强震区岷江沿岸泥石流物源体积估算模型与演变特征

2008年汶川大地震后,泥石流灾害表现活跃,至今经历了多个暴雨过程,那么如何才能较为准确地分析泥石流源区演变特征。首要是确定泥石流源区崩滑体体积。本文选择映秀镇附近,岷江沿岸的5条泥石流沟为研究对象,针对泥石流源区崩滑体体积难以确定的问题,野外调查研究区内167个崩滑体点,建立崩滑体体积与面积间的关系模型,并通过野外调查研究区内48个崩滑点进行验证。定量解译研究区3期航空影像的物源面积,利用崩滑体体积估算模型,进一步分析研究区泥石流物源的演变特征。     

小秦岭东桐峪金矿床稳定同位素地球化学及成矿物质来源

东桐峪金矿位于小秦岭金矿田中西部,矿体受韧性剪切构造带控制。为了确定矿床成矿流体和成矿金属来源,笔者系统研究了该矿床的3个成矿阶段S、C、H、O 同位素组成特征。结果显示12件石英中包裹体水的δDH2O变化范围为-78.1‰~-42.2‰;12件石英样品中第Ⅰ阶段δ18OH2O值为9.76‰~13.16‰;Ⅱ阶段δ18OH2O值为6.30‰~8.10‰;Ⅲ阶段δ18OH2O值为6.76‰~7.26‰。流体包裹体中CO2的δ13C值为-1.8‰~-2.5‰。16件硫化物δ34S值为-3.7‰~+8.2‰。H、O、C同位素组成特点表明,水兼有变质水和岩浆水的特征,是太华群基底深熔作用蒸汽相的产物,其运动与长期的糜棱岩带活动有关。成矿流体中C主要来自地幔。S同位素组成特征表明矿石中S来自太华群或深部重熔的岩浆岩。     

基于稀疏约束和多源激发的地震数据高效采集方法

地震勘探目标日趋复杂化和精细化,"两宽一高"等采集技术获得了广泛应用,从而导致当前地震数据采集周期越来越长、成本越来越高,如何解决日益增长的勘探成本问题成为当前地震采集领域的研究热点之一.针对上述问题,本文首先开展了基于稀疏性的地震数据高效采集方法理论研究,对地震数据稀疏性基本理论、稀疏约束下随机采样及其数据重建方法进行了深入探讨,提出使用改进的分段随机采样方法灵活地进行实际地震采集测网设计;详细阐述了多源地震激发方法,对多源地震数据分离方法开展了深入研究,提出了基于小窗口中值滤波与稀疏约束联合随机去噪的多源数据分离方法,并在数据分离处理中取得了较好的效果;将上述两种地震数据采集方案有机结合,提出了1）规则多源、随机检波点（DmsRg）、2）随机多源、规则检波点（RmsDg）和3）随机多源、随机检波点（RmsRg）等三种高效采集方案及相应的数据重建方案,满足了后续常规化数据处理的要求,并讨论了多源激发对数据成像的影响.基于Marmousi模型数据的数值试验表明,本文构建的基于稀疏约束和多源激发的高效采集方法理论对于提高地震数据采集效率、降低勘探成本具有重要的应用价值,建立的数据重建方法流程可以取得和常规数据接近的成像结果.本文方法虽然在数值试验中取得了较为理想的效果,但还需要得到野外实际数据采集的进一步检验.     

物源—河流过程—化学风化对松花江水系沉积物重矿物组成的影响

松花江水系作为我国七大水系之一,对其沉积物组成的深入探究对揭示源区控制因素和沉积物的搬运—沉积过程具有重要意义。重矿物蕴含着源岩母岩的重要信息,是解开由源到汇过程和物源示踪的重要工具。为了评估物源、河流过程和化学风化对重矿物组成的影响,我们从松花江水系干流和支流的边滩以及阶地共取32个样品,进行分粒级（<63 μm、63～125 μm和125～250 μm）的重矿物分析。结果表明,松花江水系源区母岩信息在嫩江各支流（诺敏河最为典型）的重矿物组成中得到很好的反映,但在嫩江干流中没有得到反映,这表明物源对重矿物组成的控制受到河流过程的影响。松花江水系的重矿物组成以角闪石、绿帘石、钛铁矿和榍石为主。河流沉积物的重矿物组成主要富集在63～125 μm组分,同一河流的不同河段的重矿物组成存在显著差异（巴兰河尤为典型）,表明了河流搬运—沉积过程对重矿物组成起到重要控制。哈尔滨松花江T2阶地沉积物（弱风化）的重矿物组成基本保留了现代河流砂特征,讷谟尔河T1阶地沉积物（中等风化）的重矿物受到一定程度的改造,而受到严重化学风化影响的通河松花江T3阶地的重矿物组成已遭受严重破坏,不稳定矿物（角闪石和辉石）以及蕴含的母岩信息已完全消失,表明了重矿物组成明显受到沉积物化学风化程度的影响。由于源—汇过程中重矿物的混合和由此导致的稀释作用,使得沉积物携带的物源信息经过长距离搬运之后逐渐变得模糊。因此,我们认为,在进行河流重矿物源—汇过程研究中,宽粒度分析窗口和足够多的样品数量需要考虑以充分获取源区完整的重矿物组成信息。同时,在利用河流阶地重矿物组成进行源—汇联系和古水系演化研究时,需要首先评估阶地沉积物的化学风化程度。     

