高岭土，拓展了高岭土矿找矿方向.
2023, 48(9): 3258-3279.
doi: 10.3799/dqkx.2022.127
摘要:
华南中生代幔源岩浆的时空分布与铀成矿具有密切的联系.然而，解释幔源岩浆中锆石的成因和来源，厘清幔源岩浆的侵位年龄，一直是相关研究的重点和难点.以赣南会昌地区出露的一处幔源辉石闪长岩为研究对象，对其开展了锆石和磷灰石的矿相学、矿物地球化学和年代学系统研究.会昌辉石闪长岩的SiO2在55.74%~57.71%之间，富集LREE和LILE，亏损HREE和HFSE.磷灰石属于氟磷灰石，显示了115.0±4.9 Ma的交点年龄和114.7±2.3 Ma的加权平均年龄，代表了会昌辉石闪长岩的侵位年龄；锆石的206Pb/238U年龄介于233~271 Ma，εHf（t）在-3.0~-1.4之间，为来源于深部Ⅰ型花岗岩的捕获锆石.结合前人在区域上的研究，华南板块在印支期主要处于挤压环境，形成了大量的S型和Ⅰ型花岗岩；到了白垩纪，华南板块整体处于伸展环境，存在多期次的幔源岩浆活动.而在这种伸展环境中，天水和幔源流体带来了充足的O2和CO2等矿化剂，这为浸取矿源层中的U元素，进而形成铀矿提供了重要的条件.
华南中生代幔源岩浆的时空分布与铀成矿具有密切的联系.然而，解释幔源岩浆中锆石的成因和来源，厘清幔源岩浆的侵位年龄，一直是相关研究的重点和难点.以赣南会昌地区出露的一处幔源辉石闪长岩为研究对象，对其开展了锆石和磷灰石的矿相学、矿物地球化学和年代学系统研究.会昌辉石闪长岩的SiO2在55.74%~57.71%之间，富集LREE和LILE，亏损HREE和HFSE.磷灰石属于氟磷灰石，显示了115.0±4.9 Ma的交点年龄和114.7±2.3 Ma的加权平均年龄，代表了会昌辉石闪长岩的侵位年龄；锆石的206Pb/238U年龄介于233~271 Ma，εHf（t）在-3.0~-1.4之间，为来源于深部Ⅰ型花岗岩的捕获锆石.结合前人在区域上的研究，华南板块在印支期主要处于挤压环境，形成了大量的S型和Ⅰ型花岗岩；到了白垩纪，华南板块整体处于伸展环境，存在多期次的幔源岩浆活动.而在这种伸展环境中，天水和幔源流体带来了充足的O2和CO2等矿化剂，这为浸取矿源层中的U元素，进而形成铀矿提供了重要的条件.
2023, 48(9): 3280-3295.
doi: 10.3799/dqkx.2022.023
摘要:
鹤峰地区位于湘西‒鄂西地区层控铅锌多金属成矿带内，不仅是我国“扬子型”铅锌矿床重要产区之一，也是我国页岩气资源重要的远景区，为了探讨区内分布的寒武系下统牛蹄塘组黑色岩系沉积物物质来源及其成熟度、古风化特征、沉积环境以及岩石形成的构造环境，对产于鹤峰县走马镇地区下寒武统牛蹄塘组中下部的黑色岩系开展了岩石学和岩石化学成分分析，结果显示：走马镇地区牛蹄塘组岩石的主量元素含量变化比较大，上下不同层位样品化学成分相差较大，其中下部地层除了SiO2和P2O5含量高于PAAS值外，其他组分均低于PAAS值.强烈富集U、Cr，而亏损Th，具有较高的Ni/Co值和较低的V/Cr值.REE总量略高于PAAS，具有明显的Ce负异常和弱‒微弱的Eu负异常以及略偏大的Y/Ho比值.而上部地层中Al2O3含量明显高于下部地层，与PAAS相比，除了SiO2和Na2O略微富集外，其他组分全部亏损.强烈富集V、U和Ba，明显亏损Zn、Th、Ni和Rb，Ni/Co比值低而V/Cr比值高且变化范围大.REE总量与下部地层相差不大，弱‒微弱的Ce和Eu的负异常，Y/Ho比值比下部地层更接近火成岩和陆源碎屑岩值.结果表明该套岩石为陆源碎屑岩和中性火山岩，在潮湿‒半干旱的气候条件下经过强烈的风化作用，沉积于被动大陆边缘构造环境下的缺氧‒贫氧、局部贫氧‒次氧化的海水中，有热水沉积物的参与.
鹤峰地区位于湘西‒鄂西地区层控铅锌多金属成矿带内，不仅是我国“扬子型”铅锌矿床重要产区之一，也是我国页岩气资源重要的远景区，为了探讨区内分布的寒武系下统牛蹄塘组黑色岩系沉积物物质来源及其成熟度、古风化特征、沉积环境以及岩石形成的构造环境，对产于鹤峰县走马镇地区下寒武统牛蹄塘组中下部的黑色岩系开展了岩石学和岩石化学成分分析，结果显示：走马镇地区牛蹄塘组岩石的主量元素含量变化比较大，上下不同层位样品化学成分相差较大，其中下部地层除了SiO2和P2O5含量高于PAAS值外，其他组分均低于PAAS值.强烈富集U、Cr，而亏损Th，具有较高的Ni/Co值和较低的V/Cr值.REE总量略高于PAAS，具有明显的Ce负异常和弱‒微弱的Eu负异常以及略偏大的Y/Ho比值.而上部地层中Al2O3含量明显高于下部地层，与PAAS相比，除了SiO2和Na2O略微富集外，其他组分全部亏损.强烈富集V、U和Ba，明显亏损Zn、Th、Ni和Rb，Ni/Co比值低而V/Cr比值高且变化范围大.REE总量与下部地层相差不大，弱‒微弱的Ce和Eu的负异常，Y/Ho比值比下部地层更接近火成岩和陆源碎屑岩值.结果表明该套岩石为陆源碎屑岩和中性火山岩，在潮湿‒半干旱的气候条件下经过强烈的风化作用，沉积于被动大陆边缘构造环境下的缺氧‒贫氧、局部贫氧‒次氧化的海水中，有热水沉积物的参与.
