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2016年  第22卷  第4期

特邀主编致读者
特殊地区地质填图工程概况
胡健民
2016, 22(4): 803-808.
摘要 (28) HTML (5) PDF (698KB)(10)
摘要:
特殊地质地貌区填图
西北断陷盆地覆盖区填图方法探索——新疆巴里坤盆地填图实践
王国灿, 赵璇, 陈超, 陈越, 季军良, 王岸, 曹凯
2016, 22(4): 809-821.
摘要 (13) HTML (3) PDF (2247KB)(9)
摘要:
西部断陷盆地覆盖区覆盖层与基岩面地质结构及盆山关系是当今覆盖区区域地质调查研究需解决的重点与难点。基于新疆巴里坤山间断陷盆地覆盖区地质填图试点实践,梳理出断陷盆地区地质填图的基本内容和填图目标;强调覆盖区地质调查必须针对需解决的关键地质问题,贯彻地表地质调查-地球物理探测-钻孔验证相结合的基本工作思路;确定出普适性的填图技术路线和围绕填图目标及基本内容的针对性填图方法组合;最后以巴里坤断陷盆地填图为例,从调研目标的确定到物探工作及方法组合优选和钻探布设,系统介绍了巴里坤断陷盆地覆盖区地质填图的方法体系,并最终落实到地质填图成果的体现,成为西部断陷盆地覆盖区地质填图的示范。
平原区多层次地质填图方法及成果应用——以江苏港口、泰县、张甸公社、泰兴县、生祠堂镇幅平原区1:50000填图试点为例
李向前, 赵增玉, 程瑜, 郭刚, 盛君, 金永念, 张祥云
2016, 22(4): 822-836.
摘要 (27) HTML (17) PDF (4830KB)(22)
摘要:
以江苏港口、泰县、张甸公社、泰兴县、生祠堂镇幅平原区1:50000填图试点为例,围绕深覆盖平原区1:50000基础地质填图的不同深度层次目标任务,采取多种有效技术方法组合,分别对浅表(0~4 m)沉积物、第四纪以来松散层、以及基岩地质等3个深度层次的有效地质填图技术方法进行研究。浅表采用槽型钻+DEM+RS的综合填图方法,第四纪以来松散层采用钻孔、综合地球物理测井相结合的方法建立地层格架,基底地质特征通过区域重磁资料结合浅层地震勘查研究,有效填绘各层次地质信息。基于多种信息源,建立了不同深度、不同精度的多尺度三维地质模型,通过三维建模客观表达多层次地质结构特征,丰富了平原区1:50000填图成果图件体系。最后,探索了不同层次填图成果的应用领域,为平原区1:50000填图的地质图件表达及成果应用提供示范。
高山峡谷区1:50000地质填图技术方法探索与实践——以新疆乌什北山为例
辜平阳, 陈瑞明, 查显峰, 庄玉军, 胡朝斌, 李培庆, 查方勇, 李林, 郭亚鹏
2016, 22(4): 837-855.
摘要 (33) HTML (7) PDF (6380KB)(9)
摘要:
新疆乌什北山填图试点项目充分发挥遥感技术的先导作用,探索1:50000高山峡谷区填图方法。不同分辨率遥感数据在岩性、构造解译等方面的差异表明多源遥感数据综合解译能有效提高解译程度。研究认为同一遥感数据最佳波段组合图像、Landsat-8和Worldview-2数据协同图像增强了对岩性和构造识别的能力。高光谱遥感矿物填图和岩性分类、基于ASTER热红外遥感数据的岩石化学成分填图等是高山峡谷区填图有效技术方法。利用ETM和ASTER数据开展矿化蚀变信息提取,结果表明ASTER较ETM数据在铁染异常、羟基异常等提取方面具有更大的优势。分析认为多元信息综合预测是区域找矿的重要途径。根据乌什北山地质地貌特征,选择其中有效技术方法或技术方法组合开展1:50000地质填图,结果显示在减少剖面测制和路线地质调查数量的同时,达到了填图精度,并取得了若干重要研究成果,为区域构造演化和成矿规律分析总结提供了资料支撑。
新构造-活动构造区填图技术方法初析——以宁夏1:50000红崖子、大坝站、青铜峡铝厂三幅新构造与活动构造区填图试点为例
施炜, 陈虹, 李振宏, 公王斌, 邱士东
2016, 22(4): 856-867.
