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  • 基础地质
    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.

    【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。

    创新点:在包尔汉图群中发现早-中三叠世变质成因的锆石,为限制古亚洲洋闭合提供新的思路。

  • 水文地质环境地质调查
    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.
    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。
  • 基础地质
    何 鹏, 郭 硕, 苏 航
    华北地质. 2024, 47(2): 16-27.
    【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
    宁 航, 柳富田, 王国明, 张 竞, 张 卓, 陈社明
    华北地质. 2024, 47(2): 62-72.
    【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。
  • 水文地质环境地质调查
    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.
    【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。
  • 物化遥
    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.
    【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。
  • 水文地质环境地质调查
    贺淑燕, 宋 绵, 龚 磊, 吕 琳, 孟顺祥
    华北地质. 2024, 47(2): 73-79.
    [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。
  • 水文地质环境地质调查
    翟博楠, 张思源, 张富臣, 袁 帅, 郝 一, 毛 琛
    华北地质. 2024, 47(2): 38.
    【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。
  • 物化遥
    何博林, 梁思维
    华北地质. 2024, 47(2): 96-104.
    【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。
  • 水文地质环境地质调查
    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.
    【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。
  • 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.
    【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。
  • 于 洋, 吴 磊, 王 娜, 吴良英
    华北地质. 2024, 47(2): 105-110.
    【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。
  • 矿床地质
    滕学建, 王树庆, 韩雪, 王兴文, 张昊, 李继宏, 康健丽
    华北地质. 2024, 47(4): 1-11.

    【研究目的】总结内蒙古贺根山地区铬铁矿地质、地球物理及地球化学特征,总结区域成矿要素和找矿标志,开展找矿预测研究。【研究方法】在内蒙古贺根山地区开展了区域重力、磁法和物性测量。【研究结果】区域重力和航磁结果显示高值异常与超基性岩和深大断裂有很好的一致性,圈定局部重力异常34处,推断断裂5条。【结论】综合区域地质、地球物理、地球化学等成矿要素和找矿标志,总结成矿规律,圈定找矿远景区9处。 

    创新点:总结了内蒙古贺根山地区铬铁矿地质特征,圈定局部重力异常34处,推断断裂5条,圈定找矿远景区9处。

  • 基础地质
    陈康, 景永康, 王元伟, 张龙, 邓楠, 吴珺玮, 张毅, 李发旺, 刘佩文
    华北地质. 2024, 47(4): 25-36.

    【研究目的】大陆岩石圈地幔内部广泛发育熔体与橄榄岩的反应,以华北克拉通岩石圈较为典型。根据地幔捕虏体的矿物交代特征和相关元素地球化学指标判别,硅酸盐熔体与橄榄岩的反应是华北克拉通岩石圈地幔内熔体—岩石反应的主要类型。然而华北克拉通陆下岩石圈地幔性质转变的实验岩石学证据尚不充足。【研究方法】为了探讨这一反应机制及相关动力学过程,以河南鹤壁方辉橄榄岩中的橄榄石和湖北黄陵三斗坪的英云闪长岩为初始物,在中国科学院地球内部物质高温高压重点实验室的LC250—300/50活塞圆筒压机上开展了高温(1 200~1 400 °C)高压(1.0和1.5 GPa)条件下的富硅熔体与地幔橄榄石的反应实验。【研究结果】结果表明,代表古老难熔岩石圈地幔的橄榄石与富硅熔体反应,生成斜方辉石。斜方辉石的En组分73~93,属于顽火辉石。在1.0 GPa压力下,温度从1 250 °C升高至1 350°C,有更多的镁橄榄石分子溶解到熔体中,随着斜方辉石的结晶,残余熔体SiO2、Al2O3和K2O分别从 66.20%、17.24%、1.40% 下降至 61.91%、16.02%、1.28%,而 MgO 由 3.93% 升高至 8.26%。在 1.5 GPa 压力下,温度从 1 250 °C 升高至 1 400 °C,残余熔体 SiO2、Al2O3、K2O 分别从 65.79%、17.64%、1.36% 下降至 61.74%、15.78%、1.23%;而MgO从3.11%升高至7.07%。【结论】温度变化对反应后熔体化学组成的影响显著超过压力变化。富硅熔体与橄榄石反应生成斜方辉石,能够解释华北克拉通地幔橄榄岩包体的交代现象,斜方辉石脉体是富硅熔体与橄榄石反应的产物,该反应同时导致岩石圈地幔由难熔型向饱满型转变。 

    创新点:基于富硅熔体与地幔橄榄石的高温高压实验,证实了橄榄岩中的斜方辉石脉体是富硅熔体与橄榄石反应形成的,为岩石圈地幔由难熔型向饱满型的演化提供实验岩石学依据。

  • 水文地质环境地质调查
    王妍妍, 刘斌, 韩健, 任俊儒, 程腾辉
    华北地质. 2024, 47(4): 47-56.

