地学前缘

Select

1. 智能矿山大数据的地学信息挖掘与知识发现:以河南上房沟钼(铁)5G⁺矿山为例

王洛锋, 王功文, 许文辉, 徐森民, 何亚清, 王春毅, 杨涛, 周晓将, 黄蕾蕾, 左玲, 牟妮妮, 曹毅, 刘志飞, 常瑜琳

地学前缘 2023, 30 (4): 317-334. DOI: 10.13745/j.esf.sf.2022.2.85

摘要（307）

HTML （13）

PDF（pc）（8487KB）（2073）

21世纪工业4.0促进了智能矿山诞生,智能矿山的地质、勘探、采矿、选矿、环境、测绘等多学科数据集构成了矿山大数据,从而促进了地球科学的数字化、信息化和智能化迅速发展。本文以河南上房沟钼(铁)矿床5G⁺智能矿山为例,开展矿山大数据的地学信息挖掘,以凸显新工科多学科融合研究,取得了创新性成果与一系列新的地学知识发现。具体内容概括如下:(1)根据“斑岩-夕卡岩”矿床理论和找矿矿物学方法,利用钻孔数据集和露采场大比例尺填图及镜下鉴定分析,查明并构建了矿区主矿种与潜在矿种的时空三维模型,新发现了NE向构造赋矿地段、贯入式赋矿地段;(2)利用无人机遥感与地面高光谱短波红外和长波红外技术,识别并建立了矿区20多种主要蚀变矿物并构建了三维多参数矿物模型;(3)运用地球化学XRF测量和微区原位测量技术,建立了高光谱匹配的样品数据集,研发了矿区岩矿石有用和有害元素双矩阵制图软件,实现了传统地质统计学(高斯模拟、克里格插值)与机器学习(深度学习)关联的数学建模,复原并查明了2021年3-4月选矿回收率偏低的配矿矿石矿物组合及其缘由;(4)运用矿区选矿工艺矿物学的生产与实验采选矿的多期次多类型数据集(季-月-日的岩粉、泥粉、精矿、尾矿等,>1 800),研发岩粉与矿粉测试技术与分析方法,查明了上房沟钼矿的难选矿石类型及其有害矿物种类。研究结果表明,矿山多元多类型的数据集具有大数据“5V”(volume, variety, velocity, veracity, value)特征,准确管控矿山大数据的动态关联测量、分析与快速、高效评价有利于矿山智能决策和经济效益提高(回收率)。其中,高精度的多参数三维建模不仅能够深层次挖掘岩矿石的地质、构造、蚀变、矿化等信息模型,核实储量/资源量,还能满足第四代工业5G⁺矿山的实时矿业(real-time-mining)发展的四维管控需求,例如三维空间可视化的地质矿产资源预测与评价及增储、虚拟仿真式的“年-季-月-日”动态配矿采矿、数字孪生的实时选矿等。本项研究成果为智能矿山的地质矿产深层次地学研究提供了借鉴和参考。

图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

Select

2. 城镇化进程中珠江三角洲地区浅层地下水中砷分布特征及成因

吕晓立, 郑跃军, 韩占涛, 李海军, 杨明楠, 张若琳, 刘丹丹

地学前缘 2022, 29 (3): 88-98. DOI: 10.13745/j.esf.sf.2022.1.26

摘要（535）

HTML （7）

PDF（pc）（7479KB）（1585）

随着经济的快速发展,城镇化和工业化成为影响地下水环境的重要因素。沿海城市化地区地下水中砷来源复杂,不仅有各种人为来源,天然沉积环境更是造成高砷地下水的主要成因。本文通过对比珠江三角洲地区不同历史时期水化学组分变化,采用离子比和主成分分析技术,研究了城镇化背景下研究区不同类型含水层地下水中砷的分布特征及成因。结果表明,研究区浅层地下水砷浓度介于未检出至420 μg·L^-1之间,主要以As(Ⅲ)的形态存在,孔隙含水层的砷浓度普遍高于裂隙和岩溶含水层。取自研究区的1 567组地下水化学样品测试结果显示,ρ(As)>10 μg·L^-1的高砷地下水样品检出89组,占比5.7%。其中,孔隙、裂隙和岩溶含水层高砷地下水分别检出82组、4组和3组,占比分别为7.8%、0.8%和9.7%。高砷地下水主要分布在城镇化地区,其比例为非城市化地区的5倍以上。对比历史水化学数据,近10年新增城镇建设用地浅层高砷地下水中砷浓度平均值增加了30%。高砷地下水通常具有pH值较高、氧化-还原电位(Eh)较低等特性。地下水中砷浓度与 $NH 4 +$ 、Fe、Mn浓度及耗氧量呈正相关。三角洲平原区第四系基底富含有机质的淤泥质沉积地层,在微生物降解和有机质矿化作用下,固着砷的铁(氧)氢氧化物被还原溶解促使砷释放富集。城镇化过程中含砷工业废水的泄漏入渗是佛山市南部顺德区地下水中砷的另一重要来源。受原生沉积环境和人为输入双重作用,三角洲平原区所形成的中性至弱碱性还原环境是高砷地下水赋存的主要成因。