摘要 (24) HTML (9) PDF (3571KB)(7)
摘要:
在宁夏1:50000红崖子、大坝站、青铜峡铝厂三幅新构造与活动构造区填图试点的基础上,按照新构造、活动构造和构造地貌等几个方面,初步总结了新时期的新构造与活动构造区填图技术方法。新时期新构造与活动构造区的区域地质调查应满足国家与地方经济发展需要,多任务、多层次、多学科开展工作,面向大数据时代,形成海量数据、多方位、高效与高价值的成果。
河流沉积分析在浅覆盖第四纪填图中的应用——以内蒙古河套地区1:50000填图试点为例
刘晓彤, 张绪教, 叶培盛, 贾丽云, 蔡茂堂, 何泽新, 李成路, 吴泽群, 周青硕
2016, 22(4): 868-881.
摘要 (20) HTML (9) PDF (3479KB)(9)
摘要:
随着国家大比例尺地质调查(1:50000)向特殊地质地貌区的开展,已有第四纪填图方法已不能满足覆盖区填图的实际需求,地质工作者面临着第四纪大比例尺填图“填什么、如何填”的问题。选取典型覆盖区——河套平原为研究区,以河流沉积理论为指导,通过钻孔揭露方法,建立了全新世以来的河流沉积体系,并以此作为区域地质图骨架,提出了河道亚相、堤坝亚相、泛滥平原亚相的填图单元,应用“逐步逼近原则”确定地质界线,划分出区内三期河道及其相应的沉积体系,解决了覆盖区第四纪地质调查中填图单元稀少,地质图表达单调的问题,为覆盖区第四纪地质调查提供了一套可行方案。
遥感解译在内蒙古狼山戈壁荒漠地区1:50000地质填图中的应用
何鹏, 滕学建, 刘洋, 滕飞, 郭硕, 王文龙, 田健, 段宵龙
2016, 22(4): 882-892.
摘要 (41) HTML (10) PDF (3337KB)(6)
摘要:
针对内蒙古戈壁荒漠区特殊地貌地质填图工作,选择ASTER和SPOT5数据,通过图像融合、影像校正、影像增强等处理方法,提高图像的空间分辨率和光谱分辨率。利用遥感解译图像快速准确地获取地层、侵入体和构造的解译标志,通过遥感地质解译结合地面调查进行综合分析和解译,提高了填图的准确性,为特殊地质地貌区地质填图提供技术支持,对于在同类区域开展地质填图工作有指导意义。
特殊地质地貌区填图物化探技术应用
喻劲松, 荆磊, 王乔林, 韩伟, 刘华忠, 郜晓亮
2016, 22(4): 893-906.
摘要 (35) HTML (9) PDF (4003KB)(5)
摘要:
基于物化探技术方法在特殊地质地貌区填图中的应用实验,介绍从区域物化探数据提取地质填图信息的方法,指出重磁与氡-汞气测联合应用是覆盖区探测隐伏岩体、断裂的高效低成本物化探技术组合。运用基于地球化学理论方法的元素地球化学判别技术,在强烈风化区定量划分风化等级为:基岩-弱风化-中度风化-强风化-全风化-残积土等;指出风化壳元素地球化学行为对原生矿物分解、次生矿物形成具有示踪效应;不同风化层稀土元素富集分异显著,强烈富集于全风化层(岩土界面或风化岩石顶界)中的稀土元素分布模式,可作为界定风化壳分层的重要地球化学判别指标。
技术方法探索
基于多源遥感数据的高山峡谷区岩性信息提取研究——以新疆乌什县北山1:50000填图试点为例
孟鹏燕, 孙杰, 于长春, 穆超, 帅爽, 谢菲, 孟丹
2016, 22(4): 907-920.
