地质力学学报

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杨钰清, 高彭, 张健, 刘晓光, 程昌泉, 尹常青, 钱加慧

, doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2024046

摘要 (5) PDF (2311KB)(5)

摘要:
磷灰石是一种常见的副矿物，在各种岩石类型中均有产出，其U-Pb年龄、微量元素（特别是REE、Th、U和Sr等）和Sr-Nd同位素组成可提供重要的年代学和岩浆作用的同位素地球化学信息。然而，对于其在造山过程中不同变质级别下的地球化学行为的研究并不清楚。作为古元古代典型的陆-陆碰撞造山带，华北克拉通中部造山带记录了一套从绿片岩相，经角闪岩相至麻粒岩相的完整变质岩石组合，因而是研究基性岩变质演化过程磷灰石地球化学属性的理想区域。文章在中部造山带的五台-恒山地区系统采集了绿片岩、斜长角闪岩和基性麻粒岩样品，并对不同变质级别变基性岩中的磷灰石进行了详细的岩相学和微量元素研究。结果表明，绿片岩样品中含有岩浆成因和变质成因两种类型的磷灰石；斜长角闪岩样品中主要为变质成因磷灰石；而基性麻粒岩样品中主要为深熔型磷灰石，表现出岩浆成因磷灰石的微量元素特征，可能结晶自深熔熔体。本研究表明磷灰石的微量元素变化能够清晰地反映变质演化过程中随温压条件变化而出现的熔体和共存结晶矿物的影响，为了解造山作用过程中的元素迁移和平衡提供了新的约束。

南秦岭长角坝群低庄沟组的锆石 U-Pb 年龄及其构造意义

刘志慧, 刘晓春, 陈龙耀, 郑光高, 胡娟

, doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2024027

摘要 (8) PDF (1764KB)(2)

摘要:
长角坝群出露于南秦岭佛坪地区，是该构造带内残留的少数研究程度较低的地层之一，其物质组成、形成时代一直缺乏准确的限定，进而制约了对南秦岭的构造归属和构造演化的深入研究。本文对长角坝群内低庄沟组变质沉积岩开展了岩石学和锆石U-Pb年代学研究，结果显示所取两个样品的碎屑锆石年龄主要峰值为~810-835 Ma, 最年轻的年龄区间约为~600-700 Ma，最大沉积时代为新元古代。这与同为长角坝群、出露最广泛的泥盆纪黑龙潭组具有明显的时代差异，显示了长角坝群物质组成的复杂性。此外，低庄沟组的碎屑锆石年龄谱系特征与用于对比测试的另一个碎屑锆石最小年龄峰值为718 Ma、主要峰值为810 Ma的佛坪群样品高度相似，结合二者的岩石学及野外地质特征，认为二者共同构成了南秦岭西部的过渡性基底，与南秦岭带内宁陕断裂以东的过渡性基底——武当群、耀岭河群具有明显的可对比性。长角坝群新元古代物质的识别还为佛坪地区变质单元的划分提供了新的依据，进而梳理出成层性、变质程度不同的三个单元，使得对南秦岭中生代造山演化过程的恢复变得更加明朗。

东营凹陷张性断层发育的生命演化阶段特征及控藏作用

籍庆佳, 周维维, 韩润生, 张艳, 杨庆道, 胡阳

, doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2023147

摘要 (17) PDF (3106KB)(5)

