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    1. 我国城市地下空间规划现状、问题与对策
    彭芳乐,乔永康,程光华,朱合华
    地学前缘    2019, 26 (3): 57-68.   DOI: 10.13745/j.esf.sf.2019.5.23
    摘要1000)      PDF (3128KB)(274)   
    地下空间规划是城市地下空间开发利用有序开展的重要保障。随着我国轨道交通建设的全面展开以及相关政策的陆续出台,我国城市地下空间开发利用必将迎来更大的发展。城市地下空间规划也在近年越来越得到重视。从目前各城市的地下空间规划实践来看,我国城市地下空间规划的技术体系已基本成型,但其中仍然存在着各种各样的问题。在摸清我国城市地下空间规划编制现状和实施效果的基础上,掌握我国城市地下空间规划所面临的问题,并结合未来地下空间发展趋势提出我国城市地下空间规划解决问题的对策,有助于城市地下空间规划理论和方法进一步完善,更好地保障我国城市地下空间事业的可持续发展。
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    2. 微板块构造理论:全球洋内与陆缘微地块研究的启示(附对该文的审稿意见)
    李三忠,索艳慧,刘博,刘永江,李玺瑶,赵淑娟,朱俊江,王光增,张国伟
    地学前缘    2018, 25 (5): 323-356.   DOI: 10.13745/j.esf.sf.2018.7.1
    摘要427)      PDF (9033KB)(1260)   
    任何板块都存在一个由小长大的过程。微地块(微板块)有时是大板块的前身,微地块的起源、生长、夭折、消亡和残留过程对研究板块构造具有重要意义。据其组成,微地块可划分为微陆块、微洋块、微幔块。本文以太平洋、印度洋和大西洋中的微地块为例,系统总结了洋脊增生系统、俯冲消减系统、深海板内系统、伸展裂解系统、碰撞造山系统5种构造环境下的微地块特征,并据此首次进行了成因分类,提出拆离微地块、裂生微地块、转换微地块、延生微地块、跃生微地块、残生微地块、增生微地块、碰生微地块和拆沉微幔块9种类型。对不同类型微地块边界进行了系统界定,并对其成因进行了系统讨论。这些微地块边界类型,包括活动的或死亡的拆离断层、俯冲带、洋中脊、转换断层、破碎带、切割岩石圈的断裂、假断层、洋内汇聚带、叠接扩张中心、非叠接扩张中心、洋脊断错等,其成因的关键研究在于对三节点稳定性进行分析。洋内或洋缘微地块研究,不仅为开展深海大洋精细化构造分析和板块重建工作提供参考,而且对解释大陆内部一些微地块成因具有启发性,可丰富大陆造山带、陆内、板内、幔内和陆缘构造的研究内容,使得造山带演化、板内变形和地幔过程研究更为精细化,甚至推广到早前寒武纪的前板块构造机制研究。
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    3. 中国地热资源现状及发展趋势
    王贵玲,刘彦广,朱喜,张薇
    地学前缘    2020, 27 (1): 1-9.   DOI: 10.13745/j.esf.2020.1.1
    摘要392)      PDF (9843KB)(913)   

    中国地热资源禀赋良好,分布广泛且具有明显的规律性和地带性。本文系统总结了国内取得的地热资源勘查开发成果:浅层地热能资源在全国范围内普遍分布,我国336个地级以上城市规划区范围内浅层地热能资源年可开采量折合标准煤7亿吨;水热型地热资源年可开采量折合标准煤19亿吨;干热岩远景资源量折合标准煤856万亿吨。阐明了有代表性的水热型地热资源成因机制和干热岩资源成藏模式。地热开发利用技术发展迅速,浅层地热能和水热型地热资源利用量逐年攀升,但在地热资源成藏模式研究、勘查开发及管理利用等方面仍有亟须突破的技术瓶颈和需要改进的环节。文章分析了存在问题并提出了我国地热发展战略路线,下一步应加强热源机理与控热构造研究,推进地热探测技术和开发利用示范,开展重点地区浅层地热能、水热型地热资源勘查评价,完善干热岩勘查开发技术体系,推动地热产业健康有序发展。

