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2022年 第28卷  第2期

封面
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2022, 28(2): .
摘要 (10) PDF (1357KB)
摘要:
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2022, 28(2): .
摘要 (12) PDF (527KB)
摘要:
构造体系与构造地质
2022年1月8日青海门源MS 6.9地震地表破裂考察的初步结果及对冷龙岭断裂活动行为和区域强震危险性的启示
韩帅, 吴中海, 高扬, 卢海峰
2022, 28(2): 155-168. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2022013
摘要 (37) HTML (9) PDF (38741KB)
摘要:
2022年1月8日青海门源MS 6.9地震发生在青藏高原东北缘的祁连山断块内部,仪器震中位于海原活动断裂系西段的冷龙岭断裂带上,是该断裂系自1920年海原8.5级大地震后再次发生M>6.5的强震。考察结果的初步总结表明,此次门源地震产生了呈左阶斜列分布、总长度近23 km的南北两条破裂,在两者之间存在长约3.2 km、宽近2 km的地表破裂空区。南支破裂(F1)出现在托来山断裂的东段,走向91°,长约2.4 km,以兼具向南逆冲的左旋走滑变形为主,最大走滑位移近0.4 m。北支主破裂(F2)出现在冷龙岭断裂的西段,总长度近20 km,以左旋走滑变形为主,呈整体微凸向北东的弧形展布,包含了走向分别为102°、109°和118°的西、中、东三段,最大走滑位移出现在中段,为3.0±0.2 m。此外,在北支主破裂中—东段的北侧新发现一条累计长度约7.6 km、以右旋正断为主的北支次级破裂(F3),累计最大走滑量约0.8 m,最大正断位移约1.5 m。综合分析认为,整个同震破裂以左旋走滑变形为主,具有双侧破裂特点,宏观震中位于北支主破裂的中段,其地表走滑位移很大可能与震源破裂深度浅有关,其中的右旋正断次级破裂可能是南侧主动盘向东运移过程中拖曳北侧块体发生差异运动所引起的特殊变形现象。印度与欧亚板块近南北向强烈碰撞挤压导致南祁连断块沿海原左旋走滑断裂系向东挤出,从而引发该断裂系中的托来山断裂与冷龙岭断裂同时发生破裂,成为导致此次强震的主要动力机制。在此大陆动力学背景下,以海原左旋走滑断裂系为主边界的祁连山断块及其周边的未来强震危险性需得到进一步重视。
2012年缅甸德贝金M 7.0地震及其地表破裂特征
常祖峰, 张建国, 申重阳, 李春光, 刘昌伟, 王光明, 于江
2022, 28(2): 169-181. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2021161
摘要 (18) HTML (4) PDF (44424KB)
摘要:
文章以地质地貌与地震遗迹野外调查获得的第一手资料为基础,重点介绍了实皆断裂的活动习性、2012年地震产生的建筑物破坏与地震地表破裂带特征。实皆断裂是一条规模宏大,以右旋走滑为主的全新世活动断裂,其水平滑动速率为18~20 mm/a。历史上沿实皆断裂曾发生10余次7级以上强震,迄今保留有1839年曼德勒因瓦M 8、1930年勃固M 7.3、1930年东吁M 7.3等地震遗迹。2012年德贝金M 7.0地震造成了佛塔、民用建筑等严重破坏,形成至少长45 km的地震地表破裂,包括塌岸、滑坡、地震断层等,震中烈度达Ⅸ度。在断层右旋走滑运动作用下,地裂缝呈现出有规律的左阶雁列,与实皆断裂走向的夹角一般为20°~30°;规模较大的地裂缝多呈“S”型。地裂缝有规律的左阶雁列和被断错的地物标志,指示地震地表破裂具明显的右旋走滑性质。2012年地震造成的右旋位错量一般为40~90 cm,最大位错达102 cm。地震地表破裂特征和震源机制解结果一致地表明,此次地震的发震构造为实皆活动断裂。
前陆冲断带非对称性变形与逆冲断层运动学指向
陈书平, 万华川, 袁浩伟, 王信棚, 黄学尧
