地球科学与环境学报

滇西攀天阁地区花岗岩类年代学、地球化学特征及其地质意义

2023年01月15 00:00

江达—维西岩浆岩带的构造背景还存在争议,有龙木措—双湖—昌宁—孟连古特提斯主洋盆向东俯冲、金沙江古特提斯洋盆向西俯冲及随后的碰撞过程两种不同认识。该构造背景的争议影响了古特提斯构造演化模型的建立。在江达—维西岩浆岩带南部攀天阁地区新发现一套侵入岩,主要成分为闪长质、花岗闪长质和花岗质等,岩体糜棱岩化明显。花岗质岩石中的锆石U-Pb年龄为(243.0±4.8)Ma,代表其结晶年龄,属于中三叠世。上述3类岩石明显富集Rb、Th、U等大离子亲石元素(LILE),相对亏损Nb、Ta、P、Ti等高场强元素(HFSE)和Ba、Sr等大离子亲石元素,轻、重稀土元素分馏明显,球粒陨石标准化稀土元素配分模式均表现为右倾型。花岗质岩石锆石ε_Hf(t)值全为负,主要介于-11.92～-8.54,全岩初始⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值为0.717 229～0.725 994; ε_Nd(t)值全为负,介于-14.2～-7.8。这些特征表明,闪长质岩浆是由古元古代玄武质下地壳部分熔融形成的; 花岗闪长质岩浆是由古元古代上地壳变质泥岩部分熔融形成的,并有地幔物质的加入; 花岗质岩浆起源于古元古代上地壳变杂砂岩的部分熔融,再经过结晶分异形成,并有地幔物质的加入。综合区域构造背景及岩石地球化学特征认为,江达—维西岩浆岩带系古特提斯主洋盆向东俯冲而成。

桂西隆林地区隆或金矿构造控矿模型及成矿预测

2023年01月15 00:00

滇黔桂“金三角”是世界著名的卡林型金矿矿集区之一。该区现有成矿研究多集中在孤立碳酸盐岩台地边缘,很少涉及孤立碳酸盐岩台地内部,导致台地内部的矿体就位因素与控矿模型还不清楚。详细研究了桂西隆林地区隆或金矿这一典型的台地内部金矿床,深入解析矿体控矿构造,构建控矿模型。结果表明隆或金矿区构造运动主要分为3期:第一期为海西期,形成NE向F₀同生断层,并形成台沟相隔的古地理格局,其中在台沟相区沉积了薄层硅质岩-泥岩-粉砂岩组合,为矿床的形成提供了地层条件; 第二期为印支期,形成了隆或穹隆及其NW向的磨毫次级背斜,为成矿提供了构造准备; 第三期为燕山期,表现为F₀断层的重新活动,成为矿区主要的热液流体通道(导矿构造),其西侧发育大量的平行次级正断层及伴生的牵引褶皱,并逐渐向西减弱为节理带和劈理带,这些次级断层-节理-劈理带共同组成了矿区的配矿构造系统,引导成矿流体在磨毫次级背斜核部的下石炭统英塘组硅质岩-碳质泥岩-凝灰岩中交代、充填形成层状矿体。因此,隆或金矿主要受岩性和构造联合控制。根据控矿模型并结合地球物理-地球化学-遥感资料,可以预测:NE向F₀断层西侧附近,隆或金矿深部的次级背斜核部是有利的深部找矿靶区,含矿层位为下石炭统英塘组; F₀断层与隆或穹隆核部的交汇部位是外围有利找矿靶区,含矿层位为下泥盆统郁江组,特别是与寒武系接触的不整合面附近。

冀北—辽西地区中—新元古界古油藏的油气来源及成藏特征

2023年01月15 00:00

在全球诸多盆地发现的中—新元古界原生油气苗和商业性油气聚集,展示了这些古老沉积地层具有良好的勘探潜力和前景。基于冀北—辽西地区烃源岩与储层沥青中三环萜烷、四环萜烷、重排藿烷、13α(正烷基)-三环萜烷和甾烷等分子标志化合物对比研究,明确了双洞背斜铁岭组和兴隆1井雾迷山组沥青分别源自洪水庄组和高于庄组烃源岩; 而韩1井骆驼岭组上、下段储层沥青表现出不同的烃类来源,分别源自高于庄组和洪水庄组烃源岩。冀北—辽西地区古老地层至少发生了3期油气充注,对应3类古油藏:第Ⅰ类古油藏源自高于庄组烃源岩,其成藏时间早,经历了长期深埋和次生改造,油藏的保存条件较差; 第Ⅱ类古油藏为早期油藏破坏调整而形成的次生油藏,其成藏规模受到了较大制约; 第Ⅲ类古油藏源自洪水庄组烃源岩,成藏时间晚,遭受构造破坏弱,有相对较好的成藏和保存条件,是研究区古老油气勘探的潜在目标。

