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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。
正式出版
收录年代

    考虑拦挡坝抗灾能力的泥石流危险性评价

    李永威徐林荣商拥辉陈舒阳...
    2839-2850页
    查看更多>>摘要：震后低频泥石流发生概率增加、泥石流规模增大,导致拦挡坝阻灾能力变化,进而影响泥石流的危险性.但鲜有研究揭示拦挡坝对泥石流危险性的影响.同时,针对以形成条件为危险性评价指标的传统危险性评价方法无法度量泥石流的破坏力及强度等问题,提出增加泥石流动力学参数作为危险性评价指标,并采用改进的熵值法评估泥石流危险性.通过计算不同重现期下锄头沟泥石流的动力参数、拦挡坝稳定系数.定量分析拦挡坝与泥石流危险性之间的控制关系.结果表明:增加动力特征参数的泥石流危险性评价方法能考虑其动力破坏、泥石流强度作用,结合改进的熵值法能够获取较为科学、合理的评价结果;若拦挡措施安全稳定,由于停淤作用使坝后冲出量减少,使100～10年一遇泥石流危险性降低12.27%～43.75%不等.考虑拦挡坝抗灾能力进行泥石流危险性评价,能有效对防灾减灾决策、土地规划利用等资源的合理调配提供指导.

    拦挡坝动力特征参数改进熵值法泥石流危险性工程地质

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    开挖卸荷下顺层岩质滑坡运动距离理论模型

    杨亮汪洋张全高峰...
    2851-2861页
    查看更多>>摘要：顺层岩质滑坡在边坡工程中普遍存在,其运动距离不仅是表征滑坡形态的重要参数,也是风险评价的重要指标.基于顺层岩质滑坡演化过程的分析,推导了其运动距离的理论计算公式,并将公式应用于新嘉南滑坡进行验算.结果表明:开挖卸荷下顺层岩质滑坡的运动距离由三部分组成即块体在空中做自由落体产生的水平距离、与地面碰撞的移动距离以及最后在地面的滑动距离,此外,选取的新嘉南滑坡 3个剖面运动距离理论计算值和实际值的相对误差分别为 9.99%、2.53%以及0.58%,误差结果较小,表明公式适用性良好.研究成果对该类型滑坡预测与防治有一定的参考价值.

    顺层岩质滑坡开挖卸荷运动距离理论模型工程地质

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    岩溶地下水系统冷泉和热泉的形成机制:以趵突泉群为例

    康凤新隋海波郑婷婷徐秋晓...
    2862-2878页
    查看更多>>摘要：岩溶地下水和地热水分别是中国北方重要的供水水源和供暖热源,但二者水力联系尚缺乏系统研究;为实现保泉、供水和地热清洁能源开发的三赢,通过含水层/热储层空间分布、同位素测年、水文地球化学场、水动力场、温度场特征及规律分析等方法,揭示了趵突泉泉域岩溶地下水流系统从浅、中循环子系统至深循环子系统,即岩溶地下水至冷泉和热泉的演变过程、驱动机制与响应机理.在地下水位高程差引起的重力势能差驱动下,岩溶地下水沿济南含水层系统从上游浅循环-开放式地下水动力系统,向中游中循环-半开放式地下水动力系统径流,径流途中在济南市区遇不透水的辉长岩体或石炭纪二叠纪砂岩页岩地层阻截,大部分地下水沿垂向强裂隙岩溶发育通道上涌、穿透第四纪砾岩或辉长岩体裂隙发育带喷出地表形成17～18 ℃的承压上升冷泉.一小部分地下水从深部穿过或从侧面绕过辉长岩体,沿裂隙岩溶通道继续向下游深循环运移,形成弱开放地热水动力系统;高大地热流传导聚热、深大断裂带/侵入岩体-灰岩接触带带状对流聚热、凸起区高热导率分流聚热、盖层低热导率保温聚热、地下水深循环运移传导-对流聚热等五元聚热驱动14～18 ℃的常温地下水演变为33～95℃的承压热泉(自流地热水).