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    4. 大陆边缘弧岩浆成因与大陆地壳形成
    朱弟成,王青,赵志丹,牛耀龄,侯增谦,潘桂棠,莫宣学
    地学前缘    2018, 25 (6): 67-77.   DOI: 10.13745/j.esf.sf.2018.11.11
    摘要388)      PDF (2895KB)(933)   
    大陆地壳如何形成是国际学术界长期关注并正在持续攻关的一个重大基础科学问题。活动陆缘弧的岩浆成因和密度分选过程是理解大陆地壳形成机制和演化过程的关键。北美白垩纪Cordilleran大陆边缘弧的形成可能经历了与底侵幔源岩浆有关的下地壳部分熔融和岩浆混合,或幔源初始玄武质岩浆的两阶段成分分异过程,以花岗质成分为主的北美内华达地区垂向地壳成分剖面结构可能与榴辉岩相残留体或堆晶岩的拆沉作用密切相关。目前并不清楚亚洲大陆南部以约200 Ma和约90 Ma两个时间断面为代表的中生代冈底斯弧,为何出现大量角闪石岩并具有玄武安山质的平均成分。探究中生代冈底斯弧的岩浆成因、地壳垂向成分结构和地壳形成机制可能有助于或多或少地解决这一问题。
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    5. 全国土地质量地球化学调查二十年
    李括,彭敏,赵传冬,杨柯,周亚龙,刘飞,唐世琪,杨帆,韩伟,杨峥,成晓梦,夏学齐,关涛,骆检兰,成杭新
    地学前缘    2019, 26 (6): 128-158.   DOI: 10.13745/j.esf.sf.2019.8.25
    摘要348)      PDF (11721KB)(255)   
    土地质量地球化学调查计划是我国继区域化探全国扫面计划之后一个新的国家地球化学填图计划,该计划实施20年来,在支撑土壤环境污染防控、土地资源管理、国家重大立法、精准扶贫等方面做出了重大贡献,显著拓展了地质工作服务链。本文从计划的提出背景、项目的组织实施、主要进展、调查技术的进步和分析测试技术的提高与质量控制方案的完善等方面回顾了该计划的发展历程。从全国耕地地球化学状况、全国省会城市土壤环境质量状况、中国主要淡水湖泊沉积物环境质量状况、中国主要农耕区20年来土壤碳库变化4个方面对调查成果做了全面总结。全方位介绍了调查应用成果在土地管理、土壤污染防治、农业种植结构调整、脱贫攻坚、地方病防治、油气勘查、固体矿产勘查等7个领域中的应用。并在调查技术革新、评价方法创新和调查与研究融合三个方面对土地质量地球化学调查工作的未来发展趋势做了展望。
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    6. 板块运动的机制与动力来源学术争鸣
    万天丰,李三忠,杨巍然,梁光河,毛小平,刘银河,於文辉,陈志耕,丁卫平, 胡宝群,付虹,方曙,唐春安,莫宣学
    地学前缘    2019, 26 (6): 309-319.   DOI: 10.13745/j.esf.sf.2019.11.20
    摘要329)      PDF (1745KB)(457)   
    目前人类对地球的认识仍很肤浅,无论国外还是国内对于地球动力学问题仍在探索过程中,Science杂志2005年公布的125个重大科学问题中的第10个问题是“地球内部是如何运行的”,提出地球动力来源还尚未解决。 2017年出版的《中国学科发展战略——板块构造与大陆动力学》认为板块构造理论虽然取得了巨大成功,但该学说依然存在其形成以来就存在的难题,即板块动力、板块起源及板块上陆三大问题,驱动板块运动的动力机制是最为重要的问题,也是亟待解决的问题。
    研讨会分两个环节,一是主要观点报告环节,二是讨论争鸣环节。