摘要 (49) HTML (15) PDF (4860KB)(1)
摘要:
新疆乌什县北山1:50000填图试点项目位于塔里木盆地西北边缘和西南天山交接部位,海拔较高,地形切割较深,属于典型的高山峡谷区。利用ASTER、SPOT6、GF-2等多源遥感数据,基于典型岩性光谱吸收特征,进行岩性差异信息增强与提取研究,总结出一套基于多源遥感数据进行岩性单元边界划分的方法。以ASTER数据、ASTER与SPOT6协同数据、ASTER与GF-2协同数据等为基础影像数据,并选择最佳波段组合进行RGB彩色合成,从而增强影像差异,结合已有研究区地质资料,初步圈定不同影像单元边界;继而利用矿物丰度指数、SMACC端元丰度提取等方法识别研究区内主要岩性的分布位置和范围;最后结合野外实际调查数据,依据实际地质背景和影像质量进行筛选,获得最终的岩性单元解译图。研究结果为该区进一步进行地层优化划分及对比提供了参考资料。
遥感技术在岩溶区1:50000区域地质调查中的应用——以黔西北地区为例
程洋, 吕勇, 涂杰楠, 童立强
2016, 22(4): 921-932.
摘要 (21) HTML (3) PDF (4084KB)(1)
摘要:
以西南岩溶区特殊的资源和环境特点为导向,利用多源、多时相、多尺度遥感数据,采用遥感信息计算机自动提取和人机交互解译相结合的技术方法,将遥感技术系统应用于岩溶区1:50000区域地质调查工作中,提供系列的基础图件辅助岩溶区区域地质填图,提高了岩溶区1:50000区域地质调查的效率。初步建立了适合西南岩溶区的1:50000区域地质调查遥感技术方法体系,快速准确地解译出了岩溶区特殊的地质、地貌、环境、水文等要素,为特殊地质地貌区地质填图提供技术支持。
无人机航空遥感地质解译在岩石地层单元识别中的应用——以1:50000西南岩溶区填图试点为例
山克强, 潘明, 林宇
2016, 22(4): 933-942.
摘要 (26) HTML (6) PDF (4320KB)(4)
摘要:
不同基岩组合形成的微地貌形态特征的获取是大比例尺遥感解译岩石地层单元的基础,关键是提高遥感影像及地形数据的空间分辨率。在西南岩溶区填图试点项目中,通过无人机航空遥感平台(UAV)获取了工作区0.2 m分辨率的高精度遥感影像、高密度的点云数据以及0.5 m分辨率的数字高程模型(DEM),影像与DEM叠加建立工作区三维地表模型,实现了区内微地貌形态的高清晰度真三维再现,真实客观地描述了区域地表微地貌特征,促进了不同基岩上形成的微地貌特征的精细化研究,提高了遥感数据的解译程度。解译过程中结合已有地质资料,建立工作区不同岩石地层单元的微地貌、颜色及植被等方面的解译标志,基于三维地表模型实现了对工作区岩石地层单元的识别。
重磁电综合地球物理探测河套盆地深部结构
刘嵘, 马见青, 李庆春, 叶培盛
2016, 22(4): 943-954.
摘要 (44) HTML (25) PDF (2997KB)(22)
摘要:
从地球物理的角度出发,利用重力、磁法及电法勘探对河套盆地第四系深覆盖区展开深入研究,对河套断陷带南北边界断裂——鄂尔多斯北界断裂、色尔腾山前断裂的性质,河套盆地第四纪沉积物特征及厚度,河套沉积基底构造的探测进行了大量研究工作,并利用电法剖面对该区第四纪含水层分布规律进行了初步研究。通过重磁联合反演、天然地震数据,分析并推断了研究区由南向北的4条隐伏断层F1-F4及狼山-色尔腾山前大断裂F5,同时揭露了该区结晶基底的起伏及埋深,研究区南部基底深度2.5~4.2 km,北部中心基底最大埋深可达6 km,北部色尔腾山前断裂带迅速升至0~1 km。
区域化探数据在华南强烈风化区地质填图中的应用
吴俊, 卜建军, 谢国刚, 彭兴芳
2016, 22(4): 955-966.