    【研究目的】生态环境是人类赖以生存发展的基础,利用遥感技术对承德市生态环境质量和状况进行评价及分析,为承德市生态环境保护和治理提供科学依据和技术支持。【研究方法】本研究基于Landsat系列遥感影像,利用 ENVI软件计算得到反映生态环境的绿度、湿度、干度和热度四个指标,并采用主成分分析法构建遥感生态指数模型,对承德市生态环境质量进行评价。【研究结果】通过利用2013年、2016年、2019年和2022年四期承德市遥感影像计算的四个指标构建遥感生态指数模型,并对其进一步分析,结果表明:(1)使用主成分分析结果中的第一主成分指标来构建RSEI模型,代表绿度的NDVI和代表湿度的WET对生态环境质量起到正面作用,代表干度的NDBSI和代表热度的LST对生态环境质量起到负面作用;(2)2013—2022年,承德市RSEI均值由0.625上升至0.640,生态环境质量总体呈现上升趋势,生态环境得到基本改善;(3)2013—2022年,承德市生态环境变差的面积为 2 405.562 3km2,约占总面积的6.07%;不变的面积为28 769.067 km2,约占总面积的75.54%;变好的面积为8 483.188 5 km2,约占总面积的 21.39%。【结论】在 2013至 2022年的十年间,承德市的生态环境质量总体上呈现出显著的初步改善趋势。本次研究可为承德市区域环境保护工作提供可参考的依据。 

    创新点:基于遥感技术,利用RSEI对承德市2013—2022年的生态环境质量进行了时间序列分析,通过比较不同年份的RSEI值,揭示了生态环境的动态变化趋势,结合降雨、气温因素分析评价结果变化原因,提出区域环境保护措施建议,有助于了解承德市生态环境的长期变化,为制定长期的生态保护政策提供了科学依据。

  • 水文地质环境地质调查
    张森, 孙世煜, 阮传侠, 赵艳婷, 赵侃
    华北地质. 2024, 47(4): 71-79.

    【研究目的】天津市地热资源禀赋优势突出,在地热勘查、开发、保护、管理的诸多方面均处于领先地位。但在生态文明建设、能源资源安全保障和“双碳”目标实现的大背景下,地热资源开发利用和管理仍有不足,需进一步研究探讨。【研究方法】本文基于天津市地热资源开发利用的历程和成就,论述了天津市地热资源开发利用的现状与存在问题,明确了地热管理面临的挑战,提出了科学指导地热资源可持续开发利用的具体对策和方法。【研究结果】未来应整体提高天津市地热勘查控制程度,摸清4 000~6 000 m地热资源家底,保障资源供给;加强砂岩孔隙型热储回灌衰减防治、储层改造与外源水回灌等关键技术研究工作,提高资源承载力;推动多能联用、并网互通,降低尾水温度,提升供热效率,增加供热能力;加强地热资源管理的统一性、完整性和引导性,营造有利于地热资源开发利用的政策环境。【结论】天津市地热勘查历史悠久方法完善,地热开发与保护并重,管理体系日益规范,对全国地热勘查起到了引领作用。未来应提升勘查程度,挖掘深部热储资源;突破砂岩孔隙型热储回灌衰减技术难点,合理设置采灌布局和开发模式;完善地热井全生命周期管理机制,创新地热资源管理模式,推动地热产业健康有序发展。 

    创新点:完整论述了天津市地热资源勘查开发利用的历程和成就,首次研究了规范管理对地热行业的促进作用,明确了现阶段存在的不足和挑战。多角度提出了地热资源可持续开发利用的措施,为天津市地热产业健康有序发展提供了保障。

  • 矿床地质
    李栋, 朱建林, 雷炼, 昝芳, 庄任武, 张恒
    华北地质. 2024, 47(4): 12-24.

    【研究目的】赣杭带鹅湖岭旋回火山活动的间歇期,马荃盆地内产出一套似层状展布的富铀火山熔岩,其直 接控制铀矿体的空间分布,研究富铀火山熔岩特征对分析该期火山活动、研判成矿物质来源及指明盆地铀矿找矿方 向具有重要意义。【研究方法】本文以马荃盆地祝家矿区鹅湖岭组第三段富铀火山熔岩的岩相学特征为基础,通过 分析测试方法获取富铀火山熔岩原岩、蚀变岩、铀矿石中化学元素含量。【研究结果】通过总结岩石中化学元素变化 规律,并与相邻区安山岩特征进行对比分析,认为富铀火山熔岩为安山质角砾熔岩、安山岩,具有富碱、富铁、贫钛, 以及富集轻稀土元素和大离子亲石元素(Rb、Ba、K),亏损高场强元素(Nb、Ta、Ti)等特征的钾玄岩系列的安山质熔 岩,随着岩石中铀元素含量的升高,矿石中重稀土元素含量也持续升高。推断富铀火山熔岩是由火山岩浆与同期深 部含铀热液耦合引发的火山爆发作用形成,后期有持续的含铀热液改造。【结论】根据富铀火山熔岩的特征,通过以 磁法为主的地球物理探测方法在盆地内寻找隐伏的鹅湖领中晚期产出的富铀火山岩应成为下一步铀矿找矿工作的 重点。 

    创新点:赣杭铀成矿带内,鹅湖领旋回产出安山质火山熔岩是极为少见的。本次研究首次从岩相学和岩石地球 化学的角度厘清了马荃盆地富铀火山熔岩的特征,并总结了与其对应的火山活动的特征以及岩石中铀 物质富集的过程,为寻找红砂岩覆盖区内铀矿成矿的有利部位提供了具有较高可行性的思路。

  • 基础地质
    吴炳伟, 孙守亮, 张健, 周铁锁, 张海华, 崔晓磊, 张子璟, 孙转
    华北地质. 2024, 47(4): 37-46.

