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期刊信息/Journal information
地球科学
地球科学

王亨君

双月刊

1000-2383

xbb@cug.edu.cn，cjournal@cug.edu.cn

027-67885075

430074

武汉市洪山区鲁磨路388号

地球科学/Journal Editorial Committee of Earth Science-Journal of China University of GeosciencesCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊是教育部主管、中国地质大学主办的综合性地球科学学术理论刊物，是中国自然科学核心期刊，以反映我国地球科学领域最新的高水平的基础地质、应用地质、资源与环境地质及地学工程技术科研成果为主要任务，以促进国内外地学学术交流，繁荣我国地质教育、地质科技与地质找矿事业，为我国社会主义现代化建设服务为目的。读者对象为从事地质教育和科研工作的研究者以及大学生和研究生。
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    帕米尔高原东北缘中高温地热流体水文地球化学特征及成因机制

    赵钵渊王帅陈锋贺根义...
    3736-3748页
    查看更多>>摘要：帕米尔构造结东北缘中高温地热资源丰富,前人的研究多限于研究单个地热田,缺乏区域的系统性研究.基于帕米尔高原东北缘的地热地质特征,以地热流体地球化学研究作为认识地热资源的有效手段,根据研究区8个温泉水、1个冷泉水、11个热井水以及6个地表水的理化数据,进行了水化学成因、特征及同位素分析,揭示帕米尔北东侧区域性地热流体的热储温度特征及冷却机制的演化模式,为帕米尔北东侧地热资源勘探提供一定的地球化学依据.研究结果表明,地热水中主量离子主要受钠/钾长石、阳离子交换作用以及岩浆水的影响,热水样品B/Cl、B/Li、B/Cs、Li/Cs、Na/Cl、K/Cl的高相关性特征显示热水可能有共同的母质地热储层.氢氧同位素特征表明地热水受大气降水、雪融水及深部岩浆水补给.多种溶质温度计、硅—焓模型以及氯—焓模型重建了热水的热储温度、冷却过程及演化模式,推断出研究区下方可能存在多个热储层,其中最深部的母质热储的温度约为358～418℃,Cl含量约为300～400 mg/L.结合区域地质及地热地质条件分析,认为帕米尔高原东北缘地热异常为地壳中的熔融岩浆及高产热花岗岩共同作用的结果.

    帕米尔高原中高温地热系统水文地球化学地热温度计高放射性花岗岩水文地质学

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    晚更新世以来古气候变化对长江中游故道区冲湖积含水层中碘富集的控制作用

    薛伟广邓娅敏薛江凯杜尧...
    3749-3760页
    查看更多>>摘要：长江中游故道区冲湖积含水层中存在原生高碘地下水,对区域供水安全构成严重威胁.含水层沉积物中的铁矿物和有机质是碘的主要载体,从宏观地质背景和沉积演化的角度揭示晚更新世以来的气候变化对含水层中碘富集的控制机制是科学认识高碘地下水成因和保障供水安全的前提.选取长江中游故道区的第四纪沉积物作为研究对象,系统分析沉积物地球化学特征,识别含水层沉积物中碘赋存的主要载体,揭示古气候变化驱动的化学风化与沉积过程对含水层碘富集的控制机理.研究结果表明:沉积物中碘的主要赋存形态是铁氧化物结合态(IFe-ox)和有机结合态(Iorg),而且沉积物的化学风化指数CIA、K/Na比值与IFe-ox、Iorg呈显著正相关.无定型铁氧化物(Feox1)、粘土矿物及有机质是碘赋存的主要载体.晚更新世—全新世以来气候从寒冷干燥转为温暖潮湿,化学风化增强促使更多无定型铁氧化物形成,全新世以后广泛扩张的湖泊导致碘、有机质与铁氧化物在湖相沉积物中共埋藏.古气候变化对长江中游故道区含水层中碘的富集起重要控制作用.

