高校地质学报

吴吉天, 曾献奎, 吴吉春

2025, 31(02): 123-130. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2024012

摘要 ( 123 )

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由于模型参数及观测数据等影响，水文模型通常存在显著不确定性，开展融雪径流模拟不确定性定量分析可控制模拟结果的不确定性，提高模型的预测性能，对于寒旱山区的水资源科学管理具有重要意义。文章以新疆南部的策勒河流域为研究区，基于马尔科夫链蒙特卡洛方法（MCMC）进行融雪径流模型的参数不确定性分析。针对MCMC中似然函数的零膨胀误差（zero flatted error）及残差结构等难题，采用二项分布和正态分布组合的混合似然函数来描述残差结构，并与传统高斯似然函数的结果进行对比分析。均方根误差、决定系数和预测区间覆盖率等评价指标显示，基于混合似然函数的不确定性分析结果具有更好的预测性能。因此，混合似然函数能够更合理的刻画融雪径流模拟残差的结构，显著提升水文模型的预测性能，有利于实施科学、精准的水资源管理和保护。

滑脱层性质对正反转构造变形影响的离散元数值模拟研究

谭志海, 尹宏伟

2025, 31(02): 131-142. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2024025

摘要 ( 118 )

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正反转构造在中国乃至世界范围内的多个盆地中普遍存在。开展正反转构造变形模拟，可以深化主控因素认识，识别断层反转程度，助力油气勘探开发工作。文章采用离散元数值模拟的方法研究了滑脱层的有无、滑脱层的厚度、滑脱层的强度以及滑脱层的纵向深度等因素对含先存裂陷的褶皱冲断带变形特征与变形机制的影响，观察模拟结果中先存裂陷边界断层的反转时间及最终反转程度。实验表明：先存裂陷上部存在区域广覆性滑脱层，褶皱冲断带将随着挤压的进行由前展式逆冲叠瓦构造进一步转化为更具有流变性的揉皱构造，滑脱层之上地层沿着滑脱层远距离滑脱。区域广覆性滑脱层对下伏先存裂陷边界断层的反转有很强的抑制作用。当区域广覆性滑脱层厚度越大、能干性越弱、纵向深度越深时，对下伏先存裂陷边界断层的抑制作用越强，边界断层发生反转的时间更晚，最终的反转程度越小甚至不发生反转。四川盆地下三叠统嘉陵江—雷口坡组的膏岩层对下伏先存断层活化有很强的抑制作用，下伏德阳—安岳裂陷的边界断层在后期喜山运动时未发生明显的活化反转作用，具备了良好的油气保存条件。

抽水条件下地下构筑物对地面沉降影响的试验研究

张乾龙, 郭连军, 张云, 苏智聪, 孙涛

2025, 31(02): 143-151. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2024018

摘要 ( 118 )

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采用物理模型试验研究了抽水条件下地下构筑物对地面沉降的影响，分析了有无挡板、挡板深度及其与抽水井的相对位置对地面沉降和孔隙水压力大小和分布的影响。试验结果表明，挡板的存在阻挡了水的渗流补给，延长了孔隙水压力和土层位移达到稳定的时间，增大了土层总体的沉降和孔隙水压力的下降；同时，土层沉降和孔隙水压力随挡板深度的变化并非线性，而是存在一个临界相对埋入深度（本次试验为85%），在小于这一临界值时，砂层最大沉降随挡板埋入深度变化较小，在大于这一临界值时，砂层最大沉降随挡板埋入深度变化较大。在有地下构筑物存在情况下进行地面沉降数值模拟时，不仅要考虑构筑物对水流的阻碍作用，也要考虑构筑物本身对土体位移的阻碍作用。研究结果可为地面沉降的预测和防治提供参考。

海洋硅藻的固碳效应及人工增汇前景

朱华玺, 禤锟, 周玲玲, 曾志宏, 葛晨东, 胡镕

2025, 31(02): 152-164. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2024008

摘要 ( 163 )