    [研究目的]辽西地区侏罗系髫髻山组火山岩不仅代表了燕山期大规模火山喷发的开始,也与华北克拉通破坏减薄的时限、范围及机制研究密切相关。近年来,针对髫髻山组火山岩的成因研究取得了很多新认识,但其构造背景、岩浆源区尚存在争议。[研究方法]本文选取羊 D1井连续钻井岩心样品为研究对象,开展锆石 U-Pb测年、Hf同位素组成及岩石地球化学特征分析。[研究结果]锆石U-Pb测年结果表明,髫髻山组下部粗面岩锆石U-Pb年龄为162.8±1.7 Ma,结合羊D1井土城子组底部凝灰岩153.8 ±1.7 Ma的U-Pb年龄,认为髫髻山组火山岩形成于晚侏罗世。另外,髫髻山组下部粗面岩 Eu负异常不明显,具有轻稀土富集、重稀土亏损以及低 Sr、Yb型岩浆岩等特征,表明髫髻山组粗面岩是由壳源岩浆在较高的压力下,经历部分熔融作用产生,并伴随有不显著的结晶分异作用;其锆石的εHf(t)值为-22.1~-15.4,二阶段模式年龄(TDMC)为2.182~2.604 Ga,表明髫髻山组火山岩的岩浆源区主要来源于晚太古代,揭示其是在太平洋板块向欧亚大陆俯冲背景下,由晚太古代下地壳基性岩石的部分熔融所形成,为后期岩石圈地幔拆离即华北克拉通减薄准备了条件。[结论]该研究成果,明确了髫髻山组火山岩的形成时代及岩浆源区,对探讨燕山造山带中生代岩浆演化和区域构造演化研究提供了科学依据。 

    创新点:本文首次选取可靠的连续钻井岩心样品,并应用锆石U-Pb年代学及Lu-Hf同位素分析方法,为明确髫髻山组的时代归属及岩浆源区提供了新的证据;所取得的研究成果,对探讨燕山造山带中生代岩浆演化和区域构造演化研究提供了科学依据。

  • 水文地质环境地质调查
    包乃利
    华北地质. 2024, 47(4): 64-70.

    【研究目的】商丘柘城一带地处沉积盆地,新生界沉积厚度大,热储盖层良好,储热砂层厚度相对较大,具有良好的热储前景。【研究方法】基于柘城一带33个钻孔测试温度数据,80多个钻孔地质资料及区域二维地震勘探成果,对该区域的地质构造及地温场进行分析。【研究结果】梳理研究区新生界厚度及地质构造分布情况,并分析了该区域地质构造发展历史。经过对钻孔测温数据分析,确定了该区域地温梯度及地温分布规律。在此基础上,对研究区主要控制温度分布因素进行了分析。总结了研究区新生界及基岩地温梯度分布规律,圈定了热储层位及有利的地热靶区。【结论】研究表明该区地温分布差异主要受基底构造控制,研究区域地热成因机制与地质构造历史密切相关,新生界热储成因以传导型为主,基岩及断裂带附近则以传导—对流—传导起主要作用。

    创新点:统计总结了该区域地温梯度及地温场分布规律,分析了该区域地热成因机制。

  • 物化遥
    胡天义, 刘 欢, 何威荣, 康泉全, 唐晓东, 徐清磊
    华北地质. 2024, 47(4): 80-90.

    【研究目的】当前黑土地地表基质调查工作在东北地区广泛开展,其中物探方法是调查黑土地地表基质层垂向结构特征的重要手段。本文选取了松嫩平原莫力达瓦达斡尔族自治旗(简称莫旗)中的典型地表基质区域进行了微动勘探剖面测量和阵列测量等工作,通过这些工作来验证微动勘探方法在黑土地地表基质垂向结构调查中的应用效果。【研究方法】本文利用人工源与天然源面波相结合的微动勘探技术,通过提取各测点的面波频散曲线进行反演分析,利用视横波速度变化推测不同基质的波速和垂向空间结构特征,并结合钻探验证得到地表基质层(0~40 m)的垂向结构特征。【研究结果】通过对莫旗典型区域的微动剖面调查,结合钻孔校正和区域物性参数,绘制出了研究区二维视横波速度剖面和三维阵列模型,探明了这些地区0~40 m的地表基质层空间结构、土质类型、土质基质厚度和分布特征等信息,得出了研究区地表基质层的地质特征和视横波速度范围。【结论】通过本次研究,发现人工源与天然源面波联合勘探效果显著,有效结合两者的优势,可以提高勘探深度和浅表分辨率,增强单一方法的勘探能力,是适用于地表基质层调查的有效地球物理手段,能够为地表基质调查垂向结构调查提供科学有效的数据支持。 

