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泰山北翼岩溶含水介质分布及地下水循环规律研究

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地质学报 2024年第2期98卷 579-590页

作者：孙斌李常锁魏善明丁冠涛郭秀军高帅刘春伟杨振华中国海洋大学环境科学与工程学院山东青岛266100 山东省地质矿产勘查开发局八○一水文地质工程地质大队(山东省地矿工程勘察院) 山东济南250014 山东省地下水环境保护与修复工程技术研究中心山东济南250014

为了深入认识济南岩溶泉水及地热水循环过程,本文以泰山北翼碳酸盐岩含水介质空间分布特征为研究出发点,分析其埋藏条件和连续性特征,并利用数理统计、空间插值、Piper三线图、概念模型等方法,结合水动力场、水化学场、水温度场和水年... 详细信息

为了深入认识济南岩溶泉水及地热水循环过程,本文以泰山北翼碳酸盐岩含水介质空间分布特征为研究出发点,分析其埋藏条件和连续性特征,并利用数理统计、空间插值、Piper三线图、概念模型等方法,结合水动力场、水化学场、水温度场和水年龄场“四场”分析,揭示区域地下水循环规律。结果表明:地表分水岭与齐广断裂、禹王山断裂、聊考断裂等深大断裂控制了泰山北翼地区岩溶含水介质空间展布,大致呈现由南向北埋藏深度逐渐增大的变化趋势,受马山断裂、东坞断裂、文祖断裂等次级断裂影响岩溶含水介质上下盘有不同错动,但东西展布仍具有较好连续性;区域地下水循环过程极其复杂,泰山岩群、寒武纪及奥陶纪各类含水岩组通过排泄-渗漏、断裂垂向径流、水平地下径流等形式发生水流交汇,并在山前局部地区与第四纪松散孔隙水产生水量交换,最终通过泉或人工开采形式排泄。区域地下水流具有统一的“四场”,并且呈现明显的水平与垂向分带特征,大致沿东阿断裂及其延长线—吴家堡—华山—章丘区—淄博磁村一线划分冷泉与地热水的分界线,以600 m、1000 m划分出浅、中、深循环深度分界线;冷泉以浅循环为主,中、深循环为辅,地下水矿化度、温度、年龄偏低,而地热水以中、深循环为主,浅循环为辅,地下水矿化度、温度、年龄偏大。不同含水介质水流具有一定内在关联,构成一个完整的岩溶水系统。

关键词：济南岩溶含水介质泉水地热水循环四场

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基于机器学习的磷灰石源岩识别方法

大地构造与成矿学 2024年

作者：刘嘉情钟世华李三忠戴黎明索艳慧郭广慧牛警徽薛梓萌黄宇海底科学与探测技术教育部重点实验室崂山实验室海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室中国海洋大学海洋地球科学学院深海圈层与地球系统教育部前沿科学中心

正确识别花岗岩成因类型一直是国内外地质学领域关注的焦点,对研究大陆壳的形成和演化过程以及认识金属矿床成因、指导找矿勘查等工作均具有重要意义。本次研究在汇编I型和S型花岗岩的磷灰石微量元素数据的基础上,借助两种有监督机器学... 详细信息

正确识别花岗岩成因类型一直是国内外地质学领域关注的焦点,对研究大陆壳的形成和演化过程以及认识金属矿床成因、指导找矿勘查等工作均具有重要意义。本次研究在汇编I型和S型花岗岩的磷灰石微量元素数据的基础上,借助两种有监督机器学习算法——支持向量机与随机森林,建立了基于磷灰石微量元素特征区分I型和S型花岗岩的方法。研究选取磷灰石的La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Sr、Y、δEu、Sr/Y、La/Yb共19种特征用于机器学习训练,获得的分类准确率均不低于0.99,证实运用磷灰石成分可以有效识别花岗岩类型。除此之外,基于准确率更高的支持向量机模型,提出了9种花岗岩成因类型二元判别图解,这些图解在识别I型和S型花岗岩时准确率均高于0.90。本次研究为花岗岩类型识别提供了新的途径,同时为运用其他副矿物开展花岗岩成因研究提供了方法和思路上的借鉴。相关机器学习代码已上传至GitHub,地址为https://***/ShihuaZhong/Apatite2023MLcode。