图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

Select

3. 花岗伟晶岩成因探讨:岩浆分异与深熔

周起凤, 秦克章, 朱丽群, 赵俊兴

地学前缘 2023, 30 (5): 26-39. DOI: 10.13745/j.esf.sf.2023.5.8

摘要（369）

HTML （64）

PDF（pc）（3044KB）（786）

花岗伟晶岩成因研究是探索花岗伟晶岩成岩和稀有金属成矿作用的重要内容。花岗伟晶岩成因主要为岩浆分异和深熔作用,即伟晶岩来自花岗质岩浆的结晶分异或者小比例部分熔融(深熔)。花岗伟晶岩分类以及特征矿物组合可为花岗伟晶岩成因探讨提供初步依据。岩浆分异成因伟晶岩由母体花岗质岩浆派生而成,明确母体花岗岩是判别岩浆分异成因的关键。母体花岗岩与伟晶岩通常具有密切的时空关系(近同期,相距不超过10 km),存在连续的分异演化趋势,并且来自同一物质来源。通过瑞利分馏方程模拟(主量-微量-稀土元素和稳定同位素等)查明结晶分异程度,解析分异成因伟晶岩岩浆的形成过程。根据区域构造-变质事件,区域变质作用特征,伟晶岩与变质岩的空间关系、成分关系和一致的同位素组成,伟晶岩产出的特色矿物组合和矿物包裹体,以及伟晶岩与部分熔融熔体相近的化学组成等,来明确伟晶岩来自深熔作用。通过岩石特征元素含量、同位素示踪和微量元素模拟判别源岩,运用Rb/Sr-Ba图解等明确熔融方式,根据源岩矿物组成特征查明熔融条件和熔体产出情况,结合特征元素在熔体-矿物相间的分配行为探讨熔融过程和熔体抽提汇聚史,最终阐明深熔成因伟晶岩熔体形成过程。稀有金属伟晶岩岩浆来自高分异花岗质岩浆的极度结晶分异,少数情况下可由成熟沉积岩/变质沉积岩低程度部分熔融形成。没有母体花岗岩出露的稀有金属伟晶岩群也可来自岩浆分异作用,或是深熔熔体通过进一步分异产生。深入理解部分熔融和结晶分异对伟晶岩岩浆的控制作用,探索伟晶岩岩浆形成过程中相关的物理化学过程,尤其是熔体逃离迁移机制及其对稀有金属元素富集的影响,并建立花岗伟晶岩成因的判别标志,是花岗伟晶岩成因探讨亟待开展的研究工作。

图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

Select

4. 碳中和背景下国内外陆地生态系统碳汇评估方法研究进展

谢立军, 白中科, 杨博宇, 陈美景, 付帅, 毛艳超

地学前缘 2023, 30 (2): 447-462. DOI: 10.13745/j.esf.sf.2022.2.78

摘要（1085）

HTML （79）

PDF（pc）（3170KB）（690）

研究目的:针对近30年森林、草地、农田、湿地4种生态系统主流碳汇核算方法,辨析各核算方法特点以准确地对陆地生态系统碳汇能力现状和未来碳汇潜力进行评估。研究方法:文献综述法、对比分析法和归纳法等。研究结果:(1)现有碳汇核算方法多基于公式模型计算,在进行植被碳汇空间格局分析时受样本数量、测量误差、参数误差、数据来源不一致、模型普适性差等因素影响,计算结果存在不确定性,中国统一标准的陆地生态系统碳汇监测体系亟待建立;(2)实现陆地生态系统碳汇量的准确计算,需要可靠数据源、合理的模型与计算方法、多途径的交叉验证、适当误差分析与插补校正;(3)应有效整合样地勘察、模型构建、微气象学和遥感监测等方法,评估陆地碳库的现存量与容量,揭示碳库稳定性及综合考虑碳库影响因素,以期解决生态系统多尺度耦合问题。研究结论:未来研究重点应基于大量实测数据,探究分类型、分地域、分气候的差异化碳汇核算方法,建立全尺度、广覆盖的碳汇计量模型,为中国陆地生态系统碳汇核算标准提供参考。

图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

Select

5. 我国海洋科学发展现状与未来展望

吴立新, 荆钊, 陈显尧, 李才文, 张国良, 王师, 董波, 庄光超

地学前缘 2022, 29 (5): 1-12. DOI: 10.13745/j.esf.sf.2022.4.60

摘要（1740）

HTML （103）

PDF（pc）（4828KB）（636）

海洋是生命的摇篮、资源的宝库和国家安全的屏障,是未来人类可持续发展的重要战略空间。到目前为止,广袤深邃的海洋只有5%的区域被人类探索,加快海洋科技创新、提高海洋资源开发能力、保护海洋生态环境是实现“关心海洋、认识海洋、经略海洋”的根本,事关国家发展的命脉。海洋问题的复杂性使其无法通过单一学科的研究得以解决。目前,我国海洋科学的研究已逐步从过去的跟跑阶段进入并跑阶段,但原始创新能力明显不足。本文回顾分析了我国海洋科学领域的研究进展与发展态势,对标找出与世界先进国家的差距,展望了今后的发展方向,指出围绕海洋多尺度相互作用与气候变化、健康海洋、海洋生命过程、跨圈层流固耦合、快速变化的极地系统、海岸带可持续发展等重大科学前沿,加强顶层设计和战略布局,开展跨尺度、跨圈层的多学科交叉研究,组织并发起我国主导的国际大科学计划,从而显著提升我国在海洋科学研究领域的国际影响力,切实提高保障国家安全和服务社会经济发展需求的能力,为建设海洋强国、构建人类命运共同体提供重要科技支撑。