    创新点:(1)本文利用一种结合人工源与天然源双源微动勘探方法,通过互相验证提高了面波频散曲线的频带范围,从而提升了浅层横波速度结构的精度。(2)基于该方法,完成了莫旗典型区域的地表基质调查,明确了基质层的空间结构和土质类型,并构建了二维剖面和三维模型,为地表基质调查和黑土资源保护提供了科学的数据支持。

  • 水文地质环境地质调查
    李晓丽, 王宇栋, 田浩飞, 刘恒麟, 梁形形
    华北地质. 2024, 47(4): 57-63+90.

    【研究目的】泥石流因其范围广、成灾快、危害大的特点,易对山区基础工程设施造成破坏,并严重阻碍地区经济发展。近年来,北京山区地质灾害多发频发,延庆区作为北京的生态涵养区,旅游景点众多,但是泥石流隐患也比较多。为了降低泥石流的潜在威胁,对延庆区泥石流进行深入研究至关重要。【研究方法】本文以延庆区岔石口村泥石流沟作为研究对象,进行危险性分析和预测。【研究结果】研究结果显示:沟内松散堆积物可分为 3类:冲洪积、残坡积和人工堆积,其动态储量为9.9×104 m3。由洪峰值流量和一次泥石流冲出固体物质总量确定该泥石流规模为中型;在4个降雨工况下(10年、20年、50年和100年一遇),危险区面积分别为0.004 4 km2、0.005 1 km2、0.005 9km2、0.006 8 km2。发展阶段属于衰退期。【结论】经过深入分析,发现该泥石流沟爆发中型泥石流的几率很大,将对 下游道路和村庄居民造成危害。对此沟的详细研究不仅有助于深入理解该区域泥石流的成因机制、动力学特征及发展趋势,还能为类似地质环境条件下的单沟泥石流研究和灾害防治提供参考。 

    创新点:当前关于北京地区特别是延庆区内单沟泥石流的相关研究相对匮乏,本文研究了延庆区内帽山沟的孕育条件及基本特征。在预测潜在危险区域范围方面,本研究引入了地形变化和洪峰流量对泥石流的影响,使预测结果更准确,为后续的科学研究及防灾减灾实践提供了参考依据。

  • 实验测试
    李国占, 涂家润, 崔玉荣, 毕君辉, 郝 爽, 刘文刚, 周红英
    华北地质. 2024, 47(4): 98-106.

    【研究目的】多接收电感耦合等离子体质谱仪(MC-ICP-MS)的离子源属常压、高温电离源,由多个精密、复杂元器件组成,是MC-ICP-MS的重要部件,加强其日常维护与故障分析是十分必要的。【研究方法】本文以赛默飞世尔科技有限公司的NEPTUNE型MC-ICP-MS为例,阐述其等离子体源故障、电子故障、真空故障、气路故障、循环水故障等。其中等离子体源点火故障最为常见,影响因素复杂,作为阐述重点。【研究结果】在详细介绍ICP工作原理和它各部件维护经验基础上,详细总结归纳此仪器点火过程中出现的故障现象及处理方法。【结论】重视对等离子体源的日常维护与故障分析,能大大提高 Neptune的利用率,同时也为获取高质量的测定数据提供保障 ,也对仪器使用、维修提供参考、借鉴。

    创新点:ICP作为MC-ICP-MS的关键核心部件,加强其日常维护与故障分析,对提高大型精密贵重仪器设备利用率与保障获取高质量测定数据具有重要现实意义。


  • 实验测试
    曾江萍, 王娜, 刘义博
    华北地质. 2024, 47(4): 106-110.

    【研究目的】本文通过开展优化消解程序、蒸馏时间等实验条件和方法准确度等方面的研究,建立了一种全自动凯氏定氮仪测定岩石中全氮含量的分析方法。【研究方法】该方法在消解过程中加入硫酸,样品中的含氮有机物转变为无机氮硫酸铵,在由硫酸钾与五水硫酸铜制成的催化片作用下加速反应进行,与氢氧化钠作用释放出氨气,收集于硼酸溶液中用标准盐酸溶液进行全氮的滴定。【研究结果】结果显示,方法检出限为23.90 μg/g,用国家一级标准物质GBW07729进行验证,本方法的相对标准偏差RSD(n=4)为1.07%,实验的回收率在95.40 %~103.8%之间。【结论】本方法利用全自动凯式定氮法测定岩石中全氮含量,操作简单、准确,完全能够满足地质行业的测试要求。

