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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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    新疆东部平原区地下水无机污染物空间分布、源解析及健康风险评价

    丁启振周殷竹周金龙曾妍妍...
    4008-4021页
    查看更多>>摘要：地下水是新疆东部平原区主要的、甚至唯一的饮用水源,地下水中无机组分的污染情况及其对人体健康的负面影响尚不明晰.对该区域183组地下水样品中常见无机组分浓度进行测定,运用GIS技术揭示污染物空间分布特征,以正定矩阵分解模型(PMF)进行源解析,基于USEPA健康风险评价模型的蒙特卡洛模拟(MCS)和PMF耦合量化潜在来源的健康风险.新疆东部平原区地下水水质主要受SO42-和Cl-的影响,分别有30.60％和17.49％的地下水超过国家生活饮用水标准限值(250 mg·L-1),高值点集中位于巴里坤县三塘湖镇、高昌区东南部和鄯善县东部.PMF解析出溶滤-蒸发浓缩作用、含水层岩性、农业活动、生物地球化学作用、氧化还原环境和地质环境背景6个地下水无机组分的潜在来源,贡献率分别为82.43％、7.64％、6.87％、1.96％、0.80％和0.30％.健康风险评价结果表明:Cl-是危害人体健康的主要无机污染物,成人和儿童的非致癌风险可忽略不计,溶滤-蒸发浓缩作用对区内成人和儿童非致癌风险的贡献率均＞95.00％,考虑饮用水安全,应选择Cl-地下水高值区为主要污染管理区.

    地下水无机污染物空间分布蒙特卡洛源解析健康风险评价新疆东部平原区水文地质环境地质

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    不同水环境条件下辉锑矿的溶解及其产物中锑的形态分布

    李鑫郭清海赵倩
    4022-4034页
    查看更多>>摘要：辉锑矿(Sb2S3)的溶解是水环境中锑的重要来源,水中溶解态锑的毒性、迁移性及生物可利用性与其形态密切相关,但当前学界对辉锑矿溶解产物中锑的形态分布的认识并不一致,对于其中锑的特殊形态——硫代锑酸盐的认识的争议尤为突出.鉴于此,我们在不同水环境条件下系统研究了辉锑矿的溶解过程及其对硫代锑酸盐形成的影响,以期为准确评价辉锑矿溶解的环境效应提供依据.结果表明:单一辉锑矿在酸性-弱碱性条件下的溶解不能形成硫代锑酸盐,在碱性条件下则可形成三硫代锑酸盐和四硫代锑酸盐;在反应系统中总锑含量与天然水中总锑含量相当的情况下,辉锑矿的溶解不可能形成硫代锑酸盐的多聚物.此外,不同类型还原态硫或适量雌黄的共存以及水中离子强度的增加均可促进硫代锑酸盐的形成,过量的雌黄则会抑制其形成.水中S(-Ⅱ)/Sb摩尔比是控制硫代锑酸盐形成的重要因素.在考察天然水环境中辉锑矿淋滤的环境影响以及淋滤过程中硫代锑酸盐的形成潜力时,S(-Ⅱ)/Sb摩尔比是应重点参考的关键指标.

    水环境辉锑矿形态分布硫代锑酸盐环境效应环境地质水文地质

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    沅水流域历史时期旱涝特征的新记录:古建筑的古水文价值

    郑丹丹杨乃旷健
    4035-4046页
    查看更多>>摘要：湖南省沅水下游分布着众多以水神庙为代表的古建筑.在古代,作为水神信仰的水神庙依水而建,以祈求水上交通安全、指引航道为主.解读古建筑的古水文价值,探讨沅水流域历史时期旱涝特征,为研究区域气候变化提供参考.由于水神庙等古建筑依水而建的特殊性,所以它的遗址标记了古代沅水的岸线;另一方面,古建筑的建造基座高于当年水位高度.用古建筑的位置和基座高程等数据重建历史上沅水下游河道变迁和旱涝特征.水神庙为代表的古建筑集中于沅水下游流域平原区和丘陵与平原过渡带,与历史时期河道变迁和旱涝特征等古水文环境有较好的对应性.镇龙阁水神庙实证了当地水域为古河道;武陵区石柜指示了在五代十国时期为极度干旱期,康熙年间为洪水期,通过计算得出古建筑40 m为干湿气候平均值,高于40 m为洪水泛滥期,即气候温暖期,低于40 m则为干旱期,即气候寒冷期,为古气候研究提供重要价值.