摘要:
断裂从无到有的形成过程具有隐性、显性等多个演化阶段，而断裂由隐性阶段的胚胎期到显性阶段末期的老年期等各成长阶段判别难度很大，针对这一问题，本文以渤海湾盆地东营凹陷为研究对象，应用物理模拟、数值模拟等方法重现控盆边界断层陈南断层胚胎期到老年期的全生命阶段演化过程及各阶段固有特征；在此基础上，定性、定量判识东营凹陷主要断层的相对年龄以及各年龄阶段的断裂活动方式，建立控藏模式；研究结果表明：东营凹陷张扭性断层可以划分为胚胎期(RA(Relative Age)=(0-1]，微裂缝或诱导裂缝带)、幼年期(RA=(1-2]，断层核形成、裂面断续相连)、青年期(RA=(2-3]，板状主断面贯通、清晰断距)、壮年期(RA=(3-4]，断层核两侧破碎带形成、板状-铲式断面)、老年期(RA=(4-5]，坡坪式断面、派生构造复杂)和消亡期(RA=(5-6]，断层停止活动或者发生反转)等六个阶段；断层的活动方式与断层年龄的持续时间和活动强度有着密切的关系，断层一直保持高活跃度可使断层进入老年期年龄阶段；控藏作用研究表明：胚胎期、幼年期断裂主控圈闭，青年期断裂主控砂、控储，壮年期、老年期断裂控制了油气生、运、聚、散等全生命阶段过程。综合优势控藏要素、油气富集程度、油气富集规模等因素进行控藏能力评价，陈南断层控藏能力等级为“强”。从断裂生命发育演化阶段重新认识断裂控藏能力，将有力地推动和提升断裂控藏的理论研究与成熟探区勘探水平。

四川盆地蓬莱地区埃迪卡拉系灯影组二段微生物岩储层成岩作用：对优质储层形成与演化的启示

王雅萍, 鲍志东, 张连进, 杨东凡, 文雯, 钟原, 唐攀

, doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2024062

摘要 (16) PDF (3522KB)(3)

摘要:
四川盆地蓬莱地区埃迪卡拉系灯影组二段（灯二段）微生物岩广泛分布，被视为深层碳酸盐岩的潜在油气勘探目标。与常规的孔隙型和岩溶缝洞型优质储层不同，灯二段碳酸盐岩主要由微生物白云岩组成，其优质储层成因及成岩演化过程尚不清晰。研究基于野外露头和钻井取芯资料，结合岩石薄片、扫描电镜、阴极发光、CT扫描等测试手段，对灯影组微生物岩白云岩储层进行详细分析，旨在深入理解成岩作用对孔隙形成及优质储层发育的影响。研究结果显示，研究区微生物岩储层以低孔、特低渗，裂缝-孔隙（洞）型微生物石白云岩为主，储集空间以粒间溶孔、残余格架溶孔、粒内溶孔及中小型溶洞为主，并发育少量晶间孔及晶间溶孔；灯二段经历了多种成岩作用的叠加改造，其准同生溶蚀及早表生溶蚀作用是提高孔隙度的关键因素。研究成果加深了对四川盆地埃迪卡拉系微生物岩优质储层成因的认识，为四川盆地深层油气勘探开发提供了有益信息。

四川盆地华蓥山断裂带南段地应力方向的差异：来自钻孔成像测井的启示

唐荣, 李金玺, 罗超, 蔡鸿燕, 谢荣洁, 刘傲东, 公子龙

, doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2023109

摘要 (25) PDF (5174KB)(5)

摘要:
华蓥山断裂带作为四川盆地内规模最大的断裂带，两侧地质构造存在较大的差异，扰动着盆地的地应力场。了解现今地壳中地应力方向可以提高对地壳活动变形、构造活动以及地震活动性(如华蓥山断裂带)认识。收集整理了华蓥山断裂带南段8处钻孔测井成像数据的基础上，结合中国现代应力场和四川盆地东南缘地震震源机制解数据进行地应力综合分析。研究结果表明：华蓥山断裂南段南部地区大多数钻孔最大水平主应力(S_H)为NWW-SEE方位，与四川盆地区域应力场方向一致，其中有一处钻孔最大水平主应力(S_H)为NEE-SWW；在南段中部地区所有钻孔最大水平主应力(S_H)为NEE-SWW方位，与四川盆地区域应力场发生逆时针偏转。应力偏转主要受到华蓥山断裂带基底性质变化、构造应力、区域应力场的综合作用。

川滇地块东部老鹰山的构造地貌特征及其揭示的断块隆升和旋转运动

徐琴如, 董有浦, 谢志鹏, 任洋洋, 李江涛, 曹登驰, 苏小龙

, doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2023087

摘要 (25) PDF (2386KB)(6)