    碘沉积物铁形态古气候化学风化水文地质学

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    地表水-地下水相互作用下NH4-N的吸附/解吸行为及其对N迁移转化的影响

    张安广梁莹马瑞
    3761-3772页
    查看更多>>摘要：铵吸附/解吸是控制氮转化的重要反应之一,但其在地表水-地下水相互作用影响下对氮迁移转化的影响机制尚不清晰.以江汉平原东部沙湖监测场为研究区,通过分析地下水位及其水化学指标长期监测数据,结合室内土柱实验和反应迁移数值模型解译,识别了地表水补给和地下水排泄两种模式下NH4-N的迁移转化过程,探究了水动力驱动下N的迁移转化机制.研究表明,农业活动带来的高浓度NH4-N会被表层沉积物颗粒吸附;地表水入渗会促进沉积物中NH4-N的解吸附及后续的硝化作用,引起地下水中NO3-N浓度上升;含NH4-N的地下水排泄过程会促进沉积物对NH4-N的吸附,使沉积物中NH4-N吸附量升高.阳离子交换是影响NH4-N迁移转化的关键机制,地表水-地下水相互作用引起的水文地球化学环境变化影响了NH4-N的吸附/解吸及后续生物地球化学反应.

    铵态氮离子交换反应迁移模型地表水地下水江汉平原水文地质学

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    高温水热系统中相变时温度和驱动力的变化

    叶建桥毛绪美
    3773-3783页
    查看更多>>摘要：基于重力驱动的地下水流系统理论是描述地下水系统渗流特征的主要工具,由水头差产生的重力势是地下水运移的主要驱动力.但在水热系统中,存在除大地增温以外的深部热源,会给地下水系统提供额外的能量,产生新的驱动力.对流型水热系统中,地下水在补给段温度较低而在排泄段温度较高,排泄段的高温地下水会产生密度、盐度、粘度等变化,导致地热水的压力水头发生变化,形成地热驱动力.在高温水热系统中,排泄段地下水的温度更高,可能存在液态水转变为气态水的相变过程,使地下水温度发生突变,从而引起地热驱动力的改变.以西藏羊八井地热田为例,利用SiO2地温计评估发现,热储层与地热井同一深度位置的水温存在较大差异,通过对比饱和蒸发线确定在距井口 43.9 m处发生了引起温度骤降的相变过程.结合热力学第一定律,计算得出相变前后的温差约为23.6 ℃,由此造成的地热驱动力的变化值为-1.02 m.结果表明,水热系统中的地热驱动力仅存在于排泄段,排泄段地热水发生相变会引起地热驱动力的变化.

    水热系统相变温度地热驱动力羊八井水文地质学

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    藏东南地区直白沟冰雪型地质灾害链时空演化特征

    黄海龚诚
    3784-3798页
    查看更多>>摘要：冰雪型地质灾害链是藏东南地区重大工程建设中的重要风险源,分析灾害链的演化规律可为重大灾害隐患识别和风险研判提供支撑.以直白沟为对象,通过野外调查、遥感解译和灾害监测,研究了孕灾背景的演化和1950年以来的6次灾害链事件的活动特征.结果表明:直白沟冰雪型地质灾害链是由冰川活动和高位岩崩驱动的,演进模式分为相变驱动物性变化成链和多要素级联效应成链两类,灾害链的活跃程度受地震作用显著控制.孕灾条件中的冰川和冰碛物的时空演化控制了灾害链的活动特征,地震和冰川消退驱动链首灾害由冰川跃动向高位岩体转换,物源增多和冰水相变作用增加了灾害链的演进长度和规模.现状直白沟内的则隆弄冰川退缩严重,由冰川跃动启动灾害链可能性减小,而由地震及冻融循环诱发的高位岩崩启动灾害链的可能性显著增强.

    灾害链演进过程冰川跃动冰岩崩泥石流环境地质学

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    黄河上游哇让抽水蓄能电站下库进/出水口边坡稳定性研究

    王贤彪周怡劼陈梁顾东明...
    3799-3814页
    查看更多>>摘要：高山峡谷地区水电工程中的边坡失稳问题十分常见,对工程的建设与水库运行安全有着重要影响.以黄河上游哇让抽水蓄能电站下库进/出水口边坡为研究对象,基于平硐编录、钻孔电视等方法对岩体结构面进行统计;通过钻孔波速测试,开展边坡岩体卸荷分带;据此,对边坡潜在破坏模式进行定性分析.通过UDEC软件,建立基于DFN离散裂隙网络的边坡离散元模型,考虑天然、暴雨和地震3种工况,分别对自然边坡、无支护开挖过程以及支护开挖过程进行数值模拟,揭示边坡潜在变形主控因素.结果显示,边坡的变形破坏主要受卸荷裂隙和顺坡向缓倾裂隙两组结构面控制,潜在变形模式为台阶状滑移—拉裂破坏;稳定性研究表明,自然边坡在3种工况下,抗滑稳定性均不满足规范要求.为保证进出水口安全,结合边坡变形模式和工程经验,提出了相应的开挖支护方案.研究表明,该支护方案有效可行,可有效提高边坡稳定性且使稳定系数满足规范要求.

