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四川盆地龙马溪组页岩有机质组构非均质性及对孔隙发育的控制

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地质科学 2024年第5期59卷 1173-1184页

作者：王莹珠杨继进中国科学院地质与地球物理研究所页岩气与地质工程院重点实验室北京100029 中国科学院地球科学研究院北京100029 中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049

中国四川盆地页岩气开采集中在过成熟海相龙马溪组页岩层段,有机孔作为主要储气空间,其发育具有强烈微观非均质性,控制了页岩气的储集与运移机制。目前对有机孔的非均质性成因尚不明朗,究其原因是对有机质组分及其化学结构复杂性认识不... 详细信息

中国四川盆地页岩气开采集中在过成熟海相龙马溪组页岩层段,有机孔作为主要储气空间,其发育具有强烈微观非均质性,控制了页岩气的储集与运移机制。目前对有机孔的非均质性成因尚不明朗,究其原因是对有机质组分及其化学结构复杂性认识不足。本文结合光学显微镜、场发射扫描电镜与激光拉曼光谱技术,对四川盆地典型过成熟龙马溪组页岩的有机岩石学特征、有机质化学结构及其与孔隙发育程度的相关性进行了系统表征和定量分析。结果表明,龙马溪组硅质页岩的显微组分以焦沥青为主,其次为笔石表皮体,在油浸入射白光下颜色呈浅灰色至灰白色,无荧光。基于不同显微组分在电镜下的赋存状态差异,龙马溪组页岩孔隙发育类型可分为生物碎屑孔隙、结构型焦沥青孔隙和无定形焦沥青孔隙。生物碎屑的表观转化率介于0~2%,表面仅见少量孤立状分布的孔隙,其孔径分布范围主要为10~50 nm。结构型焦沥青的表观转化率在8%~11%区间,内部发育相对均匀的海绵状或不规则孔隙,孔径峰值约为60 nm。无定形焦沥青的表观转化率最高,平均约为16%,且孔径峰值向大孔方向偏移。从笔石表皮体到结构型、无定形焦沥青,有机碳的芳构化程度依次降低,对应的孔隙发育程度则依次增高。研究认为有机质的原始组分及生排烃过程中的地层色层效应是导致孔隙发育非均质性的关键。

关键词：过成熟海相页岩龙马溪组显微组分有机碳结构孔隙发育

希夏邦马峰地区含绿柱石花岗伟晶岩的地球化学及年代学研究

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岩石学报 2024年第5期40卷 1548-1564页

作者：杨雷贺一凡王佳敏侯康师田雨露成都理工大学地球科学学院行星科学国际研究中心成都610059 南京大学内生金属矿床成矿机制研究国家重点实验室南京210023 中国科学院地质与地球物理研究所岩石圈演化国家重点实验室北京100029

喜马拉雅淡色花岗岩是印度和欧亚板块碰撞造山过程中的重要产物,在造山带演化和高原隆升的相关研究中受到高度关注。近年来的研究发现其经历过高度结晶分异且与超大型锂-铍-铷-铯等稀有金属矿床紧密相关。本文报道了与希夏邦马峰淡色花... 详细信息

喜马拉雅淡色花岗岩是印度和欧亚板块碰撞造山过程中的重要产物,在造山带演化和高原隆升的相关研究中受到高度关注。近年来的研究发现其经历过高度结晶分异且与超大型锂-铍-铷-铯等稀有金属矿床紧密相关。本文报道了与希夏邦马峰淡色花岗岩相关的含绿柱石伟晶岩的矿物学、地球化学和年代学资料。这些伟晶岩中的绿柱石普遍呈自形,多数被包裹在长石和石英等主要造岩矿物中,显示出岩浆结晶的特点。矿物化学显示绿柱石的元素变化以通道-八面体替代和通道-四面体替代为主。希夏邦马伟晶岩中绿柱石地球化学组成与铍成矿伟晶岩中绿柱石相当,相对喜马拉雅锂成矿伟晶岩中的绿柱石具有更低的Li_(2)O、Cs_(2)O和Na/Li比,显示出寄主岩石以铍矿化为主。这与全岩地球化学显示的伟晶岩高铍低锂的特点相一致。除此之外,伟晶岩中铷、铯、锡等稀有金属元素也发生了明显的富集。伟晶岩中稀有金属元素与Rb/Sr比之间的强正相关性表明它们的富集主要受控于分离结晶作用。独居石U-Th-Pb年代学分析表明这些伟晶岩主要形成于ca.18~17Ma,与希夏邦马淡色花岗岩岩体的年龄相一致。同时,伟晶岩中的独居石还记录了ca.25~23Ma和ca.21Ma两期年龄,代表了区域上其他两期淡色花岗岩岩浆事件。在喜马拉雅中部地区,普遍发育这三个阶段的淡色花岗岩岩浆事件以及稀有金属成矿作用,进一步表明了淡色花岗岩的形成与分异演化对伟晶岩成矿的贡献。