2023, 48(9): 3296-3311.
doi: 10.3799/dqkx.2022.191
摘要:
青藏高原中部（包括北羌塘地区）出露了大规模三叠纪中酸性岩浆活动.然而，目前人们对于这些岩浆的起源、岩石成因及其地球动力学机制等问题至今还存在较多分歧.本文以北羌塘宁多地区过铝质花岗岩体为研究对象，开展锆石U-Pb年代学、全岩和同位素地球化学等综合研究，为深入认识与理解过铝质花岗岩形成机制及青藏高原中部三叠纪构造‒岩浆演化过程等提供新的线索.宁多过铝质花岗岩的岩性为黑云母花岗闪长岩，主要由斜长石（35%~40%）、石英（25%~30%）、碱性长石（15%~20%）和黑云母（5%~10%）组成.宁多花岗岩的锆石U-Pb年龄为248±1 Ma，为早三叠世岩浆活动的产物.样品均具有中等程度的SiO2和MgO含量，相对富钾和铝，总体上与强过铝质花岗岩成分特征类似.所有岩石样品相对原始地幔要明显富集Rb、K等大离子亲石元素和轻稀土元素，亏损Nb、Ta、Ti和P等高场强元素.岩石样品具有相对高的87Sr/86Sr初始比值（ISr为0.720~0.722）、相对低的εNd（t）值（-12.4~-12.3）以及古老的两阶段模式年龄（T2DM为2.02~2.03 Ga），可与北羌塘地体东南部元古代片麻岩及由前寒武纪变质基底熔融形成的S型花岗岩特征类比.宁多过铝质花岗岩具有显著高的锆饱和温度（806~845 ℃）和锆石Ti温度（830~1 033 ℃），可与世界上典型高温花岗岩类的结晶温度类比.研究结果表明，这些过铝质花岗岩的形成与北羌塘前寒武纪基底物质（变杂砂岩和少量变泥质岩组分）的高温熔融有关.结合区域上多学科研究资料可以判断，在龙木错‒双湖古特提斯洋北向俯冲的背景下，板片回撤引发弧后伸展和大量玄武质岩浆底侵，进而导致这一时期古老基底物质发生高温熔融.
青藏高原中部（包括北羌塘地区）出露了大规模三叠纪中酸性岩浆活动.然而，目前人们对于这些岩浆的起源、岩石成因及其地球动力学机制等问题至今还存在较多分歧.本文以北羌塘宁多地区过铝质花岗岩体为研究对象，开展锆石U-Pb年代学、全岩和同位素地球化学等综合研究，为深入认识与理解过铝质花岗岩形成机制及青藏高原中部三叠纪构造‒岩浆演化过程等提供新的线索.宁多过铝质花岗岩的岩性为黑云母花岗闪长岩，主要由斜长石（35%~40%）、石英（25%~30%）、碱性长石（15%~20%）和黑云母（5%~10%）组成.宁多花岗岩的锆石U-Pb年龄为248±1 Ma，为早三叠世岩浆活动的产物.样品均具有中等程度的SiO2和MgO含量，相对富钾和铝，总体上与强过铝质花岗岩成分特征类似.所有岩石样品相对原始地幔要明显富集Rb、K等大离子亲石元素和轻稀土元素，亏损Nb、Ta、Ti和P等高场强元素.岩石样品具有相对高的87Sr/86Sr初始比值（ISr为0.720~0.722）、相对低的εNd（t）值（-12.4~-12.3）以及古老的两阶段模式年龄（T2DM为2.02~2.03 Ga），可与北羌塘地体东南部元古代片麻岩及由前寒武纪变质基底熔融形成的S型花岗岩特征类比.宁多过铝质花岗岩具有显著高的锆饱和温度（806~845 ℃）和锆石Ti温度（830~1 033 ℃），可与世界上典型高温花岗岩类的结晶温度类比.研究结果表明，这些过铝质花岗岩的形成与北羌塘前寒武纪基底物质（变杂砂岩和少量变泥质岩组分）的高温熔融有关.结合区域上多学科研究资料可以判断，在龙木错‒双湖古特提斯洋北向俯冲的背景下，板片回撤引发弧后伸展和大量玄武质岩浆底侵，进而导致这一时期古老基底物质发生高温熔融.
2023, 48(9): 3312-3326.
doi: 10.3799/dqkx.2022.381
摘要:
为了精细刻画古亚洲洋在内蒙古阿巴嘎旗地区的构造演化，选取宝力高庙组火山岩为研究对象，开展了详细的野外调查及锆石U⁃Pb年代学、岩石学、全岩地球化学研究.将宝力高庙组重新厘定为4个段，其中二段角闪安山岩、三段流纹岩和四段流纹质晶屑凝灰岩的锆石U⁃Pb年龄分别为320.1±5.7 Ma、315.1±4.1 Ma和304.8±2.3 Ma.宝力高庙组火山岩整体为亚碱性系列，属于高钾，弱过铝质岩石，是经过幔源岩浆底侵形成的加厚下地壳部分熔融的产物.研究区从宝力高庙组二段的大陆边缘弧构造环境演变为三段、四段火山岩的碰撞‒后碰撞环境.结合前人对研究区早二叠世岩浆活动研究成果（碰撞后伸展阶产物），古亚洲洋二连‒贺根山洋盆在晚石炭世经历了以洋内俯冲作用为特征的大洋俯冲消亡过程，在晚石炭世晚期本区构造演化进入到兴蒙造山带中部微陆块拼贴阶段.
为了精细刻画古亚洲洋在内蒙古阿巴嘎旗地区的构造演化，选取宝力高庙组火山岩为研究对象，开展了详细的野外调查及锆石U⁃Pb年代学、岩石学、全岩地球化学研究.将宝力高庙组重新厘定为4个段，其中二段角闪安山岩、三段流纹岩和四段流纹质晶屑凝灰岩的锆石U⁃Pb年龄分别为320.1±5.7 Ma、315.1±4.1 Ma和304.8±2.3 Ma.宝力高庙组火山岩整体为亚碱性系列，属于高钾，弱过铝质岩石，是经过幔源岩浆底侵形成的加厚下地壳部分熔融的产物.研究区从宝力高庙组二段的大陆边缘弧构造环境演变为三段、四段火山岩的碰撞‒后碰撞环境.结合前人对研究区早二叠世岩浆活动研究成果（碰撞后伸展阶产物），古亚洲洋二连‒贺根山洋盆在晚石炭世经历了以洋内俯冲作用为特征的大洋俯冲消亡过程，在晚石炭世晚期本区构造演化进入到兴蒙造山带中部微陆块拼贴阶段.
2023, 48(9): 3327-3341.
doi: 10.3799/dqkx.2022.347
摘要:
山西刁泉矿床是五台山-恒山矿集区内最为典型的斑岩-矽卡岩型多金属矿床，然而人们对该矿床斑岩和矽卡岩型矿化之间的成因联系及其成矿流体演化的认识还存在较大的争论.利用LA-ICPMS原位微区分析技术开展了对花岗斑岩和含矿矽卡岩中榍石的U-Pb同位素和微量元素分析，并测定了矿区侵入岩中锆石的U-Pb年龄.黑云母石英二长岩和花岗斑岩的锆石U-Pb定年结果表明其侵位时间分别为137.3±1.2 Ma和133.5±2.0 Ma，其中花岗斑岩的年龄与热液榍石的U-Pb年龄（133.6±2.2 Ma和132.8±2.5 Ma）在误差范围内完全一致，表明花岗斑岩与矽卡岩型铜银矿化关系密切.榍石中Sn元素的含量变化表明刁泉铜银多金属矿床成矿过程中氧逸度经历了一个升高的过程，然后又逐渐下降.
山西刁泉矿床是五台山-恒山矿集区内最为典型的斑岩-矽卡岩型多金属矿床，然而人们对该矿床斑岩和矽卡岩型矿化之间的成因联系及其成矿流体演化的认识还存在较大的争论.利用LA-ICPMS原位微区分析技术开展了对花岗斑岩和含矿矽卡岩中榍石的U-Pb同位素和微量元素分析，并测定了矿区侵入岩中锆石的U-Pb年龄.黑云母石英二长岩和花岗斑岩的锆石U-Pb定年结果表明其侵位时间分别为137.3±1.2 Ma和133.5±2.0 Ma，其中花岗斑岩的年龄与热液榍石的U-Pb年龄（133.6±2.2 Ma和132.8±2.5 Ma）在误差范围内完全一致，表明花岗斑岩与矽卡岩型铜银矿化关系密切.榍石中Sn元素的含量变化表明刁泉铜银多金属矿床成矿过程中氧逸度经历了一个升高的过程，然后又逐渐下降.
