海洋铜锌同位素地球化学研究进展

铜锌是海洋浮游生物生命活动所必需的微量营养元素,其含量和同位素能够对相关海洋生物—物理—化学过程进行示踪和定量分析,是国际地学重大研究计划"GEOTRACES"的核心研究内容之一.总结和评述了近年来海洋铜锌同位素的最新研究成果和研究现状,归纳出以下认识:①生物吸收、颗粒物吸附和有机质络合等不同海洋过程会使海水溶解铜锌同位素产生分馏,从而对同位素组成的纵剖面分布特征造成影响;②现代海洋主要铜锌输入、输出端元同位素组成及通量的研究已日趋成熟,但仍存在潜在的铜锌源汇尚未被发现;③铜锌对海洋气候环境变化极为敏感,其同位素组成经常被广泛应用于古海洋气候环境变化等方面的示踪.未来还需在优化铜同位素组成的分析测试方法、探究海洋铜锌的潜在源汇以及生物碳酸盐等海洋载体铜锌同位素分馏机理等方面开展进一步工作,并有望在碳循环、地球气候重大演变和海洋环境污染的示踪应用等方向取得突破.     

海洋涡旋在模态水形成与输运中的作用

模态水在全球气候变化中有着重要作用.但是由于缺乏海洋次表层的高分辨率观测,对空间尺度为百公里的海洋中尺度涡旋如何影响空间尺度大于千公里的模态水的认识仍然欠缺.为了解决这一科学难题,在科技部的支持下,实施了一次成功的海上观测试验.系统梳理了基于该观测数据所发表的有关涡旋影响模态水潜沉和输运的主要研究成果:①捕捉并揭示了中尺度涡导致混合层水潜沉的过程和动力机制;②发现了中尺度涡携带模态水迁移的新路径;③阐明了模态水多核结构的形成机制.研究结果揭示了黑潮延伸体海域中尺度涡旋影响大尺度模态水的物理本质,为该海域多时空尺度海洋—大气相互作用作出了一定的贡献.通过对该次观测试验结果的分析和总结,得到了如下新的科学推论:海洋次中尺度过程对模态水的形成和耗散也具有重要影响.     

浅论造山型金矿中碳质黑色页岩的来源及其在金成矿过程中的作用

碳质黑色页岩形成于各个不同地质历史时期的海洋缺氧水体中,通常可视作潜在的成矿物质来源,目前对于碳质黑色页岩的研究主要集中在传统能源矿产领域,其与金矿床相关成矿机制的关联尚缺乏系统性的深入研究.在总结近10年造山型金矿中碳质黑色页岩研究成果的基础上,归纳前人对碳质黑色页岩的来源、形成环境和过程、地球化学特征以及其与造山型金矿化的成矿物质来源、元素迁移—活化—沉淀机制关系的认识:①碳质黑色页岩主要形成于海洋静闭极度缺氧环境;②碳质黑色页岩比普通黑色页岩更富集金、银、钼、钒、镍和铬等稀有金属;③碳质黑色页岩能够通过地层的区域变质运动释放金元素进入深部变质成矿流体;④碳质黑色页岩通常相对其他岩层在构造活动中更易形成容矿构造并作为强力还原剂导致金的沉淀;⑤碳质黑色页岩能够作为显著的找矿标志指导找矿.然而,这些认识不仅与造山型金矿床的传统成因模式存在一定的差异,而且也将引起传统找矿勘查评价准则的改变.目前,我国对于造山型金矿床中碳质物的研究仍较为薄弱,亟待开展该领域的研究,为找矿勘察工作提供科学依据.     

