高校地质学报

何振凯, 李瑞保, 裴先治, 李玉龙, 李佐臣, 周晓, 裴磊, 陈有炘, 王盟, 刘成军

2026, 32(05): 605-623. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2025050

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东昆仑造山带东段洪水河地区出露一套晚三叠世花岗岩，其具有典型的埃达克质花岗岩特征，对研究冈瓦纳大陆北
缘古特提斯洋关闭过程及时限具有重要意义。该文章对研究区花岗岩进行了详细的岩石学、锆石U-Pb年代学和地球化学研究。结果表明，该地区花岗闪长岩及闪长质包体的加权平均年龄为225±1 Ma和223±1 Ma，时代为晚三叠世。地球化学分析表明该花岗闪长岩SiO2含量为63.85％~65.87％，Na2O/K2O的值为0.99~1.42，Mg#为42.76~49.15，A/CNK的值为0.90~1.03，具准铝质、高钾钙碱性花岗岩特征。岩石的轻、重稀土分馏明显，具有轻稀土富集，重稀土亏损的特征。微量元素具有高Sr（360.10×10-6~483×10-6），低Y（8.54×10-6~14.3×10-6）、Yb（0.97×10-6~1.23×10-6），高Sr/Y（27.05~36.65）特征，Eu为微弱的正异常或无异常，具典型的埃达克质花岗岩特征；闪长质包体SiO2的含量为59.15％~61.80％，Na2O/K2O的值平均为1.84，Mg#为46.12~48.02，A/CNK为 0.85~0.92。闪长质包体亦具有轻稀土元素富集和重稀土元素亏损的右倾特征，其微量元素同样具有高Sr（447.30×10-6~482.70×10-6）、低Y（8.54×10-6~10.36×10-6）、Yb（0.67×10-6~0.78×10-6）以及高Sr/Y（43.18~56.52）的埃达克质岩特征。岩石成因研究表明东昆仑东段洪水河地区花岗岩起源于加厚下地壳角闪岩的部分熔融，幔源岩浆对其进行了一定程度的混染。结合区域地质资料，文章认为洪水河花岗岩体形成于碰撞构造环境，东昆仑造山带古特提斯洋于晚三叠世之前已经完全关闭并进入碰撞造山阶段，从而产生了区域上的富铝花岗岩和埃达克质花岗岩。

南非西格里夸兰地区条带状铁建造的矿物学研究及成因指示

方舟, 袁余丽, 黄启琳, 张贺, 徐靖博, 蔡元峰

2026, 32(05): 624-638. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2025058

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前寒武纪的两次大气增氧事件既改造了地球的表层系统，也为生命演化创造了适宜环境。全球范围内大规模前寒武
纪条带状铁建造（Banded Iron Formation, BIF）的形成是对表层系统变化的沉积响应，也是理解前寒武纪地质环境和演化过程的重要载体。文章针对南非西格里夸兰（Griqualand West）地区BIF，利用X射线衍射（X-Ray diffratometry, XRD）、扫描电子显微术（Scanning Electron Microscopy, SEM）等技术手段，开展了较精细的观察、分析与研究，揭示其矿物组成、形成环境和成因机制。研究表明，南非西格里夸兰地区BIF主要由赤铁矿、磁铁矿、菱铁矿和针铁矿等铁矿物和（铁）白云石、方解石、石英（含燧石）、菱锰矿、软锰矿等非铁矿物组成，含铁矿物颗粒一般呈极为自形的形貌特征。上述铁矿物和非铁矿物构成了矿物组成不同、厚度不一的铁质或硅质条带，条带厚度从厘米级到微米级均有，包括厚约50~250 μm的极薄微条带。铁质和硅质条带形态平直，近平行、韵律性分布，暗示了形成环境的Eh和pH的规律性变化、物源的亿年尺度的稳定性。此外，样品的SEM-EDS面扫结果显示既有单质碳存在，还显示了铁、锰、碳的耦合分布，这暗示BIF的形成可能有微生物的贡献。

