黔南—桂北地区南华系化学地层特征

化学蚀变指数(chemical index of alteration)(CIA)最早作为判别源岩化学风化程度而提出, 随后又应用于对沉积物沉积环境的判定。化学蚀变指数的表达式为CIA={n(Al2O3)/[n(Al2O3)+n(CaO*)+n(Na2O)+n(K2O)]}? 100。CaO*代表硅酸盐中的CaO, n(CaO*)=n(CaO)?n(CO2方解石)??n0.5?n(CO2白云石)??10/3?n(P2O5)。化学蚀变指数样品的选取极为重要, 最佳岩性为细碎屑岩, 并需清除成岩过程中钾交代作用的影响, 以及采用成分变异指数(ICV)来判别沉积再循环作用和沉积物成分被改造的程度。使用A-CN-K三角图解判别物源区的源岩性质和样品钾交代的程度及其风化趋势。黔南—桂北地区南华系的CIA研究表明: 该地区南华系下部的长安组其下部CIA值为60~65之间, 中部为70~5, 上部回落到65~70之间。南华系中部富禄组CIA值高, 在85~95之间。南华系上部的南沱组CIA值再次回落到60—65的范围。上述CIA值的变化表明本区南华纪时期自老至新经历多次由干燥寒冷—温暖潮湿气候期的变化。本文据此提出扬子地块南华系新的划分、对比方案。     

用化学地层学研究新元古代地层划分和对比

随着传统地层学向多学科相互渗透的综合地层学方向的发展,笔者开展了湖北峡东地区新元古界震旦系和南华系的化学地层学研究。分别介绍了碳酸盐岩地层的稳定同位素和碎屑岩化学蚀变指数的研究方法和成果并依此提出新元古界划分和对比方案。震旦系碳酸盐岩中所获得的δ13C变化曲线和87Sr/86Sr比值与世界诸多剖面的变化曲线基本一致。南华系碎屑岩的化学蚀变指数(CIA)的特征是莲沱组下部CIA值为55~65(代表寒冷环境的CIA值),莲沱组上部CIA值则增至65~75(代表温湿环境),而莲沱组顶部两个样品的CIA值再次降为寒冷指数60~65;南沱组CIA值均为60~65,除了顶部(接近震旦系)的两个样品分别为69·4和70·9。上述CIA值的变化表明南华系以寒冷气侯为主,并且经历过“寒冷—温湿—寒冷”气候的演变条件下的沉积物。沉积相的多样性说明即使在“冰期”期间古构造、古地理环境对沉积物特征的影响依然存在。     

莲沱砂岩——南华大冰期前气候转冷的沉积记录

湖北宜昌地区出露的莲沱组中上部细屑岩的化学蚀变指数(CLA)介于60～70之间,表明是在寒冷干燥的气候条件下沉积的。比较莲沱组与板溪群中下部沉积岩的主化学成分和 CIA 值表明,板溪群源区遭受过强烈的化学风化,相应的古气候是温暖湿润的,而莲沱组源区化学风化弱,可见两者形成时的古气候环境明显不同。根据 CIA 值推测,地层层序上莲沱组位于板溪群的中上部,莲沱砂岩的 CIA 研究表明南华大冰期前全球气候已经从温暖湿润转变为寒冷干燥,CIA 值继续降低预示着全球性的冰期到表,不久就发生了"雪球地球"事件。     

鄂西走马地区南华纪大塘坡间冰期古气候研究

新元古代后期地球经历了至少两次全球规模的冰期,分别为Sturtian冰期和Marinoan冰期。鄂西走马地区南华系古城组与南沱组分别属于Sturtian和Marinoan冰期沉积,大塘坡组代表间冰期沉积。本文研究了走马地区ZK701钻孔岩芯大塘坡组细碎屑岩样品元素地球化学特征,计算了化学蚀变指数(CIA)、化学风化作用指数(CIW)、n(K)/n(Na)、n(Mg)/n(Ca)、Rb/Sr等古气候代用指标,探讨了研究区源区南华纪间冰期的古气候演化过程,结果显示:源区古城冰期晚期气候寒冷干燥(两件样品CIA值分别为57.1和58.1),大塘坡间冰期早期气候依然寒冷(CIA值介于56.5~64.6,均值59.8),大塘坡中晚期气候恢复温暖湿润(CIA值介于69.8~78.8,均值75.5);CIW、n(K)/n(Na)、n(Mg)/n(Ca)、Rb/Sr值等指标反映的古气候演化过程与CIA值反映一致。此外,对该钻孔大塘坡组下部的凝灰岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素年龄测定,获得了658.1±2.6 Ma(MSWD=1.5,n=28)的n(206Pb)/n(238U)加权平均年龄,结合前人对扬子板块大塘坡组底部凝灰岩的同位素年代学研究成果认为,大塘坡间冰期早期(663~658 Ma),扬子板块上南华盆地内海冰虽已消融、但古陆物源区气候依然寒冷。该时期扬子板块"源、汇"两区气候条件可能不同步,其原因涉及深层次的岩石圈、水圈、大气圈和生物圈的耦合关系。     

