The effects of karst collapse on the environments in north China

In this paper, a systematic study was completed on the distribution features and origins of karst collapses in north China. There are 65 modern karst collapse areas with 1,416 karst collapse pits and 38 paleo–karst collapse areas with 3,654 paleo-collapse pillars. Modern karst collapses are mainly distributed in the plain region of the east Taihang and Yanshan Mountains and are concentrated in three zones from the west to the east in this region. The regional distribution features of karst collapses in north China are controlled by the boundary of the geological tectonics, condition of soluble rock and the extent of human activities. From the results, three-grade indices have been adopted to establish a classification scheme for karst collapse in north China. The effects of karst collapses on the environments in north China are summarized using a karst collapse classification scheme.     

全国地质环境承载能力评价

地质环境承载能力评价是国土空间规划的基础依据。在综合研究中国区域构造稳定性、地质灾害易发程度、土地荒漠化敏感性、土壤质量地球化学背景等地质环境特征与问题的基础上,结合地质环境分区,构建了差异化评价指标体系,运用基于层次分析的图层叠置法,开展全国地质环境承载能力综合评价,将地质环境承载能力分为高、较高、中等、较低、低5个等级,面积分别占国土面积的15.44%、22.43%、26.13%、11.34%、24.66%。揭示了区域地质环境限制性因素及其限制程度的差异。评价成果表明,地质环境承载能力高的地区主要分布在中国东北平原、华中地区、四川盆地等。     

南海北部深水区油气勘探的关键地质问题

南海北部深水区已经获得了重大的天然气发现,正逐渐成为全球深水勘探的热点区之一。通过与相邻陆架区以及世界上典型深水盆地的类比发现,南海北部深水区具有独特的石油地质特征。南海北部大陆边缘经历了从燕山期主动陆缘向新生代边缘海被动陆缘的转变,其演化过程和成盆机制复杂;陆坡深水区具“热盆”特征,凹陷普遍发育超压,其生烃机制不明;深水区距离物源区较远,缺乏世界级大河系的注入,具远源沉积特征,未发现盐层及其相关构造,其油气成藏条件具有特殊性。此外,南海北部深水区海底地形崎岖、多火山,还面临着地震采集、处理等地球物理难题。因此,南海北部深水油气勘探需要在借鉴相邻陆架区和世界其他深水区成功经验的基础上,一方面深入研究其独特的油气地质特征,另一方面研发适应于我国深水环境的地球物理新技术,切实推动深水勘探的进程。     

华北克拉通西部基底早前寒武纪地质事件、性质及其地质意义

综合华北克拉通西部陆块阴山地块、孔兹岩带和鄂尔多斯地块基底正、副片麻岩以及鄂尔多斯地块现代河流沙锆石U-Pb和Hf同位素资料,并根据最新获得的鄂尔多斯基底及盖层继承碎屑锆石U-Pb年龄及Hf同位素统计分析揭示,该陆块存在古、中太古代陆壳物质,自新太古代以来先后发生了新太古代~2.7Ga、2.55~2.45Ga以及古元古代2.2~2.0Ga和1.95~1.85Ga等多期构造热事件。由基底和盖层中各类岩石中获得的~2.5Ga锆石的εHf(t)多为正值,Hf陆壳模式年龄(t_(DM)~C)介于2.9～2.6Ga之间(峰值～2.75Ga),阴山地块存在～2.7Ga的岩石,鄂尔多斯地块基底有～2.7Ga继承锆石记录,证明新太古代存在一期重要的陆壳生长。2.55～2.45Ga的岩浆活动在西部陆块不同地质单元基底岩石中均有记录,出现大量壳源花岗岩和幔源岩浆侵入及麻粒岩相变质作用,它们的锆石εHf(t)值由负到正变化大,Hf陆壳模式年龄(t_(DM)~C)除少数接近岩浆活动年龄外,多数明显高于它们的形成年龄,指示了强烈的陆壳再造和一定陆壳生长,岩石组合及地球化学特征反映了汇聚挤压转为伸展环境,类似于华北陆块～2.5Ga广泛的岩浆变质事件及构造背景,揭示了不同陆块碰撞拼合而后转为伸展的构造演化过程。古元古代2.2～2.0Ga期间,沿鄂尔多斯地块北部及东部边缘出现大洋俯冲消减有关的陆缘弧花岗岩类,它们的锆石εHf(t)和t_(DM)~C值变化范围很大,表明在古元古代中晚期鄂尔多斯地块基底仍发生有陆壳增生和再造。此后在1.95～1.85Ga期间,沿鄂尔多斯地块北部的孔兹岩带和东部的中部构造带均发生顺时针P-T演化轨迹的变质作用,证明～1.95Ga鄂尔多斯地块相继与北部阴山地块和东部陆块碰撞拼合为一体,至～1.85Ga发生陆壳抬升与伸展、发生陆壳物质减压熔融的强烈混合岩化和大量S型花岗岩形成,其后发生镁铁质岩墙侵入,标志着华北陆块最终克拉通化完成。     