图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

Select

6. 祁连造山带构造演化与新生代变形历史

吴晨, 陈宣华, 丁林

地学前缘 2023, 30 (3): 262-281. DOI: 10.13745/j.esf.sf.2022.12.20

摘要（627）

HTML （41）

PDF（pc）（14534KB）（563）

祁连造山带位于东特提斯北缘,蛇绿混杂岩带、(超)高压变质岩和弧岩浆岩等广泛发育,是前新生代华北克拉通与柴达木古地块之间多期次俯冲、碰撞和造山形成的复合造山带。现今的祁连山是青藏高原北缘高原隆升与扩展的关键构造带,具有复杂的陆内变形构造和深部结构,记录了新生代高原生长过程中不同阶段的构造变形和盆-山演化历史。本文在区域地质研究资料的综合分析基础上,讨论祁连造山带元古宙变质基底属性、新元古代—古生代古海洋演化和中—新生代构造变形特征,探讨祁连(山)造山带的构造演化过程和陆内变形历史。祁连造山带发育新元古代早期和早古生代两期岩浆弧,分别代表了古祁连洋和(南、北)祁连洋的俯冲-碰撞事件;亲华北的基底属性指示了祁连洋实属陆缘海。新生代青藏高原东北缘发育两阶段构造变形和盆-山演化,在中新世完成了由新生代早期以逆冲断裂活动为主向走滑断裂和逆冲断裂共同作用的转变,随着东昆仑山的快速隆起将古近纪大盆地隔开成两个盆地,即现今的柴达木盆地和可可西里盆地。中新世中晚期以来,青藏高原东北缘的构造格局主要受控于东昆仑和海原两个近乎平行的大型转换挤压构造系统的发育、顺时针旋转和侧向生长。大型走滑断裂系统在造山带内的生长过程与发育机制是陆内变形研究的中心问题,需要进一步的定量化研究。

图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

Select

7. 湘北仁里伟晶岩型稀有金属矿田的地质特征及成矿机制概述

李建康, 李鹏, 黄志飚, 周芳春, 张立平, 黄小强

地学前缘 2023, 30 (5): 1-25. DOI: 10.13745/j.esf.sf.2023.5.24

摘要（223）

HTML （49）

PDF（pc）（22668KB）（552）

湘北仁里稀有金属伟晶岩矿田位于江南造山带中段,由仁里铌钽铍矿床、永享-传梓源锂铍铌钽矿床和黄柏山锂铍铌钽矿床组成,是我国近年来东部新发现的特大型花岗伟晶岩型锂铍铌钽矿田。该矿田内各伟晶岩脉围绕矿田北部的幕阜山西南缘花岗岩杂岩体成群成带分布,自杂岩体向外,微斜长石型、微斜长石-钠长石型、钠长石型和钠长石-锂辉石型伟晶岩依次产出。仁里矿床5号脉是区内规模最大的铌钽矿脉,表现出岩浆和热液两阶段成矿的特征;永享-传梓源矿床206号脉是区内规模最大的锂辉石伟晶岩脉,锂辉石遭受了强烈的晚阶段热液交代作用,多转化为腐锂辉石;黄柏山矿床603号脉是区内新发现的锂辉石伟晶岩矿脉,具有交代作用弱、品位高的特点。仁里5号脉的流体包裹体特征显示该矿脉的热液阶段成矿作用较为发育,由流体包裹体显微测温结果估算5号脉核部带形成于约550 ℃、约350 MPa。综合已有资料,仁里矿田表现出:燕山期(约130 Ma)陆内造山作用成矿,陆内造山作用使高成熟度的沉积基底,即新元古代冷家溪群,深熔产生花岗质岩浆;在岩浆的多阶段侵入活动中,晚阶段二云母花岗岩浆分异出伟晶岩熔体;伟晶岩在经历热液交代作用改造后,富集铌钽,但贫化Li。因此,陆内造山过程中变泥质岩深熔作用、“体中体”式岩浆分异模式、岩浆和热液两阶段成矿作用叠加构成了仁里矿田的成矿特色。

图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

Select

8. 深部水文地质研究的机遇与挑战

文冬光, 宋健, 刁玉杰, 张林友, 张福存, 张森琦, 叶成明, 朱庆俊, 史彦新, 金显鹏, 贾小丰, 李胜涛, 刘东林, 王新峰, 杨骊, 马鑫, 吴海东, 赵学亮, 郝文杰