2023, 48(9): 3342-3359.
doi: 10.3799/dqkx.2023.077
摘要:
英云闪长岩-奥长花岗岩-花岗闪长岩（TTG）是地球早期大陆地壳最重要的组成部分，与早期构造环境和地壳分异过程关系紧密.通过岩相学、强烈的轻重稀土元素分异等地球化学特征、锆石的Hf模式年龄和U-Pb年龄以及微量元素模拟等手段，界定了登封地区TTG片麻岩的源岩及其残留相.锆石U-Pb定年显示登封杂岩内有两期TTG岩浆作用（2.57~2.55 Ga和2.55~2.51 Ga）.并且，同位素系统研究表明，登封杂岩中具有较高的εHf（t）和εNd（t）值（1.7~9.7和0.23~3.87），接近同时代亏损地幔值.TTG片麻岩具有较高的SiO2和Na2O含量，较低的Mg#、Cr、Ni、Yb和Y含量，具有较高的La/Yb和Sr/Y比值.这些资料表明，登封地区的岩石代表了成熟地壳的主要岩石组成.该地区的岩性组合、构造样式和地球化学等多方面证据表明登封杂岩内部的绿岩带组合（变质火山沉积岩）是弧前杂岩和增生杂岩；以TTG为主的东部和西部登封杂岩可能是岛弧核部，它们共同组成了板块汇聚的标志性产物.微量元素模拟进一步表明登封地区TTG片麻岩是由俯冲洋壳的含水玄武岩（角闪岩）部分熔融形成，并留下了含石榴子石的角闪岩残余物.据此推断在此期间发生了年轻地壳生长，而华北克拉通南缘的新太古代晚期TTG片麻岩（2.57~2.50 Ga）见证了新陆壳的生长.
英云闪长岩-奥长花岗岩-花岗闪长岩（TTG）是地球早期大陆地壳最重要的组成部分，与早期构造环境和地壳分异过程关系紧密.通过岩相学、强烈的轻重稀土元素分异等地球化学特征、锆石的Hf模式年龄和U-Pb年龄以及微量元素模拟等手段，界定了登封地区TTG片麻岩的源岩及其残留相.锆石U-Pb定年显示登封杂岩内有两期TTG岩浆作用（2.57~2.55 Ga和2.55~2.51 Ga）.并且，同位素系统研究表明，登封杂岩中具有较高的εHf（t）和εNd（t）值（1.7~9.7和0.23~3.87），接近同时代亏损地幔值.TTG片麻岩具有较高的SiO2和Na2O含量，较低的Mg#、Cr、Ni、Yb和Y含量，具有较高的La/Yb和Sr/Y比值.这些资料表明，登封地区的岩石代表了成熟地壳的主要岩石组成.该地区的岩性组合、构造样式和地球化学等多方面证据表明登封杂岩内部的绿岩带组合（变质火山沉积岩）是弧前杂岩和增生杂岩；以TTG为主的东部和西部登封杂岩可能是岛弧核部，它们共同组成了板块汇聚的标志性产物.微量元素模拟进一步表明登封地区TTG片麻岩是由俯冲洋壳的含水玄武岩（角闪岩）部分熔融形成，并留下了含石榴子石的角闪岩残余物.据此推断在此期间发生了年轻地壳生长，而华北克拉通南缘的新太古代晚期TTG片麻岩（2.57~2.50 Ga）见证了新陆壳的生长.
2023, 48(9): 3360-3377.
doi: 10.3799/dqkx.2022.126
摘要:
灯影组白云岩是四川盆地超深层油气勘探的重点领域，但目前人们对该套白云岩成因争议仍较大，且缺乏系统研究.通过对四川盆地灯影组白云岩C-O-Sr同位素和稀土元素数据的系统分析来研究白云石化流体的化学性质和成因，进而约束白云岩的差异性成因机制.研究表明：（1）灯影组白云岩碳同位素值较均一，δ13C值基本分布在0‰~+5.0‰之间，而氧同位素值变化较大.近地表环境基质白云岩和早期白云石胶结物δ18O均大于-8.0‰，埋藏环境白云石胶结物δ18O均小于-8.0‰，而热液白云石化胶结物δ18O均小于-10.0‰.（2）基质白云岩和早期白云石胶结物具有与同期海水相似的87Sr/86Sr值（0.708~0.709），指示其继承于海水流体；而埋藏环境白云石胶结物87Sr/86Sr比值明显大于同期海水，指示其为地层流体和深部热液流体来源.（3）灯影组白云岩稀土元素均亏损轻稀土元素、富集重稀土元素.基质白云岩和早期白云石胶结物可见Ce负异常、未见Eu明显异常，说明白云石化流体来源于海水；埋藏环境白云石胶结物可见明显Eu正异常.不同沉积环境下白云石化流体化学性质和来源的不同，是四川盆地灯影组白云岩成因的控制因素.近地表环境下海水来源的白云石化流体，主要受新元古代震旦系灯影组“文石‒白云石海”环境下高频海平面波动的控制；而在埋藏环境中地层流体和深部热液来源的白云石化流体，则主要受后期构造作用控制.本研究可为认识白云岩成因、晚埃迪卡拉系海水化学条件及超深层油气勘探开发提供了有益参考.
灯影组白云岩是四川盆地超深层油气勘探的重点领域，但目前人们对该套白云岩成因争议仍较大，且缺乏系统研究.通过对四川盆地灯影组白云岩C-O-Sr同位素和稀土元素数据的系统分析来研究白云石化流体的化学性质和成因，进而约束白云岩的差异性成因机制.研究表明：（1）灯影组白云岩碳同位素值较均一，δ13C值基本分布在0‰~+5.0‰之间，而氧同位素值变化较大.近地表环境基质白云岩和早期白云石胶结物δ18O均大于-8.0‰，埋藏环境白云石胶结物δ18O均小于-8.0‰，而热液白云石化胶结物δ18O均小于-10.0‰.（2）基质白云岩和早期白云石胶结物具有与同期海水相似的87Sr/86Sr值（0.708~0.709），指示其继承于海水流体；而埋藏环境白云石胶结物87Sr/86Sr比值明显大于同期海水，指示其为地层流体和深部热液流体来源.（3）灯影组白云岩稀土元素均亏损轻稀土元素、富集重稀土元素.基质白云岩和早期白云石胶结物可见Ce负异常、未见Eu明显异常，说明白云石化流体来源于海水；埋藏环境白云石胶结物可见明显Eu正异常.不同沉积环境下白云石化流体化学性质和来源的不同，是四川盆地灯影组白云岩成因的控制因素.近地表环境下海水来源的白云石化流体，主要受新元古代震旦系灯影组“文石‒白云石海”环境下高频海平面波动的控制；而在埋藏环境中地层流体和深部热液来源的白云石化流体，则主要受后期构造作用控制.本研究可为认识白云岩成因、晚埃迪卡拉系海水化学条件及超深层油气勘探开发提供了有益参考.