摘要 (21) HTML (6) PDF (3259KB)(4)
摘要:
自区域化探全国扫面计划开始以来,区域化探数据在矿产勘查、环境、生态及农业等方面均发挥了很大作用,但对其在地质填图中的应用研究比较少。在中国南方花岗岩广泛分布的地区,化学风化强烈,风化层覆盖厚,植被发育,基岩裸露少,岩性识别和界线划分困难,严重影响了填图的速度和精度。通过对区域化探数据的处理分析,筛选特征指示元素编制地球化学图,发现对侵入岩体具明显指示的元素地球化学分区。通过野外实地验证,元素地球化学分区可以揭示不同期次侵入体的分布范围,利用元素地球化学分区可以有效提高强风化区地质填图的效率和精度。
围压下裂隙对地震波速度影响的物理实验研究
赵卫华, 王红才, 魏建新, 孙东生, 李阿伟
2016, 22(4): 967-975.
摘要 (34) HTML (9) PDF (3364KB)(8)
摘要:
构建了等直径不同裂隙密度和等裂隙密度不同裂隙直径两组物理模型,进行不同围压条件下多方向的超声波速度测试,并运用Hudson理论进行了理论模型计算。结果显示,计算与实测结果吻合较好。随围压的增大,纵、横波速度均近线性增加,纵、横波各向异性基本保持不变;裂隙密度从2%增大到6%,纵波速度不同程度降低,其中慢纵波降低幅度相对较大,快横波变化不明显,而慢横波则大幅降低。随着裂隙密度的增大,纵、横波各向异性均增大,且横波各向异性增加速率大于纵波;裂隙直径从2 mm增大到3 mm,快纵波速度增加很小,慢纵波增加明显,横波速度均不发生改变。随着裂隙直径的增大,纵波各向异性逐渐降低,横波各向异性保持不变。最后结合试验结果分析了Hudson理论在不同深度进行参数预测的必要条件。研究结果有助于油气生产、地下水的开采与控制、污染处理等。
双极化SAR联合光学遥感影像在南方强风化区填图中的试验研究
裴媛媛, 邓飞
2016, 22(4): 976-983.
摘要 (26) HTML (5) PDF (3806KB)(2)
摘要:
中国南方地区气候温暖湿润,多数地质体覆盖有厚度不等的风化层,植被茂密,光学遥感图像上反映的大部分是植被覆盖层的光谱信息,对地质解译填图造成了困难。以粤西罗定地区为例,在植被茂密的南方强风化地区利用ALOS-PALSAR双极化合成孔径雷达影像与Landsat 8 OLI多光谱影像进行联合解译,结果表明,联合解译能够有效提升可识别岩性的种类,可以在南方强风化区填图中进行推广。
基础地质研究
华北临汾盆地中部柴庄上新世-更新世剖面沉积学特征及其构造意义
陈兴强, 施炜, 胡健民, 董树文
2016, 22(4): 984-993.
摘要 (37) HTML (6) PDF (4033KB)(4)
摘要:
临汾盆地位于华北克拉通汾渭地堑系中南部,是典型的受控于北东-南西向和近东西向正断层的晚新生代断陷盆地。沉积相、古水流和重矿物综合分析表明,盆地中部的柴庄新生界剖面除顶部的风成黄土之外,可以划分为3个岩性段,分别具有不同的物源,反映了不同时期的构造背景。第一岩性段为上新统(5.0~2.6 Ma),冲积扇和风成红黏土沉积,冲积扇碎屑物源为盆地周缘的灰岩等沉积岩类;第二岩性段为更新统下部(2.6~1.0 Ma),三角洲相沉积,沉积物来自盆地南缘中条山北部和东缘太行山西部的太古宇-下元古界的花岗片麻岩和片麻岩、上元古界-古生界的碳酸盐岩、中生界的陆源碎屑岩及少量不同时代的花岗岩;第三段为更新统中上部( < 1.0 Ma),河流相沉积,主要物源为盆地北东缘太行山的花岗岩类、少量沉积岩和变质岩。结合区域应力演化过程认为,距今5.0~2.6 Ma期间,受北西-南东向伸展作用影响,北东-南西向正断层为盆地的主控断层;距今2.6~1.0 Ma时期,主要受到北东-南西伸展应力的影响,近东西向断层开始活动;距今1.0 Ma以来,沉积环境由三角洲和湖泊相转为河流相沉积,指示盆地发育的减弱,可能与后一期伸展应力的减弱有关。上述结果表明,受青藏高原向北东扩展的影响,汾渭地堑系至少经历了中新世晚期-上新世早期(>5 Ma)、2.6 Ma和1.0 Ma等主要构造转换时代。
苏北盆地TZK9孔磁性地层及重矿物组合特征研究
程瑜, 李向前, 赵增玉, 张祥云, 郭刚
2016, 22(4): 994-1003.
