山东莱州湾南岸典型剖面海(咸)水入侵过程的水文地球化学识别

山东莱州湾地区是我国海水入侵研究的典型地区之一,为了进一步促进对莱州湾海水入侵的认识,本次研究选择莱州湾南岸的典型剖面(昌邑-柳疃)为研究对象,系统采集了不同类型水样(河水、淡水、微咸水、咸水、卤水和海水),分析了不同水体的水化学、δ18O、δ2H、离子比及饱和度等特征。根据不同水体的水化学特征分析,判断出研究区在海(咸)水入侵过程中首先发生了混合作用,在此基础上,发生了阳离子交替吸附作用和不同程度的溶解沉淀作用。特征离子比值分析表明,咸水、微咸水是由地下淡水与卤水混合形成;剖面上咸水体的分布特征、δ18O-Cl-关系显示部分深层地下淡水也受到了卤水下移侵入影响。氢氧同位素的分布特征表明,研究区地下淡水明显来源于大气降水,第四纪古海水成因的卤水受到了蒸发及浓缩作用,"氧漂移"现象比较严重;矿物饱和度显示,研究区所有水体中盐岩均处于未饱和状态,石膏与白云石在部分地下淡水和微咸水中未达到饱和,在卤水与咸水体中处于饱和状态,方解石则在所有水体中都基本呈饱和状态。     

上新世以来北京平原NBT1孔记录的地层沉积及构造指示

磁性地层学结合宇宙成因核素、AMS 14 C测年为晚新生代可靠的长序地质年代框架建立提供了有效快捷手段。在北京平原东南部钻取的NBT1全取芯钻孔进行了详细的磁性地层学研究,400 m钻孔335 块样品识别出10个正极性和9个负极性时段,记录了布容(Brunhes)、松山(Matuyama)、高斯(Gauss)、吉尔伯特(Gilbert)极性时,孔底进入到4. 2 Ma的Gilbert负极性时。以岩性组合、26 Al/10 Be、AMS 14 C年代学为基础,结合测井沉积〖JP2〗相分析,判断钻孔上新世晚期地层底界位于319. 60 m,第四系下更新统、中更新统、上更新统底界分别位于214. 80 m、〖JP〗70. 60 m、59. 25 m。在上新世约4. 2~3. 5 Ma发育了6期明显的冲洪积扇的快速沉积过程,第四纪早更新世以曲流河沉积体系为主,中更新世以湖沼沉积为主,夹分支河道沉积,沉积厚度相对较薄,晚更新世以分支河道- 湖沼沉积为主,其顶部末次盛冰期浊黄橙色硬质黏土发育。钻孔包含了3个沉积速率较高（>150 m/Ma）的时期,分别为3. 58~3. 33 Ma、1. 945~1. 778 Ma和0. 126~0. 010 Ma,与上新世以来青藏高原隆升扩展及华北地区晚更新世构造活化在时间上具有一致性,揭示了华北地区的沉积构造演化对青藏高原隆升具有一定响应。     

天津滨海平原区深孔沉积物环境敏感粒度提取及其意义

沉积物环境敏感粒度是进行古环境研究的重要方法之一, 然而华北平原地区很少进行完整的第四纪全取心深孔沉积物环境敏感粒度组分的提取及分析.对天津渤海湾G1和G2孔第四纪沉积物样品进行粒度分析, 采用粒级-标准偏差和主成分分析两种方法进行了沉积物环境敏感粒度组分提取.对比提取结果发现, 两种方法存在差异性的同时还存在一定的兼容性, 沉积层理厚度越薄, 兼容性越明显; 主成分分析方法对沉积物环境敏感粒度组分刻画得更为细致, 粒级-标准偏差方法不适合深孔沉积物整体敏感粒度组分的提取.G1孔环境敏感粒度组分的粒度峰值为6.700μm、15.650μm、36.240μm、176.900μm、282.100μm、716.800μm; G2孔环境敏感粒度组分的粒度峰值为0.578μm、176.000μm, 分别对应6个和3个粒度分布区间, 指示两孔整体上的沉积物来源及沉积环境空间存在差别.G2孔相对于G1孔整体上的沉积强度大且沉积环境较为稳定, 适合于开展高分辨率的古环境重建工作.      