    创新点:1. 通过优化实验条件,建立了岩石中全氮含量的测定方法;2. 利用全自动凯氏定氮仪,消除了人为因素判定滴定终点所产生的误差,提高了准确度。

  • 物化遥
    徐剑春, 刘燕戌, 李文勇, 乔春贵, 曹安琪
    华北地质. 2024, 47(4): 91-97.
    【研究目的】藏东地区位于西南三江成矿带内,具有较好的成矿条件,本文依托于地调项目航磁测量结果,选取异常形态较好的航磁(藏16-35)异常进行地物化地面综合查证,查明其异常成因。【研究方法】对该异常进行地质剖面测量,高精度地面磁测、土壤地球化学剖面测量,并通过剖面反演等手段对异常成因进行分析。【研究结果】查证结果表明在地表有明显的孔雀石矿化蚀变带,位于石英闪长岩内,且地面磁异常形态规则,元素含量高于背景值,地物化异常位置对应较好。【结论】由此可以推断异常所在调查区具有很好的找矿远景,对该区其他异常的查证和找矿研究也具有借鉴意义。

    创新点:首次对异常所在研究区进行1/20万的航磁测量,获得了研究区的高精度航磁资料,对形态较好的藏16-35异常进行地面地物化剖面综合查证,查明了该异常成因,为研究区的下一步找矿提供支撑。


  • 基础地质
    王存柱, 张 彬, 郑大贺, 李国郡, 马 超
    华北地质. 2025, 48(1): 11.

    【研究目的】吉林庆岭地区花岗质糜棱岩大地构造位置位于华北板块北缘东段,其岩石成因和形成环境的研究对古亚洲洋构造域演化及其与古太平洋构造域构造体制转换具有重要意义。【研究方法】本文首次对其进行了岩相学、岩石地球化学、LA-ICP-MS锆石 U-Pb年代学以及黑云母40Ar/39Ar年代学研究,确定其岩石成因、形成构造背景以及侵位年龄和变形年龄。【研究结果】花岗质糜棱岩锆石为半自形—自形,震荡生长环带明显,暗示其岩浆成因。测年结果显示花岗质糜棱岩形成于 291±3.0 Ma,为早二叠世岩浆事件的产物。EBSD组构分析显示本区岩石经历了中高温—中低温—低温的递退过程,黑云母40Ar/39Ar坪年龄为182.01±0.38 Ma,暗示其变质变形时代为早侏 罗世。岩石具高硅(68.26%~75.91%)、高铝(12.32%~15.17%)、贫铁(Fe2O3为0.03~3.38)等特征,地球化学特征显示为过铝质。岩石富集轻稀土元素,亏损重稀土元素,轻重稀土元素分异明显。【结论】上述特征表明其为下地壳泥质岩石的部分熔融的产物。结合区域地质特征,早二叠世花岗质糜棱岩的侵位应与古亚洲洋向南俯冲有关;花岗质糜棱岩早侏罗世发生变质变形,可能与古太平洋板块开始向欧亚大陆板块俯冲有关。

    创 新 点:首次在吉林庆岭地区识别早二叠世花岗质糜棱岩,并对其开展了系统的岩石学、岩石化学、同位素年代学及变质变形研究,认为其形成时间为291±3.0 Ma,变形时间为182.01±0.38 Ma,花岗质糜棱岩形成于俯冲背景下岛弧岩浆活动过程,表明早二叠世古亚洲洋板块向华北板块俯冲,早侏罗世古太平洋板块可能开始向欧亚板块俯冲。

  • 基础地质
    刘 洋, 滕 飞, 郭 硕
    华北地质. 2025, 48(1): 1.

    【研究目的】印支运动期间,伴随着华南、华北和羌塘地体的碰撞汇聚,在松潘—甘孜地区引发了广泛的花岗质岩浆侵入和褶皱变形,为此需研究其形成大地构造背景与演化过程。【研究方法】本文根据花岗质侵入岩的矿物组成和地球化学特征,将其划分为4种主要类型。【研究结果】黑云母±角闪石高钾钙碱性型、过铝质钙碱性型、高钾碱性型和淡色花岗岩型。根据宏观、微观构造和区域不整合特征,这一时期的构造变形可以主要划分为D1和D2期。【结论】不同时期不同类型的花岗质侵入体和构造形变分别对应于造山期和后造山期的不同生成环境。 

    创 新 点:将松潘—甘孜地区的印支期岩浆作用与构造变形联系起来,详细探讨了该区印支期构造—岩浆演化过程。

  • 基础地质
    程先钰, 何 鹏, 滕 飞, 吴海鑫, 田 辉, 孙立新
    华北地质. 2025, 48(1): 58.