    冷泉热泉聚热演变过程驱动机制趵突泉水文地质

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    三维裂隙网络中典型重金属污染物反应运移数值模拟

    黄鸿蓝宋健杨蕴吴剑锋...
    2879-2890页
    查看更多>>摘要：自然界中裂隙介质的具体结构往往控制着其中的水流流动和溶质运移过程.由于真实裂隙网络的复杂性,常据不同裂隙参数(形状、位置、大小、密度、走向等)概化并使用特定数学分布来刻画和产生离散裂隙网络,但这种离散裂隙网络介质因其高度非均质性和各向异性导致传统基于多孔介质理论的数值方法难于模拟裂隙水流和溶质运移过程.利用三维离散裂隙网络模型生成场地裂隙介质不连续体,并基于裂隙空间参数将离散裂隙网络模型映射为等效多孔介质模型,由此进一步耦合地下水流与多组分反应性溶质运移开源代码PFLOTRAN,以实现三维裂隙网络中重金属污染物反应运移过程的数值模拟与污染物通量的定量评估.算例研究表明,随着裂隙密度的增大,裂隙网络表征逐渐趋近于多孔介质;裂隙发育的密度和方向均影响着裂隙网络的连通性,进而影响裂隙水流中不同组分的迁移规律和通量评估,其中保守性组分与不同反应性组分的迁移行为有明显差异.同时,研究表明,裂隙粗糙度对刻画裂隙网络中的污染组分迁移过程和通量评估具有重要影响.本文方法可为场地裂隙介质中地下水流和污染物的反应运移提供有效模拟手段和定量评估工具.

    离散裂隙网络等效多孔介质连通性反应运移模型通量评估水文地质

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    多重环境因素对Fe2+作用下化学反硝化去除亚硝的影响

    李林鑫蒋宏忱黄柳琴
    2891-2900页
    查看更多>>摘要：为了提高以Fe2+作为还原剂的NO2-去除工艺在实际应用中的效率,设计了外源阴离子、Fe2+浓度以及反应温度3个环境因素来探明其对Fe2+化学还原NO2-过程的影响.结果表明,虽然提高Fe2+浓度可以明显促进NO2-的去除速率,但同时降低了Fe2+的利用率,除此以外,升高温度和添加HCO3-/CO32-都可以提高NO2-去除速率和程度.另外铁氧化所形成的副产物类型也受到温度和HCO3-的调控,温度在55 ℃以下(30 ℃,40 ℃)时铁氧化产物以纤铁矿和针铁矿为主,温度高于55 ℃时铁氧化产生磁铁矿.而在HCO3-体系中,磁铁矿可以在更低温度(40 ℃)条件下形成.这些发现对改进Fe2+作用下的化学反硝化应用模式和副产物的二次处理利用提供了实验参考,为推动其在实际工程中应用提供了理论依据.

    亚硝酸盐污染铁氧化化学反硝化高温磁铁矿

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    胶州湾北部表层沉积物重金属污染及DOM对其环境行为的影响

    安洋周松苏春利王烁一...
    2901-2913页
    查看更多>>摘要：海岸带沉积物是污染物迁移转化的主要载体和归宿地.溶解性有机质(DOM)作为重金属在环境中迁移的重要媒介,对沉积物中重金属的分布和迁移具有重要控制作用.运用因子指数和地累积指数法对胶州湾北部海岸带表层沉积物中Cr、Cu、Zn、As和Pb五种重金属的污染现状进行了评估,并结合三维荧光光谱分析沉积物中不同DOM组分的空间分异规律,探讨了胶州湾北部地区表层沉积物DOM组成与重金属迁移行为的关系.研究结果表明,海岸带沉积物重金属整体呈轻度污染水平;沉积物中的天然DOM组分包括陆地类富里酸(C1)、陆地类腐殖质(C2)、微生物源腐殖质(C3)和类色氨酸(C4)4种,整个地区类腐殖酸组分占比显著高于类蛋白组分,其来源同时受地面输入和生物代谢的影响;各重金属可能存在相似的污染来源,但迁移机制不同,造成其分布的差异;C1促进了Cr的自然迁移,DOM各组分通过不同的吸附络合机理影响着重金属在沉积物中的分布,且DOM各组分之间存在一定的相互转化过程.

    胶州湾北部重金属风险评价DOM荧光指数环境地质

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    现代北太平洋中层水研究进展综述

    刘辉宫勋
    2914-2924页
    查看更多>>摘要：北太平洋中层水是北太平洋最大的原生水体,是目前发现的北太平洋表层与底层水发生交换的唯一通道,因此认识北太平洋中层水生成和传输过程是理解北太平洋垂向水交换及其环流结构的必要一环.同时,北太平洋中层水的水体特征和环流结构在"海-气-冰"耦合系统内显著影响全球碳循环系统和海洋生态系统,进而可能改变全球气候变暖进程.围绕北太平洋中层水的物理海洋学研究主要从20世纪70年代开始,已有研究多依赖走航断面和站点数据,少部分结合数值模拟方法.本文对已有的北太平洋中层水研究工作进行了综述,进而提出继续深化对北太平洋中层水的研究包括如下几个方面:北太平洋中层环流系统趋势和"季节性-年际-年代际"振荡的特征识别;北太平洋中层环流系统对大气环流和上层海洋过程的响应机制研究;北太平洋中层环流系统稳定性及对气候变暖的反馈机制研究.

