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金沙江上游蚀变蛇绿岩型滑坡形成机制与稳定性分析——以堆绒通滑坡为例

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地质力学学报 2025年

作者：冉丽娜张永双任三绍李金秋中国地质科学院水文地质环境地质研究所中国地质大学(北京)工程技术学院

青藏高原构造缝合带具有复杂的岩体结构和特殊的岩性组合，是特大滑坡易发带，但蚀变蛇绿岩型滑坡形成演化涉及的影响因素较多，目前对其孕生机制尚不明晰，制约了灾害隐患有效判识和风险防范。以金沙江构造缝合带堆绒通滑坡为例，基于... 详细信息

青藏高原构造缝合带具有复杂的岩体结构和特殊的岩性组合，是特大滑坡易发带，但蚀变蛇绿岩型滑坡形成演化涉及的影响因素较多，目前对其孕生机制尚不明晰，制约了灾害隐患有效判识和风险防范。以金沙江构造缝合带堆绒通滑坡为例，基于现场调查、无人机测绘、年代学测试和环剪试验等方法，剖析了蚀变蛇绿岩型滑坡的发育特征和形成机制，并对滑坡堆积体的稳定性进行了模拟分析。结果表明：①堆绒通滑坡是形成于晚更新世的巨型滑坡，所在斜坡岩性以基性-超基性岩为主，内部发育多条黏土化蚀变蛇绿岩条带，构成易滑地质结构；②黏土化蚀变蛇绿岩在天然状态下具有较低的抗剪强度，遇水强度急剧下降，天然状态下的c、φ值分别为67.0 kPa和20.3°，饱和状态下的c、φ值分别为39.8 kPa和13.8°，软化效应显著；③堆绒通滑坡堆积体目前整体稳定，但在强降雨条件下滑坡体前缘可能出现局部失稳，基于滑坡稳定性数值模拟结果提出了灾害风险防范对策。综合分析认为，岩体结构与黏土化蚀变岩联合控制堆绒通滑坡的形成演化。相关认识对青藏高原构造缝合带斜坡稳定性分析和防灾减灾具有较好的启示意义。

关键词：构造缝合带蛇绿岩黏土化蚀变岩易滑地质结构稳定性分析

原生矿物组分对CO2地质捕获形式影响的数值模拟

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地质通报 2025年

作者：李晓媛岳高凡宋胜华中国地质科学院水文地质环境地质研究所自然资源部地下水科学与工程重点实验室

日益加剧的全球气候变化促使CO2捕集与封存（CCS）技术的实施势在必行。本研究基于中国首个全流程咸水层CCS示范工程，采用TOUGHREACT ECO2N构建神华CCS储层长时间序列的水-CO2-热-化学反应耦合模型，研究储集层原生矿物组分对CO2不同... 详细信息

日益加剧的全球气候变化促使CO2捕集与封存（CCS）技术的实施势在必行。本研究基于中国首个全流程咸水层CCS示范工程，采用TOUGHREACT ECO2N构建神华CCS储层长时间序列的水-CO2-热-化学反应耦合模型，研究储集层原生矿物组分对CO2不同捕获机制转化的影响。结果显示，鄂尔多斯盆地深部咸水储层有利于CO2的矿化封存，1000年时的矿化封存量达总注入量的64.02%。储集层中方解石、奥长石、钠长石、绿泥石和高岭石均发生不同程度的溶解，生成蒙脱石、铁白云石和片钠铝石沉淀。铁白云石是主要的固碳矿物，水气两相区的封存量最大，最大可达15 kg/m3。奥长石、钠长石和方解石的含量变化对气体和溶解封存的影响较小，对矿化封存无影响。绿泥石的含量变化对3种封存形式影响较大，当绿泥石初始体积分数从1.9%升高到8.4%时，1000年时矿化封存量从7×108kg升高至1.6×109kg，变化量达到9×108kg。研究成果可作为优化现有CO2封存工程设计和合理评价未来CO2封存区选址的依据，助力实现中国碳中和目标。

关键词： CO 地质封存原生矿物组分矿化封存数值模拟

碎屑锆石稀土元素约束造山带演化:以西藏冈底斯山脉为例

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地质学报 2025年第1期99卷 306-319页

作者：胡培远翟庆国唐跃刘一鸣杨宁李金勇巫凌放常晟中国地质科学院地质研究所北京100037

碎屑锆石是开展地球早期造山带演化研究的关键素材之一。目前,如何使用碎屑锆石稀土元素(REE)区分洋-陆俯冲和陆-陆碰撞过程仍然是一个没有解决的问题。本文总结了前人的实验岩石学研究成果,并且以西藏冈底斯山脉为例提出和验证了使用... 详细信息

碎屑锆石是开展地球早期造山带演化研究的关键素材之一。目前,如何使用碎屑锆石稀土元素(REE)区分洋-陆俯冲和陆-陆碰撞过程仍然是一个没有解决的问题。本文总结了前人的实验岩石学研究成果,并且以西藏冈底斯山脉为例提出和验证了使用碎屑锆石Eu异常(Eu/Eu^(*))和轻、重稀土比值(LREE_(N)/HREE_(N))的相关系数(r_(Dz))区分洋-陆俯冲和陆-陆碰撞过程的可能性。实验岩石学研究表明,锆石的Eu/Eu^(*)和LREE_(N)/HREE_(N)分别与斜长石和石榴子石分异相关,并且主要受控于母岩浆的源区深度、源岩类型、氧逸度和水含量。这些因素在不同造山带中具有不同的特征,因此可以推测:碎屑锆石稀土元素数据可以反映构造环境的变化。本文以西藏冈底斯山脉的碎屑锆石稀土元素数据为例验证了这一推测。在洋-陆俯冲阶段(约150~60 Ma),碎屑锆石的Eu/Eu^(*)和LREE_(N)/HREE_(N)变化趋势具有较好的耦合关系,r_(Dz)值稳定于0.62~0.81,其原因可能为在此期间氧逸度和水含量总体稳定,且S型花岗质岩石较少,导致碎屑锆石Eu/Eu^(*)和LREE_(N)/HREE_(N)主要受控于母岩浆的结晶压力。由于陆-陆碰撞而发生板片断离之后,r_(Dz)值出现了明显下降,在40~30 Ma、30~20 Ma和20~10 Ma阶段分别为0.73、0.57和0.18,其原因可能为S型岩浆岩比例的上升和不稳定的氧逸度和水含量,导致碎屑锆石Eu/Eu^(*)和LREE_(N)/HREE_(N)比值逐渐呈现解耦的变化趋势。上述结果表明r_(Dz)值有潜力成为区分洋-陆俯冲和陆-陆碰撞过程的一种新方法。

关键词：碎屑锆石稀土元素地球化学造山带冈底斯山脉

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沉积物中PAHs不可萃取组分及其对源解析的影响

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中国环境科学 2025年

作者：韩尔瑄李小水秦世斌刘威杰李欢叶子杨祁士华中国地质大学(武汉)生物地质与环境地质国家重点实验室广西科学院生态环境研究所中国地质大学(武汉)环境学院

本文以洞庭湖表层沉积物为研究对象，通过硅烷化与酸化组合法分析了样品中多环芳烃(PAHs)的不可萃取组分浓度，探究其对PAHs污染及来源解析研究的影响。结果表明，PAHs不可萃取组分的引入显著改变了样品中PAHs的浓度和组成特征，使3环P... 详细信息

本文以洞庭湖表层沉积物为研究对象，通过硅烷化与酸化组合法分析了样品中多环芳烃(PAHs)的不可萃取组分浓度，探究其对PAHs污染及来源解析研究的影响。结果表明，PAHs不可萃取组分的引入显著改变了样品中PAHs的浓度和组成特征，使3环PAHs的占比由可萃取组分中的19.78%±8.80%升高到总浓度中的32.97%±11.16%。PAHs不可萃取组分占比与有机碳和粒度未呈现显著强相关性，更多是受目标物总浓度和污染来源的影响。来源解析结果表明，考虑不可萃取组分后，主要污染来源由交通排放源(46.91%)转变为生物质和煤炭燃烧源(40.70%)。本研究强调了不可萃取组分在PAHs来源解析中的重要性，对湖泊的环境管理和污染防控具有重要参考价值。

关键词：沉积物多环芳烃不可萃取组分污染特征来源解析

碱性过硫酸盐消解-紫外二阶导数光谱法测定地热水中总溶解氮

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岩矿测试 2025年

作者：刘冰冰张琳中国地质科学院水文地质环境地质研究所河北省/中国地质调查局地下水污染机理与修复重点实验室

地热水的过度开发利用导致地热水中总溶解氮含量过高，造成水质恶化，同时伴随地热水中总溶解氮中不同形态氮的相互转化，对人类健康和经济发展造成严重影响。因此，地热水中总溶解氮的测定，对研究总溶解氮的生物地球化学循环和地热水... 详细信息

地热水的过度开发利用导致地热水中总溶解氮含量过高，造成水质恶化，同时伴随地热水中总溶解氮中不同形态氮的相互转化，对人类健康和经济发展造成严重影响。因此，地热水中总溶解氮的测定，对研究总溶解氮的生物地球化学循环和地热水的合理开发利用具有重要意义。针对地热水具有化学成分复杂多变、干扰组分多的特点，本文建立了碱性过硫酸盐消解-紫外二阶导数光谱法测定地热水中总溶解氮的方法，其中总溶解氮以硝酸根-氮的形式定量测定，其二阶导数光谱图可消除大部分干扰因素。通过研究硝酸根-氮紫外二阶导数光谱图，确定波长266.6nm对应的二阶导数值为特征吸光度。通过单因素水平实验和双因素方差分析实验优化消解反应中的消解参数，表明在一定条件范围内，稀释时间是影响总溶解氮测定最重要的因素，推荐选择消解温度为120℃，消解时间为20min，碱性过硫酸钾溶液体积为5.0mL；选择样品体积为10.0mL，稀释时间为样品消解前。共存离子干扰实验表明，高含量溴离子对总溶解氮的测定有正干扰。在0.20～5.0mg/L线性范围内，建立硝酸根(以氮计)标准溶液校准曲线，其决定系数R2=0.9996。本方法加标回收率在94.0%～103.5%之间，相对偏差在0.83%～3.36%之间，准确度和可靠性高，干扰因素可控，需要样品量小，仪器成本低，可满足地热水中总溶解氮的快速、简单、准确批量检测需求。

关键词：碱性过硫酸盐紫外二阶导数光谱法消解地热水总溶解氮

大汶河流域浅层地下水水化学特征与水质类型识别

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环境科学 2025年第2期46卷 821-832页

作者：张亚欣蔡子昭谭肖波文广超郭旭河南理工大学资源环境学院焦作454003 中国地质科学院水文地质环境地质研究所石家庄050061 山东省地质矿产勘查开发局八〇一水文地质工程地质大队济南250014 山东省地下水环境保护与修复工程技术研究中心济南250014

地下水化学特征和水质受到天然地质条件和人类活动双重影响.以大汶河流域为研究对象,通过野外调查和采样,分析水化学特征及其影响因素,运用熵权水质指数(EWQI)对水质进行评价,运用水化学异常识别方法区分人类活动对地下水水质的影响程度... 详细信息

地下水化学特征和水质受到天然地质条件和人类活动双重影响.以大汶河流域为研究对象,通过野外调查和采样,分析水化学特征及其影响因素,运用熵权水质指数(EWQI)对水质进行评价,运用水化学异常识别方法区分人类活动对地下水水质的影响程度,然后将两种评价方式耦合,对地下水水质类型进行识别.结果表明,大汶河流域地下水阴阳离子分别以HCO_(3)^(-)和Ca^(2+)为主,地下水中TH、TDS、NO_(3)^(-)和SO_(4)^(2-)浓度超标率较高,地下水化学类型以HCO_(3)·SO_(4)-Ca、HCO_(3)·Cl-Ca和HCO_(3)·SO_(4)·Cl-Ca型为主,地下水化学组分受水岩相互作用和人类活动多重影响.熵权水质指数(EWQI)结果显示地下水质量Ⅰ类和Ⅱ类占比为10.71%和36.91%,地下水质量Ⅲ类占比为41.67%,Ⅳ类和Ⅴ类水占比为5.95%和4.76%,流域上游至下游的水质状况逐渐变差,裂隙水和岩溶水水质优于孔隙水.水化学识别人类活动影响程度较大的区域主要分布在下游东平县及东平湖区域,中游宁阳县和文阳镇,上游泉沟镇和禹村镇,人类活动主要集中在流域地势低平的地方.上述两种评价结果具有较强的正相关性,相关性系数为0.588.结合熵权水质指数(EWQI)与人类活动影响程度两种评价方法,将地下水保护治理状态分为保护型、防控型和治理型这3类,可以弥补单一评价方法对水质类型识别不全面,而且对区分天然地质条件下的劣质水和人类活动造成的劣质水有借鉴意义.

关键词：大汶河流域水化学特征水质评价劣质水熵权水质指数(EWQI) 人类活动影响

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矿物-微生物相互作用研究的新利器：三维原子探针（APT）

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地球科学 2025年

作者：方谦杨僚仇鑫程杨浩洪汉烈陈中强中国地质大学(武汉)生物地质与环境地质国家重点实验室

矿物-微生物相互作用是地球系统中最为活跃的地质动力之一，对地球演化过程具有深远的影响，也是矿物学和地质微生物学领域最重要的交叉研究方向之一。要全面正确理解微生物与矿物之间的相互作用，重点之一在于揭示超微尺度下微生物如... 详细信息

矿物-微生物相互作用是地球系统中最为活跃的地质动力之一，对地球演化过程具有深远的影响，也是矿物学和地质微生物学领域最重要的交叉研究方向之一。要全面正确理解微生物与矿物之间的相互作用，重点之一在于揭示超微尺度下微生物如何影响矿物表面结构和物质组成的变化。尽管近年来矿物-微生物相互作用的研究取得了显著进展，但由于该相互作用涉及更小尺度的微观过程，在纳米甚至亚纳米尺度同时表征矿物结构、化学成份和微生物残存印记等方面仍面临巨大挑战，因此许多原理性和机制性问题依然亟待解决。近年来新兴的三维原子探针（APT）技术突破了这一分析极限，可在亚纳米（近原子）尺度实现对几乎所有元素/同位素同时成像与定量分析(检测限为10-6)，可为重建矿物-微生物相互作用过程提供近原子尺度、高灵敏度分析。APT最初是在材料科学领域发展并得到广泛应用，近年来该技术在地球科学领域受到日益增多的关注。本文概述了APT的原理、发展和样品制备等基本内容，介绍了生物矿化的概念及相关研究，并重点讨论了APT技术在微生物矿化、地质微生物的残存信号识别、生物材料等矿物-微生物相互作用领域的重要应用。最后，我们客观总结当前APT技术在矿物-微生物相互作用研究中的局限性和面临的问题，并展望这种超级原位微区分析技术在矿物-微生物研究领域的未来发展方向。

关键词：生物矿化地质微生物生物矿物生物材料跨圈层研究纳米科学

青藏高原东北缘化隆盆地古－新近系碎屑岩水化特征及其古环境指示

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地质通报 2025年

作者：巴瑞寿杨绍康袁有靖雷玉德彭红明赵振徐得臻青海省环境地质勘查局青海省环境地质重点实验室青海九零六工程勘察设计院有限责任公司

青藏高原东北缘的化隆盆地内沉积有巨厚的古－新近系碎屑岩建造，较为完整地记录了高原隆升、古气候和古地理演化等过程，同时其水化特征又关乎区域地下水资源开发利用和工程建设。本文从水工环地质角度对盆地内碎屑岩的岩性组成、裂隙... 详细信息

青藏高原东北缘的化隆盆地内沉积有巨厚的古－新近系碎屑岩建造，较为完整地记录了高原隆升、古气候和古地理演化等过程，同时其水化特征又关乎区域地下水资源开发利用和工程建设。本文从水工环地质角度对盆地内碎屑岩的岩性组成、裂隙孔隙水水质及含盐量进行了调查分析和综合研究，并初步探讨了其古沉积环境。研究表明，群科-尖扎盆地古－新近系碎屑岩以砂砾岩、泥岩、砂岩为主，裂隙孔隙水矿化度0.247～1.518 g/L，水化学类型多属HCO3-Ca、HCO3-Na、HCO3-Ca·Mg·Na型，碎屑岩含盐量0.13%～0.18 %，属非盐渍岩；循化盆地碎屑岩以砂砾岩、泥岩为主，含石膏岩，裂隙孔隙水矿化度0.238～10.646 g/L，水化学类型多属HCO3·SO4-Na·Ca、SO4·Cl-Na或SO4·Cl-Na·Ca型，碎屑岩含盐量0.19%～1.65 %，多属盐渍岩；整个盆地始新世、渐新世和中新世时期古气候以干旱化为特征，古地理位置上循化盆地更靠近盆地中心，处于浓缩和强蒸发的终端湖环境，而群科-尖扎盆地位于盆地边缘地带，处于补径排条件较好的流通环境。该结论对西北干旱缺水地区找水、地下水资源开发利用、工程建设及盆地古环境研究有一定参考价值。

关键词：化隆盆地群科-尖扎盆地循化盆地碎屑岩古环境

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土壤中典型矿物对锑的吸附-沉积行为研究

岩矿测试 2025年第1期44卷 127-139页

作者：郭贵宾袁晓雅黄理金帅琴胡圣虹欧阳磊生物地质与环境地质国家重点实验室中国地质大学(武汉)材料与化学学院湖北武汉430074

矿物开采、煤炭燃烧等人类活动使大量的锑进入土壤,造成严重的锑污染,危害人类健康。厘清环境中锑的吸附-沉积行为对锑的环境归趋预测及污染防治具有重要意义,但土壤中典型矿物对锑的吸附沉积行为缺乏系统比较,界面吸附形态也难以表征... 详细信息

矿物开采、煤炭燃烧等人类活动使大量的锑进入土壤,造成严重的锑污染,危害人类健康。厘清环境中锑的吸附-沉积行为对锑的环境归趋预测及污染防治具有重要意义,但土壤中典型矿物对锑的吸附沉积行为缺乏系统比较,界面吸附形态也难以表征。为了系统地比较土壤中典型矿物对锑的吸附能力差异,本文选用土壤中常见的5种金属氧化物(赤铁矿、针铁矿、水铁矿、氧化铝、斜方锰矿)和1种黏土矿物(高岭石),探究Sb(Ⅲ)和Sb(Ⅴ)在其表面的吸附热、动力学行为,并基于原位拉曼光谱表征分析了锑的吸附形态,推测其吸附机理。结果表明:铁锰氧化物对锑的吸附容量较大,而氧化铝、高岭石对锑吸附容量较小,6种典型矿物对Sb(Ⅲ)和Sb(Ⅴ)吸附容量(mg/g)分别为水铁矿(101.4、55.9)>斜方锰矿(16.52、7.58)>针铁矿(13.30、5.67)>赤铁矿(5.13、3.70)>氧化铝(1.66、1.69)>高岭石(0.27、0.51);受锑存在形态及矿物表面电位的影响,酸性条件下有利于Sb(Ⅴ)的吸附,吸附量较之碱性环境有24%~78%增加,而Sb(Ⅲ)的吸附受pH值影响较小(变化范围0.3%~14%);土壤中典型矿物对不同浓度的Sb(Ⅴ)主要为吸附作用,而Sb(Ⅲ)在较高浓度时,可能在矿物表面发生沉积,形成Sb_(2)O_(3)。本文通过采用拉曼光谱,基于锑的特征谱峰,可方便地对矿物表面吸附态和沉积态的锑进行原位表征。

关键词：锑水铁矿斜方锰矿氧化铝吸附沉积拉曼光谱