苏丹Muglad盆地中南部西斜坡沉积层序及有利地层圈闭预测

苏丹Muglad 盆地油气资源丰富,是重要的油气探区。盆地中南部西斜坡位于Kaikang坳陷西部斜坡带,是Muglad盆地重要的勘探区之一。研究区在构造转型时期遭受严重剥蚀,目前残余地层厚度约为5 000 m。受区域构造活动的影响,研究区的沉积储层发育演化与构造演化密切相关。随着构造圈闭勘探进入中后期,寻找新的勘探领域和目标已成为当务之急。因此,岩性地层圈闭勘探已成为研究区目标转换的重要途径。目前,对Muglad盆地中南部西斜坡层序地层结构等基本问题的认识还不够系统,制约了研究区油气勘探的进程。综合利用岩心、测井及地震等资料,运用层序地层学原理,在苏丹Muglad盆地中南部西斜坡层序地层格架划分的基础上,重点对沉积层序演化特征及其控制因素进行了分析。同时,探讨了有利生储盖组合,并预测和评价了有利地层圈闭。主要成果及认识如下:(1)Muglad盆地经历了3次裂谷断陷活动及其后裂谷期的3次热沉降坳陷活动,形成了6个二级层序;在二级层序格架内将白垩系Abu Gabra组至古近系Adok组划分为13个三级层序,每个层序的充填和演化都受区域构造控制。(2)研究区地层发育经历了三期断-坳作用,各阶段盆地均保持了其构造背景下的沉积特征,不同阶段构造控沉积作用差异明显。通过对Muglad盆地中南部西斜坡岩心、测井、地震及古水流分析,认为研究区在断陷期主要发育湖泊及辫状河三角洲沉积体系,坳陷期主要发育辫状河及三角洲等沉积体系。由于湖盆多期次的扩张与收缩,沉积体系在时空分布上具有继承性和差异性。(3)根据Muglud盆地中南部西斜坡白垩系-古近系烃源岩、储层和盖层形成的先后顺序及其空间组合关系,研究区可识别划分出四套生储盖组合。它们的成藏方式不同,主要包括两种类型的生储盖组合,即下生上储型和自生自储型。研究区以发育地层剥蚀不整合圈闭以及地层超覆不整合圈闭为主。研究区西部SQ5层序顶界面为区域剥蚀不整合面,与下伏地层形成剥蚀不整合三角区域,为有利的地层剥蚀不整合圈闭发育区。研究区西北部SQ4上超于不整合面之上,形成超覆不整合三角区域,为有利的地层超覆不整合圈闭发育区。     

基于地学规律的科尔沁沙地土地整治与生态修复规划方法

内蒙古科尔沁沙地历史上曾是科尔沁大草原,现在是农牧交错区,该区的土地利用关系到生态安全、国家粮食安全和农民生计。该区域“坨甸相间”地貌特点造成不同地形部位土壤含水量存在差异,降水量年际变化大。通过卫星影像数据解译出土地利用/覆被类型图与土壤图进行叠加,获得了显性沙地和隐性沙地数量与分布信息。首先保留耕地以外的其他地类,再利用卫星影像数据反映不同降水年型耕地的归一化植被指数(NDVI),将偏欠水年NDVI低于平均值的耕地退耕还草,消除这些耕地的冬春沙化风险,以进行土地利用布局调整。这种直接利用遥感数据获取土地利用/覆被类型和耕地的NDVI进行土地利用空间布局调整的方法,十分简单实用。本文还根据地貌和沙地降水入渗快的特点,提出了与高标准农田建设模式不同但与区域地理环境相吻合的农田整治模式,即利用自然沙丘作为区域风沙防护工程,土地开发不做大平整,不修建灌溉系统,发展雨养农业。以上根据区域地理环境条件进行土地利用布局和确定农田开发建设模式,可将农业生产与荒漠化防治和谐结合在一起,实现土地可持续利用。     

利用分布式光纤声传感设备开展青藏高原易贡湖浅层结构探测

地震数据是利用地震学方法探测地下结构的基础条件,然而传统地震仪器难以获得极端环境地区(水下、高原等)的长时间、高密度连续数据。较之国际仪器厂商,国内的DAS研制相对较晚。自2016年起,国产DAS逐步应用于石油测井和城市区域地下结构探测,而运用在极端环境下的探测工作尚未见报道。中国科学院半导体研究所与青藏高原研究所经过多年合作研究,于2021年4月将自主研发的DAS系统首次应用于青藏高原的野外数据采集。本次试验同时记录了地面和水下的连续背景噪声和重锤数据。该研究利用背景噪声成像技术,获得了西藏易贡湖地区地表70 m以内的横波速度结构。本次研究为极端环境下的低成本、高密度数据采集和地下结构探测提供了理论和试验依据。     