关键词：磷灰石 S型花岗岩 I型花岗岩支持向量机随机森林机器学习

基于多维度指数的雅鲁藏布江鱼类多样性评价及群落构建过程分析

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湖泊科学 2024年第1期36卷 213-222,I0011-I0016页

作者：巩政刘艳超冯慧喆朱天顺枣庄学院生命科学学院枣庄277160 水利部中国科学院水工程生态研究所水利部水工程生态效应与生态修复重点实验室武汉430076 西藏自治区高原生物研究所拉萨850000

雅鲁藏布江是我国西藏地区最大的河流,孕育着独特的水生生物资源。近年来随着人类活动的干扰与河流开发的推进,亟待对该流域水生生物多样性进行全面调查评估。本研究基于雅鲁藏布江全流域的鱼类资源调查数据,整合物种多样性、功能多样... 详细信息

雅鲁藏布江是我国西藏地区最大的河流,孕育着独特的水生生物资源。近年来随着人类活动的干扰与河流开发的推进,亟待对该流域水生生物多样性进行全面调查评估。本研究基于雅鲁藏布江全流域的鱼类资源调查数据,整合物种多样性、功能多样性和系统发育多样性3个维度12项指数,对该流域鱼类多样性进行评价分析。结果显示,24个调查样点中共采集到37种鱼类,隶属于3目7科24属;其中土著鱼类27种,外来鱼类10种;鲤形目鲤科鱼类为优势类群。基于Bray-Curtis相异度的层次聚类可将雅鲁藏布江鱼类群落划分为4组,表现为帕隆藏布汇口以上/以下江段及两个江段内干支流间存在较大差异,这与区域生物地理学过程及河流环境梯度密切相关。利用12项多样性指数对各组群的鱼类多样性进行评估,结果表明,除Simpson多样性指数、Pielou均匀度指数、平均配对种间系统发育距离指数和平均最近种间系统发育距离(MNTD)指数外,其他指数检测到组间的显著性差异。不同多样性指数之间的相关关系表现各异:与丰富度相关的多项指数间存在显著或极显著的正相关,功能离散度指数和MNTD指数与其他指数间多存在显著或极显著的负相关,表明不同类别的多样性指数各自具有独特的指示价值。基于群落功能性状结构和系统发育结构的检验结果显示,大多数样点驱动鱼类群落聚合的过程为种间竞争排斥,推测与雅鲁藏布江水体营养贫瘠、食物来源稀缺导致的种间营养竞争关系紧张有关。本文整合多维度多样性指数对雅鲁藏布江流域鱼类多样性及群落构建过程进行探究,以期为该流域鱼类资源保护和管理提供科学依据,也为应用多维度指数评价淡水鱼类多样性提供参考借鉴。

关键词：淡水鱼类群落结构功能多样性系统发育多样性雅鲁藏布江

致密砂砾岩成储界限及分级评价标准——以松辽盆地徐家围子断陷白垩系沙河子组为例

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石油实验地质 2024年第3期46卷 553-564页

作者：王军杰卢双舫林子智周能武张鹏飞黄宏胜郅琪李柏知东北石油大学三亚海洋油气研究院海南三亚572025 东北石油大学陆相页岩油气成藏及高效开发教育部重点实验室黑龙江大庆163318 中国石油大学(华东)地球科学与技术学院山东青岛266580 山东科技大学地球科学与工程学院山东青岛266590

徐家围子断陷下白垩统沙河子组砂砾岩储层是松辽盆地深部重要的致密气藏储层,其孔渗关系复杂,给成储界限的厘定和储层分级评价带来挑战。针对沙河子组砂砾岩储层,采用水膜厚度法、充注动力法、试气产能法和力学平衡法厘定了理论下限、... 详细信息