南华系莲沱组与南沱组的古气候与氧化还原环境演化新证据

新元古代是冰川作用发育的重要时期,其中有2个重要的全球性冰期,即Sturtian和Marinoan冰期,对全球古环境、古气候、古海洋演化具有重要意义。中国宜昌地区分布的莲沱组和南沱组分别代表了在扬子板块发育的与Sturtian冰期前和Marinoan冰期相对应的沉积地层。随着地球化学分析方法的进步,新的地球化学手段,包括新的地球化学指标和Fe同位素等,可以为进一步探讨莲沱组与南沱组的沉积环境提供新的思路和证据。本研究对宜昌九龙湾剖面南沱组冰碛岩进行系统采样,并和莲沱组以砂岩为主的碎屑沉积岩进行对比分析,利用化学蚀变指数(CIA)、氧化还原敏感元素Mo、V、U和Fe同位素对比探讨二者古气候与氧化还原环境的演化。CIA的变化(53～78)表明,莲沱组沉积主体处于温暖的古气候下(CIA平均值约为78),直到Sturtian冰期前,莲沱组顶部出现气候转冷特征(CIA平均值为53);随着Marinoan冰期到来,南沱组沉积持续处于寒冷的古气候环境(CIA平均值为58)。莲沱组与南沱组样品均具有较低的Mo/Al、V/Al和U/Al值,表明二者沉积均处于氧化环境,但莲沱组主体比南沱组和莲沱组顶部样品...     

对南华系下统莲沱组CIA值寒冷气候认识的几点商榷——以鄂西神农架、湘西北南华系莲沱组为例

本文根据华南南华系莲沱组化学蚀变指数(CIA值)的不同曲线分布特征,把莲沱组CIA值不同曲线的解释与莲沱组沉积特征的相-古气候分析法进行对比,发现二者古气候变化特征不相吻合。再用类比方法,与南沱组寒冷气候进行类比分析,发现南沱组冰期沉积物十分单调,而莲沱组沉积物非常丰富,沉积构造呈多样性。CIA值精度受采样岩性、采样精度、汇源关系等多种因素控制。可以说,有什么样的母岩成分和风化剥蚀方式,就会在盆内形成什么类型的沉积物。此外,成岩作用和区域后期改造作用也不可小视。因此,CIA值必须与传统的相-古气候分析法以及其它相关方法紧密结合,才能相互验证,互相吻合,收到携手共进的效果。     

贵州丹寨地区南华系地层地球化学特征及其对古气候、古环境的意义

南华系是地球历史上最重要的成冰时期,为了示踪冰期前后的气候与环境的变化,本文通过对南华系细屑岩的化学成分分析,重塑南华系古气候、古环境的演化过程。分析结果显示铁丝坳组具有明显低的CIA指数以及低Ti/Al比值,说明该时期主要以寒冷干燥气候为主,化学风化程度低,物源供应和沉积速率相对较低,为冰期特征,隆里组和大塘坡组具有高的CIA指数以及相对较高的Ti/Al比值,表明该时期主要以温暖湿润气候为主,化学风化程度相对较高,物源供应和沉积速率相对较高,为间冰期特征。南沱组的CIA指数以及Ti/Al比值具有交替变化特征,说明南沱组沉积时期气候存在冷暖交替变化,反映了冰期与间冰期的相互转换特征。另外,在铁丝坳组顶部和大塘坡组的下部以及南沱组中上部,具有一定程度的正Eu异常,说明在南华系沉积时期,存在热液活动,而这种热液活动可能与冰期的消亡存在着成因联系。     