粤北大宝山矿区加里东期火山岩的厘定及其地质意义

粤北大宝山矿区一带出露一套与层状Fe-Cu-Pb-Zn矿化紧密共生的层状火成岩。层状火成岩产状与上覆页岩及大理岩和下伏碳质页岩基本一致。本文通过层状火成岩显微特征及锆石年龄探讨火成岩形成环境及时代。层状火成岩为斑状结构,块状构造,局部发育条带状构造及流动构造。层状火成岩的斑晶主要由火山喷发形成的棱角明显石英、斜长石、钾长石、少量角闪石、黑云母及黄铁矿等晶屑及少量岩屑组成,基质为火山熔浆凝结形成的全晶质矿物,主要由粒度极细的石英、钾长石、绢云母、白云母及少量黑云母等组成,石英和钾长石构成典型的霏细结构。层状火成岩含大量火山碎屑及具流动构造等现象表明其为火山碎屑熔岩类,主要为英安质凝灰熔岩、流纹质凝灰熔岩及角砾熔岩。大宝山矿区中部流纹质凝灰熔岩和东部丘坝一带英安质凝灰熔岩的锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄分别为436.4±4.1Ma,MSWD=0.94和434.1±4.4Ma,MSWD=1.9,是加里东期形成的。据大宝山矿区熔岩锆石U-Pb年龄,结合层状熔岩和灰岩及碳质页岩紧密共生及区域深大断裂构造活动特征,我们认为大宝山与层状矿化关系密切的层状火成岩为加里东期海相火山熔岩,粤北一带加里东期海相火山活动可能和形成于加里东期的吴川-四会深大断裂活动有关。     

华北煤田岩溶陷落柱及其突水研究综述及展望

华北煤田岩溶陷落柱（简称“陷落柱”）是地质历史演化过程中形成的产物。80多年来,在中国华北煤田39个矿区煤矿开采过程中共揭露10 000多个陷落柱,因其导致的重大突水淹井事故20余起,研究岩溶陷落柱对系统认识中国矿山岩溶水文地质条件以及防治岩溶水害具有十分重要的理论与现实意义。文章系统梳理、总结了华北煤田陷落柱的发育特征、成因机理、突水机理、探查与防治方法,归纳出近年来华北南缘陷落柱的研究成果,并结合目前华北煤田生产过程中陷落柱研究与水害防治中存在的问题,从陷落柱形成机理与演化过程、小型隐伏陷落柱精细化探查与解译、陷落柱“动态监测—预测模型—突水机理”模式以及陷落柱水害防治技术体系等方面展望了其今后研究趋势及水害防治的方向。     