2023, 48(9): 3378-3388.
doi: 10.3799/dqkx.2021.130
摘要:
高陡边坡上的突岩容易在自重、地震、开挖卸荷等作用下失稳，威胁到水利工程的安全.因此，对突岩进行早期调查具有重要意义，但由于水利枢纽区域面积较大，交通不便，人工调查耗时且危险.本文提出了一种基于航空影像的高陡边坡突岩快速识别方法.该方法主要包括3个步骤：（1）通过无人机摄影测量生成边坡点云模型；（2）使用核密度估计方法（KDE）对点云模型的赤平投影结果进行统计分析，以将点云模型分割成平滑区域和非平滑区域；（3）用一种基于密度且对噪声鲁棒的空间聚类算法（DBSCAN）对非平滑区域的点进行聚类，以识别代表突岩的点簇.该方法可以从整个边坡识别多个突岩，有效减少人工工作量，将该方法应用到两河口水电站某自然边坡的突岩识别中，可较为方便地得到岩体的边界和几何要素，为下一步稳定分析提供基本数据.
高陡边坡上的突岩容易在自重、地震、开挖卸荷等作用下失稳，威胁到水利工程的安全.因此，对突岩进行早期调查具有重要意义，但由于水利枢纽区域面积较大，交通不便，人工调查耗时且危险.本文提出了一种基于航空影像的高陡边坡突岩快速识别方法.该方法主要包括3个步骤：（1）通过无人机摄影测量生成边坡点云模型；（2）使用核密度估计方法（KDE）对点云模型的赤平投影结果进行统计分析，以将点云模型分割成平滑区域和非平滑区域；（3）用一种基于密度且对噪声鲁棒的空间聚类算法（DBSCAN）对非平滑区域的点进行聚类，以识别代表突岩的点簇.该方法可以从整个边坡识别多个突岩，有效减少人工工作量，将该方法应用到两河口水电站某自然边坡的突岩识别中，可较为方便地得到岩体的边界和几何要素，为下一步稳定分析提供基本数据.
2023, 48(9): 3389-3401.
doi: 10.3799/dqkx.2022.329
摘要:
青藏高原的持续抬升导致黄河干流下切，带动支流大河坝河溯源下切，使得同德盆地由沉积区变为侵蚀区，泥石流开始群发，研究群发机理对古沉积盆地泥石流的防灾减灾意义重大.通过野外监测结合室内水槽试验，系统分析了同德盆地卵石夹砂沉积层的土力学性质，切沟发育阶段和泥石流的侵蚀、运动过程.卵石夹砂沉积层分选好，磨圆度高，无胶结，利于水流下切和物源能量的累积.大河坝河溯源下切，卵石夹砂物源能量往大河坝河上游传递，导致大河坝河不同河段的切沟发育阶段和泥石流发育趋势不同.卵石夹砂沉积层的厚度和下切深度决定了泥石流的侵蚀强度和发育趋势.水流下切、泥石流侵蚀、卵石夹砂分选和崩滑堵溃过程造成了泥石流龙头能量来源的间歇性和周期性，助推了龙头运动的波动性.
青藏高原的持续抬升导致黄河干流下切，带动支流大河坝河溯源下切，使得同德盆地由沉积区变为侵蚀区，泥石流开始群发，研究群发机理对古沉积盆地泥石流的防灾减灾意义重大.通过野外监测结合室内水槽试验，系统分析了同德盆地卵石夹砂沉积层的土力学性质，切沟发育阶段和泥石流的侵蚀、运动过程.卵石夹砂沉积层分选好，磨圆度高，无胶结，利于水流下切和物源能量的累积.大河坝河溯源下切，卵石夹砂物源能量往大河坝河上游传递，导致大河坝河不同河段的切沟发育阶段和泥石流发育趋势不同.卵石夹砂沉积层的厚度和下切深度决定了泥石流的侵蚀强度和发育趋势.水流下切、泥石流侵蚀、卵石夹砂分选和崩滑堵溃过程造成了泥石流龙头能量来源的间歇性和周期性，助推了龙头运动的波动性.
2023, 48(9): 3402-3419.
doi: 10.3799/dqkx.2021.124
摘要:
以全新世戈龙布古滑坡堵江溃决洪水地质灾害链为例，采用野外调查、PFC3D滑坡动力学数值模拟和HEC-RAS溃决洪水模拟，再现了该滑坡滑‒堵‒溃灾害链全过程.首先通过野外调查查明了该滑坡的特征，戈龙布滑坡总体积约7.92×107 m3，主滑方向为NW335°，最大滑动距离为2.3 km，最大堆积厚度约150 m.利用离散元软件对该滑坡启动和堆积过程模拟，戈龙布滑坡滑动过程持续了103 s，最大速度可达57 m/s，且在滑动过程中呈现出破碎程度区域差异性的运动学特性；大部分颗粒在运动过程中保持了其原始的位置顺序，堆积体物质特点为单个颗粒与块体团簇共存，破碎作用较弱.滑坡堆积体面积约为1.8×106 m2，鞍部高143 m，左岸、右岸高程分别为2 030 m和2 063 m.滑坡堵塞黄河形成的堰塞坝厚度达143 m，上游形成面积为128 km2、库容为4.87×109 m3的堰塞湖.通过模拟不同溃坝程度（15%、25%、50%和75%）下洪水演进过程，溃口下泄流量在30 mins内迅速增大达到一个顶峰，然后呈缓速减小；溃口最大峰值流量分别为15 137.9 m3/s、52 192.9 m3/s、157 375.5 m3/s和326 703.6 m3/s，并分析了下游各断面的洪峰流量和水位特征.讨论了洪水演进与喇家遗址的关系，发现在25%溃坝时，溃口洪峰流量为52 192.9 m3/s，喇家遗址处水深为27.1 m；75%溃决时，到达二里头遗址的最大流量相当于黄河百年一遇洪水流量.研究结果对开展黄河上游古滑坡动力学过程和溃决洪水研究具有一定的参考.
以全新世戈龙布古滑坡堵江溃决洪水地质灾害链为例，采用野外调查、PFC3D滑坡动力学数值模拟和HEC-RAS溃决洪水模拟，再现了该滑坡滑‒堵‒溃灾害链全过程.首先通过野外调查查明了该滑坡的特征，戈龙布滑坡总体积约7.92×107 m3，主滑方向为NW335°，最大滑动距离为2.3 km，最大堆积厚度约150 m.利用离散元软件对该滑坡启动和堆积过程模拟，戈龙布滑坡滑动过程持续了103 s，最大速度可达57 m/s，且在滑动过程中呈现出破碎程度区域差异性的运动学特性；大部分颗粒在运动过程中保持了其原始的位置顺序，堆积体物质特点为单个颗粒与块体团簇共存，破碎作用较弱.滑坡堆积体面积约为1.8×106 m2，鞍部高143 m，左岸、右岸高程分别为2 030 m和2 063 m.滑坡堵塞黄河形成的堰塞坝厚度达143 m，上游形成面积为128 km2、库容为4.87×109 m3的堰塞湖.通过模拟不同溃坝程度（15%、25%、50%和75%）下洪水演进过程，溃口下泄流量在30 mins内迅速增大达到一个顶峰，然后呈缓速减小；溃口最大峰值流量分别为15 137.9 m3/s、52 192.9 m3/s、157 375.5 m3/s和326 703.6 m3/s，并分析了下游各断面的洪峰流量和水位特征.讨论了洪水演进与喇家遗址的关系，发现在25%溃坝时，溃口洪峰流量为52 192.9 m3/s，喇家遗址处水深为27.1 m；75%溃决时，到达二里头遗址的最大流量相当于黄河百年一遇洪水流量.研究结果对开展黄河上游古滑坡动力学过程和溃决洪水研究具有一定的参考.