摘要 (26) HTML (2) PDF (2818KB)(3)
摘要:
通过对苏北盆地TZK9孔的磁性地层和重矿物组合分析,探索了该地区晚上新世以来沉积物的物源变化特征。古地磁结果显示,TZK9孔的M/G界线位于250.3 m,B/M界线位于78.5 m,并很好记录了2次正极性亚时(Jaramillo和Olduvai),分别位于129.0~150.2 m与172.55~192.80 m,通过沉积速率外推获得该钻孔的底界年龄约为3.0 Ma。对TZK9孔重矿物组合、特征指数进行分析,并结合淮河及长江下游的重矿物组合特征,揭示在距今3.0~2.6 Ma其沉积物主要来自于淮河流域。而相比晚上新世,第四纪的磷灰石、锆石、金红石、电气石含量增加,表明该地区开始受到了长江流域的影响,而第四纪以来重矿物特征指数(ZTR)逐渐增大可能主要受控于全球气候变化。
牛首山-罗山断裂带北段柳木高断裂第四纪活动特征
公王斌, 施炜, 陈虹, 邱士东, 尹艳广, 赵燚
2016, 22(4): 1004-1014.
摘要 (52) HTML (8) PDF (5938KB)(7)
摘要:
牛首山-罗山断裂带是青藏高原东北缘弧形断裂系最外缘断裂带,自南向北由固原断裂、罗山东麓断裂、牛首山断裂及三关口断裂组成。通过遥感解译、野外调查及探槽揭露等方法对牛首山断裂北段柳木高断裂第四纪几何学、运动学特征进行了研究,并通过断层截切地层关系及年代学测试,限定了该断裂第四纪演化过程及全新世的地震事件。研究结果表明,柳木高断裂上新世至晚更新世自南西向北东逆冲,晚更新世至全新世左行走滑逆冲,表现为正花状构造,而全新世则发生了正倾滑运动。全新世期间,1690±30 yr BP(公元320-415)之后发生了一次古地震事件,推测柳木高断裂可能是公元876年青铜峡南6.5级地震的发震断裂。柳木高断裂第四纪早期活动特征与固原断裂、罗山东麓断裂及牛首山断裂一致,是青藏高原北东向持续扩展引起的,而全新世的正倾滑运动可能与银川地堑的伸展作用有关。
西南天山乌什县晚三叠世镁铁-超镁铁质层状杂岩体年代学及地球化学研究
胡朝斌, 李培庆, 辜平阳, 陈锐明, 查显锋, 庄玉军
2016, 22(4): 1015-1031.
摘要 (22) HTML (9) PDF (8805KB)(3)
摘要:
镁铁-超镁铁质层状杂岩体被认为是岩石圈伸展的重要标志之一,携带有丰富的地幔信息,是研究地幔物质组成、深部地质作用的绝佳对象。西南天山乌什县北巴勒的尔喀克沟地区新发现的镁铁-超镁铁质岩体具有层状杂岩特征,获得辉长岩锆石U-Pb年龄为224±4 Ma,属于晚三叠世。岩石地球化学分析显示富水、富碱、轻稀土富集、重稀土亏损以及明显富集Th、U、Nb、Ta、La、Ce不相容元素等特征,指示其源自于含水的富集型地幔源区,是石榴石二辉橄榄岩较低程度部分熔融的产物。其原生岩浆可能为富铁、钛的高镁玄武质岩浆,岩石系列主要受分离结晶作用控制,同化混染作用影响小。该期岩浆活动于南天山洋盆闭合、板块的碰撞造山活动之后的陆内造山阶段,代表了板块拉伸背景下幔源岩浆演化的产物,指示西南天山地区在三叠纪末可能存在一期岩石圈伸展事件。
新疆哈尔里克早石炭世A型花岗岩的岩石成因及构造意义
王良玉, 廖群安, 肖典, 罗婷, 赵浩, 刘鸿飞, 王国灿
2016, 22(4): 1032-1048.