2022, 28(2): 182-190. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2021080
摘要 (30) HTML (2) PDF (1800KB)
摘要:
前陆冲断带冲断层的冲断方向一直没有得到理论解释。文中基于库伦断裂理论和造山带前陆冲断带变形的非对称性,分析了前冲断层和反冲断层的成因。变形初期将会出现两组共轭势断裂面,随后在变形非对称引起的准静力平衡条件下,两组势断裂面中所需作用力小的那组断裂面将更容易发育成冲断层,断层滑动所需作用力包括克服滑脱面摩擦力和断层面摩擦力两部分。大部分条件下,前陆区前冲断层将优先发育,但当最大主应力轴向前陆倾斜时或共轭断层交叉点在滑脱面上时,反冲断层将有可能优先发育。后缘推动力、滑脱面摩擦力和滑体形状都会决定着主应力轴的方位。上述认识能够解释包括收缩变形区、伸展变形区等断层发育的选择性。
地应力与地球动力学
陕南特长公路隧道水压致裂法地应力测量结果及工程地质意义分析
李彬, 张文, 文冉
2022, 28(2): 191-202. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2021053
摘要 (19) HTML (3) PDF (14024KB)
摘要:
中国西部地区地势复杂,区域构造应力场各向异性显著,了解地区地壳应力状态是判断隧道设计阶段线路布设合理性的基础,也是预测隧道施工过程可能出现岩爆、断层滑动等其他工程灾害的重要参数。为了研究陕南特长高速公路隧道现今地应力状态,基于古仙洞隧道钻孔(ZK10钻孔)与化龙山隧道钻孔(ZK11钻孔)水压致裂地应力测量,获得了两隧道现今地应力分布特征。古仙洞和化龙山特长深埋隧道最大埋深处SH值分别为13 MPa和22 MPa;古仙洞与化龙山隧道的应力关系分别为SH>Sh>SvSH>Sv>Sh,水平主应力起主导作用;SH方向为近北西—北西西向,与区域现今构造活动背景基本一致,主要受秦岭造山带活动断裂影响。基于地应力测量结果、相关理论及判断依据认为:最大水平主应力方向与洞轴线夹角,有利于隧道围岩稳定,研究区内古仙洞与化龙山隧道的总体布置是合理的;采用岩石强度应力比法、陶振宇判据、Russenes判据和岩石应力强度比法综合判定研究区内两隧道不具备发生中等强度以上等级岩爆的可能;利用莫尔-库伦准则及拜尔定律,摩擦系数μ取0.6~1.0,对研究区内两隧道的现今地应力状态分析后发现,两隧道附近断裂带的地应力大小未达到地壳浅部断层产生滑动失稳的临界条件,处于较稳定的应力状态。
能源(油气)地质
柴东欧南凹陷石炭系烃源岩有机质富集的影响因素
施辉, 李宗星, 杨元元, 彭博, 胡俊杰, 方欣欣, 张浩, 魏小洁
2022, 28(2): 203-216. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2021135
摘要 (16) HTML (2) PDF (24117KB)
摘要:
柴达木盆地东部地区欧南凹陷是石炭系油气运聚成藏的有利构造单元,具有一定勘探潜力,但对有机质富集机理认识不清导致对优质烃源岩分布的预测缺乏有效指导,制约了油气勘探进程。基于地球化学分析、XRD、SEM等分析测试,对石炭系烃源岩矿物组分、有机质丰度、干酪根类型、热演化程度、形成环境、TOC与主要矿物关系等进行了综合研究,明确了有机质富集的主要影响因素。结果表明:石炭系发育大量“差—中等”级别和少量“好”以上级别泥页岩和碳酸盐岩烃源岩,形成于咸水、干热、弱还原—弱氧化过渡带的海陆交互陆棚沉积环境;分散有机质由海相和陆相混源型生物有机质组成,整体处于“成熟—高成熟阶段”,烃源岩主要残留Ⅲ型干酪根,但抽提的氯仿沥青“A”主要来自于Ⅱ型干酪根;高丰度烃源岩TOC随石英矿物组分增大而升高,富含硅质微体生物化石,高硅烃源岩中硅质证实为生物成因,推测石炭纪硅质生物的参与引起海相生物有机质的富集并极大提高了沉积物初级生产力。研究认识为研究区石炭系优质烃源岩分布预测和下一步油气资源部署提供了依据。
烷基酚的油水分配系数影响因素研究
孙砚泽, 彭晓波, 文志刚, 何文祥, 严刚, 刘栩, 钟鸣, 田伟超