地学前缘 2022, 29 (3): 11-24. DOI: 10.13745/j.esf.sf.2022.1.49

摘要（636）

HTML （37）

PDF（pc）（4206KB）（543）

经济社会快速发展需要更多的能源与资源保障,地球深部资源与能源极其丰富。“向地球深部进军”是经济社会发展需要与资源勘查开发技术、经济效益成本承受能力相匹配的必然发展趋势。随着“碳达峰、碳中和”战略目标的提出,绿色低碳高质量发展成为时代发展的主旋律。为满足能源、资源保障和生态环境保护等重大需求,加大清洁能源勘探开发力度、提高碳封存能力、强化地质储能研究等显得尤为重要。深部水文地质作用与此息息相关,亟待重视和加强研究。本文采用文献分析法,通过学科发展历程与热点焦点问题的综合对比研究,对深部地下水分布与循环理论研究、深部地下水地质作用下地热与锂资源成藏、深部地热-干热岩与页岩气等清洁能源开发、深部咸水层CO₂地质封存、地质储能等方面涉及的深部水文地质研究现状和未来趋势进行了分析总结,认为深部水文地质在高温高压条件下地下水循环动力机制、物质能量转换过程、水岩相互作用、成热成藏机理和勘查监测技术精准度等方面尚需深入系统的研究,而储层非均质性刻画、热源机制、深部资源能源可持续开发技术、人工干预下深部资源环境演变特征、水力压裂诱发地震以及断层对流体触发的敏感性和触发过程演变等是未来应给予重点关注的关键性问题。

图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

Select

9. 印度-欧亚板块主碰撞带全地壳尺度相互作用关系研究

郭晓玉, 罗旭聪, 高锐, 徐啸, 卢占武, 黄兴富, 李文辉, 李春森

地学前缘 2023, 30 (2): 1-17. DOI: 10.13745/j.esf.sf.2022.11.7

摘要（473）

HTML （168）

PDF（pc）（11297KB）（524）

印度板块自新生代早期开始沿雅鲁藏布江缝合带向北与欧亚板块碰撞以来,印度板块的深俯冲过程一直是大家关注的焦点,而垂向上主碰撞带全地壳尺度由深及浅的相互作用关系研究程度相对较弱,主要归咎于之前缺少全地壳尺度高分辨率数据资料,从而也阻碍了对主碰撞带巨厚地壳成因机制及深部地球动力学过程的了解。在本次研究中,分别基于横穿主碰撞带中部和东部的180 km及100 km长的深反射地震剖面进行精细构造地球物理学分析,揭示了主碰撞带全地壳尺度由深及浅的相互作用关系:(1)横向上,印度板块下地壳存在北向俯冲,且俯冲前缘有限的存在于南拉萨地体南缘。上覆的南拉萨地体则出现透明反射结构和中拉萨地体统一北倾的反射结构。(2)垂向上,印度地壳主要表现下地壳俯冲、中上地壳双冲构造回返结构。南拉萨地体四分之三的地壳表现为透明反射。占据另外四分之一的上地壳顶部表现为统一的南倾结构形态;中拉萨地体则以下地壳北倾、上地壳上拱反射结构为主。三者皆在垂向上出现差异性变形。(3)主碰撞带上地壳顶部表现为统一的后展式顶板逆冲推覆构造,该逆冲推覆系统可一直从南拉萨地体北边界的洛巴堆—米拉山断裂向南越过南倾的雅江缝合带延伸至北喜马拉雅穹窿背斜北翼。结合大地电磁数据所揭示的南拉萨地体高熔体百分比区域沿俯冲印度下地壳顶边界发生的南移现象,研究结果揭示南拉萨地体巨厚地壳主要由新特提斯构造域幕式岩浆作用所形成的新生地壳物质易挤压变形引起。同时,南拉萨地体幕式岩浆作用在印度与欧亚板块的相互碰撞作用过程中发生了热量的向南运移。该过程引发北喜马拉雅构造带深熔作用的同时减弱了北喜马拉雅构造带地壳机械强度,从而使中上地壳物质的双冲构造回返主要表现为短波长背型堆垛结构,并垂向增厚了俯冲印度地壳厚度。同时,背型堆垛构造形变过程所导致的北喜马拉雅穹窿带的加速出露给主碰撞带区域上地壳顶部带来北向的构造挤压推覆作用,最终使主碰撞带区域在北喜马拉雅穹窿区域以北展现为统一的后展式顶板逆冲推覆结构构造。印度-欧亚板块主碰撞带的圈层相互关系是造成该区域巨厚地壳的关键,其上地壳顶板逆冲推覆过程亦降低了主碰撞区域的地形起伏。