    在报告环节,涉及动力机制的主要有5位报告人,分别阐述了他们的主要观点。梁光河提出了新大陆漂移说,通过大量证据分析认为传统的海底扩张驱动大陆漂移的模式存在很多问题,很多地质和地球物理观测事实说明持续推动大陆漂移的动力不是海底的持续扩张,而是大陆板块后下方持续的岩浆上涌推动大陆板块向前漂移,那是一个自发的连锁反应。万天丰认为传统的海底扩张传送带模式很难解释大陆板块漂移速度远远大于地幔对流速度这个问题,提出了陨击说。陨石撞击诱发地幔底劈推动大陆板块运动这个新的驱动模式。唐春安提出了地球龟裂说,认为地球内部热能的积累与释放,使得地质历史上岩石圈地幔具有冷热交替的周期。毛小平分析认为,目前所提出的地球动力中,只有周向应力具有足够数量级的应力,可以推动板块运动;周向应力在岩石圈薄弱处释放从而产生地壳相对运动;长期以来解释不了的“地壳异常压力”其实就是周向应力,而可独立于重力的构造力、碰撞力并不存在。
    在讨论争鸣环节,大家针对地壳运动的动力来源自由发言。梁光河指出万天丰提出的陨石撞击可以较好地解释超大陆裂解的初始动力,但不同意陨石撞击可以提供持续的大陆漂移的动力,以印度板块的北漂为例,因为地幔的巨大黏滞阻力,需要无数个陨石定点撞击印度板块后面才可能持续推动印度板块漂移。唐春安提出地球的锅盖效应,因此上地幔具有冷热周期,在热周期地壳才会大规模漂移,按照力学机制,大洋中脊和转换断层不可能是海底扩张产生的,应该是大陆漂移拉开产生的断裂系统。最后杨巍然总结发言,认为陨石撞击是一个重要因素,地球上的构造运动都可以归结为开合运动,海底扩张和大陆漂移都是存在的,地体构造也是科学的。研讨会取得的共识是:大陆的确存在大规模水平运动,传统的地幔对流传送带驱动模式存在很多与观测事实不符的问题,需要重新认识驱动机制和驱动力的问题,对板块俯冲问题多数持怀疑甚至反对的观点。其驱动力应该来自重力和地球内部热力,但它们之间是如何相互作用的,仍需要进行更深入的研究。
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    7. 地震成因综述
    杜建国,仵柯田,孙凤霞
    地学前缘    2018, 25 (4): 255-267.   DOI: 10.13745/j.esf.yx.2017-12-21
    摘要303)      PDF (4325KB)(672)   
    本文从地质、地球物理、地球化学和能量等方面分析了地震的成因。源于地核地幔的流体携带大量热能,为岩浆起源、地震形成和地热田提供了充足的能量,然而岩石聚集的应变能不足以产生中等以上的地震。大地震(M≥6.0)绝大部分分布在海沟、火山岛弧和大陆裂谷带等拉张性构造带,如环太平洋海沟、东印度洋海沟、大洋中脊、非洲裂谷、地中海—黑海—里海—波斯湾、欧亚大陆中部的伊塞克湖—阿拉湖—乌布苏湖—库苏古尔湖—贝加尔湖裂谷。流体在地球深部物质运动、地壳运动、地震和火山活动中扮演着重要作用。全球到处发育的隐爆角砾岩表明隐爆作用的普遍性。深部流体向上运移、向地表逃逸的过程中发生爆炸,在地球内部产生了不同震级和震源深度的地震。因此,隐爆应该是产生地震的主要机制。地震成因的隐爆模型不仅能够更好地解释不连续、各向异性的非弹性介质中发生的各类地震,譬如中深源震、震群、慢地震和非双力偶性地震等,而且能够更好地诠释全球地震、火山和地热带在空间上的吻合以及隐爆角砾岩型矿藏的形成。
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    8. 内蒙古鄂尔多斯地区早白垩世新的翼龙类化石
    姬书安,张笠夫
    地学前缘    2020, 27 (6): 365-370.   DOI: 10.13745/j.esf.sf.2020.6.14
    摘要292)      PDF (4202KB)(193)   