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海洋作为地球系统最大的活跃碳库，具有巨大的固碳增汇潜力。得益于独特的生理结构、广泛的分布范围、高效的固碳机制和强大的增殖能力，硅藻贡献了约40%的海洋初级生产力和40%的颗粒有机碳输出份额，在海洋生物碳泵中占据重要地位。一方面，得益于强大的CO2浓缩机制（CCMs）和高效的生物物理和生物化学固碳过程，硅藻具有强大的固碳效率和环境适应性；另一方面，硅藻也为碳捕获、利用与封存（CCUS）提供了生物固碳技术的新思路。寻找合适的固碳藻类、选育高速生长的种属、创造合适的生长环境、提高光合作用效率成为硅藻固碳得以应用的关键。为此，现有研究利用室内生理实验探究硅藻生理活性和固碳效率的控制因素，进一步从全球生物地球化学循环的视角评估硅藻对全球变化的响应，为理解硅藻的自然碳汇和人工增汇前景提供了重要的理论基础。硅藻有望发展成为一个“微生物固碳工厂”，以最大限度地利用其固碳能力，并生产一系列具有商业价值的副产品。若能切实降低固碳成本，硅藻固碳未来将会是一个科技可持续支撑“双碳计划”的解决方案。

RMR法在露采矿山边坡设计中的应用

周林松, 许宝田, 刘正明, 刘开斌, 朱凌昊, 郑鹤

2025, 31(02): 165-173. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2024029

摘要 ( 121 )

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露采矿山边坡稳定性分析和坡角取值是矿山边坡设计的关键问题。在矿山工程中，随着开采的逐渐推进，坡高逐渐增大，边坡稳定性会发生变化，坡角需要不断地进行调整。文章结合具体矿山边坡，现场布置地质调查点，对岩体工程地质特性进行调查，结合室内试验得到岩体质量指标RMR值。根据RMR值和矿山地形，确定本次研究的RMR值和坡高范围。在矿山边坡稳定性分析时，首先通过RMR值确定的地质强度指标（GSI）和坡高估算岩体的强度参数，最后通过简化毕肖普法计算边坡稳定性，得到给定安全系数条件下的平均坡角。通过分析RMR值和坡高对坡角的影响，提出平均坡角的理论计算公式，绘制了岩质边坡稳定性判断图。结合苏南地区某石灰岩矿山边坡工程实例，将研究结果与其他方法进行对比，验证研究结论的可靠性。文章研究结论可为矿山开采边坡设计和露采矿山稳定性评价提供理论依据。

基于生成对抗网络的地质灾害监测异常数据识别方法

刘将成, 郝光耀, 陶虹, 徐岩岩, 王亨, 江先晖, 陈群

2025, 31(02): 174-184. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2024002

摘要 ( 109 )

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可靠的地质灾害预警依赖于准确的传感数据。论文针对地质监测传感数据噪声大和长时序特征难以捕捉的等问题，提出一种基于生成对抗网络的地质灾害监测异常数据识别方法。该方法首先引入随机数据增强策略，丰富了训练数据的多样性，提升了模型对噪声的鲁棒性；其次，采用多头自注意力机制提取长时序特征，并通过对抗训练机制提高模型预警性能的稳定性。通过在陕西省地质灾害隐患点提取的4个真实时序传感数据流的实验表明，文章提出的方法在AUROC和F1指标上较现有的机器学习对比方法有5%~10%的提升。

Fe、Cu、Zn同位素在医疗诊断上的应用

郭瑞, 于慧敏, 张华凤, 荚卫东, 黄方

2025, 31(02): 185-199. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2024020

摘要 ( 92 )

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过渡金属元素Fe、Cu和Zn是生命活动的关键元素，其同位素有望作为示踪人体疾病的新指标。文章介绍了Fe、Cu、Zn同位素在医学中应用的一些基本原理和近年来在医学诊断和代谢方面的应用，其中Fe同位素能有效示踪与Fe代谢相关的疾病；Cu同位素在示踪肝病和癌症方面有着重要作用；Zn同位素可作为分泌器官癌症的有效示踪剂。依据现有这三种同位素在医学方面的应用，对未来的前景提出了展望，希望能进一步推动金属稳定同位素在医学方面的研究和应用，建立医学诊断中金属稳定同位素的指标。

