地下水位波动带三氮迁移转化过程研究进展

三氮是我国地下水中典型污染物,其在包气带和含水层中的迁移转化过程受到高度关注。近几年,地下水位波动带中的三氮迁移转化已经成为新的研究领域。在综合运用文献计量分析法,定量分析相关研究趋势的基础上,系统总结地下水位波动带形成及特点,梳理波动带中三氮迁移转化过程及生物地球化学过程最新研究表述及成果,并对今后可能的研究热点和方向进行了展望。现有研究表明:水位波动带中环境指标如土壤含水率、氧化还原电位、溶解氧和有机质含量均表现出一定的分带性规律,微生物菌群结构和功能基因更多样化,并呈现一定的分布特征。随着地下水位波动,包气带中的三氮易浸溶进入地下水并发生迁移。地下水位上升,硝化作用减弱,反硝化作用增强;地下水位下降,硝化作用增强,反硝化作用减弱。为完善水位波动带三氮迁移转化过程研究,应进一步关注:（1）将水化学演化分析与分子生物学高通量测序方法相结合,深入探究水位波动带三氮转化与微生物作用机理;（2）除关注硝化、反硝化作用外,增加异化还原、同化还原和厌氧氨氧化等作用过程的研究;（3）细化分析更多情境、更多影响因素的水位波动过程,识别水位波动带三氮转化的关键影响要素。     

基于迁移卷积神经网络的黄土含水率智能识别

黄土含水率深层原位精准探测是揭示黄土重大工程灾变机理及灾害预警的有效手段,基于卷积神经网络提出了一种原位孔洞探测黄土含水率的智能识别方法。首先,通过搭建室内实验平台采集间隔等级为2%的7种不同含水率下的图像信息,生成用于神经网络训练的数据集。然后,基于迁移学习思想建立了多种迁移卷积神经网络模型,并对比分析了不同模型的黄土含水率识别精度,通过混淆矩阵可视化验证模型的可靠性。结果表明：针对所建立的黄土含水率图像数据集,基于VGG19、ResNet101、DesNe201的深度迁移网络模型的测试准确率都在90%以下,并且在一定程度上出现了过拟合现象,如推广应用则会出现超过10%的误判现象;而基于Xception、MobileNet、NASNetMobile的轻量化迁移网络模型在训练后泛化能力较好,测试准确率都达到了90%以上,其中Xception迁移网络模型的识别精度最高,达到了94.6%。搭建的轻量化迁移网络模型识别精度高、计算速度快,可为开发黄土地质信息原位探测机器人的视觉系统提供算法支持。     

准噶尔盆地东北缘乌伦古坳陷油气成藏的构造制约

近年来随着地质工作的不断深入,在乌伦古坳陷发现丰富的油气资源。然而与盆地其余地区相比,其油气勘探开发程度仍较低。本文通过构造特征和断裂发育过程对乌伦古坳陷油气成藏规律进行了系统研究。研究区发育3套烃源岩,其中石炭系滴水泉组和巴塔玛依内山组烃源岩最为重要,索索泉凹陷中心为乌伦古坳陷的石炭系烃源岩生油中心。乌伦古坳陷油气藏的形成受控于逆冲断裂而呈带状分布,是逆冲断裂控制的油气聚集带。断裂活动自北往南变新,断裂活动期次与烃源岩生烃高峰期相匹配,沟通油源的深大断裂是油气运移的主要通道。浅部发育反冲断层,主要分布在斜坡区的喀拉萨伊断裂附近,对早期油气起到破坏作用。研究区断裂系统在平面上自北往南可分为根部带、中部带和前锋带,受断裂活动影响,构造圈闭和油气藏形成时期逐渐变新,层位逐渐变浅,类型由断层相关变为褶皱相关。     

