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当期目录

2023年 第29卷  第6期

封面
2023 年 6 期封面
2023, 29(6): 1-1.
摘要 (80) PDF (1395KB)(38)
摘要:
目录
2023 年 6 期目录
2023, 29(6): 1-2.
摘要 (61) HTML (32) PDF (443KB)(25)
摘要:
地应力与构造应力场
原位地应力测量与实时监测在强构造活动区深埋地下工程中应用的思考
谭成轩, 张鹏, 王继明, 丰成君, 戚帮申, 王惠卿, 李滨, 陈群策, 吴满路, 孙炜锋, 秦向辉, 张重远
2023, 29(6): 757-769. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2023122
摘要 (213) HTML (43) PDF (1759KB)(51)
摘要:

强构造活动区,因其原位地应力集中突出、变化复杂、各向异性显著,已成为亟待解决的重大工程地质安全问题和挑战。文章首先分析了原位地应力测量在强构造活动区深埋地下工程应用的经验和不足,然后研究了原位地应力实时监测在强构造活动区深埋地下工程中的应用方法、技术及作用,最后给出了原位地应力测量与实时监测在强构造活动区深埋地下工程中应用建议。研究表明在强构造活动区,不能仅仅依据有限深孔地应力测量结果确定深埋地下工程总体地应力设计参数,而应开展三维地应力场综合研究,揭示其三维地应力场空间分布特征,针对深埋地下工程不同位置采用不同的地应力设计参数,避免因地应力设计参数偏大或偏小造成工程建设浪费或工程病害;在强构造活动区,饼状岩芯密度与地应力测量大小成反比,在饼状岩芯发育深度范围之下未来会形成但仍未形成饼状岩芯的深度范围往往地应力最高、应力最为集中,深埋地下工程应避免该深度范围;原位地应力实时监测可以动态揭示某一构造部位地应力大小的相对变化趋势和演化过程,并可计算地应力实时监测期间不同时域地应力状态绝对值,当大地震或重大工程地质问题发生后,不用开展新的地应力绝对测量,就可以快速评价区域地壳稳定性、深埋地下工程地质安全风险等,为深埋地下工程损毁修复提供量化设计地应力参数及预防变形破坏应力应变预留阈值,评价断层活动危险性。研究成果可为强构造活动区重大工程规划建设和安全运维提供科学依据。

甘肃金川矿区古构造应力场恢复及演化研究
赵远方, 施炜, 张宇
2023, 29(6): 770-785. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2023161
摘要 (255) HTML (40) PDF (6873KB)(83)
摘要:

金川矿区经历了复杂的构造演化历史,目前其成矿期后的构造变形特征和应力场演化阶段仍缺乏精细剖析。文章运用构造解析方法对金川矿区地表基岩中的断层进行了分期和配套,确定了构造变形序列,认为矿区存在4组重要的断层组合,包括北东向逆冲断层和北西向走滑断层、北东向走滑断层和北西向逆冲断层、北西向正断层以及北东东向走滑断层。通过研究断层破裂面及擦痕构造,利用赤平投影法恢复了断层的古构造应力场,结合区域大地构造演化历史,准确限定了金川矿区成矿期后的应力场演化阶段,对认识区域构造演化和开发新远景区具有重要意义。结果显示,金川矿区在成矿期后经历了4期古构造应力场作用,表现为多阶段不同方向的挤压和伸展过程,分别响应了区域中生代以来的一系列构造热事件,Ⅰ期表现为早—中侏罗世的北西—南东向挤压应力场,Ⅱ期为晚侏罗世的北东—南西向挤压应力场,Ⅲ期为早白垩世的北东—南西向伸展应力场,Ⅳ期为晚白垩世以来的北东—南西向挤压应力场。

高地应力作用下渭武高速木寨岭隧道围岩大变形灾变预测分析研究
范玉璐, 曹佳文, 余顺, 丰成君, 张鹏, 孟静, 戚帮申, 王惠卿
2023, 29(6): 786-800. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2022110
摘要 (312) HTML (24) PDF (2934KB)(43)
摘要:

为解决在建渭武高速木寨岭隧道施工过程中遇到的高地应力环境下软岩大变形问题,基于工程区已有地应力实测数据,利用ANSYS有限元软件建立三维地质模型,反演工程区地应力场,并结合Hoek围岩变形预测公式计算分析隧道围岩的变形量。结果表明:工程区的地应力场主要受断裂控制,其次还受到岩体强度和地形的双重影响,强构造变形区的水平主应力值普遍低于弱构造变形区,沿隧道轴线三向主应力大小关系为最大水平主应力(SH)>最小水平主应力(Sh)>垂直应力(SV),强构造变形区最大水平主应力值在G8区段最大,而在G6区段和G11区段最小;弱构造变形区的水平主应力值自G12区段开始逐渐增大,直至G14中段开始因埋深减小而逐渐降低。沿隧道轴线最大水平主应力方向总体为北东向,而在断裂间挤压构造带多偏转为北东东—近东西向。高速公路隧道围岩变形受岩体强度和地应力场的双重影响,其中,岩体强度占主导作用,围岩变形量主要集中在20~80 cm范围内,变形等级以中等和强烈为主。

矿田构造及成矿
湖南铲子坪−大坪金矿区变形序列及控矿构造
柏道远, 李彬, 曾广乾, 董裕军, 曹进良
2023, 29(6): 801-823. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2023037
摘要 (125) HTML (28) PDF (8100KB)(44)
摘要:

湖南铲子坪−大坪金矿区位于雪峰弧形构造带西南段,金矿脉主要呈北西西向—北北西向,其次为北北东向。尽管现有研究表明北东向断裂为导矿和容矿构造、北西向断裂为容矿构造,但对控矿断裂的性质和形成时代缺乏明确可靠的认识。文章根据对地表露头构造和矿化蚀变的观测、解析,结合区域构造特征、构造演化和测年资料等,厘定了铲子坪−大坪金矿区构造变形序列及其时代背景,确定了控矿构造类型及其属性。研究认为,研究区自早至晚经历了6期主要变形事件:志留纪晚期受到北西西向挤压,形成北北东走向的褶皱、板劈理和脆韧性剪切带;中三叠世晚期受到北北西向挤压,形成北西西向—北西向右行走滑断裂和剪切破裂、南北向左行剪切破裂、北西向和北北东向共轭剪切破裂、北东东向的逆断裂和叠加褶皱;晚三叠世早期受到南北向挤压,形成北西向—北北西向右行走滑断裂和剪切破裂、北北东向—北东向左行剪切破裂和断裂、北东东向左行膝折构造;中侏罗世晚期受到北西西—近东西向挤压,形成南北向—北北东向逆断裂、北西向—北西西向左行剪切破裂、北东向右行逆冲剪切破裂、北北东向—近南北向的破劈理、面理褶皱和石香肠;古近纪中晚期受到北东向挤压,形成北北东向—南北向右行剪切破裂和断裂、北东东向左行剪切破裂、北西向的逆断裂和破劈理;古近纪晚期—新近纪初期受到北西向挤压,形成北东向逆冲剪切破裂、北西西向右行剪切破裂。研究区北北东向矿脉形成于志留纪晚期和晚三叠世,北西西向—北北西向矿脉形成于晚三叠世晚期。志留纪晚期成矿与断裂运动导致的构造活化作用有关,晚三叠世晚期成矿与同期大规模花岗质岩浆活动有关。导矿构造主要为志留纪晚期北西西向挤压形成的北北东向大断裂即脆韧性剪切带。主要容矿构造为中三叠世晚期北北西向挤压形成的北西西向—北西向右行走滑断裂、晚三叠世早期南北向挤压形成的北西向—北北西向右行走滑断裂,其次为志留纪晚期北西西向挤压形成的北北东向脆韧性剪切带。