板块构造模型对比与评估方法研究进展

阳建根, 李海鹏, 侯明才, 程汉

2026, 32(05): 639-658. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2025051

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板块构造模型为古地理与古气候重建、地球动力学模拟及资源能源勘探等深时研究提供了关键的时空框架，是理解
地球系统演化的基础。然而，现有模型因数据与方法的差异而存在显著分歧，严重影响了基于板块构造模型研究的可靠性。针对学界缺乏模型统一评估框架的现状，文章以“多源证据契合”为核心思想，构建了涵盖几何学、运动学、动力学、模型预测与独立观测数据的对比及基于模型的正演模拟与间接检验的五维对比—评估体系，旨在通过独立证据链的相互验证降低模型的不确定性。应用该体系对华北陆块在380 Ma的古地理争议进行分析，发现板块运动轨迹与古生物地理分布呈现高度收敛，证实该时期华北陆块位于南半球并处于从冈瓦纳边缘向北漂移过程的认识。多源证据的契合表明 Scotese模型较 Matthews 模型更符合地质事实。该研究提出，建立融合多学科证据的定量化评估框架，是解决模型差异、确保深时研究可靠性的必由之路。

基于场界污染超标历时考虑模型不确定性的地下水DNAPL 污染风险评估

潘玥, 杨沫涵, 罗建男, 曾献奎, 吴吉春

2026, 32(05): 659-669. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2025053

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地下水污染风险评估是当前地下水污染防治的重要基础。重非水相（Dense Non-aqueous Phase Liquid，DNAPL）污染
物的理化性质特殊，在地下水中的迁移转化规律复杂，对环境与生态具有较大威胁，亟待开展重非水相污染物的地下水污染风险评估工作。文章提出一种基于场界污染超标历时的地下水DNAPL污染风险评估新框架。通过建立理想三维非均质土壤—地下水PCE运移模型，模拟污染物时空分布，并以场地边界浓度超过阈值的时间作为划分指标，构建风险分级体系。研究基于贝叶斯理论刻画模型不确定性，利用MCMC方法进行参数识别，分析了基于过程模拟方法的模型不确定性对风险评估结果的影响。结果表明，该评估方法能够合理反映不同修复情景下的风险等级，考虑模型不确定性可显著提高风险评估结果的准确性与可靠性。

X-NM1表皮葡萄球菌固化砂化白云岩影响因素的试验研究

毕港, 程奇, 徐寅秋, 宋洁霞, 陶文馨, 徐洪钟

2026, 32(05): 670-679. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2025055

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表皮葡萄球菌（Staphylococcus epidermidis）X-NM1是从盐湖附近土壤中筛选获得的高效碳酸盐矿化菌株。文章以
滇中引水工程玉溪段剧烈砂化白云岩为研究对象，采用表皮葡萄球菌X-NM1固化砂化白云岩，研究了接种量、钙源类型与浓度及注菌方式等因素对脲酶活性与碳酸钙沉淀的影响，并结合无侧限抗压试验、微型贯入试验及扫描电镜试验，综合评估了固化强度、均匀性与微观结构。试验结果表明：（1）接种量显著影响细菌生长与代谢，最佳接种量为10%，此时菌液OD600和脲酶活性分别达到2.19和3.3 mM urea/min，达到最优生长水平；（2）注菌方式中，混合菌液法的细菌吸附效果最佳，吸附率高达97.91%；（3）钙源筛选显示，氯化钙最利于碳酸钙生成，其效果显著优于乙酸钙、乳酸钙和氧化钙；（4）采用氯化钙为钙源时，固化试样的无侧限抗压强度最高，在0.5 M和1.0 M胶结液浓度下分别达到355 kPa和817 kPa，且试样均匀性最佳；（5）微生物诱导生成的碳酸钙晶体能够有效填充砂化白云岩的孔隙结构，从而提高试样的整体强度。在所有钙源中，氯化钙诱导生成的碳酸钙在胶结效果上表现出最优异且最稳定的性能。