印度洋构造过程重建与成矿模式:西南印度洋洋中脊的启示

印度洋经历过复杂的构造演化,其中3次重大的三联点和洋中脊跃迁、板块重组对印度洋现今构造格局的形成具有重要影响。本文基于Gplates板块重建技术和古水深数据,并融合前人热点和年代学研究结果,重点探讨了120 Ma、90 Ma、84 Ma、65 Ma、40 Ma、24 Ma和15 Ma发生在印度洋的重大构造事件,讨论了这些构造事件在西南印度洋超慢速扩张脊构造特征上的关联,探讨了西南印度洋不同演化阶段的两种海底热液成矿模式,即早期热点-洋中脊相互作用相关的热点成矿模式和后期海洋核杂岩相关的湿点成矿模式。     

塔里木南缘铁克里克地区西段晚古生代辉绿岩LA-ICP-MS锆石U-Pb定年及其地质意义

新疆塔里木南缘铁克里克地区西段出露的古元古代都维吐卫花岗岩体中大量发育辉绿岩脉, 多呈岩墙、 岩株状产出。岩石地球化学研究表明, 辉绿岩来自EMI型地幔源区, 形成于大陆板内裂解环境。辉绿岩的LA-ICP-MS 锆石U-Pb同位素年龄为408.5±7.3Ma, 属于早泥盆世。结合西昆仑造山带中一系列早古生代花岗质岩体, 推测该辉绿岩的形成表明原特提斯洋的闭合时间应早于早泥盆世, 代表了原特提斯洋构造旋回的结束, 为探讨早古生代塔里木南缘的构造演化提供了新的资料。     

宜居黄河科学构想

黄河问题表象于河,形成于域,根植于地。针对于黄河流域高质量发展面临的地球科学问题特点及挑战,本文提出了“宜居黄河”科学构想,旨在构建一个包括“安全黄河”、“绿色黄河”、“生态黄河”、“和谐黄河”和“智慧黄河”5大核心内容的体系完善的宜居黄河研究科学架构,并对这5个方面的科学内涵和关键研究内容进行了阐述。其中,(1)安全黄河立足于工程地质学,研究黄河流域地质地表过程及其灾害效应,以保障地质安全需求,构建安全黄河体系;(2)绿色黄河立足于水文地质学,研究黄河流域水循环过程及其水土环境变化效应,构建绿色黄河体系;(3)生态黄河立足于环境地质学,研究黄河流域生态系统演化规律及其生态屏障效应,构建生态黄河体系;(4)和谐黄河立足于资源地质学,研究黄河流域资源开发与人地协调的发展模式,构建和谐黄河体系;(5)智慧黄河立足于大数据及信息科学,研究黄河流域地学信息集成与智慧决策平台,构建智慧黄河体系。这5个部分相互支撑融合,共同解决宜居黄河的核心关键问题,从而为保障黄河长治久安、促进全流域高质量发展,最终形成造福中华民族的“幸福黄河”起到科技支撑作用。     

安徽沙溪斑岩铜（金）矿区闪长斑岩形成机制

沙溪铜（金）矿床是目前长江中下游成矿带中已探明储量最大的斑岩型铜矿床。文章通过对沙溪矿区内闪长斑岩的年代学、全岩化学成分、同位素地球化学等综合研究,探讨了闪长斑岩的形成机制。闪长斑岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb加权平均年龄为128.3±1.5 Ma,属于早白垩世岩浆活动产物。岩石具有富碱（ALK=6.12~7.53 wt%）、富钾、富镁（Mg#=38.99~51.53）、准铝质（A/CNK=0.90~0.99）等特征,属于钙碱性—高钾钙碱性系列岩石;岩石轻稀土元素富集,重稀土元素亏损（LaN/YbN=12.63~17.63）,无明显的Eu异常（δEu=0.84~1.14）;大离子亲石元素（Ba、Sr）和Pb等富集,高场强元素（Nb、Ta、Ti等）亏损。闪长斑岩的全岩(87Sr/86Sr)t值为0.7052~0.7056,εNd(t )值为-6.09~-3.42,(206Pb/204Pb)t值为17.51~18.16、(207Pb/204Pb)t值为15.49~15.63、(208Pb/204Pb)t值为37.57~38.45,表明成岩物质源于壳幔混合。130 Ma左右,平移的郯庐断裂的伸展引发了大规模岩浆作用,来自深部的岩浆沿着郯庐断裂带上侵,并混染了大量的地壳物质,形成了沙溪闪长斑岩及与铜矿有关的石英闪长斑岩。     