柴北缘中侏罗世晚期气候逐渐干热化与湖相有机质富集机制

郭望, 陈刚, 李玉宏, 张云鹏, 李永红, 党洪量

2025, 31(02): 200-212. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2024007

摘要 ( 81 )

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为了明确柴达木盆地北缘中侏罗世晚期气候逐渐干热条件下页岩的有机质富集机制，文章通过对鱼卡地区多口钻井大煤沟组七段页岩样品进行有机地球化学、无机地球化学及矿物组成测试等方法，系统分析了古气候纵、横向变化特征及其与有机质的供给和保存的关系，结果表明，与下部灰黑色页岩相比，上部灰褐色页岩整体具有较高的有机质丰度及偏腐泥型的有机质类型；偏高的碳酸盐矿物含量、Sr/Cu及整体偏小但变化范围较大的古气候指数C值反映高频波动的逐渐干热化气候演化特征；横向上，灰褐色页岩差异显著的C值反映同一时期的气候也呈现出一定不稳定性；较低的Al与Ti含量指示较弱的陆源碎屑输入；较高的P/Ti与Ba/Al指示较高的古生产力；较低的Pr/Ph和较高的黄铁矿含量指示偏还原的水体条件；较高的Sr/Ba和多数偏高的伽马蜡烷指数反映水体偏咸化且在大部分区域形成了水体分层。综合参数特征可得，一定程度的气候干热化会导致陆源物质输入减少、古生产力提高、水体还原性增强及盐度增加、大部分区域水体出现分层等，为偏腐泥型有机质的富集提供了有利条件。

库车坳陷秋里塔格构造带中段变形特征及构造意义：基于野外调查和地震剖面构造解析

张治鑫, 吴珍云, 邓寒潇, 汪伟, 王洪艳, 贺婉慧, 李慧欣, 毛可奕, 董少春, 尹宏伟

2025, 31(02): 213-228. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2024050

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库车坳陷秋里塔格构造带中段（中秋）位于库姆格列木群和吉迪克组两套膏盐层沉积交汇区域，以盐水沟为界，其东、西两侧构造变形样式差异明显，推断具有构造转换特征。基于野外调查，结合地震剖面解析，对中秋构造特征开展了精细解析，进一步厘定了中秋构造转换特征，阐明了盐上层和盐下层差异化构造转换机制。结果表明，中秋盐上层主要经历了两期构造作用：康村组末至库车组初，以褶皱变形为主，主要形成了在中秋错位排列的库车塔吾背斜和南秋里塔格背斜；库车组初到第四纪，以逆冲断层作用为主，在断层作用下，背斜进一步隆升变形，并逐步形成了由南向北依次分布的构造前缘带、南部隆起带、压扭核心带和北缘平缓带。压扭核心带构造变形最为剧烈，东、西两侧的差异性构造样式指示该地带可能发育走滑断裂，以释放两侧地层差异位移引发的压扭应力。中秋盐上层构造转换模式为同向倾斜型，即在相同倾向断层之间存在位移传递，使地表褶皱出现扭曲、分叉等特征。盐下层构造转换主要通过逆冲断层沿走向延伸距离的变化和断层倾角变化来完成。中秋盐上层和盐下层构造转换受到膏盐层控制，盐层在东西方向上的多层分布和厚度变化是导致库车塔吾背斜和南秋里塔格背斜发育位置不同的重要原因；南秋里塔格背斜盐下断层在双盐层控制下，向南延伸距离更远，库车塔吾背斜盐下断层受单盐层控制，延伸距离相对较短。

滇中白云岩砂化机理初探

吴永红, 徐洪钟, 何骁, 王沐婉, 王世华, 赵永川, 米健

2025, 31(02): 229-237. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2024030