    发现于内蒙古鄂托克旗召稍早白垩世罗汉洞组的一件不完整翼龙类下颌标本,以下颌愈合部长且平直、齿骨侧嵴发育、近圆形齿窝沿侧嵴之上的齿骨侧面上半部分自前向后呈直线排列、齿窝直径(2~2.5 mm)前后变化较小、相邻齿窝的间距约为齿窝直径的一半、下颌牙齿密度为3枚/cm等特征,可归入梳颌翼龙科(Ctenochasmatidae),且代表一新属种——郝氏鄂托克翼龙Otogopterus haoae gen.et sp.nov.。该化石是继鄂托克旗新召准噶尔翼龙科的平颌鄂尔多斯翼龙Ordosipterus planignathus之后在内蒙古鄂尔多斯地区发现的第2件确切翼龙类材料,丰富了这一地区早白垩世脊椎动物群的组成。该翼龙也是继甘肃庆阳环河翼龙Huanhepterus quingyangensis之后在鄂尔多斯盆地发现的第2种梳颌翼龙科化石,进一步扩大了鄂尔多斯盆地梳颌翼龙科的地理分布范围,同时表明鄂尔多斯盆地是继辽宁西部之后梳颌翼龙科在中国的又一重要分布区。

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    9. 锆石微量元素及其揭示的深部过程
    赵志丹,刘栋,王青,朱弟成,董国臣,周肃,莫宣学
    地学前缘    2018, 25 (6): 124-135.   DOI: 10.13745/j.esf.sf.2018.11.20
    摘要284)      PDF (5880KB)(903)   
    近十年来对锆石研究已从早期的U-Pb放射性同位素定年和锆石同位素分析,发展到大量研究锆石的微量元素。锆石微量元素不仅可以作为锆石Ti温度计估算岩浆温度,也可以用来识别锆石及其母岩的岩石类型和成因,区分岩浆熔体或者流体控制的岩浆作用、变质作用、成矿作用等深部作用过程。文中在归纳总结岩浆锆石、变质锆石、热液锆石、碎屑锆石等不同类型锆石的微量元素成分基础上,以青藏高原碰撞后超钾质岩石中产出的锆石为例,系统介绍了超钾质岩石中各类锆石的结构、年龄和微量元素特征,并应用于解释超钾质岩石成因、岩浆源区成分、岩浆演化和上部地壳物质的混染、下地壳加厚和高原隆升之间的关系。
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    10. 沉积盆地“源-汇”系统研究进展
    操应长,徐琦松,王健
    地学前缘    2018, 25 (4): 116-131.   DOI: 10.13745/j.esf.sf.2018.5.30
    摘要281)      PDF (5785KB)(689)   
    “源汇”系统指盆地中自剥蚀地貌中形成的剥蚀产物,搬运到沉积区或汇水盆地中最终沉积下来的过程。在当前沉积学领域中“源汇”系统占有重要一席。通过系统梳理国内外文献,评述“源汇”系统各要素及其耦合作用研究进展,认为源区是控制系统动态过程根本要素,搬运沉积过程是物源供给不同级次的响应。源区古地理演化下物理和化学风化作用控制物源供给,物源供给时空属性则决定搬运方式和通道类型。之后搬运中地质作用重塑沉积物组分和结构,而源区扰动和搬运响应两者时间尺度关系决定改造效果。最终源区演化形成的沉积地貌变化造成盆内可容纳空间分异,促使沉积物选择性沉积,塑造了盆内千姿百态沉积面貌。“源汇”系统先进于其正演化、定量化和动态化研究思路,但研究方法仍处于探索阶段,而要完善研究体系则需着眼于物源体系研究,多时间尺度地质定量化表征方法,多学科交叉动态化研究方法。
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    11. 量子纠缠技术在地质学上应用的可能性
    张旗,焦守涛,李明超,朱月琴,韩帅,刘学龙,金维浚,陈万峰, 刘欣雨
    地学前缘    2019, 26 (4): 159-169.   DOI: 10.13745/j.esf.sf.2019.5.10
    摘要253)      PDF (2761KB)(443)   
