遥感技术在地貌与岩土体特征识别和地质灾害分布规律分析中的应用

遥感以其宏观性、综合性、多尺度、多层次的特点,已成为地质研究和地质勘查中不可缺少的技术手段,在地质调查、地质环境评价和基础地质研究等方面都发挥越来越大的作用。本次通过遥感解译方法,结合地面验证分别对工作区内的地貌、岩土体、地质灾害点进行识别和解译,采用解译出的地形地貌和岩土体分类特征进行地质灾害分布规律的分析,取得了较好的效果。     

河北临城崆山白云洞溶洞地貌和沉积特征及其影响因素*

河北崆山白云洞发育在以中寒武统张夏组厚层鲕粒灰岩为主的碳酸盐岩地层中。通过对洞穴结构、形态以及沉积物特征的观测分析,结合区域地质演化、古气候演变研究,认为：（1）白云洞由3层洞穴构成,上层为大型厅堂状,中层和下层为狭窄廊道状。洞穴展布受控于NNW、NE和近EW向断裂。（2）洞穴发育形态、规模不仅与岩性和构造有关,还取决于洞穴形成时期的构造稳定性及与之耦合的气候条件,其成层分布是间歇性构造抬升的结果。（3）溶洞沉积物形态多样,其中毛细水沉积的网状卷曲石、协同沉积的玉簪对净瓶等极为罕见。（4）溶洞发育过程中历经多次坍塌,损毁严重。现今的白云洞岩石破碎,结构稳定性差,易遭破坏。研究白云洞地貌和沉积特征及影响因素,对预测其未来变化、保护洞穴旅游资源有重要意义。     

金沙江“11·3”白格堰塞湖溃决洪水事件在奔子栏—石鼓段的地貌作用和沉积特征

古堰塞湖溃决洪水事件的重建是当前地学研究的热点问题之一,寻找足够的可参考的现代溃决洪水事件案例是顺利开展这项工作的基础。2018年11月13日发生在金沙江干流的白格堰塞湖超万年一遇的溃决洪水事件(学术界称之为“11·3”白格堰塞湖溃决洪水事件)就是一个难得的样本。这次溃决事件发生在枯水期,洪峰完全由溃决洪水产生,没有叠加其他来源,对评估流域地貌和沉积体系对堰塞溃决事件的响应有很好的参考价值。本文以溃决洪水事件受灾最为严重的奔子栏—石鼓段为研究区,通过详细的野外调查和初步的水力学估算发现“11·3”白格堰塞湖溃决洪水事件在奔子栏—石鼓段的地貌作用主要表现为洪水淹没区的岸坡塌岸和沉积物堆积,未发现明显的基岩侵蚀。沉积物主要由分选良好的具水平纹层的砂组成。受金沙江较低的河床比降影响,洪水产生的基底剪切应力较弱在27~142 N/m²,不能悬浮和搬运直径5 cm以上的砾石,也不能产生明显的磨蚀和冲(撞)击作用。在发生塌岸的部分段落,洪水沉积物中有砾石坠入,甚至会出现类似浊流沉积的层序。这些现象的发现对深入理解堰塞湖溃决洪水的复杂地貌过程和沉积特征有重要参考意义。     

旋回阶梯底形的动力地貌及其相关沉积物发育特征

旋回阶梯(Cyclic Step)是一种与斜坡相关的、向上迁移的、具有周期性水跃特征的底形,广义上还包括了冲槽与冲坑。基于迎流面沉积作用和背流面侵蚀作用的主导程度可将其划分为主沉积型和主侵蚀型两类。旋回阶梯具有长波长的特征,其波高比通常大于10。海(湖)底旋回阶梯的形成与坡度有很大的关系,其坡度范围通常为0.25°~2°,很少超过10°。与该种底形相关的沉积具有不对称透镜状或匙状纵切面形态,主要以块状或递变沉积及后积层发育为主要特征,其中以超临界浊流沉积和大规模向上迁移的沉积物波最为典型。旋回阶梯底形广泛分布于世界上绝大多数沉积环境中,其地貌动力学和相关沉积学研究对于"源—汇"系统、过程—产物具有重要意义。     

