高校地质学报

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1. 海上CO ₂ 地质封存监测现状及建议

李琦, 李彦尊, 许晓艺, 李小春, 刘桂臻, 于航, 谭永胜

高校地质学报 2023, 29 (1): 1-12. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2023008

摘要（2400）

PDF （1583KB）（486）

海上二氧化碳（CO ₂）地质封存是中国应对滨海地区温室气体排放的重要举措，是实现“碳达峰、碳中和”目标不可或缺的关键技术。中国沿海地区工业发达、碳源丰富，近海盆地具有良好的储盖层物性和圈闭特征，封存潜力巨大，目前中国首个海上CO ₂地质封存示范工程已在南海珠江口盆地正式启动。CO ₂监测作为CCUS技术的重要组成部分，贯穿CO ₂地质封存的全生命周期，是确保封存工程安全性和合理性的必要手段。然而，中国海上CO ₂地质封存技术处于起步阶段，海上监测任务颇具挑战。文章回顾了国际上海上CO ₂地质封存的相关代表性研究工作以及示范项目案例，对监测指标、技术、监测方案等进行分析，提出海上CO ₂地质封存监测技术筛选优化方法和监测建议，旨在为中国海上CO ₂地质封存示范项目的开展提供参考依据。

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2. 玄武岩CO ₂ 矿化封存潜力评估方法研究现状及展望

高志豪, 夏菖佑, 廖松林, 余晓洁, 刘牧心, 李鹏春, 梁希, 戴青, 黄新我

高校地质学报 2023, 29 (1): 66-75. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2022099

摘要（2024）

PDF （1109KB）（589）

二氧化碳地质封存是实现减排增汇的重要技术选择，能够将CO ₂长期、安全地封存在地下岩层中。常规的CO ₂封存地质体包括地下深部咸水层和枯竭油气藏，玄武岩是近年来逐渐受关注的新一类CO ₂封存地质体，进一步丰富和拓展了CO ₂地质封存的技术手段和碳汇潜力。封存潜力评估是CO ₂地质封存技术发展的重要基础工作之一，文章系统梳理国内外玄武岩矿化封存潜力的评价方法，对比分析各类方法的原理机制和应用情景，并以冰岛活动裂谷带玄武岩为例应用、对比各类方法。研究认为目前玄武岩矿化封存潜力评估方法一般包括三类：（1）单位矿化法：基于玄武岩单位体积或单位反应面积的固碳量开展潜力评估；（2）矿物置换法：基于玄武岩中可固碳矿物的总量开展封存潜力评估；（3）孔隙充填法：基于CO ₂矿化后产生次生矿物所占岩石孔隙体积比例的上限值开展封存潜力评估。单位矿化法的评估数据需进行系统的实验分析，增加了潜力评估的难度。当玄武岩储层孔隙度较大、可固碳矿物含量相对较小时，矿物置换法较为合适；反之，孔隙充填法更合适。

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3. 碳封存砂岩储层的孔隙迂曲度分形特征研究

向雷, 王惠民, 盛金昌, 罗玉龙, 詹美礼, 陶锴, 田佳丽

高校地质学报 2023, 29 (1): 120-127. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2022074

摘要（1778）

PDF （2582KB）（185）

目前“双碳”减排的背景下，砂岩咸水层是最具潜力的二氧化碳封存介质，其孔隙结构特征决定了流体的运移及封存效率，对其进行研究具有重要的科学意义。分形维数常用于定量表征砂岩孔隙结构在三维空间中的分布规律, 但以往对砂岩孔隙迂曲度分形特征进行研究时，多依赖于孔隙率、平均孔隙半径、平均迂曲度等特征值计算分形维数，并不能很好的反映岩石孔隙排列分布及孔隙连接的非均质性。文章将砂岩孔隙结构概化为具有迂曲度的毛细管，首先通过核磁共振成像（MRI）技术获取岩石片层图像，以盒维数法获得孔径分布分形维数；随后以孔径分布分形维数为目标值，结合不同迂曲度下的毛细管数量与孔径的分形标量关系，迭代计算迂曲度分形维数。与传统的分形维数计算方法相比，该研究确定的迂曲度分形维数更能体现岩石内部不同孔隙排列方式引起的迂曲度差异。

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4. 页岩储层物性参数对CO ₂ 不同封存机制及封存量的影响

尹书郭, 杨国栋, 冯涛, 马鑫, 曹伟, 黄冕, 郭天晴

高校地质学报 2023, 29 (1): 37-46. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2022071

摘要（1755）

PDF （1157KB）（207）

CO ₂增强页岩气开采技术（CO ₂-ESGR）一方面可提高CH4产量，另一方面又可实现CO ₂地质封存。为了分析页岩储层物性参数对CO ₂封存机制的影响，文章以鄂尔多斯盆地延长组页岩为研究对象，采用CMG-GEM软件建立双孔双渗均质模型，分析了CO ₂-ESGR中页岩储层垂直渗透率与水平渗透率之比（Kv/Kh）、含水饱和度和孔隙度对不同CO ₂封存机制封存量的影响；并设计了27组正交试验采用极差分析法比较了三种因素的影响程度。研究表明，Kv/Kh在0.1~1范围增大会增加不同CO2封存机制的封存量，封存总量最大可增加69.96%，其中吸附封存量最大可增加97.96%，受到影响最大；含水饱和度在0~0.9范围增大引起CO ₂封存总量先增加后减小，封存总量最大可减少67.12%，其中溶解封存量最大可减少83.35%，范围波动最大；页岩储层孔隙度在0.1~0.99范围增大会导致CO ₂封存总量减少，封存总量最大可减少95.38%，其中吸附封存量最大可减少99.99%，减少百分比最大。极差分析表明，含水饱和度对构造封存量、残余封存量和溶解封存量的影响最大，孔隙度对CO ₂封存总量和吸附封存量的影响最大，Kv/Kh对CO ₂不同机制封存量的影响最小。在页岩储层中进行CO2封存时，为获得最大封存量，应选择低含水饱和度、低孔隙度和高垂直渗透性的页岩层。

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5. 日本苫小牧CO ₂ 海底地质封存监测技术分析及其启示

许晓艺, 李琦, 谭永胜, 刘桂臻, 李霞颖

高校地质学报 2023, 29 (1): 13-24. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2022096

摘要（1715）

PDF （3566KB）（342）

海洋二氧化碳捕集、利用与封存（CCUS）是应对全球气候变化、减排温室气体CO ₂的关键技术之一，也是实现中国碳中和目标愿景解决方案的重要组成部分。中国近海沉积盆地封存潜力巨大，2022年中国首个CO ₂海底地质封存示范工程已在南海珠江口盆地咸水层中正式启动。日本苫小牧咸水层封存项目作为迄今为止亚洲最成功的海底封存项目，其CO ₂封存监测工作为我国离岸封存项目的开展提供了重要的实践参考及技术指导。文章全面回顾了苫小牧CCS项目案例情况，对项目执行、场地监测内容及布点、监测设施及技术、监测结果等进行分析，总结苫小牧CCS 项目的成功经验，以及陆—井—海结合一体化的多层次、全方位的监测体系，旨在助力中国海上CO ₂封存项目顺利运行，确保海洋生态环境安全。

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6. 天然裂缝复杂程度对致密储层破裂特征的影响

尹陈, 石学文, 才博, 文山师, 梁天成, 王欣, 付海峰, 韩福盛

高校地质学报 2023, 29 (1): 128-137. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2022081