    沅水下游古建筑古水文价值旱涝特征气候变化水文地质环境地质

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    喜马拉雅高海拔山区冰湖溃决时空分异特征

    邹强周斌杨涛陈思谕...
    4047-4062页
    查看更多>>摘要：全球气候变暖导致了喜马拉雅高海拔山区的环境变化,冰湖溃决频繁发生,给下游人民和设施造成了巨大的损失.为了解喜马拉雅高海拔山区冰湖溃决时空分异特征,利用地貌分析、时序分析和气候扰动分析方法,分析了喜马拉雅高海拔山区冰川冰湖变化及环境特征,阐明了喜马拉雅高海拔山区冰湖溃决时空格局和演化规律.结果表明:(1)1980-2014年间喜马拉雅高海拔山区气温和降水均显著增加,且增加速率北坡大于南坡.受地形与气候条件控制,喜马拉雅山北坡冰川损失更为严重;西喜马拉雅比东、中喜马拉雅冰川损失更为严重.冰湖集中分布在中喜马拉雅地区,而喜马拉雅山南坡分布冰湖相对于北坡更多.1990-2015年间南坡冰湖数量与面积增幅均大于北坡,新增冰湖海拔高于消失冰湖.(2)20世纪以来,喜马拉雅及周边高海拔山区113个冰湖发生了 249次溃决;溃决冰湖集中分布在河流陡河段或极陡河段;气候变暖导致区域冰湖溃决数量呈现非线性增加趋势,1901-2020年间冰湖溃决存在断点1966+37/-31年,冰湖溃决对升温速率存在20年尺度的滞后效应.研究结果可为应对气候变化下防灾减灾和跨境灾害风险防控提供科学依据.

    冰湖溃决分异规律气候变化喜马拉雅环境地质地质灾害

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    多年冻土过渡带研究进展与展望

    罗栋梁刘佳陈方方李世珍...
    4063-4081页
    查看更多>>摘要：随着气候临界点的迫近,多年冻土两层分层体系的局限性日益凸显,因此有必要单独考虑多年冻土上部即过渡带的特殊性质.通过系统梳理已有研究发现:(1)过渡带是多年冻土区内成冰和过剩冰的主要分布带,广泛分布于粉黏土中及部分细粒多孔且冻结敏感性强的风化基岩地带,地下冰多为分凝冰、脉冰和大块冰,冷生构造主要为透镜状、层状、网状和斑杂状等,其变化与热融沉陷和斜坡地带热融滑塌、融冻泥流和活动层滑脱等现象密切相关;(2)其蕴含的丰富有机质和腐殖质常与多年冻土的加积和重复分凝成冰过程伴生,是重建冻土形成时气候与环境的可靠替代性指标;(3)多年冻土退化的程度和幅度与过渡带的厚度、冷生构造、地下冰和有机质含量等内在性质密不可分,呈现极强的时空异质性,其因地下冰巨大相变潜热效应而减缓甚至阻抗多年冻土退化,但一旦融化即产生临界点效应,由此多年冻土退化加速,热喀斯特现象激增,并造成上覆工程构筑物失稳.因此,亟待开展包含过渡带的气候环境重建、生态水文效应、力学性能和结构性质的演化与冻土精准模拟研究.