钙质砂特征形状分析及不排水剪切强度研究

钙质砂的形状是影响其宏观力学性质的重要因素。人工挑选出不同特征形状(块状、片状、条状)的钙质砂,通过显微图像采集与处理技术,定义并构建了一个形状参数(偏离度α),对钙质砂的特征形状进行三维定量描述,配制3种不同形状掺量的钙质砂试样进行三轴固结不排水剪切试验,研究钙质砂的特征形状对其剪切特性的影响。研究结果表明：(1)偏离度α能够较好地对钙质砂的形状进行描述及区分,可作为一种量化钙质砂形状的有效手段;(2)钙质砂的不排水剪切强度与偏离度α有较好的相关性：若增加片状钙质砂的含量(α增加),则试样的不排水剪切强度降低,若增加条状钙质砂的含量(α减小),不排水剪切强度增大。研究成果不但加深了对钙质砂特征形状的理解,还为准确评估钙质砂的抗剪强度提供了新思路。     

基于城市工程建设的福建莆田城区地质环境承载力评价

摘要: 为了研究福建莆田城区人类工程建设活动与地质环境承载力之间的关系,选取软土埋深、软土厚度、砂土液化、卵石及砂卵石层埋深、基岩埋深、地下水咸水与淡水分界、地下水腐蚀性、地震(场地类别)和推测断层9个评价因子,以500 m×500 m网格为评价单元,利用GIS软件和模糊数学评价方法评价福建莆田城区地质环境承载力。福建莆田城区地质环境承载力属于中等—高的区域占全区面积的90.18%,地质环境承载力属于低的区域占全区面积的9.82%,主要位于木兰溪入海口附近。地质环境承载力低的区域,不适合规划、布置大型建筑。建议对已完成的重大工程实时监测,掌握工程动态,避免因地质环境问题造成损失。     

青藏高原风火山流域坡面尺度活动层土壤水热时空变化特征

以风火山流域某阴坡坡顶、 坡底和阳坡坡底活动层土壤水热及气象资料为基础, 对青藏高原多年冻土区不同地形条件下的土壤水热时空变化特征进行了分析。结果表明： 在融化阶段, 除表层5 cm外, 阴坡坡底各深度土壤开始融化日期均比坡顶早, 比阳坡坡底晚; 阴坡坡脚各深度土壤含水量均大于坡顶和阳坡坡底。在冻结阶段, 开始冻结日期在阴坡坡底均比坡顶早, 但比阳坡坡底晚; 阴坡坡底各深度土壤含水量均高于坡顶相应土层的含水量, 在20 cm、 100 cm、 160 cm深处高于阳坡相应土层的含水量, 但在5 cm、 50 cm深处, 稳定冻结后两者的含水量差异较小。在整个冻融过程中, 阴坡坡底土壤温度对气温变化的响应弱于坡顶及阳坡坡底, 但其土壤水分对降水的响应强于坡顶及阳坡坡底。植被生长发育受水分和热量条件的制约, 不同地形条件下水热时空变化差异将影响植被空间分布特征。在未来气候变暖情况下, 上坡位植被可能因为水分胁迫而退化, 出现荒漠化现象, 而下坡位由于受侧向流的影响, 土壤水分对降水的响应强烈, 植被不会发生显著退化; 在不同坡向之间, 同一坡位阳坡植被退化程度可能大于阴坡。