关键词：喜马拉雅希夏邦马淡色花岗岩绿柱石分离结晶稀有金属成矿

河流地震学:地震学方法拓展河流水文的连续动态监测研究

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科学通报 2024年

作者：杨婧蕾刘静栗帅闫晓东王协康王文鑫孟浩然兰玲天津大学地球系统科学学院中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所四川大学山区河流保护与治理全国重点实验室南方科技大学地球与空间科学系

河流系统通过水沙搬运过程在塑造地表景观方面发挥着不可或缺的作用.河流水文和泥沙输移研究是分析河流运动规律、优化水资源配置、提升防灾减灾能力的关键,但其监测长期以来受困于传统的河流监测方法对动态过程的时空变化刻画不足的限... 详细信息

河流系统通过水沙搬运过程在塑造地表景观方面发挥着不可或缺的作用.河流水文和泥沙输移研究是分析河流运动规律、优化水资源配置、提升防灾减灾能力的关键,但其监测长期以来受困于传统的河流监测方法对动态过程的时空变化刻画不足的限制.河流地震学是近年发展起来的一门新兴交叉学科,其结合地貌学、地震学、水文学等多学科的综合优势,利用布设在河岸或河道的地震检波器,收集、解析包括湍流、推移质等多种噪声源产生的震动信号,对河流进行连续动态监测.地震学手段突破了传统河流水文监测研究方法的局限,有助于深入对河流综合地貌系统的动态监测与理解,促进了固体地球物理学、环境科学和水文学的交叉融合.本文综述了河流地震学的方法理论、发展历程及其应用进展,并归纳总结了待解决的问题,提出该学科未来应用的展望,旨在为河流地貌监测和水资源管理提供科学支撑.

关键词：河流地震学推移质输移水文监测背景噪声地貌学

某工业场地土壤砷的空间分布及As(Ⅲ)迁移规律研究

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土壤通报 2024年第2期55卷 502-512页

作者：左玉涛孔文亮代义彬 SEIDOU C.D. 王铁军天津大学地球系统科学学院表层地球系统科学研究院天津300072 天津北大港湿地自然保护区管理中心天津300270 天津大学天津环渤海滨海地球关键带国家野外科学观测研究站天津300072 天津大学天津市环渤海关键带科学与可持续发展重点实验室天津300072

[目的]旨在掌握某工业场地土壤中砷(As)的空间分布特征并揭示其迁移规律,为该工业场地土壤As污染防治提供数据与理论基础。[方法]本文选取葫芦岛市某工业场地为研究区,首先统计分析了场地内土壤As含量的空间分布特征,并比较了等温与动... 详细信息

[目的]旨在掌握某工业场地土壤中砷(As)的空间分布特征并揭示其迁移规律,为该工业场地土壤As污染防治提供数据与理论基础。[方法]本文选取葫芦岛市某工业场地为研究区,首先统计分析了场地内土壤As含量的空间分布特征,并比较了等温与动态吸附两种获取土壤中As(Ⅲ)吸附参数的实验方法的特点与适用性,最终利用HYDRUS-1D模型反演计算了As(Ⅲ)在供试土壤中的D_(L)、K、α、β等迁移参数。[结果]场地土壤As浓度水平分布具有显著差异,在垂向上主要富集于40 cm深度内,且随深度增加而降低。等温吸附实验的结果表明:土样中As(Ⅲ)的平衡固相浓度随液相浓度增加呈非线性增长趋势,Langmuir模型(R^(2)=0.988)对实测数据的拟合效果优于Henry和Freundlich模型。动态吸附实验结果展示了As(Ⅲ)相对浓度完全穿透土柱所需的污染液体积随As(Ⅲ)初始浓度的增加而减少的规律;HYDRUS-1D反演结果表明三类吸附模型中,Langmuir模型(R^(2)=0.990)更适用于模拟土样中As(Ⅲ)的动态吸附过程。相较于等温吸附实验,使用动态吸附实验模拟As(Ⅲ)迁移行为更接近其在土壤中的真实迁移过程。[结论]该场地中的As污染来源于工业活动,主要集中在浅层土壤;土壤中As(Ⅲ)的迁移行为表现为非线性过程,较高的初始浓度将加速As(Ⅲ)的垂向迁移。动态吸附实验方法应优先应用于土壤As迁移过程及其参数获取的研究中。

