高校地质学报

南统超, 谢晓婷, 叶逾, 徐腾, 沈城吉, 吴吉春, 鲁春辉

2025, 31(03): 263-274. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2024042

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水资源管理决策支持系统是决策支持系统在水资源领域的应用与发展，也是针对地下水在内的水资源问题决策特点所开发的人机交互系统，具有利用计算机及相应的软件（包括人工智能、专家系统等技术）完成数据提取、逻辑推理、信息处理和管理决策等功能，不仅能够帮助决策者及时了解水资源现状，还能为决策者提供较为全面、科学、合理的综合管理方案，提高决策效率和可靠性。文章对决策支持系统在国内外水资源管理特别是近年地下水管理中的应用趋势和创新发展进行了阐述和分析，对决策支持系统开发及应用中存在的问题进行了总结。文章认为，基础数据及统一标准的缺乏、数据驱动决策可靠性不足、决策系统功能单一、决策参与缺乏完整性、系统的重用性和扩展性较差、智能化不足等是目前决策支持系统在水资源管理领域应用发展中亟待突破的瓶颈。此外，文章紧密围绕现阶段水资源管理面临的挑战对决策支持系统的发展趋势进行了分析与展望，指出标准化、集成化、模块化、智能化是未来水资源决策支持系统的发展方向，为未来大区域水资源管理决策支持系统的建设提供建议。

古气候数据同化重建早始新世气候适宜期全球海水表面温度

张昊勋, 李明松

2025, 31(03): 275-285. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2024041

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早始新世气候适宜期（EECO，53.26~49.14 Ma）全球温度在百万年尺度上达到最高值，是66 Ma以来最温暖的时期，是政府间气候变化委员会（IPCC）第六次评估报告最极端的共享经济路径情景SSP8.5未来全球温度的地质参考时期。前人利用地球系统模式和古气候替代指标，对EECO全球海水表面温度状态进行了重建。然而，地球系统模式的边界条件往往缺乏约束，难以重建准确的EECO全球海水表面温度状态；古气候替代指标重建结果之间存在分歧、且具有全球耦合性差等不足。该研究利用新兴的古气候数据同化技术，开展中等复杂程度地球系统模式cGENIE模拟，考虑大气二氧化碳浓度、碱度和雨比率三种不确定性因素，以100个模拟试验结果作为先验估计，融合了35个大洋钻探点位的三种古海水温度指标，即TEX86、浮游有孔虫Mg/Ca 和δ¹⁸O，高精度地重建了EECO时期全球耦合的海水表面温度。数据同化得到的全球海水表面温度为30.7 ℃（95%置信区间为28.8~33.0 ℃），同化结果具有全球耦合的特点，与地球系统模式模拟的先验值相比精度显著提高。开展了敏感性实验，证实不同替代指标类型对数据同化重建结果有显著的影响，去除TEX86指标数据同化得到的海水表面温度偏冷，而去除δ¹⁸O指标的同化结果则偏热。本研究对EECO热室时期开展高精度的全球海水表面温度重建，为未来气候变化的这一关键地质参考型提供了更为精确的约束。

月球镁质斜长岩陨石NWA 8599 的岩相学与矿物化学研究

张真光, 张浪, 杜天然, 赵凯, 张爱铖

2025, 31(03): 286-300. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2024047

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Northwest Africa（NWA）8599是一块发现于西北非地区的月球角砾岩陨石。岩相学观察和矿物化学分析结果表明，NWA 8599是一块细粒且富含橄榄石的镁质斜长苏长质角砾岩陨石，含有大量矿物碎屑（主要有橄榄石、辉石、已转变为熔长石的钙长石及少量氧化物矿物）和少量镁质斜长岩岩屑（长石丰度>90 vol%）。作者在NWA 8599中观察到一块粗粒高镁橄榄石碎屑（Fo=84~87）；该高镁橄榄石碎屑与高镁辉石（Mg#=85~89）和镁钛矿（Mg#=52~54）共生，其中镁钛矿是在月球样品中的首次报道。橄榄石中钙含量及辉石温压计分析结果表明高镁矿物组合可能源于深部月壳的高镁岩石。NWA 8599中镁质斜长岩岩屑呈现较大的模式丰度和粒度变化，暗示了月球镁质斜长岩的多样性，它们可能是月幔翻转过程中深部富镁熔体不同程度混染月壳亚铁斜长岩的结果。