图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

Select

10. 中国多旋回叠合沉积盆地的形成演化、地质结构与油气分布规律

何登发

地学前缘 2022, 29 (6): 24-59. DOI: 10.13745/j.esf.sf.2022.8.1

摘要（294）

HTML （23）

PDF（pc）（11062KB）（511）

深入认识盆地的地质结构与构造演化,探讨盆地的油气分布规律,将为揭示中国大陆属性、资源能源分布、环境变化及油气勘探新领域奠立重要基础。本文立足于油气勘探的新资料,应用活动论构造历史观与比较大地构造学方法,分析了中国叠合沉积盆地的构造演化、构造分区、地质结构与油气成藏模式,探索油气分布规律。研究表明,中国叠合沉积盆地经历了中新元古代、寒武纪—泥盆纪(或中泥盆世)、(晚泥盆世—)石炭纪—三叠纪与侏罗纪—第四纪4个构造旋回的演化;据东西向两条构造锋线和南北(或北北东)向的两条改造锋线及西太平洋弧后盆地带,可将中国划分为北疆、内蒙古、松辽、塔里木—阿拉善、鄂尔多斯、渤海湾、青藏、四川、华南与海域等10个沉积盆地区;发育有前陆/克拉通、前陆/坳陷、坳陷/断陷、断陷/坳陷、反转断陷、被动陆缘、走滑叠合和改造残留等8种叠合盆地结构类型;发育安岳裂陷槽型、塔北型、苏里格复合三角洲型、玛湖凹陷型、陆梁隆起型、库车冲断带型、大庆长垣型、古潜山型、中央峡谷水道型、柴东生物气型、四川源内型与沁水向斜煤层气型等12种典型油气成模式;盆地内凹陷/断陷的油气分布具有空间有序性,叠合界面油气富集具优势性,油气叠合分布有强的非均一性,中西部前陆/克拉通叠合型盆地的油、气分区分布,海域被动陆缘/断陷叠合型盆地的油、气分带分布。中国多旋回叠合盆地具有独特的“三环带状”油气分布格局。

图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

Select

11. 锂同位素地球化学研究新进展

陈瑜, 徐飞, 程宏飞, 陈贤哲, 温汉捷

地学前缘 2023, 30 (5): 469-490. DOI: 10.13745/j.esf.sf.2023.2.51

摘要（457）

HTML （33）

PDF（pc）（4298KB）（503）

锂(Li)作为新兴产业发展不可或缺的战略性关键金属,其两种同位素⁶Li和⁷Li相对质量差可达17%,在构造演化等过程中因物理化学条件的变化会发生显著的同位素质量分馏,地球上不同储库δ⁷Li差异可达60‰,具有极大的地球化学示踪潜力。亲石性和强流体活动性使Li广泛分布于地壳,在随流体迁移过程中,⁷Li更易于以四配位键的形式进入液相,使得自然储库流体中的δ⁷Li普遍更高。在低温条件下,Li同位素发生较大分馏,次生黏土矿物的生成是影响Li同位素分馏的重要因素;高温环境中,Li同位素分馏程度较低,主要受扩散作用和不同矿物的分配系数控制。多接收电感耦合等离子体质谱(Multi-collector Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry,MC-ICP-MS)和原位微区分析等Li同位素检测技术的快速发展与应用有效提高了Li同位素的分析精度(可达0.2‰),极大地推进了Li同位素在地学领域的应用。Li同位素很好地记录了板块俯冲阶段的脱水和交代作用,⁷Li随流体脱出并影响地幔楔与岛弧岩浆Li同位素组成,深部高温环境下,Li的不分馏现象使得深部流体也具有与俯冲板块类似的低δ⁷Li值的特征,幔源捕虏体的Li同位素差异也反映了不同程度的交代作用。同时,Li同位素有效地应用于成矿和找矿研究,盐湖卤水中Li的来源主要以富Li母岩风化和底部热液携带为主,沉积物的溶解进一步促进Li的富集。低δ⁷Li的花岗伟晶岩型锂矿主要形成于岩浆分异后期。河流、雨水、气溶胶及黏土矿物形成等共同影响着表生作用下的Li同位素分馏。基于Li地球化学的特殊性和作为战略资源的重要性,本文介绍了Li及其同位素的地球化学性质和分布特征、分析技术及分馏机制,并全面综述了Li同位素在板块俯冲和壳-幔物质演化、成矿机制、地表风化、碳循环与人类活动等地学领域中的最新研究应用,以期为Li同位素在地球化学中的应用提供借鉴。若能在今后研究中提高Li同位素的测试精度,进一步明晰复杂条件下的Li同位素分离机制,必将发挥其在地学应用中的更多潜力。

图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

Select

12. 雅鲁藏布江流域风成沉积空间格局、沉积模式及其环境效应

夏敦胜, 杨军怀, 王树源, 刘鑫, 陈梓炫, 赵来, 牛潇毅, 金明, 高福元, 凌智永, 王飞, 李再军, 王鑫, 贾佳, 杨胜利

地学前缘 2023, 30 (4): 229-244. DOI: 10.13745/j.esf.sf.2022.9.7

摘要（239）

HTML （12）

PDF（pc）（8436KB）（502）

青藏高原南部雅鲁藏布江(雅江)流域位于印度板块和欧亚板块碰撞产生的缝合带,是地球系统科学研究的热点地区。该区域中更新世以来的风成沉积物不仅是揭示青藏高原气候变化与大气环流演化的重要窗口,而且有助于深入认识构造、气候及地表景观之间的内在联系,然而我们对于该区域风成沉积物的空间格局、沉积模式及其环境效应至今仍然缺乏系统的认识。本文在大量野外考察和已有研究结果基础上,结合典型沉积物样品的综合分析,对雅江流域风成沉积体系进行了梳理,绘制了《雅江风成沉积空间分布图》,包括1幅序图和6幅区域分布图,其中风沙和黄土沉积呈斑块状分布,二者通常相伴而生。黄土与沙丘、河流砂等松散沉积物之间存在密切的物质联系,区域内的风成沉积以自循环过程为主,记录了区域气候的空间差异。河谷沉积物在接受有限的远源粉尘输入的同时,在高空西风的作用下向全球贡献粉尘物质。中更新世以来的粉尘活动受控于构造运动和全球气候变化的耦合,而全新世粉尘活动受河谷环境影响表现较为复杂,区域气候变化受中纬度西风和印度夏季风的协同作用影响。

