地球科学与环境学报

新疆西天山备战铁矿床硅质岩的发现及其地质意义

2021年09月15 00:00

新疆西天山备战铁矿床出露下石炭统大哈拉军山组第三亚组火山岩和沉积岩,剖面测量和岩相学研究发现其中还发育硅质岩,呈层状、似层状分布于灰岩、英安岩和凝灰岩中。硅质岩主要由玉髓和微粒石英组成,岩石具微晶结构、块状构造和层理构造。硅质岩SiO₂含量(质量分数,下同)(67.26%～83.52%)、Al₂O₃含量(5.85%～15.88%)和TiO₂含量(0.30%～0.68%)较高,且Al₂O₃/(Al₂O₃+Fe₂O₃)值较高(0.89～0.99),而K₂O含量(0.27%～4.09%)和P₂O₅含量(0.06%～0.12%)较低,且MnO/TiO₂值较低(0.02～0.13),稀土元素总含量较高((11.32～119.14)×10^-6),球粒陨石标准化稀土元素配分模式为右倾型。岩相学和岩石地球化学特征表明,备战铁矿区硅质岩为火山沉积成因,硅质主要来源于海底火山喷发,有少量陆源碎屑物质加入,硅质岩形成于大陆边缘环境,其沉积环境为浅海、弱碱性、氧化环境,有利于磁铁矿的形成。综上所述,备战铁矿区硅质岩的发现对确定备战铁矿床的成矿构造背景、形成环境及成因具有重要的指示意义。

综合构造岩相学勘查技术在玻利维亚古布利达铜矿床找矿中的应用

2021年09月15 00:00

古布利达铜矿床位于安第斯成矿带中段斑岩型铜金矿床和浅成低温热液型金铜-铅锌矿床集中分布区。由于地形切割大,海拔高以及自然环境恶劣,给找矿勘查增加了难度。以构造岩相学分析研究为思路,将遥感解译-构造岩相学路线观测、沟系次生晕测量、地质填图、构造岩相学解析研究等方法综合应用于古布利达铜矿床找矿。结果表明:①综合构造岩相学勘查技术在玻利维亚高原特殊景观区进行找矿勘查具有准确和快速高效特点; ②通过遥感解译-构造岩相学路线观测,圈定了火山穹隆构造、断裂构造,初步建立了填图单元和对应的遥感异常色斑标志; ③通过大比例尺地质填图,确定了含矿地层、含矿岩相和储矿构造样式,圈定了矿化蚀变带,揭示了矿化蚀变带走向和倾向,为探槽和钻孔验证提供了设计依据; ④通过探槽揭露了浅部矿体,评价了化探异常,进一步确定了矿体产状,经钻探验证,控制到厚大铜矿体; ⑤在对探槽和钻孔岩芯构造岩相学编录基础上,进行了构造岩相学解析研究,预测深部具有寻找斑岩型铜矿床的潜力。综合构造岩相学勘查技术为玻利维亚高原地区快速、高效勘查技术方法选择提供了支撑,也为境外同类型铜矿床勘查提供了借鉴。

粤北下庄矿田仙石铀矿床沥青铀矿电子探针化学年龄及其地质意义

2021年09月15 00:00

华南晚中生代以来多期铀成矿与岩石圈伸展事件基本对应,高精度的铀成矿年代学测定有利于进一步明确两者的关系。下庄矿田以发育众多与辉绿岩脉有关的“交点型”热液铀矿床为特色,是华南代表性铀矿田之一。选择下庄矿田仙石铀矿床这一典型的“交点型”铀矿床为研究对象,利用光学显微镜、扫描电镜对铀矿化特征进行了详细的岩相学观察,并采用电子探针分析计算了沥青铀矿U-Th-^totalPb化学年龄。结果表明:仙石铀矿床铀矿化与碳酸盐脉共生,可分为角砾状、脉状两期矿化; 沥青铀矿主要化学组成为UO₂、PbO、CaO、SiO₂、Na₂O、Al₂O₃,且SiO₂与PbO含量、Na₂O与PbO含量、Na₂O与Al₂O₃含量、Na₂O与CaO含量、PbO与Al₂O₃含量、PbO与CaO含量、Al₂O₃与CaO含量之间相关系数都小于0.5,反映了沥青铀矿形成之后受改造作用弱,铀矿物U-Th-^totalPb体系相对封闭; 采用电子探针U-Th-^totalPb化学定年法计算,矿化年龄可分为两组,加权平均年龄分别为(123.3±4.5)和(84.1±3.2)Ma,分别对应于角砾状、脉状两期铀矿化。综合前人定年结果,认为仙石铀矿床主要铀成矿作用与华南岩石圈伸展事件具有较好对应关系。下庄矿田乃至华南地区的主要铀成矿作用可能与古太平洋板块俯冲的地球动力学背景有关。