摘要:
自印-欧大陆板块的碰撞与挤压造成青藏高原的隆升和陆内变形，同时引起川滇菱形地块的侧向逃逸与旋转，前人针对川滇菱形地块中部和西部地区的旋转量进了大量古地磁研究，但对其东部的旋转研究相对缺少。由于河流地貌对地块的旋转量十分敏感，因此，本研究利用30 m分辨率的数字高程模型（DEM）提取了川滇菱形地块东部老鹰山地区的22个流域盆地，通过分析其局部地形起伏比、河流纵剖面、河流陡峭指数以及流域方位角等4个地貌参数来确定老鹰山地区的地块的旋转量和隆升量。结果显示：老鹰山地区自晚中新世以来，隆升量在350 m左右，隆升趋势为北高南低；河流陡峭指数值整体分布趋势由北向南逐渐降低，高值区主要分布在老鹰山地区北部，低值区主要分布在研究区老鹰山顶部以及老鹰山地区南部。同时根据流域方位角结果表明老鹰山地区旋转量为逆时针旋转15°左右。分析表明自晚中新世以来，川滇地块内元谋断裂以西受走滑断裂影响较小，主要为顺时针旋转；元谋断裂以东受走滑断裂等强烈的左行走滑影响，发生了逆时针旋转并伴随着差异隆升。

新生代亚洲季风的演化过程

林旭, 吴中海, 董延钰, 谢远云, 刘海金, 李兆宁

, doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2023093

摘要 (30) PDF (3308KB)(8)

摘要:
陆地和海洋热容量差异引起风向和降水发生季节性反转的过程形成季风气候。亚洲是世界上季风气候最典型的区域，同时也有最多的受季风气候影响的人口。季风的强降水容易诱发多种次生灾害，严重影响着区域内人类社会生产、居住的安全。因而认识亚洲季风的形成过程至关重要。利用将古论今的地学思想，本文旨在阐述亚洲季风的组成部分，列举影响亚洲季风的形成、演化的主要因素，总结亚洲关键地点的沉积记录显示的南亚季风和东亚季风的研究进展。结果表明在古近纪，印度板块与亚洲大陆南缘发生碰撞，改变了亚洲的海陆分布，导致青藏高原发生初始隆升，南亚和东亚均出现季风性气候。但此时的亚洲大陆依然主要受控于行星风系的控制，亚洲季风处于孕育形成阶段，仅呈条带状局部分布在亚洲大陆南缘。但随着青藏高原在中新世整体隆升并接近现今的海拔高度，亚洲季风进入增强的发展阶段，强烈影响区域内的地质演化过程。自中中新世以来，受控于青藏高原隆升、南北极冰盖的发育，亚洲季风经历了多期次的稳定发展阶段。这为科学合理利用其开展亚洲系统地球科学研究提供参考。

运城盐湖形成演化与盐离子来源

寇琳琳, 李振宏, 夏彩香, 韦利杰, 董晓朋, 王森, 崔加伟, 黄婷, 南德斌

, doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2024003

摘要 (57) PDF (4974KB)(7)

摘要:
运城盐湖位于汾渭地堑系的核心部位，是我国乃至世界上开发最早的盐湖，但对其基础地质背景的研究却相对薄弱，缺乏统一的认识。文章聚焦新生代地貌巨变过程与汾渭地堑系形成，黄河贯通三门峡峡谷东流入海与三门古湖消亡，汾河改道退出运城盆地与运城盐湖形成三个主要阶段，探讨运城盐湖的形成演化过程，并结合区域上重点层位地球化学元素分析，探讨盐湖盐类物质的主要来源。研究认为，古近纪至新近纪中新世中期，中国大陆东部的滨太平洋构造域和西部的青藏高原构造域共同开启了运城盐湖演化的序幕；距今约70万年的早中更新世之交，黄河贯通三门峡峡谷东流入海，三门古湖消亡，运城盐湖的雏形开始形成；距今约7万年的晚更新世中期，汾河发生改道退出运城盆地，运城盐湖由开放体系进入封闭体系，运城盐湖最终形成；随后在中条山北缘断裂的持续作用下，形成了一个大面积的沉积洼地，大量的含盐类矿物质在这里汇集，经过长期的沉淀蒸发，形成了天然盐湖；运城盐湖的盐类物质主要来源于深部成矿盐层，控制盐湖的主要断裂提供了盐类物质的主要通道，中条山北缘中元古界蓟县系龙家园组海相高镁白云岩提供了镁离子来源。研究成果将为运城的生态保护与合理开发提供基础地质依据。