川西甘孜地区活动断裂与地质灾害分布相关性探讨

活动断裂带的地质灾害效应是工程地质与地质灾害领域研究的重要内容。川西甘孜地区位于青藏高原东南缘,区内新构造运动强烈,地质灾害频繁发生,对人类生命财产安全造成威胁,对社会生活和经济建设起到了破坏作用。文章从活动断裂与地质灾害点空间分布之间关系进行分析研究,总结出两者在空间分布的规律。认为活动断裂是川西甘孜地区地质灾害孕育的内动力条件之一;在空间位置上关系密不可分,在主要活动断裂0~1 km范围内0.095处/km2、1~2 km范围内0.050/km2、2~5 km范围内0.029处/km2频发。在活动断裂沿线开展针对地质灾害的监测和防范工作亟待落实,可为减轻或避免地质灾害提供依据和建议。      

地下水资源遥感评估技术研究进展

地下水的赋存和埋深是地下水资源勘察的重要内容。遥感技术具有数据获取快、综合成本低、观测尺度大等诸多优势。基于遥感的地下水资源评估技术一直受到研究人员的关注,也是遥感应用研究中的热点和难点。回顾总结了遥感技术在评估地下水赋存和埋深领域的应用与研究进展,根据不同评估技术的特点将其划分为单因子模型评估法、多因子综合模型评估法、重力卫星数据评估法3种。得出以下结论: ①地下水遥感评估技术经过多年发展,模型方法更加多样,精确度不断提高,可以作为传统地下水资源勘察的重要辅助手段; ②遥感评估地下水赋存的研究发展迅速,但针对地下水埋深信息的评估研究进展相对缓慢; ③高时空分辨率遥感技术和机器学习技术的结合运用、无人机遥感技术的应用是地下水资源遥感评估技术的未来发展方向。     

国家地下水监测工程(自然资源部分)西辽河平原监测区建设成果概述

为落实国家地下水监测工程与地下水质监测工作任务,实现对西辽河平原地下水动态的有效监测,国家地下水监测工程(自然资源部分)在西辽河平原监测区共布设了国家级地下水自动监测井117眼,其中新建监测井93眼,改建机民井24眼,安装自动监测仪器117套。监测区控制面积57 000 km²,主要监测层位为第四系松散沉积物孔隙水含水层,监测层位最大深度为206 m。建成了国家地下水监测工程信息服务系统,提升了地下水监测信息获取、分析、共享和服务能力。该项目的实施大幅度提高了监测区地下水的监测频次以及信息的时效性、可靠性和准确性。     

川西甲基卡烧碳沟地区伟晶岩脉地球化学特征

通过对烧碳沟地区伟晶岩的岩石学特征及地球化学特征进行分析,探讨了其成矿构造背景及物质来源等成矿地质条件。结果表明: 烧碳沟一带伟晶岩的SiO₂含量为73.46%~75.96%,全碱含量为4.71%~7.36%,里特曼指数为0.70~1.84,反映了伟晶岩的钙碱性特征; 铝饱和指数A/CNK为1.54~2.49,全部大于1.1,反映了强过铝质S型花岗岩的特征。伟晶岩的主量、微量和稀土元素特征表明,其源岩以黏土沉积物为主,与甲基卡二云母花岗岩相比,两者具有高度相似的微量、稀土元素配分模式,以及近似的Nb/Ta比值,表明两者具有同源性,且属于分异程度较高的钙碱性花岗伟晶岩脉。构造背景分析显示伟晶岩属于同碰撞花岗岩,在印支运动末期相对稳定的环境中,甲基卡一带的穹状构造为稀有金属伟晶岩矿床提供了良好的成矿环境。