2025年, 第44卷, 第4期　
刊出日期：2025-11-25

  

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  辽宁省鞍山地区铁架山花岗岩的成因及其动力学机制

  赵科宇, 李刚, 刘正宏, 赵庆英, 玄雨菲, 连光辉

  世界地质. 2025, 44(4): 517-535.

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   辽宁省鞍山地区铁架山花岗岩是华北克拉通已知最古老的富钾花岗岩。 为了查明中太古代富钾 花岗岩的成因、 构造背景及其形成的动力学机制, 本文对铁架山花岗岩进行了岩相学、 锆石U-Pb年 代学、 全岩地球化学、 Lu-Hf同位素和构造特征分析。 锆石U-Pb 定年结果显示铁架山钾质花岗岩形 成于中太古代3.0~2.9 Ga。 铁架山花岗岩具有较高的w(SiO2)(68.03% ~71.24%)、 w(TFe2O3) (3.31% ~ 4. 90%)、 w(K2O +Na2O) (7.73% ~7.99%)和 Ga/Al 比值, 较低的 w (MgO) (0.53% ~0.80%)。 稀土元素表现出明显的Eu负异常 (δEu=0.21~0.31)。 铁架山花岗岩明显富集Rb、 Th、 U、 K等大 离子亲石元素, 亏损Nb、 Ta、 P、 Ti等高场强元素, 并具有较高的锆饱和温度 (822~926 ℃)。 上述 地球化学特征表明铁架山花岗岩属于A型花岗岩。 鞍山地区未发现同期基性岩体, 铁架山花岗岩表现为 准铝质至过铝质, 具有低的εHf (t) 值, 为-8.23~-14.75, TDM2为4.0~3.7 Ga, 表明岩浆来源于古 老地壳的重熔。 哈克图解显示TiO2、 CaO、 MgO、 P2O5、 Sr、 Zr等化合物和元素的变化与w (SiO2)呈 线性关系, 表明铁架山花岗岩的岩浆经历了连续的岩浆演化和分异。 结合地球化学和构造特征可知, 中太古代期间岩石圈地幔的底侵作用导致鞍山地区进入区域伸展体制, 岩石圈地幔的热量促使下地壳 部分熔融和岩浆向上快速底辟上升, 从而形成了铁架山花岗岩。
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  长白山玄武岩覆盖区东部边缘奶头山古元古代 大理岩古沉积环境研究

  李楠, 姜炜忠, 李斌, 臧兴运, 闫冬

  世界地质. 2025, 44(4): 536-550.

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  为确定长白山玄武岩覆盖区东部边缘奶头山大理岩的层位归属, 笔者利用岩石学、 岩石化学对 其古沉积环境展开研究。 研究结果表明, 奶头山大理岩主要岩石类型有中厚层大理岩、 中薄层白云质 大理岩, 反映其形成于离大陆稍近的滨海-浅海相蒸发环境。 大理岩主量元素w (SiO2) 介于2.04% ~ 6. 21%之间, 与Zr 相关系数为0.38, 指示 SiO2 与陆源碎屑物质关系不大, 多为化学沉积成因; w (MgO+CaO+LOI)为91.37% ~96.77%, 表明岩石中以碳酸盐矿物为主, 碎屑成分较少; CaO/ MgO 比值介于1.41 ~24.34 之间, 表明岩石形成于较封闭的滨海-海湾相环境; Fe3+ / Fe2+比值介于 0. 05 ~0. 80 之间, 可能反映岩石形成于相对动荡的较弱的偏中性环境。 微量、 稀土元素研究结果表 明, Ce异常 (Ce/Ce∗) 与 Eu 异常 (Eu/Eu∗) 的相关系数为-0.46, 与稀土总量的相关系数为-0. 25, Mn/Sr 比值介于0.01 ~0.05 之间, 表明研究区大理岩样品稀土元素几乎没有受到成岩作用 影响; Zr与Th相关系数为0.75, 与∑REE 相关系数为0.14, 与 Ce/Ce∗相关系数为0.47, 与 Eu/ Eu∗的相关系数为-0.48, 表明研究区大理岩样品稀土元素受外来物质影响程度较低; Ce/Ce∗比值 介于0.82 ~1.00 之间, 表明大理岩形成于弱氧化环境中; 岩石样品 (Tb/Pr)N =1.02 ~3.13, (Tb/ Yb)N =0. 96 ~ 1. 56, 说明样品的中稀土轻度富集, 可能有热液输入; Eu/Eu∗平均值为1.17, 与 Fe2 + 相关系数为0.12, 与Mn2+相关系数为0.56, 与 (Fe2+ +Mn2+) 相关系数为0.20, 也说明可能 有热液输入; Gd/Gd∗平均比值为1.05, 表明基本排除样品测试中的人为因素影响; Y/Ho比值介于 31. 53 ~44. 00 之间, 平均为35.17, 表明研究区大理岩形成于近岸或受限的海洋环境中。 结合区域地 质资料, 认为奶头山大理岩形成于较封闭的滨浅海相氧化-弱氧化海水中, 并伴随有热液输入, 岩石 组合相当于珍珠门岩组下部层位, 为珍珠门岩组东部延伸部分。
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  句容西银坑地区岩浆岩年代学、 地球化学特征及地质意义

  白进忠, 王洪智, 孙学娟

  世界地质. 2025, 44(4): 551-570.