摘要（1713）

PDF （5081KB）（153）

地层内部总存在孔隙、裂隙、层理、裂缝、断层等结构特征从而体现为地层地质非均质性，并在人工注采过程中发生不同尺度的破裂而体现为跨尺度的裂缝时空延展特征和致裂机理。以致密油为代表的非常规油气藏开采开发在我国油气产能中占比越来越大，并往往利用水力压裂储层改造技术产生人工裂缝以增强油气渗流而实现其规模经济开发；同时，这类低渗透油气藏亦是CO2压裂、注入和封存的重要对象。文章基于真三轴大型物理模型水力压裂实验和工程尺度下水力压裂微地震监测结果，通过不同尺度裂缝/裂隙活动所致声发射和微地震事件的时空展布研究岩体多尺度裂缝的破裂特征。研究表明，无论是相对稳定的真三轴水力压裂，还是实际地质工程尺度下的水力压裂微，岩石原生裂缝、裂隙分布趋势和方位对裂缝扩展具有主控作用。

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7. CO ₂ 纯度对咸水层碳封存过程中残余水的影响

胡智凯, 李铱, 索瑞厅, 刁玉杰, 李琦, 马鑫

高校地质学报 2023, 29 (1): 57-65. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2022061

摘要（1686）

PDF （3124KB）（174）

CO ₂在地下深部咸水含水层的封存过程中，岩石孔隙内形成的残余水对CO ₂可注入性、封存量及安全性都有负面影响，因此深入探究各因素影响下残余水的形成演化具有重要意义。文章利用取自鄂尔多斯盆地深部储层的天然岩心，在40℃和8 MPa的实验条件下利用3种纯度的CO ₂（99.999%CO ₂、75%CO ₂+25%N2以及50%CO ₂+25%N2）进行饱水岩心驱替实验，以探究CO ₂纯度对残余水的影响。实验表明，在3种CO ₂纯度下的岩心驱替实验中，达到突破点和排水终点所需时间排序均为：9.999%CO ₂<75%CO ₂+25%N2<50%CO ₂+50%N2；不可再降残余水饱和度大小排序为：99.999%CO ₂<75%CO ₂+25%N2<50%CO ₂+25%N2。分析发现，CO ₂纯度变化会导致界面张力、湿润性以及黏度比等两相流系统重要性质的变化。通过对LogCa-LogM驱替稳定性图进行分析，确定了毛细力是影响本实验结果的主导因素。研究结果对不同条件下残余水饱和度的预测以及CO ₂封存量的评价等方面有重要价值。

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8. 超临界CO ₂ 分段多簇压裂井间干扰规律研究

彭寿昌, 徐东升, 高阳, 张方, 施雷庭, 张玉龙, 柳曈, 魏晓琛

高校地质学报 2023, 29 (1): 47-56. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2022083

摘要（1649）

PDF （2951KB）（144）

水平井分段多簇压裂是非常规油气藏开发的关键技术，在合理利用压裂诱导应力增大储层改造体积的同时，避免井间干扰所导致的裂缝砂堵和压裂窜扰，是压裂工艺优化中的关键科学问题。文章针对超临界CO ₂分段多簇压裂的缝间干扰和井间干扰问题，采用流固耦合的扩展有限元方法研究单井及多井裂缝诱导应力演化特征，充分考虑裂缝内超临界CO ₂流动和滤失，从非常规油气储层岩性特征、地应力场分布及施工工艺等多方面对压裂扰动应力进行系统研究，揭示单井分段多簇压裂缝扩展机制及应力扰动特征，在此基础上研究多井井间压裂缝干扰规律。结果表明：高水平应力差、高弹性模量的储层中压裂干扰界限较大，低水平应力差、低弹性模量地层需适度增大簇间距，减小簇间干扰；老井压裂后，其邻井压裂缝非对称系数随井间距呈先增大、后减小的趋势；当井间距等于压裂干扰界限时，非对称系数λ达到最大，且井周改造范围最大，但裂缝两翼的非对称性可能导致储层动用不充分。本研究为水平井细分切割压裂和立体式井网设计优化提供理论基础，在“双碳”战略背景下对非常规油气资源高效开发具有重要意义。

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9. CO ₂ 地质封存盖层密闭性研究现状与进展

陈博文, 王锐, 李琦, 周银邦, 谭永胜, 代全齐, 张瑶

高校地质学报 2023, 29 (1): 85-99. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2023010

摘要（1536）

PDF （6425KB）（595）

CO ₂地质封存是应对全球性气候变化、减排温室气体的关键技术之一。大规模CO ₂注入地层容易出现泄漏问题，尤其是通过盖层的泄漏，包括毛细管泄漏、盖层水力破裂和沿盖层既有断层的泄漏等。因此，盖层密闭性评价对CO ₂地质封存长期安全稳定性的预测至关重要的。通过对密闭机理、影响因素、破坏模式等影响CO ₂地质封存盖层密闭性的研究现状进行总结，发现盖层密闭机理包括毛细管封闭、水力封闭和超压封闭，影响盖层密闭性的主要因素有盖层岩性、盖地比特征、盖层厚度、盖层岩石力学性质和封存压力，进而对CO ₂注入过程中盖层密闭性的破坏模式进行评价，并对盖层密闭性研究的不足提出了一些见解。

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10. 中国现代陆生蜗牛壳体碳氧同位素组成的分布特征及其气候响应

罗铃, 沈华, 鲍睿, 谈昊林, 李成龙, 盛雪芬

高校地质学报 2022, 28 (6): 861-873. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2021088

摘要（1495）

PDF （2048KB）（268）

陆生蜗牛壳体碳氧同位素组成记录了环境气候信息，是地质历史时期古环境和古气候重建的一个良好指标。文章在前人对现生蜗牛壳体碳氧同位素的环境意义研究基础上，通过增加对不同气候条件下的新疆地区（受西风带控制）、川西地区（受印度季风控制）以及东北地区（东亚季风北端）的现生蜗牛碳氧同位素组成进行测试分析，结合中国其他地区已有数据，总结探讨所有研究区已有蜗牛壳体碳氧同位素组成的分布规律及影响因子，回归分析蜗牛壳体碳氧同位素组成与降水量、温度、湿度、蒸发量及干燥度等5个气候因子之间的关系。得出以下研究结果：全国范围内的蜗牛壳体碳同位素组成与年均降水量、年均相对湿度具有明显负相关关系，与年均蒸发量及干燥度具明显正相关关系，年均温度大于9.5℃采样点的蜗牛壳体碳同位素与温度呈负相关关系；蜗牛壳体氧同位素组成与各种气候因子之间的关系比较复杂而显示无明显的相关性，可能由于不同区域蜗牛壳体氧同位素对不同气候因子的响应程度不同，也可能是由于蜗牛壳体氧同位素与温度的关系在不同区域存在差异导致。总之，蜗牛壳体碳同位素较为忠实地记录了有效降水引起C3植被同位素变化的信息，而对蜗牛壳体氧同位素记录的信息的解读还不明晰，仍需更多研究。

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11. 广西岩溶区土壤铁锰结核重金属富集的地质特征

冯一夫, 廖启林, 季文兵, 任静丽, 季峻峰, 杨忠芳, 卓小雄, 王磊, 刘媛媛

高校地质学报 2022, 28 (6): 787-798. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2021079

摘要（1484）

PDF （8719KB）（264）

广西岩溶区农田土壤重金属污染形势严峻。该地区土壤含有大量铁锰结核，其主要成分为铁和锰的氧化物，对重金属有着较强的富集作用。铁锰结核伴随着土壤形成过程而产生，也是反映土壤形成过程及成土环境变化的良好载体。研究铁锰结核中重金属的富集特征有助于了解广西岩溶区土壤中重金属元素的富集过程和富集特征。文章对广西柳江和桂平的土壤与其中的铁锰结核进行了成分分析，通过微量元素分析得到铁锰结核对Ni、Cu、Cd、Zn、Pb、Co、Ba、As、Cr等重金属元素的富集特征，通过Ti/Al2O3的比值关系推断了铁锰结核与土壤的物质来源。此外，还对铁锰结核进行了激光共聚焦显微拉曼光谱仪（Laser Microscopic Confocal Raman Spectrometer）、扫描电镜和能谱仪（SEM-EDS）分析。通过铁锰结核内部同心环带状圈层结构及其内部的元素分布周期性变化的特征，推测结核形成机制。铁锰结核的形成固定了大量重金属元素，减轻了土壤重金属污染负担；但如果铁锰结核发生了溶解则会导致Mn及受其控制的部分重金属（Co、Cu、Ni、Ba）重新释放回到土壤，加重重金属污染。

