地球科学与环境学报

额尔古纳地块恩和哈达地区额尔古纳河组的形成时代、地球化学特征和地质意义

周传芳1,2,3,魏小勇1,2,孙彦峰1,2*,王久懿1,2,赵文志1,2,张璇璞1,2,贾立明1,牛广元1,2,齐宏运1,2,刘意仁1,孟玲禹1,付友1 — 2024年12月15 00:00

额尔古纳河组是额尔古纳地块变质结晶基底重要的组成部分,记录了前寒武纪构造演化历史,但其分布面积小,自然露头差,目前研究相对较少。通过对额尔古纳地块恩和哈达地区额尔古纳河组进行系统的野外地质调查,结合LA-ICP-MS锆石U-Pb定年和岩石主量、微量元素分析,探讨了额尔古纳河组的形成时代、原岩类型、物质来源和沉积环境。结果表明:额尔古纳河组主要为一套副变质岩,绢云千枚岩和绿泥片岩质糜棱岩岩石地球化学特征总体较为相似,显示出富Si(SiO₂含量(质量分数,下同)为63.45%～79.01%)、富K(K₂O含量为2.22%～3.33%)和高Al(Al₂O₃含量为9.76%～17.10%)的特征; 锆石U-Pb加权平均年龄为(583.0±1.7)Ma,形成于新元古代震旦纪; 球粒陨石标准化稀土元素配分模式呈轻稀土元素富集、重稀土元素亏损的右倾模式,具有不明显的负Eu异常; 微量元素亏损高场强元素Nb、Ti、P和大离子亲石元素Ba、Sr,富集高场强元素Zr、Th、U、Hf和大离子亲石元素Rb; 物源以长英质砂岩为主,原岩为砂泥质岩石和中酸性火山岩,成熟度较低,为近源沉积,沉积环境为活动大陆边缘,并存在被动大陆边缘物质。

沉积岩-变沉积岩型铜钴矿品位、资源量特征及其找矿勘查意义

2024年12月15 00:00

沉积岩-变沉积岩型铜钴矿在全球铜、钴资源中占据重要地位,其中钴资源量超过全球总量的48%,产量约占全球的68%以上; 铜资源量全球占比20%,仅次于斑岩铜矿。沉积岩-变沉积岩型铜钴矿赋矿围岩类型多样,不同赋矿围岩铜钴矿品位吨位特征及其控制因素鲜有研究,因此对收集的98个陆上沉积岩-变沉积岩型铜钴矿进行了统计分析。全球陆上沉积岩-变沉积岩型铜钴矿可进一步细分为角砾岩型、页岩型、砂岩型和变质岩型4种类型,主要分布在中非刚果(金)和赞比亚,其次为中国、美国、芬兰和澳大利亚。不同赋矿围岩铜钴矿的Cu品位、Co品位、Cu/Co值、铜和钴资源量特征对比分析表明:角砾岩型以较高的Co、Cu品位为特征,且异常高铜、钴资源量也主要为角砾岩型; 砂岩型和页岩型总体以较低的Co品位为特征,页岩型具有较高的Cu/Co值; 变沉积岩型总体以较低的Cu品位、Cu/Co值以及铜和钴资源量为特征。沉积岩-变沉积岩型铜钴矿Cu、Co品位和Cu/Co值以及铜、钴资源量特征主要受金属来源和多期热液流体作用影响。Cu、Co超常富集是多种因素(如基底镁铁质—超镁铁质岩、低品位铜钴矿化、富钴页岩和后期改造等)综合作用的结果。变沉积岩型铜钴矿较低的Cu品位和资源量则可能是Cu活化迁移过程中发生了显著的地球化学扩散。我国沉积岩-变沉积岩型铜钴矿分布的相对广泛性和较低资源量之间的不匹配性较为突出,可能指示仍具有较大找矿勘查潜力。未来沉积岩-变沉积岩型铜钴矿找矿勘查应聚焦高品位隐伏矿。