徐家围子断陷下白垩统沙河子组砂砾岩储层是松辽盆地深部重要的致密气藏储层,其孔渗关系复杂,给成储界限的厘定和储层分级评价带来挑战。针对沙河子组砂砾岩储层,采用水膜厚度法、充注动力法、试气产能法和力学平衡法厘定了理论下限、成藏下限、有效渗流下限和成储上限,根据不同成岩作用主控因素下的孔渗关系确定成储界限物性值。在此基础上,结合储层微观孔隙结构差异划分储层类型,建立致密储层分级评价标准,并利用测井资料将分级评价标准进行应用,为研究区致密气甜点区优选提供依据。将沙河子组砂砾岩分为常规储层、Ⅰ—Ⅳ级致密砂砾岩储层和非储层,成储界限与分级评价结果具有很好的匹配关系。其中,常规储层孔隙度大于9%,渗透率大于0.05×10^(-3)μm^(2);Ⅰ级致密储层孔隙度为8%~9%,渗透率为(0.01~0.05)×10^(-3)μm^(2);Ⅱ级致密储层孔隙度为5%~8%,渗透率为(0.001~0.01)×10^(-3)μm^(2);Ⅲ级致密储层孔隙度为3.5%~5%,渗透率为(0.2~1)×10^(-6)μm^(2);Ⅳ级致密储层孔隙度为2%~3.5%,渗透率为(0.05~0.2)×10^(-6)μm^(2);非储层的孔隙度小于2%,渗透率小于0.05×10^(-6)μm^(2)。致密砂砾岩气产量受控于致密储层类型;Ⅰ级、Ⅱ级致密储层是致密气高产的有利层段;徐家围子断陷北部安达—宋站地区有利储层厚度较大,为致密气勘探开发甜点区。

关键词：致密砂砾岩气成储界限分级评价甜点评价徐家围子断陷沙河子组松辽盆地

察汗淖尔表层沉积物GDGTs分布特征及影响因素

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湖泊科学 2024年第2期36卷 467-476页

作者：卢沛琪薛刚郑艳红西北大学地质学系大陆动力学国家重点实验室西安710069

目前,甘油二烷基甘油四醚(GDGTs)组成和分布特征已被成功应用于古气候古环境重建中。然而,越来越多的研究表明除温度和pH值外,GDGTs也受其他环境因素影响,这导致了在同一地区运用多种温度和pH校准公式得到的结果差异较大,特别是在干旱... 详细信息

目前,甘油二烷基甘油四醚(GDGTs)组成和分布特征已被成功应用于古气候古环境重建中。然而,越来越多的研究表明除温度和pH值外,GDGTs也受其他环境因素影响,这导致了在同一地区运用多种温度和pH校准公式得到的结果差异较大,特别是在干旱地区尤为显著。因此,有必要开展现代过程GDGTs分布及其影响因素的调查,以提高温度和pH校准公式的适用性。为此,我们以北方察汗淖尔湖泊为中心,分析流域内24个湖泊沉积物和土壤GDGTs组成和分布。结果显示,所有样品GDGTs分布模式相似,其中古菌类异戊二烯GDGTs(简称isoGDGTs)以crenarchaeol为主,GDGT-0次之,crenarchaeol′含量较低,指示GroupⅠ.1b型奇古菌输入较多;细菌支链GDGTs(简称brGDGTs)中五甲基化brGDGTs丰度最高,其次是六甲基化和四甲基化brGDGTs。群落指数(community index,CI)表明,产brGDGTs的细菌群落属于冷簇,且冗余分析显示pH值对brGDGTs分布影响显著,二者可能共同导致了应用多种校准公式计算结果与器测记录之间的差异。通过该项工作我们认为在利用GDGTs重建古气候时应开展GDGTs现代过程调查,明确环境主导因素,并选择合适的区域校正公式以获取准确的气候信息。

关键词： GDGTs 察汗淖尔分布特征湖泊沉积物表层土壤

北苏鲁威海地区共生伟晶岩脉-钙硅酸盐岩的形成机制和地质意义

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岩石学报 2024年第4期40卷 1185-1204页

作者：康嘉淳宋里豪王淞杰王淼曹玉亭李旭平山东科技大学地球科学与工程学院青岛266590

威海位于苏鲁造山带最北端,出露片麻岩和榴辉岩等多类超高压岩石,是研究大陆俯冲带变质、深熔和熔体效应的理想靶区。基于详细野外观察,本文对该区的一套钙硅酸盐岩、伟晶岩脉和寄主片麻岩进行了岩相学、地球化学和锆石年代学等研究,旨... 详细信息