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12. 气体推动式地下流体取样技术的室内验证

李霞颖, 刘学浩, 李琦, 肖威, 李小春

高校地质学报 2023, 29 (1): 138-146. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2022072

摘要（1481）

PDF （1756KB）（143）

获取高质量的地下流体样品对于二氧化碳地质利用与封存（CCUS）场地的CO ₂泄漏监测具有重要意义。基于气体推动原理的地下流体取样器具有取样精度高、地层扰动小、易与井下监测技术集成从而实现地下流体原位连续监测等多方面优势，已广泛应用于多个CCUS场地中。然而，在实际应用中取样器存在取样量不稳定、受地下水水位波动影响大等问题。为解决上述关键问题，作者研发并搭建一套模拟井筒内地下流体取样可视化实验装置，通过开展不同液面高度下地下流体的取样实验，探究气体推动式取样器的取样过程及取样机制。实验结果显示：气体推动式取样技术在取样过程对井筒内液体无干扰，证明具有被动取样的特点，对环境影响程度低。取样量大小主要取决于井筒内液面高度和储流容器大小，可通过液面高度及管路尺寸精确计算得出理论取样量。不同液面高度下实际取样量与理论计算量基本一致，其误差随液面高度的增加而降低，最大误差小于6.6%。取样时间与平均取样速率主要取决于注气压力，并与注气压力呈现幂函数关系，拟合相关系数大于99%。上述实验结果将有助于进一步理解气体推动式取样器的取样机理，对于取样器结构优化以及指导现场取样效果具有重要意义，可进一步提高CCUS以及其他污染场地环境风险预警能力。

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13. 扬子台地西缘奥陶纪末赫南特期地层划分对比与古地理

王光旭, 魏鑫, 崔雨浓, 张小乐, 王骞, 詹仁斌

高校地质学报 2023, 29 (2): 298-315. DOI: 10.16108/j.issn1006- 7493.2022051

摘要（1421）

PDF （20684KB）（437）

华南上扬子区是奥陶纪末生物大灭绝研究的经典地区之一，但由于交通等因素，该区西缘（今昆明—西昌—成都之间）赫南特期浅水相沉积的时空分布规律仍不清楚。文章通过总结近年来的调查新成果与已发表资料，系统分析了研究区赫南特期地层划分对比和古地理，并取得一些新认识。在赫南特早期，研究区以含较凉水壳相动物群（TBF 1）的泥灰岩、灰岩发育为特色，统归入观音桥组（近岸相仅包含其下部）。赫南特中期开始发生明显的相带分异：近岸一侧广泛发育一套含暖水壳相动物群（TBF 2）的生物碎屑灰岩，归于观音桥组上部，向远岸一侧相变为黑色笔石页岩（龙马溪组底部）。至赫南特晚期，近岸的少数地区（如镇雄北部）以产出暖水壳相动物群（TBF 3）的粗碎屑沉积为特色，创名尾坝组；远岸一侧与前一时期类似，以龙马溪组底部黑色页岩沉积为代表。文章还通过综合已知数据，分别对区内赫南特早—中期和晚期古地理进行高精度重建。

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14. 全球变暖背景下北美育空河流域化学风化增强

聂浩阳, 李石磊, 陈旸, 王洪涛

高校地质学报 2022, 28 (6): 825-837. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2022067

摘要（1380）

PDF （3167KB）（264）

硅酸盐岩风化对气候变化和构造运动的反馈对长尺度气候变化可能起到重要的调节作用，对该反馈过程的定量认识有助于更确切理解地球碳循环的运行规律。通常认为风化类型可分为两种，分别是供应限制和动力学限制。全球变暖可能促进了动力学限制流域的化学风化作用，然而，关于这方面的认识仍很有限。育空河流域是典型的动力学限制风化区域，研究育空河的风化对气候变暖的响应有助于深入认识气候和大陆风化之间的相互作用。正演模型是区分河流风化端元的重要手段，文章利用正演模型对育空河流域从1975年到2019年的主要离子组成的数据集进行分析，并获得了该流域在过去几十年的化学风化速率的变化趋势。结果表明，育空河水化学性质主要受到碳酸盐岩风化和硅酸盐岩风化控制，两者多年平均碳汇通量分别为2.1×10 ¹¹ mol/yr和4.1×10 ¹⁰mol/yr，处于世界主要大河碳汇通量的中间水平。更重要的是，在同一时期，伴随着2.2℃的温度增幅和13.7%的径流量增加，流域内的阳离子总通量增加了35.7%，其中硅酸盐岩和碳酸盐岩风化产生的阳离子通量分别增加了41%和35%，阳离子通量/风化速率对气候的敏感性与冰岛地区的研究结果符合的很好，与风化速率加快相对应的，硅酸盐岩风化碳汇通量相对增加了59.6%。尽管碳汇的增加在绝对通量上相比人类化石燃烧产生的碳排放通量微不足道，但是考虑到构造尺度内全球硅酸盐岩风化速率的增强，尤其是在较为寒冷的高纬度地区，额外的二氧化碳固定量可能对地球历史时期的全球气候产生重要影响。

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15. 苏皖玄武岩土壤中风尘的识别及风化特征

陈辽, 刘连文, 朱晓雨, 蔡洁, 季峻峰

高校地质学报 2022, 28 (6): 838-848. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2021065

摘要（1380）

PDF （2411KB）（177）

风尘传输与沉降影响生态系统和元素的生物地球化学循环，对其在成壤作用中的识别与贡献进行研究有重要意义。文章选择在非风尘沉降区的苏皖玄武岩台地典型的两个风化剖面（安徽明光梅花村和江苏盱眙宝塔村）和部分表土及水系沉积物样品，系统分析主要矿物、粘土矿物、常量元素、微量元素及Sr、Nd同位素组成。结果显示，玄武岩基岩基本由斜长石和辉石组成，而风化基岩则主要由蒙脱石构成，风化土壤则出现基岩和风化基岩中未出现的石英、伊利石等风尘特征矿物；基岩和风化基岩以高Mg，低Si、K，无Eu异常等特征，风化土壤则以高Si、K，低Mg，负Eu异常等特征；基岩和风化基岩的εNd偏正， ⁸⁶Sr/ ⁸⁷Sr值较低，而风化土壤εNd偏负， ⁸⁶Sr/ ⁸⁷Sr值较高；各种证据都显示风尘对风化土壤有重要贡献，通过Nd同位素混合模式计算，风尘对土壤的贡献达60%以上。玄武岩风化表现为完全的蒙脱石化，为显著的去Ca、Mg作用，在梅花村剖面，表层土壤出现Ce负异常，而在下部层位出现Ce正异常，研究还发现在风尘的加积作用，土壤的Si、K含量得以上升。受相对较大的玄武岩台地高程差影响，玄武岩风化产物和沉降的风尘易被降水侵蚀，造成风化剖面较薄，促使玄武岩风化处于“供应限制”模式。本次工作为玄武岩的风化机制，风尘在元素地球化学循环中的作用等提供了新的地质证据。

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16. 基于社会网络分析方法的二氧化碳地质封存风险传染特征研究

