武功山造山带位于华夏地块与扬子地块碰撞缝合带南侧,记录了新元古代以来的多次构造运动.本文对其中的黑云母二长花岗岩和二云母二长花岗岩进行了全面的矿物学、岩石地球化学、锆石U-Pb同位素年代学及Lu—Hf同位素研究.LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素年代学研究指示武功山黑云母二长花岗岩和二云母二长花岗岩结晶于早志留世(441.6～442.2 Ma).武功山早志留世花岗岩具有富硅(SiO2含量为67.43％～73.06％)、富碱(Na2O+K20 含量为 6.47％～8.46％)、贫钙(CaO=0.78％～2.64％)、贫镁(MgO=0.46％～1.61％)等特征,为强过铝质高钾钙碱性花岗岩(A/CNK=1.09～1.35).同时,岩相学和地球化学指示岩石属于亚碱性系列,分异程度较低,ΣREE较低,轻重稀土分异程度较高,为S型花岗岩且岩浆源区物相为角闪石+斜长石+石榴子石.结合花岗岩锆石fLu/Hf值均小于-0.9,εH(t)均为负值(-6.7到-4.8),指示岩浆来源于古元古代古老陆壳物质,形成于陆内造山构造背景下,为武功山地区对武夷—云开造山运动的响应.
2022年10月25至28日,国际地质科学联合会在西班牙Zumaia召开的"庆祝国际地质科学联合会成立60周年大会"上,正式向全球公布了国际地质科学联合会国际地球遗产委员会承担的国际地学计划(IGCP)731项目的成果之一:首批100个国际地质科学联合会地质遗产地名录,并发布了"国际地质科学联合会Zumaia宣言",呼吁国际社会重视和关注地质遗产地的科学研究和保护管理,引起国际地学界和公众极大的关注.基于全程参与该项工作,本文系统介绍国际地质科学联合会地质遗产地名录的由来、发展、遴选程序和过程、地质遗产地的定义和标准,指出建立地质遗产地名录对科学研究和可持续发展的意义,并对今后地质遗产地发展前景进行展望,供读者参考.
For more than half a century, teaching and scientific research of structural geology and tectonic have made great progress in our country, but some problems have also appeared. In order to promote the development of the discipline and put structural geology and tectonic on the road of healthy development, the Professional Committee of Structural Geology and Geodynamics organized a seminar on "Related Issues and Future Development Directions of Structural Geology and Tectonics". This paper is a brief summary of the workshop outcomes, including:（1）problems existing in the understanding and application of the concepts, theories and methods of structural geology and Tectonics;（2）problems existing in teaching activity of structural geology and Tectonics;（3）the future development of structural geology and Tectonics;（4）the path to the healthy development of structural geology and Tectonics. This paper aims to provide a review and reference for relevant researchers and departments.
玄武岩纤维是国际上重点发展的新材料之一,附加价值极高.以天然玄武岩拉制的连续纤维是一种新型无机环保绿色高性能纤维材料,具有强度高,电绝缘、耐腐蚀、耐高温等多种优异性能.笔者等通过对山东省临朐—沂水地区橄榄玄武岩地质特征、岩相学特征及岩石地球化学特征进行分析研究,发现产出于中新世临朐群牛山组偏基性火山岩的致密块状橄榄玄武岩,是拉丝纤维用的理想原矿石.笔者等梳理了国内部分生产企业和学者研究关于天然玄武岩成功拉丝的研究进展,分析研究了山东省临朐—沂水地区橄榄玄武岩影响连续纤维用玄武岩矿拉丝性能的七大参数指标,结果表明,研究区橄榄玄武岩除酸度系数偏低外,各项参数均符合连续拉丝纤维生产各项指标,可为后续开展纤维用玄武岩地质调查工作提供参考,助力资源的开发利用研究.