    牛顿力学是研究宏观世界的理论,量子力学是研究微观世界的理论。量子力学中有许多超乎宏观世界的现象,有些很神秘,甚至颠覆了我们对科学的认识,这其中最典型的就是量子纠缠现象。量子纠缠是指两个相互纠缠的量子不管相距多远,它们都不是独立的事件。当你对其中的一个量子进行测量时,另外一个相距很远的量子也可以被感知,可以被关联测量。量子纠缠是量子系统区别于经典系统的最不可思议的特性。量子纠缠正是由于它过于神奇,很难验证,故引起学术界争论不断。但是,由于量子纠缠具有的强大功能,正在成为国际大国竞相发展的焦点。文中讨论了量子纠缠目前研究的现状及其特征,探讨了量子纠缠应用的若干实例,包括量子纠缠的隐形传态功能,量子纠缠推动了量子计算机的进步,量子纠缠与大数据结合开创了量子机器学习方法等。至于量子纠缠技术如何应用于地质学,国内外还没有先例,但我们认为,从理论上来说不是不可能的。研究表明,两个具有相关关系的粒子之间容易产生纠缠,纠缠特别容易出现在具有亲缘关系(因果关系)的群体中。我们研究地质学问题,最喜欢、最关注的即成因问题,如岩石成因、矿床成因、变质成因、沉积成因等等。成因关系即因果关系。因此从成因研究入手,可能是量子纠缠技术在地质学上应用的切入点。从我国经济发展、资源现状和国际生存空间角度出发,我们应当重视对量子纠缠技术应用的研究。将量子纠缠技术引入地质学领域是一件前无古人但肯定后有来者的事情。
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    12. 山西五台山滹沱群四集庄冰碛岩碎屑锆石年龄及其对大氧化事件研究意义
    陈威宇,陈衍景,李秋根,李建荣,李凯月,疏孙平,陈西,佟子达
    地学前缘    2018, 25 (5): 1-18.   DOI: 10.13745/j.esf.sf.2018.4.12
    摘要231)      PDF (16871KB)(423)   
    山西滹沱群四集庄组变质陆源碎屑混杂岩的砾石岩性复杂,分选和磨圆性差,砾石表面可见划痕和凹面,发育落石构造,表明其沉积于冰水过渡带环境,记录了华北克拉通古元古代冰期事件。四集庄组不同层位不同岩石的碎屑锆石U-Pb年龄集中于2.5 Ga左右,下部2件陆源碎屑混杂岩样品的碎屑锆石给出的最小年龄分别为(2 440±40) Ma和(2 400±23) Ma,而上部1件砂岩样品碎屑锆石的最小年龄为(2 121±22) Ma,说明冰川沉积作用发生在2.4 Ga之后, 2.1 Ga之前或2.1 Ga左右,与全球性休伦冰川事件(Huronian Glaciation Event,HGE)发生时间一致。砂岩相最小碎屑锆石年龄2.1 Ga左右,说明五台地区冰川事件之后沉积作用仍未结束,冰川沉积发生在陆缘广海盆地。四集庄组之上的大石岭组具有碳酸盐岩碳同位素正漂移,沉积于2.12 Ga之后,2.08 Ga之前,与全球碳酸盐岩碳同位素正漂移事件时间一致。青石村组的红层沉积于2.08 Ga左右,也与全球红层发育记录一致。华北克拉通滹沱群记录了相对完整的大氧化事件序列。
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    13. 中国含油气盆地深层勘探的主要进展与科学问题
    何登发,马永生,刘波,蔡勋育,张义杰,张健
    地学前缘    2019, 26 (1): 1-12.   DOI: 10.13745/j.esf.sf.2019.1.20
    摘要230)      PDF (2894KB)(781)   