景萌, 刘桂臻, 李琦, 许晓艺, 李小春

高校地质学报 2023, 29 (1): 100-109. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2023009

摘要（1372）

PDF （1300KB）（134）

二氧化碳（CO ₂）地质封存技术作为深度减排不可或缺的必要手段，对保护生态环境、推动全球中长期应对气候变化的国际合作以及推进社会绿色、循环、低碳发展具有重要意义。文章总结了二氧化碳地质封存项目全生命周期中可能出现的46个风险因素，运用社会网络分析方法构建风险网络关系模型，对二氧化碳地质封存项目风险因素间的传递作用关系进行了研究。通过风险网络整体与局部参数分析确定风险传递过程中的关键起始节点、关键致险节点、关键传递节点等关键因素，识别出三条潜在风险传递链：（1）地质灾害风险→CO ₂供应、注入或运输意外中断风险→预期外的建设或操作成本变化风险；（2）操作人员知识不足或无相应资质风险→人为泄漏风险→项目对环境的破坏风险→公众参与风险→预期外的建设或操作成本变化风险；（3）部门协调不当风险→人才招聘和管理风险→操作人员知识不足或无相应资质风险→预期外的建设或操作成本变化风险。研究旨在为二氧化碳地质封存项目风险研究提供理论创新与技术参考，进而促进CO ₂捕集、利用与封存项目的健康发展。

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17. 中国东南部晚中生代盆岭格局及其构造—岩浆作用

董长春, 舒立旻, 舒良树

高校地质学报 2023, 29 (2): 223-239. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2021053

摘要（1352）

PDF （2209KB）（360）

晚中生代时期，中国东南部位于日本—台湾火山岛弧的后缘。中侏罗世—晚白垩世期间，受太平洋板块朝东亚陆缘俯冲以及弧后扩张作用的影响，中国东南部广泛发育了伸展断陷盆地和火山—侵入岩岩系。盆地类型包括中侏罗世的裂谷盆地、晚侏罗世—早白垩世的火山碎屑—熔岩断陷盆地、晚白垩世—古近纪的红色碎屑断陷盆地等3种，火成岩岩系则主要由花岗岩类、双峰式火成岩、碱性花岗岩、变质核杂岩与穹隆状花岗岩等组成。盆地形成时代和岩浆岩侵位结晶时代相近，年龄峰期140~110 Ma (早白垩世)，两者紧密分布在一起，构成早白垩世中国东南部盆岭构造。文章对中国东南部晚中生代盆地和岩浆岩山岭的基本地质特征进行了归纳，对火成岩系列的岩石学和构造地质等特征以及形成中国东南部盆岭格局的制约因素进行了分析。最后，对中国东南部晚中生代地球动力学演化过程进行了探讨。

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18. 江苏省及近海区域CO ₂ 地质封存储层条件分析

朱前林, 陈东宝, 龚懿杰, 陈浮, 桑树勋, 刘世奇

高校地质学报 2023, 29 (1): 25-36. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2022080

摘要（1320）

PDF （7423KB）（339）

对江苏省及近海区域地质进行了分析表明，下扬子地块发育的苏北—南黄海南部盆地为该省CO2地质封存潜在目标场所。文章通过地层及岩性资料分析了CO2封存适宜地层，在此基础上，根据钻井与地震测量剖面资料，阐述了各构造单元的800~3500 m深度范围存在的CO2封存适宜地层的厚度，探讨CO2封存空间适宜性。结果表明：盐城组下段、三垛组、戴南组、阜宁组一段与三段、赤山组砂岩具有较好CO2储存空间；苏北—南黄海盆地的赤山组分布较少，盐城组、三垛组、戴南组、阜宁组地层分布范围较广；金湖凹陷、高邮凹陷、溱潼凹陷、海安凹陷、白驹凹陷、阜宁凹陷、盐城凹陷、南二凹陷、南四凹陷、南五凹陷、南七凹陷、南二低凸起具有较好的CO2封存储层潜力；洪泽凹陷、临泽凹陷、涟南凹陷、涟北凹陷、南三凹陷、南六凹陷CO2封存储层潜力较差。

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19. 库车坳陷克深地区先存被动盐底辟挤压变形数值模拟

吴超, 徐雯峤, 李青, 汪伟, 陈维力, 尹宏伟, 屈元基

高校地质学报 2023, 29 (2): 240-250. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2021057

摘要（1273）

PDF （14318KB）（127）

库车褶皱冲断带是一个典型的复杂含盐褶皱冲断系统。文章基于地震资料构造解析，采用离散元数值模拟方法，设计了2组数值模拟实验来探究先存被动盐底辟对含盐的双滑脱层褶皱冲断带构造形态及演化的影响，从而分析克深 5 构造区沿走向分段差异的盐构造变形特征和机制，并对盐下断层活动进行精细的定量分析。模拟结果表明先存被动盐底辟作为挤压构造变形优先发育的位置，是应力释放的优先区域，影响了盐上断层顺序和盐下断层的活动性，进而控制了构造沿走向的差异演化。通过将模拟结果与库车坳陷克深5构造区构造特征进行对比分析，吐孜玛扎背斜是盐盆地内部先存被动底辟受后期挤压变形的产物。吐孜玛扎背斜吸收大部分的缩短量，造成紧邻的盐下断片显著抬升，盐上受同构造沉积影响在背斜北侧形成一个宽缓的向斜，抑制了向斜内乱序断层的形成。先存被动盐底辟构造是控制克深 5 区域构造变形的主要控制因素之一。研究区东段不含先存被动盐底辟，依次发育有库木格列木背斜和喀桑托开背斜，背斜变形幅度向盆地方向减小，盐下断裂活动强度向盆地方向减弱，研究区西段含先存被动盐底辟，发育吐孜玛扎背斜，先存被动盐底辟的盐下断裂活动强度强于毗邻的断层。

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20. 地球科学知识图谱一站式共享服务系统

诸云强, 代小亮, 杨杰, 王曙, 孙凯, 邱芹军, 李威蓉, 祁彦民, 胡蕾, 闾海荣, 王新兵, 周成虎

高校地质学报 2023, 29 (3): 325-336. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2023029

摘要（1222）

PDF （7167KB）（631）

知识图谱作为当前最有效的知识组织和服务方式，已经成为人工智能的基石，在语义搜索、机器翻译、信息推荐等方面得到了广泛的应用。大数据时代下，地球科学（以下简称地学）分散、多源、异构数据的整合集成、挖掘分析及其知识的智能发现等迫切需要知识图谱的支撑。为了促进地学知识图谱的建设与应用，自2019年启动以来，“深时数字地球国际大科学计划”（Deep-time Digital Earth, 简称DDE）就将知识图谱作为其重要的研究建设内容，经过3年多的建设，DDE已经建设形成了大量的地学知识图谱，亟需一站式共享这些知识图谱。文章首先介绍了DDE知识图谱内容体系，分析了DDE知识图谱内容组成及其特征；在此基础上，开展了地学知识图谱一站式共享服务系统的设计，包括系统功能体系和架构的设计；最后介绍了系统实现的技术路线及其关键技术。实践证明系统可有效实现DDE知识图谱的一站式共享服务，可为类似的知识共享服务系统提供参考。

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21. 基于文献计量学的制氢与CCUS 技术耦合研究现状及趋势分析

曹小敏, 李琦, 徐亮

高校地质学报 2023, 29 (1): 110-119. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2022073