岩石图像识别是以深度学习为代表的感知智能在地质领域的典型应用场景.已有研究显示网络结构简单的深度卷积神经网络能够在岩石图像上取得比复杂网络结构高的分类准确率.这与ImageNet数据集上网络结构越深越好的趋势相悖.如何解释这一现象?深成侵入岩为显晶质,自形—半自形粒状结构,块状构造,其分类的依据是其矿物成分及相对含量.大别山地区岩浆活动广泛,中生代深成侵入岩广泛出露.岩石类型包括超镁铁质岩类、辉长岩类、闪长岩类、正长岩类、二长岩类和花岗岩类,基本覆盖IUGS推荐的深成侵入岩分类方案中的岩石类型.选取大别山地区中生代深成岩图像开展不同网络结构预训练模型迁移学习对比试验,能够专注于深度学习对矿物成分特征的学习解释,降低构造因素的影响.借助局部可理解的模型解释技术和特征图可视化技术,分别从全连接层分类决策区域可视化和卷积隐层可视化两方面对深度学习模型开展可解释性研究.结果表明简单网络结构的卷积神经网络能够提取不同矿物所表现出的颜色特征以及不同矿物组合所表现出的纹理特征.AlexNet模型的削减试验进一步证明:对于岩石图像深度学习,网络结构并不总是越深越好.
为揭示保定平原地下水水化学特征及演化规律,本文以保定平原为研究对象,对216组地下水样水化学特征进行了分析.综合运用Piper三线图、Gibbs图、相关离子分析等方法,研究了保定平原区深浅层地下水化学组成及水化学类型空间分布特征,识别了水化学形成机制与控制作用,在此基础上分析了水化学演化的成因.结果表明:沿地下水径流方向,浅层地下水与深层地下水主要离子含量呈现明显的递变规律,TDS、Na+、Mg2+、Cl-、S042-、HCO3-含量逐渐升高,K+、Ca2+逐渐降低,地下水优势阳离子Ca2+主导地位逐渐被Na+代替,优势阴离子HCO3-主导地位逐渐向Cl-过渡.地下水化学特征主要受水岩作用、阳离子交替吸附作用以及人类活动共同影响,水岩作用以碳酸盐岩和铝硅酸盐岩共同溶滤作用为主;浅层地下水受人类活动影响较大,影响离子主要为NO3-,集中分布于补给区,除了与农业活动相关外,主要与山前平原岩性颗粒粗,具有较强的渗透性有关.
1研究目的 辽宁大连地区位于华北克拉通的东北缘(Zhao Guochun et al.,2012),这里中—新元古代地层发育,自下而上分别为永宁群、细河群、五行山群和金县群,其中永宁群和细河群是一套碎屑岩沉积组合,永宁群包含永宁组,细河群包含钓鱼台组、南芬组、桥头组.
随着印度与欧亚板块在新生代的持续碰撞,柴达木盆地东北缘发生了强烈的地壳缩短变形,形成了一系列北西西走向山脉.由于缺乏系统的沉积学研究,盆地东北缘一系列山脉隆升过程存在不同认识.笔者等选取柴达木盆地东北缘怀头他拉剖面,对中新统下油砂山组、上油砂山组及中新统—上新统狮子沟组采集碎屑锆石样品,开展碎屑锆石U-Pb年代学测试.结合已有的研究成果,分析了柴达木盆地东北缘山脉隆升过程.研究结果显示,研究区碎屑锆石Th/U值介于0.03～3.3之间,以岩浆锆石为主.碎屑锆石年龄具有200～300 Ma、400～500 Ma、750～950 Ma、1.6～2.0 Ga 以及 2.2～2.5 Ga 共 5 个年龄段.结合 MDS(Multidimensional scaling)图分析表明:上油砂山组沉积中期(14.8～12.5 Ma),研究区发生一次物源转换,指示研究区南边的埃姆尼克山发生隆升,成为研究区物源地.狮子沟组沉积早期(8.6～7.0 Ma),研究区物源再次发生变化,表明南祁连山发生快速隆升,为研究区提供物源.据此,笔者等提出青藏高原北东向生长导致柴达木盆地东北缘构造隆升依次向北东传递.
南浔铁路作为江西省第一条客运铁路,北起九江,南达南昌,全长128.35 km.虽然 线路不长,但在中国铁路修筑史上具有重大意义.在中国地质图书馆珍藏着一套手绘图——《NAN—HSING RAILWAY RICHT-OF-WAY PLAN》,从图的绘制者、成文的时间可判定,这应该是南浔铁路的第一张设计图,具有非常重要的学术研究价值.本文从铁路的修建背景入手,向世人展示了这套世人罕知的设计图.
