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扬子板块北缘城口地区新元古代龙潭河组凝灰岩锆石U-Pb年代学、地球化学特征及其构造意义

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矿物岩石 2024年

作者：曹芳杨文光秦溱麦源君李德亮朱利东成都理工大学沉积地质研究院重庆市地质调查院

扬子板块北缘城口-房县断裂出露新元古代龙潭河组火山-沉积序列，被认为是新元古代Rodinia超大陆聚合和裂解的产物，记录了构造事件的重要信息，是探讨扬子板块北缘构造演化的理想产物，对于理解新元古代扬子板块北缘构造演化格局具有... 详细信息

扬子板块北缘城口-房县断裂出露新元古代龙潭河组火山-沉积序列，被认为是新元古代Rodinia超大陆聚合和裂解的产物，记录了构造事件的重要信息，是探讨扬子板块北缘构造演化的理想产物，对于理解新元古代扬子板块北缘构造演化格局具有重要意义。本文对城口地区龙潭河组凝灰岩开展了锆石SHRIMP U-Pb年代学、全岩主、微量元素地球化学测试分析，测试结果表明锆石具典型的环带状结构，锆石Th/U比值全部大于0.4，为岩浆锆石，锆石U-Pb年龄加权平均值分别为(871.0±25.0)Ma、(819.0±8.1)Ma、(813.0±11.0)Ma、(798.0±15.0)Ma，表明城口龙潭河组凝灰岩可能为青白口纪中-晚期岩浆活动产物。岩石地球化学特征显示岩石轻稀土元素富集，重稀土分布平坦，轻重稀土分异较强，原始地幔标准化微量元素蛛网图上明显富集Rb、Ba、Th、U、K等大离子亲石元素(LILEs)，并且强烈亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素(HFSEs)，与弧岩浆的地球化学特征相一致；Zr/TiO2与Nb/Y图解显示岩石类型与活动陆缘组合相一致，Th/Tb与Ta/Yb图解也显示出强烈的大陆亲缘性，表明龙潭河组凝灰岩可能形成于活动陆缘岩浆弧的俯冲背景下。综合分析已有的地质学、地球化学和年代学研究，在新元古代Rodinia超大陆裂解的背景下，扬子板块北缘在871～798Ma仍处于以俯冲作用为主的构造活动，可能Rodinia超大陆裂解在扬子板块北缘的构造活动中响应较弱。

关键词：新元古代扬子板块北缘龙潭河组凝灰岩俯冲作用构造意义

融合空间及环境要素机器学习模型的重金属含量预测:以硇洲岛为例

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高校地质学报 2024年第4期30卷 485-495页

作者：贾黎黎胡飞跃李婷婷朱鑫易隆科广东省地质调查院广州510080

传统的土壤重金属污染评价方法通常只依赖于有限采样点数据进行空间插值分析,忽略了如地质背景、人类活动、地理要素等环境协变量对重金属分布的影响,而仅考虑环境协变量的预测又难以反映重金属元素分布的空间聚集效应。因此,该文章提... 详细信息

传统的土壤重金属污染评价方法通常只依赖于有限采样点数据进行空间插值分析,忽略了如地质背景、人类活动、地理要素等环境协变量对重金属分布的影响,而仅考虑环境协变量的预测又难以反映重金属元素分布的空间聚集效应。因此,该文章提出了一种新的方法,即融合空间及环境要素作为协变量,基于随机森林(RF)、极致梯度提升树(XGboost)、深度学习神经网络(DNN)三种模型对硇洲岛重金属空间分布进行预测。结果表明,将空间要素融入模型后,预测性能得到显著提升。文章另外还采用了数据分割和外部数据验证等方法验证改进模型的稳健性,并选择最优模型进行预测。基于预测结果,从数据特征层面对重金属元素进行相关分析、聚类分析,并从空间分布层面对重金属元素进行LISA空间聚类分析的研究表明,控制岛内Cu、Ni、Cr、Zn元素分布的关键因素是地质因素,而Pb、As、Hg的分布主要由人类活动控制,Cd元素的分布由人类活动及地质背景共同影响。

关键词：重金属空间异质性机器学习精确预测

生态保护修复对碳酸盐岩溶蚀速率的影响——以重庆市为例

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生态学报 2024年第9期44卷 3948-3957页

作者：郭娜吕玉香曾玉张锋重庆市地质矿产勘查开发局208水文地质工程地质队(重庆市地质灾害防治工程勘查设计院) 重庆400700 川渝共建古生物与古环境协同演化重庆市重点实验室重庆400700

岩溶区矿山生态修复、石漠化治理等生态保护修复工程,不仅改善了区内生态环境,而且有利于促进土壤、岩溶固碳增汇,对实现“双碳”目标具有重要意义。以重庆主城北碚矿山生态修复、渝东北巫山石漠化治理区等为例,通过野外标准溶蚀试片实... 详细信息