2023, 48(9): 3420-3431.
doi: 10.3799/dqkx.2022.146
摘要:
地表水‒地下水（SW-GW）相互作用对砷在浅层地下水系统中的运移至关重要，但其模式和强度对地下水中砷运移的影响尚不清楚.本文针对江汉平原仙桃市沙湖原种场野外地下水三维监测试验场，开展野外监测和三维地下水数值模拟.结果发现雨季地表水补给地下水，SW-GW相互作用强度较大，地下水砷浓度升高；旱季地下水补给地表水，SW-GW相互作用强度减弱，地下水砷浓度降低.SW-GW相互作用模式与强度的季节转变导致地下水流速和流向产生季节响应.模型估算出雨季和旱季地面以下10~25 m最大垂向砷交换量分别为457.2 mg/d、191.3 mg/d，地面以下28 m处水平砷交换量分别为4 380.0 mg/d、1 385.6 mg/d.
地表水‒地下水（SW-GW）相互作用对砷在浅层地下水系统中的运移至关重要，但其模式和强度对地下水中砷运移的影响尚不清楚.本文针对江汉平原仙桃市沙湖原种场野外地下水三维监测试验场，开展野外监测和三维地下水数值模拟.结果发现雨季地表水补给地下水，SW-GW相互作用强度较大，地下水砷浓度升高；旱季地下水补给地表水，SW-GW相互作用强度减弱，地下水砷浓度降低.SW-GW相互作用模式与强度的季节转变导致地下水流速和流向产生季节响应.模型估算出雨季和旱季地面以下10~25 m最大垂向砷交换量分别为457.2 mg/d、191.3 mg/d，地面以下28 m处水平砷交换量分别为4 380.0 mg/d、1 385.6 mg/d.
2023, 48(9): 3432-3443.
doi: 10.3799/dqkx.2022.119
摘要:
铜铁矿区周边地下水硫酸盐污染是生态环境研究关注的热点问题，精确识别硫酸盐来源及迁移途径对于矿区周边地下水污染防控和供水安全至关重要.利用水化学与硫同位素耦合分析，结合矿区水文地质条件和潜在污染源分布，探讨了区内地下水硫酸盐污染特征、来源及迁移途径.区域内地下水包括松散岩类孔隙水、碳酸盐岩裂隙岩溶水及岩浆岩风化裂隙水，水化学类型主要为HCO3∙SO4-Ca型，水化学组分主要来源于硅酸岩、碳酸盐岩和硫酸盐矿物的溶解以及硫化物氧化；地下水中SO42‒含量范围为44.4~2 089.0 mg/L，高值区主要分布在洪山溪尾矿库、矿渣堆存处及矿业生产区附近；地下水中δ34S-SO42‒在2.6‰~31.5‰之间，反映其SO42‒具有多源性.地下水中SO42‒的主要来源包括含水层中石膏矿物的溶解和黄铁矿等含硫矿物氧化输入，高含量的SO42‒主要来源于黄铁矿氧化的贡献；矿坑排水、尾矿渗漏、选矿粉尘沉降淋滤下渗以及废水渗漏是地下水硫酸盐污染的主要途径.
铜铁矿区周边地下水硫酸盐污染是生态环境研究关注的热点问题，精确识别硫酸盐来源及迁移途径对于矿区周边地下水污染防控和供水安全至关重要.利用水化学与硫同位素耦合分析，结合矿区水文地质条件和潜在污染源分布，探讨了区内地下水硫酸盐污染特征、来源及迁移途径.区域内地下水包括松散岩类孔隙水、碳酸盐岩裂隙岩溶水及岩浆岩风化裂隙水，水化学类型主要为HCO3∙SO4-Ca型，水化学组分主要来源于硅酸岩、碳酸盐岩和硫酸盐矿物的溶解以及硫化物氧化；地下水中SO42‒含量范围为44.4~2 089.0 mg/L，高值区主要分布在洪山溪尾矿库、矿渣堆存处及矿业生产区附近；地下水中δ34S-SO42‒在2.6‰~31.5‰之间，反映其SO42‒具有多源性.地下水中SO42‒的主要来源包括含水层中石膏矿物的溶解和黄铁矿等含硫矿物氧化输入，高含量的SO42‒主要来源于黄铁矿氧化的贡献；矿坑排水、尾矿渗漏、选矿粉尘沉降淋滤下渗以及废水渗漏是地下水硫酸盐污染的主要途径.
2023, 48(9): 3444-3453.
doi: 10.3799/dqkx.2021.166
摘要:
多孔介质污染物运移对于明晰地下水污染很重要，但在多孔介质中粒径变异系数（coefficient of variation，COV）对内部微观孔隙结构中污染物运移过程影响的研究还存在不足.为此，基于随机算法，提出了一种不同COV且孔隙度一致的多孔介质几何模型构建方法，通过对Navier-Stokes（N-S）方程和对流‒扩散方程（advection-diffusion equation，简称ADE）进行耦合求解得到多孔介质地下水流场及污染物浓度场，引入克里斯琴森均匀系数，定量评价流场流速分布的均匀性，基于MIM（mobile and immobile）模型和ADE模型分析耦合求解得到的穿透曲线特征.结果表明：随着粒径COV的增大，流场流速分布的不均性增强，MIM模型中的溶质流动区域占比\begin{document}$ \beta $\end{document} \begin{document}$ {\alpha }^{*} $\end{document} \begin{document}$ {E}_{\mathrm{i}} $\end{document}
多孔介质污染物运移对于明晰地下水污染很重要，但在多孔介质中粒径变异系数（coefficient of variation，COV）对内部微观孔隙结构中污染物运移过程影响的研究还存在不足.为此，基于随机算法，提出了一种不同COV且孔隙度一致的多孔介质几何模型构建方法，通过对Navier-Stokes（N-S）方程和对流‒扩散方程（advection-diffusion equation，简称ADE）进行耦合求解得到多孔介质地下水流场及污染物浓度场，引入克里斯琴森均匀系数，定量评价流场流速分布的均匀性，基于MIM（mobile and immobile）模型和ADE模型分析耦合求解得到的穿透曲线特征.结果表明：随着粒径COV的增大，流场流速分布的不均性增强，MIM模型中的溶质流动区域占比
2023, 48(9): 3454-3465.
doi: 10.3799/dqkx.2021.135
摘要:
场地或区域地下水污染羽能否达到稳定及其稳定性特征直接决定自然衰减修复的可行性.本文构建了从上到下依次为潜水层、弱透水层、承压层的典型含水结构，模拟量化潜水层恒定源地下水污染羽迁移扩散，以污染羽稳定面积、稳定浓度和稳定所需时间为特征因子，充分考虑可能影响污染羽迁移扩散的水文地质和水化学参数.首先通过敏感性分析筛选出较敏感因子，然后利用正交试验进行主控因子识别，最后采用多元回归模型构建特征因子与主控因子的定量统计关系.结果表明，对污染羽特征因子具有广泛影响的主控因子为降解系数、弥散度、渗流速度和源浓度，特征因子与主控因子之间具有良好的统计关系，根据实际情况可选用不同主控因子数量表征的统计模型对特征因子进行预测，这将为基于自然衰减修复的场地或区域地下水污染优化控制与高效修复提供重要依据.