     中国沉积盆地深层的油气勘探实践不断取得进步,提出了与之密切相关的油气地质基础科学问题,凝练与分析这些问题将为深化我国沉积盆地深层地质研究与油气勘探提供引领。近年来,我国在深层海相碳酸盐岩、砂砾岩、火山岩、变质岩与页岩气等勘探领域中发现了一系列大型油气田,油气勘探发现深度推进到7 000~8 500 m,勘探前景良好。但由于沉积盆地深层经历了长期构造演化,温、压场与应力场变化大,地质结构多变,油气成藏过程复杂,深层油气勘探面临着一系列关键地质问题,主要包括:中国大陆的形成演化及其构造古地理,中国小克拉通地块之上海相盆地的原型及演化,中国沉积盆地的多期改造过程与叠加地质结构,沉积盆地的成因机制与动力学演化,深层烃源岩发育、成烃机制及其演化,深层储集体的形成机制与分布,深层油气成藏机制,多期叠加、改造背景下油气聚集与分布规律, 深层页岩气赋存机制与分布规律,过程导向的沉积盆地4D动态模拟。我国沉积盆地深层的油气地质基础研究与实际应用需求相比有较大差距,需要立足于中国大陆实际,在盆地的形成演化过程与油气成藏动力学等方面进行深入探索,期望在活动论构造古地理、三维构造复原、流体岩石相互作用与四维动态模拟方面取得实质性进展。
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    14. 基于国内典型城市对比的地下空间开发利用现状及问题分析
    杨晓刚,王睿,黄伟亮
    地学前缘    2019, 26 (3): 69-75.   DOI: 10.13745/j.esf.sf.2019.5.21
    摘要220)      PDF (1247KB)(186)   
    根据对北京、上海、南京、成都、青岛、武汉、郑州、惠州8个国内典型城市地下空间开发利用现状的调查与研究,认为我国城市地下空间开发利用的速度和规模发展迅速,成效显著,但不同类型城市地下空间开发利用程度还存在较大差异,城市地下空间存在冒进式开发与协调性不足等问题,地下空间开发深度不够、功能不全面、规划体系不完善和管理制度不健全等问题较为突出。结合国外发达国家与城市地下空间发展的方向和趋势,提出了我国城市地下空间发展应不断加强城市地质调查、完善地下空间规划体系、加强城市地下空间运营管理、健全城市地下空间信息共享平台和推动科学技术创新的意见与建议。
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    15. 地热能可持续开发利用的数值模拟软件OpenGeoSys:原理与应用
    孔彦龙,黄永辉,郑天元,陆仁超,潘晟,邵亥冰,庞忠和
    地学前缘    2020, 27 (1): 170-177.   DOI: 10.13745/j.esf.2020.1.18
    摘要210)      PDF (9446KB)(201)   

    地热能规模化利用的可持续开发,通常需要建立数学模型,以实现定量管理和预测。文章评述OpenGeoSys(OGS)数值模拟软件及其在地热资源开发利用过程中的应用算例。OGS是一款基于有限元的免费开源软件,它可处理与地热能开发相关的水流场温度场力学场化学场等多场耦合过程。OGS已应用在国内外多个地热场地,文中着重介绍它在浅层地热能的流体温度变化预测、水热型地热能开发过程中的采灌井距优化、结垢机理和干热岩开发过程中的渗透性演化等方面的应用算例,为地热能的开发提供计算手段和参考。

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    16. 大巴山西北缘浅层次叠加褶皱变形分析:以镇巴县简池地区为例
    张忠义
    地学前缘    2019, 26 (2): 1-15.   DOI: 10.13745/j.esf.sf.2019.3.10
    摘要192)      PDF (12063KB)(528)   
    在大巴山西北侧镇巴县简池地区开展1∶10 000的地质填图和构造解析工作,重点研究露头和区域尺度上叠加褶皱变形的时空变化、成因,确定褶皱的构造属性及变形时限。研究表明未拆离的中上三叠统—中侏罗统沉积岩系中发育两组褶皱:(1)北东近东西向褶皱(F1),成组、分区断续相连,线性展布发育,代表了区域米仓山主背斜较陡倾南翼上的次级大型褶皱的枢纽带;(2)北西北北西向褶皱(F2),区域呈弧形展布,发育隔挡式褶皱组合型式,构成大巴山前陆坳陷带东部边缘的复式向斜。北西北北西向褶皱向西横跨在北东近东西向褶皱之上,形成露头尺度上的2类4种基本样式,发育大角度叠加交切的两组褶皱弯滑擦痕。