胶东地区大规模金成矿作用与中生代郭家岭期岩浆活动关系紧密,但针对胶东郭家岭期岩浆岩体的成因仍存在不同认识.笔者等选择焦家金矿带北段与金矿具有时空关系的郭家岭期丛家岩体作为研究对象,开展系统岩相学、地球化学、LA-MC-ICP-MS锆石U-Pb年代学及Sr—Nd同位素研究.丛家岩体花岗岩的Na2O/K2O分别为0.69～1.23,Na2O+K2O值为7.29％～9.58％,A/CNK值为1.39～1.51,为高钾钙碱性系列过铝质花岗岩;丛家岩体具有轻稀土富集、重稀土亏损、负铕异常(0.41～0.68)、大离子亲石元素Ba、Sr等富集、Nb、Ta、Ti等高场强元素亏损、以及高Sr/Y值(81.59～235.5)等岩石地球化学特征;丛家岩体锆石LA-MC-ICP-MS的U-Pb年龄为126.1±0.3 Ma,可以代表丛家岩体结晶年龄;岩体n(87Sr)/n(86Sr)值为0.711463,其低于地壳的平均值(0.7170),高于地幔的平均值(0.7090),表明其有幔源物质的参与;[n(87Sr)/n(86Sr)]i为0.711117,eNd(t)的值为-17.14,亏损地幔模式年龄(TDM2)为3396 Ma.综合分析成因为幔源基性岩浆与下地壳重熔中酸性岩浆发生混合而成,并在上侵过程中受到玲珑期花岗岩的同化混染,是典型幔源物质直接参与混合的壳幔混合成因的花岗岩.
顺层方解石脉是页岩油储层中比较常见的一种构造,虽然它的体量不大,但是携带的地质信息很多,近年来颇受重视,取得了很多成果(何文渊等,2022,2023;杨勇等,2023). 近期大庆油田在古龙凹陷青山口组获得了页岩油的资源量可达15.1 Gt,已引起广泛关注,但还有一些地质问题没有解决,严重地影响了页岩油的勘探开发.因此,对古龙凹陷青山口组页岩的基础地质进行深入研究具有重要意义.
地表基质取样是开展地表基质层调查必不可少的工作环节,笔者等在浅地表层钻探技术的基础上,结合浅覆盖区矿产勘查、地球化学勘查、区域地质填图、环境调查、工程勘查、考古调查等领域钻探技术应用现状,根据不同地表景观及基质类型条件下的钻探取样需求,梳理了岩石、砾质、土质、泥质等地表基质钻探取样技术要点,研发了电动背包式钻机、Φ60/40mm单管冲击钻进、Φ50mm双管冲击钻进、Φ208mm中空螺旋钻进等取样器具及配套钻进工艺,在北京、内蒙古巴彦淖尔、浙江宁波、西藏那曲等地区开展了野外试验应用,通过获取满足要求的样品,很好的揭示了地层信息及物质组成,进一步在实践中提出了不同种类地表基质钻探取样技术方法,为建立自然资源调查监测体系及地表基质层调查工作提供钻探技术支撑.
遗迹化石是研究古环境、古气候、地层旋回性及其全球成因动力学研究的有效载体.遗迹化石是某种环境条件下生物行为习性的直接证据,是沉积环境的灵敏指示剂,对探讨生物行为习性的演化、生物的多样性、生物地层学、事件地层学、储层地质学等都具有重要的理论意义和应用价值.基于此,笔者等选取CNKI核心合集数据库中的数据,对1954～2022年遗迹化石相关文献进行系统整理,采用Microsoft Excel 2016和CiteSpace 6.1.R2软件对文献类型分布、年度发文数量、国家、机构、期刊、作者、高引文献、突现关键词等进行分析,构建和绘制各单元间相互关系,以探求研究领域关键路径及知识拐点,进而挖掘所蕴含的新知识,预测学科研究趋势.研究表明:①我国遗迹化石领域研究发文量最多的机构是河南理工大学;发文量最多的学者是胡斌;被引频次最多的论文作者是龚一鸣;我国遗迹化石的研究主要以国家层面的基金资助为主.②系统发展阶段,我国遗迹化石研究区主要集中在贵阳、新疆;创新发展阶段,研究区主要集中在河南、四川等地.③中国寒武系的遗迹化石研究主要集中在河南省、云南省和贵州省境内;奥陶系、志留系和泥盆系中的遗迹化石研究主要集中在贵州、陕西、新疆塔里木盆地、准噶尔盆地、湖南等地.石炭系—二叠系的遗迹化石研究主要集中在新疆准噶尔盆地西北部、柴达木盆地南缘等地;三叠系的遗迹化石研究主要集中在扬子地区.笔者等基于新的研究思路和方法,系统分析了国内遗迹化石研究现状和趋势,对于进一步了解遗迹化石具有指导意义.