关键词：土壤砷工业污染等温吸附动态吸附 HYDRUS-1D

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甲烷柱浓度红外高光谱遥感反演与验证

遥感学报 2024年第8期28卷 1968-1985页

作者：周敏强倪启晨王佳欣蔡兆男南卫东王普才中国科学院大气物理研究所碳中和研究中心北京100029 中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049 中国科学院大气物理研究所香河大气综合观测试验站廊坊065400

甲烷(CH_(4))浓度变化是当前气候变化研究中的一个焦点问题。红外高光谱遥感技术已经成为探测大气CH_(4)浓度变化的重要技术手段。本文针对红外高光谱CH_(4)地基遥感反演技术,介绍了国际上重要的观测网络,包括TCCON(Total Carbon Column... 详细信息

甲烷(CH_(4))浓度变化是当前气候变化研究中的一个焦点问题。红外高光谱遥感技术已经成为探测大气CH_(4)浓度变化的重要技术手段。本文针对红外高光谱CH_(4)地基遥感反演技术,介绍了国际上重要的观测网络,包括TCCON(Total Carbon Column Observing Network),NDACC-IRWG(Network for the Detection of Atmospheric Composition Change-the Infrared Working Group)和COCCON(COllaborative Carbon Column Observing Network),讨论了这些观测网络的主要特点,包括观测仪器、波段设置、反演算法、产品特性等。针对红外高光谱CH_(4)浓度卫星遥感反演,概述了国际上的CH_(4)卫星遥感发展现状。同时,以日本GOSAT(Greenhouse gases Observing SATellite)卫星为例,探讨了卫星CH_(4)遥感地基验证工作中的关键技术,阐明了地基遥感对于卫星CH_(4)遥感产品改进的重要性。最后,利用TCCON香河站的观测资料,对最新版的TROPOMI(TROPOspheric Monitoring Instrument)卫星CH_(4)观测反演数据产品进行了地基验证,表明在华北地区TROPOMI CH_(4)柱浓度产品达到了其观测精度目标设定要求;TROPOMI观测得到的CH_(4)柱浓度年增长率要略高于TCCON的观测结果,两者相差0.263±0.172%/a;地基与卫星的差值具有季节变化特征,春季卫星的观测值大于TCCON观测值约0.3%,秋季卫星的观测值小于TCCON观测值约0.2%。

关键词：遥感甲烷柱浓度地基傅里叶光谱卫星验证 TROPOMI

山东胶莱盆地五莲地区早白垩世红层古地磁研究及其构造意义

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地质学报 2024年第2期98卷 381-396页

作者：鲍晶胡羽栗兵帅颜茂都柳永清许克民崔明明东华理工大学地球科学学院江西南昌330013 中国科学院青藏高原研究所青藏高原地球系统与资源环境国家重点实验室北京100101 中国地质科学院地质研究所北京100037 山东省地质调查院山东济南250014

胶东半岛中生代以来的旋转变形对限定郯庐断裂的剪切走滑活动具有重要意义,然而目前对胶莱盆地中生代旋转变形与否及其幅度仍存在很大争议。本文选择胶莱盆地南部五莲地区早白垩世莱阳群龙旺庄组红层开展系统古地磁学研究,共采集11个采... 详细信息