基于浅孔岩芯饼化现象的地应力估算方法探究及应用

闫绍坤, 王成虎, 高桂云, 刘冀昆, 代向前

, doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2023196

摘要 (31) PDF (1395KB)(5)

摘要:
岩芯饼化是高地应力环境的典型现象之一，形成的岩饼的几何特征、断面形态与原地应力状态具有相关性，而产生该现象的部位可能不适于直接进行原地应力测量。利用该现象，建立饼化岩芯的现场测量数据与原地应力之间的联系，进行地应力估算，能够对地应力测量数据起到补充的作用。结合国内外相关假设和理论，测量饼化岩芯的物理性质、几何特征，结合其原岩应力状态，提出基于岩芯饼化的地应力估算公式。对辽宁丹东大连山钻孔内出现岩芯饼化的30m~120m部位进行地应力估算，选取测量其中73块代表性岩饼，估算出该段地应力值的大小，对水压致裂测量数据进行补充，补充后的地应力数据更贴近实际。与其他基于岩芯饼化的估算公式相比，考虑的因素更加全面，进行测量时精度要求更低，计算结果偏差更小，波动更少。计算和对比结果表明，该地应力估算方法适合作为地应力数据的补充来源。

涪江源区韩家沟泥石流防治工程改进前后危险性分析

唐海兵, 吴建军, 张春山, 杨为民, 渠敬凯, 马思琦, 徐传成

, doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2023097

摘要 (55) PDF (3540KB)(9)

摘要:
韩家沟泥石流位于松潘县小河镇丰河村涪江左岸，近几年泥石流频发，以2022年8月发生的泥石流规模最大，严重威胁韩家沟村民生命财产安全。采用遥感解译、野外调查、FLO-2D数值模拟等手段，查清了韩家沟泥石流特征及其防治现状，认为现有防治工程不能满足防治需求，据此提出改进的防治工程，并通过FLO-2D模拟计算不同降雨频率和有无防治工程的泥石流危险性，从而验证改进防治工程的有效性。研究结果表明：韩家沟位于“8.8”九寨沟地震扰动区，震后泥石流物源丰富，导致每年雨季强降雨时泥石流频发。在10年一遇降雨频率下，丰河村及平松路均处于低危险区，现有防治工程可有效防治泥石流灾害；在50年一遇降雨频率下，丰河村处于泥石流高危险区，泥石流冲出排导槽，冲毁平松路，现有防治工程不能满足要求。采用多级拦挡坝、排导槽截弯取直等改进的防治工程后，泥石流堆积方量减少50.2 %，堆积面积减少86 %，高危险区均位于排导槽内，治理效果显著。

郑州市西部山地丘陵区地质灾害危险性评价

张建羽, 吕敦玉, 刘松波, 王翠玲, 孟舒然

, doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2022116

摘要 (74) PDF (3945KB)(9)

摘要:
郑州市西部山地丘陵区地质环境条件复杂，崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害频发，尤其是，2021年“7•20”特大暴雨引发大量地质灾害。以往主要采用单一方法进行地质灾害危险性评价，存在评价准确性略低等问题。通过对研究区地质环境背景、地质灾害分布特征和形成条件的研究分析，选取坡度、地貌、工程地质岩组、高程、距断裂距离、距河流距离、降雨量和人类工程活动8个评价因子，采用加权信息量法，对研究区进行了地质灾害危险性评价。结果表明：低危险区面积1387.14 km²，占总面积的32.59%；中危险区面积1803.18 km²，占总面积的42.36%；高危险区面积1066.47 km²，占总面积的25.05%，评价结果与地质灾害实际发生情况基本一致，评价准确性为93.11%。评价结果可为研究区地质灾害防治工作提供重要依据。

