2024年, 第47卷, 第2期　刊出日期： 2024-06-28

  

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基础地质
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  内蒙古达茂旗北部包尔汉图群时代及中早-中三叠世变质锆石年龄的启示

  赵利刚, 王文龙, 高学生, 王树庆, 许雅雯, 胡晓佳

  华北地质. 2024, 47(2): 1-16.

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  【研究目的】包尔汉图群主要分布于达茂旗北部地区，是研究古亚洲洋早古生代构造演化的关键部位。【研究方法】本文对达茂旗一带包尔汉图中基性火山岩进行岩石学、地球化学、同位素地球化学和年代学研究，以探讨其形成时代和成岩。【研究结果】本次工作在包尔汉图群片麻状斜长角闪岩LA-ICP-MS法锆石U-Pb成岩年龄为495±2.0 Ma，同时在角闪绿帘岩和斜长角闪岩中获得了变质锆石年龄分别为242.3±1.1 Ma和249±3 Ma。【结论】片麻状斜长角闪岩地球化学特征表现为富集Rb、Th等大离子亲石元素，亏损Nb、Ta、P、Ti等高场强元素，表明包尔汉图群在寒武纪（Є3）已有火山喷发，其形成与古亚洲洋由北向南的俯冲作用有关。角闪绿帘岩和斜长角闪岩具MORB型地球化学特征，其中的捕获锆石既有华北板块古老的再循环陆壳物质，又有古生代的新生基性下地壳物质，可以限制古亚洲洋闭合时代应早于249 Ma。
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  大兴安岭南段昌图锡力地区白音高老组火山岩年代学、地球化学及构造环境

  何 鹏, 郭 硕, 苏 航

  华北地质. 2024, 47(2): 16-27.

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  【研究目的】大兴安岭南段白音高老组火山岩是昌图锡力银铅锌锰多金属矿的赋矿围岩，开展火山岩年代学、地球化学及构造环境研究，对查明矿床成矿地质背景，指导下一步勘查找矿方向有重要意义。【研究方法】本次工作对白音高老组火山岩开展了岩石学、锆石U-Pb年代学和岩石地球化学研究，以明确其形成时代、岩石成因和构造演化环境。【研究结果】本区白音高老组主体为一套流纹岩和流纹质火山碎屑岩，锆石 U-Pb定年结果为 133.85±0.81 Ma，形成于早白垩世。主量元素具有高硅（SiO2=71.00%～74.43%）、富碱（ALK=7.10~8.78）、富钾、高FeOT/MgO 比值（7.51～22.54）、贫镁（MgO=0.11%～0.45%）、贫钙（Ca=0.88%～1.83%）的特征，属于高钾钙碱性系列岩石。所有样品的稀土配分曲线具有相似特征，稀土总量中等（ΣREE=156.66～211.81）、轻重稀土分馏明显（（La/Yb）N=9.39～16.91），Eu负异常显著（δEu =0.38～0.59）。微量元素特征表现为富集大离子亲石元素 Rb、K、Th、U，亏损高场强元素Nb、Ta、Ti、P。【结论】结合区域地质资料及本文研究成果，认为研究区白音高老组火山岩岩浆来源于壳源岩石的部分熔融，产生于造山后伸展构造背景，其形成主要与蒙古-鄂霍茨克洋闭合后的岩石圈伸展作用有关，而古太平洋板块的俯冲作用对其也具有一定影响。
水文地质环境地质调查
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  基于神经网络模型的富硒特色农作物产区预测——以河北省张北县为例

  徐丹虹, 刘继红, 张素荣, 刘宏伟, 白耀楠, 李 状

  华北地质. 2024, 47(2): 28-37.