摘要（1220）

PDF （2996KB）（145）

氢能是未来能源的“终极形态”，目前工业上主要的制氢方式为化石燃料制氢。CO2捕集、利用和封存（CCUS）技术是实现氢气从“灰氢”向“蓝氢”转变的重要手段，对国家“双碳目标”的实现至关重要。文章以Web of Science核心合集数据库为数据源，利用CiteSpace软件对制氢与CCUS技术耦合领域的文献来源、研究力量、研究热点和研究前沿进行分析。结果表明，中国的发文量居于世界首位，与其他国家有着广泛的合作基础，国内外研究所和高校为主要研究力量；吸附强化甲烷蒸汽重整（SESMR）制氢技术、化学链燃烧（CLC）制氢技术以及催化剂、吸附剂、载氧体为主要的研究热点；金属载氧体处在研究前沿，研发具有催化和吸附作用的复合催化剂与应用CLC技术和煤气化结合的电、氢联产工艺到火电行业是未来研究发展的两大方向；考虑到“双碳目标”的政策压力和碳税的额外支出，配套CCUS的制氢技术仍是一个优选的方案。

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22. 广东雷州半岛火山岩二氧化碳矿化封存潜力评估

李鹏春, 江静练, 程锦辉, 赵明辉

高校地质学报 2023, 29 (1): 76-84. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2022078

摘要（1208）

PDF （1188KB）（196）

火山岩的矿物固碳作用为减少大气中的二氧化碳（CO ₂）提供了一种永久性的封存解决方案，是一种经济、安全的碳捕集封存（CCS）方式。中国火山岩分布广泛，但对火山岩固碳潜力的研究还很欠缺。文章选择广东省雷州半岛火山岩为研究区，利用MapGis软件，建立雷州半岛火山岩厚度分布的矢量地理信息数据库，插值得到三维网格化数据体；基于火山岩矿化封存机制和CO ₂矿化封存潜力评估方法，对雷州半岛火山岩CO ₂理论矿化封存潜力进行了计算。结果表明，雷州半岛火山岩总面积约3940 km ²，总体积约257 km ³，CO ₂理论矿化封存量在19~459亿吨之间。其中以雷南火山岩区潜力最大，理论封存量为13~326亿吨；其次为雷北遂溪县以东、湛江市西部区域的火山岩区，理论封存量为2~56亿吨；东海岛区域火山岩，理论矿化封存量虽然不大（1.5~35亿吨），但因其与周边工业排放源较近，具有较好的源汇匹配条件，具备CCS潜力。研究结果不仅对于优选封存CO2火山岩储集区带提供重要依据，同时为未来开展区域碳捕集与封存工程或产业提供支撑。

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23. 宁芜盆地中三叠统黄马青组是大别造山带最早剥露的记录

李超, 胡修棉

高校地质学报 2022, 28 (4): 527-538. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2020104

摘要（1173）

PDF （3914KB）（124）

由于后造山期的构造运动改造和巨量剥蚀，大别造山带的初始剥露时间，即开始为周缘盆地提供物源的时间缺乏精确限定。文章对下扬子宁芜盆地中三叠统黄马青组三角洲相陆源碎屑岩进行野外调查，并开展了沉积岩石学和物源分析。结果显示，黄马青组以岩屑石英砂岩、长石岩屑石英砂岩为主，石英含量76%~84%，岩屑含量10%~14%，长石含量6%~11%。岩屑以富含石英的变质岩或变泥质岩岩屑为主，指示变质岩的特殊物源的存在；黄马青组砂岩碎屑锆石年龄主要分布在350~250 Ma、420~400 Ma、900~700 Ma、2000~1600 Ma、2500~2100 Ma等区间，反映了华南板块北缘、华北板块南缘的混合信号，其物源供应主要来自大别造山带南部的宿松杂岩带、华北板块南缘基底及沉积盖层物质；通过与大别造山带周缘中生代沉积记录进行对比，发现在中—晚三叠世各盆地具有物源相似性，认为大别造山带低级变质带的早期折返导致了造山带的初始抬升和剥露，宁芜盆地中三叠统黄马青组至少一部分沉积物来自造山带早期抬升与剥蚀。

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24. 贝加尔裂谷构造发育的主控因素探讨：来自物理模拟的启示

王盟楠, 李江海, 柳晨, 刘磊鑫

高校地质学报 2023, 29 (2): 251-260. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2021059

摘要（1165）

PDF （6688KB）（104）

贝加尔裂谷位于全球最大的大陆板块中心，远离任何活跃板块边界，却是地球上现今构造活动最为活跃和复杂的地区之一，其形成演化的主控因素是地球科学界广泛讨论的问题之一并一直存在争议。文章通过物理实验模拟手段，研究了裂谷区在局部拉张背景下，岩石圈形变过程。贝加尔裂谷区位于较强的西伯利亚克拉通与较弱的萨彦—贝加尔造山带结合部位。克拉通一侧下地壳强度大，壳幔机械耦合程度高，实验结果显示，当区域遭受局部拉张时，应力易在克拉通一侧聚集，最先于克拉通与造山带薄弱缝合处的靠近克拉通边缘一侧发育深大断裂。随着岩石圈不断伸展，应力向造山带一侧传递，断裂也随之向造山带一侧发生迁移，呈现雁列式排列。古老克拉通相比于年轻造山带下地壳流变性质差异，决定了贝加尔裂谷窄且深凹陷的发育特征及发育结构的不对称性。

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25. 浙江白垩纪大衢山岩体的成因过程：晶体—熔体分离与岩浆补给

何晨, 夏炎, 徐夕生, 邱检生, 徐航, 张志, 赵思狄

高校地质学报 2023, 29 (5): 657-678. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2022018

摘要（1149）

PDF （11167KB）（1042）

穿地壳岩浆系统理论和晶粥模型为研究中国东南部白垩纪岩浆作用提供了新的思路。大衢山岩体位于浙闽沿海东北部，主体由钾长花岗岩组成，其中发育大量暗色微粒包体（MME），局部可见中—基性岩脉穿插其中，潮头门附近出露少量二长岩。MME具细粒结构，发育针状磷灰石。锆石U-Pb定年结果显示，大衢山岩体出露的钾长花岗岩、MME、二长岩、中—基性岩脉均结晶于~100 Ma。钾长花岗岩硅含量较高（SiO2=68.45%~73.82%）。岩体东端可见不含MME的晶洞花岗岩（DQS-7），具有更高硅含量（76.27%），其全岩化学成分与Sr-Nd同位素组成与大衢山周围同期出露的高硅花岗岩体（SiO2 >75%，小洋山岩体，普陀山岩体等）类似。大衢山钾长花岗岩中可见斜长石、钾长石聚晶，与大衢山晶洞花岗岩及周边高硅花岗岩具有Ba、Sr、P等微量元素“互补”的地球化学特征。进一步研究显示大衢山钾长花岗岩是由受到岩浆补给的起源于古老地壳基底重熔的长英质岩浆，经分离结晶和高硅熔体抽离后的残余堆晶固结而成，而高硅熔体形成了大衢山晶洞花岗岩及周边高硅花岗岩。大衢山基性岩脉富集大离子亲石元素，亏损Nb、Ta等高场强元素，与同期出露的浙闽沿海镁铁质岩墙具有相似的地球化学特征，起源于俯冲流体交代的富集地幔。电子探针分析结果表明，钾长花岗岩和MME中的斜长石具有核—幔—边结构，核部（花岗岩27~36、MME 25~41，后同）与边部（17~32、18~26）An值较低，幔部An值（28~57、27~65）相对较高，是岩浆混合作用的典型矿物学标志。结合元素地球化学特征和Sr-Nf-Hf同位素组成，二长岩和中性岩脉应该是幔源镁铁质岩浆与长英质岩浆发生均匀混合的产物，而MME为两种岩浆机械混合的产物。角闪石全铝压力计计算结果表明，MME的形成深度为1.8~3.0 km；二长岩中角闪石发育核—幔—边结构，核部和幔部形成深度为17.0~21.2 km，边部形成深度1.9~4.5 km，指示了不同深度相互连通的两个岩浆房。通过对钾长花岗岩、MME、晶洞花岗岩、二长岩和中—基性岩脉岩石成因及其成因联系的研究，并对比周边同期高硅花岗岩，文章建立了大衢山穿地壳岩浆系统模型。古太平洋板片后撤，沿海地区的弧后伸展和软流圈上涌导致幔源镁铁质岩浆的底侵，并进一步诱发下地壳岩石部分熔融产生长英质岩浆。幔源岩浆的持续补给和加热延长了长英质岩浆房的寿命，发生了分异演化与晶体—熔体的分离，从而形成了深度分别为17~21 km和2~3 km的两个岩浆房。两个不同深度岩浆房中发生的岩浆混合和晶体—熔体分离，最终形成钾长花岗岩、高硅花岗岩、二长岩、MME和中—基性岩脉。

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26. 巴音戈壁盆地巴音戈壁组上段古盐度恢复及意义

高宏霞, 刘晓东, 刘平辉, 孟平虹, 向龙, 饶耕玮

高校地质学报 2022, 28 (4): 539-553. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2021072

摘要（1108）

PDF （3420KB）（199）

巴音戈壁盆地巴音戈壁组上段泥岩是中国高放废物深地质处置的目标研究层位之一，目前缺乏对该地层湖相泥岩粘土矿物组合特征及古盐度影响因素的相关认识。文章应用全岩的B含量、Sr/Ba比值、Rb/K比值及Na+K质量分数等方法和X衍射测试分析技术对巴音戈壁组上段古盐度进行综合判别。分析得出：（1）巴音戈壁组上段以半深湖—深湖沉积环境为主，发育有厚层深灰色泥岩，以半深湖至深湖相沉积为主；（2）研究区目的层岩性结构为泥粉质，该段泥岩伊利石、蒙脱石、伊蒙混层发育较好，绿泥石和高岭石极少；（3）选取样品的Sr/Ba、Rb/K、B/Ga、Na+K值同Couch公式恢复的古盐度变化趋向相似，其水体以半咸水、微咸为主；（4）随着深度增加，TZK-1井、TZK-2井的古盐度呈规律变化，具有升高—降低特点，与伊利石含量的变化一致，并且古盐度变化与古气候及氧化还原的相关研究在该岩性段位耦合。综上表明：目标区古盐度的研究不仅有利于湖盆古沉积环境的恢复，而且有助于揭示古盐度的变化特征对粘土矿物组合特征及演化的影响，为后期深入研究粘土矿物对核素吸附性能及核素在泥岩中的迁移情况提供一定依据。

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27. 近5 年全球古脊椎动物新分类单元研究概况

王浩瀚, 朱敏, 施晓东, 潘照晖

高校地质学报 2023, 29 (5): 788-794. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2022026

摘要（1100）

PDF （2181KB）（287）

古脊椎动物多样性数据资源是研究地球历史以及深时生命演化的重要信息来源，古脊椎动物物种名录是研究古脊椎动物多样性的重要基础，及时了解古脊椎动物分类单元数据的更新，可以实时掌握古脊椎动物多样性的研究热点，把握学科发展脉络。基于“深骨”数据库，文章利用文献计量学方法对近5年古脊椎动物不同类群新分类单元的年变化特征、分布地、发表期刊以及主要贡献的机构进行了梳理。分析结果显示，近5年全球新增古脊椎动物分类单元2662个，涉及文献1946篇，在2019年底新冠疫情爆发后，古脊椎动物新分类单元和文章数量均呈下降趋势。近5年全球古脊椎动物新分类单元模式标本主要分布在古脊椎动物化石资源丰富、经济和科研实力较强的国家，主要有美国、中国、新西兰、阿根廷和德国。 Journal of Vertebrate Paleontology、 Cretaceous Research、 Historical Biology、 Peer J和 Journal of Systematic Palaeontology等刊物是新分类单元发表的主要载刊，而贡献度最高的机构分别为中国科学院、俄罗斯科学院、阿根廷国家科学与技术研究理事会和美国自然历史博物馆等单位，且各机构的研究合作十分密切。中国古脊椎动物分类学的研究已处于世界领先水平，未来还应该继续加强古脊椎动物多样性基础数据积累，为探讨生物多样性的起源和演化提供支撑。

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28. 热带海南岛地表和地下化学风化：对全球碳循环及海水Sr 同位素演化研究的启示

彭精诚, 郑栩, 吴卫华

高校地质学报 2022, 28 (6): 849-860. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2021018

摘要（1095）

PDF （1601KB）（198）

热带地区火山岛/岛弧的化学风化对全球碳循环和海水的Sr同位素演化均有着重要的作用。文章对中国热带海南岛的玄武岩、花岗岩小流域和大河流域进行了河水、地下水、雨水以及基岩和沉积物的综合研究，分析了水样和固体样品的元素含量和Sr同位素比值。结果显示，河床沉积物的化学蚀变指数（CIA）与 ⁸⁷Sr/ ⁸⁶Sr之间存在着一定的变化关系，而这主要归因于沉积物的阶段性差异风化：风化早期阶段以黑云母占主导， ⁸⁷Sr/ ⁸⁶Sr较高。此后斜长石开始风化， ⁸⁷Sr/ ⁸⁶Sr逐渐下降。在风化程度中等阶段，斜长石大量分解后，各种富钾矿物风化加剧， ⁸⁷Sr/ ⁸⁶Sr值升至最高点。在高风化程度阶段，随着富钾矿物逐渐减少，稳定的风化残余物质占据主导， ⁸⁷Sr/ ⁸⁶Sr值逐渐下降。与年轻的活火山岛——加勒比海小安的列斯群岛和印度洋的留尼汪岛相比（其地下化学风化速率2~5倍于地表风化速率），由于相对较低的降水量和老死火山低的孔隙度，海南岛地下水的流量和固溶物总量（TDS）要低的多，导致海南岛的地下化学风化速率低于地表风化速率，仅与高纬的俄罗斯堪察加活火山岛相近，为小安的列斯群岛和留尼汪岛的约6%~25%，属于全球地下风化贡献最低的区域之一。海南岛玄武岩区的地表化学风化和CO2消耗速率高于法国中央高原和西伯利亚，略低于夏威夷和德干，而显著小于东南亚的爪哇岛和
吕宋岛。在温度相近的条件下，径流量对化学风化速率有着非常明显的控制作用。由于较低的年径流量，热带区域的海南岛，其对大气CO ₂的消耗能力只是处于一个全球平均的范围内。

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29. 不同埋深珊瑚礁灰岩物理力学特性宏细观研究

马林建, 刘华超, 张巍, 李奇, 朱鸿鹄, 吴家文

高校地质学报 2023, 29 (3): 471-478. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2021074

摘要（1070）

PDF （2519KB）（470）

文章针对中国南海不同深度珊瑚礁灰岩物理力学特性，利用扫描电子显微镜（SEM）和X射线断层扫描（CT）技术，表征浅层和深层礁灰岩微细观形貌和内孔隙结构特征，建立纵波波速与孔隙率、密度的定量关系，开展干燥和饱水礁灰岩单轴压缩试验，探讨礁灰岩基本物理力学特性。试验结果表明，浅层礁灰岩疏松多孔，孔隙连通性较好，主要矿物成分为文石，属生物沉积岩；深层礁灰岩较为致密，孔隙连通性差，主要矿物成分为方解石，属变质岩。深层礁灰岩孔隙率约为浅层礁灰岩孔隙率的1/10，平均峰值抗压强度约为4.8倍，平均弹性模量约为4.5倍。礁灰岩属于极软岩或软岩，具有脆性破坏的特征，典型破坏模式为沿原生孔隙、生长线和弱胶结面等缺陷的多破裂面破坏，峰后残余强度较高。礁灰岩水岩作用效应显著，浅层礁灰岩软化性强于深层礁灰岩。浅层与深层礁灰岩物理力学性质存在较大差异，主要源于不同埋深下成岩胶结作用程度不同所导致的矿物组分、孔隙结构与岩性的差异。

