高校地质学报

曹雨霏, 李舒婷, 张少兵, 黄方

2024, 30(06): 635-645. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2023067

摘要 ( 48 )

PDF (5703KB) ( 38 )

相关文章 | 计量指标

球状花岗质岩石具有独特的球状结构，是一种非常稀有的“地质珍品”，为岩浆过程研究提供了独特的素材。当高温岩浆与低温岩浆接触或者混合时，在接触界面上，由于黏度、温度的差别，界面张力使得高温岩浆可能在低温岩浆中形成球状体，并快速冷却到液相线温度之下，形成较高的过冷度，在挥发分出溶等条件下开始结晶，结晶出的矿物可以呈枝状、羽状等形态，较高的结晶速率导致球体内成分变化很大，进而发育出由不同矿物组成的、颜色深浅不一的交替环带。但是，黏度和温度如何影响成球，成球之后如何结晶，结晶的方式、过程和持续时间，这些问题尚不清楚，都是亟待研究的科学问题。

西藏山南钙华与硅华大规模沉积型地热泉水化学演化对比研究

丛婷婷, 谭红兵, 丛培鑫, 石智伟, 薛飞, 张昱

2024, 30(06): 646-659. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2023073

摘要 ( 42 )

PDF (3558KB) ( 16 )

相关文章 | 计量指标

青藏高原地热资源丰富，其中山南茶卡和曲卓木地区，在相似地史演化背景下，形成了水化学成分差异显著的地热泉，分别大规模沉积了硅华与钙华两种不同类型的泉华。文章通过对两类地热泉的各项参数、常微量水化学成分与H、O稳定同位素等对比分析，讨论了两类地热系统水化学差异的成因机制。结果表明，曲卓木地热泉受到大气降水补给，物质来源以水岩作用为主，水化学类型主要为HCO3-Ca-Na型；茶卡水化学演化过程漫长，受到较高比例的岩浆残余流体混入，水化学类型演化为Cl-Na型。多种地热温标估算结果显示，曲卓木热储温度在98.8~181.3 ℃之间，排泄之前冷水混合比例为43.4％；相比之下，茶卡热储温度（183.2~204.3 ℃）显著高于曲卓木。相对曲卓木，茶卡地热泉经历更长时间的水循环演化过程，同时较高比例岩浆残余流体的混入与较高的热储温度，是控制地热泉排泄过程大规模沉积硅华且水体异常富集典型不相容元素（如B、Li、Rb、Cs等）的主要成因机制。

上扬子地区两条下寒武统底部剖面的差异及其对沉积环境的启示

王国志, 张灿, 刘大永, 邱林飞, 李子颖, 彭平安

2024, 30(06): 660-667. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2023071

摘要 ( 28 )

PDF (1108KB) ( 12 )

相关文章 | 计量指标

选择贵州遵义松林黑砂坡采石场剖面和渝东南酉阳丹泉采石场剖面，系统采集了下寒武统牛蹄塘组底部富有机质富微量金属元素的页岩样品，进行有机地球化学、矿物学及主微量元素测试。结果表明虽然两个剖面的直线距离约300公里，但同处于上扬子地台，可以进行对比研究。根据两条剖面垂向有机质丰度、有机质碳同位素以及主、微量元素丰度等各参数的垂向变化及差异性，可判定两个剖面位于不同的陆架坡折位置。同松林剖面相比，丹泉剖面样品总体距物源区更近，碎屑输入通量更高。虽然两条剖面自牛蹄塘组底部向上不到9 m的范围内出现多次沉积环境的变化，但总体随海平面上升，两个剖面沉积环境趋同。两条剖面页岩有机质丰度（TOC）和有机质碳同位素（δ¹³Corg）与某些和热液关系密切的微量元素（如As、Ni、Sb）之间的关系表明有机质对微量元素的吸附是松林剖面牛蹄塘组底部微量元素富集的主要机制；而同沉积热液流体的混合是丹泉剖面牛蹄塘组底部微量元素富集的主要机制。

小龙虾壳生物炭对重金属Ni(II) 的吸附特征及机理探究

许小淇, 周斌, 李锦徽, 陈旸

2024, 30(06): 668-677. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2023060

摘要 ( 27 )

PDF (3895KB) ( 14 )