大厚度非连续湿陷性黄土浸水变形特征分析

刘建磊, 卫童瑶, 惠寒斌, 姜耀飞

, doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2023174

摘要 (79) PDF (1515KB)(3)

摘要:
非连续分布的黄土地层在我国关中平原地区广泛分布，由于其特殊的地层结构，常规的修正系数评价方法已经无法满足工程的要求。本文依托渭北黄土塬区所开展的大型试坑浸水试验，结合数值计算的方法，对比了现场与室内湿陷量差异的影响因素，分析了现场浸水试验的渗流特征。本文的研究得出了以下几点结果：（1）该场地现场试验和室内试验的自重湿陷量比值小于0.1，两者的结果相差较大且判定的场地湿陷类型不一致。（2）造成试验结果差异较大的原因包括黄土地层的非连续性和不均匀性、室内试验的取样扰动因素以及现场试验的浸水条件差异。（3）黄土的非连续性形成的层拱效应是造成室内试验与现场试验差异的主要原因。其削弱了部分向上传递的变形、阻碍了向下传递的自重应力，同时浸水时在中间地层形成非饱和区，造成渗流过程的不连续性。

莱芜盆地岩溶发育特征及地下水富集规律

李波, 于大潞, 王楠, 高帅, 毕雯雯, 胥芹, 王昱玮, 侯芃

, doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2023166

摘要 (88) PDF (1610KB)(7)

摘要:
基于在莱芜盆地开展的水文地质调查与泉水保护工作，通过资料收集、野外地质调查、水文地质钻探及岩矿测试等工作手段，对区内碳酸盐岩岩溶发育特征及富水规律进行研究，结果表明：莱芜盆地碳酸盐岩分布受构造控制明显，集中分布在盆地南部呈单斜状产出，北缘、东缘地区零星分布；岩溶发育受地层岩性、地质构造、地下水动力条件及岩浆侵入等多因素影响，地表岩溶形态以溶沟、溶槽为主，地下岩溶以溶蚀裂隙、溶孔溶洞为主，主要发育400m以浅；岩溶水主要富集在断陷盆地、断裂阻水上盘、地下水承压排泄区及矿山背斜两翼部位。研究结果可为鲁中南缺水山区地下水资源开发与利用提供科学技术支撑。

基于微动探测的四川德达古滑坡空间结构特征与形成机理研究

邱振东, 郭长宝, 杨志华, 吴瑞安, 闫怡秋, 张怡颖, 靳峰, 陈文凯

, doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2023183

摘要 (84) PDF (4139KB)(7)

摘要:
青藏高原东部地形地貌和地质构造极为复杂，位于该区金沙江流域等高山峡谷区的大型古滑坡具有发育密度大、空间结构复杂等特点，由古滑坡蠕滑变形及复活引起的灾害危害性强[宗王1] 。德达古滑坡是位于四川省巴塘县德达乡的一个大型古滑坡，受查龙-然布断裂活动等影响，该古滑坡空间结构特征复杂，滑坡前缘呈现局部复活变形。本文采用遥感解译、现场调查、微动探测和工程地质钻探等工作手段，进一步查明了德达古滑坡的空间结构特征。研究表明，德达古滑坡在平面上分为德达I号滑坡体（I）、德达II号滑坡体（II）和德达古滑坡后壁（Ⅲ）等3个部分。通过微动探测结合钻探验证，本文提出了浅层滑带和深层滑带的微动横波速度划分方案，其对滑带深度识别相对误差一般为2.6~4.8%，研究揭示德达I号滑坡发育2层滑带，浅层滑带S1埋深为18.7-20.1m，深层滑带S2埋深为36.2-49.9 m，滑体体积约8.7~12.0×10⁶ m³；德达Ⅱ号滑坡体发育1层滑带，滑带埋深为25.2-38.6m，滑体体积约6.3~9.6×10⁶ m³。综合分析认为，德达古滑坡是在断裂构造、降雨入渗、河流侵蚀等多种因素作用下形成的，复杂的滑体结构及其成因是滑坡体处于蠕滑变形的主要控制因素。本文研究方法和认识可以为青藏高原东部域大型古滑坡空间结构判识和风险防控提供参考。