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  【研究目的】近年来，富硒产业迅速发展，但因土壤硒含量与农作物籽实硒含量并没有显著的正相关关系，依据土壤硒含量进行富硒农产品种植区划具有一定的不确定性。因此，如何通过建立农产品富硒模型预测富硒农产品产出区，进行合理规划是急需解决的科学问题。【研究方法】本文以河北省张北县农作物、土壤为研究对象，在测试土壤 pH、有机碳、SiO₂、Al₂O₃、CaO、MgO、Fe₂O₃、K₂O、Na₂O、Se等指标和搜集 1/25万多目标区域地球化学数据的基础上，研究了农作物吸收硒的影响因素，建立了基于神经网络的农作物硒含量预测模型，进行富硒特色农作物产出区的预测。【研究结果】张北县表层土壤中仅有 2.31% 的点位达到了富硒土壤标准，主要分布在三号乡北部地区。满足富硒标准的莜麦有6件，富硒率为16.67%，亚麻有7件，富硒率为21.86%。亚麻、莜麦对硒的富集能力与土壤中的有机碳、Al2O3、Fe2O3含量呈负相关关系，与pH值呈正相关关系。据此，通过机器学习构建了亚麻、莜麦籽实硒含量预测模型，结果较为可靠。富硒亚麻、莜麦的可能产区主要分布在张北、小二台、台路沟、油娄沟、郝家营等乡镇，产出区面积分别为2 486 km2和2 406 km2。【结论】通过农作物富硒预测模型圈定的富硒作物产区面积远大于富硒土壤面积，对张北县发展富硒农业具有十分重要的意义。
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  内蒙古大佘太地区灌溉水及农作物地球化学评价

  翟博楠, 张思源, 张富臣, 袁 帅, 郝 一, 毛 琛

  华北地质. 2024, 47(2): 38.

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  【研究目的】灌溉水是土壤和农作物中元素的重要输入途径，为查明内蒙古大佘太地区灌溉水化学特征，对灌溉水和农作物质量进行地球化学评价。【研究方法】2021年9月—10月期间采集了大佘太地区灌溉水样品30件及玉米样品28件、辣椒样品13件，进行了地球化学测试。【研究结果】调查区机井灌溉水化学类型以HCO3-Na·K型为主，水化学组成受到岩石风化作用的影响，Na+离子主要来源于硅酸盐岩，Ca2+和 Mg2+离子主要来源于方解石、白云石和石膏等碳酸盐和硫酸盐矿物的溶解，硅酸盐矿物也是主要来源之一，且发生了较为强烈的离子交换作用。【结论】灌溉水呈碱性，主要重金属元素和化合物含量在规定的限值以内，符合灌溉水质标准，结合SAR、SC、PI和RSC等评价指标，认为区内灌溉水质总体较好。辣椒和玉米中污染物元素含量均低于国家标准中规定的限值，处于安全水平。整体来看，大佘太地区灌溉水水质良好，是优良的农业耕种区。
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  半山区滑坡灾害易发性评价—GIS支持下基于CF与Logistic耦合模型

  王宇栋, 刘 娟, 解晋航, 李章杰, 张小亮, 张 杰, 梁形形

  华北地质. 2024, 47(2): 45-53.

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  【研究目的】会泽县地处云贵高原半山区，地质灾害频发。以滑坡灾害为研究对象，采用耦合模型开展易发性评价，以期探索适合云贵高原半山区地理环境特点的评价模型。【研究方法】选取地貌、坡度及坡向等 12个评价因子，应用确定性系数（CF）与 Logistic 耦合模型计算滑坡灾害发生概率，基于 GIS 的自然间断法评价结果等级。通过合理性检验与敏感性检验验证模型。【研究结果】（1）高程、距断层距离、距道路距离、坡度对会泽县滑坡易发性影响较为显著。（2）稳定、低、中和高的面积分别为 46.25 km²（0.61%）、3 095.41 km²（52.77%）、1 296.64 km²（21.94%）和 1 446.53 km²（21.94%）。（3）确定性系数（CF）与Logistic耦合模型通过合理性检验，AUC值为0.927。【结论】（1）滑坡中-高易发区位于会泽县西南部及东北部部分地区，低易发区及稳定区位于西北部、中部和南部地区。（2）采用CF-Logistic耦合模型开展滑坡灾害易发性评价具有较高合理性和准确性。
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  天津市馆陶组热储集中开采区热储压力恢复原因分析

  闫佳贤, 张 森, 宗振海, 秦冬时, 沈 健, 李 虎, 殷肖肖

  华北地质. 2024, 47(2): 54-61.