岩溶区矿山生态修复、石漠化治理等生态保护修复工程,不仅改善了区内生态环境,而且有利于促进土壤、岩溶固碳增汇,对实现“双碳”目标具有重要意义。以重庆主城北碚矿山生态修复、渝东北巫山石漠化治理区等为例,通过野外标准溶蚀试片实验法和土壤取样测试分析法,研究不同生态保护修复措施下土壤碳库、碳酸盐岩溶蚀速率等变化特征,探讨不同生态修复方式对碳酸盐岩溶蚀速率的影响。结果表明:灰岩矿山修复区、石漠化治理区,土壤无机碳(SIC)含量较高,约为土壤有机碳(SOC)的4.5倍,且对碳酸盐岩溶蚀速率有一定的抑制作用;修复时间越长,土壤有机碳(SOC)含量越高,但SOC含量与碳酸盐岩溶蚀速率的相关性不显著;从夏季(监测期7、8月遭受极端高温干旱)至秋、冬、春季,土下及地表试片溶蚀速率明显增大;不同生态保护修复方式或植被恢复类型,碳酸盐岩溶蚀速率明显不同,北碚矿山修复区月桂林>草灌从(橘树)>草灌从(桃树)>花椒树>李子树,巫山生态修复区石漠化治理林地>封山育林林地>石漠化治理果园。

关键词：岩溶区生态修复土壤碳库溶蚀速率

地质高背景区土壤-水稻系统重金属含量特征与综合质量评价

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环境科学 2024年

作者：余飞张风雷蒋玉莲王锐张云逸余亚伟钟克强朱世林重庆大学资源与环境科学学院重庆市地质矿产勘查开发局川东南地质大队重庆土地质量地质调查重点实验室

为了解地质高背景区土壤-水稻系统重金属含量与污染状况，在重庆市东南部采集土壤和水稻籽实样品200套，分析测试了土壤和水稻籽实中重金属含量及赋存状态，利用综合影响指数(IICQ)对土壤-水稻中重金属进行了综合质量评价，并分析了土壤... 详细信息

为了解地质高背景区土壤-水稻系统重金属含量与污染状况，在重庆市东南部采集土壤和水稻籽实样品200套，分析测试了土壤和水稻籽实中重金属含量及赋存状态，利用综合影响指数(IICQ)对土壤-水稻中重金属进行了综合质量评价，并分析了土壤-水稻系统Cd等重金属超标的主要影响因素。结果表明，土壤中As、Cd、Cr、Hg和Pb平均值均高于重庆市表层土壤背景值和中国表层土壤平均值，土壤重金属富集效应明显。与农用地土壤风险筛选值相比，研究区土壤中Cd、Hg、As和Pb均存在不同程度的超标，Cd和Hg超标率达82.0%和22.5%；水稻籽实中有41件样品Cd含量超过GB 2726-2022中的标准限值，超标率为20.5%，土壤与农作物Cd等重金属污染评价结果存在较大差异。随着土壤pH的增加，土壤中Cd的平均值逐渐增加，但水稻籽实中Cd的平均值降低了0.245 mg·kg-1，超标率降低了42.14%。水稻籽实中Cd含量与土壤Cd离子交换态、水溶态呈显著相关，土壤pH越高，土壤中生物有效组分占比越低，土壤pH是影响研究区水稻安全的主要因素。综合质量评价结果显示研究区以中度和重度污染为主，但水稻籽实大多处于清洁状态，少数呈轻微污染，无轻度及以上污染。pH>7.5的碱性地区，水稻基本安全；pH<5.5以下强酸性土壤，水稻籽实超标率达45%，建议施用生石灰或钙质土壤调理剂，改善土壤酸化问题，降低Cd生物有效组分的活性，降低水稻等农产品的超标率。

关键词：地质高背景区土壤-水稻系统重金属(HMs) 生物有效性综合质量评价

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温度影响下石窟砂岩力学特性试验研究

岩石力学与工程学报 2024年第S1期43卷 3310-3320页

作者：朱鹏熹王成龙蒋思维仉文岗陈卉丽重庆大学土木工程学院重庆400045 大足石刻研究院重庆402360 重庆市地质矿产勘查开发局重庆401121

石窟寺所处环境长期面临着冷热交替作用,温度变化往往导致石窟围岩的力学性质发生变化。以重庆大足石刻石窟砂岩为研究对象,通过单轴压缩试验和巴西劈裂试验,对石窟砂岩的力学特性展开试验研究,分析不同温度和冷热循环条件下的石窟砂岩... 详细信息