    多年冻土地下冰过渡带转换层中间层气候临界点生态学环境地质

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    《地球科学》2024年12月 第49卷 第12期 要目预告

    4081页
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    鄂尔多斯盆地南部地区断裂构造与油气成藏关系再认识:以彬长地区为例

    何发岐齐荣袁春艳杨飞...
    4082-4097页
    查看更多>>摘要：鄂尔多斯盆地南部断裂构造发育特征及其与油气成藏的关系是被关注了很久然而未得到充分理解的问题.一种观点认为是一个断裂构造不发育的地区,致使该区油气勘探以地层-岩性油气藏为主.随着3D地震勘探展开,发现研究区发育大量的倾角大、垂直断距小、分期活动的走滑断裂.以鄂尔多斯盆地西南缘彬长地区断裂为研究对象,通过地震资料分析了断裂几何学和运动学特征,探讨了断裂构造与油气成藏关系.研究表明,纵向上研究区可划分为3个构造层:下构造层(Tg-T9)、中构造层(T9-T5)和上构造层(T5以上).3个构造层的断裂发育具有明显的差异性,同时也具有一定的相似性和继承性.下构造层主要受加里东-海西运动影响,中构造层主要受印支和燕山期运动影响,上构造层主要受燕山-喜山运动影响.研究区的主断裂具有明显的分段性活动特征.分层分布的断裂体系与T9、T5两大区域不整合面控制了研究区古生界和中生界两大油气成藏系统.断层、裂缝的广泛发育既为致密-低渗储层提供了重要的渗流通道,班固发现的"洧水可燃"是沿断裂渗漏到地表的油苗所致,也是《梦溪笔谈》中阐述的"石油"成因,又是优质储集空间,在中生界形成了众多高产断缝体油藏,裂缝的发育程度及局部构造高点控制了断缝体油藏的高产富集.

    走滑断层活动期次断缝体油藏彬长地区鄂尔多斯盆地构造地质油气地质

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    海洋深水钻井含可燃冰地层物性响应大尺寸高仿真实验

    周珂锐郑明明王凯李可赛...
    4098-4111页
    查看更多>>摘要：海洋深水钻遇可燃冰地层时,伴随传质传热的钻井液侵入行为会对近井壁地层的力学稳定产生重要影响,对地层物性的改变同时影响后续测井的质量和精度.因此,以墨西哥湾水合物联合工业计划中的Keathley Canyon井151-3井段水合物储层作为研究对象,首先利用压制胶结法制备了物性参数贴近实际的人造地层骨架,然后通过实验研究了原位储层地质与钻井工艺条件下钻井液侵入过程中近井壁地层的物性响应规律,分析了传质传热行为对地层温度、压力和电阻率的影响,得出了温差和压差的影响机理,建立了侵入深度与时间的函数关系.结果表明,通过正交试验优选的人造储层骨架孔隙度和电阻率与原位地层十分接近,分别相差1.29％和4.0％.压力的影响范围远快于温度和电阻率,而三者的影响范围都与时间呈现极强的数学关系.水合物的分解随着侵入深度的增加相继发生,表现为电阻率的变化,分解产生的游离气水向地层深处运移,易在温压变化范围之间区域重新形成水合物,呈现出高饱和水合物带.在地层破裂压力范围内,正压差对保持水合物相稳定起积极作用,从而有利于近井壁地层的稳定,而温差作用则恰为相反.现场钻井过程中,可通过提高钻井液密度、盐度,降低滤失量和添加抑制剂来减小对地层的影响.12 h的电阻率变化深度约为0.65 m,因此,电阻率测井作业中要获取未扰动水合物储层的电阻率数据,应减少钻测井之间的时间间隔,可采用随钻测井,或可采用探测深度合适的测井方法,如深侧向测井.

