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库水—降雨作用下靠椅状基覆面堆积层滑坡响应机理

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清华大学学报（自然科学版） 2024年第8期64卷 1336-1346页

作者：罗世林刘华亮蒋建清长沙学院土木工程学院长沙410022 长安大学地质工程与测绘学院西安400044 北京大学地球与空间科学学院北京100084

为研究库水—降雨联合作用下库岸涉水靠椅状基覆面堆积层滑坡响应机理,以奉节县藕塘滑坡为例,采用监测数据分析、相关性理论及离散元数值模拟方法,揭示了藕塘滑坡变形规律及可能的失稳机制。结果表明:藕塘滑坡变形在分区和分期上分别具... 详细信息

为研究库水—降雨联合作用下库岸涉水靠椅状基覆面堆积层滑坡响应机理,以奉节县藕塘滑坡为例,采用监测数据分析、相关性理论及离散元数值模拟方法,揭示了藕塘滑坡变形规律及可能的失稳机制。结果表明:藕塘滑坡变形在分区和分期上分别具有随高程增加变形速率增大和随时间增长累计位移呈阶跃式迭代增加的特点;库水和降雨被认为是藕塘滑坡地表变形的重要影响因素,库水对滑坡变形影响主要集中在前部区域且其诱发滑坡变形机制为渗透诱发,降雨则主要集中在中部及后部区域且其诱发滑坡变形机制由初期的吸水膨胀转变至渗透诱发,库水—降雨联合作用下藕塘滑坡极有可能出现前部牵引—后部推移的渐进式失稳破坏。

关键词：三峡库区堆积层滑坡靠椅状基覆面失稳演化离散元法

西秦岭商丹缝合带寒武纪斜长花岗岩的成因机制——对原特提斯洋俯冲起始的启示

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岩石矿物学杂志 2024年第2期43卷 304-329页

作者：郭祺张建新毛小红武亚威中国地质科学院地质研究所北京100037 北京大学地球与空间科学学院北京100871

大洋斜长花岗岩是指分布在蛇绿岩或现今洋壳中的少量长英质侵入体,可形成在洋中脊及俯冲带等多种构造环境,虽然其在洋壳和蛇绿岩中所在体积很小,但对探究大洋岩石圈演化、俯冲起始及洋-陆转化机制具有重要意义。本文对北秦岭造山带西段... 详细信息

大洋斜长花岗岩是指分布在蛇绿岩或现今洋壳中的少量长英质侵入体,可形成在洋中脊及俯冲带等多种构造环境,虽然其在洋壳和蛇绿岩中所在体积很小,但对探究大洋岩石圈演化、俯冲起始及洋-陆转化机制具有重要意义。本文对北秦岭造山带西段商丹缝合带内新识别出的斜长花岗岩开展了岩石学、地球化学和锆石U-Pb年代学的综合研究。全岩地球化学结果指示花岗闪长岩具有高的SiO2、Al2O3含量以及较低的K2O、TiO2含量,属于低钾亚碱性、准铝质到弱过铝质的岩石。微量元素相对富Sr、贫Nb、Ta和Ti,具有平坦的稀土元素配分模式,是弧前环境中由俯冲板片在浅部层次部分熔融成因的大洋斜长花岗岩。3个斜长花岗岩样品分别记录了526±4 Ma、515±4 Ma和517±6 Ma的锆石U-Pb年龄,结合前人同时代的玻安岩、高镁安山岩的报道,西秦岭商丹缝合带保留有与伊豆-小笠原-马里亚纳(IBM)俯冲带相似的弧前岩石组合,这些弧前的玻安岩、高镁安山岩和斜长花岗岩表明商丹洋在早寒武世发生了洋壳的初始俯冲。结合区域地质资料,认为中央造山带可能在寒武纪发生了与IBM俯冲带规模相当的俯冲起始。

关键词：西秦岭商丹缝合带斜长花岗岩部分熔融俯冲起始

柴西缘花土沟超高温变质地体中的镁铝麻粒岩岩石成因及其与熔体行为的关系

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岩石矿物学杂志 2024年第2期43卷 201-218页

作者：滕霞张建新毛小红武亚威郭祺北京大学地球与空间科学学院北京100871 中国地质科学院地质研究所北京100037

镁铝麻粒岩泛指一类全岩化学成分富镁、铝的麻粒岩相变质岩,是研究超高温变质作用的峰期变质条件和变质演化历史的重要对象,但目前对它的原岩属性和岩石成因的认识仍十分有限。本文以柴达木地块西缘的花土沟超高温变质地体为例,在野外... 详细信息

镁铝麻粒岩泛指一类全岩化学成分富镁、铝的麻粒岩相变质岩,是研究超高温变质作用的峰期变质条件和变质演化历史的重要对象,但目前对它的原岩属性和岩石成因的认识仍十分有限。本文以柴达木地块西缘的花土沟超高温变质地体为例,在野外调查基础上,对镁铝麻粒岩和泥质片麻岩进行了岩相学和全岩地球化学分析,发现镁铝麻粒岩与含浅色体的泥质片麻岩的SiO_(2)、TiO_(2)、P_(2)O_(5)含量相似,TFe_(2)O_(3)、Al_(2)O_(3)、MnO、CaO、Na_(2)O含量虽有差异但变化范围存在交集。此外,两类岩石具有相似的微量和稀土元素配分曲线,结合两者的矿物组合也存在相似性,提出花土沟镁铝麻粒岩的原岩可能是与泥质片麻岩类似的泥质沉积岩。从低角闪岩相变泥质岩到含浅色体的泥质片麻岩,再到镁铝麻粒岩,其全岩化学成分向着贫铝、钙、钾、钠,富铁、镁的趋势变化。其中,高XMg值(0.51~0.69)是镁铝麻粒岩与其他泥质片麻岩(XMg=0.34~0.43)的最大差别。通过对变泥质岩的相平衡模拟和理论计算,发现部分熔融和熔体丢失能解释大部分的变化趋势,但基本不影响全岩XMg值;只有在进变质升温过程中丢失含石榴子石的熔体才能造成变泥质岩的镁铝麻粒岩化。此外,富石榴子石的泥质残留体相比附近的含浅色体泥质片麻岩,贫硅、钠、钾,富集铝、铁、镁、锰、钙,重稀土元素含量显著高于后者,上述地球化学特征对应石榴子石熔体的加入而后长英质熔体的丢失,支持野外观察到的熔体携带石榴子石迁移的现象。最后,对镁铝麻粒岩只呈透镜体产出的原因做出了推测,即熔体很难带着石榴子石完成长距离迁移,只有被长英质正片麻岩包围的泥质沉积物,其进变质加热阶段形成的熔体才能携带石榴子石完全迁出原岩,促成变泥质岩透镜体的镁铝麻粒岩化,目前仍需更多的相关研究来验证这一推测。在世界其他高温-超高温变质岩区,石榴子石熔体的迁出和泥质岩的镁铝麻粒岩化可能也不同程度有所保留和记录。

关键词：柴西缘高温-超高温变质作用镁铝麻粒岩岩石成因含石榴子石熔体

长江中下游地区武山中酸性岩石Li-Sr-Nd同位素及地球化学

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地球科学 2024年第7期49卷 2475-2489页

作者：李壮陈长健陈斌中国石油大学地球科学学院北京102249 桂林理工大学珠宝学院广西桂林541004 南方科技大学地球与空间科学系广东深圳518055

为确定长江中下游地区中酸性岩石的成因,对武山花岗闪长斑岩、石英闪长玢岩和基性岩脉进行Li-Sr-Nd同位素和地球化学分析测试.武山花岗闪长斑岩样品以高SiO_(2)、MgO、K_(2)O和低Na_(2)O的含量,富集大离子亲石元素和轻稀土元素,Y和Yb相... 详细信息

为确定长江中下游地区中酸性岩石的成因,对武山花岗闪长斑岩、石英闪长玢岩和基性岩脉进行Li-Sr-Nd同位素和地球化学分析测试.武山花岗闪长斑岩样品以高SiO_(2)、MgO、K_(2)O和低Na_(2)O的含量,富集大离子亲石元素和轻稀土元素,Y和Yb相对亏损为特征.花岗闪长斑岩的全岩(^(87)Sr/^(86)Sr)_(i)、ε_(Nd)(t)和δ^(7)Li值分别为0.7030~0.7074、-5.1~-4.6和+0.9‰~+3.2‰,均介于地壳和地幔端元的同位素值之间,揭示出年轻下地壳起源的长英质熔体和富集地幔起源的基性熔体之间的壳幔岩浆混合过程.岩浆在上升至侵位过程中经历了轻微的以辉石和角闪石为主的分离结晶和轻微的地壳混染作用.长江中下游地区早白垩世中酸性岩及相关矿床与古太平洋板块俯冲引起的软流圈地幔上涌及其引起的岩石圈活化有关.

关键词：长江中下游地区武山中酸性岩石地球化学 Li-Sr-Nd同位素

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油藏微生物在油气开发中的应用及展望

中国地质调查 2024年第3期11卷 9-16页

作者：罗娜穆红梅北京大学地球与空间科学学院北京100871 清华大学环境学院北京100084

油藏是典型的高温、高压、高矿化度且厌氧的多重极端环境,油藏微生物是其中重要的组成部分。研究油藏微生物对阐明油气资源的形成、生物地球化学循环及生命起源与进化等过程有重要意义。通过文献调研,对油藏中微生物的相互作用方式、机... 详细信息

油藏是典型的高温、高压、高矿化度且厌氧的多重极端环境,油藏微生物是其中重要的组成部分。研究油藏微生物对阐明油气资源的形成、生物地球化学循环及生命起源与进化等过程有重要意义。通过文献调研,对油藏中微生物的相互作用方式、机理和主要功能进行了阐述,对油藏微生物在提高石油采收率、石油污染生物修复以及碳捕集、利用与封存(carbon capture,utilization and storage,CCUS)等领域中的作用机理和应用进展进行了总结,并提出了未来在利用油藏微生物过程中还需要解决的关键问题。油藏微生物在油气勘探及环境修复应用中具有经济成本较低和环境友好的优势,未来具有良好的应用前景。研究成果可为油藏微生物的研究和应用提供参考。

关键词：油藏微生物石油地质提高采收率碳捕集、利用与封存环境修复

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中国新疆地区考古陶片的古地球磁场强度研究

北京大学学报（自然科学版） 2024年第3期60卷 503-512页

作者：李能韬周庭红黄宝春造山带与地壳演化教育部重点实验室北京大学地球与空间科学学院北京100871 Department of Earth and Environmental Sciences University of RochesterRochesterNY 14627

使用改进的Thellier-Thellier双加热方法,对来自新疆昌吉、喀什以及塔什库尔干等地的考古陶片样品进行系统的古地球磁场强度实验和岩石磁学实验。结果显示,部分样品携带稳定的原生剩磁,从中获得约1000BC至约1200AD之间的地球磁场强度数... 详细信息

使用改进的Thellier-Thellier双加热方法,对来自新疆昌吉、喀什以及塔什库尔干等地的考古陶片样品进行系统的古地球磁场强度实验和岩石磁学实验。结果显示,部分样品携带稳定的原生剩磁,从中获得约1000BC至约1200AD之间的地球磁场强度数据。经过各项检验和校正后,得到约5×10^(22)~11×10^(22) Am^(2)的虚轴向偶极矩(VADM)数据,与同时期中国其他地区的VADM数据大致处于同一区间,但是变化幅度较大,与全球地磁场模型SHAWQ2k存在不一致之处。将所得数据与约800AD的中东地区古地球磁场强度峰值以及约200AD的东亚地区古地球磁场强度峰值进行比较,拟合结果表明,中国新疆地区可能在约540AD时存在一个古地球磁场强度高峰,达峰时间介于东亚地区与中东地区之间。这一结果与非偶极子场的西向漂移特征相符,进一步说明该古地球磁场强度高峰可能与地球外核结构的演化相关。

关键词：古地球磁场强度岩石磁学新疆地区考古陶片

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多滑脱层对大巴山前陆褶皱冲断带构造变形的控制:基于离散元数值模拟研究

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地质学报 2024年

作者：张晓玉李江海豆方鹏徐海轩柳晨北京大学石油与天然气研究中心北京大学地球与空间科学学院

大巴山前陆褶皱冲断带处于秦岭造山带和四川盆地间的过渡位置,是现今四川盆地大中型油气藏探明储量的重要分布区域。研究区位于四川盆地东北部大巴山构造带,区内发育多套滑脱层,滑脱层的分布控制了研究区的构造变形。前人依据地质露头... 详细信息

大巴山前陆褶皱冲断带处于秦岭造山带和四川盆地间的过渡位置,是现今四川盆地大中型油气藏探明储量的重要分布区域。研究区位于四川盆地东北部大巴山构造带,区内发育多套滑脱层,滑脱层的分布控制了研究区的构造变形。前人依据地质露头分析和三维地震解释等技术方法厘定了研究区的主要构造样式,但对于构造变形过程及运动学特征尚缺乏定量化分析。本文采用离散元数值模拟方法,通过PFC2D软件计算相同时间步长内显示的构造样式的差异,设计了单滑脱层体系、双滑脱层体系和多滑脱层体系三个模型进行离散元单因素对比模拟实验,探讨各滑脱层体系中构造样式的差异。实验表明:(1)滑脱层对于剖面中构造的发育具有控制作用。一方面,从断层的发育数量来看,双滑脱层体系与多滑脱层体系中断层的发育数量均多于单滑脱层体系,滑脱层的引入使得体系中的构造发育更加复杂;另一方面,从发育的断层性质分析可知,随着滑脱层数量的增加,体系中前冲断层数量呈递增趋势,反冲断层的数量在多滑脱层体系中表现为少于前两个模型,且明显少于双滑脱层体系中反冲断层的数量,中间滑脱层对于形成反冲断层具有抑制作用。(2)滑脱层的引入加快了断层在垂向上的逆冲速度,中间滑脱层起到了联结基底滑脱层和上部滑脱层的作用。双滑脱层体系中普遍存在构造解耦现象,多滑脱层体系中以发育次级断层和次级褶皱为主要特征。(3)多滑脱层体系表现了明显的次级褶皱及次级断层特征,与大巴山东段剖面较为贴合,双滑脱层体系表现为具有较多构造解耦特征,与西段剖面较为贴合。

关键词：大巴山前陆褶皱冲断带构造变形滑脱层离散元数值模拟

准噶尔盆地东部双井子地区平地泉组陆相页岩天然裂缝发育模式

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地球科学 2024年第9期49卷 3264-3275页

作者：杜晓宇金之钧曾联波刘国平何文军杨森梁新平陆国青北京大学能源研究院北京大学地球与空间科学学院页岩油气富集机理与有效开发国家重点实验室中国石油大学(北京)地球科学学院中国石油新疆油田分公司勘探开发研究院

准噶尔盆地东部二叠系平地泉组页岩油资源量丰富，天然裂缝作为烃类重要的储集空间和流体运移通道，直接影响页岩油的勘探开发效果.基于对双井子地区野外露头的精细刻画，分析了平地泉组天然裂缝的发育特征和控制因素，并在此基础上讨... 详细信息

准噶尔盆地东部二叠系平地泉组页岩油资源量丰富，天然裂缝作为烃类重要的储集空间和流体运移通道，直接影响页岩油的勘探开发效果.基于对双井子地区野外露头的精细刻画，分析了平地泉组天然裂缝的发育特征和控制因素，并在此基础上讨论了裂缝的分布模式.结果表明，准噶尔盆地双井子地区平地泉组天然裂缝包括层内裂缝、穿层裂缝和顺层裂缝3种类型，其中层内裂缝发育程度最高，分布最为广泛.天然裂缝发育受岩性、岩石力学层和构造影响，主要表现为：(1)不同岩性裂缝发育程度不同，粉砂岩和凝灰质粉砂岩中的裂缝最为发育；(2)岩石力学层控制了层内裂缝的发育，力学层厚度越小，裂缝发育程度越高；(3)断层附近存在裂缝发育带，距离断层面越近、断层上盘以及端部的裂缝越发育.不同岩层和构造部位的裂缝类型和分布特征差异较大，层内裂缝多发育在脆性较大的岩石力学层中，穿层裂缝可以切穿多套岩层，顺层裂缝则主要发育在泥质含量较高的岩层内.裂缝的形成和分布与砂岩和泥岩夹层之间的岩石力学性质差异以及泥岩夹层的厚度密切相关.

关键词：天然裂缝控制因素分布模式陆相页岩平地泉组准噶尔盆地石油地质

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塔里木盆地TASTE台阵拾震器方位角标定及其对SKS波分裂测量的影响

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北京大学学报(自然科学版) 2024年

作者：毛鹏宇叶勃陈永顺盖增喜北京大学地球与空间科学学院南方科技大学海洋科学与工程系

在对塔里木岩石圈地震台阵(TASTE)的66个流动地震台站数据进行严格约束基础上，利用3种国际上常用的方法——P波主成分分析法、P波切向最小能量法和Rayleigh波相关系数法，实现地震仪的拾震器方位角标定。3种方法得出的结果具有较高... 详细信息

在对塔里木岩石圈地震台阵(TASTE)的66个流动地震台站数据进行严格约束基础上，利用3种国际上常用的方法——P波主成分分析法、P波切向最小能量法和Rayleigh波相关系数法，实现地震仪的拾震器方位角标定。3种方法得出的结果具有较高的一致性(相关系数介于0.64～0.91之间)，通过综合分析确定最终的地震仪拾震器方位角。其中62个台站地震仪的拾震器方向较稳定，且所有台站均没有出现南北反向、拾震器方位角随时间推移而发生系统性变化的情况。通过与磁偏角对比，发现有40个台站地震仪的拾震器方位角位于磁偏角的±3°范围内，说明TASTE台阵受到的外部干扰较小，台站部署质量较高。通过两个SKS波分裂实例，评估拾震器方位角对SKS波分裂测量产生的影响，论证了在地震学中进行拾震器方位角标定的必要性。

关键词：塔里木盆地拾震器方位角 P波主成分分析法 P波切向最小能量法 Rayleigh波相关系数法磁偏角 SKS波分裂