    【研究目的】冀东青龙—宽城地区发育多期花岗质岩浆活动,相较于冀东地区最大的中生代侵入体的都山岩体,前人对大石柱岩体的研究相对薄弱,并对其形成的时代争议较大。本文旨为探讨冀东宽城大石柱岩体的形成时代及地质意义。【研究方法】笔者对大石柱岩体进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb测年,重新厘定了大石柱侵入体的形成时代,并通过区域地质调查对大石柱岩体进行划分。【研究结果】初步将大石柱岩体划分为三期,其中二长花岗岩期按照矿物粒度大小分为中心相和边缘相;本次选取两个二长花岗岩进行研究,获得了226 Ma和214 Ma的成岩年龄,时代归属为中生代晚三叠世。【结论】结合区域对比及综合研究,初步认为宽城大石柱子岩体为西南部都山岩体 的北东向侵入延伸,二者实为同一岩体。其结果为冀东地区寻找金矿成矿带开辟新思路、新方向。 

    创 新 点:通过锆石U-Pb年代学以及对大石柱岩体的划分,确定大石柱岩体形成于晚三叠世,对寻找冀东地区中生代金矿具有指导意义。

  • 水文地质环境地质调查
    石树静, 康志强, 张勤军, 郑焕君, 冯民豪, 贝为昶
    华北地质. 2025, 48(1): 103.

    【研究目的】CO2的地质储存是应对气候变化、减少CO2排放、实现碳中和、支持环境保护和能源资源保障,以及促进经济发展与生态保护的和谐共生的有效途径。【研究方法】本文以广西合浦盆地为研究单元,在地质特征的基础上,确定深部咸水含水层为地质储层,基于束缚储存和溶解储存机理方法计算普查阶段D 级预测地质潜力,选择7个一级指标和16个二级评价指标,进行CO2地质储存适宜性评价。【研究结果】研究结果表明,合浦盆地咸水层二氧化碳普查阶段D 级预测地质潜力189.01×106 t;南流江坳陷的西场凹陷和常乐凹陷2个评价单元的适宜性评价结果为“一般适宜”。【结论】评价结果为广西初步选址 CO2地质储存工程建设提供了科学依据。 

    创 新 点:在梳理地质背景条件的基础上,基于束缚储存和溶解储存机理方法计算咸水层二氧化碳普查阶段D 级预测地质潜力;构建了包含 7 个一级指标和 16 个二级评价指标的综合评价体系,用于 CO2地质储存适宜性评价;为广西CO2地质储存工程建设的初步选址提供了科学依据,具有较强的实践指导意义。

  • 水文地质环境地质调查
    张 曦, 韩 博, 杜亚楠, 龚 雪, 李厚恩, 甄 振
    华北地质. 2025, 48(1): 78.

    【研究目的】为准确掌握地下水基础信息,建设地下水监控系统,保障大规模工程建设的有序推进和“水城共融”的生态城市建设,雄安新区实施了浅层地下水监测井建设工程。【研究方法】在原有国家级和省级监测井的基础上,根据雄安新区浅层地下水分布以及补给、径流和排泄条件,开展了雄安新区浅层地下水监测井施工及在线监测系统建设工作。【研究结果】雄安新区浅层地下水监测井建设工程共布设了地下水监测井41组(109眼),控制面积1 770 km2,主要监测层位为50 m以浅第四系松散沉积物孔隙含水层(潜水和微承压水),建成了集地下水信息采集、传输、分析及服务于一体的地下水综合监测网。【结论】该工程的实施可实现对雄安新区50 m以浅含水层组地下水全面、系统地监测,大幅提升了地下水监控能力,确保了浅层地下水信息的时效性和准确性,为雄安新区的高质量建设和地下水科学管理提供了重要基础数据和技术支撑。 

    创 新 点:在雄安新区建成了浅层地下水分层自动监测网,首次将雄安新区50 m以浅浅层地下水分为3~4层进行监测,极大提升了浅层地下水的监测精度和监控能力,为雄安新区高标准高质量建设和政府水资源管理决策提供了重要的基础数据和技术支撑。

  • 基础地质
    刘延凯, 李 康, 徐少普, 张少帅
    华北地质. 2025, 48(1): 67.

    【研究目的】河北省冀北地区地处华北克拉通北缘东段附近,位于华北克拉通北缘岩浆型钴镍矿成矿远景区内,钴镍矿化线索较为丰富。通过总结研究河北省钴镍成矿条件和类型,有助于明确省内钴镍矿成矿潜力和找矿远景。【研究方法】通过总结分析国内外典型钴镍矿床,类比河北省内成矿地质条件;综合分析相关地质、矿产资料,总结研究区钴镍矿成矿背景、成矿规律和找矿潜力。【研究结果】河北省内与钴镍成矿有关的基性-超基性岩体数量众多,与钴镍成矿有关的地层和区域构造广泛分布,钴镍成矿地质条件较为优越;将省内已知钴镍矿(化)点,划分为与侵入岩浆作用、接触交代作用、火山作用、含矿流体作用和沉积成岩作用有关的9种钴镍矿成因类型,并对各类型钴镍矿的成矿作用、矿(化)点分布及数量等特征进行了总结。【结论】河北省钴镍矿成矿地质条件优越、成因类型丰富多样,特别是岩浆型和矽卡岩型有着较好的成矿潜力和找矿远景。 

    创 新 点:首次系统总结了河北省钴镍矿成矿地质条件,并对河北省钴镍矿床成因类型进行了较为全面的梳理和总结。

  • 基础地质
    王浪浪, 魏 涛, 曾昭霞, 冉文瑞, 陈 茜, 刘 芸
    华北地质. 2025, 48(1): 44.