摘要 (95) HTML (35) PDF (5050KB)(1)
摘要:
对出露在哈尔里克山西段小白杨沟-南山口一带的早石炭世花岗岩进行了锆石LA-ICP-MS U-Pb定年,结果为331.3±1.9 Ma,属早石炭世晚期。其岩石组合为碱长花岗岩、碱性花岗岩,暗色矿物以黑云母为主,见钠质角闪石,具富碱、贫钙镁和低铝铁的特征,微量元素明显富集Rb、Th、K等大离子亲石元素和Zr、Hf等高场强元素而强烈亏损Ba、Sr、Eu等元素,10000 Ga/Al值变化于2.93~3.80之间,表明该碱性花岗岩属于典型的A型花岗岩,具板内花岗岩特征,并非前人认为的岛弧花岗岩,其正εNd(t)值(+5.66~+6.12)和年轻的Nd模式年龄(TDM2=0.60~0.62 Ga)显示岩浆来源于新生年轻地壳。从本次1:50000区调研究成果看,博格达自早石炭世开始伸展,早石炭世晚期进入闭合阶段,哈儿里克山早石炭世晚期岩体应处于博格达裂谷晚期阶段,并非前人所说的后碰撞和岛弧环境。
准噶尔东部早志留世两类花岗岩的岩石成因及构造意义
肖典, 廖群安, 王良玉, 赵浩, 查雁鸿, 赵红伟, 尹庭旺, 田锦明, 刘鸿飞
2016, 22(4): 1049-1061.
摘要 (91) HTML (36) PDF (4346KB)(4)
摘要:
哈尔里克山西段早志留世二长花岗岩和正长花岗岩呈北西西向带状展布,侵入奥陶系塔水组(O1-2t),LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为438.8±2.3~435.8±3.1 Ma。岩石高硅(SiO2含量73.0%~77.8%)、富钾(K2O含量3.31%~4.26%)、低镁(MgO含量0.03%~0.59%),铝饱和指数A/CNK值1.02~1.08,属高钾钙碱性弱过铝质岩石。二长花岗岩轻重稀土分馏显著,Eu异常中等,亏损Nb、Ta、Ti、P,富集Rb、Ba、K,表现为分异的Ⅰ型花岗岩特征,源区为基性下地壳;正长花岗岩强烈亏损Eu、P、Ti、Sr,不同程度富集Rb、K、Zr、Hf,表现为A型花岗岩特征,其源区为缺水的浅部长英质地壳。结合区域地层不整合资料,认为东准噶尔地区早志留世为后碰撞环境而非岛弧带,后碰撞软流圈上涌带来的热熔融准噶尔年轻地壳形成了岩性丰富的东准噶尔志留纪后碰撞岩浆岩组合。
地球系统科学
地球系统科学的先驱——李四光
李东旭, 龙长兴
2016, 22(4): 1062-1066.
摘要 (62) HTML (13) PDF (1837KB)(3)
摘要:
地球系统科学从20世纪80年代蓬勃兴起。国内外学者普遍认为地球系统科学(Earth System Science)概念是由美国国家航空航天局(NASA)1983年首次正式提出。然而如果我们重温李四光先生遗著,则不难发现早在20世纪20-30年代他就已将系统论引入地质学,提出了诸如构造系统(tectonic system)、大陆车阀说、海水进退规程等等新概念;1970年在他临终前出版的《天文·地质·古生物》,还将地球系统科学研究内容进一步扩大。可以说,系统科学思想贯彻在他的一生论著中,说明我国杰出地质学家李四光才是真正地球系统科学的先驱。李四光先生有诸多超前思维值得传承,他创建的“地质力学”的内容就是现代“系统构造地质学”加“地球系统科学”。