云南个旧他白地区拉丁尼克晚期—诺利克期变质玄武岩地球化学特征及其地质意义

2021年09月15 00:00

云南个旧地区位于华南板块西南部,扬子地台与华南加里东地槽过渡带的海西印支期右江陆缘裂谷盆地西南部的一个断陷盆地内。云南个旧他白地区拉丁尼克晚期—诺利克期变质玄武岩地质、地球化学特征表明,该岩石受比较强烈的区域构造影响,岩石变质作用较强。岩石以低Si,富集不相容元素(Ti、P、K等),贫MgO、CaO为特征,主要为高钛碱性玄武岩。微量元素表现为异常低的Rb、Ba含量,Sr严重亏损,以及Ta、Ti、Zr、Hf、Th含量较高的特点,与峨眉山高钛玄武岩微弱的地壳混染特点相似。稀土元素表现为轻稀土元素富集的右倾型,具弱的正Eu异常。Sr-Nd同位素特征表明,个旧他白地区变质玄武岩主要来自原始地幔,并落于洋岛玄武岩区域,与峨眉山高钛玄武岩同源。因此,推测三叠纪扬子地块的伸展作用以及思茅地块对扬子地块的俯冲作用,诱导峨眉山地幔柱头部重新进行了一次低程度的部分熔融,由于地幔柱活动的影响持续时间较长,部分地区地幔柱活动能量较低,玄武质岩浆未喷出地表,形成岩浆房。个旧他白地区变质玄武岩是在地幔柱岩浆活动中心部位相对较弱的阶段,特别是在地幔柱活动中心的边缘地带、岩石圈较厚、熔融程度相对较低的条件下形成的,晚三叠纪岩浆房再次喷发形成玄武岩。

坳陷湖盆湖底扇储层单砂体构型——以鄂尔多斯盆地合水地区三叠系长6油层组为例

2021年09月15 00:00

重力流沉积是目前国际沉积学研究的热点和难点。相比于海底扇储层,湖底扇储层单砂体构型的研究相对薄弱,尤其是定量构型模式研究鲜有报道。综合应用岩芯、测井及生产动态资料,对鄂尔多斯盆地合水地区三叠系长6油层组进行了砂体构型解剖,明确了湖底扇内部单砂体构型特征。结果表明:湖底扇中共识别了6种构型单元类型,即主水道、分支水道、朵叶主体、朵叶侧缘、水道间及朵叶间。基于直井和水平井的单砂体边界识别标志,完成了单砂体边界划分,明确了湖底扇朵叶体由多个单一朵叶体补偿叠置而成,补偿叠置样式受控于短期基准面旋回变化。单一朵叶体在平面上呈舌状,近端略窄,远端略宽,最大宽度与最大厚度之间成明显的线性正相关关系,宽厚比为100～160。基于构型解剖成果,建立了坳陷湖盆湖底扇的三维构型模式。研究成果对油田后期开发方案调整及剩余油分布的挖潜具有重要的指导意义。

四川北川地区中泥盆统养马坝组碎屑锆石U-Pb年代学特征及其构造意义

2021年09月15 00:00

扬子板块与冈瓦纳大陆在中泥盆世是否存在亲缘性一直有较大的分歧,两者的古地理位置关系对扬子板块的构造演化具有重要意义。扬子板块西北缘四川北川地区中泥盆统养马坝组的碎屑锆石U-Pb定年结果表明:碎屑锆石年龄谱主要集中在1 000～900、850～720、650～500 Ma等3个区间,与冈瓦纳大陆以及下伏地层志留系碎屑锆石年龄谱进行比较,发现它们具有相似的碎屑锆石特征,均显示出典型的冈瓦纳特征。结合古地磁数据、养马坝组沉积环境演化特征、岩相古地理特征、大地构造演化特征以及前人研究成果等信息,综合分析了研究区养马坝组陆源碎屑的可能来源,认为其碎屑物质可能来自于下伏地层志留系沉积岩的沉积再旋回,中泥盆世扬子板块与冈瓦纳大陆不具有亲缘性。

黄河流域城市群城镇化与生态环境耦合协调预测

孙斌,徐渭,薛建春,侯思杰 — 2021年09月15 00:00

城镇化对于生态环境的胁迫效应和生态环境对城镇化进程形成的约束作用具有积累性和长期性。针对基于历史数据分析中未考虑到的滞后性问题,以黄河流域呼包鄂榆、宁夏沿黄、兰西、关中平原、中原、山东半岛和晋中等7个城市群为基本研究单元,构建城镇化与生态环境评价指标体系和耦合协调度模型,对2000～2019年黄河流域城市群耦合协调度进行测度,并建立ARIMA-BP组合模型来预测2020～2025年未来发展趋势。结果表明:黄河流域城市群耦合协调度呈上升趋势,部分城市群出现波动,耦合协调特征由轻度失调、濒临失调转为勉强协调、初级协调; 对未来6年耦合协调度预测发现,7个城市群耦合协调度未来皆表现出上升趋势,但不同城市群存在一定差异,部分城市群在2025年依旧未能突破轻度协调达到更加理想的耦合协调阶段。未来应不断提升山东半岛城市群核心竞争力,推进关中平原城市群和中原城市群次级中小城市成长壮大,并且要格外关注呼包鄂榆城市群、晋中城市群依靠资源发展所导致的水土流失和污染防治问题,加强宁夏沿黄城市群和兰西城市群城镇化建设和生态环境保护力度,补齐流域发展短板,早日实现流域城市群协同发展。