图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

Select

13. 伟晶岩型锂矿床地球物理探测及可可托海实例

何兰芳, 李亮, 申萍, 王斯昊, 李志远, 周楠楠, 陈儒军, 秦克章

地学前缘 2023, 30 (5): 244-254. DOI: 10.13745/j.esf.sf.2023.5.14

摘要（400）

HTML （38）

PDF（pc）（5404KB）（491）

锂是一种战略性关键金属,因其高电位特征在新能源时代的战略地位突出,并且需求急剧增长。锂矿床是锂资源的自然载体,勘探开发锂矿床是保障低碳能源金属锂资源需求的重要途径。伟晶岩是硬岩型锂矿床重要的赋矿岩体,但大部分锂矿床赋矿岩体规模小,物性特征不明显,地球物理探测难度极大,并且在相当一段时间地球物理勘探与研究被忽视。随着锂矿勘探需求的持续攀升及仪器与方法技术的进步,地球物理在伟晶岩探测中的作用越来越被重视,在勘探应用中也在不断取得突破。本文在简要回顾锂资源需求现状的基础上,讨论和综述了伟晶岩型锂矿床地球物理探测技术,包括岩石物理特征、星载遥感技术、重磁勘探和电法勘探,最后展示了中国新疆可可托海伟晶岩稀有金属矿区音频大地电磁测深探测实例。伟晶岩与淡色花岗岩具有低磁化率、低密度、低极化率和高波速特征,而伟晶岩的电阻率受亲水矿物的影响,在几个数量级的范围内变化。由于伟晶岩和与其共伴生的花岗岩相对于片岩、片麻岩等围岩具有低密度、低磁化率特征,常用区域重磁勘探圈定这一类的花岗岩体。重磁勘探通常难以判别是否为伟晶岩,但近期有少量实例报道微重力能识别花岗岩中的伟晶岩。电法勘探因其相对较高的分辨率和穿透能力能在隐伏伟晶岩型锂矿勘查中发挥重要作用,在伟晶岩型锂矿勘探中被广泛应用。我们在可可托海开展了音频大地电磁测深。其结果表明:矿区及外围电阻率整体较高,但3号脉以南岩田内发育多处低阻体,据已知岩脉发育特征和地质调查结果,推测部分低阻异常体为隐伏伟晶岩反映。地质分析表明,可可托海伟晶岩均含矿,部分同期淡色花岗岩也有矿化特征,综合地质-地球物理特征,推测可可托海伟晶岩田南部有较好的资源前景。

图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

Select

14. 驱动印度大陆北漂的动力是什么?

梁光河, 杨巍然

地学前缘 2023, 30 (2): 68-80. DOI: 10.13745/j.esf.sf.2022.11.5

摘要（385）

HTML （62）

PDF（pc）（12046KB）（470）

印度大陆板块从位于南半球的冈瓦纳大陆裂解并漂移到当前位置已得到普遍认可,但大陆板块运动的驱动力在大陆漂移学说提出至今一直存在争议,定量估算印度大陆板块运动的驱动力有助于减少争议。我们收集了印度大陆南部被动大陆边缘盆地区域的两条深反射地震勘探剖面,并对其进行了构造地质解译,详细估算了其莫霍面倾角,得到了地壳重力滑移剪切力的大小,用于解释印度大陆运动的动力机制。结果说明,印度大陆板块在地幔上涌形成的倾斜界面上能够产生足够大的重力滑移力驱动印度大陆向北漂移。由此提出一个“地幔上涌和重力滑移”双驱动大陆漂移模型,即大陆板块依靠连续的地幔热上涌和重力滑移力会持续漂移。该模型能够合理解释印度洋上的大陆残片,也能合理解释印度大陆北漂中左旋的成因机制。该重力滑移驱动机制为板块运动提供了一个新的动力模式,为认识板块运动驱动力提供了更为精确的约束信息。

图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

Select

15. 初论岩浆热液成矿系统控岩控矿构造深延格局研究方法

韩润生, 赵冻

地学前缘 2022, 29 (5): 420-437. DOI: 10.13745/j.esf.sf.2021.11.1

摘要（238）

HTML （11）

PDF（pc）（14978KB）（467）

热液矿床深部控岩控矿构造展布格局与深部矿床(体)空间定位格局等关键问题一直是制约深部勘查部署和实现找矿突破的焦点和难点。在阐述岩浆热液成矿系统矿田(床)控岩控矿构造深延格局主要研究方法的基础上,基于成矿构造体系控制多金属成矿系统、物化探异常信息系统映射多金属成矿系统的研究思路,以湘南地区黄沙坪—宝山铜锡多金属矿田(简称坪宝矿田)为例,构建了控岩控矿构造深延格局、指示控矿构造深延的综合指标评价体系研究的方法框架。据此,通过坪宝矿田控岩控矿构造解析与斑岩型热液成矿系统矿化蚀变分带等综合研究,提出了矿田内黄沙坪、宝山两个典型矿床控岩控矿构造深延格局及深部找矿有利构造部位,为该矿田(床)深部勘查部署和找矿预测提供了新思路和新方法。该方法无疑对深化其他热液成矿系统构造控岩控矿理论及有效开展深部找矿勘查均具有借鉴意义。