南华盆地新元古代成冰纪成锰作用及其成矿背景

南华盆地成冰系大塘坡组锰矿是我国最重要的锰矿产出层位之一,它形成于成冰纪Sturtian冰川事件之后,其成矿背景及形成机理一直是研究的重点。在系统总结Sturtian冰川事件起始与结束时间、南华裂谷盆地结构演化及古气候演变等重大地质事件的最新研究进展的基础上,综合分析了南华盆地大型沉积型锰矿成矿作用过程与这些重大地质事件之间的联系。揭示了南华盆地Sturtian冰期的启动和结束与全球其他地区基本一致,分别发生在～717 Ma和～660 Ma之前。同时,对南华系大塘坡锰矿成矿时代进行了约束,大约形成于～660 Ma之前。在新元古代中期Rodinia超大陆裂解作用的影响下,南华裂谷盆地内部发育一系列由同沉积断层控制的地垒—地堑次级盆地。沿同沉积断层运移的热液流体为大塘坡锰矿的形成提供了大量的成矿物质,并控制着大塘坡锰矿的发育分布。化学蚀变指数(CIA)、锂同位素(δ~7Li)及锇同位素组成[n(~(187)Os)/n(~(188)Os)]等风化指标显示,南华盆地Sturtian冰期晚期至间冰期大塘坡期早期的气候为寒冷干燥,随后转为温暖湿润并很快变为寒冷干燥。至大塘坡中晚期,气候逐渐由寒冷干燥恢复至温暖湿润,并一直保持至大塘坡晚期。整体来看,Sturtian冰期结束后,南华盆地表层海水逐渐氧化,深部沉积水体出现局部间歇式氧化环境,裂陷阶段热液和陆源输入的Mn~(2+)被氧化为MnO_2发生沉淀,并在底部伴随着有机质的埋藏及早期成岩作用而最终形成菱锰矿。     

鄂西走马地区南华纪古城期-南沱早期古气候和古氧相演化：来自细碎屑岩元素地球化学的证据

新元古代后期地球经历了至少两次全球规模的冰川期,分别为Sturtian冰期和Marinoan冰期。鄂西走马地区南华系古城组与南沱组分别属于Sturtian和Marinoan冰期沉积,大塘坡组代表间冰期沉积,同时,大塘坡期是我国重要的成锰时期。本文通过对走马地区ZK702钻孔岩心古城组、大塘坡组、南沱组底部细碎屑岩样品元素地球化学的研究,计算了CIA、CIW、PIA、Al/Ca、Rb/Sr、V/Cr、U/Th等特征值,探讨了该区南华纪冰期至间冰期的古气候和古氧相演化过程,结合岩石学证据认为：古城冰期气候寒冷干燥(CIA值从底部的69. 2过渡至57. 8,均值为62. 2),大塘坡间冰期早期气候依然寒冷(CIA值介于54. 3～62. 7,均值59. 7),大塘坡中晚期气候恢复温暖湿润并趋于稳定(CIA值介于70. 2～81. 1,均值75. 8),南沱冰期气候又转向寒冷干燥(CIA值由78. 6降低至61. 9),CIW、PIA、Rb/Sr值等指标反映的古气候演化过程与CIA值反映一致,Al/Ca值的变化也反映了陆源碎屑输入量随着古气候波动;V/Cr、U/Th、Ni/Co等比值反映出研究区古海洋古城期-南沱早期总体处于氧化环境,其中大塘坡早期处于弱氧化环境,古城期、大塘坡中晚期和南沱早期处于氧化环境;研究区大塘坡锰矿形成于间冰期早期寒冷气候下的弱氧化环境,气候转暖后锰矿停止沉积,锰矿成矿与古气候和古氧相具有耦合关系。     

塔里木板块新元古代地层化学蚀变指数研究及其意义

本文应用化学蚀变指数(CIA)方法,研究新疆库鲁克塔格地区新元古代地层,并探讨沉积时期的气候环境。贝义西组总体 CIA 值较低,介于51～56之间,具冰期环境特征。照壁山组 CIA 值为60左右,表明气候有所变暖。阿勒通沟组的CIA 值变化范围在48～61之间,顶部突变为69～71,说明阿勒通沟期经历了另一次寒冷事件,并以温暖环境结束。其上的特瑞爱肯组 CIA 值介于49～53之间,说明第三次经历寒冷干燥的气候环境。扎莫克提组,育肯沟组和水泉组的 CIA 均值为65,反映温暖条件下的沉积环境。新元古代末期汉格尔乔克组 CIA 值下降为56,暗示第四次出现寒冷气候环境。以上特征表明新疆库鲁克塔格地区新元古代的气候环境出现四次冷热交替变化。其中尤为重要的是阿勒通沟组中下部应为寒冷气候环境,而顶部突变为温暖气候环境,因此该组反映了一次明确的从冷到暖的气候变化过程,可以作为贝义西冰期和特瑞爱肯冰期之间的另一次独立冰期。本文的研究成果从地球化学角度支持塔里木板块新元古代四次冰期的划分方案。通过与扬子板块新元古代冰期划分方案的对比,认为塔里木板块新元古代四次冰期的前三次均已在华南板块以冰期或寒冷环境沉积形式出现。     