    【研究目的】北京西山木城涧地区中侏罗世窑坡组发育典型的陆相湖泊沉积。该套地层是中侏罗世砂岩发育最好、出露较全沉积地层,但其粒度特征却缺少研究,制约了华北地区中侏罗世沉积环境的分析和重建。【研究方法】本文基于北京西山木城涧地区潘涧沟野外露头剖面,通过镜下观察、统计和分析,计算其相关粒度参数、萨胡函数判别值等,并绘制概率粒度曲线图、弗里德曼粒度参数散点图以及 C—M图,综合研究总结出窑坡组砂岩粒度特征及沉积环境。【研究结果】研究区目标剖面的 18个砂岩样品的相关粒度参数如下:①平均粒径范围 0.57~3.54 φ;②标准偏差σ值范围0.42~1.03;③偏度(SK1)范围﹣2.36~0.79;④峰度(KG)范围0.90~1.27;概率累积曲线为典型的二段、三段及多段式;样品C—M图显示沉积物以悬浮搬运、递变悬浮为主,均代表了典型的牵引流沉积。【结论】SK1-σ1散点图、概率累积曲线、C—M图等显示研究区沉积环境为滨浅湖及三角洲沉积。

    创 新 点:首次系统地运用薄片粒度图像分析方法对北京山西木城涧地区窑坡组砂岩进行研究分析,研究得出相关的粒度参数指标特征值;同时,通过综合研究分析,首次在该地区提出滩坝沉积。

  • 水文地质环境地质调查
    刘继红, 张素荣, 高学生, 张国利, 苏永军, 刘宏伟
    华北地质. 2025, 48(1): 113.

    【研究目的】张北县小二台镇土壤硒元素空间变异显著,局部区域存在表层土壤硒富集,分析土壤中硒的来源及其富集因素,对富硒土地资源的开发具有重要的指导意义。【研究方法】本文以张北县小二台镇土壤地球化学调查数据为研究对象,采用相关性分析、方差分析和GIS空间分析等方法对数据进行处理,分析土壤硒的含量、分布特征和富集因素。【研究结果】结果显示:小二台镇表层土壤Se含量(0.17 mg/kg)高于坝上地区土壤背景值(0.15 mg/kg)。表层土壤硒含量达到天然富硒标准(≥0.3 mg/kg)的面积占比为研究区的 8.00%。表层土壤硒富集区主要分布于水系发育区域和水系两侧低洼地带。成土母质、土壤类型及土地利用类型等因素对土壤Se 的含量及富集水平均造成了不同程度的影响。除此之外,土壤理化性质也是影响表层土壤Se富集的重要因素。相关性分析表明表层土壤Se与pH值呈极显著的负相关,与有机碳呈极显著线性正相关。【结论】本研究为张北县富硒土地资源的开发和利用提供了有价值的参考。 

    创 新 点:首次系统总结了研究区土壤硒地球化学特征,结合成土母质及相关地质背景情况,初步确定了土壤硒的来源,并从土壤类型、土地利用类型及土壤理化性质等多个方面分析了影响土壤硒富集的可能因素。

  • 水文地质环境地质调查
    李 骏, 李 状, 苗晋杰, 刘宏伟, 刘 笑, 高伊航
    华北地质. 2025, 48(1): 78.

    【研究目的】系统剖析北窑村滑坡物质组成及变形破坏特征,并对研究区滑坡稳定性评价,为城镇化建设及发展提供参考,并对区域滑坡灾害防治提供指导。【研究方法】本文以山西省阳城县北窑村滑坡作为研究对象,在野外地质调查、野外钻探的基础上,剖析北窑村滑坡物质组成及变形破坏特征;并根据《滑坡防治工程勘查规范》(GB/T32864—2016)计算在不同工况下该滑坡稳定系数,进行稳定性评价。【研究结果】(1)北窑村滑坡主滑方向约 30°,滑坡坡顶高程 750 m,坡脚高程 629 m,高差约 121 m,坡度约 30°。滑坡体长约 305 m,宽约 660 m,滑体厚度约 5~10 m,面积约 201 300 m2,滑坡体体积约 161 ×106 m3。(2)根据滑坡区地质环境条件,计算该滑坡在两种工况条件下的稳定性。在自重工况条件下,该滑坡体处于基本稳定状态:在自重和暴雨工况条件下,该滑坡处于欠稳定状态。(3)通过采集自动化地表位移监测站监测数据,北窑村滑坡剖面的GNSS01和GNSS03监测点所在区域 变形趋势很明显,具有周期性特点,经历多次阶坎降低,此外,该地区裂缝同样处于持续的变形阶段。(4)本区具备形成滑坡的地形条件,组成坡体的岩土强度低遇水易软化,结构面与坡向一致,降水入渗,滑体重度增加,抗滑力减小,下滑力增大,破坏了坡体原有的应力平衡,很容易发生滑动。【结论】北窑村滑坡坡体变形明显,其中靠近前缘部分的建房,地基被扰动,多有坍塌。此外,地形是形成滑坡的必要条件,坡体岩性是滑坡形成物质基础,而水对滑坡的形成起着催化作用,是重要的诱发因素。本研究成果可以为区域的城镇化建设及发展提供参考,为区域滑坡灾害防治提供指导。 

    创 新 点:基于野外地质调查、野外钻探成果,系统研究北窑村滑坡发育和变形特征,并根据一体化监测设备监测数据,探讨分析研究区滑坡成因和影响因素。

  • 水文地质环境地质调查
    刘建宇, 王 沛, 黄 伟, 王 刚, 李兆宇
    华北地质. 2025, 48(1): 78.