渤海盆地秦南凹陷新生代以来构造-热演化史

唐晓音

, doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2023168

摘要 (94) PDF (956KB)(5)

摘要:
构造-热演化史是认识盆地形成及其动力学机制的重要窗口，也是烃源岩成熟生烃研究的核心问题。随着能源需求的增长以及陆地油气发现难度的增加，海域逐渐成为我国油气勘探的重要接替区与国家能源战略研究的重要领域。秦南凹陷位于渤海海域西北部，勘探前景良好但勘探程度低。文章选取秦南凹陷3条地震剖面建立25口人工井，进行了构造沉降史和热史模拟，恢复了凹陷构造-热演化历史。结果表明：秦南凹陷新生代以来于孔店组-沙四段沉积时期(65-42 Ma)、沙三段沉积时期(42-38 Ma)，以及东三段沉积时期(32.8-30.3 Ma)经历了三期裂陷拉张，总拉张系数为1.27~2.05。对应三期拉张，凹陷基底热流经历三期升高，在东三段沉积末期(30.3 Ma)达到峰值64.0~89.0 mW/m²，之后逐渐降低至今。秦南凹陷构造-热演化过程与断裂活动具有良好的耦合关系，多期裂陷加热事件有利于其烃源岩成熟生烃。

基于EEMD-CNN-LSTM模型的滑坡位移预测

刘航源, 陈伟涛, 李远耀, 徐战亚, 李显巨

, doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2023145

摘要 (362) PDF (1892KB)(31)

摘要:
滑坡位移预测是滑坡监测的重要环节。尽管基于深度学习范式的时间序列方法预测滑坡位移取得了一定的成果，然而由于滑坡位移数据的非平稳性、周期性和趋势性变化特征，导致当前时间序列模型的滑坡位移的多变量预测容易过拟合。本文针对滑坡位移数据的波动性和由周期项与趋势项位移叠加组成的特性，提出一种基于孤立森林(Isolation Forest，IF)异常检测、集成经验模态分解(Ensemble Empirical Mode Decomposition，EEMD) 、卷积神经网络（Convolutional Neural Networks，CNN）和长短期记忆神经网络(Long Short-Term Memory，LSTM)相结合的滑坡位移预测模型。选择三峡库区以降雨为影响因子的阶跃型白家包滑坡为研究对象，利用IF算法对滑坡原始位移数据进行异常检测，基于EEMD方法提取滑坡趋势项和周期项位移，通过卷积神经网络捕捉局部周期项和趋势模式，并基于长短期记忆神经网络模型预测总体位移。综合利用RMSE、MAE、MAPE和R²四种指标进行精度评价。结果表明，相较传统的LSTM模型,随机森林方法和EEMD-LSTM方法，论文提出的EEMD-CNN-LSTM模型在有无降雨这一外部影响因素条件下均最优，能够较大地降低过拟合，提高预测的准确性。

致密砂岩裂缝网络复杂性及其影响因素研究

刘圣鑫, 付汇琪, 冯兴强, 韩晓祥, 王炳乾

, doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2023128

摘要 (209) PDF (1766KB)(13)

摘要:
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。本文在砂岩复杂裂缝网络动态演化过程及其主控因素实验研究的基础上，通过深入探讨裂缝网络的分形和多重分形谱特征，开展裂缝网络的复杂性分析。结果表明：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自身的微观组构特征，且具有明显的尺度和围压效应。三维裂缝网络的分形维数与多重分形谱的谱宽平均值，两个参数可分别表征裂缝网络空间分布的复杂性和非均质性。砂岩的石英、长石等脆性矿物含量越高、孔隙度越大、粒度越小裂缝网络空间分布越复杂，非均质性越弱；黏土矿物不利于复杂裂缝的形成；抗压强度和弹性模量越大裂缝网络空间分布越复杂，非均质性越弱。

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