基于非参数乘法回归模型的农业景观步甲空间分布模拟

2021年09月15 00:00

农业生产引起的景观变化是导致生物多样性丧失的重要原因,为评估农业景观结构变化对物种多样性的影响,探索农业景观物种空间模拟的方法,研究应用非参数乘法回归(NPMR)模型结合田间步甲取样数据,分析了步甲群落多样性、主要物种存在/不存在与取样点周围边长为200 m景观内景观结构之间的关系,建立研究区物种-景观分布预测模型,结合地理信息系统(GIS)技术建立研究区群落/物种空间分布预测图。结果表明:在群落水平上,景观结构对步甲群落多样性的影响不显著; 在物种水平上,黄斑青步甲(Chlaenius micans)、淡鞘婪步甲(Harpalus pallidipennis)受斑块密度的影响显著(p<0.05),黄斑青步甲、后斑青步甲(Chlaenius posticalis)和单齿婪步甲(Harpalus simplicide)受半自然生境类型数的影响显著(p<0.05),单齿蝼步甲(Scarites terricola)受半自然生境比例的影响显著(p<0.05),而蠋步甲(Dolichus halensis)受景观结构的影响较为复杂。通过模型预测,输出研究区域6个主要物种的空间分布模拟图,进一步分析发现在研究区域内,对景观结构较为敏感的6个步甲物种主要分布在农田与半自然生境相接的狭长地带。因此,利用非参数乘法回归模型可以很好地模拟步甲物种对农田景观结构的响应及其在景观中的空间分布变化。200 m×200 m尺度下,尽管步甲群落多样性不受景观结构的显著影响,但是存在部分步甲物种对景观结构响应显著,但不同物种对景观结构的响应不同。增加农田地块间半自然生境,并合理改善景观配置异质性将有利于对景观结构变化敏感步甲物种的维持。

多段进水A/O生物接触氧化工艺模拟

2021年09月15 00:00

基于活性污泥1号数学模型(ASM1),结合Fick扩散定律建立了多段进水A/O生物膜工艺数学模型,并采用处理高浓度生活污水的三段进水A/O生物接触氧化工艺的试验结果对模型进行了验证和校验。最后,采用建立的模型研究了工艺的最佳进水流量分配系数。结果表明:①多段进水A/O生物接触氧化工艺对高浓度生活污水有较好的处理效果,当工艺的内回流比控制在0.75～1.00时,可以达到较高的总氮去除效率(>85%); ②建立的模型可以很好地模拟三段进水A/O生物接触氧化工艺的运行; ③当进水碳氮比为10时,模拟得到的工艺最佳流量分配系数分别为0.5、0.3和0.2。该模型能够用于多段进水A/O生物接触氧化工艺各处理单元内发生的生化反应过程的模拟,对多段进水A/O生物接触氧化工艺的运行和设计有指导意义。

基于混沌时间序列的黄土滑坡变形预测方法及应用

2021年09月15 00:00

采用GNSS技术进行滑坡变形监测时,由于多路径等观测误差的存在,直接使用GNSS监测结果进行变形预测会影响预测结果的精度。为了探讨GNSS测量误差对变形预测结果的影响程度,考虑到滑坡系统的混沌特性,采用混沌理论对陕西泾阳地区庙店滑坡GNSS变形监测结果抑噪处理前后的时间序列进行了对比分析。首先,采用互信息量法确定监测序列的时间延迟、用改进的虚假邻近点法(Cao算法)确定嵌入维数,获取相空间重构参数; 然后使用最大Lyapunov指数对两种变形监测序列进行混沌特性识别; 最后,分别使用加权一阶局域预测方法、最大Lyapunov指数预测方法和BP神经网络预测方法对滑坡变形监测结果进行预测。结果表明:GNSS滑坡变形监测结果抑噪处理前后的时间序列满足混沌特性,说明滑坡系统具有混沌特性; 在3种混沌时间序列预测方法中,BP神经网络预测方法的效果较好,且该方法预测结果的平均绝对误差(MAE)和平均相对误差(MRE)分别为0.4 mm和11.9%,经过S-变换抑噪处理后,预测结果的平均绝对误差和平均相对误差分别为0.1 mm和4.1%,预测效果有明显改善。