北东近东西向褶皱减弱消失在同造山的上三叠统—中侏罗统(Ts1Ts4岩性段)中,上被中侏罗世晚期Ts5与Ts6岩性段包络覆盖,属中生代南秦岭碰撞造山相关的前陆生长褶皱,时限约为213~178 Ma,与米仓山构造形成晚期阶段的指向南的非共轴剪切变形有关。北西北北西向褶皱将研究区的中生代及之前岩系普遍卷入了变形,属晚中生代大巴山陆内造山带的前陆构造褶皱,时限约为160~120 Ma,区域褶皱变形长期保持稳定的总体近似纯剪的应变状态。尽管两期挤压收缩褶皱事件的时间间隔不长,但两组褶皱的样式、形成时间、构造属性与形成机制都存在巨大差异,表明区域构造环境和地壳变形机制的重大变动和转换。
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    17. Core value of the Chengjiang fauna: formation of the animal kingdom and the birth of basic human organs
    SHU Degan, HAN Jian
    地学前缘    2020, 27 (6): 382-412.   DOI: 10.13745/j.esf.sf.2020.10.28
    摘要177)      PDF (25271KB)(84)   

    澄江动物群以富含多门类精美软躯体构造化石享誉学界,是寒武纪大爆发主幕的见证者;它亲眼目睹了地球动物树上几乎所有主要门类祖先的首次大聚会。对该动物群30多年的大规模调查研究大体上可以划分为3个阶段。始自1984年的第一个10年(1984—1994年),早期动物树上的基础动物亚界和原口动物亚界的大量门类被发现,然而对后口动物亚界全然无知。第二个10年研究(1995—2005年),基础动物亚界和原口动物亚界中的更多门类被发现;而最重要的进展,是西北大学团队主导的早期后口动物大发现使后口动物亚界的基本框架被构建,由此地球三分动物树首次成型。第三个10年及其以后时期(2005年之后),3个动物亚界中进一步添加了一些新的门类认知;综合20世纪40年代以来对埃迪卡拉生物群、寒武纪第一世和第二世的珍稀动物群研究成果,学界开始思考三分动物树分步成型与多幕式寒武纪大爆发事件的内在关联,提出了三幕式寒武纪大爆发新假说。澄江动物群研究具有多方面的科学价值,包括动物群结构研究,生态环境研究等,然其核心学术价值主要集中在如下两个方面:(1)作为寒武纪大爆发的主幕见证者,澄江动物群首次创建了地球上三分动物树的完整谱系框架。三幕式寒武纪大爆发假说揭示了地球上动物门类由低等到高等、分阶段爆发创造的本质内涵,即历时约0.4亿年的三幕式寒武纪大爆发与动物树阶段性快速成型的内在耦合性。第一幕发生于埃迪卡拉纪晚期,它诞生了众多基础动物亚界门类(包括大量绝灭门类),也可能出现了少量原口动物的先驱分子;第二幕发生于寒武纪的第一世,除了延续基础动物门类的繁盛外,更创生了原口动物亚界里的主要门类(包括蜕皮类和触手担轮类);第三幕发生于寒武纪第二世(以澄江动物群为代表),不仅延续了基础动物和原口动物门类的兴盛,更重要的是诞生了后口动物亚界里的所有门类。至此,整个三分动物树的框架成型,寒武纪大爆发创新事件宣告基本结束。文章还对几个重要动物类群的生物学属性进行了评述。第一鱼昆明鱼目是已知唯一的最古老脊椎动物,而云南虫、海口虫既不是脊椎动物(即高等脊索动物),也不属于低等脊索动物,而是一类特殊的低等后口动物;长江海鞘是可信的始祖尾索动物,它支持了经典的尾索动物起源假说;古虫动物门首创鳃裂构造,对后口动物亚界的起源探索提供了关键信息。(2)澄江动物群具有深刻的人文哲学意义,所发现的古虫动物门创造的“第一鳃裂”,昆明鱼目创造的“第一头脑”“第一脊椎”“第一心脏”,为达尔文在《人类的由来》中关于人类的主要基础器官起源悬案的破解提供了关键证据。澄江动物群承上启下,其各种形态解剖学信息对解读埃迪卡拉生物群以及寒武纪相关化石库中绝大多数生物类型都具有重要的参考价值。