华北克拉通南北缘三叠纪钼矿化类型、特征及地球动力学背景

华北克拉通南北缘是中国最重要的钼成矿带,特别是近年来在南北缘陆续发现了大量的钼矿床,显示了巨大的钼资源前景。其中三叠纪钼矿床的不断发现引人注目。在华北克拉通北缘及邻区三叠纪钼矿床在空间上总体呈EW向展布,矿床产出受区域东西向断裂控制,钼矿床的形成与三叠纪酸性侵入体关系密切,多产于花岗岩体中、斑岩体内外接触带或附近,矿床类型包括斑岩型和石英脉型。在华北克拉通南缘及邻区,三叠纪钼矿床总体上呈NW向展布,受区域NW向断裂控制,钼矿床的形成与晚三叠世酸性侵入体及碳酸盐脉有关,矿床产于斑岩体内及附近,矿床类型包括斑岩型、石英脉型及碳酸盐脉型。成矿年代学研究表明,华北克拉通北缘及邻区三叠纪钼矿主要形成于248~220Ma,而南缘及邻区三叠纪钼矿床主要形成于226~210Ma。其对应的成矿动力学背景为印支期华北板块与西伯利亚板块同碰撞造山过程和扬子板块与华北板块同碰撞造山过程。     

南海北部渐新世末沉积环境及物源突变事件

南海北部沉积物成分在渐新世末(23.8Ma)发生剧烈改变,出现地球化学成分上的突变,并在深海沉积中发生沉积间断及滑塌堆积。这些沉积事件在时间上与南海扩张轴由东西方向转为北东—南西方向发生跳跃的时间十分吻合,是渐新世以来南海构造演化史上最为重大的构造事件。经过这次构造事件,白云凹陷由渐新世晚期的浅水陆架环境转为中新世以后的深水陆坡环境,南海北部地区沉积物源由渐新世近源为主转变为中新世远源为主的供给特点;并使南海北部地区自中新世以来总体呈现海侵的特征。这次沉积环境与物源突变事件对南海北部地区油气藏的形成影响深远。     

Late Oligocene sedimentary environments and provenance abrupt change event in the northern South China Sea

A significant change in composition was recorded in late Oligocene sediments from the northern South China Sea. This abrupt event coincided with the seafloor spreading axis jump across the Oligocene/Miocene boundary, leading to sedimentation breaks and slumps as well as obvious changes in sediment geochemical composition, and representing the greatest tectonic activity in the South China Sea region since the Oligocene. Through this tectonic event, the sedimentary environment in the Baiyun sag area transformed from a continental shelf in the late Oligocene to a continental slope since the early Miocene, the provenance of the sediments changed from neighboring areas to the hinterland of the South China block, and the sea level rose since the early Miocene in the area. Therefore, this abrupt change event has a profound influence on the evolution of petroleum offshore in the northern South China Sea. __________ Translated from Geology in China, 2007, 34(6): 1022–1031 [译自: 中国地质]     

中国生物礁时空分布特征及其地质意义

中国生物礁从震旦纪至新近纪均有发育，分布范围广，并有泥盆纪、二叠纪和新近纪3个主要造礁期。不同地史时期造礁生物及其附礁生物的组合不同，形成的礁体具有不同的类型、规模和特征。生物礁的发育受构造作用、海平面变化及古地理环境控制，同时也受遣礁生物兴衰演化的控制。生物礁与油气藏、金属矿床空间上关系密切，成因上可有联系。笔者系统总结了20多年来中国生物礁的研究进展和成果，并指出利用多学科综合方法能较成功地预测隐伏生物礁的发育和分布，寻找礁型油气藏和礁型矿床。     