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为了对比构造作用和溶蚀作用对滇中引水工程玉溪段白云岩砂化的影响，开展了不同酸性溶液、温度条件下的白云岩室内静态溶蚀试验，采用SEM、XRD及EDS能谱分析进一步探究滇中引水工程玉溪段白云岩的砂化机理。溶蚀试验结果表明，白云岩自身晶体结构和温度是影响白云岩溶蚀速率的主要因素；溶蚀后岩样微观结构与砂化程度更高、未溶蚀的岩样微观结构存在明显差异。PCAS软件的微观结构定量分析可知，岩样距断层越近，岩样破碎越严重，概率熵、分形维数、表观孔隙率越高。XRD及EDS能谱的结果表明，不同砂化程度的白云岩岩样矿物成分变化不明显。对于研究区域砂化白云岩地层，溶蚀作用不是砂化的主要因素，构造破裂作用才是白云岩砂化的主控因素。

HydroSHEDS数据集在气候变化与生物多样性演变中的应用

侯紫茜, 郑栋宇, 向芳, 白洁, 陈安清, 马超, 侯明才

2025, 31(02): 238-254. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2024023

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气候和生物多样性的变化影响着环境，也是环境变化影响的产物。HydroSHEDS数据集基于流域水文基础信息整理汇编了多源的全球自然—人文数据，形成了12级嵌套流域数据集，能够为研究流域环境特征对气候变化、物种分布的影响等提供重要支撑。该研究通过分析HydroSHEDS数据集内容及其应用实例，总结了数据集在现代与第四纪以来气候变化与生物多样性演变方面的研究价值。结果表明：（1）HydroSHEDS v1包含全球范围的基础流域信息（流向、流量累积网格、河网）以及6个大类（水文、地形、气候、土壤与地质、土地覆被与利用以及人类影响）共56个变量281个属性信息；（2）采用HydroSHEDS基础数据或其核心数据可以进行现代与深时气候变化方面研究，包括模型模拟得出气候对地表系统其他组成的影响、计算流域属性特征与温室气体浓度变化的关系、代理数据定量评估以改进气候模型的降水和蒸发重建等；（3）通过直接叠加或整合加权HydroSHEDS数据集提供的环境属性，能够分析其对物种生境或实际分布范围的影响，以模拟物种在当前和未来的潜在分布；（4）尽管HydroSHEDS可以用作地表系统分析与应用的先决条件，但由于其记录的环境属性信息存在一定的滞后性，在时间序列研究中仅可作为辅助数据，丰富HydroSHEDS的时间序列数据，有望为气候预测以及深时气候研究提供数据支持。

矿物吸附胶原蛋白性能差异及其环境意义

解欣悦, 陈艳, 周跃飞, 阚立波, 杜蒙蒙, 谢巧勤, 陈天虎

2025, 31(02): 255-262. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2024016

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胶结壳有孔虫伪足及壳体有机质中富含胶原蛋白，其对矿物的选择性捕获和固定起着关键作用，但相关机制和环境效应还不明确。文章以常见碎屑矿物石英、钠长石、金红石为研究对象，通过吸附实验探讨三种矿物吸附胶原蛋白的效果、热力学、动力学、pH值的影响、吸附产物对重金属吸附的影响等。结果表明，钠长石和石英达到吸附平衡的时间约为25 h，金红石约为12 h；三种矿物的吸附过程均具有准二级动力学的特征。吸附热力学上，石英和钠长石更符合Freundlich方程；金红石更符合Langmuir方程；石英、钠长石和金红石的饱和吸附量分别为3.7、5.0和35.7 mg·g-1。钠长石和金红石在pH=3时吸附量最大，pH对石英吸附胶原蛋白的影响不显著。大体上，吸附胶原蛋白的矿物对Zn和Cu的固定能力均有所增强，其中Zn增加更多。研究表明，有孔虫可以通过降低pH选择性捕获和固定钠长石和金红石；在利用有孔虫吸附的金属量追索海水重金属浓度时，需要考虑重金属的种类及有机质的影响。

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2025, 31(02): 263.

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2025, 31(02): 264.

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