碎屑流与浊流的流体性质及沉积特征研究进展

受浊流沉积模式(即鲍马序列和浊积扇模式)的驱动和浊积岩思维定势的影响,自1970s浊流与浊积岩的概念逐渐扩大,特别是通过"高密度浊流"术语的引入,以及将水下浊流与陆上河流的错误类比,使得一部分碎屑流与底流的沉积被认为是浊积岩。随着现代观测设备的应用以及详细的岩芯观察,碎屑流(特别是砂质碎屑流)和浊流被重新认识。浊流是一种具牛顿流变性质和紊乱状态的沉积物重力流,其沉积物支撑机制是湍流。碎屑流是一种具塑性流变性质和层流状态的沉积物重力流,其沉积物支撑机制主要是基质强度和颗粒间的摩擦强度。浊流沉积具特征的正粒序韵律结构,底部为突变接触而顶部为渐变接触;碎屑流沉积一般具上、下两层韵律结构,即下部发育具平行碎屑结构的层流段,上部发育具块状层理的"刚性"筏流段。但当碎屑流被周围流体整体稀释改造且改造不彻底时,强碎屑流可变为中—弱碎屑流,相应自下而上可形成逆—正粒序的沉积韵律结构,其中发育有呈漂浮状的石英颗粒和泥质撕裂屑等碎屑颗粒,明显区别于浊流沉积单一的正粒序韵律结构特征。碎屑流沉积顶、底部均为突变接触。浊流的沉积模式为简单的具平坦盆底的坡底模式,而碎屑流则为复杂的斜坡模式。     

The Research Progress of Turbidity Currents and Related Deep-water Bedforms

Since turbidity current was reported in the 19th century, its flow dynamics, depositional processes and products have drawn much attention of geoscience community. In the last decades, with the help of rapid development of geophysical technology in deep-water areas, superficial bedforms formed by turbidity currents like cyclic steps have been widely documented on the seafloor, and they have been interpreted to be closely related to turbidite facies defined by the Bouma sequence. However, there is still a lack of direct observation on turbidity currents due to difficulties in the design and deployment of flow-measuring instruments under the sea. Such difficulties also result in much uncertainties in the explanations for the formation of bedforms and related flow processes. This paper summarized and discussed current research status of turbidity-currents classification, the formation and evolution of bedforms. Examples of supercritical-bedform studies using various methods such as experiments, numerical simulation, bathymetric data and seismic data, were shown in this paper. As one of main supercritical flow bedforms, cyclic steps were described in detail in this paper, including its formation, evolution and relationship with Bouma sequence. The variations in initial bed morphology and hydrodynamic parameters are responsible for the changes in the shapes of bedforms. Turbidites formed under different hydrodynamic conditions correspond to different units of Bouma sequence. Not all turbidity events can form a complete Bouma sequence. Therefore, traditional Bouma sequence cannot be applied to all turbidite studies. A more complete turbidite facies model must be established through studies from modern deep-sea sediments, outcrops, physical and numerical simulations. Additionally, turbidity currents and related supercritical bedforms are receiving more and more attention. They are important components of understanding the dynamic evolution of deep-water continental slope. The study of cyclic steps and other bedforms related to turbidity currents not only helps to characterize flow dynamics, but also provides a theoretical basis for the research of turbidite reservoirs. Finally, we proposed future research directions of turbidity currents and their related supercritical bedforms.     

浅议豫北地区粘土矿沉积相区的划分及相特征

豫北粘土矿集中分布于沁阳-焦作一带,在东段因受断层破坏,矿层呈长条状分布;西段受沟谷切割,矿层在山顶成为孤立的残留体。矿体形态、产状主要取决于基底碳酸盐古岩溶地形。根据岩相地理环境的差异和矿床特征,豫北地区由南到北划分为两个矿石-岩石相带,根据岩石组合,沉积构造、生物化石、微量元素等特征,将区内中石炭的沉积由北至南依次划分为滨-浅海相、滨海相两个相区,以此探讨该区粘土矿的成因。     

黑色岩系型矿床的形成作用及其在我国的产出特征

黑色岩系作为地史上反复出现的时限沉积相,反映了环境的突变及环境事件,构成了许多重要矿床的赋矿岩系。我国共有25种以上的有用元素和组份的聚集成矿与黑色岩系有关,它们呈自然金属、硫化物、氧化物、碳酸盐、硫酸盐、磷酸盐等十余种形式产出。黑色岩系型矿床一般规模较大,我国南方赋存大-超大规模矿床的黑色岩系分布干9个纪级单位的13个含矿层位中,共形成了4个超大型矿床和6个大-中型矿床密集成矿区。根据盆地流体在黑色岩系型矿床成矿演化的阶段性,可以将其矿床的形成划分为：沉积期和成岩期。前者可形成大-超大型锰、磷、重晶石矿床,成岩期可能形成大-超大型金、银、铅锌、锑、锡多金属矿床。     