胶东半岛中生代以来的旋转变形对限定郯庐断裂的剪切走滑活动具有重要意义,然而目前对胶莱盆地中生代旋转变形与否及其幅度仍存在很大争议。本文选择胶莱盆地南部五莲地区早白垩世莱阳群龙旺庄组红层开展系统古地磁学研究,共采集11个采点82个定向古地磁岩芯样品。岩石磁学实验结果表明,样品的载磁矿物主要为赤铁矿,部分样品同时含有少量磁黄铁矿和磁铁矿;系统热退磁实验共分离出8个采点58个样品的稳定特征剩磁方向,并认为其可能代表岩石沉积时期的原生剩磁方向。8个采点的特征剩磁方向平均值为Ds=169.5°、Is=33.2°、ks=40.9、α_(95)=8.8。相对于稳定东亚极,五莲地区发生了显著的(22.8°±8.8°)逆时针旋转变形。结合前人在胶莱盆地白垩纪沉积岩中获得的古地磁结果,指示胶莱盆地晚白垩世以来可能经历了整体的逆时针(10°~20°)旋转变形,而沿五莲断裂带向南西方向的逆时针旋转变形幅度增大,表明受郯庐断裂带左行走滑的影响增强。此外,沿郯庐断裂带不同部位在不同时期发生了不同方式和幅度的旋转变形,其不仅受郯庐断裂带左行剪切活动影响,还与断裂带周缘不同地体的性质及其所处的大地构造背景有关。

关键词：胶莱盆地早白垩世五莲郯庐断裂古地磁旋转

国家公园生态系统文化服务的多元利益主体认知比较——基于1073份实证调查分析

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生态学报 2024年

作者：王鹏李乐李楠高志强何友均谢和生国际竹藤中心绿色经济研究所中国林业科学研究院热带林业研究所西昌学院农业科学学院中国林业科学研究院林业科技信息研究所

探明不同利益主体对生态系统文化服务（CES）的价值认知，对于实现国家公园生态系统的科学管理具有重要理论价值与现实意义。以钱江源国家公园体制试点区为例，基于建立的CES评价指标体系，通过1073份有效调查问卷分析，探明居民、管理... 详细信息

探明不同利益主体对生态系统文化服务（CES）的价值认知，对于实现国家公园生态系统的科学管理具有重要理论价值与现实意义。以钱江源国家公园体制试点区为例，基于建立的CES评价指标体系，通过1073份有效调查问卷分析，探明居民、管理人员、游客等多元核心利益主体对CES的认知，并在此基础上，利用熵值法与综合模糊评价法对国家公园CES重要性与水平进行综合评价。结果表明：（1）居民和管理人员都对生态改善服务的价值认知最高，具有一定趋同性；而游客则对保健服务认知程度最高（2.44），这与其旅行目的相关。居民、管理人员与游客认知程度最低的CES分别是系统治理（1.89）、民俗文化普及（2.12）、精神崇拜（1.86）服务。（2）在重要性方面，3类主体均认为人文关怀服务>自然体验服务>社会服务，在具体指标层面，居民最看重民俗文化普及服务（0.1355）、管理人员和游客最看重精神崇拜服务。（3）3类主体对CES认知评价排序为管理人员（4.24）>游客（4.11）>居民（3.99），管理人员与居民分别作为重要的政策制定执行者与利益获得者，体现了不同政策参与主体利益需求对CES认知评价的驱动作用。（4）CES认知的权衡关系主要体现在管理人员，居民与游客的CES认知为协同关系。协同性最强的CES是管理人员对于生态改善和艺术灵感服务的认知、权衡性最强的是荒野保护与科普教育服务之间的认知。CES认知与不同主体的内在利益需求和自身认知难易程度有关，研究结果将为国家公园政策制定提供参考。

关键词：国家公园生态系统文化服务多元利益主体景观美学认知

滇中盆地石炭纪—中二叠世沉积-古地理特征与富Li黏土岩物源分析

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地质学报 2024年

作者：张佳慧闫臻薛传东俞良军魏爱英付长垒王维王宇周红琳中国科学院地质与地球物理研究所昆明理工大学地球科学系中国地质科学院地质研究所

滇中盆地石炭系—中二叠统产有铝土矿、煤、方解石矿、石灰岩等矿产,并伴生大量的富Li黏土岩,其成矿环境受沉积环境及其构造古地理时空演变的制约。系统的野外调查研究显示,滇中盆地石炭系是一套形成于滨岸潮坪-潟湖环境的陆源碎屑岩和... 详细信息