开放潮坪地区210Pbexc测年CIC和CRS计算模式的选择

现代沉积物测年方法已经在海岸带地区得到了广泛应用,但在开放潮坪地区还存一定的问题,尤其是在通过210Pb进行沉积速率计算时,常量初始浓度(constant initial concentration,简称CIC)模式和恒定补给速率(constant rate of supply,简称CRS)模式给出的结果通常差别很大,即使是与137Cs时标法进行比对时,有时也不易解释.这严重制约了现代沉积物测年方法在开放潮坪及浅海区的应用效果.有鉴于此,选取了其中的1个典型站位的柱状样品,同时开展210Pb_exc过量的210Pb的CRS模式和CIC模式计算,并与137Cs时标法进行对比,结合区域沉积历史数据,对210Pb_exc的CRS模式和CIC模式的选择进行了综合分析,为现代沉积物测年在海岸带地区的应用和解释提供了过程参考.结果显示,对210Pb_exc数据分段采用CIC模式获得的结果较CRS模式获得的更为可靠.这是因为海岸带地区,被潮流搬运来的沉积物更容易满足CIC计算模式所要求的前提条件,即沉积物中的210Pb_exc初始比活度是恒定的.作为一般数据使用者,更倾向于通过210Pb_exc测年方法(也就是CRS模式)能够获得每一层的年龄,但在海岸带地区应用该方法时就需要更加慎重.      

黄河从未经由永定河入海

黄河是中国第二长河,其形成和演化对中国地貌格局的演化和古气候变化具有重要的指示意义。19世纪以来,陆续有学者提出黄河在沿三门峡入海之前曾由河套盆地向东经由永定河入海的猜想,这一假想的河流可称为“北黄河”。这一猜想在地理学领域有较广泛的影响,然而,一直以来却鲜有证据明确证实或证伪这一猜想。本文综合新近发表的华北平原钻孔物源证据、汾渭盆地沉积和三门峡地区的地貌证据对这一猜想进行了探讨。这些证据表明,在约1.6 MaBP之前,位于永定河冲积扇及渤海湾沿岸的所有钻孔均未接收到来自黄河上游和中游的物质,表明此阶段三门峡和北黄河都未开通;而在约1.6 MaBP后,黄河上游和中游的物质开始进入渤海湾,但永定河冲积扇仍缺乏来自黄河上游和中游的物质。结合汾渭盆地三门组在约1.6 Ma快速结束并转变为黄土沉积的证据判断：黄河在约1.6 Ma以前尚未贯通,在约1.6 Ma以后经由三门峡进入华北平原东流入海,即黄河从未经由永定河入海。     

秦皇岛洋河-戴河冲洪积平原第四系含水层海水入侵机理分析

通过对秦皇岛洋河-戴河冲积平原地区枣园水源地野外调查和不同水样的水文地球化学及多种同位素测试分析发现:1)该区海水入侵过程中的水化学作用主要是海水与粘土含量高的地层中钙质矿物阳离子的交换;2)海水入侵不是沿含水层整体向前推移,而是存在优先入侵通道(如断层和水势差较大水流方向)和局部入侵速度较快的现象;3)深层和浅层地下水水力联系较大,海水入侵已经影响到深层地下水;4)研究区地下水平均氚浓度为9.86 TU,地下水平均年龄介于17.6a～23.7 a之间,地下水流速约为2.11 m/a,整体上地下水循环路径短,径流速度快,地下水交替强烈.这些结果可为以后进一步治理海水入侵和合理利用地下水提供依据.     