石窟寺所处环境长期面临着冷热交替作用,温度变化往往导致石窟围岩的力学性质发生变化。以重庆大足石刻石窟砂岩为研究对象,通过单轴压缩试验和巴西劈裂试验,对石窟砂岩的力学特性展开试验研究,分析不同温度和冷热循环条件下的石窟砂岩的应力-应变曲线、岩石强度、峰值应力和应变、弹性模量和破坏形态。结果表明:(1)10次冷热循环后,砂岩的单轴抗压强度降低,其中相较于自然冷却,水冷却循环会显著减小砂岩的单轴抗压强度。砂岩的抗拉强度受冷却方式影响较大,低温水冷却循环下砂岩的抗拉强度最小。(2)10次冷热循环作用后,砂岩的峰值应变降低。相较于自然冷却,水冷却循环会减小石窟砂岩的弹性模量,当冷热循环次数由5次增加到10次时,砂岩的弹性模量也会减小。(3)砂岩在单轴压缩下的破坏模式以剪切破坏为主,而冷热循环作用后砂岩破坏模式变复杂。砂岩在巴西劈裂下的破坏形式的主要区别在于裂纹形态和数量,遇水冷却循环作用后,砂岩主裂纹由直线形向弧形转化,或产生次裂纹。

关键词：岩石力学石窟砂岩温度影响单轴压缩巴西劈裂力学特性

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竖向和水平组合荷载下能量桩单桩变形特性

岩土力学 2024年第3期45卷 788-796页

作者：蒋济泽王成龙黄煜镔赵华陈志雄重庆大学土木工程学院重庆400045 大足石刻研究院重庆402360 重庆市地质矿产勘查开发局重庆401121

能量桩作为一种新型能源地下结构,在承受上部建筑荷载同时,能够获取浅层地热能。目前针对水平荷载与竖向荷载共同作用下的能量桩热力学特性的研究较少,而水平荷载与竖向荷载共同作用下,桩身温度变化会引起桩体弯矩、水平和竖向位移等发... 详细信息

能量桩作为一种新型能源地下结构,在承受上部建筑荷载同时,能够获取浅层地热能。目前针对水平荷载与竖向荷载共同作用下的能量桩热力学特性的研究较少,而水平荷载与竖向荷载共同作用下,桩身温度变化会引起桩体弯矩、水平和竖向位移等发生变化。基于模型试验,对桩体施加10次冷热循环,开展了竖向和水平组合荷载下能量桩的变形特性研究。结果表明,组合荷载下冷热循环会进一步增大桩身弯矩,且对桩体中部的影响更大,最大桩身弯矩增幅达到了117%;冷热循环会产生桩顶累积位移,试验桩竖向位移增加了0.201 mm,温度作用引起的水平位移增加值达到了1.46%D(D为桩体直径);同时,冷热循环会导致桩向桩前倾斜,10次冷热循环后转角达到1.88×10^(-3)rad,且会随着循环次数增加有缓慢增加趋势;加热时桩前土压力减小,而制冷时使桩前土压力增大。

关键词：能量桩组合荷载模型试验冷热循环热力学特性

饱和黏土中水平受荷能量桩热–力响应特性研究

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岩石力学与工程学报 2024年第1期43卷 248-260页

作者：赵华王成龙陈志雄张鼎新彭宸重庆大学土木工程学院重庆400045 大足石刻研究院重庆402360 重庆市地质矿产勘查开发局重庆401121

针对能量桩热–力响应的研究主要考虑竖向荷载,考虑水平荷载影响的研究较少,为探究水平受荷能量桩的热–力响应特性,基于模型试验分析饱和黏土中水平受荷能量桩在不同温差梯度下的桩顶位移、桩身弯矩、孔隙水压力和桩前土压力等的变化... 详细信息

针对能量桩热–力响应的研究主要考虑竖向荷载,考虑水平荷载影响的研究较少,为探究水平受荷能量桩的热–力响应特性,基于模型试验分析饱和黏土中水平受荷能量桩在不同温差梯度下的桩顶位移、桩身弯矩、孔隙水压力和桩前土压力等的变化规律。研究结果表明:对桩体的加热和制冷均会引起额外的桩顶位移,并且制冷引起的额外桩顶位移更大,达到0.22%D(D为桩体直径),而加热引起的额外桩顶位移为0.13%D;加热和制冷后桩体的极限承载力与测试桩相比均有所增大,并且加热后增大得更多,约增加32.7%,而制冷后约增加26.1%,这是因为与制冷相比,加热时的热固结效应会导致土体的强度明显增加;加热和制冷对最大弯矩的位置没有明显影响,加热和制冷前、后最大弯矩均出现在37.5%L(L为桩的埋深)深度处;加热和制冷后最大弯矩均增大,制冷时最大弯矩先增大,然后逐渐稳定,而加热时最大弯矩先减小,然后逐渐增大,并超过加热前的弯矩,在此期间桩顶位移持续增大,推测加热初期桩体可能发生了刚性转动;加热和制冷会对桩前土压力造成不同影响,总体表现为上部增大,下部减小;加热和制冷会导致土体孔隙水压力随温度发生变化,从而产生正的或负的超孔隙水压力。

关键词：土力学能量桩热–力响应特性模型试验温差梯度饱和黏土

甘肃省白银市四龙镇-北湾镇耕地区土壤重金属现状及生态风险评价

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中国地质 2024年第1期51卷 290-303页

作者：王磊段星星赵禹李文明张晶中国地质调查局西安地质调查中心陕西西安710119 中国地质调查局乌鲁木齐自然资源综合调查中心新疆乌鲁木齐830026

【研究目的】甘肃省白银地区矿业发达,矿山开采导致土壤重金属污染严重,掌握当地土壤重金属污染及对生态健康风险的影响对生态环境保护具有重要意义。【研究方法】以甘肃省白银地区四龙镇—北湾镇耕地区表层土壤为研究对象,采用单因子... 详细信息

【研究目的】甘肃省白银地区矿业发达,矿山开采导致土壤重金属污染严重,掌握当地土壤重金属污染及对生态健康风险的影响对生态环境保护具有重要意义。【研究方法】以甘肃省白银地区四龙镇—北湾镇耕地区表层土壤为研究对象,采用单因子指数法、内梅罗综合指数法、地积累指数法和潜在生态危害指数法四种方法对区内表层土壤重金属(As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn)污染进行了分析和评价。【研究结果】单因子指数法统计结果显示研究区土壤污染主要为Cd、As的污染,单因子指数PCd显示89.21%的土壤为一等清洁,8.63%为二等轻微污染,0.72%为三等轻度污染,1.44%为四等中度污染。单因子指数P_(As)显示94.24%为土壤为一等清洁,5.04%为二等轻微污染,0.72%四等中度污染。内梅罗综合指数P_(z)介于0.339~2.869,均值为0.603;Pz显示85.61%的土壤为清洁,7.91%为轻微污染,5.04%为轻度污染,1.44%为中度污染。地积累指数法结果显示研究区土壤重金属污染总体处于0~2级,以Cd、Hg、As、Pb污染为主。潜在生态危害指数法结果显示,研究区污染以Cd、Hg污染为主;Cd潜在生态风险最大,10.07%属于中潜在风险,5.04%属于较高潜在风险,1.44%属于很高潜在风险;潜在生态危害综合指数平均值为211.80,表明该地区土壤总体处于中等危害程度。四种方法评价结果总体一致,即研究区以Cd、As、Hg污染为主,应加强监测。【结论】以黄河为界对调查区进行分区研究,结果显示北岸灌淤土区(B区)污染最为严重,与东大沟河交界位置污染程度最高,水体及底泥样品重金属分析结果也证实东大沟河污染也较为明显,进一步证实了研究区北部主要受白银矿山东大沟河流域污染为主,而黄河南岸土壤相对清洁,但也受到不同程度的影响。近些年,随着引黄灌溉及矿山环境治理等措施,土壤污染有所缓解,但土壤中累积的重金属需要长时间的自然降解或迁移,对高风险区仍应加强监测及治理。

关键词：土壤重金属生态风险环境地质调查工程白银市甘肃省

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锦州市规划区地质环境安全评价研究

地质与勘探 2024年第1期60卷 76-87页

作者：代雅建崔健郭常来中国地质调查局沈阳地质调查中心辽宁沈阳110034

地质环境问题是影响城市国土空间安全开发利用的重要因素,在城市规划开发阶段开展地质环境综合评价可有效控制地质灾害风险。锦州市规划区尚处于开发前期,本文基于该规划区的地质条件和开发需求,构建了地质环境安全评价指标和评价方法体... 详细信息

地质环境问题是影响城市国土空间安全开发利用的重要因素,在城市规划开发阶段开展地质环境综合评价可有效控制地质灾害风险。锦州市规划区尚处于开发前期,本文基于该规划区的地质条件和开发需求,构建了地质环境安全评价指标和评价方法体系,基于主导因素综合法开展了地质环境安全综合评价。根据评价结果,锦州市规划区地质环境安全程度可划分为3级,空间分布上以相对安全区为主,其次为次不安全区和安全区。按照空间位置和区域构造稳定性、地质灾害易发性等不同成因划分为23个亚区,并指出了每个亚区安全程度主要影响因素。该评价结果反映了锦州市规划区的地质环境安全程度,确定了影响地质环境安全问题的关键因素,有助于规避该区国土空间规划开发可能面临的地质灾害风险。

关键词：地质环境主导因素综合法区域构造稳定性地质灾害易发性安全评价规划区锦州市