西藏冈底斯北带首例主碰撞造山期铜矿——林周县程巴矽卡岩型铜矿床地质特征、辉钼矿Re- Os同位素年龄及成矿意义

通过近十年的地质勘查,在冈底斯北带多座具有经济价值的矿床得到开发利用,该带已经成为西藏地区矿床勘查与研究的又一热点地区。程巴铜矿是冈底斯北带近年来新发现的唯一一例中-大型规模的富铜矿床。矿床为典型的富含石榴子石的矽卡岩型矿床,铜矿体主要呈似层状、脉状产于林布宗组角岩和多底沟组大理岩的层间构造带内,矿石中富铜,伴生钼、锌、金、银、铋。本文在矿床成矿地质背景和矿床地质特征研究的基础上,用Re-Os同位素方法测试辉钼矿,获得等时线年龄为58.49±0.43 Ma(MSWD=0.61),模式年龄加权平均为58.49±0.33Ma(MSWD=0.25),确定程巴铜矿是主碰撞期成矿作用的产物,程巴铜矿的发现证明在冈底斯成矿带主碰撞造山过程能够形成铜矿床。因此,主碰撞成矿阶段由深变浅的矿床组合模型应在前人研究的基础上修改为矽卡岩型Cu(Mo)矿+矽卡岩型Fe-Pb-Zn-Mo(Cu)矿+斑岩型Mo(W)矿。此外,辉钼矿中Re含量介于84.6×10~(-6)～461.3×10~(-6)之间,平均值为252×10~(-6),暗示程巴矿区物源具有壳幔混合的特征。     

华北北部中元古界洪水庄组物源和沉积环境分析

为探讨华北地区中元古界洪水庄组黑色泥页岩物源和沉积环境,采集了燕辽地区清河剖面洪水庄组样品,进行元素地球化学测试和分析.结果表明:洪水庄组沉积物来源不仅有陆源碎屑物质,还有海水沉积物贡献.Y/Ho和ΣREE交会图版分析认为海水沉积物来源占比为10％～20％.此外,稀土元素分布模式以及Ce和Eu异常表明沉积物来源有火山热...     

华北煤田岩溶陷落柱分类及其特征

在总结华北煤田多起陷落柱突水事例及对徐淮煤田40多个矿区调研的基础上,依据陷落柱不同发育阶段的水文地质工程地质特征等,将其分为4个发育阶段:前期发育阶段、强烈发育阶段、衰退阶段和死亡阶段。通过分析陷落柱发育的不同层位,将其划分为3类,即奥灰层位之上可溶岩组、奥陶纪可溶岩组及寒武纪可溶岩组。继而,将陷落柱综合划分为12类,并总结分析了各类型陷落柱的地质特征。     

华北克拉通北缘的中元古代多旋回复合盆地及其地质意义:来自碎屑锆石U-Pb年龄的统计学证据

华北克拉通是划分我国中元古代地层序列的标准地区,查明华北地区各中元古代盆地的发育与演化机制、寻找长城系下部1. 80～1. 65Ga的沉积盖层、完善1. 4～1. 0Ga待建系标准剖面,是我国中元古代综合地层学研究亟待解答的三个主要问题。现有资料显示,华北北部的燕辽盆地缺失长城系底部地层,南部熊耳盆地各地层小区的蓟县纪-待建纪盆地演化过程差异较大。与之相比,北缘盆地的中元古界相对完整且较连续出露,是系统开展中元古代年代地层学和盆地动力学研究的理想对象。鉴于狼山地区的"中、新元古界"已被重新厘定为新元古界狼山群,中元古代的华北北缘盆地应以渣尔泰群、白云鄂博群、腮林忽洞群和化德群为代表。由于缺乏火山岩夹层年龄的有效约束,与这些地层单元的时代划分、区域对比和盆地类型有关的认识分歧,普遍发端于对碎屑锆石年代学数据的不同理解。因此,本文对渣尔泰群和白云鄂博群的部分层位进行了碎屑锆石年代学研究,并全面收集了北缘盆地碎屑锆石年代学研究的相关数据,参考新近提出的两种统计学分析方法,对渣尔泰群、白云鄂博群(含腮林忽洞群)和化德群的碎屑锆石年龄数据进行了真实沉积时代和盆地构造属性的统计分析。通过设置单点精度高、但样本库计算总量降低的对照组进行方法可信性的对照分析,结果显示样本库总量对统计结果的影响更大,因此利用相关方法解析前寒武纪哑地层的沉积时代和盆地属性,应当遵从"合理降低单点精度限制以谋求更大样本库"的原则。结合前人建立的中元古代沉积-岩浆事件序列,本文分析结果显示中元古代的北缘盆地是在长城纪造山后伸展盆地之上、叠加了蓟县-待建纪裂谷事件而成的多旋回复合盆地。通过北缘和燕辽地区沉积、岩浆事件的综合对比,提出华北克拉通北部的中元古代盆山耦合过程,可分为:由造山后向陆内伸展转换的构造反转期阶段(1. 82～1. 60Ga)、被动裂谷早期的陆内伸展阶段(1. 6～1. 4Ga)、裂谷作用阶段(1. 4～1. 3Ga)和成因机制不明的长期沉积间断阶段(1. 3～1. 0Ga)。     