科学与技术并进——近20年来海底峡谷浊流观测的成就和挑战

自1993年至今,美国地质调查局的科学家及其合作伙伴在美国西海岸的Monterey海底峡谷进行了针对现代浊流过程的一系列基础性研究,并成功地在世界上首次实地测量到高精度浊流流速及粒度参数.近20年来的数据和知识积累为解释海底峡谷内沉积物和其他颗粒物质输运的机理,以及浊流在维持深海峡谷中生机勃勃的生态系统所起的重要作用提供了直接依据.通过展示把海底观测应用于海洋沉积动力学研究过程中的成果、经验、教训,以及介绍目前还在讨论中的研究计划,以期达到以下宏观论点:在海洋科学里,只有科学与技术不脱节的科研团队才有希望获得成果和突破.     

浊流及相关重力流沉积研究综述

本文首先介绍了浊流及相关重力流的有关概念,并对浊流沉积研究历史进行了简要回顾,概括了当前浊流沉积的研究现状;随后,总结了浊积岩的沉积特征并对其成因进行了扼要解释;最后,对浊流及相关重力流沉积研究中两个有争议的问题－浊积相的划分和浊积相模式的建立进行了探讨。     

陆相火山沉积岩系非金属矿床的地质特征及控矿条件

为讨论陆相火山岩系中由火山岩与沉积岩交互堆积的火山沉积岩系与非金属矿床成因的关系,采用宏观（野外地质观察研究及东南沿海7省非金属矿床地质调查）与微观（岩矿显微镜研究与相关的测试手段）相结合的方法,综合研究了大量地质详查和勘探成果,总结了陆相火山岩系非金属矿床的主要地质特征及控矿地质条件。研究表明火山沉积类型非金属矿床的主要地质特征为：矿体呈层状、似层状产出;矿体厚度、品位变化较稳定;蚀变微弱;矿区内断裂及浅成侵入岩体均未见矿化;含矿火山沉积岩系的韵律旋回明显,含矿构造与火山机构关系密切;含矿岩石主要为沉火山碎屑岩,它与陆地堆积的“干式”火山碎屑岩在不同碎屑块度中的形态和成分不同,如出现石英晶屑的炸裂、玻屑中的撕裂状构造等,物质成分也有改变;其控矿地质条件为成矿温度在50～100 ℃,低压（1×10⁵～n×10⁵ Pa）,由于酸碱度不同,从酸性→碱性可形成明矾石、高岭石、叶蜡石、伊利石（近于中性）至碱性的膨润土和沸石等矿床。     

青藏高原纳木错湖阶沉积的发生特征及环境指示意义

选取的21个湖相沉积物样品分别采自纳木错湖西岸塔吉古日（剖面Nam Co 1）和纳木错湖东北岸的干玛弄附近（剖面Nam Co 2）。按照其发生特征分别将剖面从顶部到底部划分为12个和9个层次,通过分析各个层次沉积物的粒径分布特征、质地组成特点、总有机碳（TOC）、总无机碳（TIC）、总碳（TC）的百分含量、酸度值（pH）、电导率（EC）、含水量等若干环境指示因子。结果显示:无论在比较两个剖面的发生特征,还是环境指示因子特征,剖面Nam Co 1发育程度较剖面Nam Co 2更加发育;通过对测年数据结果分析,两个剖面均形成于晚更新世,并且通过比较各自剖面在垂直方向上的各项环境指示因子的变化趋势,可知纳木错湖流域在晚更新世（约40 ka BP）阶段发生过3次相对明显的冷暖交替过程.     

贡嘎山海螺沟冰川沉积特征与冰下过程研究

贡嘎山海螺沟冰川是典型的海洋性冰川,粒度分析表明:冰下融出碛的细粒组分中粉砂占优势,压碎组分与磨碎组分界线在0.5 mm附近,说明其经历充分的研磨细化.与西藏枪勇冰川和天山乌鲁木齐河源冰川的矿物组成和化学成分对比,海螺沟冰川沉积物的经历的化学风化作用更强,即海洋性冰川冰下化学作用比大陆性冰川活跃.显微层理构造、正粒序层理和沉积透镜体反映海洋性冰川底部存在周期性沉积机制和明显的流水作用,显微滞碛是较常见的冰下融出碛类型.沉积物中显微褶皱和断层等反映海洋性冰川强烈滑动、剪切变形过程机制.