扬子板块北缘米仓山地区野猪塘金矿地质特征及成矿时代

2024年12月15 00:00

扬子板块北缘米仓山地区在新元古代早期发生了强烈的板块相互作用及深部岩浆活动,但区域上同时期的成矿作用发育程度尚不清楚。野猪塘金矿是近年来在米仓山地区新发现的中型金矿床,在矿床地质特征详细调查的基础上,对成矿期热液白云母进行了原位Rb-Sr定年,对其成矿时代进行厘定,并探讨其成矿构造背景。野猪塘金矿体主要赋存在中元古界麻窝子组变质沉积岩中,矿体分布受NEE向朱家坝断裂的次级断裂带控制。金矿体呈脉状和透镜状产出,矿体围岩主要为大理岩、石英岩和千枚岩。矿区内可划分出3条金矿化蚀变带,带内硅化、白云母化与金矿化关系最为密切。野猪塘金矿石按矿物共生组合关系可划分为3种类型,分别为黄铁矿矿石、黄铁矿-褐铁矿矿石及褐铁矿矿石。矿石中的金属矿物主要有黄铁矿、褐铁矿和自然金等,脉石矿物主要为石英、白云母和绢云母等。金成矿过程可划分为热液期和表生期两期,其中,热液期可进一步划分为石英-黄铁矿阶段和石英-白云母-硫化物阶段(主成矿阶段)。热液白云母原位Rb-Sr定年获得的等时线年龄为(850±20)Ma,表明金成矿发生在新元古代早期。这一结果与米仓山地区新元古代早期岩浆作用时代相一致,矿床形成于该时期扬子板块北缘的板块俯冲背景。通过金成矿时代和构造背景的对比认为,扬子板块周缘具有较大的与罗迪尼亚超大陆聚合和裂解有关的金成矿潜力。

安徽巢湖沉积物常量元素特征及其揭示的流域风化强度演变

2024年12月15 00:00

全新世是人类文明形成发展的重要时期,把握全新世以来气候变化规律将有助于理解全球气候变化,科学应对突发气候事件。通过对安徽巢湖SZK1507孔岩芯沉积物的常量元素含量及其比值特征进行分析,结合AMS ¹⁴C测年重建了巢湖流域10.8 cal. ka B.P.以来的风化强度演变过程,揭示了流域气候环境变化和可能存在的气候突变事件,并初步探讨了化学风化强度可能的影响因素。结果表明:①环境代用指标化学蚀变指数(CIA)、残积系数(Ki)的谷值与风化淋溶系数(Ba)、退碱系数(w)的峰值均出现在砂层和粉砂层,表明砂层和粉砂层的化学风化程度较弱于其他层位。②阶段Ⅰ(10.8～9.9 cal. ka B.P.)和阶段Ⅲ(9.3～5.7 cal. ka B.P.)化学风化作用强烈,阶段Ⅱ(9.9～9.3 cal. ka B.P.)化学风化作用弱,阶段Ⅳ(5.7～2.3 cal. ka B.P.)化学风化作用逐渐减弱,阶段Ⅴ(2.3 cal. ka B.P.以来)化学风化作用变化频繁,整体呈减弱特征; 此外,化学风化强度与气候变化具有较好的一致性,揭示了全新世以来巢湖流域经历了偏湿→偏干→湿润→湿润转干→变干为主的气候环境演变过程。③风化强度变化记录很好地表征出9.3、8.2、4.2和2.8 ka B.P.气候突变事件。通过对巢湖湖相沉积物11 000 cal. a B.P.以来的化学蚀变指数、30°N夏季太阳辐射量、神农架三宝洞δ¹⁸O记录、神农架大九湖δ¹³C记录等进行综合对比发现,构造抬升运动提供了稳定的陆源碎屑物质,流域气候环境条件是化学风化强度的控制因素,气候变化背景下的植被演替也影响着风化作用强弱,而粒度主要影响着沉积物化学元素组成。

东营凹陷沙四上亚段页岩油轻烃地球化学特征

2024年12月15 00:00

页岩油是常规油气重要的战略接替资源。借助轻烃进行地球化学特征研究,探讨轻烃在页岩油研究中的应用。通过全油色谱实验,对东营凹陷牛庄洼陷沙四上亚段纯上3层组和博兴洼陷沙四上亚段纯上2层组、3层组3个页岩油样品轻烃进行精细研究。结果表明:①轻烃蚀变参数显示3个层段原油未遭受明显的次生蚀变作用影响,轻烃参数反映的地球化学信息是有效的; ②轻烃参数甲基环己烷指数指示页岩油母质类型为湖相腐泥型,但轻烃C₆和C₇组成显示牛庄洼陷和博兴洼陷页岩油母质来源存在差异; ③由于研究区镜质组含量少,所以根据轻烃经验公式计算得出等效镜质体反射率为0.71%～0.90%,表明3个层段原油属于中等成熟原油,庚烷轻烃参数指示博兴洼陷成熟度略高。