2022, 28(2): 217-225. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2021176
摘要 (13) HTML (6) PDF (6347KB)
摘要:
烷基酚是一类由酚类化合物烷基化后产生的化合物,与其他非烃化合物相比,更易溶于水。文章通过不同温度(25 ℃、45 ℃和65 ℃)、不同盐水浓度(4000 mg/L、6000 mg/L和8000 mg/L)和不同原油类型(X37、X45和X61)的三组油水分配实验,研究了烷基酚在油水两相间的分配特征,确定了烷基酚分配系数的变化规律。研究结果表明:随着同系物烷基分子量的增加,油水分配系数也随之增加;烷基酚的油水分配系数随着温度的增加而减小,同系物烷基分子量大的对温度更加敏感;烷基酚在油水体系中的分配系数随着水相盐度的增加而升高。从实验结果来看,温度和水相的盐度均会造成烷基酚油水分配系数差异,且温度的影响要大于盐度。烷基酚在油水两相间的分配行为可以为原油的二次运移和油藏开发的水驱前缘方向判断提供更多依据。
第四纪地质与环境
山东丹河2018年洪水沉积特征、物源分析及水文过程重建
李华勇, 赵楠, 杨艺萍, 于正松, 孙启发, 吴帅虎, 张曼, 张虎才
2022, 28(2): 226-236. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2021112
摘要 (17) HTML (3) PDF (7532KB)
摘要:
通过研究现代洪水沉积特征,可重建洪水水文过程,识别泥沙侵蚀源区,既可为防洪水利工程设计提供依据,也可为古洪水层判识建立参考。2018年8月中旬,山东省北部弥河、丹河流域受双台风影响发生洪涝灾害。通过对洪水淹没区进行考察,在下游洪水沉积物保存完好的地点获取21.0 cm长岩芯DH1,并进行粒度、烧失量、磁化率和孢粉分析,结果显示:钻孔岩芯11.5~21.0 cm段为现代土壤层,上部为洪水堆积物,其中0~9.0 cm段是典型洪水粉砂层,粒度较粗,以中—粗粉砂为主,平均砂含量达到14.7%;9.0~11.5 cm段为洪水前期细粒沉积层。根据粒度敏感组分含量变化特征,可将此次洪水过程划分为两个阶段:洪水前期,水动力较弱,在自然条件和人为活动两方面因素共同作用下,滞流现象严重,沉积黏土层;洪水后期,流速显著加快,出现典型洪水粉砂沉积。碳酸盐、有机质含量及孢粉丰度均与粒度负相关,表明弱水动力环境有利于其沉降并富集。土壤表层孢粉组合可较好指示研究区植被分布情况,洪水粉砂层孢粉组合则更能反映流域内植被的整体状况,揭示河流洪水搬运孢粉的能力大于风力;洪水黏土层孢粉组合与研究区内植被分布状况的吻合度较高,明显有别于洪水粉砂层孢粉组合特征,推测洪水前期水位上涨的主因是降水和本地地表径流汇入,因此泥沙和孢粉主要来自研究区内,后期上游客水涌入,带来更多山地植被孢粉信息。研究表明DH1钻孔孢粉组合特征对于传播过程和水动力大小具有良好响应,同时具备识别泥沙侵蚀源区的潜力。磁化率值主要反映成壤强度的大小,在洪水黏土层和粉砂层均表现为稳定的低值,且显著低于接触土壤层,因此可作为判识(古)洪水沉积的有效指标,但其区域普适性有待进一步探讨。
基础地质与区域地质
浙南加里东期龙泉岩体年代学、地球化学特征及其地质意义
刘远栋, 苏小浪, 程海艳, 张建芳, 李翔, 刘风龙
2022, 28(2): 237-256. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2021093
摘要 (17) HTML (5) PDF (18081KB)
摘要:
龙泉岩体是浙南地区少有的加里东期花岗质岩体。岩石学、地球化学和年代学研究显示,龙泉岩体由花岗岩-二长花岗岩组合(花岗岩类)和英云闪长岩-奥长花岗岩-花岗闪长岩组合(TTG)组成,两类岩石组分普遍富集大离子亲石元素Rb、Ba、Th、U、K,亏损高场强元素Nb、Ta、P、Ti,显示岛弧岩浆岩的特征。TTG岩石的地球化学特征显示属于典型的高压型TTG,其岩浆来源于受俯冲板片流体作用的基性下地壳的重熔作用,而花岗岩类岩石则主要源于古老地壳沉积物的部分熔融,两者均未受地幔的明显混染。锆石SHRIMP U-Pb和锆石LA-ICP-MS U-Pb测年结果表明龙泉岩体的形成时间为443±3~410±3 Ma,结合岩石地球化学特征,指示晚至泥盆纪早期,龙泉地区还存在着洋壳的俯冲作用。