威海位于苏鲁造山带最北端,出露片麻岩和榴辉岩等多类超高压岩石,是研究大陆俯冲带变质、深熔和熔体效应的理想靶区。基于详细野外观察,本文对该区的一套钙硅酸盐岩、伟晶岩脉和寄主片麻岩进行了岩相学、地球化学和锆石年代学等研究,旨在深入探究超高压变质岩的多期熔融及与之伴随的地质过程。阴极发光显示,三类岩石中的锆石整体具有核-边结构,继承核年龄为859±20Ma~272±6Ma,与苏鲁变质岩内大多残余岩浆锆石的年龄一致。新生锆石共记录了约237±4Ma、224±7Ma~218±2Ma和177±5Ma~166±3Ma等三组年龄。结合不同微区的稀土元素特征,本文认为,237±4Ma记录了峰期变质时代,而224±7Ma~218±2Ma和177±5Ma~166±3Ma年龄的锆石呈现典型的深熔锆石特征,分别代表俯冲陆壳折返至高压榴辉岩相和加厚地壳初始伸展阶段的部分熔融年代。伟晶岩与片麻岩中继承锆石的Hf同位素组成不同,表明形成伟晶岩的熔体并非寄主岩石直接熔融而来。此外,钙硅酸盐岩及其内部的单斜辉石具有极低的Cr、Ni等相容元素含量和负Eu异常特征,且均显示大离子亲石元素富集、高场强元素亏损的特点。并且,钙硅酸盐岩与苏鲁超高压片麻岩的Sr-Nd同位素组成接近,其内部继承/新生锆石与伟晶岩中相应锆石微区的Hf同位素组成一致。综合分析上述数据并结合前人成果,本文推测,钙硅酸盐岩为深俯冲陆壳折返阶段长英质熔体与片麻岩内部的大理岩团块发生熔岩反应所致。综上,本研究进一步约束了俯冲陆壳在折返及造山垮塌阶段两期熔融的时间及熔体来源等信息,并为大陆俯冲带深部的熔体效应和物质循环提供了参考。

关键词：钙硅酸盐岩伟晶岩混合岩化片麻岩部分熔融苏鲁造山带

西太平洋卡罗琳海底高原裂解作用的岩浆过程响应

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岩石学报 2024年第8期40卷 2585-2600页

作者：吴增鄢全树张海桃袁龙李凤春刘振轩赵仁杰闫施帅自然资源部第一海洋研究所海洋地质与成矿作用重点实验室青岛266061 崂山实验室海洋地质过程与环境功能实验室青岛266061 山东省深海矿产资源开发重点实验室青岛266061 中国冶金地质总局山东局集团测试有限公司济南250014

海底高原形成及其后的裂解事件是大洋板内地质作用的产物,因此研究海底高原可为大洋板内地球动力学过程提供重要线索。索罗尔海槽是卡罗琳海底高原初始裂解的重要产物,但到目前为止,其裂解过程的动力学机制仍然存在争议。本研究对采自... 详细信息

海底高原形成及其后的裂解事件是大洋板内地质作用的产物,因此研究海底高原可为大洋板内地球动力学过程提供重要线索。索罗尔海槽是卡罗琳海底高原初始裂解的重要产物,但到目前为止,其裂解过程的动力学机制仍然存在争议。本研究对采自索罗尔海槽基底的火山岩样品(玄武岩、英安岩)开展系统的单矿物(斜长石)原位主、微量元素地球化学研究,结果表明:玄武岩样品中斜长石种属为钙长石、培长石和少量拉长石;斜长石斑晶富集轻稀土和大离子亲石元素,亏损高场强元素,存在明显的Eu正异常;相比于斜长石斑晶,斜长石微晶具有更高的不相容元素含量。英安岩中斜长石种属为中长石,较玄武岩斜长石斑晶更富集轻稀土和大离子亲石元素,具有更明显的Eu正异常。玄武岩和英安岩中斜长石结晶温度和压力分别为1110~1171℃和961~966℃、0.27~0.42GPa和0.16~0.29GPa,且同一种岩石类型中的斜长石斑晶与微晶结晶温度无明显差异。基于以上结果,并对照前人所总结的双峰式岩浆系统的成因特征,本文提出卡罗琳海底高原裂解期间的岩浆作用具双层岩浆房模型,即地幔岩石部分熔融形成原始岩浆,聚集在深部岩浆房内结晶形成基性斜长石斑晶,随后被岩浆裹挟上涌喷出地表形成玄武岩;同时部分岩浆继续进入浅部壳层岩浆房,并结晶形成中酸性斜长石斑晶,后被演化岩浆携带上升并喷出地表形成英安岩。