    高陡边坡破坏模式开挖支护离散元DFN裂隙网络工程地质学

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    高山峡谷区MPSIAC侵蚀模型适用性研究

    武彬彬常鸣唐亮亮刘沛源...
    3815-3825页
    查看更多>>摘要：地表侵蚀能够对环境产生巨大的影响,强烈的地表侵蚀是崩塌、滑坡和泥石流等地质灾害的诱发因素.高山峡谷地区地质地貌条件复杂、地表水动力高度发育,区内大范围存在高强度的地表侵蚀.以川西典型高山峡谷区松潘县为研究区,在详细调查区域侵蚀现状的基础上,基于MPSIAC模型建立了高山峡谷地表侵蚀能力评价体系,对松潘县全域进行地表侵蚀强度评价并利用InSAR技术对评价结果进行检验.结果表明,松潘县地表侵蚀强度较高处主要分布于县域东南部岷江乡、镇江关乡等地,较低处主要分布于北部毛儿盖镇、川主寺镇等地.MPSIAC模型经过修正后可以对高山峡谷地区地表侵蚀能力做出准确的评价.

    高山峡谷地区MPSIAC模型侵蚀强度InSAR技术工程地质学

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    山火后首次泥石流预警

    易伟余斌胡卸文胡建春...
    3826-3840页
    查看更多>>摘要：火后泥石流是一种易发且破坏力强的灾害,是山区开展防灾减灾的重要对象.国外研究火后泥石流预测模型只针对数据库所在的区域预测效果良好,对其他地区的预测结果不理想.森林火灾会造成林下土壤斥水性显著增强,发生降雨时,极易形成大流量山洪,诱发泥石流.在山火后的第一个雨季泥石流发生的降雨阈值很低,泥石流发生概率很高.选择四川凉山州发生的山火为研究案例,提出等效前期降雨量概念,并通过野外人工降雨实验,建立等效前期降雨量计算模型,结合常规泥石流预警公式建立沟床起动类型的火后首次泥石流的预警模型,在国内凉山、甘孜地区和美国地区的火后首次泥石流案例中,验证了方法的可靠性,为火后泥石流的减灾防灾提供一种新的方法.

    火后泥石流预警模型等效前期降雨量沟床起动类型工程地质学

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    基于集成学习建模的滑坡易发性评价

    邬礼扬曾韬睿刘谢攀郭子正...
    3841-3854页
    查看更多>>摘要：单一的机器学习模型往往难以满足滑坡易发性制图的需要,为提升滑坡易发性评价精度.提出了一种基于集成策略的机器学习模型组合优化的方法,以重庆市云阳县西部的12个乡镇为例进行滑坡易发性评价.首先,基于366处滑坡数据以及高程、坡度等9个指标因子构建易发性评价指标体系.然后以决策树模型(decision tree mode,DT)、逻辑回归模型(logistic regression,LR)和贝叶斯网络模型(bayesian network,BN)为基础模型,利用集成学习的三大类型,袋装法(bagging)、提升法(boosting)以及堆叠法(stacking)进行模型组合.并对各组合模型分别用粒子群算法(particle swarm optimization,PSO),贝叶斯算法(bayesian optimization,BO)进行超参数优化以及K最邻近算法(K-nearest neighbor,KNN)进行模型链接.最后采用ROC曲线与统计分析的方式来评估各集成学习模型精度.研究结果表明:与基础模型相比,三类集成学习模型精度均有提升,DT-LR-BN 模型提升了 3.5％～12.8％,RF 模型提升了 8％;BO-XGBoost 模型提升了 13.1％;KNN-stacking 模型提升了7.4％～17％,BO-XGBoost模型的AUC值最高为0.811.集成学习能有效提升机器学习模型性能,提高滑坡易发性制图的精度,研究为机器学习模型之间的组合优化提供了新的思路与方法.

    集成学习袋装法提升法堆叠法滑坡灾害易发性评价工程地质学

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    《地球科学》征稿简则

    封3页
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