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  地热是一种清洁能源，局部集中开采会形成压力降落漏斗。【研究目的】天津地区由于地热开发历史长，形成了大范围压力降落漏斗。2018年开采量逐步减少后，漏斗中心地带的水位开始迅速回升，热储压力开始恢复。但水位回升与开采量变化的相关关系、漏斗形态会发生哪些变化，目前研究较少，发展规律认识不够清晰。【研究方法】本文以天津地区新近系馆陶组热储层采灌条件下多年水位动态变化特征为例，通过采灌量和水位的相关关系分析，研究漏斗区水位动态演化规律，分析压力恢复的原因，并给出漏斗区地热可采量评价的合理建议。【研究结果】研究认为热储水量持续“入不敷出”是水位降落漏斗形成的根本原因，而群井抽水叠加效应导致热储压力的同步波动，消耗量骤减和漏斗的夷平作用使得漏斗中心区域水位回升。【结论】地热评价和管理应以漏斗区域内热储压力的实时动态为基准，合理控制消耗量，维持水量收支平衡，是地热资源持续利用的有效途径。
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  内蒙古内陆河流域地下水资源评价及相关地质环境问题分析

  宁 航, 柳富田, 王国明, 张 竞, 张 卓, 陈社明

  华北地质. 2024, 47(2): 62-72.

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  【研究目的】为提升对内蒙古内陆河流域水文地质和地下水资源的认知程度，提高地下水资源利用效率，减少地质环境问题。【研究方法】本文以内蒙古内陆河流域为主要工作区，查明了该流域的补径排特征及水文地质条件，收集并整理了该流域近 20年来的气象及地下水开发利用等相关资料，更新了地下水资源评价相关水文地质参数，对该流域地下水资源补排项进行汇总分析，对流域内山丘区和平原区分别采用排泄量法和补给量法进行地下水资源评价。同时全面论述了该流域地下水动态变化特征，并探讨了与地下水相关的湖泊萎缩、土地荒漠化等生态地质环境问题。【研究结果】计算得出内陆河流域地下水资源总量为37.94亿m3，年际上坝上地区浅层地下水位大致经历了先升高后降低的总趋势，地下水位年内总体呈现周期性波动的趋势，受地下水位影响流域内湖泊萎缩严重，沙质荒漠化面积减小，而盐碱质荒漠化逐渐加剧。【结论】该研究为该区水资源的可持续开发利用与生态环境保护提供了基础资料和科学依据。
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  阜平神仙山岩溶水系统水文地质特征及岩溶水开发利用研究

  贺淑燕, 宋 绵, 龚 磊, 吕 琳, 孟顺祥

  华北地质. 2024, 47(2): 73-79.

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  [研究目的]岩溶水是我国北方城镇的主要水源，通过开展阜平神仙山岩溶水系统水文地质特征研究，为阜平岩溶水合理开发利用提供重要参考。[研究方法]本次主要以阜平神仙山岩溶水系统为研究对象，通过研究岩溶形成的地质背景、岩溶发育特征、含水层结构、地下水循环、岩溶水水化学特征等，系统总结了研究区岩溶水系统的水文地质特征。[研究结果] 阜平神仙山岩溶地下水是相对独立的岩溶水系统，岩溶水系统边界主要包括碳酸盐岩与变质岩边界、阻水断裂构造构成的隔水边界和地表地下分水岭边界；岩溶水系统分为蓟县系和长城系白云岩岩溶裂隙含水层和奥陶系-寒武系上统灰岩岩溶裂隙含水层双层结构。阜平神仙山地区大气降水是地下水的主要补给来源，大气降水沿着裂隙入渗补给地下水，以金龙洞大泉（地下河）形式自然排泄，水量 5 382～75 466 m³/d，泉水中锶含量在0.58～1.28 mg/l，达到《饮用天然矿泉水》（GB 8537—2018）界限指标。[结论]阜平神仙山地区岩溶发育，形成了相对独立的岩溶水系统，地下水在其系统内循环。宜在金龙洞地下河附近修建地下挡水建筑物，形成地下岩溶水库，具有可观的开发利用价值。
物化遥
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  基于XML的勘查技术方法标准数字化研究探讨——以《大地电磁测深法技术规程（DZ/T 0173—2022）》为例

  王家松, 袁桂琴, 张国利, 刘继红, 王力强, 郑智慷

  华北地质. 2024, 47(2): 80-88.