地质灾害综合遥感识别与评价专栏
基于InSAR识别的黄土高原活动性地质灾害发育规律分析
姚闯闯, 姚鑫, 顾畛逵, 任开瑀, 周振凯
2022, 28(2): 257-267. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2021083
摘要 (30) HTML (4) PDF (33862KB)
摘要:
地震、降雨、人类工程活动诱发的活动性地质灾害在黄土高原频现,但由于其地域广阔、构造活跃、地貌类型多样、各地黄土特性差异较大,一直以来缺乏活动性地质灾害发育分布的系统认识。InSAR技术具有大范围观测地表变形的能力,文章利用2019年1月1日至2020年3月31日期间40期Sentinal-1 SAR数据,计算了整个黄土高原62.46×104 km2的地表变形,辅助地貌和光学影像特征,解译了4类活动性地质灾害,共解译出活动性地质灾害3286处,其中滑坡1135处、采矿塌陷1691处、沉降368处、堆填变形体92处,同时对其活动发育规律进行了分析。黄土高原活动性地质灾害主要分布在八大区域,包括四大滑坡发育区、三大采矿塌陷分布区和一个沉降灾害分布区。活动性滑坡在空间分布上具有显著的区域性和丛集性,主要分布在中西部,滑坡体的发育密度与地形地貌有一定联系;采矿塌陷和地面沉降分布在中东部,密集且成群发育。地质灾害发育具有明显的时空发生规律,区域尺度上,地质灾害的发育密集程度受地形地貌和矿产资源的控制;灾害规模上,InSAR识别的灾害规模都为中型以上,与传统统计手段有一定差别。InSAR的识别结果客观反映了黄土高原地质灾害的分布规律。同时,InSAR技术能够有效监测到地下采煤诱发的地表破坏的分布、范围和强度以及露天采煤矿坑深度和范围的扩展,进而推断煤业生产活动强度。
基于InSAR和光学遥感的贵州鬃岭采煤滑坡识别与危险性评价
朱怡飞, 姚鑫, 姚磊华, 周振凯, 姚闯闯, 肖诗豪
2022, 28(2): 268-280. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2021054
摘要 (15) HTML (2) PDF (37900KB)
摘要:
贵州鬃岭滑坡群具有孕灾规律性强、发育集中密集、威胁严重等特点。文章利用InSAR和光学遥感进行精细识别,获取了区域滑坡灾害信息,总结了鬃岭区域滑坡变形破坏模式,基于此建立了该地区的滑坡风险评价的体积-距离统计公式,并对典型灾害体进行了计算,获得了一些重要认识。地下采煤活动是引起鬃岭桌山边缘山体变形的主要原因;InSAR观测结果显示鬃岭地区变形具有明显的带状特征,年平均变形速度为-20.4~10.2 cm/a,与下部采空区具有较好的对应关系,大位移区域集中在采煤沉降和斜坡重力叠加的桌山边缘地带;鬃岭地区现存变形现象64处,其中滑坡37处,裂缝27条,危险变形体2处;滑坡主要发生在飞仙关组深灰色灰岩岩层和暗紫红色泥质粉砂岩岩层中,根据滑源岩性及变形特征将滑坡划分为拉裂-倾倒和拉裂-剪断两种类型,其中拉裂-倾倒型滑坡堆积体粒径大,运动距离远,威胁较大;文中建立的岩质滑坡碎屑流滑移距离计算公式,对鬃岭地区上硬下软地层中发育的采煤滑坡滑移距离具有良好的适用性,验证误差在5%以内,利用该公式对鬃岭滑坡群左家营和箐脚危险变形体进行计算,预测危险避让距离在220~386 m。文章提出的基于差分干涉测量技术和光学影像的采煤滑坡危险性评价方法对黔西、滇东地区的采矿滑坡防治工作具有重要的示范意义。
Sentinel-1数据在西南山区水库变形斜坡InSAR监测中的适用性评价:以溪洛渡水库为例
李凌婧, 姚鑫, 周振凯, 王德富
2022, 28(2): 281-293. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2021109
摘要 (18) HTML (6) PDF (27823KB)
摘要:
Sentinel卫星凭借其超高的辐射分辨率、稳定的轨道系统、较大的覆盖能力、较短的重返时间、可免费下载的数据,在斜坡灾害识别监测方向上有广泛的应用。自1963年意大利瓦伊昂特大滑坡发生以来,岸坡地质灾害一直是峡谷区水库关注的主要问题之一。以金沙江上游溪洛渡水库区为例,结合PALSAR-2、TerraSAR-X数据,评价Sentinel-1 SAR数据在西南山区水库变形斜坡InSAR监测中的适用性,以理论结合实际结果分析Sentinel-1数据是否可以在一定条件下替代其他商业数据,为今后相关行业应用提供参考。结果显示:Sentinel-1数据在研究区可解译的变形斜坡约200处,类型有滑坡、危岩体和塌岸;经现场核查,Sentinel-1数据解译的最小变形斜坡投影面积约为2400 m2,约35 m(长)×77 m(宽)大小,共16个变形像元聚集。高山峡谷区叠掩、阴影现象严重,通过对雷达常用观测模式下的SAR数据的比较,在SAR数据交集区域,有效观测面积为Sentinel-1升轨70.3%,Sentinel-1降轨68.9%,PALSAR-2升轨70.4%,PALSAR-2降轨67.6%,TerraSAR-X降轨52.5%,在不考虑分辨率的情况下,在库区Sentinel-1数据与其他两种SAR数据观测能力相比持平或更优秀。6月至11月初是溪洛渡水库的水位上升期,周边植被发育较好,造成数据相干性较差,2017年后Sentinel-1A(1B)双星拍摄获取的SAR数据量增加,高频观测可使相干性提高,利用2017年后该卫星数据可有效识别水库蓄—排水周期内的区域性变形斜坡发育变化情况。当长时间缺失SAR数据时,会造成最近一对SAR数据间的某些像元测量的变形超过其InSAR最大量程,解缠时丢失相位周期。Sentinel-1数据由于连续性较好,监测斜坡的变形趋势较为连续,因此更适合连续小变形的趋势识别。
基于信息量模型和信息量-逻辑回归模型的海南岛中部山区地质灾害易发性研究
李信, 薛桂澄, 柳长柱, 夏南, 杨永鹏, 杨峰, 王晓林, 常振宇
2022, 28(2): 294-305. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2021111
摘要 (22) HTML (10) PDF (15280KB)
摘要:
地质灾害易发性评价作为地质灾害风险评价的基础,运用定量化的数学统计原理对地质灾害易发性进行研究能够客观准确地反映地质灾害发生的概率。文章以海南岛地质灾害最为发育的五指山市为例,选择断裂、岩土体、坡度、地形起伏度、海拔高程变异系数、归一化植被指数(NDVI)、降雨量、水系、公路、曲率值为评价指标,依托详查资料和遥感、地形数据,采用信息量模型和信息量-逻辑回归模型对研究区地质灾害易发性进行评价研究,评价结果经敏感性检验、频率比检验后表明:高易发区主要分布于山区公路和水系两侧沿线,极低易发区主要位于河谷不发育、人类工程活动较少的丘陵低山地带。两种模型的ROC曲线下面积值(AUC)分别为0.897和0.896,表明预测精度满足易发性评价要求。降雨、高程变异系数、公路等评价因子对地质灾害易发性起较强的控制作用。信息量-逻辑回归模型具有更高的可靠性和精准度,研究成果将为该地区地质灾害风险评价提供科学有效的判别方法和预测途径。
基于FLO-2D数值模拟的工布江达县城泥石流灾害危险性评价
张浩韦, 刘福臻, 王军朝, 张佳佳
2022, 28(2): 306-318. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2021117
摘要 (27) HTML (2) PDF (47607KB)
摘要:
工布江达县位于藏东地区,雨季区内泥石流频发,对人民基本生活和区域经济建设与发展造成了严重影响。为研究藏东地区中—小型泥石流灾害对城镇居民聚集区的危害特征和潜在危险性,运用FLO-2D软件,以西藏自治区工布江达县县城周边居民分布较为集中的5条泥石流沟为研究对象,通过模拟泥石流泥深和流速等方面的冲淤特征,以县城典型泥石流沟模拟冲出结果为基础,确定泥石流强度并划定危险性分区,分析泥石流危险分区与居民聚集区之间的拓扑关系,评估县城周边泥石流危险性,为工布江达县城的城镇规划和防灾减灾提供技术参考。