秦岭山区脱贫户生计韧性评价及其障碍因子——以陕西省蓝田县为例

2024年12月15 00:00

准确测度山区脱贫户生计韧性及其关键影响因素,可为理解新时期脱贫户生计状况、巩固脱贫攻坚成果与全面乡村振兴有效衔接提供借鉴。以地处秦岭腹地的陕西省蓝田县为例,根据环境禀赋、家庭资本、个人能力的层次结构构建蓝田县脱贫户生计韧性评价指标体系; 基于农户调查数据,采用TOPSIS模型和障碍度模型比较分析了不同地形区、不同脱贫时间、不同生计策略下脱贫户生计韧性的差异及其障碍因素。结果表明:①蓝田县脱贫户生计韧性指数均值为0.531,整体处于中等水平,具有较高水平生计韧性的脱贫户仅占14.81%,3个维度层中环境禀赋均值最高,个人能力是脱贫户生计韧性的短板; ②不同类型脱贫户生计韧性存在分化特征,河谷阶地区脱贫户、早期脱贫户以及自主经营性和务农主导型脱贫户生计韧性较高; ③影响各类型脱贫户生计韧性的障碍因子呈现趋同态势,劳动参与、技能培训、务工地点、耕地和林地面积、家庭年收入是阻碍蓝田县脱贫户生计韧性提升的主要因素。针对不同区位条件脱贫户生计韧性的障碍因素,从政府和农户2个层面提出了蓝田县脱贫户生计韧性提升的对策。

基于稳定氧同位素的毛乌素沙地旱柳和小叶杨水分来源

2024年12月15 00:00

确定干旱地区不同植被的水分来源情况,掌握不同水分条件下植被对潜在水源的利用率,对毛乌素沙地提高水资源利用效率以及更加合理地利用水资源具有重要意义。通过分析旱柳(Salix Matsudana)和小叶杨(Populus Simonii)木质部水、土壤水和地下水的氧同位素组成,采用贝叶斯混合(MixSIAR)模型量化旱柳和小叶杨对土壤水和地下水的利用率。结果表明:旱柳和小叶杨各月土壤含水量和土壤水δ¹⁸O值均随深度的增加呈现先增加后减少的趋势。生长季旱柳和小叶杨会调节各层土壤水或地下水的利用率适应环境变化。在降雨量较少时,旱柳和小叶杨对各层土壤水的利用率较为均衡,分别为21.6%～28.2%和22.6%～28.8%; 当降雨量较多时,旱柳和小叶杨主要的水分来源均为浅层土壤水,利用率最大可达60.1%和52.1%。研究反映了旱柳和小叶杨对毛乌素沙地的水分适应情况,确定了干旱地区人工植被的水分利用模式,掌握了不同水分条件下植被对潜在水源的利用率,表明未来毛乌素沙地人工植被建设中要以水定绿,灌草结合,尽量少选择乔木等高耗水植物种作为固沙造林树种。