场地或区域地下水污染羽能否达到稳定及其稳定性特征直接决定自然衰减修复的可行性.本文构建了从上到下依次为潜水层、弱透水层、承压层的典型含水结构，模拟量化潜水层恒定源地下水污染羽迁移扩散，以污染羽稳定面积、稳定浓度和稳定所需时间为特征因子，充分考虑可能影响污染羽迁移扩散的水文地质和水化学参数.首先通过敏感性分析筛选出较敏感因子，然后利用正交试验进行主控因子识别，最后采用多元回归模型构建特征因子与主控因子的定量统计关系.结果表明，对污染羽特征因子具有广泛影响的主控因子为降解系数、弥散度、渗流速度和源浓度，特征因子与主控因子之间具有良好的统计关系，根据实际情况可选用不同主控因子数量表征的统计模型对特征因子进行预测，这将为基于自然衰减修复的场地或区域地下水污染优化控制与高效修复提供重要依据.
2023, 48(9): 3466-3479.
doi: 10.3799/dqkx.2021.147
摘要:
在特殊地质体中开展地质微生物研究具有重要价值，但在深层含氟地下水环境中开展的相关研究尚有不足.为此，选取衡水市桃城区第三含水组并采集地下水水源井样品9个，进行了水化学分析和微生物16s RNA基因V4-V5区域测序.结果表明，研究区深层地下水偏碱性，TDS相对偏低，F‒的平均含量为1.01 mg/L，水化学类型整体表现为Cl·SO4-Na与HCO3·Cl·SO4-Na型. F‒含量对地下水微生物的丰度与多样性影响较为明显，高氟与低氟地下水特有菌属数量分别为39个和126个.地下水在门水平上以变形菌门（Proteobacteria）最为优势（47.67%~76.96%），属水平类群分散度较高，无明显优势菌属.整体上看，研究区地下水中菌群的组成对水化学过程响应灵敏且关系密切，NO3‒、F‒、DO与取样深度是影响微生物组成结构的主要因子，其中DO也是研究区地下水微生物丰度水平的重要保障.
在特殊地质体中开展地质微生物研究具有重要价值，但在深层含氟地下水环境中开展的相关研究尚有不足.为此，选取衡水市桃城区第三含水组并采集地下水水源井样品9个，进行了水化学分析和微生物16s RNA基因V4-V5区域测序.结果表明，研究区深层地下水偏碱性，TDS相对偏低，F‒的平均含量为1.01 mg/L，水化学类型整体表现为Cl·SO4-Na与HCO3·Cl·SO4-Na型. F‒含量对地下水微生物的丰度与多样性影响较为明显，高氟与低氟地下水特有菌属数量分别为39个和126个.地下水在门水平上以变形菌门（Proteobacteria）最为优势（47.67%~76.96%），属水平类群分散度较高，无明显优势菌属.整体上看，研究区地下水中菌群的组成对水化学过程响应灵敏且关系密切，NO3‒、F‒、DO与取样深度是影响微生物组成结构的主要因子，其中DO也是研究区地下水微生物丰度水平的重要保障.
2023, 48(9): 3480-3493.
doi: 10.3799/dqkx.2021.149
摘要:
为了探明喀斯特泉水补给机理. 基于2017年4月~2020年12月监测的黄龙泉域氢氧稳定同位素数据，运用一元线性回归、多元线性回归、三角函数回归等模型，探讨泉域水体氢氧稳定同位素、水文、电导率变化特征及其耦合关系，揭示泉水补给来源过程. 结果表明：(1)泉水、河水的δD、δ18O值在丰水期大于枯水期，洞穴滴水、溪水的δD、δ18O值则与区域大气降水相似，枯水期大于丰水期.(2)泉域的氘过量值(dexcess)在丰水期大于枯水期，泉水水位、δD、δ18O、电导率对降水产生季节性耦合响应，泉水补给过程受喀斯特系统的“活塞效应”及降水的“稀释效应”影响.(3)洞穴滴水的δD、δ18O季节性特征呈现出洞穴内部大于靠近洞口；泉域各水体δD余弦函数拟合出现波谷的时间顺序为：溪水 > 洞穴滴水 > 河水 > 泉水，对大气降水响应的时间依次延迟.(4)泉水受大气降水入渗和流自非喀斯特地区的风化裂隙水的常年混合补给. 剖析喀斯特地区泉域氢氧同位素特征和水文动态、径流过程及补给机理，对喀斯特地区水资源的调控、管理、保护具有重要借鉴意义.
为了探明喀斯特泉水补给机理. 基于2017年4月~2020年12月监测的黄龙泉域氢氧稳定同位素数据，运用一元线性回归、多元线性回归、三角函数回归等模型，探讨泉域水体氢氧稳定同位素、水文、电导率变化特征及其耦合关系，揭示泉水补给来源过程. 结果表明：(1)泉水、河水的δD、δ18O值在丰水期大于枯水期，洞穴滴水、溪水的δD、δ18O值则与区域大气降水相似，枯水期大于丰水期.(2)泉域的氘过量值(dexcess)在丰水期大于枯水期，泉水水位、δD、δ18O、电导率对降水产生季节性耦合响应，泉水补给过程受喀斯特系统的“活塞效应”及降水的“稀释效应”影响.(3)洞穴滴水的δD、δ18O季节性特征呈现出洞穴内部大于靠近洞口；泉域各水体δD余弦函数拟合出现波谷的时间顺序为：溪水 > 洞穴滴水 > 河水 > 泉水，对大气降水响应的时间依次延迟.(4)泉水受大气降水入渗和流自非喀斯特地区的风化裂隙水的常年混合补给. 剖析喀斯特地区泉域氢氧同位素特征和水文动态、径流过程及补给机理，对喀斯特地区水资源的调控、管理、保护具有重要借鉴意义.
2023, 48(9): 3494-3503.
doi: 10.3799/dqkx.2023.046
摘要:
弱透水层中渗透流速慢，不利于监测其释水过程，于是常借助固结模型来综合评价地面沉降的演化过程.然而，传统的固结模型假定弱透水层中的渗流规律满足达西定律，可能与实际不符合.为此，本研究建立了考虑移动非达西流界面的固结模型，并采用有限差分法建立了该模型的数值解.其中，假设渗透系数与孔隙比都是应力的函数.通过与现有模型和室内实验数据的对比，验证了本研究模型的可靠性.结果表明新模型能更精确地模拟水位瞬时下降诱发的弱透水层固结过程.考虑移动非达西流界面的固结模型会延缓超孔隙水压力的消散过程，但不影响孔隙水压力的总消散量和总沉降量.考虑渗透系数衰减的固结模型，其孔隙水压力的消散与沉降量达到稳定的时间明显延长，且变渗透系数延缓了移动界面达到稳定的时间、致使移动界面稳定位置上移.