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    18. 同位素填图与深部物质探测(Ⅰ):揭示岩石圈组成演变与地壳生长
    王涛,侯增谦
    地学前缘    2018, 25 (6): 1-19.   DOI: 10.13745/j.esf.sf.2018.11.21
    摘要173)      PDF (5294KB)(834)   
    固体地球科学的一个重要任务是探测地球深部过程与不同圈层协同演变。深部物质探测、地球物理结构探测和深钻一起构成深部探测的三大途径。岩浆岩“探针”及区域同位素(如全岩Nd、锆石Hf)示踪填图是深部物质探测的主要手段,可以用来揭示深部物质组成特征及时空变化,确定不同类型地壳省,划分大地构造边界,估算大陆地壳生长量、方式,分析区域成矿规律。这一技术广泛应用后,有望实现深部结构探测与物质探测结合,开展深部物质填图。中国大陆是深部物质探测的良好实验室,需要解决的重大问题包括:多块体拼合的岩石圈及陆壳深部物质组成架构,不同类型造山带地壳生长与深部物质组成结构,不同构造单元深部物质组成与成矿作用及其浅部成矿制约。文中重点总结和探讨了岩浆岩全岩Sr-Nd同位素和锆石Lu-Hf同位素区域填图以及捕获锆石信息填图的思路、方法和注意的问题,以及可以解决的重大地质问题,并探索性提出今后开展的重点研究方向。
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    19. 深层含水层地下储热技术的发展现状与展望
    黄永辉,庞忠和,程远志,孔彦龙,汪集旸
    地学前缘    2020, 27 (1): 17-24.   DOI: 10.13745/j.esf.2020.1.3
    摘要172)      PDF (6344KB)(304)   

    深层含水层储热是一种利用深度>500 m的深层含水层作为储热介质的储热技术,储热对象通常为50~150 ℃的热水。它通过地下水井从深层含水层中抽取和灌入地下水,实现热能储存和回收。深层含水层储热技术是弥补能源供需时空分布的不平衡,综合利用多种可再生能源,实现节能减排的有效途径,是国内外研究的前沿和热点。文中首先阐述了深层含水层储热系统在世界范围内的历史发展,归纳储热系统的热工性能,在总结前人研究工作的基础上分析影响其热回收效率的关键参数,并对各个参数对热回收效率的敏感性做了综述。在此基础上,本文还讨论了限制深层含水层储热系统发展的技术瓶颈,并针对系统的经济效益和市场潜力做了预测和展望。

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    20. 广西灵山断裂北段古地震事件初步研究
    李细光,潘黎黎,李冰溯,聂冠军,吴教兵,陆俊宏,黎峻良,严小敏
    地学前缘    2018, 25 (4): 268-275.   DOI: 10.13745/j.esf.yx.2017-12-25
    摘要169)      PDF (2944KB)(294)   
    目前国内古地震研究主要集中于中国西部、华北等强震构造区,华南大陆因地处中强地震构造区,很少发生7.0级以上地震,古地震遗迹少。同时华南大陆气候湿润,雨水较多,人类改造活动频繁,古地震遗迹难以保存,鲜有与古地震研究相关的报道,广西灵山震区的古地震研究弥补了华南大陆古地震研究少的缺陷。本文采用槽探、地表破裂带分析及测年等方法,揭露了在广西灵山断裂北段曾发生至少4次地震事件,其中3次古地震事件,1次历史地震事件,时间分别为距今约>36 300、25 000、13 090、80 a(最后者即1936年6级地震),4次地震事件强度有逐渐减弱的趋势。该4次地震事件的平均重复间隔约12 073 a,比中国西部、华北等地的一些古地震复发间隔长,主要原因在于灵山震区构造活动强度相对较弱。
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