反应条件指数及其与饱和指数的关系初步探讨

反应条件指数(RCI)和饱和指数(SI)都是建立在热力学基础上说明水中物质溶解与沉淀作用的水文地球化学参数。饱和指数能够客观地反映水文地球化学作用发生的方向和状态,反应条件指数综合了水文地球化学状态条件和水文地球化学作用边界条件的信息,它不仅能反映水文地球化学作用发生的方向和状态,而且可以反映其发生的条件及原因。根据反应条件指数和反应条件边界值的概念,运用热力学基本原理和质量作用定律对反应条件指数与饱和指数的关系进行了论证,结果表明两者呈线性函数关系。这对认识和解决生产、科研中存在的水文地球化学问题具有重要指导意义。     

岩体完整性指标IRMI的工程应用与分析

岩体完整性指标（IRMI）是基于钻孔成像技术的评价岩体完整性的新指标,定义为全孔孔壁图像中岩体完整特征I与孔壁岩体长度（即完整特征I与破碎特征F之和）之比的百分数,即IRMI = I / (I + F)。钻孔成像技术在青岛海湾大桥基础勘察工程中取得了成功应用,获得了大量的第一手资料。通过与钻探和其他岩石质量估算法的对比分析,得出(1) 钻孔摄像弥补了钻孔取芯的不足;(2) 全孔图像为实现准确的岩体完整性评价创造了条件;(3) IRMI能准确地反映岩体完整特征;(4）IRMI通常大于RQD。     

利用岩石质量指标和岩体块度指数进行岩体质量评价研究——以高放废物地质处置库预选场址甘肃北山1号钻孔为例

岩体质量的评价对于各类大型建筑物特别是地下工程建筑物的安全性具有十分重要的作用。文章基于岩石质量指标（RQD）和岩体块度指数（RBI）的理论，通过对甘肃北山1号钻孔的岩心实测资料证明，岩体块度指数在一定程度上能反映岩体的完整性与相应力学性质的变化特点，同时给出钻孔附近岩体质量分类，进而与岩石质量指标所获得的钻孔附近岩体质量评价分级进行对比。对比结果表明：岩体块度指数在岩石质量评价中能更准确地反映其优越性，具有更为显著的工程意义。     

东昆仑山昆仑河纵剖面形貌分析及构造涵义

青藏高原东昆仑北部地区新构造活动强烈, 存在一系列活动断层, 控制了该地区的地貌格局和水系的发育.其中大部分活动断层是已经确定下来的, 还有一些活动断层还处在定性推测阶段.引进河流长度-坡度参数(以下简称“SL参数”) 和Hack剖面2个能够有效反映区域新构造活动的地质参数, 对昆仑河纵剖面坡度变化进行详细刻画和研究, 并对昆仑河河流阶地进行空间对比分析.研究结果表明, 昆仑河河流的Hack剖面与SL参数存在形貌上的对应关系, SL参数的突变主要是受断裂构造活动控制; 证实了昆仑河-野牛沟断裂和东昆中断裂第四纪以来存在构造活动性; 第四纪以来强烈的构造差异隆升作用控制了东昆仑地区的地貌水系发育格局, 并将产生更深远的影响.      

2000-2014年蒙古高原植被覆盖时空变化特征及其对地表水热因子的响应

利用MODIS NDVI数据、同期地表水热组合数据和植被类型数据,对2000-2014年蒙古高原生长季和三季（春、夏、秋季）植被覆盖时空演变特征及其对地表水热因子响应模式进行分析。研究表明：这15 a来,蒙古高原生长季及三季归一化植被指数NDVI均呈增加趋势,且呈显著增加趋势区域主要集中在内蒙古地区,一定程度上反映了该地区生态恢复工程的有效性。研究区植被覆盖变化与地表水分指数LSWI有密切的关系,因此证明研究区植被覆盖的增加归因于自然和人为因素的共同作用。不同类型植被NDVI均呈增加趋势,其中荒漠植被NDVI增加最明显,森林植被增加平缓,且存在季节性差异。此外,不同类型植被NDVI受水热因子影响也存在季节性差异。     