海洋沉积作用的物源控制

源与汇的关系是研究海陆相互作用和海平面变化及其沉积响应的钥匙。边缘海的一大特点是它的双陆源体系。中国边缘海背靠中国大陆,来自陆地的陆源碎屑物质是主要的物质来源,岛弧侵蚀作用提供的岛源物质是另一个重要的物质来源,二者交替形成的沉积序列是弧后盆地的重要的沉积学特征。陆架沉积物的物源随着海平面的变化发生互换。低位体系域和高位体系域的陆源物质主要来自陆地,而海侵体系域的物源主要来自残留砂的侵蚀和再造。源汇互换是正确认识陆架沉积物分布规律的关键。     

鄂西宜昌地区五峰组——龙马溪组黑色岩系硅质来源及其油气地质意义

为了查明鄂西五峰组—龙马溪组富有机质页岩的硅质来源,明确不同硅质来源的页岩气地质意义,促进页岩气勘探开发,本文通过系统的样品采集与分析测试,对宜昌地区五峰组—龙马溪组下部黑色岩系的硅质来源、特征及其对有机质富集和储层特征的影响进行了深入研究。结果表明,鄂西宜昌地区五峰组—龙马溪组黑色岩系硅质矿物含量高,过量硅含量在2.59%～88.31%,平均27.91%,且过量硅主要发育于凯迪阶与鲁丹阶的深水陆棚环境;显微镜下可见大量棱角状陆源碎屑石英,硅质岩中可见具有溶蚀边的硅质生物化石,如放射虫、海绵骨针等;页岩样品TiO₂与Al₂O₃平均含量只有0.63%和12.41%,且SiO₂与TiO₂、Al₂O₃呈现明显的负相关,Si/(Si+Al+Fe)和A1/(A1+Fe+Mn)比值分别为0.81和0.77,Eu/Eu^*具有明显的负异常,过量硅与U/Th、Ni含量之间相关性不明显,表明鄂西宜昌地区五峰组—龙马溪组黑色岩系硅质来...     

浙江治岭头钼铅锌金多金属矿床矿质来源的硫、铅同位素示踪及成矿时代

治岭头矿床上部(火山岩盖层)以铅锌矿床、硫矿床为主,中间(变质岩基底)以金银矿、铅锌矿为主,深部(侵入岩体)以斑岩型钼矿床为主的"三层楼"模式。本文在前人研究的基础上,通过辉钼矿Re-Os同位素定年技术对治岭头矿床进行了成矿时代的厘定。6件辉钼矿样品的模式年龄为113.7～114.6 Ma,加权平均年龄为114.03±1.78 Ma,表明治岭头钼多金属矿床成矿作用发生于早白垩世晚期。该矿床辉钼矿样品的Re含量变化于16.05×10^-6～66.29×10^-6,表明其成矿物质具有壳幔混源的特征。矿石硫同位素组成变化范围较窄(-2.1‰～2.6‰),具有相对均一的来源,可能主要来自上地幔或下地壳的深源岩浆,但也可能受到陆壳沉积物的混染。治岭头钼铅锌金多金属矿床矿石铅同位素组成变化范围比较小,²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb、²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb、²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb的范围分别为38.765～39.137、15.523～15....     