图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

Select

16. 全球页岩油形成分布潜力及中国陆相页岩油理论技术进展

邹才能, 马锋, 潘松圻, 张新顺, 吴松涛, 傅国友, 王红军, 杨智

地学前缘 2023, 30 (1): 128-142. DOI: 10.13745/j.esf.sf.2022.8.29

摘要（518）

HTML （45）

PDF（pc）（5107KB）（466）

全球非常规页岩层系油气资源丰富,富有机质页岩主要沉积在劳亚构造域和特提斯构造域的上侏罗统、渐新统—中新统、白垩系和上泥盆统4套页岩层系内。交汇分析北美典型页岩油区块产量与R_o数据关系,提出R_o为0.7%作为低熟页岩油和中高熟页岩油的界限,系统评价了全球116个盆地157套页岩层系中高熟页岩油、低熟页岩油技术可采资源量约2 512亿t,主要分布在北美洲、南美洲、北非和俄罗斯,以前陆盆地中新界、克拉通盆地古生界、裂谷盆地和被动大陆边缘盆地的中生界为主。海相页岩油受显生宙以来的海侵影响,富集在稳定克拉通和前陆等类型盆地中,具大面积稳定分布、成熟度适中等特征;陆相页岩油受暖室期气候影响,主要在坳陷、断陷等类型盆地中发育,以微纳米级无机孔隙和微页理裂缝为主要储渗空间通道,具有沉积相横向变化大、“甜点区段”局部富集等特征。中国石油工业正经历从“陆相页岩生油”向“陆相页岩产油”转变,初步形成源岩油气“进源找油”地质理论、陆相页岩油高效勘探及低成本开发技术体系,推动中国陆相页岩油取得重要突破。着力加强应用基础理论研究与关键技术攻关,构建地质-工程一体化模式,强化全生命周期管理理念,加快中高熟页岩油“压裂人工油藏”工业化发展,加强低熟页岩油“加热原位转化”技术攻关与工业化试验,推动实现中国“陆相页岩油革命”,夯实“稳油增气”资源基础。

图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

Select

17. 渤海湾中部中、新生代构造演化与潜山的形成

周琦杰, 刘永江, 王德英, 关庆彬, 王光增, 王宇, 李遵亭, 李三忠

地学前缘 2022, 29 (5): 147-160. DOI: 10.13745/j.esf.sf.2022.3.36

摘要（376）

HTML （26）

PDF（pc）（17469KB）（454）

渤海湾盆地是华北克拉通东部的晚中—新生代断陷盆地,其东部为西太平洋活动大陆边缘,经历了多期不同性质的构造运动叠加。目前对渤海湾地区中—新生代的构造期次划分及各期次构造运动的应力状态的认识仍存在较大的争议。潜山是盆地沉积之前就已形成的基岩古地貌山,后被新地层覆盖而成,潜山内幕所保留的先存断裂及潜山与上覆盖层之间的接触关系为研究盆地构造运动提供了依据。本文以渤中19-6潜山构造为例,基于三维地震资料的精细解释、结合相干剖面及钻井资料进行系统构造解析,建立渤中19-6潜山构造演化新模型,并探讨了华北克拉通东缘的区域构造演化。研究结果表明:(1)渤中19-6潜山构造西部以一系列S-N向雁列式正断层为界,断层东侧为隆起的渤中19-6潜山构造,西侧为低洼的沙南凹陷。古潜山最早形成于晚三叠世,早白垩世形成如今以S-N向正断层为界的东隆西降的潜山构造格局;(2)渤中19-6潜山构造西部边界S-N向断裂以及上覆地层中存在的E-W向断裂为两侧大型走滑带间雁列式断裂构造,是该潜山构造储层形成的重要控制因素;(3)该潜山受华北板块与扬子板块剪刀式闭合碰撞和古太平洋板块NNW向俯冲的多重影响,中生代以来,共经历了印支早期挤压隆起、印支晚期伸展改造、燕山早期左行压扭改造、燕山中期左行伸展改造、燕山晚期左行压扭改造、喜山期右行伸展埋藏6个阶段的发育演化。