基于连续—离散耦合模型的上覆含卵砾石层隧道围岩力学响应特征研究

史良洪, 傅刚, 朱义欢

2026, 32(05): 680-688. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2025048

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城市地下工程快速发展的背景下，隧道施工面临复杂地质条件的挑战。卵砾石层作为一种常见但不良的地质体，由
于其颗粒间黏结力弱、对环境扰动敏感等特点，对隧道围岩稳定性与施工安全构成威胁。文章以南京上元门过江通道工程为研究背景，采用FLAC3D与PFC3D耦合建模方法，构建连续—离散耦合数值模型，该研究对受上覆卵砾石层影响下的盾构隧道围岩力学响应特征进行探讨，并与无卵砾石层条件进行对比。研究表明，耦合模型能揭示卵砾石层的复杂力学行为。开挖扰动引起卵砾石层发生剪胀效应，对周围岩体产生额外挤压，导致围岩应力降低率减小。含卵砾石模型中的隧道顶部沉降与管片变形均大于无卵砾石模型，沉降范围约为卵砾石层宽度的2倍。地表沉降符合高斯曲线特征，卵砾石的存在使沉降量略有增加。此外，颗粒接触力分析表明，开挖扰动削弱了卵砾石间相互作用，进一步验证了剪胀—挤压机制的存在。综上，卵砾石层对局部力学响应有显著影响，在隧道设计中应从变形和应力两个方面做进一步校核，以保证结构安全。该研究可为复杂地层下盾构施工的设计优化与风险控制提供理论依据与技术支持。

“感—传—算—控”一体化架构下的煤矿安全开采光纤监测研究与应用

程刚, 郭雨苗, 曹德胜, 施斌, 蔡田露

2026, 32(05): 689-704. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2025054

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煤炭作为中国基础能源，长期以来在保障能源安全与社会稳定发展中具有不可替代的地位。由于中国煤层地质条件
复杂，随着开采深度与规模的不断扩大，对煤矿深部开采中的冒顶、突水、冲击地压等地质灾害安全监测提出了新要求。该研究首先阐述了当前煤矿安全监测领域各类主要研究方法的优缺点。其次对比分析了主流DFOS技术原理与性能优缺点，从感测光缆（器）选型和监测系统工作流程两大方面，介绍了基于DFOS的煤矿安全开采监测流程；并详细介绍DFOS技术在煤矿采动覆岩变形监测、井筒变形监测、煤矿温度与火灾监测、采空区地层变形监测和煤矿微震监测等方面的应用实效。最后，基于DFOS技术提出“感—传—算—控”一体化技术体系，并从多源感知、可靠传输、高效计算和风险防控四个维度对该技术体系进行系统性剖析。在此基础上，开展了朱仙庄矿注浆帷幕工程实践应用，验证了一体化技术体系在复杂地质条件下帷幕稳定性的实时监测预警与风险防控方面的可行性与准确性，为中国煤矿全生命周期安全提供了可推广的技术应用示范。

深层礁灰岩孔隙结构应力驱动演化特征与聚类分析

高子龙, 马林建, 徐文瀚, 李洪亚, 自建军, 张巍

2026, 32(05): 705-717. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2025057