中街山列岛海域食物网结构初步研究及主要消费者潜在碳源分析

为了解中街山列岛的食物网结构特征,本研究于2020年7月在中街山列岛海域采集鱼类、虾蟹类、头足类、贝螺类和浮游动物等消费者样本,利用碳、氮稳定同位素技术,分析大型海藻、浮游植物、悬浮颗粒有机物（POM）和沉积物有机物（SOM）4种潜在碳源对消费者的贡献率以及中街山列岛海域的食物网结构和营养关系。结果表明：（1）碳源的δ¹³C值范围在−22.93‰～−9.73‰之间,δ¹⁵N值范围在1.72‰～7.68‰之间,消费者的δ¹³C值范围在−21.95‰～−12.55‰之间,δ¹⁵N值范围在4.13‰～12.92‰之间,不同碳源及不同消费者类群之间的碳、氮稳定同位素均有显著性差异（p<0.01）;（2）应用SIBER模型计算中街山列岛海域的营养结构指标,与其他海域的研究结果对比发现,该海域生态系统的食源多样性更加丰富,营养级长度和生态位总空间较高;（3）应用SIAR模型计算碳源贡献率,结果表明浮游植物和POM是该海域的重要碳源,平均贡献率为29.63%和28.72%;浮游植物对浮游动物的贡献率最大为80.58%,POM对鱼类的贡献率最大为79.74%;SOM对虾蟹类的贡献率最大为49.94%;大型海藻对消费者的碳源贡献率最低,平均为18.37%;（4）以浮游动物为基线生物计算得知主要消费者的平均营养级在1.58～3.63之间,营养层次为3级,各种类平均营养级由大到小依次为头足类（3.09）、鱼类（3.00）、虾蟹类（2.70）、贝螺类（1.82）,中街山列岛海域消费者以低、中级肉食性动物为主,杂食性和高级肉食性动物较少。本研究初步探明了中街山列岛生态系统食物网,为了解该生态系统营养结构奠定了基础,也为今后进一步研究该海域的生态营养动力学提供理论参考。     

辽东湾入海河流水质时空变化与污染物来源分析

基于辽东湾入海河流120个监测断面（含16个入海断面）的水质数据,采用主成分分析−多元线性回归模型等方法,研究其有机物、营养盐和重金属等的污染特征和入海通量,并分析其可能来源。结果表明,水质超标指标主要是高锰酸盐指数（COD_Mn）、氨氮（AN）浓度、总磷（TP）浓度和总氮（TN）浓度,其他指标符合I类地表水水质标准。TN/TP比值较高,严重偏离Redfield比值,陆源高含量氮和低含量磷的输入是造成渤海海水TN/TP升高的主要因素。非汛期的溶解氧（DO）浓度、电导率（EC）、AN浓度和TN浓度显著高于汛期,而非汛期的pH、浊度、COD_Mn和TP浓度显著低于汛期。2021年河口有机物和营养盐浓度受河流穿行农业区等因素的影响,重金属浓度则与域内工业企业分布有关。TN、TP、化学需氧量（COD）、AN和石油类年入海通量分别为3.63 × 10⁴ t、1 608.5 t、14.8 ×10⁴ t、3 086.6 t和221.9 t,Hg、Cd、Pb、As和Cr⁶⁺分别为0.264 t、0.253 t、1.978 t、20.434 t和31.651 t。研究区主要的污染源按照其贡献大小依次为生活污水和工业废水、水动力条件等水文因素所致的污染源、水−气界面物质交换及二次转化源和农田地表径流与交通运输产生的非点源。     

中条山古元古代沉积岩容矿型铜钴矿床钴来源及富集过程

赋存在石墨片岩和大理岩内的山西中条山沉积岩容矿型铜钴矿床, 其矿化类型为细脉浸染状和热液脉状, 与中非铜矿带的钴矿床非常相似。本文以关键金属钴作为主要研究对象, 综述了中条山矿集区钴矿成因研究近年来取得的重要进展。获得以下主要认识: (1)钴富集形成热液脉状矿化发生在造山抬升阶段, 时间为~1.82Ga, 而不是在沉积成岩阶段直接富集成矿; (2)黄铁矿原位Fe-S同位素揭示硫化有机质页岩是钴成矿的重要矿源层; (3)蒸发岩在造山作用过程中形成的高温、高盐、强氧化性流体是钴释放-迁移的关键介质; (4)热液白云石化导致流体pH升高和石墨片岩"褪色"反应导致流体氧逸度降低促进含钴硫化物的沉淀。基于上述认识, 建立沉积-变质两阶段钴富集过程模型解释赋存在变沉积岩内的钴矿成因, 它不同于经典的沉积岩容矿型层状铜钴矿床成矿模型。