天津滨海地区深部黏土层弹塑性变形特征与地面沉降关系研究

利用在滨海新区施工的2眼全取芯钻孔（G2和G3）,通过原状土样工程特性指标测试、固结压力试验、0-P0反复加、卸荷试验及地面沉降分层标监测数据分析等,系统阐述了滨海地区深部黏性土层弹塑性变形特征与地面沉降的关系。结果表明：天津滨海地区100 m以浅主要为欠固结土层;100～400 m土层处于超固结和微超固结状态,主要是由过去地下水超量开采造成的;400 m以下土层以正常固结为主。G2和G3孔不同层位黏性土层在反复加、卸荷试验过程中表现出塑性变形量逐渐减小,而弹性变形量几乎不变,与反复加、卸荷次数无关,表明黏性土层在水位反复升降条件下,逐渐变为以弹性变形为主。黏性土层这种特性显示,在地下水位反复升降多次后,黏性土层将会逐渐变成弹性体,在水位恢复时,将产生同步回弹,对防治地面沉降具有重要意义。分析弹塑性变形与黏性土层深度、天然含水率和黏粒含量的相关性发现：弹性变形量与黏性土层深度、天然含水率及黏粒含量呈正相关性;塑性变形量与深度相关性不明显,与天然含水率和黏粒含量呈负相关性。     

干热岩（HDR）资源研究与开发技术综述

干热岩（HDR－hot dry rock)是应用前景很好的清洁，可再生能源，其研究与开发仅有20余年历史，但已经表现出巨大的利用价值和发展潜力，美国芬顿山和日本肘折地区是干热岩研究开发的成功范例，干热岩技术的原理是：通过钻井向地下深处的高温岩体中注入低温水，这些水在地下成为高温高压超临界流体，并使岩体产生具有一定方位的裂隙系统，形成热储构造；然后在适当位置钻－眼或几眼生产井贯穿热储构造，用于提取热能，根据热量提取分析可在干热岩在相当长的时间内保持稳定的热量提取速率，个有很高的实用经济价值，此外，干热岩在水岩相互作用，深部精细地球物理方法和裂隙系统三维模拟等方面具有极高的科学研究价值。     

天津滨海新区地面沉降层位的精准识别与沉降过程重建

塘沽地区地面沉降是新生代松散沉积物多层位沉降叠加的结果,精准识别各层位的沉降贡献是该区地面沉降防控的关键。利用塘沽G2地面沉降分层标组2011—2014年观测数据,对新生代沉积物不同层位的地面沉降进行了精准识别;结合以前的分层标观测资料,重建了1960年以来不同层位的地面沉降过程。结果显示,在1960—1970年地下水开发初期,地面沉降主要层位是浅部粘性土自然固结和第二含水组地下水开采;1970—1980年深层地下水开采高峰期,主沉降层位由二组逐渐加深到三、四组;1985年以后实施了地面沉降控制措施后,第四系地下水开采引起的地面沉降逐渐减小;2000年之后,随着滨海新区的成立和大规模的城市建设,城市建设引起的建筑基础沉降逐渐成为主要的沉降层。通过对不同时期主要地面沉降层位的转换过程分析,提出地面沉降精准防治新思路。     

三门峡盆地三门组的特征与时代北大核心CSCD

汾渭盆地在上新世至早更新世发育巨型内流湖泊——三门古湖。三门组是三门古湖内沉积的一套河湖相地层,同时是中国北方重要的新生代陆相地层单位。三门组沉积结束是指示黄河贯通的重要标志之一,但对三门组命名地三门峡盆地黄底沟剖面的研究显示,其岩性特征及地层时代与汾渭盆地内其他次级盆地的三门组明显不同,这不利于三门组的划分和对比,也导致了学术界对黄河贯通三门峡时代的争议。最近,我们对三门峡盆地东部平陆县张村镇后沟村出露的三门组做了详细的沉积特征和磁性地层研究,结果表明:(1)三门峡盆地三门组的地层特征和时代(2.7—1.6 Ma)与汾渭盆地内其他次级盆地基本一致,指示黄河袭夺三门古湖的时间大约为1.6 Ma,与其他证据揭示的黄河贯通三门峡的时间一致;(2)之前作为三门组命名剖面的黄底沟剖面可能因黄河的侵蚀而缺失了三门组,修订后的磁性地层年代框架指示该剖面可能保存了上新统游河组和上中新统灞河组。三门组在三门峡盆地多个剖面均有出露,本文建议将地层连续、界线清晰、出露最佳、有详细古地磁定年且交通便利的后沟剖面作为三门组的标准剖面。