滇中盆地石炭系—中二叠统产有铝土矿、煤、方解石矿、石灰岩等矿产,并伴生大量的富Li黏土岩,其成矿环境受沉积环境及其构造古地理时空演变的制约。系统的野外调查研究显示,滇中盆地石炭系是一套形成于滨岸潮坪-潟湖环境的陆源碎屑岩和碳酸盐岩组合,下—中二叠统则为潟湖-潮坪-开阔台地相沉积组合。其中,下石炭统大塘组主体表现为潮坪环境的碳酸盐岩夹泥页岩组合,潟湖相沉积仅出现在牛首山古陆周缘;上石炭统威宁组和马平组仅在牛首山古陆旁侧零星出露,为滨岸潮坪相沉积;下二叠统倒石头组是一套细粒陆源碎屑沉积组合,局部夹少量灰岩透镜体,产有铝土矿、煤矿及富Li黏土岩,形成于潮坪-潟湖环境;中二叠统栖霞组和茅口组为藻屑灰岩、白云质亮晶生屑灰岩及中—粗晶白云岩组合,为开阔台地相沉积。空间上,大塘组和倒石头组厚度变化较大,总体具有向南地层厚度变薄且煤层和铝土质岩层数减少的趋势,显示水体向南逐渐变浅;栖霞组和茅口组向北的出露面积和厚度增大,与古水流分析揭示的早、中二叠世滇中地区具有东南高、西北低的古地貌特征相一致。这说明,滇中盆地东南侧的牛首山古隆起是该盆地倒石头组的主要沉积物供给区。岩石地球化学资料显示,倒石头组为富Al和Li的黏土岩,并受物源区风化强度和沉积环境的控制,当Al2O3<55%、Al2O3/SiO2<3时,Li与Al2O3含量呈正相关关系,其余均呈负相关关系。区域资料分析显示,牛首山古隆起以前寒武纪中—基性火山岩和相关沉积岩为主,在早石炭世—中二叠世受古特提斯洋持续打开的影响发生区域隆升,导致其火山-沉积地层发生风化剥蚀并伴随区域火山活动,从而成为其旁侧的滇中盆地铝土矿和富Li黏土岩的重要来源。

关键词：石炭纪—中二叠世沉积-古地理环境物源分析富Li黏土岩牛首山古陆滇中盆地

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工业地理信息系统的设计和关键技术研究

遥感学报 2024年第5期28卷 1189-1205页

作者：毛善君张鹏鹏张浩源陈金川李梅陈华州北京大学地球与空间科学学院遥感与地理信息系统研究所北京100871 北京龙软科技股份有限公司北京100190

自20世纪60年代地理信息系统理论、技术和软硬件系统产生以来,已经在传统地学以及数字城市、智能交通、高科技战争等领域得到广泛应用。在全世界范围内,智能化矿山、智能化工厂的建设是大势所趋,与此相关的厂房、设备、零部件、工作环... 详细信息

自20世纪60年代地理信息系统理论、技术和软硬件系统产生以来,已经在传统地学以及数字城市、智能交通、高科技战争等领域得到广泛应用。在全世界范围内,智能化矿山、智能化工厂的建设是大势所趋,与此相关的厂房、设备、零部件、工作环境也属于地理空间对象,而且这些实体之间也存在空间关系。为此,基于智能化矿山、智能化工厂日常生产对象的时空特性和管控需求,结合数字孪生、工业控制、大数据分析等技术,本文提出了工业地理信息系统IGIS(Industry Geographic Information System)的概念及数据模型,并在工业智能化的背景下,构建了包括设备层、数据采集传输层、IGIS平台层、业务服务层和应用决策层的框架体系。针对数据标准规范、时空数据协同处理、工业环境数字孪生、工业设备数字孪生、时空数据智能分析和组态控制等关键技术问题提出了解决方案,为实现智能化矿山、智能化工厂宏观微观空间对象的一体化拓扑表达、存储、分析和协同控制提供了统一的时态地理信息系统(TGIS)远程管控平台。该平台已经在中国多对煤矿的矿井和选煤厂得到了初步应用,验证了系统的实用性和可行性。

关键词：遥感工业地理信息系统智能化矿山智能化工厂数字孪生可视化管控