全新世(11.7 ka BP)作为最年轻的地质年代,其气候变化相对晚更新世冰期稳定,但仍存在千百年尺度的气候波动.造成这些气候波动的可能有多种原因,但至今还没有统一的认识.这一时期的气候变化与人类发展有密切的关系,因此其短尺度的气候变化越来越受到学界的关注,已经开展了大量的研究.通过对文献资料分析,综述了全新世千百年尺度的气候突变的原因.全新世早期温度普遍升高主要与太阳活动变化有关,期间冰盖消融与海洋环流作用引起百年尺度的气候事件.全新世中期气温最高,但也发现多次干冷气候事件,主要为冰川活动导致.全新世晚期温度降低,主要是以火山活动导致的气候变冷.其他因素如地球轨道参数、潮汐作用、冰川作用、海洋环流等在全新世各个时期对气候造成影响.
根据《地质文化村(镇)建设工作指南(试行)》、《地质文化村(镇)评审授牌和监督管理办法(试行)》、《地质文化村(镇)星级评定标准(试行)》以及《天然富硒土地划定与标识(DD2019-10)》和《天然富硒土地认定和标识管理办法(试行)》等有关规定,中国地质学会组织了第三批地质文化村(镇)评定和天然富硒土地认定工作,决定授予浙江省安吉县余村五星级地质文化村(镇),授予北京市房山区官地村等17个村(镇)三星级地质文化村(镇),授予北京市延庆区水泉子村等28个村(镇)挂牌筹建地质文化村(镇),认定天津市蓟州区下营镇天然富硒地块等37个地块为天然富硒土地(名单详见附件).
含高放射性成因铅是商代青铜器的重要特征,但对其矿料来源的讨论众说纷纭,莫衷一是.笔者等收集了河南郑州商城、山西垣曲商城、湖北盘龙城、四川三星堆、陕西汉中(地区)、江西新干大洋洲、河南安阳殷墟和陕北(地区)覆盖整个商代的8个遗址/地区700件出土青铜器样品的铅同位素组成数据,并与全国606个Pb—Zn、Cu、Sn多金属矿床4025件矿石样品的铅同位素组成数据进行比对分析,探讨商代青铜器的矿料来源和古蜀国在矿业贸易中的地位.研究表明:①河南郑州商城、湖北盘龙城、陕西汉中、山西垣曲商城、河南安阳殷墟和陕北6个遗址/地区的青铜器很可能采用了含异常铅和正常铅的两类铅料;而四川三星堆与江西新干大洋洲出土的青铜器则主要采用了含异常铅的铅料.四川三星堆、陕西汉中和陕北3个遗址/地区出土的青铜器很可能采用了含异常铅和正常铅的两类铜料;而河南郑州商城、湖北盘龙城、山西垣曲商城、河南安阳殷墟与江西新干大洋洲出土的青铜器采用的铜料很可能以含正常铅为主,但不排除采用含异常铅铜料的可能性.②对比全国Cu、Pb—Zn、Sn及多金属矿床铅同位素资料,商代遗址出土的青铜器中的高放射性成因铅的铅料,最有可能来自四川云南交界处的MVT型Pb—Zn矿床;而含高放射性成因铅的铜料,则最可能来自四川云南交界处的IOCG型Cu矿和山西中条山铜矿峪Cu矿床.③综合三星堆遗址得天独厚的地理位置,三星堆青铜文明的兴衰时间及其与其他文化交流与贸易往来的路径,推测古蜀三星堆很可能是商代含高放射性成因铅的铅料及部分铜料贸易的大型中转地,商代含高放射性成因铅的青铜器的兴盛与衰落则很可能与三星堆青铜文明的开启与消亡有关.