行星物质化学成分的原子探针分析研究

杨子舟, 惠鹤九, 沙刚

2025, 31(03): 301-311. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2024034

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原子探针断层扫描技术（APT）可以在亚纳米级空间分辨率下定量测量各种元素的三维元素和同位素分布，已越来越多地被应用到地球化学分析领域。文章以两个行星矿物样品和一个硅酸盐玻璃标样作为代表，详细研究了APT方法在定量分析矿物化学成分中的实用性和精确度。与电子探针（EPMA）方法得到的结果相对比表明，两种方法得到的氧化物矿物主量金属元素的含量差距不大，均小于1 at%，但是硅酸盐玻璃中的差距较大。另外，由于APT方法本身的局限性，氧元素的含量存在1~3 at%的偏差。但是，这种偏差也可以通过标准化等方法加以校正。分析结果表明，APT可以作为一种有效的主量元素定量分析方法。APT在分析过程中所给出的元素三维分布信息，可以多角度地研究纳米尺度上的元素迁移过程，为地球化学研究提供新的观测视野。

海床风电桩偏转分布式监测与智能预测研究

潘文栋, 施斌, 孟志浩, 韩贺鸣, 魏广庆

2025, 31(03): 312-323. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2024032

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海床风电桩通常安装在工程性质较差的近海软土地层中，在外部复杂荷载的作用下容易发生较大偏转甚至失稳，影响整个风电系统的正常运转。在现有的风电桩稳定性研究中，对偏转的监测和预测是最经济有效的方法之一。鉴于传统监测方法的不足以及风电桩偏转变化的非线性，该文提出了一种基于超弱光纤光栅（UWFBG）和机器学习（ML）的海床风电桩偏转监测和预测新方法，并将其应用于山东半岛的一个海床风电桩案例研究中。利用UWFBG成功获得沿风电桩的连续应变数据，计算出风电桩的最大偏转角0.35°；分析了风速、风向和潮汐等荷载影响因素与桩顶转角之间关系，发现在盛行风向下，桩顶转角与风速呈正相关，与潮汐振幅呈负相关；在此基础上建立了 EEMD-PSO-SVR 预测模型并成功对风电桩偏转进行了预测，与实测值相比，预测结果均方根误差和平均绝对误差分别为分别为0.0438°和0.0358°，验证了所提出预测模型的准确性。

柴达木盆地大红沟剖面新生代沉积物粒度特征及其沉积相意义

潘邵敏, 安凯旋, 胡逸豪, 张文静, 林秀斌

2025, 31(03): 324-334. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2024035

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柴达木盆地是青藏高原内部最大的沉积盆地，现保存有超万米厚的新生代沉积物，这些沉积物的沉积相演化反映了高原生长过程和气候环境变化，一直是研究热点。前人研究主要关注沉积地层的描述和沉积相的定性判定，对于沉积相判定的定量研究仍有待深入。为了定量判定沉积相，文章在柴达木盆地大红沟剖面的下干柴沟组至狮子沟组采集了典型砂岩样品开展粒度分析，利用萨胡判别式、粒度频率分布曲线、粒度端元分析与累积分布曲线等方法，揭示该剖面新生代沉积物在沉积过程中的搬运介质、搬运方式与沉积相。文章结果表明，大红沟剖面自下干柴沟组至上油砂山组主要为水下浅湖相沉积环境，且湖泊水动力条件由强到弱依次为下干柴沟组、上油砂山组、上干柴沟组、下油砂山组；而狮子沟组主要为陆上河流相沉积环境。大红沟剖面新生代下干柴沟组至上油砂山组水下浅湖相沉积物主要包括四种搬运组分，分别为湖泊背景悬浮组分和外来水下分支河道浊流悬浮组分、细砂跃移组分、粗砂滚动组分组成；狮子沟组陆上河流相沉积物也主要包括四种搬运组分，分别为河流背景悬浮组分和外来冲洪积浊流悬浮组分、细砂跃移组分、粗砂滚动组分组成。文章结果为柴达木盆地新生代沉积物的沉积相判定提供了基于粒度分析数据的定量约束，同时也为定量表征沉积相提供了分析流程。

考虑天然气水合物分解的海底边坡稳定性数值模拟研究

王怡萱, 何玉发, 李清平

2025, 31(03): 335-345. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2024039