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  【研究目的】作为地质行业发展的重要技术保障，勘查技术方法标准的精细化和综合化的发展趋势在客观上迫切需要加快存量标准的数字化，以满足标准技术内容的快速检索、分析、比对、拆分与重构等诸多需求。【研究方法】以勘查技术方法标准体系中占比最大、结构趋同的规程类型标准《大地电磁测深法技术规程（DZ/T0173-2022）》为例，参照国家标准结构化置标框架，采用可扩展标记语言 XML 对其进行结构化。【研究结果】建立了勘查技术规程类型标准要素与结构化框架的对应关系，基于 XML 实现了勘查技术方法标准的基本信息、辅助信息、术语信息和主体内容等模块的结构化描述，提出了结构化框架存在要素缺失、结构化描述维度单一、结构化模块颗粒度较粗等不足。【结论】勘查技术方法标准数字化研究应加强开展不同功能类型标准结构元模型、元 素集、内容模板和样式表等方面研究，实现全要素、多维度、细颗粒的标准内容结构化，为实现勘查技术方法标准机器可读、可解析奠定坚实基础。
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  吉林省地质环境信息数据共享和服务平台研究

  张熠斌, 刘 华, 徐思瑜, 李 颖, 徐誉维, 宋金红

  华北地质. 2024, 47(2): 89-96.

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  【研究目的】为全面提升吉林省地质环境信息服务能力，解决地质环境数据存储分散、缺乏数据共享服务机制和综合分析能力弱等诸多问题，采用“大综合、大集成、大融合”的理念，研发了吉林省地质环境信息数据共享和服务平台。【研究方法】平台以面向服务架构（Service-Oriented Architecture，SOA）为总体框架，在 .Net、地理信息系统（Geographic Information System，GIS）、虚拟现实（Virtual Reality，VR）、数据库等技术的支撑下，基于哈希格网改进的椭球四叉树空间索引和切片数据库构建技术、SOA和WCF地质环境大数据共享与服务技术、C/S和B/S模式信息系统集成等关键技术综合研发而成。【研究结果】平台高度整合集成地质环境调查监测和综合评价数据，规范化地质环境数据从生产、汇交、整合、管理、更新、共享到应用的全过程，采用工作系统、服务系统、科普系统的个性化功能提升地质环境数据服务的专业性与普适性，并基于 VR技术和地质环境交叉研究提升地质环境数据应用的广度与深度。【结论】平台较大程度提升了地质环境成果转化的科技创新能力和现代化水平，对精准服务地质环境调查、监测、保护和地质灾害防治具有重要意义。
物化遥
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  引入OCCAM模型约束的一维复电阻率实部和虚部加权反演算法

  何博林, 梁思维

  华北地质. 2024, 47(2): 96-104.

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  【研究目的】复电阻率反演参数为四个Cole-Cole模型参数，直接增加了复电阻率反演的多解性。且复电阻率的实部和虚部对不同Cole-Cole模型的敏感程度不同，从而对复电阻率反演能力的要求较高。【研究方法】本文将正则化思想引入到复电阻率实部和虚部加权反演中，并分四步依次反演四个Cole-Cole模型参数，并设计四个不同的加权系数，在反演不同Cole-Cole参数时对实部和虚部的目标函数进行加权，以控制实部和虚部在反演中所占的比重；反演同一参数时，对比不同初始模型的反演结果，分析初始模型对反演结果的影响。【研究结果】模型试算结果表明：这种引入正则化约束后的实、虚部加权反演算法，不仅可以提高Cole-Cole模型参数的反演效果，还降低了反演结果对加权系数的依赖性和某些参数对初始模型的依赖性。【结论】本文的算法有效提高了Cole-Cole模型参数的反演精度。
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  电感耦合等离子体质谱法测定岩石样品中15种稀土元素含量不确定度的评估

  于 洋, 吴 磊, 王 娜, 吴良英

  华北地质. 2024, 47(2): 105-110.

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  【研究目的】稀土元素在地球化学中占有重要的地位，其加和意义也很突出，堪称地球化学指示剂。敞口酸溶-电感耦合等离子体质谱法是测定岩石样品中稀土元素含量的常用方法。为提高岩石中稀土元素检测的准确性，实验从各分量进行测量不确定度的分析与评定。【研究方法】本文通过敞口酸溶-电感耦合等离子体质谱法测定岩石样品中稀土元素含量的不确定度来源，建立逐层分析和最后的评估。【研究结果】此方法的合成相对标准不确定度在0.004 9～0.009 1之间。【结论】该方法的不确定度主要来自样品的标准溶液，其中标准曲线拟合的贡献值最大，这与实验室中的实际测试情况是一致的。