关键词：海底高原初始裂解斜长石矿物化学岩浆过程

压力封存箱的储层特征及其对油气成藏的影响——以渤海湾盆地渤中坳陷石臼坨凸起东倾没端QHD35-A井为例

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天然气地球科学 2024年第6期35卷 949-960页

作者：于江茗曲希玉王清斌苗长盛闫振中国石油大学(华东)地球科学与技术学院山东青岛266580 中海石油(中国)有限公司天津分公司天津300450 长春工程学院勘察与测绘工程学院吉林长春130021

渤中坳陷位于渤海湾盆地中心,是渤海海域内最大的富生烃坳陷,其中深层古近系东营组和沙河街组普遍发育超压,同时也是整个渤海湾盆地超压发育范围和幅度比较大的区域。针对异常高孔隙带的成因及其对油气成藏影响,以渤海湾盆地渤中坳陷石... 详细信息

渤中坳陷位于渤海湾盆地中心,是渤海海域内最大的富生烃坳陷,其中深层古近系东营组和沙河街组普遍发育超压,同时也是整个渤海湾盆地超压发育范围和幅度比较大的区域。针对异常高孔隙带的成因及其对油气成藏影响,以渤海湾盆地渤中坳陷石臼坨凸起东倾没端QHD35⁃A井深层异常高孔隙发育带为研究对象,利用镜下观察及测录井分析等方法,根据构造背景、沉积背景、储集空间类型及储层物性等方面的研究成果证实了压力封存箱的存在,并从油气运移及保存的角度探讨了其对油气成藏的影响。具体认识为:①QHD35⁃A井沙二段存在明显的压力封存箱特征:顶底均存在厚层泥岩,侧向存在断裂封堵及泥岩的岩性封闭,中部厚层砂岩保留有大量的原生孔隙;成岩作用等也均表明其地层封闭性较好;②该区压力封存箱的存在对油气成藏具有一定的积极影响,其顶板、底板及侧向的封隔为油气保存提供了良好的条件,内部异常压力一方面为油气的运移提供动力,另一方面也通过改善储层物性为油气运移提供通道。该研究成果对于此类地质条件下封存箱的识别、利用及封闭的有效性研究具有指导与借鉴作用。

关键词：渤中坳陷压力封存箱古近系油气成藏

孔隙水盐度与黏土类型对海洋沉积物水分特征曲线的影响研究

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地质学报 2024年第9期98卷 2795-2805页

作者：付佳妮于晓曦傅晓敏赵航刘昌岭马云刘乐乐青岛市地下水资源保护与修复重点实验室山东青岛266101 自然资源部滨海城市地下空间地质安全重点实验室山东青岛266101 青岛地质工程勘察院(青岛地质勘查开发局) 山东青岛266101 自然资源部天然气水合物重点实验室中国地质调查局青岛海洋地质研究所山东青岛266237 长江师范学院土木建筑工程学院重庆408100 中国海洋大学海底建设与保护山东省工程研究中心山东青岛266100

海洋沉积物在天然气水合物分解或海水入侵过程中会出现孔隙水盐度及水饱和状态不断变化的现象,其透气和透水能力与沉积物水分特征曲线有关,然而孔隙水盐度变化对沉积物水分特征曲线的影响规律目前仍不够清楚。本文采用南海北部天然气水... 详细信息

海洋沉积物在天然气水合物分解或海水入侵过程中会出现孔隙水盐度及水饱和状态不断变化的现象,其透气和透水能力与沉积物水分特征曲线有关,然而孔隙水盐度变化对沉积物水分特征曲线的影响规律目前仍不够清楚。本文采用南海北部天然气水合物赋存区的海洋沉积物与实验室配置的混合沉积物进行试验,使用相对快速的离心机法,测定了不同基质吸力条件下的孔隙水饱和度,分析了黏土矿物类型和孔隙水盐度等因素对沉积物水分特征曲线的影响,选用被广泛使用的van Genuchten模型,率定了模型的拟合参数。结果表明:含黏土石英砂水分特征曲线基本不受黏土矿物种类的影响;南海北部海洋沉积物的黏土质量含量超过35%,但其水分特征曲线在两倍海水盐度范围内也几乎不受影响;对于南海北部海洋沉积物,van Genuchten模型系数a取值为0.00023 kPa^(-1),系数n和m取值分别为0.51和4.9。

关键词：天然气水合物渗透率海水入侵盐度黏土矿物基质吸力