弱透水层中渗透流速慢，不利于监测其释水过程，于是常借助固结模型来综合评价地面沉降的演化过程.然而，传统的固结模型假定弱透水层中的渗流规律满足达西定律，可能与实际不符合.为此，本研究建立了考虑移动非达西流界面的固结模型，并采用有限差分法建立了该模型的数值解.其中，假设渗透系数与孔隙比都是应力的函数.通过与现有模型和室内实验数据的对比，验证了本研究模型的可靠性.结果表明新模型能更精确地模拟水位瞬时下降诱发的弱透水层固结过程.考虑移动非达西流界面的固结模型会延缓超孔隙水压力的消散过程，但不影响孔隙水压力的总消散量和总沉降量.考虑渗透系数衰减的固结模型，其孔隙水压力的消散与沉降量达到稳定的时间明显延长，且变渗透系数延缓了移动界面达到稳定的时间、致使移动界面稳定位置上移.
2023, 48(9): 3504-3517.
doi: 10.3799/dqkx.2021.144
摘要:
大数据时代带来产业、思想和科学的革命，数据的融合、归纳、科学发现等对地热学的发展带来了机遇和挑战.地热学作为一门多学科交叉融合学科，涉及到地球科学的方方面面，其在大数据时代下的发展也面临着诸多挑战.本文依据时间序列将地热学划分为当代地热学和历史地热学两部分，从中国乃至全球热流分布、水化学参数、地热潜力评价体系3个方面对当代地热学涉及的地球热结构及相关能源灾害问题，以及从深时地球热体制变化、构造演化、气候环境能源效应3个方面对历史地热学涉及的热时空变化、演变及资源形成分别阐述了大数据引入的前瞻性和可行性.未来地热学的发展一方面应注重地热学框架和要素的搭建及相关科学联系解译和科学发现工作，另一方面则应注重地热学知识图谱构建，多学科知识融合解译，继而重建深时地球热状态及其所反映的物理化学过程.
大数据时代带来产业、思想和科学的革命，数据的融合、归纳、科学发现等对地热学的发展带来了机遇和挑战.地热学作为一门多学科交叉融合学科，涉及到地球科学的方方面面，其在大数据时代下的发展也面临着诸多挑战.本文依据时间序列将地热学划分为当代地热学和历史地热学两部分，从中国乃至全球热流分布、水化学参数、地热潜力评价体系3个方面对当代地热学涉及的地球热结构及相关能源灾害问题，以及从深时地球热体制变化、构造演化、气候环境能源效应3个方面对历史地热学涉及的热时空变化、演变及资源形成分别阐述了大数据引入的前瞻性和可行性.未来地热学的发展一方面应注重地热学框架和要素的搭建及相关科学联系解译和科学发现工作，另一方面则应注重地热学知识图谱构建，多学科知识融合解译，继而重建深时地球热状态及其所反映的物理化学过程.
2023, 48(9): 3518-3525.
doi: 10.3799/dqkx.2022.330
摘要:
受水文站数量与空间分布的制约，目前径流变化研究集中于区域或流域尺度，基于实测数据且综合考虑多种因子影响的全球尺度径流变化趋势归因尚待开展.基于此，本文整合多套站点实测径流数据，并提取各站点对应集水区范围的气象和植被数据，构建了当前站点数量最多、空间分布最完整的全球气象水文数据集.采用Mann-Kendall等趋势分析方法，检测了全球4 469个水文站点径流变化趋势；基于随机森林方法，建立全球径流变化趋势归因框架，定量评估了降水、潜在蒸散发、植被叶面积指数、融雪4个驱动因子对全球主要流域径流变化的影响.结果表明，全球径流变化以减少趋势为主，径流显著减少（增加）趋势站点占比28.2%（9.7%）.植被变化主导了全球42.2%的水文站点径流变化趋势，高于降水（35.3%）、潜在蒸散发（12.5%）和融雪（10.0%）主导的站点.
受水文站数量与空间分布的制约，目前径流变化研究集中于区域或流域尺度，基于实测数据且综合考虑多种因子影响的全球尺度径流变化趋势归因尚待开展.基于此，本文整合多套站点实测径流数据，并提取各站点对应集水区范围的气象和植被数据，构建了当前站点数量最多、空间分布最完整的全球气象水文数据集.采用Mann-Kendall等趋势分析方法，检测了全球4 469个水文站点径流变化趋势；基于随机森林方法，建立全球径流变化趋势归因框架，定量评估了降水、潜在蒸散发、植被叶面积指数、融雪4个驱动因子对全球主要流域径流变化的影响.结果表明，全球径流变化以减少趋势为主，径流显著减少（增加）趋势站点占比28.2%（9.7%）.植被变化主导了全球42.2%的水文站点径流变化趋势，高于降水（35.3%）、潜在蒸散发（12.5%）和融雪（10.0%）主导的站点.
2023, 48(9): 3526-3538.
doi: 10.3799/dqkx.2021.218
摘要:
针对传统高分辨率遥感影像的场景分类效率较低，以及卷积神经网络在遥感影像场景分类上由于空间不变性而导致的分类精度不高的问题，提出了一种结合空间变换网络和迁移学习的高分辨率遥感影像场景分类算法.首先，利用ImageNet数据集训练深度残差网络ResNet101得到预训练模型，通过知识迁移提高模型目标探测效率；之后在模型中嵌入空间变换结构，使模型能够主动在空间上变换特征映射，提高模型的鲁棒性；最后，在模型中添加Dropout层减小模型出现过拟合的概率.本方法在AID和NWPU-RESISC45两种不同规模的高分遥感影像数据集上进行了验证，在只有20%训练样本的情况下仍达到了94.30%和93.63%的分类精度.实验结果表明本次改进模型具有更好的特征提取能力，针对易误分类场景的分类结果更优.
针对传统高分辨率遥感影像的场景分类效率较低，以及卷积神经网络在遥感影像场景分类上由于空间不变性而导致的分类精度不高的问题，提出了一种结合空间变换网络和迁移学习的高分辨率遥感影像场景分类算法.首先，利用ImageNet数据集训练深度残差网络ResNet101得到预训练模型，通过知识迁移提高模型目标探测效率；之后在模型中嵌入空间变换结构，使模型能够主动在空间上变换特征映射，提高模型的鲁棒性；最后，在模型中添加Dropout层减小模型出现过拟合的概率.本方法在AID和NWPU-RESISC45两种不同规模的高分遥感影像数据集上进行了验证，在只有20%训练样本的情况下仍达到了94.30%和93.63%的分类精度.实验结果表明本次改进模型具有更好的特征提取能力，针对易误分类场景的分类结果更优.