    深水钻井可燃冰大尺寸高仿真实验钻井液储层物性相应电阻率测井地质工程

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    塔里木盆地古生代关键期构造演变驱动机制:来自柯坪地区碎屑物源属性示踪的约束

    郭春涛高剑李忠
    4112-4129页
    查看更多>>摘要：古生代塔里木盆地多期构造格局变迁的动力来源一直是众多学者争议的焦点,特别是早古生代中晚期盆地构造格局发生急剧转变的原因.在重矿物组合分析基础上,针对塔里木盆地西北缘柯坪地区的芙蓉统至下二叠统砂岩样品进行了详细的碎屑锆石U-Pb年代学研究,以此厘定了柯坪地区物源体系,并刻画了该地区的沉积构造演化过程.结果表明,碎屑锆石样品记录了 500～420 Ma、870～710 Ma、1 100～880 Ma、2 000～1 710 Ma、2 570～2 400 Ma共5期构造热事件,并以前3期年龄为主体.对比潜在物源区,芙蓉世塔里木盆地内的古隆起一直是柯坪地区重要的物源区;志留-泥盆纪研究区的物源除了盆地古隆起外,还可能存在两个物源区,北侧物源区为塔里木克拉通北缘,南侧可能为西昆仑造山带;石炭纪-早二叠世研究区的主物源为盆地古隆起,来自于之前地层的剥蚀.综合研究认为,在中晚奥陶世,古天山洋逐渐开始向南俯冲,在塔里木克拉通北缘形成一系列与俯冲相关的岛弧,中天山地块逐渐从塔里木克拉通分离,在两者中间逐渐形成南天山洋,一直到中晚泥盆世中天山地块才完全与塔里木克拉通分开.与此对应,由于塔里木克拉通北侧洋盆的形成和俯冲闭合,导致盆地北缘的构造属性发生多次大的转变.

    柯坪古生代构造演化碎屑锆石物源体系构造演化U-Pb同位素构造地质

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    有机质(镜质体和沥青)反射率化学动力学模型:回顾与进展

    李志强张如才梁雪梅裴小刚...
    4130-4155页
    查看更多>>摘要：镜质体反射率(Ro)和沥青反射率(BRo)化学动力学模型是标定沉积盆地热历史和预测烃源岩热演化最常用的研究手段,近年来已经取得显著进展,但并没有引起国内科研工作者的足够重视.在回顾化学动力学模型研究历程的基础上,报道了相关研究新进展.Vitrimat 1989模型和经典的Easy％Ro模型基于3个原理:(1)Ro与H/C和O/C有关;(2)镜质体热降解产物为残余镜质体和4种产物(H2O、CO2、CHn、CH4)的总和;(3)热降解反应遵循Arrhenius方程.Easy％Ro模型存在设计缺陷:(1)使用的频率因子(1×1013)过低;(2)优化活化能分布时缺少过成熟度(Ro＞2.0％)样品.在实际运用(地质升温速率)中的不足包括:(1)当实测Ro＜0.9％时,Easy％Ro模型对Ro的计算值过高;(2)当实测Ro＞2.0％时,Easy％R.模型对Ro的计算值过低.详细介绍了 Basin％Ro.Easy％RoDL、Easy％RoV和Easy％RoB等新一代化学动力学模型的数据基础、校准原理和潜在适用性.BasinRo％模型在中-低熟阶段展现的"dog-leg"曲线特征可能不适用于Ro-深度剖面;Easy％RoDL模型具有较强的地质条件适用性;Easy％RoV模型更加适用于实验室加热速率条件;在地质升温速率下,为Ro开发的新一代化学动力学模型全部提高了当Ro＞2.0％时的计算值;Easy％RoB模型是基于BRo-VRo(等效镜质体反射率)函数关系和Vitrimat 2018(Type-Ⅱ)模型并为BR.设计的模型,具有较高的地质条件适用性.基于PetroMod盆地模拟平台中的Calibration化学动力学模块和Kinetics生烃动力学模块,展示了新一代化学动力学模型在超深层烃源岩成熟度标定和预测、中-低成熟度烃源岩Ro反演热历史及盆地动力学、结合生烃动力学参数建立生烃模型等应用案例.指出未来应重视地质升温速率/实验室加热速率下新一代化学动力学模型的适应性问题研究;提高反射率测量准确性、正确识别反射率受抑制程度、与低温热年代学参数耦合反演,对提高利用化学动力学模型开展盆地热历史研究的准确性具有重要意义.

    Easy％Ro镜质体反射率沥青反射率烃源岩热演化盆地模拟盆地地温场动力学化学动力学模型石油地质

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