    [研究目的]冻胀是季节性冻土区路基工程普遍存在的危害,系统地研究季冻区典型土类的冻胀规律可有效地为冻胀防治提供科学支持。[研究方法]本文基于原位钻探采取未扰动原状粉质黏土为研究对象,采用多通道光纤光栅测温系统监测冻结封面移动,采用单因素冻胀试验设计方法,开展﹣5℃、﹣15℃、﹣25℃温度梯度下封闭/开放系统冻结对比试验,探讨了不同水分条件对冻胀的特性,筛选了更大范围的原状土样的天然初始含水率,对冻胀率变化趋势进行了整体把握,主要结论补充完善了前人的研究结果,在封闭系统条件下变化趋势基本相同,但在开放系统下冻胀率的在变化趋势上、变化界限点和极值点上存在差异,同时构建了关于两种因素影响下的冻胀预测方 程。[研究结果]结果表明:初始含水率和补水条件都对冻胀率有显著影响,封闭系统条件下,土体随着初始含水率的增大,冻胀率呈现先增大后趋于稳定的变化规律,开放系统呈现抛物线响应,不同补水系统条件下冻胀率相差2~5倍,决定原状粉质粘土的冻胀特性内在本质因素是其结构性。[结论]提出临界含水率(开放系统 24%、封闭系统31%)控制指标与冻胀预测方程,可为地下水活动频繁的季节性冻土区工程中粉质黏土冻胀防治与冻胀率预测提供一定参考。 

    创 新 点:在季节性冻土区对原状粉质黏土进行现场钻探,并选取不同含水率范围进行冻胀试验,揭示原状土冻胀的结构性效应、提出冻胀防治水分阈值、对多模态冻胀响应进行解析,主要结论补充了以往的研究成果,可为冻胀防治和冻胀率预测提供数据支持。

  • 基础地质
    刘瑞杨
    华北地质. 2025, 48(1): 11.

    【研究目的】小珠山位于山东东部苏鲁造山带东延部分,该地区广泛出露中生代花岗岩。笔者在野外踏勘过程中发现了淡色、矿物颗粒大的花岗岩剖面,后经地球化学测试确定为高分异花岗岩。高分异花岗岩是大陆地壳成分成熟度的重要标志,故本研究旨在完善研究区花岗岩种类及其含矿性潜力评价。【研究方法】对在小珠山地区取得的8件样品进行岩相学、全岩主微量及稀土元素、Sr-Nd-Pb同位素、锆石U-Pb测年与原位Hf同位素、X射线衍射和激光拉曼光谱、斜长石电子探针、元素面扫原位分析。【研究结果】得到以下结论:岩相学表明研究区花岗岩含有S型花岗岩特征矿物—堇青石,存在明显伟晶岩脉。伟晶岩是花岗质岩浆结晶分异的产物,预示着小珠山S型花岗岩具有成矿潜力。10 000 Ga/Al-Zr图解表明研究区花岗岩为 I和 S型两种,样品为高硅花岗岩(SiO2>71.9%),全碱含量高(Na2O+K2O>8.5%),属于过铝质高钾钙碱性系列。计算高分异花岗岩的常见指数:多数样品 Eu 负异常明显(δEu=0.4~0.5),铝饱和指数较高(A/CNK>1.2),分异指数(DI)在 90以上。锆饱和温度反映岩浆起源温度为 832~875 ℃,锆石 Ti温度计反映岩浆结晶温度为 618.8~726.44 ℃,说明岩浆分异经历明显降温过程。Sr-Nd-Pb同位素显示高 ISr(0.699 9~0.721 0)和低 εNd(t)(﹣18.7~﹣12.4),(206Pb/204Pb)i=16.3140~16.6760,(207Pb/204Pb)i=15.445 0~15.464 5,(208Pb/204Pb)i=36.811 0~37.290 9,表明样品岩浆源区为壳源。年代学表明样品年龄为116.4 Ma,为早白垩世高分异花岗岩。【结论】上述结论说明研究区高分异花岗岩是以壳源物质为主的岩体。分异过程经历斜长石以及锆石、磷灰石等副矿物的分离结晶,岩浆沿岛弧裂缝上涌,形成了具有含矿潜力(DI=83~95)的高分异花岗岩。

    创 新 点:在小珠山地区发现了高分异S型花岗岩。