图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

Select

18. 碳中和背景下二氧化碳封存研究进展与展望

邓一荣, 汪永红, 赵岩杰, 谷培科, 肖瑾, 周健, 李朝晖, 于志强, 彭平安

地学前缘 2023, 30 (4): 429-439. DOI: 10.13745/j.esf.sf.2023.2.70

摘要（599）

HTML （35）

PDF（pc）（3840KB）（440）

化石能源和不合理的土地利用,导致地球大气中CO₂等温室气体持续增加,引发全球变暖等一系列环境问题。利用碳封存手段来控制碳排放是一种行之有效的方法,可使我国在实现碳中和目标的同时,又能发展相应碳封存产业,具有重大意义。本文较为系统地阐明了CO₂-EOR、CO₂-ECBM等典型陆地碳封存和天然气水合物封存、海洋沉积物封存等典型海洋碳封存的技术原理、特点等;明确了国内碳排放概况与封存潜力;介绍了我国规模在几万吨/年到百万吨/年之间典型碳封存示范项目特点以及与国外的差距;列明了现阶段碳封存的主要挑战。针对我国碳封存领域发展现状,结合碳达峰、碳中和工作要求,在政策法规方面建议完善碳封存政策支持与标准规范体系,探索建立相应碳封存法律法规;进一步探查碳封存场所和潜力,调查适宜碳封存场所,探明典型区域碳封存潜力;在碳封存技术领域加大科研支持力度,借鉴国外碳封存先进技术与经验。加大CCS(碳捕获与封存)、CCUS(碳捕获、利用与封存)各环节的工程投资力度与建设规模,打造经典碳封存示范项目以及产业集群。鉴于广东省在碳达峰之前具有万亿级碳封存产业规模的潜力,推动其最具碳封存潜力的沿海区域率先实现碳封存大规模工业化应用,探索碳封存产业集群模式示范平台试点,培育万亿级碳封存产业,助力实现碳中和目标。

图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

Select

19. 渤海西南海域中生代构造演化、动力学机制及其对华北克拉通破坏的启示

叶涛, 牛成民, 王德英, 王清斌, 代黎明, 陈安清

地学前缘 2022, 29 (5): 133-146. DOI: 10.13745/j.esf.sf.2021.9.22

摘要（216）

HTML （12）

PDF（pc）（10842KB）（436）

渤海西南海域自中生代以来历经多期构造活动,记录了华北克拉通的破坏过程。为了明晰渤海西南海域中生代构造演化与区域构造间的关系,以研究区三维地震资料以及深层钻井资料为基础,结合区域构造背景,厘定了研究区中生代构造特征,恢复了中生代构造演化过程,并探讨了其动力学机制及其对华北克拉通破坏的响应。结果表明:(1)不同于渤海湾盆地陆上油区NEE向的构造面貌,渤海西南海域发育多走向、多类型构造,三维地震资料揭示中生代发育NWW向负反转裂陷、NEE向走滑逆冲、挤压褶皱等异于新生代伸展样式的特殊构造,其中尤以NWW向负反转构造占主导。(2)渤海西南海域中生代以来经历了印支期逆冲褶皱成山、燕山早期左旋逆冲改造、燕山中期裂陷反转以及燕山晚期褶皱等多期变形过程, 其中印支期逆冲褶皱是潜山形成的关键时期,而燕山中期反转是构造体制发生变革的关键时期。(3)NWW向构造的形成与印支期华南板块与华北板块的碰撞有关,燕山早期左旋走滑是太平洋板块NWW向俯冲于华北板块之下的结果,代表太平洋构造域接替古特提斯构造域控制华北板块变形;燕山中期的裂陷反转与区域大规模中基性岩浆活动相对应,是华北克拉通大规模破坏的浅层响应。印支期NWW向先存构造燕山中期反转裂陷模式的提出,丰富了传统华北克拉通破坏形成NEE向盆地的简单构造模式。

图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

Select

20. 碳的固定、运输、转移和排放过程:对地球深部碳循环的启示

陈雪倩, 张立飞

地学前缘 2023, 30 (3): 313-339. DOI: 10.13745/j.esf.sf.2022.12.51

摘要（465）

HTML （31）

PDF（pc）（7116KB）（410）

俯冲带背景下,碳在促进岩石熔融、岩浆起源和演化、地球深部的岩石学及动力学等过程中扮演的角色尤为重要。碳的存在形式是由温度、压力、氧逸度以及溶流体的性质等条件控制的,这些以不同形式存在的碳随板块俯冲到达地球深部,而后又通过火山作用等脱气过程被返回地表,便形成了地球深部碳循环过程。固碳和脱碳反应是影响碳在固体地球、海洋和大气圈转换的主要反应。碳的固定包括硅酸盐风化作用、玄武质洋壳的热液交代、海沟外隆的蛇纹石化、有机碳的埋藏和逆风化作用等过程;碳的运输包括沉积成因和交代成因沉积物的俯冲过程;当俯冲碳被输送到地球内部时,它可能被保留在板块内,或者转移到地幔楔中,又或再被循环到地球深部,这将取决于特定构造环境的温压条件和氧化还原状态等。碳的排放包括火山作用、弧前扩散脱气、溶解脱碳、变质反应脱碳和熔融脱碳等过程,这些过程将俯冲下去的碳再一次返回大气,能够平衡俯冲带的碳输入。本文系统地总结了地表及地球深部碳的固定、运输、转移和排放过程中碳的存在形式、碳的迁移和变化以及相关碳通量计算值,分析了目前碳通量差异的原因并阐述了今后需要深入研究的一些关键科学问题。另外,工业革命后,人为成因的CO₂释放对于全球气候产生了巨大影响,给地球的自我调节系统带来了额外的压力。在全球低碳经济背景下,我国坚持节能减排、增加森林蓄积量,提出了双碳目标,助力全球应对气候变化。

图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

全文下载排行