2023, 48(9): 3539-3551.
doi: 10.3799/dqkx.2022.268
摘要:
为了量化不同类型植被与干旱的响应关系，首先采用回归模式降尺度方法获取内蒙古地区1982-2019年1 km分辨率的归一化植被指数（normalized difference vegetation index，NDVI）数据集，并计算标准化降水蒸发指数（standardized precipitation evapotranspiration index，SPEI）以表征干旱状况；然后，利用转移函数分析（transfer function analysis，TFA）频域技术进行内蒙古东部不同类型植被变化对干旱响应的存在性、强度和时滞性的研究.发现在年、6个月和3个月尺度上，草地、灌木、阔叶林和针叶林NDVI与SPEI的相干性分别为0.44、0.57、0.31，0.43、0.60、0.32，0.30、0.19、0.14和0.20、0.13、0.10；各类型植被NDVI对干旱的响应强度表现为灌木 > 草地 > 阔叶林 > 针叶林；草地、灌木、阔叶林和针叶林在3个时间尺度上滞后干旱的时间分别为31 d、20 d、12 d，77 d、28 d、34 d，120 d、69 d、57 d和179 d、103 d、65 d.研究结果表明：草地和灌木与干旱的相干性显著，响应强度较大，响应速度更快；而针叶林和阔叶林与干旱的相干性较低，其对干旱的抵抗力较强，对干旱的响应时间较长，受干旱影响较小.
为了量化不同类型植被与干旱的响应关系，首先采用回归模式降尺度方法获取内蒙古地区1982-2019年1 km分辨率的归一化植被指数（normalized difference vegetation index，NDVI）数据集，并计算标准化降水蒸发指数（standardized precipitation evapotranspiration index，SPEI）以表征干旱状况；然后，利用转移函数分析（transfer function analysis，TFA）频域技术进行内蒙古东部不同类型植被变化对干旱响应的存在性、强度和时滞性的研究.发现在年、6个月和3个月尺度上，草地、灌木、阔叶林和针叶林NDVI与SPEI的相干性分别为0.44、0.57、0.31，0.43、0.60、0.32，0.30、0.19、0.14和0.20、0.13、0.10；各类型植被NDVI对干旱的响应强度表现为灌木 > 草地 > 阔叶林 > 针叶林；草地、灌木、阔叶林和针叶林在3个时间尺度上滞后干旱的时间分别为31 d、20 d、12 d，77 d、28 d、34 d，120 d、69 d、57 d和179 d、103 d、65 d.研究结果表明：草地和灌木与干旱的相干性显著，响应强度较大，响应速度更快；而针叶林和阔叶林与干旱的相干性较低，其对干旱的抵抗力较强，对干旱的响应时间较长，受干旱影响较小.
2023, 48(9): 3552-3561.
doi: 10.3799/dqkx.2021.259
摘要:
汉口是武汉三镇之一，华中地区的政治、金融、商贸、对外交往中心和重要的交通枢纽，自古被誉为“楚中第一繁盛处”，以“东方芝加哥”驰名于海内外.汉口并不是武汉的一个行政单元，大致为武汉市江岸区、江汉区、硚口区三个行政区所辖范围.汉口的崛起赖于地理环境优势已为学界所共识.汉口地处汉江河口区腹地，是长江和汉江相互作用区，地理环境多变、时空演化复杂，不同时期有不同的地理格局.本文以1669年的《汉阳府境全图》为主，结合其他文献，对繁盛一时的清代康熙年间的汉口古地理状况进行了复原.研究发现，当时的汉口地域存在着玉带河、襄河、沦河3条河流，且具“河湖一体”的特点；沿河发育有高大的天然堤，成为先民居住的主要地貌单元.汉江自蔡甸城头山东发生分流，先后以5条分支河道入江；此时的汉江河口三角洲顶分流点在城头山附近，河口分流区范围大致在以城头山‒谌家矶‒小军山为边界的区域内.汉口镇位于汉江与玉带河之间，即由汉江天然堤与袁公堤所构成的围垸内，市镇和公共文化建筑反映出当时的汉口镇已十分繁盛.汉口镇以外区域的聚落主要集中于河流天然堤上，这种人居地貌环境格局一直持续到20世纪初张公堤的修建.本研究首次揭示了清康熙时期的汉江河口区的古地理格局，对武汉市历史古地理演化与人地关系的认识有重要意义.
汉口是武汉三镇之一，华中地区的政治、金融、商贸、对外交往中心和重要的交通枢纽，自古被誉为“楚中第一繁盛处”，以“东方芝加哥”驰名于海内外.汉口并不是武汉的一个行政单元，大致为武汉市江岸区、江汉区、硚口区三个行政区所辖范围.汉口的崛起赖于地理环境优势已为学界所共识.汉口地处汉江河口区腹地，是长江和汉江相互作用区，地理环境多变、时空演化复杂，不同时期有不同的地理格局.本文以1669年的《汉阳府境全图》为主，结合其他文献，对繁盛一时的清代康熙年间的汉口古地理状况进行了复原.研究发现，当时的汉口地域存在着玉带河、襄河、沦河3条河流，且具“河湖一体”的特点；沿河发育有高大的天然堤，成为先民居住的主要地貌单元.汉江自蔡甸城头山东发生分流，先后以5条分支河道入江；此时的汉江河口三角洲顶分流点在城头山附近，河口分流区范围大致在以城头山‒谌家矶‒小军山为边界的区域内.汉口镇位于汉江与玉带河之间，即由汉江天然堤与袁公堤所构成的围垸内，市镇和公共文化建筑反映出当时的汉口镇已十分繁盛.汉口镇以外区域的聚落主要集中于河流天然堤上，这种人居地貌环境格局一直持续到20世纪初张公堤的修建.本研究首次揭示了清康熙时期的汉江河口区的古地理格局，对武汉市历史古地理演化与人地关系的认识有重要意义.
2023, 48(9): 3562-3576.
doi: 10.3799/dqkx.2021.125
摘要:
湖相沉积具有高分辨率的沉积记录，而更新世以来的冰水湖泊可以记录冰期与间冰期的地质事件，具有重要的地质意义. 川西高原地处青藏高原东南缘，是中国地势变化最为显著的过渡地带，发育较为完整的冰川地貌.川西理塘高原毛垭盆地发育由冰川堰塞湖形成的连续稳定的16 m湖相剖面，为纹层状泥与粉砂互层，在下部层位（深度约12.68 m和13.26 m）发现了由地震触发的软沉积物变形构造，其形态特征主要表现为液化卷曲、球‒枕构造、液化底劈和层间滑动褶皱变形，通过放射性同位素AMS 14C测年得到两期软沉积物变形事件的年龄为33 850~33 110、37 254~36 042 cal. BP. 指示该地区在±37~33 ka期间至少发生过两期古地震事件：早期发生在37~36 ka之前，震级大于7级，晚期则发生于33 ka之后，震级6~7级左右.
湖相沉积具有高分辨率的沉积记录，而更新世以来的冰水湖泊可以记录冰期与间冰期的地质事件，具有重要的地质意义. 川西高原地处青藏高原东南缘，是中国地势变化最为显著的过渡地带，发育较为完整的冰川地貌.川西理塘高原毛垭盆地发育由冰川堰塞湖形成的连续稳定的16 m湖相剖面，为纹层状泥与粉砂互层，在下部层位（深度约12.68 m和13.26 m）发现了由地震触发的软沉积物变形构造，其形态特征主要表现为液化卷曲、球‒枕构造、液化底劈和层间滑动褶皱变形，通过放射性同位素AMS 14C测年得到两期软沉积物变形事件的年龄为33 850~33 110、37 254~36 042 cal. BP. 指示该地区在±37~33 ka期间至少发生过两期古地震事件：早期发生在37~36 ka之前，震级大于7级，晚期则发生于33 ka之后，震级6~7级左右.