第四纪与环境地质
祁连山内部门源盆地地貌特征及构造意义
李红强, 袁道阳, 苏琦, 文亚猛, 苏瑞欢, 孙浩, 陈艳文, 于锦超, 张梨君
2023, 29(6): 824-841. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2023123
摘要 (168) HTML (43) PDF (5295KB)(50)
摘要:

祁连山位于青藏高原东北部边缘,是青藏高原向北东方向挤压扩展的前缘部位,其典型流域地貌特征记录了该地区的新构造活动和地貌发育演化过程。门源盆地是位于祁连山中段内部的一个典型的山间盆地,其发育模式和地貌特征与构造活动有着直接的关系。为探究门源盆地北缘断裂及其不同区段构造活动性的差异及其成因,文中基于30m分辨率数字高程模型(DEM)数据,采用ArcGIS空间分析技术,提取了盆地北缘横穿山体的15条河道的面积−高程积分(HI)和积分曲线(HC),再利用克里金插值法得到HI值在盆地空间上的分布特征。结果表明,以门源盆地北缘断裂走向转折处——老虎沟为界,其西侧河道流域的HI值整体较高,东侧HI值普遍较低;结合野外活动构造调查结果,发现老虎沟东侧断裂已经挤压扩展到盆地内部,并发育一系列的活动逆断层−褶皱带,由此推断断裂走向变化及北东向断裂导致了流域HI值的分布差异。同时,盆地内部青石嘴镇附近出现一处HI高值异常,结合大地电磁探测结果推测盆地内部存在一条隐伏断层。另外,多数河道在主断裂通过上游一定位置时出现了河长坡降指数(SL)峰值波动,说明SL波动位置与断裂通过河道位置具有良好的相关性,即构造活动可以对SL产生显著影响;而处于岩性变化位置附近的波动异常,可能表明局部河段的岩性变化对SL也有一定影响。综合分析表明,门源盆地北缘东、西段的地貌发育具有显著差异,主要受该区域活动构造即门源盆地北缘断裂的控制和影响,上述地貌参数是较为敏感的构造活动性评价指标。

基于SAR影像的干旱区冲/洪积扇地貌面定量分期研究−以河西走廊西部沙漠区的疏勒河洪积扇为例
杨勇忠, 任俊杰, 李东臣
2023, 29(6): 842-855. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2023080
摘要 (82) HTML (27) PDF (6361KB)(11)
摘要:

河流作用形成的洪积扇和河流阶地可以提供过去构造活动、气候变化和地貌演变过程的有效记录;而准确划分洪积扇地貌面的期次是开展环境变化及构造活动定量研究的基础。已有研究往往利用L波段数据SAR后向散射系数值作为地貌粗糙度替代参数,进行地貌面定量分期,但并未考虑不同时间数据源对分期结果的影响。以疏勒河洪积扇为研究对象,通过分析多时相L波段SAR数据后验统计指标以及大气评估条件,确定最佳数据源,并运用最大似然分类法对后向散射强度值进行分类,以实现地貌面的定量分期。结果表明:使用分期后验统计指标作为选取最佳时像影像数据的标准,可以获得更好的分期结果;L波段HH单极化数据可得到较好的分期结果,与C波段数据相比,对于不同年龄地貌面的划分更具优势,且数据更易获取,具备自动化分期潜力;SAR影像质量以及分期结果与成像时大气条件密切相关,而与季节相关性不大,因此建议优先选择成像时地表含水量较低的影像,例如,高蒸发强度的夏季。文章提出的这套对遥感数据质量分析并进行地貌面分期的方法可用于完成干旱地区大尺度冲/洪积扇的快速定量分期,为构造和气候的研究提供有价值的信息。

长江三角洲北翼ZKA01钻孔第四纪晚期以来的沉积环境演化
刘宪光, 杨晋炜, 蒋仁, 梁飞刚, 夏斌, 王钜, 胡利, 孙丰瑞, 董军林
2023, 29(6): 856-868. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2023025
摘要 (102) HTML (27) PDF (3677KB)(23)
摘要:

第四纪晚期以来的年代地层框架及海侵问题一直以来都是长江三角洲地区的研究热点。由于长江三角洲地区河道往复摆动、河流下切侵蚀导致地层频繁缺失,目前尚未在该地区同一个钻孔内发现完整的海侵记录。基于长江三角洲北翼东台地区ZKA01钻孔岩石地层、生物地层、古地磁年代学和光释光(OSL)测年研究,对比区域钻孔资料确定了该孔第四纪以来的地层年代框架,发现ZKA01钻孔完整地记录了晚更新世以来长江三角洲地区的5次海侵事件。结果表明,ZKA01孔B/M界线位置在108.00 m处,M/G界线位置为300.25 m处。中、上更新统界线位于第Ⅲ海相层底部,即92.95m处。上更新统与全新统界线置于该钻孔发现的第Ⅰ海相层底部,即16.65m处。晚更新世以来,前3次海侵发生在MIS5(128~74 ka)阶段,其中MIS5.1海侵规模较大,仅次于全新世时期的海侵规模。第4次海侵发生在MIS3阶段(60~24 ka),在深度上和年代上相当于MIS3时期的“第Ⅱ海相层”。第5次海侵发生在MIS1(12 ka至今)阶段,沉积环境为滨岸浅水的浅海环境,该次海侵规模最大。同时发现MIS5阶段初次海侵记录在该地区各钻孔埋深大致相当,该界面可作为长江三角地区的地层划分与对比研究的标志性地层。以上研究成果对于长江三角洲地区第四纪晚期地层划分对比、沉积环境研究分析具有极其重要意义。

活动构造与地震
青海门源MS 6.9地震同震破裂的隧道破坏效应与启示
阎渊
2023, 29(6): 869-878. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2023027
摘要 (107) HTML (39) PDF (6464KB)(29)
摘要:
2022年1月8日青海省门源发生MS 6.9地震,导致兰新高铁大梁隧道发生严重变形破坏。综合野外调查资料、InSAR地表变形数据及轨道控制网(CPⅢ)监测结果等,深入研究了青海门源MS 6.9地震同震破裂带对兰新高铁大梁隧道造成的变形破坏特征。结果表明,海原断裂带冷龙岭−托莱山断裂段为此次地震的发震断裂,并形成长约21.5 km的同震地表破裂,变形性质以左旋走滑为主,地表的最大左旋位移约为3.1 m。同震破裂带在穿过大梁隧道部位时,导致隧道工程发生严重损坏,最严重的变形破坏集中出现在主破裂带两侧各60 m范围内。对比隧道变形量观测结果和同震地表破裂变形特征可知,隧道区跨断裂的最大垂直位移约为91.6 cm,最大左旋位错量约为2.88 m,冷龙岭断裂与大梁隧道夹角约为60°,经换算后对应的发震断裂最大左旋位错量约为3.08 m,指示同震地表破裂的最大走滑位错量与穿过隧道的断裂最大位错量基本一致,表明隧道工程在显著的同震变形中难以起到抗断作用。此次研究成果可为类似穿越活动断裂带的铁路工程规划建设及震害防治提供科学参考与借鉴。
北京南苑−通县断裂北东段结构特征及第四纪活动性研究
牛文治, 何付兵, 刘振华, 崔玉斌, 白凌燕, 王安国, 张悦泽, 曹萌萌, 周捷铭
2023, 29(6): 879-887. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2023032
摘要 (176) HTML (45) PDF (1257KB)(23)
摘要:
南苑−通县断裂是北京凹陷与大兴凸起的边界断裂,也是1665年北京$ 6{\dfrac{1}{2}}$级地震的主要控震断裂,其活动性对北京市土地规划利用和地质灾害预测有着重要意义。文章通过高精度重力、纵波和横波地震综合物探剖面以及钻孔联合地质剖面探测方法,调查研究了南苑−通县断裂带北东段的几何特征及其活动性。研究结果显示,南苑−通县断裂经过通州区平家疃村后转为近东西向,倾向北,倾角56°~75°;北东段新生代活动呈正断层属性,推测上断点埋深约为21.6 m,为晚更新世活动断裂。文章论证了南苑−通县断裂北东段的活动时代与中段、南西段不同,为首都地区国土空间规划及防灾减灾体系建设提供了重要的地质依据。
上海张堰−金山卫隐伏活动断层活动特征及综合地球物理证据
宋春华, 郁飞, 施刚
2023, 29(6): 888-897. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2023058
摘要 (106) HTML (23) PDF (3714KB)(25)
摘要:
上海城市隐伏断层十分发育,第四纪以来沉积了数百米厚的松散沉积层,受限于其特大城市复杂高干扰环境背景,隐伏断层的探测与活动性特征研究难以取得理想的效果,城市地质安全面临严重风险。文章通过高精度重力面积测量、高分辨率浅层地震勘探等地球物理探测方法,结合周边钻孔地层分层、地应力和年代学测试分析(碳十四和光释光),对张堰−金山卫断层第四纪和现今的活动性开展了探测与研究。结果显示,该断层空间上具有较好的延展性,断层行迹在布格重力异常和地震时间剖面上均有较好的地球物理证据反映。研究认为张堰−金山卫断层为逆冲断层,同时具有继承性和新生性活动特征,总体走向为北西向315°,倾向南西,基岩面断距约10 m,上断点已错断至第四系中更新统内,最新活动时代为中更新世,目前北西向地应力状态易于发生张扭性活动,该断层现今活动性依然需持续关注。此次研究探测思路与成果可为类似城市开展隐伏活动断层探测及活动性分析提供借鉴和参考。
基础地质与区域地质
赣西北洞上铀矿床产铀花岗岩的时代、岩石地球化学特征及其地质意义
党飞鹏, 吕川, 唐湘生, 张勇, 肖志斌, 李志鹏, 汤君阳, 张涛
2023, 29(6): 898-914. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2023028
摘要 (92) HTML (29) PDF (4365KB)(22)
摘要:

洞上铀矿床位于赣西北九岭岩基南部甘坊岩体内,产铀花岗岩以中粗粒斑状黑(二)云母花岗岩为主。通过锆石及独居石U–Pb年代学、岩相学和岩石地球化学研究,确定产铀花岗岩的形成时代、源区属性与岩石成因,探讨其铀成矿潜力。LA–ICP–MS分析结果显示,锆石U–Pb下交点年龄和加权平均年龄均为152±1 Ma,独居石U-Pb下交点年龄和加权平均年龄分别为151±1 Ma和151±2 Ma,表明产铀花岗岩形成于燕山早期。主量元素具有高硅(SiO2含量为72.1%~75.6%)、高碱(K2O+Na2O含量为7.26%~8.43%)、富钾贫钠(K2O/Na2O=1.07~1.42)、高铝(A/CNK=1.12~1.29)、低钛(TiO2含量为0.07%~0.17%)、贫铁镁(FeOT含量为0.75%~1.28%、MgO含量为0.19%~0.31%)特征,属高钾钙碱性系列过铝质花岗岩;微量元素Ba、Sr、Nb、Ti亏损,Rb、U、Pb、Ta富集,属典型的低Ba、Sr花岗岩;稀土总量较低(∑REE=21.6×10−6~50.7×10−6),配分曲线为右倾的轻稀土富集型,Eu负异常明显,属S型花岗岩。结合年代学和岩石地球化学特征,认为洞上产铀花岗岩形成于燕山早期同碰撞造山的主挤压阶段,是新元古界双桥山群安乐林组富白云母的变泥质岩部分熔融的产物。富铀、Rb/Sr比值高、Th/U比值小于3、锆石铀含量高等特征指示该花岗岩为产铀花岗岩,具有提供铀源的条件与潜力。

封二
封二
2023, 29(6): 1-1.
摘要 (50) PDF (5528KB)(10)
摘要:
封三
封三
2023, 29(6): 1-1.
摘要 (48) PDF (5528KB)(7)
摘要:
总目录
2023 年总目录
2023, (6): 1-4.
摘要 (35) HTML (20) PDF (364KB)(12)
摘要: