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西南典型碳酸盐岩高地质背景区农田重金属化学形态、影响因素及回归模型

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环境科学 2024年第5期45卷 2995-3004页

作者：唐瑞玲徐进力刘彬杜雪苗顾雪于林松毕婧中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所廊坊065000 山东省物化探勘查院济南250013 山东省地质测绘院济南250014

土壤重金属化学形态是决定重金属生物活性和生物毒性的重要因素,是科学评价西南碳酸盐岩高地质背景区土壤重金属生态风险的关键.为了探明碳酸盐岩高地质背景区土壤重金属化学形态分布情况,选择贵州省典型碳酸盐岩分布区,以第二次全国土... 详细信息

土壤重金属化学形态是决定重金属生物活性和生物毒性的重要因素,是科学评价西南碳酸盐岩高地质背景区土壤重金属生态风险的关键.为了探明碳酸盐岩高地质背景区土壤重金属化学形态分布情况,选择贵州省典型碳酸盐岩分布区,以第二次全国土壤普查图斑为采样单元,在农田中采集土壤表层样品309件,利用改进的Tessier七步顺序提取法,分析了As、Cd、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn等7种重金属的水溶态(F1)、离子交换态(F2)、碳酸盐结合态(F3)、弱有机结合态(F4)、铁锰氧化物结合态(F5)、强有机结合态(F6)和残渣态(F7)这7种化学形态.结果发现,土壤中重金属As、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn残渣态比例均超过50%,有效组分(F1~F3)比例均小于5%,潜在生物有效组分(F4~F6)比例低于45%,活性较低,生态风险不高.Cd的有效组分和潜在生物有效组分占比分别为55.49%和29.37%,远高于其他重金属,基于土壤重金属形态的生态风险远小于基于土壤总量的生态风险.逐步回归方程可以有效建立Cd、Cu和Pb生物有效组分与影响因素之间的关系.重金属全量和pH值是影响碳酸盐岩高地质背景区土壤重金属化学形态的重要因子,受研究区长期土法炼锌活动和碳酸盐岩风化成土过程中重金属元素倾向于在残渣态中富集的影响,土壤有机质(OM)和氧化物含量对土壤重金属化学形态影响相对较小.

关键词：土壤重金属化学形态生态评价影响因素回归模型高地质背景区

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致密砂岩裂缝网络复杂性及其影响因素研究

地质力学学报 2024年第4期30卷 563-578页

作者：刘圣鑫付汇琪冯兴强韩晓祥王炳乾中国地质科学院地质力学研究所北京100081 中国地质调查局油气地质力学重点实验室北京100081 吉林省地质矿产局二所吉林吉林132001 中国矿业大学(北京)力学与土木工程学院北京100083

裂缝网络分析在油气藏勘探开发过程中发挥着着重要作用,致密砂岩裂缝网络复杂性分析对水力压裂优化、裂缝网络预测、裂缝建模等具有重要意义。文章结合致密砂岩复杂的裂缝网络动态演化的实验研究,明确了裂缝网络的分形和多重分形谱特征... 详细信息

裂缝网络分析在油气藏勘探开发过程中发挥着着重要作用,致密砂岩裂缝网络复杂性分析对水力压裂优化、裂缝网络预测、裂缝建模等具有重要意义。文章结合致密砂岩复杂的裂缝网络动态演化的实验研究,明确了裂缝网络的分形和多重分形谱特征,深入分析了裂缝网络的复杂性及其主控因素。通过岩石力学和X射线CT扫描实验确定了岩石力学和裂缝网络特征;通过扫描电镜实验、裂缝网络的分形分析定量化表征了致密砂岩微观组构和裂缝网络的分形特征。研究结果表明:致密砂岩的石英含量为28.08~52.88%,黏土含量为11.54~25.45%,粒度为61.18~184.55μm,孔隙度为8.125%~10.296%;单轴抗压强度介于69.09~188.33 MPa,弹性模量介于31.69~92.76 GPa;分形维数(DB)为1.28~2.35,谱宽(Δα)平均值为1.0851~1.3638。裂缝的萌生、扩展贯穿于应力–应变的全过程,裂缝网络的复杂性主要受控于致密砂岩的微观组构特征,并且具有明显的围压和尺度效应。三维裂缝网络的分形维数、多重分形谱的谱宽平均值可分别表征裂缝空间分布的复杂性和非均质性,两者之间具有相对的独立性。砂岩中石英、长石等脆性矿物含量越高、储层孔隙度越大、砂岩组成粒度越小裂缝网络分形维数越大,谱宽平均值越小;无围压情况下,样品裂缝网络的复杂性主要受控于微观组构特征,且随着轴向压力的增加而增加;存在围压的情况下,围压起主导作用,围压越大分形维数越小,谱宽平均值越大。而黏土矿物不利于复杂裂缝的形成;小尺度样品的分形维数和谱宽平均值大于尺度大样品的分形维数和谱宽平均值。砂岩的弹性模量和抗压强度与分形维数和谱宽平均值具有一定的正相关性。

关键词：致密砂岩裂缝网络分形维数多重分形谱岩石力学

鲁西地区石炭纪-二叠纪煤系关键金属富集特征及其控制因素

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地质学报 2024年第8期98卷 2351-2364页

作者：郑雪李景贤周鑫李旭超张盟陈文韬山东科技大学地球科学与工程学院山东青岛266590 山东省地质科学研究院山东济南250013

关键金属是重要的战略资源,煤系关键金属已成为国内外煤地质学和矿床学领域的研究热点。在鲁西地区已发现多个煤田富集关键金属元素,为了查明鲁西地区煤系关键金属的富集特征与影响因素,本文在综合前人对鲁西地区煤系微量元素研究的基础... 详细信息

关键金属是重要的战略资源,煤系关键金属已成为国内外煤地质学和矿床学领域的研究热点。在鲁西地区已发现多个煤田富集关键金属元素,为了查明鲁西地区煤系关键金属的富集特征与影响因素,本文在综合前人对鲁西地区煤系微量元素研究的基础上,利用电感耦合等离子体质谱仪测定了兖州煤田和济宁煤田煤中关键金属含量,并分析了关键金属在鲁西地区的分布规律。结果表明:兖州煤田、宁汶煤田南部、济宁煤田北部和巨野煤田西部富集关键金属Li-Se-Zr-Hf,并且富集层位均为山西组;滕县煤田南部富集Ga和Ge,其中Ga的富集层位包含山西组和太原组,而Ge仅在太原组富集;肥城煤田和新汶煤田有Li和Ge的富集,Li的富集层位包含山西组和太原组,Ge仅在太原组富集。陆源物质及热液流体/地下水是鲁西地区关键金属元素的重要来源,阴山古陆和秦岭造山带是鲁西石炭纪—二叠纪煤系的主要沉积源区。Li是鲁西地区富集范围最广且富集程度最高的关键金属,热液流体是其富集的主控因素。海水引起鲁西地区太原组煤系U、V、Cr、及Tl等关键金属的富集。

关键词：鲁西煤系关键金属石炭纪—二叠纪

基于GIS与加权信息量模型的汤口断裂南段地区地质灾害易发性评价

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科学技术与工程 2024年第26期24卷 11121-11130页

作者：吴问楚王朝管后春黄蒙乔雯安徽地质调查院/安徽省地质科学研究所合肥230001 西北大学地质学系西安710069 中国地质环境监测院北京100081

汤口断裂带沿线地质灾害频发,为研究该断裂对周边地区地质灾害的影响程度,以断裂带南段的地质灾害隐患点为研究对象,选取研究区内的坡度、工程地质岩组和断裂距离等7个指标建立评价体系,运用层次分析法和信息量模型法开展地质灾害易发... 详细信息

汤口断裂带沿线地质灾害频发,为研究该断裂对周边地区地质灾害的影响程度,以断裂带南段的地质灾害隐患点为研究对象,选取研究区内的坡度、工程地质岩组和断裂距离等7个指标建立评价体系,运用层次分析法和信息量模型法开展地质灾害易发性评价。计算结果显示,断裂构造的影响因子占比较大(信息量值为2.729),叠加层次分析法后的评价分区图进一步表明,地质灾害易发区主要集中在汤口断裂带附近。结合受试者工作特征(receiver operating characteristic curve,ROC)曲线的精度结果对比,两方法耦合评价模型曲线下面积(area under curve,AUC)明显优于单一信息量模型,且与研究区地质灾害调查结果一致,说明汤口断裂对研究区地质灾害存在较大影响。

关键词：汤口断裂带地质灾害易发性评价层次分析法信息量模型

长白山区4种针叶林有效叶面积指数遥感精细反演及空间分布规律

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林业科学 2024年第5期60卷 127-138页

作者：包广道刘婷张忠辉任志彬翟畅丁铭铭姜雪菲吉林省林业科学研究院长春130033 中国科学院东北地理与农业生态研究所长春130102 长春大学长春130022 北京林业大学北京100083

[目的]研究快速、准确、宏观获取不同森林类型有效叶面积指数(LAI_(e))的方法,探讨其空间分布规律,为中小尺度森林LAI_(e)遥感产品的开发提供新思路,为林业精细化监测和森林生态系统碳水循环模拟提供科学可靠的技术手段。[方法]以长白... 详细信息

[目的]研究快速、准确、宏观获取不同森林类型有效叶面积指数(LAI_(e))的方法,探讨其空间分布规律,为中小尺度森林LAI_(e)遥感产品的开发提供新思路,为林业精细化监测和森林生态系统碳水循环模拟提供科学可靠的技术手段。[方法]以长白山为研究区,基于Sentinel-2A多光谱影像,运用三维卷积神经网络提取研究区4种针叶林型(长白落叶松、樟子松、红松和红皮云杉)的空间分布;采用区分林型和全样本2种方案,分析样地实测LAI_(e)与7种植被指数(增强植被指数、反红边叶绿素指数、改进简单植被指数、归一化水体指数、归一化植被指数、土壤调节植被指数、简单植被指数)的相关关系;利用各林型对应的最优植被指数,构建区分林型和全样本LAI_(e)与植被指数的回归模型,并基于验证样本数据对比区分林型模型、全样本模型和PROSAIL模型在LAI_(e)反演中的精度表现;结合地理因子分析4种针叶林型LAI_(e)空间格局及变化规律。[结果]所有样本组中7种植被指数与相对的LAI_(e)均存在极显著相关关系(P研究区内4种林型LAI_(e)范围在0.37~5.86之间,平均LAI_(e)由高至低依次为红松、长白落叶松、樟子松、红皮云杉。红松对海拔、坡度、坡向的变化最为敏感,红皮云杉、樟子松次之,长白落叶松最小。[结论]不同林型LAI_(e)与遥感植被指数的相关程度存在明显差异,区分林型构建回归模型能够提高LAI_(e)反演精度;区分林型后拟合的线性模型精度整体较PROSAIL模型和全样本模型更高,但LAI_(e)高值区域没有PROSAIL模型表现稳定;4种针叶林型LAI_(e)对地理因子变化的反应差异较大。本研究可为精细区分森林类型的中小尺度针叶林LAI_(e)遥感反演研究提供参考。

关键词：有效叶面积指数针叶树种森林类型卫星遥感空间分布规律

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激光诱导击穿光谱技术对水稻产地识别研究

光谱学与光谱分析 2024年第6期44卷 1553-1558页

作者：宋少忠符少燕刘园园齐春艳李景鹏高勋吉林工程技术师范学院数据科学与人工智能学院吉林长春130052 长春理工大学物理学院吉林长春130022 吉林省农业科学院水稻研究所吉林长春130033 中国科学院东北地理与农业生态研究所吉林长春130102

水稻是中国主要粮食作物,而水稻品质与其生长的外部环境如土壤特性、气候、日照时间和灌溉水等环境息息相关,高品质水稻的产地区域面积有一定地域限制,因此水稻可看成为是一个明显的地理标志物。市场常出现一些假冒或者贴牌的知名优质... 详细信息

水稻是中国主要粮食作物,而水稻品质与其生长的外部环境如土壤特性、气候、日照时间和灌溉水等环境息息相关,高品质水稻的产地区域面积有一定地域限制,因此水稻可看成为是一个明显的地理标志物。市场常出现一些假冒或者贴牌的知名优质水稻出售,损害了水稻品牌,降低了消费者的水稻品质保障,并且扰乱了市场稳定性,因此对于水稻产地快速识别技术的需求十分迫切。利用LIBS结合机器学习算法,对吉林省5个产地(大安、公主岭、前郭、松原、洮儿河)的水稻进行产地识别,建立了主成分分析(PCA)算法分别结合Bagged Trees、Weighted KNN、Quadratic SVM和Coarse Gaussian SVM共四种机器学习算法的水稻产地识别模型。实验选取了5个水稻产地共450组在200~900 nm的LIBS数据,对水稻LIBS光谱数据采用卷积平滑(S-G平滑)进行降噪和特征谱线归一化预处理,对水稻LIBS光谱数据进行主成分分析,实现了水稻产地具有较好的聚类空间集群分布,但部分水稻产地存在空间重叠。采用5倍交叉验证,采用PCA-Bagged Trees、PCA-Weighted KNN、PCA-Quadratic SVM和PCA-Coarse Gaussian SVM共四种机器学习模型,水稻产地的识别精度均达到91.8%以上,并且PCA-Quadratic SVM模型的识别精度高达97.3%。结果表明结合LIBS技术和机器学习算法能够高精度和高效率实现水稻产地的识别。

关键词：激光诱导击穿光谱机器学习算法水稻产地识别识别精度

湖北中—新元古代洋板块地质及其对扬子克拉通形成过程的启示

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地质论评 2024年第S1期70卷 9-11页

作者：陈超刘勇苑金玲孔令耀湖北省地质调查院武汉430034 资源与生态环境地质湖北省重点实验室武汉430034 中国地质大学(武汉) 武汉430074 中国地质科学院地质研究所北京100037 湖北省地质科学研究院武汉430034

洋板块地质学是新一代中国区域地质志编撰专家组倡导的地质新理论(Ding Xiaozhong et al.,2020;李廷栋等,2019),其以俯冲增生杂岩带、蛇绿岩带等为研究对象,重点研究洋壳在洋中脊形成至海沟俯冲消亡的复杂洋陆转换过程(李廷栋等,2019)... 详细信息

洋板块地质学是新一代中国区域地质志编撰专家组倡导的地质新理论(Ding Xiaozhong et al.,2020;李廷栋等,2019),其以俯冲增生杂岩带、蛇绿岩带等为研究对象,重点研究洋壳在洋中脊形成至海沟俯冲消亡的复杂洋陆转换过程(李廷栋等,2019)。近年研究发现,湖北省发育中—新元古代庙湾蛇绿混杂岩、大洪山俯冲增生杂岩、吕王—高桥蛇绿混杂岩(图1).

关键词：洋板块地质中—新元古代扬子克拉通蛇绿混杂岩俯冲增生杂岩

黄河流域高质量发展背景下河南省郑州市地质旅游资源利用新思路

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现代地质 2024年第2期38卷 533-546页

作者：石晨霞高永利吕国娟张睿章秉辰河南省地质研究院河南郑州450001 河南省地质研究院地学科普基地河南郑州450001 河南省地质科学研究所有限公司河南郑州450001 河南省第四地质勘查院有限公司河南郑州450001

文旅融合发展是旅游业高质量发展的主题,地质如何助力旅游业发展是长期以来地学界研究的方向。地质旅游资源作为旅游资源的一种重要类型,在郑州市乃至我国大部分地区都是以碎片化的方式进行利用,因缺少系统性和文化内涵而难以发挥其重... 详细信息

文旅融合发展是旅游业高质量发展的主题,地质如何助力旅游业发展是长期以来地学界研究的方向。地质旅游资源作为旅游资源的一种重要类型,在郑州市乃至我国大部分地区都是以碎片化的方式进行利用,因缺少系统性和文化内涵而难以发挥其重要价值。河南省郑州市地质旅游与地质文化资源专项调查成果证实,地质多样性是决定地质旅游资源多样性的关键因素;在传统的“地质+”利用模式下,地质学较强的专业性是其不易于被普通大众接受的主要因素,也是我国地质旅游发展遭遇的瓶颈。黄河流域高质量发展战略的实施为地质旅游资源的利用提供了新机遇。基于地质多样性理论,提出以“+地质”为基础的“地质基因注入法”,为地质旅游资源利用开辟了新思路:(1)通过自然、文化和地质的融合研究,整合郑州市地质旅游资源,构建“三区块七板块”的地质旅游新格局;(2)以地质多样性为魂,形成以“+地质”为主线的黄河科学故事体系;(3)让地质旅游资源在讲好科学与历史文化故事中既要做好主角,更要做好配角,让地质背景与古环境故事成为多样化资源开发保护与高质量利用的奠基石和助力器。研究成果为郑州市地质基因助力旅游业高质量发展提供科学依据,对其他地区地质资源对旅游业的促进也具有一定的参考价值。

关键词：黄河流域高质量发展郑州市地质旅游资源利用新思路

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加权空间内约束型反演方法研究

地质论评 2024年第S1期70卷 135-136页

作者：苏振宁徐梦龙杨亚斌荆磊林涛中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所河北廊坊065000 吉林大学长春130012

笔者等分析了正则化项对反演效果的影响,为了使正则化项在反演过程中起到更好的约束作用,将传统的加权空间正则化约束改为原始空间解的L2正则化,强化了正则化系数在反演过程中的作用,提升了反演精度。1加权空间内约束型反演重磁物性反... 详细信息

笔者等分析了正则化项对反演效果的影响,为了使正则化项在反演过程中起到更好的约束作用,将传统的加权空间正则化约束改为原始空间解的L2正则化,强化了正则化系数在反演过程中的作用,提升了反演精度。1加权空间内约束型反演重磁物性反演能够直观地获得地下的密度和磁化率结构.

关键词：重磁数据正则化约束型反演