华北地台北缘及北邻地区铜、铅、锌、锡矿床流体包裹体研究

在对华北地台北缘及北邻地区 5 2个铜、铅、锌、锡矿床流体包裹体研究的基础上 ,概括总结出岩控型、层控型和混控型三大类型及多个亚类型矿床的主要成矿物理化学条件 ,建立了各类型矿床矿物流体包裹体成矿模式 ,并用以找矿。     

大兴安岭北端漠河地区早古生代埃达克质岩特征及地质意义

笔者近期在大兴安岭北端漠河地区早古生代花岗岩的研究中发现了埃达克质岩,岩石类型主要为二长花岗岩及少量花岗闪长岩,岩石富K但相对略富钠（NaO/K2O＞1）,富SiO2;高Sr低Y、Yb,Sr/Y＞40;富集LREE,亏损重稀土元素,La/Yb＞20,Eu呈弱负异常或轻微正异常（δEu=0.71～1.1）.与典型的俯冲板片熔融形成的埃达克岩相比更为富硅和钾,属高钾钙碱性系列,具有低的Mg#（31.1～34.9）及不同于Ⅰ型埃达克岩的Nd、Sr同位素组成,属Ⅱ型埃达克质岩,推测形成于加厚的中基性下地壳的部分熔融.漠河早古生代埃达克岩的确认表明额尔古纳地块早古生代有过陆壳加厚过程,大陆发生过垂向的增生.同时在德尔布干成矿带中段的本区寻找与埃达克岩有关的斑岩型铜、金矿床是一个新的找矿方向.     

章鸿钊在中国地质学史上的贡献及其科学史意义

中国地质学会第一任会长章鸿钊先生早年留学日本攻读地质学期间,萌生了创立中国地质事业和地质调查机构的设想,并将世界发达国家地质科研机构的情况介绍到中国。回国后,章鸿钊先生着手中国地质事业起步的规划和地质调查机构的设计,并在规划实施阶段做出卓越的贡献。按照章鸿钊的思路创建的中国地质调查所是中国现代科学起步阶段的里程碑。章鸿钊先生自幼国学功底深厚,在身体状况限制了野外地质调查的中年和晚年时期,他专注地质与矿产方面的古籍考证和整理,并将考证结果与地质科学知识相结合,撰写了《石雅》、《古矿录》、《三灵解》等一批论著。章鸿钊先生晚年提出了与燕山运动有别的自中生代晚期至始新世后的震旦运动。     

The logratio approach to the classification of modern sediments and sedimentary environments in northern South China Sea

Grain-size measurements are a type of compositional data and thus subject to closure effects and nonnormality. The logratio transform of Aitchison successfully resolves these problems in compositional data analysis. An application to modern sediment data from the northern part of the South China Sea demonstrates that logratio principal components analysis provides a clear separation of data which cannot be obtained by ordinary principal components analysis, and that cluster analysis using logratio principal components gives a much better classification of sediments than does cluster analysis using raw data. The delineation of sedimentary environments on the basis of a logratio classification of sediment samples provides a better understanding of hydrodynamic conditions on the shelf.     

我国铬铁矿床地质特征和找矿方向

我国已知的铬铁矿床均属于中小型豆荚状铬铁矿床,分布区域不均衡,开发利用条件差。豆荚状铬铁矿床包括高铬型和高铝型,两种矿床的形成环境和机制各不相同。弧后弧前盆地、岛弧、大洋中脊、转换断层均可能是豆荚状铬铁矿形成的理想构造环境,越来越多的学者认为豆荚状铬铁矿为深部地幔成因。铬铁矿是我国急缺的战略矿产,需要加大重要铬铁矿带隐伏矿体的找矿力度。