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天然气水合物分解是导致海底边坡失稳的重要原因之一，科学评价含水合物储层海底边坡稳定性是安全高效开采的前提。文章基于有限元强度折减法，对中国南海神狐海域某海底边坡稳定性进行分析，重点考虑了天然气水合物分解对抗剪强度的影响，研究结果表明：随着天然气水合物分解程度的提高，边坡稳定性整体呈现降低趋势。分解程度在40%~80%之间时，边坡稳定性对水合物分解变化较为敏感，随着分解程度的提高，安全系数迅速减小，最危险滑动面深度显著增加，超过水合物储层位置。通过有限元数值模拟，本研究建立了一套对含水合物储层边坡稳定性分析的方法，为海洋天然气水合物资源开采中的地质风险评价和防控奠定理论基础。

甘肃早子沟金矿区构造应力场数值模拟研究

杨剑, 张卫雄, 陈爱兵, 翟向华, 张元, 姜鑫, 胡杨, 李永恒

2025, 31(03): 346-362. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2024045

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甘肃早子沟金矿床位于西秦岭夏河—合作地区，是西秦岭成矿带中的大型金多金属矿床，其成矿作用与断裂构造关系密切。该文通过矿区构造地质特征研究，以断裂构造、节理、擦痕为研究对象，确定了早子沟金矿床控矿构造演化序列及主应力方向，认为早子沟金矿控矿构造演化经历了三期六个阶段。为了了解矿区构造应力场分布趋势及展布范围，以构造应力场分析为基础，基于岩石力学实验，测定岩石的力学参数，建立合理的地质力学模型，采用有限元法（FEM）对早子沟金矿区地质构造进行二维构造应力场数值模拟，并对成矿有利的部位进行预测。研究结果表明：矿区构造应力场分布受断裂控制，各个时期的最大、最小主应力值分布基本处于断裂周缘，应力强度是决定构造活动强度的主要因素。应力高值区域构造活动强烈，岩石破碎，为成矿提供了通道和赋存部位。据此推测近南北向断裂两端及东北向断裂与西北向断裂的交汇部位是成矿的有利部位。

带控制点的柴达木盆地莫霍面重震联合反演

李忠华, 李朝阳, 董冬冬, 郭德乐

2025, 31(03): 363-374. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2024046

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为探究柴达木盆地浅部形变的深部动力响应机制，文章在布格重力异常资料的基础上，以深地震剖面、天然地震层析成像等资料为控制点，逐步求得最佳基准面，反演了莫霍面的空间展布形态。结果显示，响应于浅部构造形变的空间变化，柴达木盆地莫霍面深度东、西部差异性同样显著。盆地西部浅部形变较强，广泛发育逆冲缩短构造，莫霍面相对较深，约55~61 km。盆地东部整体形变较弱，主要集中于盆地边缘，莫霍面则相对较浅，约48~61 km。除此之外，东昆仑山与柴达木盆地东部之间还存在一个巨大的陡阶带，莫霍面突变幅度可达15 km左右。以上特征表明，在青藏高原NE向扩展的构造背景下，柴达木盆地西部地壳缩短显著，并逐渐增厚，东部则仍保持了与稳定克拉通盆地相似的特征，地壳厚度变化微弱。阿尔金断裂带深切走滑引发的壳幔混合作用，可能是促进柴达木盆地西部缩短增厚，进而导致莫霍面东、西部空间差异的决定性因素。

中期天气预报在洪水预报中的机遇与挑战

薛静渝

2025, 31(03): 375-384. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2024005

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随着天气预报技术和计算机技术的发展，中期天气预报与洪水预报相结合的应用日益广泛。文章通过对中期天气预报和洪水预报进行研究，分析了当前运行中的四个大陆尺度洪水预测系统在欧洲、澳大利亚和美国的应用情况，探讨了中期天气预报在洪水预报中的应用及其发展机遇和挑战。文章指出，在洪水预报中，中期天气预报面临的机遇包括观测数据日渐丰富、数据同化技术的进步，以及人工智能和机器学习等新技术的应用。但同时也面临挑战，如大气系统的不确定性、部分区域观测数据的不足、模型精度和尺度转换的限制以及集合预测方法的复杂性。未来，通过克服这些挑战，中期天气预报有望在提高洪水预报准确性方面发挥更大的作用，为防范和减轻洪水灾害提供有效支持。

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2025, 31(03): 385.

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2025, 31(03): 386.

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