高校地质学报

孟胤全, 蒋建国, 吴吉春

2024, 30(01): 1-11. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2022088

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利用机器学习模型预测多孔介质的渗透率是当前孔隙尺度模型的关键研究方向之一。由于三维多孔介质数据无法直接应用于经典机器学习模型，对孔隙空间结构进行特征提取是有必要的。深度学习模型作为经典机器学习模型的进阶，在多孔介质三维数字图像预测渗透率方面取得许多成功，但模型的计算成本相当高。该研究提取多孔介质切片的孔隙结构特征，将数字图像转化为多维向量并作为机器学习模型的输入，在减少数据输入量、大幅度提高训练效率的同时，模型保持了出色的预测能力，其中长短期记忆神经网络（LSTM）的预测结果最佳。

赤泥基层状双金属氢氧化物合成工艺及应用

姜一梅, 沈征涛

2024, 30(01): 12-21. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2022065

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赤泥是铝土矿炼制氧化铝过程中产生的高碱性废料，随着铝工业的高速发展，世界范围内赤泥年排放量已严重超过环境负荷，造成了巨大的处置压力和污染风险，赤泥的高效资源化利用迫在眉睫。由赤泥制备层状双金属氢氧化物（LDH）是当前国内外重点关注的一个循环路径，具有大规模工业化潜力。文章论述了赤泥基LDH合成工艺及应用研究进展，发现其主要的合成工艺有共沉淀法、煅烧水化法和机械化学合成法，合成的赤泥基LDH类型受铝土矿成分及冶炼工艺影响显著。赤泥基LDH通常被用作吸附剂去除水体无机阴离子及捕获CO2，同时也是一种新型环保型无卤阻燃添加剂。赤泥基LDH还是一种优异的光催化剂，赤泥中杂质（Fe2O3）的引入导致局部构筑异质结构，有利于光敏电子和空穴物种的分离与传递。最后文章提出如下展望：（1）在双碳目标背景下，赤泥基LDH的制备符合“循环经济”等可持续发展目标，具有实际的大规模应用潜力，未来应大力推进合成及应用方面的研究；（2）未来应重点研究如何进一步优化合成工艺，提高产率，增强可持续性（如引入其他废弃物作为二价金属源），提高合成专一性，以及如何降低赤泥基LDH在应用过程中的环境风险；（3）明晰LDH结构与应用效果的“构效关系”，针对赤泥基LDH非纯净体系这一特性，扬长避短，发挥异质结构的优势，实现更高效的应用。

渤海湾盆地惠民凹陷中央隆起带张扭性断裂演化的构造物理模拟研究

王衍迪, 王毛毛, 闫兵, 汤梦静, 贾红义

2024, 30(01): 22-35. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2022075

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惠民凹陷位于渤海湾盆地济阳坳陷西部，新生代时期经历了南北向伸展，形成了典型的“北断南超”半地堑结构。平面上，惠民凹陷中央隆起带发育了NE至近EW向的张扭断裂体系；垂向上，中央隆起带断裂体系从深部到浅部呈现出由雁列式分段到逐渐连接贯通的特征。目前对惠民凹陷中央隆起带断裂体系的结构特征有了较好的刻画，但是对于该断裂体系形成的运动学过程及其控制因素仍然停留在描述阶段。文章设计了一组张扭构造物理模拟实验，以探究惠民中央隆起带断裂构造演化过程及其控制因素。实验再现了惠民凹陷中央隆起带断裂体系在平面上由早期孤立分段、侧向传播、最终贯通的三个阶段；在剖面上也很好对应了中央隆起带沿走向由共轭断裂系向阶梯式断裂的结构转变特征。基于粒子成像测速（PIV）的应变分析，文章构建了三阶段的应变—断层距离统计图，揭示了各分段断裂由早期无连接，经历侧向生长，从软连接到硬连接的构造演化过程。研究证实在南北向区域伸展作用下，盆地基底NEE向先存断裂的活化是惠民凹陷中央隆起带张扭构造形成的根本原因。文章利用砂箱构造物理模拟实验揭示了惠民凹陷中央隆起带断裂发育的机制，可为类似的张扭性断陷盆地的断裂演化与油气成藏研究提供有益的启示。

珠江口盆地文昌A 凹陷西部地区断裂体系的拓扑结构、分形特征及其与油气藏分布的关系

马赛婷, 胡林, 李明, 王迪, 陈林, 程燕君, 徐彬, 吴智平

2024, 30(01): 36-46. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2022087

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为明确含油气盆地中断裂体系结构特征与油气藏分布的关系，文章以珠江口盆地珠三坳陷文昌A凹陷西部地区为研究对象，在对各层系断裂精细解析的基础上，通过对断裂网络体系的节点、分支类型分析及分维值计算，定量表征了研究区断裂网络体系的拓扑结构及分形特征，并就断裂网络体系拓扑结构、分形特征与油气藏分布的关系进行了探讨。研究结果表明：受控于区域拉张应力顺时针方向的转变，研究区断裂发育以NE向为主转变为以NWW向为主；不同层系断裂体系的拓扑结构具有差异性，珠三南断裂、珠三6号断裂和珠三2号断裂附近拓扑值较高，由深至浅断裂体系的I节点的比例逐渐增大，Y、X节点的比例逐渐减小，I-I分支的比例逐渐增大，I-C、C-C分支的比例逐渐减小，连通性由好变差；不同层系断裂体系的分形特征具有时空差异，NE向断裂带和NW向断裂带交汇区分维值较高，由深至浅断裂体系的分维值先增大后减小，复杂程度先增强后减弱；断裂体系的拓扑结构、分形特征与与油气藏分布具有良好的耦合关系，高拓扑值与高分维值的叠合区是油气成藏的有利区。

宜昌—武汉长江沿岸典型砾石层对比分析

王鹤源, 王泽堃, 谷思莹, 杨烁暄, 赵梓垚, 陈旭

2024, 30(01): 47-55. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2022091

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长江中游沿岸地区广泛分布的一套长江中游沿岸地区广泛分布的一套巨厚砾石层，是研究长江水系演化的有效素材。目前的研究多聚焦局部地区砾石层的年代学和沉积学分析，针对不同地区之间砾石层的对比分析较少。为此，文章选取宜昌市和武汉市共计11个砾石层剖面作为研究对象，对其中1616颗砾石进行形态及岩性的测量与统计，同时采集砂质透镜体粉砂样品进行地球化学元素分析，进而结合区域地质背景探讨沉积物物源。结果表明，宜昌和武汉两地砾石层中砾石的优势倾向不同；宜昌砾石层中含有花岗岩、砂岩、砾岩和部分硅质岩，武汉地区砾石岩性单一，主要为石英岩和少量燧石；而在细颗粒物质元素组成方面，宜昌地区砂质透镜体相对富集Ca和Sr，而武汉地区相对富集Fe和Al。两个研究区砾石层中砾石岩性、形态和微观粉砂元素组成对比分析均表明，武汉和宜昌两地砾石层的物源存在明显差异，宜昌地区砾石层中包含长江上游输入物源，而武汉地区砾石层则主要来自北部大别山。该研究结果为深入了解长江中游沿岸砾石层物源提供新证据。

贵东复式岩体中东部晚期花岗质小岩体的SHRIMP 锆石U-Pb 年龄及其地质意义

吴佳, 巫建华, 刘晓东, 王凯兴, 刘帅

2024, 30(01): 56-71. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2022079

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贵东复式岩体由多期次、多类型的岩体组成，且东部盛产铀矿床，因此精确厘定该复式岩体的时代及其时序，查明复式岩体东部与中西部岩浆活动的差异性及其与铀成矿的关系，不仅有利于深入研究区域岩浆活动，而且有利于深刻认识铀的成矿规律。现有研究认为，以龟尾山断裂带为界，贵东复式岩体中西部岩基属燕山早期、东部岩基属印支早期，东部广泛发育的燕山期中基性脉岩与铀成矿关系密切。但对复式岩体中东部呈岩枝、岩株广泛出露的晚期花岗质小岩体的成岩地质时代及其分布规律尚存在争议，也有待进一步查明花岗质小岩体与铀矿床的时空关系。文章选择贵东复式岩体中东部晚期花岗质小岩体为研究对象，采用SHRIMP锆石U-Pb法厘定其成岩时代，并分析它们的时空分布及其与铀成矿的关系。测试结果显示，贵东复式岩体中东部晚期花岗质小岩体普遍存在高铀锆石，这可能是对同一岩体不同学者所获得的²⁰⁶Pb/²³⁸U加权平均年龄差别较大的主要原因。剔除高铀锆石的年龄数据，龟尾山断裂带以西的隘子、司前、陈洞岩体锆石²⁰⁶Pb/²³⁸U加权平均年龄分别为163.0±1.6 Ma、163.1±1.6 Ma、160.7±1.9 Ma，属燕山早期岩浆活动的产物；而以东的帽峰、分水坳、龟尾山岩体锆石206Pb/238U加权平均年龄分别为230.0±2.7 Ma、225.9±2.9 Ma和232.6±3.1 Ma，属印支期岩浆活动的产物。所以，龟尾山断裂以西和以东晚期花岗质小岩体的时代不同。且龟尾山断裂带以东的印支期花岗质小岩体空间上与铀矿化、尤其是与燕山早期的绢英岩化型等中高温热液铀矿化关系密切，是主要的储矿围岩；结合元素地球化学研究结果，该区产出的印支期花岗质小岩体也可为铀成矿提供铀源。

华南雪峰山地区新元古代岩石弹性性质研究

普腾飞

2024, 30(01): 72-88. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2022077

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雪峰山构造带位于华南大陆中部，中国深地专项对雪峰山构造带进行地震探测，并且获取了地震剖面，通过地震资料解释认为雪峰山下面存在隐伏造山带，时代为古元古代（2.05~1.75 Ga）,并且经历了新元古代裂谷作用改造，该裂谷作用可能与罗迪尼亚超大陆裂解有关，对于重新认识华南大地构造演化历史以及重建全球罗迪尼亚超大陆和哥伦比亚超大陆演化模式具有重要意义。论文通过采用超声波脉冲透射方法研究雪峰山地区新元古代板溪群、冷家溪群轻变质—沉积岩波速特征，结果表明波速随压力呈非线性迅速增加，超过临界压力后，波速随压力呈逐渐缓慢线性增加。线理、面理发育的岩石，最快波方向平行面理、线理，最慢波方向垂直面理、线理，岩石地震波速各向异性介于2%~12%之间。对比理论计算波速与实验测量波速可知，理论计算结果与实际测量结果一致性较好，说明实验测量波速大小基本准确，为雪峰山地区地震资料解释提供了波速数据。

安徽淮南舜耕山地质遗迹资源类型及特征

张子康, 顾承串, 吴基文, 赵铭, 詹润, 邵晴晴, 张缘缘

2024, 30(01): 89-99. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2022063

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安徽淮南舜耕山位于华北克拉通淮南煤田南缘逆冲推覆构造带，天然出露与人工剥露地质遗迹数量众多，系统地查明地质遗迹资源类型、分布及特征可为区域地质对比研究以及地学科普与旅游规划工作奠定重要基础。文章通过野外地质调查，共发现舜耕山主要地质遗迹点62处，可划分为3大类、8类、14亚类，其中以华北型寒武系—奥陶系典型剖面、碳酸盐岩地貌、断裂构造以及矿业遗址等地质遗迹景观尤为发育，具有极高的科研和观赏价值；结合前人研究资料，初步讨论了舜耕山地质遗迹成因及其区域地质背景，为舜耕山地质遗迹资源开发提供理论依据；针对舜耕山在地质遗迹资源保护与开发利用存在的问题，提出对应的远景规划和建议。

油田开发中精细油藏描述成果平台建设研究

陈欢庆, 成顺新

2024, 30(01): 100-109. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2022084

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精细油藏描述是油田开发最基础的工作之一，历来受到研究者的高度重视。目前精细油藏描述中存在的突出问题主要包括研究成果继承性差、基础资料存储不规范、专业软件需求缺口大、成果应用需加强和成果存储管理不规范等5方面。文章通过精细油藏描述成果平台建设，可以从基础数据的整理准备、专业软件共享和协同研究、成果标准规范化存储管理等方面解决上述问题。精细油藏描述数据管理主要包括项目整体数据信息的统计和分析、项目研究数据的整理和统计、成果平台与其他数据平台的对接和数据调用等。精细油藏描述协同研究过程主要包括专业软件的平台实现和使用、不同专业软件之间中间成果的转换和调用、研究工作的自动化实现和完成。精细油藏描述成果存储和管理主要包括成果上传管理中格式的统一规范、成果存储上传中的质量控制、成果生产应用中的跟踪和更新。

长江沿线废弃露天矿山生态修复模式研究

万佳俊, 夏银枫, 邵勇, 周启钢

2024, 30(01): 110-117. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2023036

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长江流域生态环境修复是中国近年来生态环境保护工作的重要组成部分，文章基于长江流域（江苏境内）废弃露天矿山现状特征以及大量矿山生态修复工作经验，提出了生态工程模式、土地整治模式、景观再造模式及自然恢复模式，并对这四种模式的特点及适用性进行了阐述，结果可以为废弃矿山生态修复提供借鉴。以江苏省长江沿岸某废弃露天矿山生态修复工程为例，通过生态环境问题分析，明确该废弃露天矿山在地质灾害隐患发育、生态环境及地貌景观破坏以及土地资源浪费等方面存在的主要问题，最终成功采用生态工程模式开展该废弃矿山的生态修复工作，产生了良好的生态效益、社会效益和经济效益。

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