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珊瑚礁灰岩为典型的非均质多孔介质，其孔隙结构在外部应力作用下易产生复杂演化，影响其渗流与力学行为。为揭示应力驱动下礁灰岩孔隙结构演化机制，采用X射线显微CT扫描珊瑚礁灰岩样品获取三维数字岩芯，基于图像分割与几何重构方法，提取孔隙的多维结构参数，包括基本几何参数、Feret 直径参数、形状因子、结构异性指标与空间位置等。对岩芯样品进行轴向分级加载试验，在0~5.4 MPa间五个应力阶段分别开展显微CT 扫描，根据连通性分析结果，将孔隙划分为连通孔隙与孤立孔隙两类。分析结果还表明，连通孔隙在加载过程中发生显著压密、断裂与重构，形态参数对应力响应敏感；而孤立孔隙几何形态较为稳定，主要影响整体孔隙度。采用 K-means 聚类方法对不同时期的连通孔隙结构进一步分类识别，获得了三类典型孔隙结构：致密辅助孔隙、过渡传输孔隙与主骨架通道孔隙，它们分别对应了不同的尺度、连通性与形态特征，反映出样品在加载过程中形成了“压缩—塌陷—再贯通”的结构转化路径。该研究所建立的多参数聚类分析框架可为灰岩孔隙及溶隙结构在应力场中的演化机制解析提供量化依据与支撑。

海水环境下微生物注浆加固散体状强风化花岗岩模型试验研究

林文彬, 柳嘉豪, 高玉朋, 张智超, 罗承浩, 卢焱保, 罗立津

2026, 32(05): 718-728. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2025052

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利用微生物诱导碳酸钙沉淀（MICP）注浆技术对散体状强风化花岗岩进行模型尺度固化试验，并研究固化后试样的
物理力学性能及材料微观性能。试验结果表明，MICP技术能够将模型尺度（Φ25×50 cm）的散体状强风化花岗岩固结成型且质地坚硬。物理力学性能分析结果显示，试样中部固化效果较好，上部较差，下部居中；固化后试样平均碳酸钙生成率和干密度分别达到12.42%和1.85 g/cm3，渗透系数较未加固试样平均下降76.1%；无侧限抗压强度最高为5.01 MPa，平均值为3.42 MPa；固化后试样超声波速沿试样直径方向均值为2.919 km/s，较未加固试样（2.571 km/s）提高了13.5%，沿轴线方向均值为2.957 km/s。微观分析表明，MICP注浆生成的胶结物以条柱形、针簇型、片状的方解石为主，同时生成少量球型的球霰石和菱面体的镁方解石；试样中、下部生成的胶结物分布较均匀且堆积紧密，形成致密胶结网络，而上部胶结物相对松散。研究结果可为MICP技术固化散体状强风化花岗岩提供理论依据和数据支撑。

地下水化学组分源解析及健康风险评价：以保定市平原区为例

叶飞, 刘胜乾, 孙慧, 陈思捷, 王子豪

2026, 32(05): 729-742. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2025056

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地下水是重要的生态环境支撑要素，厘清其水化学特征、污染状况以及对人体健康的潜在危害有利于更好地保护和
利用水资源。文章综合利用水化学分析、绝对主成分得分—多元线性回归模型（APCS-MLR）、熵权水质指数EWQI）
以及人类健康风险评价模型（HHRA）等方法，对保定市平原区浅层地下水进行源解析及健康风险评价，以期为研究区
的地下水环境保护和高质量生态建设提供科学支撑。结果表明，研究区地下水总体呈弱碱性，Mn、NO3-和Se变异系数
介于1.08~1.89，空间分布不均，局部富集程度高。地下水化学类型以HCO₃-Ca·Mg型和HCO₃-Na·Ca·Mg型为主，占
比分别为63.33%和18.89%。通过APCS-MLR模型识别，地下水主要受水岩作用和农业活动（45.61%）、阳离子交换作用（13.77%）、Mn还原溶解作用（9.55%）、K+特异性吸附固定作用（9.40%）和未识别源（21.68%）等影响。EWQI范围介于15.45~109.51之间，极好、好和中等水质等级占比分别为77.78%、20.00%和2.22%，影响EWQI的关键指标为TDS、Se、Mn和pH。HHRA模型显示，儿童的非致癌风险超标率（26.67%）显著高于成人（4.44%），且其风险区主要分布于研究区北部、中部及西南部，成人风险区则主要分布于保定主城区和定兴县东南部。

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