相关文章 | 计量指标

小龙虾壳是一种常见的厨余垃圾废弃物，将其制成生物炭吸附重金属从而减少污染，可实现其资源化利用。不同的原料处理方式可能会影响小龙虾壳生物炭对重金属的吸附作用，探明其机理将有助于优化小龙虾壳生物炭的生产和应用，进而对厨余垃圾废弃物的处理提供参考。该研究以小龙虾壳为原料，通过不同处理方式得到三种生物炭：生虾壳炭（CB）、烹饪后清洗的虾壳炭（WCB）及烹饪后未洗的虾壳炭（CCB）。采用批量吸附实验，结合扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）和傅立叶变换红外光谱（FTIR）等测试方法对生物炭的性质及吸附机理进行探究。结果显示，比表面积和平衡吸附量的顺序为CB>WCB>CCB，最大吸附量的顺序为CB>CCB>WCB；三种生物炭对Ni(II)的吸附动力学符合Elovich模型，拟一级动力学模型和拟二级动力学模型，吸附等温线符合Langmuir模型和Freundlich模型；吸附机理有物理吸附、阳离子交换，表面官能团络合；经烹饪的虾壳较生虾壳更难资源化利用，清洗处理对吸附量的影响并不显著，因此利用烹饪后未清洗的小龙虾壳制生物炭更经济环保。

湘桂交界地区三江韧性剪切带的应变特征及其构造意义

官荣芳, 秦亚, 冯佐海, 苟小芳, 邢全力, 康志强, 胡乔帆, 吴杰

2024, 30(06): 678-693. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2023062

摘要 ( 26 )

PDF (7826KB) ( 12 )

相关文章 | 计量指标

论文通过宏—微观构造、磁组构和石英EBSD组构，讨论三江韧性剪切带的应变特征及其构造意义，约束扬子和华夏陆块的早古生代造山作用过程。三江韧性剪切带具有典型的宏—微观韧性变形组构，发育S-C组构、拉伸线理、A型褶皱、书斜构造、机械双晶、透入性片理、核幔构造和石英动态重结晶等。磁组构和宏—微观构造表明，三江韧性剪切带呈NNE向延伸超40 km，宽3.7~7.5 km。糜棱C面理倾向262°~321°，倾角31°~87°，极密点产状295°∠69°。磁化率各向异性度（P值）≥1.05的36组磁面理的极密点产状304°∠83°。磁面理相对于糜棱C面理发生顺时针方向的旋转，表明三江韧性剪切带具有左旋剪切性质。宏—微观构造表明，三江韧性剪切带既具左旋逆冲剪切，又具右旋正滑剪切的运动学性质。变形岩石既具压扁型应变，也具拉伸型应变；且呈现简单剪切为主，伴有纯剪切的剪切性质。石英EBSD组构表明，三江韧性剪切带具有晚期中低温变形（300~500 ℃）叠加于早期中高温变形（480~600 ℃）的特征。在宏—微观构造、石英EBSD组构和磁组构研究的基础上，结合区域地质资料，认为三江韧性剪切带形成于加里东期华夏陆块自SE向扬子陆块挤压受阻而产生反冲作用的构造背景。早期挤压碰撞阶段，产生压扁型应变和中高温左旋逆冲剪切；造山后伸展阶段，产生拉伸型应变和中低温右旋正滑剪切。上述认识揭示了三江韧性剪切带的应变特征、变形温度和动力学背景等，为深化认识华南早古生代构造事件提供了新的资料。

冀东地区中元古代雾迷山组富锂岩系中锂的赋存状态

耿晓磊, 李伟, 王克冰, 蔡元峰, 任超, 吉世超, 王敬朝, 高岩峰, 汪昱光, 佟昕恩, 王瑞琪

2024, 30(06): 694-704. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2023072

摘要 ( 28 )

PDF (5627KB) ( 19 )

相关文章 | 计量指标

2021年河北省地质调查院在冀东地区中元古代雾迷山组地层中发现了锂的超常富集现象，这是中国首次在前寒武纪地层中发现的黏土型锂资源。该富锂岩系厚度大、分布广泛、层位稳定，Li2O品位为0.1~0.42 wt%，具有巨大的找矿潜力。作为新的赋锂层位，锂的赋存状态直接关系到本次发现的黏土型锂资源是否具有勘探开发意义。文章利用了X射线衍射（XRD）、热分析（TG-DTG）、傅里叶变换红外光谱（FTIR），查明研究区富锂岩石主要由白云石、石英和伊利石、伊蒙混层等黏土矿物组成，进一步通过固体核磁共振谱（solid state NMR）、飞行时间二次离子质谱（TOF-SIMS）、黏土矿物提纯和Na离子交换实验等技术方法，揭示了雾迷山组富锂岩系中的锂主要以类质同象替换方式的方式赋存于伊利石和伊蒙混层之中，极少量以离子吸附形式赋存于黏土矿物层间或表面。研究结果为今后在冀东地区开展黏土型锂资源的选冶和开采工作提供重要的理论基础和技术支持。

基于生物碳化活性氧化镁技术抑制土体干缩开裂的试验研究

郑宏扬, 王瑞, 刘宇佳, 唐朝生

2024, 30(06): 705-713. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2023066

摘要 ( 24 )

PDF (4623KB) ( 23 )

相关文章 | 计量指标

在干燥环境下，土体表面裂隙的产生能够极大弱化土体的力学性质，进而引发各类工程地质问题。文章研究了基于喷洒法处理的生物碳化活性氧化镁技术在抑制土体干缩开裂方面的可行性，并探究了材料组分、尿素浓度、活性氧化镁用量和喷洒顺序对土体抗裂性能的影响。研究结果表明：（1）活性氧化镁生物碳化产物水合碳酸镁的形成增强了土颗粒间的胶结，并在土体表面形成生物碳化防护层，通过降低土体中水分的蒸发速率和提高土体的抗拉强度，能够有效抑制土体的干缩开裂行为；（2）尿素浓度的升高能够显著促进活性氧化镁的生物碳化。当尿素浓度为2.0 mol/L时，经三轮干湿循环后，处理试样的最大贯入阻力相较于未处理试样提升了195.5%；（3）高的活性氧化镁用量和活性氧化镁溶液后喷洒的处理方式均会降低活性氧化镁在土体内部的入渗能力，从而显著影响土体的胶结效果。

龙游石窟3 号洞室三维地质建模与顶板裂缝演化的数值模拟研究

张德宇, 周剑, 张路青, 杨志法, 傅燕, 李紫怡

2024, 30(06): 714-725. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2023074

摘要 ( 25 )

PDF (8356KB) ( 12 )

相关文章 | 计量指标

龙游石窟古地下洞室群是中国重点保护的不可移动的文物，具有上千年的历史，但其岩体强度呈现劣化趋势。近20年内多次现场调查发现3号洞室顶板围岩中的裂缝快速发展，顶板岩层较薄位置出现局部掉块。为进一步分析龙游石窟3号洞室顶板裂缝的演化和扩展规律，该研究中采用三维激光扫描技术获取了该洞室轮廓点云数据，结合岩体结构信息建立了几何模型和地质模型，借鉴强度折减法对龙游石窟3号洞室顶板的裂缝发展过程开展了数值模拟和分析。研究结果表明:高精度三维激光扫描点云数据结合地质调查能够准确构建龙游石窟3号洞室的三维地质模型，基于高精度网格模型的数值模拟的结果能够准确反映3号洞室顶板裂缝的演化和扩展规律。龙游石窟3号洞室顶板的裂缝主要产生在洞口和岩柱的周围，扩展形态以环状为主。随着岩体强度折减系数增大，顶板围岩的拉应力集中区分布在已有裂缝尖端以及多条裂缝中间的区域，拉裂缝的纵向扩展主要集中于洞室顶板最外侧围岩内。顶板岩体位移场的变化呈现空间非均匀性特征，3-1号岩柱北侧裂缝集中区最大位移为6 mm，而3-3号岩柱北侧裂缝集中区最大位移达到12.14 mm。该研究首次获得了龙游石窟3号洞室顶板裂缝分布、形态和发展趋势，与现场调查数据基本一致，可为洞室围岩的力学行分析和石窟的长期保护提供参考。

利用三角洲前积层的厚度恢复湖泊最大古水深：以渤海湾盆地秦南凹陷和珠江口盆地惠州凹陷为例

党昭卿, 陈莹, 吕成福, 白志钊, 肖月也, 周钱山

2024, 30(06): 726-736. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2023058

摘要 ( 31 )

PDF (8320KB) ( 8 )

相关文章 | 计量指标

水深对盆地的氧化还原条件具有决定性作用，对沉积盆地有机质富集和保存具有重要意义。前人主要依据古生物、元素地球化学、地层厚度等方法进行定性—半定量的古水深恢复研究，但这些方法对原始样品依赖度较高且预测精度低，不适用于近海盆地古近系湖盆古水深恢复。本次研究主要依据地震剖面三角洲前积层厚度进行古水深恢复，通过该方法计算出渤海湾盆地秦南凹陷西洼古近系沙三段沉积期最大古水深为595 m，珠江口盆地惠州凹陷西南部文昌组沉积期最大古水深为526 m。结合前人研究结果发现，秦南凹陷沙三段时期和惠州凹陷文昌组时期控洼断层活动强烈，处于盆地强烈裂陷时期，控制深水湖盆的形成，该时期渤海湾盆地和珠江口盆地多个凹陷处于深水—超深水环境，故此推断深水环境是强烈的断层活动形成的结果，进而控制湖盆的氧化还原条件，促使更多有机质保存在湖盆中，形成优质烃源岩。

澳大利亚苏拉特盆地中—上侏罗统Walloon 煤系旋回地层的天文周期驱动

崔泽宏, 敬宇鸿, 黄文松, 刘玲莉, 张云飞

2024, 30(06): 737-746. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2023061

摘要 ( 27 )

PDF (2897KB) ( 18 )

相关文章 | 计量指标

澳大利亚苏拉特盆地Walloon煤系煤层气资源量巨大，但煤层气井产能非均质性空间差异显著。Walloon煤系煤层多、薄，岩性横向变化快的特征制约了煤储层横向差异的进一步研究，因此对苏拉特盆地Walloon煤系进行精细地层格架刻画，是了解煤储层的时空差异的基础。以地层完整、沉积连续的S-4井为基干钻井，采用时间序列分析法对其自然伽马（GR）测井数据进行旋回地层分析和天文检验。频谱分析结果表明，苏拉特盆地Walloon煤系记录了15个405 kyr周期控制下的沉积旋回，天文轨道周期对其沉积过程有明显影响，由长偏心率、短偏心率、斜率、岁差控制的的地层旋回厚度分别为23.9 m、6.3~9.3 m、2.4~2.7 m、1.2~1.4 m。经过相关系数法天文检验，Walloon煤系受天文周期驱动的可能性大于99%。以S-4井煤系凝灰岩锆石CA-TIMS U-Pb年龄162.54±0.05 Ma为约束，利用稳定的405 kyr周期进行天文调谐，建立了Walloon煤系的天文年代标尺，厘定该套地层沉积时限为5.7~6.1 Myr，主要沉积于中侏罗世卡洛夫期—晚侏罗世牛津期。基于时间序列分析与识别旋回界面划分出的层序结果具一致性，结合识别出的405 kyr控制下的沉积旋回，将Walloon煤系划分为5个三级层序15个四级层序，建立了研究区高频层序地层格架，为苏拉特盆地Walloon煤系地层的高精度等时对比提供参考。

过去800 年中国西南水文气候变化及其动力学机制

赵彬, 崔英方, 孔兴功, 赵侃, 汪永进

2024, 30(06): 747-755. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2023063

摘要 ( 32 )

PDF (7662KB) ( 22 )

相关文章 | 计量指标

中国西南地区不同时间尺度水文气候变化及其驱动机制仍不明确, 主要原因可能与长时间序列高分辨率水文记录的稀少有关。文章基于贵州董哥洞石笋年纹层厚度序列, 重建了过去800年（1180~1969 AD）年分辨率精确时标的区域水文变化历史。与北半球温度记录对比结果表明：两者在百年尺度演变特征上具有很好的相似性, 并在小冰期存在显著干旱事件（~1540~1630 AD）。同时，西南区域水文重建和南美秘鲁水文记录高度相似且呈现反相位关系，支持北半球温度通过调制热带辐合带（ITCZ）经向移动影响低纬水文变化的观点。数学分析结果显示区域水文变化具有显著的~3年和~7年周期特征（贡献率约为44%）, 可能与ENSO年际变化有关。同时, 区域水文变率从中世纪暖期到小冰期转换过程中逐步减小, 在小冰期北半球温度最低阶段（~1540~1630 AD）达到最小, 随后逐步增大, 现代暖期（1850 AD以来）达到最大, 这一特征和ENSO变率重建结果基本一致。这些发现表明区域水文气候的年际变化主要受热带太平洋海表温异常的影响, 其变率演化可能受长期温度背景状况的调制。该研究支持全球持续变暖情景下, ENSO变率和低纬水文变率增大, 极端气候事件（旱涝）发生频率和变化幅度增加的观点。

当期目录