河流砾-砂过渡带位置变化的控制因素及其指示意义

2023年01月15 00:00

河流自山区流至下游盆地过程中,当所搬运的碎屑物在磨损和分选作用下逐步变细至中粗卵砾尺度时,河床沉积在一段相对短的距离内从砾石迅速转变为砂,这一粒度陡变的河段被称为砾-砂过渡带(Gravel-sand Transition,GST)。河流砾-砂过渡带现象具有时间和空间的普遍性。砾-砂过渡带被埋藏在地层中成为砾岩-砂岩过渡带,沉积盆地充填碎屑中的砾岩-砂岩过渡带的位置变化所反映的砾-砂过渡带时空演化历史对区域构造与气候变化有明确的指示意义。基于已有文献,对地质演化时间尺度下砾-砂过渡带的位置变化控制因素及其地质指示意义进行梳理和展望。对世界范围沉积盆地内砾-砂过渡带时空演化历史的重建表明,盆地沉降速率、沉积物供给量与供给沉积物初始粒度分布是控制砾-砂过渡带在盆地内相对位置的主要因素,且不同盆山关系下砾-砂过渡带空间变化具有不同的地质意义。盆山相对位置固定背景下,盆地沉积序列内砾-砂过渡带在垂直造山带方向上的水平迁移反映山脉隆升等构造活动或气候变化引起的盆地沉降速率、沉积物供给量变化; 盆山相对汇聚背景下,前陆盆地内砾-砂过渡带向前陆方向的持续迁移反映盆地基底与造山带之间的汇聚过程,砾-砂过渡带迁移速率是约束地壳缩短速率的有效指标。

北京平原区东南缘钻孔TB02第四纪地层划分与沉积特征

2023年01月15 00:00

第四纪地质对开发利用第四纪资源和城市地质安全具有重要意义。基于在北京市通州区南部永乐店镇实施的第四系钻孔TB02,通过系统的岩芯观察和编录、测井资料分析、AMS ¹⁴C测年和古地磁测年等手段,结合粒度参数指标特征,对钻孔TB02进行年代地层划分,并对沉积特征进行了探讨。结果表明:北京平原区东南缘第四系底界埋深为276.21 m,中更新统底界埋深为97.75 m,上更新统底界埋深为39.32 m,全新统底界埋深为6.40 m; 钻孔TB02沉积物以细粒物质为主,具有较好的分选性,呈现远源沉积的特征; 沉积水动力环境在2 588、1 539及781 ka发生了3次比较明显的变化。第四纪以来,北京平原区东南缘环境演化规律表现为:早更新世早期,沉积水体快速加深,以湖相沉积为主,沉积环境稳定且水动力较弱; 早更新世晚期,主要发育河流沉积,陆源碎屑供给较充足,沉积水动力较强; 中更新世以来,为泛滥平原沉积,水动力减弱,以沉积细粒物质为主,沉积地貌逐渐定型,形成了广阔的平原区。

青藏高原东缘气溶胶粒径分布特征及其来源

2023年01月15 00:00

气溶胶粒径分布可反映气溶胶的主要来源及其经历的动力学和化学等过程。使用宽范围粒径谱仪对青藏高原东缘四川省理塘县2017年7月6日至8月3日10 nm～10 μm气溶胶粒径分布进行观测,结合环保六要素(PM_2.5、PM₁₀、SO₂、NO₂、CO和O₃)和气象要素数据、HYSPLIT轨迹模式、潜在源区贡献函数(PSCF)和浓度权重轨迹(CWT)分析,探讨了青藏高原东缘气溶胶的粒径分布特征、潜在来源和影响区域。结果表明:青藏高原东缘理塘地区气溶胶数浓度较低,平均值为4 660.3 cm^-3,粒径分布主要集中在500 nm以下,占总数浓度的99.95%; 不同模态粒子数浓度差异较大,核模态、爱根核模态、积聚模态和粗模态粒子数浓度分别为391.9、4 218.0、50.1和0.4 cm^-3; 不同模态粒子数浓度日变化均为双峰型分布,但是峰值时间存在差异,核模态粒子数浓度日变化的峰值时间位于12:00和19:00,爱根核模态、积聚模态和粗模态粒子数浓度日变化的峰值时间位于08:00和20:00; 气溶胶数浓度谱和表面积浓度谱均为单峰型分布,峰值分别位于50 nm和170 nm,峰值浓度分别为7 361.9 cm^-3·nm^-1和215.5 μm²·cm^-3·nm^-1。青藏高原东缘气溶胶数浓度的潜在来源高值区主要分为两个区域,即东北部的局地污染区和西南部的境外远距离传输区。青藏高原东缘气溶胶数浓度的影响范围主要集中在中国境内,影响区域的高值区相对比较分散。