陆源碎屑细粒沉积岩收缩裂隙广泛发育(湖)海陆过渡相中,其成因机制对古环境研究具有重要指示意义,也是震积岩和微生物成因沉积构造领域的研究热点.通过调研国内外收缩裂隙的相关研究,系统总结了收缩裂隙的形态特征、成因机制及其研究的地质意义.结果表明:收缩裂隙主要发育在(湖)海陆过渡相粉砂岩与黏土岩互层的陆源碎屑细粒沉积岩中,通常发育在粉砂岩层的底面,向下逐渐尖灭于下部黏土岩层,呈肠状、脉状或蠕虫状的粉砂质充填,其层面形态可分为纺锤形裂隙、不规则裂隙、多边形裂隙等多种类型,反映了不同的沉积环境.收缩裂隙的成因包括与盐度变化相关的合气作用、地震作用、风暴作用、微生物席破裂作用等.收缩裂隙对沉积环境、事件性沉积、高频(湖)海退—(湖)海侵界面具有重要指示意义.根据收缩裂隙的形态特征及其组合可以指示沉积相带,根据收缩裂隙的发育特征及其伴生现象可以指示地震、风暴、重力流等事件性沉积;微生物成因的收缩裂隙具有沉积物暴露的指示作用,能够指示不同级次的(湖)海退—(湖)海侵界面及古(湖)海平面变化.
在黔北上二叠统底部铁铝质黏土岩、下部煤层及其顶底板炭质黏土岩中发现其富集稀土、铌、锆和锂等关键金属元素,其中铁铝质黏土岩REY、Nb、Zr和Li平均含量分别为807x 10-6、143x 10-6、1107× 10-6、375x 10-6,下部煤层及其顶底板炭质黏土岩中REY、Nb、Zr和Li平均含量为分别为555×10-6、104× 10-6、786× 10-6、116×10-6.显示出该区域该层位具有关键金属矿床良好的找矿前景.
笔者等对我国盐湖矿床的勘查工作及盐湖矿产勘查规范的制修订过程进行了梳理、总结,认为盐湖卤水矿作为一种液体矿床,水只是其载体,其本质属性是矿,在开展水文地质工作的同时,按照矿产的勘查方法查明卤水及共伴生矿产资源储量,开展综合评价是一种适合的勘查方法;盐湖卤水矿勘查规范的制定和修订是对多年来盐湖卤水勘查工作的总结和完善,符合卤水矿的勘查实际,勘查成果被矿山的设计及开采所验证,总体是一部适用的规范.钱先生提出的按照地下水的勘查、评价方法去勘查盐湖卤水矿产,忽略了卤水矿的属性及固液共生的特点,夸大了周边水补给对盐湖矿产的影响,提出的可采储量与矿山设计部门计算的可采储量的约束条件不同,故不能用淡水资源的评价方法去评价卤水矿.
在全面收集整理前人研究资料的基础上,系统开展华南不同成铝区带的铝土矿矿床床矿物组合对比工作,认为铝土矿矿床含铝岩系的演化序列与矿物组合存在一定耦合关系,不同成因类型的铝土矿矿床(沉积型、堆积型及红土型)和华南不同成铝带(黔中、渝南—黔北、滇中、滇东南—桂西、桂中)中的矿物组合存在明显差异性.沉积型矿物组合复杂,堆积型和红土型矿物组合单一.一水硬铝石是沉积型和堆积型主要铝矿物,时间上分布于石炭纪—第四纪,空间上除桂中成铝带外,黔中、渝南—黔北、滇中、滇东南—桂西成铝带均有分布;三水铝石是红土型主要铝矿物,时空上分布于第四纪桂中成铝带.高岭石时空分布广泛,是含铝岩系中主要的黏土矿物,各成矿时代和成铝带均有分布;赤铁矿分布零散,不稳定,仅在修文—清镇一带稳定存在含铝岩系底部.伊利石、绿泥石、黄铁矿和菱铁矿时空上有明显的差异性.矿物组合差异性与环境变化有密切关系.高岭石和赤铁矿指示陆相沉积环境,伊利石、绿泥石、黄铁矿和菱铁矿指示海陆过渡相沉积环境.因此,笔者等重点用华南不同成铝带和不同时代内含铝岩系中矿物组合差异约束沉积环境和铝土矿矿床成因亚类,对铝土矿矿床沉积环境的深入研究和铝土矿矿床成因亚类型划分具有一定指示意义.