青海省典型农业区土壤重金属风险评价及来源

2024年12月15 00:00

探究青海省耕地土壤重金属的累积状况、污染风险与来源,可为青海省耕地土壤重金属治理与防控提供科学依据。以河湟谷地和柴达木盆地耕地土壤为研究对象,采集了84个耕地表层(0～20 cm)土壤样品,测定了Cu、Pb、Cr、Zn和Cd含量,利用单因子污染指数法、地累积指数法、内梅罗综合指数法和潜在生态风险指数法对研究区土壤重金属的污染程度及生态风险进行了评价,并采用相关性分析和主成分分析方法对耕地土壤重金属的来源进行了识别。结果表明:①相较于青海省土壤环境背景值,河湟谷地与柴达木盆地耕地土壤仅有Cd平均含量高于背景值,但所有土壤样品均未超过农用地土壤污染风险筛选值; 在两个区域,Cd含量的变异性均最高,分别达到40.87%和40.07%,其他4种重金属的变异系数均低于30.00%; Cu、Pb和Zn含量在两个区域无显著差异,Cr含量在河湟谷地显著高于柴达木盆地,但Cd含量显著低于柴达木盆地。②两个区域耕地土壤污染程度整体上处于清洁水平,综合潜在生态风险为低生态风险水平,但Cd潜在生态风险较高,在两个区域均达到中等生态风险水平。③河湟谷地Cu、Zn和Cd主要受农业活动的影响,Pb和Cr主要受土壤母质的影响; 柴达木盆地Cu和Zn主要受母质矿物风化和土壤侵蚀的影响,Pb、Cr和Cd主要受农业生产和管理的影响。综上所述,尽管5种重金属在青海农业区土壤中暂未对农作物质量和人体健康构成威胁,但人类活动对土壤重金属累积的影响不容忽视,特别要关注农用肥料的施用对Cd累积的影响,以预防耕地土壤污染。

基于PFC^2D颗粒流模拟的青砂岩冲击破裂能耗特性定量化表征

2024年12月15 00:00

冲击载荷效应影响着岩体的稳定性,目前研究主要集中于岩石宏观破裂特征及能量演化规律,且大多属于定性研究,缺乏细观层面定量化表征。结合室内试验与细观参数标定,建立了青砂岩宏观-细观力学响应关系,分析了青砂岩在不同瞬时冲击速率下的破裂特点、裂纹数量、断裂时间与能量利用效率。结果表明:青砂岩破裂特征可分为局部、扩展及加剧破坏模式,裂纹扩展规律呈底部萌生、X状共轭斜面、密集扩展模式,裂纹扩展时间由快速增加逐渐趋于平缓,平均值为275 μs; 青砂岩能量利用效率分为缓慢增加、快速增加及稳定增加阶段,最大能量利用效率为10.851%; 同时,通过拟合得到青砂岩破裂微单元数量、总裂纹数量、裂纹生成时间及能量利用效率与瞬时冲击速率的定量化关系。研究结果可为岩石破碎工艺参数合理选择提供指导。

高分十四号卫星立体影像与ICESat-2激光测高数据联合平差

2024年12月15 00:00

高分十四号是我国目前测绘精度最高卫星之一。为进一步提高高分十四号卫星的高程精度,将其与高程测量精度优势明显的ICESat-2激光测高数据进行联合处理。在利用各类激光属性信息对ICESat-2激光测高数据初步筛选的基础上,引入高程检核点设计了一种联合平差策略。在联合平差过程中精化激光高程控制点的筛选、解决立体影像数据与激光测高数据的配准问题,获取目标的高精度三维信息,并建立两个实验区对该联合平差策略处理结果进行分析验证。结果表明:联合平差策略能够较好地解决高程控制点筛选与数据配准问题,两个实验区立体影像的高程中误差均优于1 m,基本满足1:10 000地形图测绘的要求,可为全球1:10 000无地面控制点测图工程提供支撑,促进高分十四号卫星立体影像和ICESat-2激光测高数据在地形测绘领域的应用。

地球科学与环境学报

额尔古纳地块恩和哈达地区额尔古纳河组的形成时代、地球化学特征和地质意义

沉积岩-变沉积岩型铜钴矿品位、资源量特征及其找矿勘查意义

扬子板块北缘米仓山地区野猪塘金矿地质特征及成矿时代

安徽巢湖沉积物常量元素特征及其揭示的流域风化强度演变

东营凹陷沙四上亚段页岩油轻烃地球化学特征

秦岭山区脱贫户生计韧性评价及其障碍因子——以陕西省蓝田县为例

基于稳定氧同位素的毛乌素沙地旱柳和小叶杨水分来源

青海省典型农业区土壤重金属风险评价及来源

基于PFC2D颗粒流模拟的青砂岩冲击破裂能耗特性定量化表征

高分十四号卫星立体影像与ICESat-2激光测高数据联合平差

基于PFC^2D颗粒流模拟的青砂岩冲击破裂能耗特性定量化表征