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30. 近百年来二龙湾沉积物粒度端元分析及其环境意义

廖东霞, 郭海婷, 吴孟孟, 潘少明

高校地质学报 2023, 29 (2): 316-324. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2021051

摘要（1064）

PDF （1623KB）（247）

沉积物粒度蕴含着区域降水强度、湖泊水位波动、沉积物物源等古环境信息。文章以二龙湾2个沉积物岩芯为研究对象，利用GMX30P-A高纯Ge同轴探测器和英国Mastersize2000型激光粒度仪对样品进行137Cs比活度和粒度测试，运用参数化EMA端元模型对沉积物样品的粒度数据集进行端元分解，探讨二龙湾近百年来沉积物质来源和沉积环境特征。二龙湾沉积物主要为水成沉积，含少量风成沉积，EM1和EM2指示水动力较弱的封闭湖泊沉积环境，EM3指示强地表径流搬运过程。坡面径流挟带的流域碎屑颗粒物是沉积物的主要物源，高空西风携带的远源粘粒级颗粒和中尺度区域风搬运的近源粉尘物质对沉积物有一定的贡献。近百年来二龙湾经历封闭湖泊沉积过程，沉积环境较为稳定，湖心沉积速率小于近岸沉积速率。1963年后沉积物中细颗粒物质含量增加，粗颗粒物质占比大幅下降，表明吉林龙湾国家级然保护区的建成对流域的水土保持有重要作用。

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31. 基于可见—近红外反射光谱的典型农田重金属污染风险分类研究

李全坤, 赵万伏, 文宇博, 郭超, 刘连文, 季峻峰

高校地质学报 2022, 28 (6): 799-813. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2021086

摘要（1056）

PDF （4043KB）（154）

对于人为因素或自然因素造成的农田土壤重金属元素污染，需要进行大面积的土壤环境质量调查和分类管控，然而传统的采样测试方法存在工作量大、代价高等问题。可见—近红外（Vis-NIR）反射光谱是一种快速低成本获取土壤理化信息的手段。为研究Vis-NIR反射光谱预测模型划分土壤重金属污染风险类别的能力，文章以典型人为污染地区（浙江温岭）和典型地质高背景地区（广西横县）的390份农田土壤为样本，测定8种重金属元素（As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn）的含量和pH值，并测定土壤Vis-NIR光谱。使用偏最小二乘（PLS）和支持向量机（SVM）算法建立回归模型，对土壤重金属含量和pH值进行预测，并基于预测值进行土壤重金属污染风险分类。结果显示，温岭土壤主要污染元素Cd和Cu的光谱模型回归预测偏差（RPD）分别为1.23和1.19，预测机制与有机质有关。横县土壤主要污染元素As和Cd的RPD分别为1.98和1.93，预测机制与铁氧化物和粘土矿物有关。地质高背景土壤重金属与铁氧化物的正相关性普遍较强，使得光谱模型对重金属含量预测准确度较高。温岭和横县土壤pH值的光谱模型RPD分别为1.76和1.68。土壤重金属污染风险光谱分类的总体
准确度分别为75.0%~100%（温岭）和80.0%~100％（横县）。将Vis-NIR光谱与遥感技术相结合，对农田土壤重金属污染风险进行快速分类总体是可行的。

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32. 中亚造山带西南缘微地块前寒武纪基底构造属性与大陆亲缘性

王博, 孙朝晨, 宋芳, 倪兴华, 曹婷婷, 刘珈硕

高校地质学报 2023, 29 (3): 439-454. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2021073

摘要（984）

PDF （2285KB）（181）

中亚造山带西南缘分布有众多条带状展布的大陆微地块，它们是哈萨克斯坦微大陆的重要组成部分，其构造属性、大陆亲缘性和地壳演化历史对于揭示中亚造山带古生代增生造山历史及其动力学过程具有重要意义。长期以来，对这些微地块的基底物质组成、形成背景和构造亲缘性的认识，一直存在争议。文章通过总结近年来陆续发表的地质和同位素年代学数据，梳理了各大陆微地块前寒武纪基底的岩石组合、形成时代和构造背景，进一步分析了各地块的构造属性及其与周缘主要大陆板块之间的亲缘性。已有结果显示，中亚造山带西南缘主要微地块中，除了境内外中天山、伊塞克、哲尔套和科克契达夫地块发育有中元古代—古元古代的结晶基底以外，其它微地块（如伊犁南缘、伊犁北缘—阿克陶、楚伊犁、卡拉套、拜克努尔、额热蒙套和乌卢套等）均没有可靠的中元古代原地结晶基底。所有微地块中均发育类似的早新元古代变质作用和岩浆作用，形成了微陆块统一的结晶和变质基底。经过综合对比分析，笔者认为这些微地块可能具有不同的起源，但在新元古代经历了相似的构造—岩浆演化，处于相似的古地理环境，记录了新元古代早期大陆汇聚造山、晚期大陆裂解和古亚洲洋扩张过程中被动陆缘形成的过程。

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33. 川东南泸州地区多滑脱层构造特征及变形机制

赵圣贤, 徐雯峤, 杨学锋, 尹宏伟, 李博, 汪伟, 张成林, 贾东, 刘永旸, 谢伟, 张洞君, 李长圣

高校地质学报 2023, 29 (5): 726-734. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2022029

摘要（939）

PDF （7113KB）（274）

近年来川东南地区页岩气勘探开发逐步向深层领域拓展，尤其是泸州地区显示出3500 m 以深页岩气勘探开发的巨大潜力。为了进一步明确泸州地区构造特征及变形机制，依据地震资料对该地区进行了构造解析，采用离散元数值模拟探究了其构造变形的主控因素，恢复了泸州地区中新生代构造演化过程。研究表明：多滑脱层和区域构造挤压是泸州地区构造变形的主要控制因素。受膏盐岩影响，泸州地区发育低陡的盖层滑脱构造，垂向分层明显，形成断展褶皱、滑脱褶皱和滑脱层间隐伏褶皱、双重构造等复合的构造。该区域构造变形主要受下寒武统膏盐岩滑脱作用控制，膏盐岩和页岩滑脱层协调变形向低陡背斜核部聚集。燕山晚期以来，泸州地区多滑脱层沉积伴随区域挤压，发育盖层滑脱的隔档式褶皱；喜山期褶皱带再次隆生，原有的断层和剪切带位移量增大，滑脱层间形成一系列次生断层和隐伏褶皱。背斜处油气藏容易受到破坏，向斜处是页岩气勘探的有利地区，其中对冲型向斜结构相对简单，内部应力相对稳定。

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34. 地球科学知识图谱比较分析与启示：构建方法与内容视角

诸云强, 孙凯, 李威蓉, 王曙, 宋佳, 程全英, 杨杰, 牟兴林, 耿文广, 代小亮

高校地质学报 2023, 29 (3): 382-394. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2021111