基于Hoek-Brown准则确定核电工程场地岩体力学参数

岩体与岩石的力学强度之间既有内在联系又存在明显的差异,场地岩石力学指标对于评价场地岩体的力学特性至关重要。以三门核电场地为研究对象,在室内岩石力学试验的基础上,结合野外地质调查,综合考虑岩体结构特征和应力分布状态等因素的影响,引入定量描述岩体结构特征和风化程度的地质强度指标（GSI）,采用Hoek Brown强度准则估计岩体力学参数,同时与岩体地质力学分类法（RMR）计算得到的岩体力学参数进行对比分析。基于GSI的Hoek-Brown法得到的中等风化凝灰质砂岩、微风化凝灰质砂岩和微风化安山玄武岩岩体的c值分别为4.03、6.20、6.10 MPa,φ值分别为31.96°、34.37°和33.87°。基于RMR评分的Hoek-Brown法得到的c值分别为4.42、6.44、7.24 MPa,φ值分别为28.92°、32.43°和34.51°。研究结果表明,采用Hoek-Brown准则确定的核电场地岩体力学强度指标比较合理,得到的岩体力学指标可以作为核电站基础设计的重要依据。     

川西北中生代特提斯沉积物地球化学特征对陆源风化条件的指示意义

川西北中生代特提斯沉积物地球化学特征对陆源风化条件的指示意义顾雪祥（成都理工学院．成都６１００５９）关键词特提斯浊积岩，风化条件，元素分配型式，碱金属－碱土金属，化学变异指数地史时期的物源区现今许多已被剥蚀破坏，因而有关这类物源区的母岩性质、同化条件...     

Organic matter maturation under the influence of a deep intrusive heat source: A natural experiment for quantitation of hydrocarbon generation and expulsion from a petroleum source rock (Toarcian shale, northern Germany)

Four shallow boreholes were drilled in the Hils syncline, northern Germany, in order to determine quantitatively the amount of hydrocarbons generated and expelled during maturation of a typical kerogen-type-II-bearing source rock. The holes penetrated the carbonceous Lias shales (Posidonia shale, Lower Toarcian) and part of the adjacent Dogger α and Lias δ mudstones. The maturity of the organic matter in the cores recovered ranges from immature (0.48% R̄₀) to overmature 1.45% R̄₀) due to location of the Hils syncline in the vicinity of the Vlotho Massif, which is deep-seated intrusive body. Facies variations of the Lias within the short geographical distances in the study area are negligible.Organic matter mass balance calculations were based on detailed organic geochemical analyses of residual material in the Lias shales (kerogen, bitumen etc.) and on the evidence of a uniform initial composition of these sediments in the study area. Dead carbon determinations supported this latter criterion but were not used as a parameter in the calculations.About 50% of the initial kerogen was transformed into oil, gas and inorganic compounds during the vitrinite reflectance increase from 0.48 to 0.88% R̄_o and only marginally more during the maturity increase from 0.88 to 1.45% R̄_o. Only a small portion of the generated material remained in the source rock even at a relatively early stage of generation (0.68% R̄_o). Expulsion efficiency of oil plus gas reached a value of 86% at the end of the main generation stage (0.88% R̄_o).     

广东某硫酸冶炼工业区土壤铊污染及评价

运用地累积指数法(Igeo)及富集指数法(EF)对广东某硫酸厂含铊黄铁矿冶炼废渣堆渣场周围土壤铊污染状况进行了调查和评价。结果表明,废渣周围土壤已受到了明显的土壤铊污染,铊污染物主要集中在土壤0~165cm范围,并且表现出沿垂直方向向下迅速降低的特点;土壤表层的铊吸附量未达到饱和状态,铊污染物将继续在土壤表层发生累积作用。Igeo与EF法对铊污染评价结果相似：废渣下伏土壤0~6cm范围铊污染达到中度污染水平,而在土壤约85~15cm以下为无至轻度污染水平;15cm以下没有受到土壤铊的污染;相对于下伏土壤剖面,废渣外围土壤污染更为严重,其中表层土壤0~1cm铊已经达到显著污染,土壤2~105cm范围内铊为中度污染,而在土壤约15cm以下铊为无至轻度污染。两种方法应用于工业区土壤铊污染水平分析是可行的,但是不能表明铊在土壤中存在状态、迁移能力以及生物有效性。     

基于物质流分析的区域循环经济评价指标体系构建——以陕西省榆林市为例

以物流分析为基础,兼顾循环经济的3R原则,利用循环经济发展中涉及的物质流分析指标,以及物质流指标与人、经济、单位投入、产出等外延领域的结合衍生指标构建循环经济评价指标体系,并对各指标作了解释,对数据来源途径做了分析.