2005～2018年北京平原区土壤汞时空特征及其影响因素

2023年01月15 00:00

为了解北京平原区土壤汞的分布特征及变化规律,采样测定了2005、2015、2018年的土壤汞含量,获取了270条实验测试数据。采用定量与定性分析相结合的方式,阐述了土壤汞的时间和空间变化特征,并对影响土壤汞时空特征的因素进行了探讨。结果表明:北京平原区土壤汞含量整体呈下降趋势,2005～2015年由0.093×10^-6下降至0.064×10^-6,到2018年下降至0.058×10^-6,逐渐接近甚至低于北京市土壤背景值; 土壤汞的块基比为28.2%～29.9%,空间自相关性中等,空间结构受结构性因素和随机性因素的共同影响,在空间分布上呈现出“城区含量高、郊区含量低”的特点; 由于外界输入土壤内部的含汞物质大幅度降低(输入减少),以及土壤中的汞通过排放、转化、吸收等方式不断流失(输出持续),造成2005～2018年土壤汞含量不断下降; 工业生产、人类生活、城市建设历史等人为源加剧了城区土壤汞的富集,反映了随机性因素的影响; 水系流域、土壤质地等自然源造成土壤汞分布的局部性差异,反映了结构性因素的影响。

基于不同尺度的差异化农村生活垃圾处理模式——以我国30 881个镇域单元为例

2023年01月15 00:00

农村地区实施生活垃圾处理分区分级处理,提高我国农村地区生活垃圾无害化处理率,对推进美丽乡村建设具有重要意义。基于我国30 881个镇域单元的8项指标(人均可支配收入、人口密度、垃圾收集密度、人均生活垃圾产生量、乡镇距市县中心距离、公路路网密度、地形起伏度、土地面积)数据分析,研究构建了科学合理的乡镇类型识别指标体系,采用空间差异性分析、空间自相关性分析、空间插值分析讨论了我国镇域空间分布格局,并探讨了东部、中部、西部和东北地区不同类型乡镇的生活垃圾处理模式。结果表明:①从乡镇类型划分来看,我国乡镇可分为城乡一体化型、密集型、村庄农户分散型,并且东部、中部地区乡镇的生活垃圾处理能力总体优于西部、东北地区; ②从空间分异性来看,东部、中部地区乡镇指数内部差异性整体较小,可建议推广同一生活垃圾处理模式; 东北、西部地区乡镇指数内部差异性较大,建议推广不同类型相组合的生活垃圾处理模式; ③从空间关联性来看,不同尺度下的乡镇指数空间聚集效应明显,特别是东部地区产生了“近朱者赤”的空间关联效应。最后,根据乡镇空间分布特征差异,总结提出了不同地区的农村生活垃圾处理模式选择建议。

粒径对岩崩-碎屑流滑震特征的影响

2023年01月15 00:00

岩崩-碎屑流是一种发生在高山峡谷地区,具有高位性、隐蔽性、事件突发性和灾害巨大危害性等特征的地质灾害,滑震信号监测可实现对地质灾害体运动信息的实时捕获,为灾害预警及灾后评估提供重要信息。以颗粒集合体崩落运动过程为研究对象,设计并开展了物理模型实验,分析了颗粒粒径对滑震信号特征的影响,探讨了岩崩-碎屑流撞击过程产生的滑震信号特征及其现实意义。结果表明:①颗粒集合体总质量一定时,滑震信号最大振幅值为17.33g～39.21g,且随着颗粒粒径的增大而增大; ②颗粒集合体总质量一定时,滑震信号包络线平均值、阿里亚斯强度随着颗粒粒径的增大而增大; ③粒径为2～4 mm的颗粒集合体产生的滑震信号平均频率为16.95～23.02 kHz,且在总质量一定时,滑震信号的平均频率随着颗粒粒径的增大而减小。本文研究成果以期进一步加深对滑震信号影响因素的认识,并为灾害潜在区域监测预警系统建立、重大地质灾害灾后快速评估、应急响应措施制定等提供理论依据。

北京大兴国际机场及周边交通干道形变时序InSAR监测

2023年01月15 00:00

北京大兴国际机场作为国际航空综合交通枢纽,开展其周边地面形变及主要交通干道的稳定性监测,对保障机场的正常运营至关重要。利用2019～2020年覆盖北京大兴国际机场的42景升轨和35景降轨Sentinel-1影像,采用StaMPS技术对机场周边地面沉降及主要交通干道稳定性进行了监测。结果表明:Sentinel-1升、降轨监测结果具有很好的一致性,90%以上的公共像元形变速率差值的绝对值小于8 mm·年^-1; 机场西部(西胡林村、十里铺村和辛安庄村附近)、机场北部(西里河村和祁各庄村附近)以及机场东北部(河北头村和西白塔村附近)地面沉降状况相对严重,局部地区年均形变速率超过-30 mm·年^-1; 形变时序结果显示在西胡林村、十里铺村和祁各庄村附近,地面累计形变分别达到了58、60和70 mm。通过提取北京大兴国际机场周围主要交通干道形变趋势分析可知,多条主要交通干道均存在不同程度的沉降趋势,存在潜在安全隐患,后续需要重点关注并持续监测。此外,对高架道路高度的反演结果显示,高架道路与周围部分地物在高度上形成鲜明对比,且与实际情况较为相符。