摘要（916）

PDF （1366KB）（350）

地球科学（以下简称地学）知识图谱将地学知识以有向图的方式进行形式化表达，具有强大的知识表达能力、开放互联能力和推理预测能力，是地学与人工智能交叉融合发展的基础设施之一，已成为当前地学研究中重要的研究热点。因此，国际上很多科学组织或团队先后开展了地学领域的知识图谱研究，并构建了一系列具有代表性的知识图谱。然而，目前尚缺乏对这些知识图谱的深入研究和分析。文章从基本情况、构建方法、主要内容及特点等方面，对当前国际上主要的地学领域知识图谱进行了系统的比较分析, 并在此基础上，指出了对未来地学知识图谱研究的启示：从构建方法上，应构建地学知识图谱统一表达模型，建立融合多源、多模态数据的知识源，研究地学知识表示与计算方法；从内容上，应加强地学知识时空特征描述，考虑地学知识复杂时空关系和推理规则；从应用上，应发展地学知识质量评估和修正方法，提升地学知识图谱应用成效。

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35. 黑龙江流域水体和沉积物重金属的生态风险研究

郑栩, 管祎亭, 吴卫华

高校地质学报 2022, 28 (6): 814-824. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2022005

摘要（893）

PDF （4097KB）（236）

中国东北黑龙江流域作为重工业基地和商品粮基地，水体、沉积物和土壤的重金属污染非常值得关注。作者采集了黑龙江流域从上游干旱区到下游三江平原的河水、湖水、地下水和河床沉积物样品，分析重金属元素含量，运用不同指标评估了流域的水资源安全和沉积物的污染风险程度。研究结果显示，在黑龙江流域上游干旱区，部分地表水和地下水的As含量超过了中国生活饮用水卫生标准，最多接近7倍，上游地区居民的用水安全需要引起有关部门的关注。通过内梅罗指数法（P 综合）和潜在生态危害指数（RI ）的综合评估表明，黑龙江流域沉积物的总体生态风险较低。单个重金属元素中，Cd在大部分流域存在中等生态风险，有3个沉积物样品展现出较高生态风险。Cd作为危害中国耕地土壤和人类健康的主要重金属元素，在黑龙江流域同样也需要予以重点关注。

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36. 知识图谱优化卡尔曼滤波预测库岸滑坡位移

贺汪延, 张巍, 李厚芝, 潘波, 邓禄, 朱鸿鹄, 施斌

高校地质学报 2023, 29 (3): 372-381. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2022068

摘要（857）

PDF （3065KB）（366）

中国三峡库区库岸滑坡灾害频发，预测库岸滑坡位移是降低风险的重要措施之一。文章构建了库岸滑坡中文知识图谱，提出了知识图谱优化卡尔曼滤波预测库岸滑坡位移模型KG-MTKF。以三峡库区奉节县新铺滑坡为例，采用现场监测数据验证了模型有效性。结果表明，与监测数据系列相比，多因素卡尔曼滤波模型（MT-KF）和知识图谱优化卡尔曼滤波模型（KG-MTKF）用于预测库岸滑坡时，在稳定变形阶段均表现出良好的一致性；在滑坡变形的初始阶段和阶跃段，KGMTKF模型预测精度更高。初始段两种模型存在误差，主要由于滑坡初期变形值较小、系统噪声显著所导致。在阶跃段、平稳段与整个监测周期中，两种模型的误差都较小，且KG-MTKF模型的预测精度显著高于MT-KF模型。对于新铺滑坡这类非线性动力系统，KG-MTKF预测模型在不同位置与变形阶段均能保持高精度与强鲁棒性。

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37. 地质领域文本实体关系联合抽取方法

邱芹军, 王斌, 徐德馨, 马凯, 谢忠, 潘声勇, 陶留锋

高校地质学报 2023, 29 (3): 419-428. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2023026

摘要（855）

PDF （1153KB）（298）

地质领域实体关系抽取是构建地质知识图谱的基础，对地质领域文本信息抽取与知识库构建具有重要的作用。针对地质领域实体关系复杂、缺少人工标注语料库等特点，提出了面向地质领域实体关系联合抽取模型，着重对多地质文本中存在的复杂重叠关系进行识别，避免传统流水线模型中由于实体识别错误造成级联误差。文章构建了高质量地质领域实体关系语料库，提出了基于预训练语言模型BERT（Bidirectional Encoder Representations from Transformers）和双向门控循环单元BiGRU（Bidirectional Gated Recurrent Units）与条件随机场CRF（Conditional Random Field）的序列标注模型，实现对实体关系的联合抽取。在构建数据集上进行了实验，结果表明，本文提出的联合抽取模型在实体关系抽取上的F1值达到0.671，验证了本文模型在地质实体关系抽取的有效性。

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38. 地球早期滞壳构造及其向板块构造体制演变

杨昊坤, 李江海

高校地质学报 2023, 29 (6): 862-871. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2022052

摘要（847）

PDF （958KB）（122）

板块构造是现今地球上主导的构造体制，而地球早期是何种构造体制，以及板块构造运动何时开始，学界仍在争论不休。明确这一问题对于理解地球发展历史、演化规律以及预测地球的未来至关重要。早期学者普遍采用均变论观点，认为早期构造运动与现今板块构造相似。然而随着地质资料的积累以及研究技术的进步，从“滞壳构造”到现代板块构造转变的观点逐渐被接受。所谓的滞壳，是指地球表面环绕地球一圈的单一板块。文章在滞壳构造的背景下，介绍了前人提出的地球早期构造体制模式假说，主要有热管构造模式、深成粘盖模式、地幔反转模式、盖—板构造模式等。随后对地球从滞壳构造向板块构造转化时间的最新研究进行综述。笔者认为目前主流学术观点已形成大体一致的框架，即中新太古代发生从滞壳构造模式向板块构造模式转化，现代板块构造样式可能在新元古代最终形成。

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39. 岩相古地理知识图谱构建及应用

张佳佳, 张蕾, 钟瀚霆, 王瀚, 陈安清, 李凤杰, 任强, 郑栋宇, 赵洪祎, 侯明才

高校地质学报 2023, 29 (3): 345-358. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2023027

摘要（840）

PDF （2348KB）（282）

大数据为岩相古地理研究带来了新的思路和挑战，但由于存在数据类型复杂、语义关系丰富、共享机制不明等问题，难以对岩相古地理数据进行深层次的挖掘分析及有效利用，使得大数据的众多优势在该领域得不到充分发挥。知识图谱强大的语义处理能力与开放互联能力，对于解决大数据中文本分析和图像理解等问题发挥着重要作用，具有广阔的应用前景。文章从岩相古地理知识图谱的构建与应用角度，综述了岩相古地理知识图谱的研究背景；系统归纳了岩相古地理知识图谱的构建思路、技术与流程，同时列举出知识图谱在岩相古地理学方面的相关应用；指出了岩相古地理知识图谱存在的主要问题，并对其未来的研究方向提出了展望。

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40. 面向中文文本的地质语义信息标注与语料库构建

张雪英, 张春菊, 汪陈, 刘文聪, 叶鹏, 鲁艳旭

高校地质学报 2023, 29 (3): 429-438. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2023028

摘要（836）

PDF （4406KB）（203）

实现文本中地质信息的结构化抽取、语义解析、可视化表达和知识图谱构建，将为地质大数据的深度挖掘与利用提供有力的数据基础和技术支撑。无论是采用传统统计模型还是深度学习模型，地质信息语义解析均需要已标注的语料库的支持。特别是，地质信息的文本描述具有领域性特征，无法通过通用自然语言语料迁移实现。因此，不同层次的地质信息标注语料库的构建成为地质语义信息解析的关键和基础。文章在分析中文文本中地质语义信息描述语言特点的基础上，从地质实体的时空和属性描述特征出发，清晰表达地质实体的各种语义关系，制定了中文文本的地质语义信息标注体系和标注规范，自主研发了“交互式地质语义信息标注工具”，解决了传统人工标注存在错误率高、重复工作量大等缺点，以矿产资源的中文研究文献和报告为数据源，构建了大规模地质语义信息标注语料库，较为有效地解决了当前相关标准和规模化标准数据匮乏的问题。

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