    北太平洋中层水中层环流垂向水交换海洋地质

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    南极海洋沉积物有机碳、氮特征及其古气候意义:以阿蒙森海为例

    陈东葛倩雷子炎张泳聪...
    2925-2937页
    查看更多>>摘要：为了更好地理解目前南极冰盖与气候的演化,以及为未来冰盖和气候变化的预测提供依据,通过对A11-02孔沉积物的有机碳、氮含量与稳定同位素值进行分析,结合粒度和地球化学元素等特征,探讨了中全新世以来西南极阿蒙森海沉积物有机质的来源及古气候意义.沉积物的δ13Corg值指示有机质主要为海源输入,陆源有机质贡献相对较少.通过分析沉积物总有机碳含量及海源有机质含量变化,结合粒度及元素的变化特征,认为中全新世以来研究区古生产力的变化主要与气候变化有关,进而识别出4 750～4 500 a BP、3 600～3 400 a BP、2 250～2 000 a BP和600～400 a BP 4个寒冷阶段.

    阿蒙森海有机碳、氮有机质来源古气候中全新世海洋地质

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    北极楚克奇陆架边缘"大西洋水层"钕同位素示踪

    杨映叶黎明倪建宇于晓果...
    2938-2951页
    查看更多>>摘要：温暖的"大西洋水层"为北冰洋提供了重要的热量来源,是决定其海冰状况、冰架分布及周边冰盖稳定性的关键因素.通过分析M04孔沉积物中稀土元素(REE)的含量及其配分模式和Fe-Mn氧化物组分的钕同位素组成,探讨了晚更新世以来楚克奇陆架边缘REE的富集机制、εNd示踪水团性质的有效性以及"大西洋水层"的强弱变化.结果表明,间冰期Fe-Mn氧化物是溶解态REE沉淀的主要载体,但冰期缺少Fe-Mn氧化物的灰色层中也富集了大量的溶解态REE.同时,Fe-Mn氧化物萃取液中εNd介于-5.50～-8.74之间,呈现出冰期高,间冰期低的特点,有效指示了"大西洋水层"在楚克奇陆架边缘的活动.在间冰期,"大西洋水层"增强,为陆架输入的Fe2+和Mn2+创造了再氧化的条件;而在冰期,"大西洋水层"几乎退出了楚克奇陆架边缘.参照现代冰川溶水的化学组成,导致冰期M04孔Fe-Mn氧化物萃取液中REE富集和εNd显著正偏的环境要素,很可能是东西伯利亚冰盖的扩张及其冰下排水,而不是海冰排盐形成的"卤水".这些发现进一步揭示了北冰洋REE的富集机制,论证了εNd示踪"大西洋水层"的有效性,并深化了对"大西洋水层"演变规律的认知.

    钕同位素稀土元素大西洋水层楚克奇陆架边缘北冰洋海洋地质

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    基于高阶磁异常导数与高阶统计量的地震短临预测方法

    刘欢赵润卓董浩斌
    2952-2960页
    查看更多>>摘要：中强级地震给我国人民生命财产安全带来不可磨灭的灾难,探索中强震发生时地球内部磁场与地震间的联系,获取地震发生的前兆信息,进而实现对中强级地震的预报,是亟待解决的关键问题.近年来,地磁场垂直分量Z被普遍用来进行地震预警,但其存在预测周期长、阈值不易确定、对中强震预测精度不高等问题.为解决上述问题,提出一种基于高阶磁异常导数与高阶统计量的地震短临预测方法(简称:HMAD-HS),以有效减少高斯噪声对中强震前兆地磁信号的影响、缩短预测期、降低预测误报率,进而提高预测性能.为验证该方法的可行性,以2017年新疆喀什地区中强震情况为例,将HMAD-HS与加卸载响应比、地磁逐日比等常用方法进行对比分析,实验表明:HMAD-HS处理得到的中强震前兆信号明显且漏报率与误报率降低30%以上,大幅提升了预报可信度.此外,将HMAD-HS应用于我国多个地区的中强震短临预测,证明该方法具有普适性且对中强震预测效果良好.

    中强震前兆信息高阶磁异常导数高阶统计量地球物理学

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