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  江苏句容西银坑地区出露的岩浆岩属安基山杂岩体, 岩石类型以花岗闪长斑岩为主, 其遭受少 量石英闪长玢岩脉、 闪长玢岩脉及辉绿玢岩脉等中-基性岩脉穿插。 为了确定其成岩时代和地球动力 学背景, 本文对西银坑岩浆岩开展了岩相学、 U-Pb锆石年代学、 地球化学特征研究。 锆石U-Pb测 年结果显示, 花岗闪长斑岩成岩年龄为(104.45±0.29) Ma, 石英闪长玢岩为 (104.66 ±0.52) Ma, 辉绿玢岩 (101.37 ±0.34) Ma, 形成时代均为早白垩世。 地球化学数据显示, 西银坑地区岩浆岩具有 高钾[w (K2O)为 1.96% ~4.05%]、 高碱 [w (Na2O) 为 2.29% ~4.68%] 特征, A/NK 值介于 1. 38 ~2. 15 之间, A/CNK 值介于0.62 ~0.96 之间, 里特曼指数为1.76 ~2.59, 为准铝质钙碱性系列 I 型花岗岩; 辉绿玢岩的稀土元素富集 (ΣREE=144.61×10-6 ~182.84 ×10-6, 平均为163.73 × 10-6), 轻重稀土元素比值 (LREE/HREE) 介于10.81 ~12.76, (La/Yb)N 和 (Gd/Yb)N 分别为 13. 60 ~17. 62 和2. 16 ~2. 33; 花岗闪长斑岩、 石英闪长玢岩及闪长玢岩的稀土元素质量分数相比辉绿玢 岩较低 (ΣREE= 94.43×10-6 ~143.47 ×10-6, 平均为118.79 ×10-6), 轻重稀土元素比值 (LREE/ HREE) 介于14.43 ~24.48, (La/Yb)N 和 (Gd/Yb)N 分别为22.16 ~43.70 和2.57 ~2.87。 大离子亲 石元素 (Rb、 La) 相对富集, 高场强元素 (Nb、 Ti、 Ta) 相对亏损, 具有明显的岛弧岩浆岩特征; Nb/ Ta 比值为11.57 ~24.68, 与大陆地壳接近, 指示有壳源物质大量参与。 结合前人的研究成果, 认 为西银坑地区岩浆岩形成于太平洋板块俯冲后撤的弧后拉张环境, 是下地壳物质与地幔物质相互作用 的产物, 属壳幔型花岗岩。
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  准噶尔盆地达巴松地区石炭系火山岩分布规律

  兰志鹏, 单玄龙, 衣健, 李昂, 朱峻永

  世界地质. 2025, 44(4): 571-582.

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   准噶尔盆地达巴松地区石炭系火山岩分布广且横向变化快, 明确其空间展布规律是储层研究关 键。 但在勘探过程中发现, 火山岩的岩性复杂、 火山机构保存不完整、 喷发旋回较为频繁。 笔者基于 6 口钻井岩心观察、 常规测井曲线资料、 同位素年代学数据及三维地震资料, 划分火山喷发旋回, 刻 画火山机构及岩相, 分析火山岩分布与断裂匹配关系及火山喷发旋回的油气地质意义。 研究表明, 达 巴松地区石炭系火山岩可划分为4个旋回: 基性旋回1 (323~319 Ma) 发育玄武岩、 玄武质凝灰岩, 钻遇厚度约425 m; 中性旋回2 (311~310 Ma) 为安山岩、 安山质凝灰岩, 钻遇厚度414 m; 中酸性 旋回3 (310 ~306 Ma) 发育英安质凝灰岩及安山岩, 钻遇厚度281 m; 酸性旋回4 (306~304 Ma) 为流纹质凝灰岩, 钻遇厚度约174 m。 地震资料解释表明, 达巴松地区火山机构可划分为基性盾状及 中酸性丘状火山机构, 旋回1基性火山岩分布广泛, 整体厚度较大, 火山机构主要为基性盾状火山机 构, 分布主要受海西中—晚期NE-SW断裂控制; 旋回2中性火山岩分布最广, 其分布主要受海西 中—晚期NE-SW断裂控制, 火山机构主要为中酸性丘状火山机构, 火山岩多为中心式喷发; 旋回3 中酸性火山岩分布, 火山岩以中心式喷发为主且存在多个厚度中心, 整体厚度较大, 火山机构以中酸 性丘状火山机构为主; 旋回4火山活动减弱, 火山岩分布面积显著缩小。 物性分析表明, 旋回2、 3 火山岩优质储层发育, 火山岩物性好, 可作为达巴松地区火山岩油气藏勘探的有利层位。
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  青海东昆仑那西郭勒BIF型铁矿地质特征及成因研究

  张鹏, 刘智刚, 王磷, 张大明

  世界地质. 2025, 44(4): 583-596.

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   条带状铁建造 (banded iron formation, BIF) 是地球早期演化历史中形成的重要铁矿类型。 那西 郭勒BIF型矿床位于东昆仑造山带西段, 赋存于新元古代金水口群中-高级变质斜长角闪岩组合中, 呈层状-透镜状产出。 该矿床资源量达75 Mt, 铁品位介于15% ~28.83%, 矿石主体为具典型条带状 构造的磁铁石英岩。 为深入理解该矿床成因并为区域找矿提供依据, 基于系统的野外地质调查, 结合 磁铁矿电子探针微区分析及全岩主、 微量元素地球化学研究, 系统阐明了矿床的地质特征、 成矿物质 来源及成因类型。 电子探针分析表明, 磁铁矿具有高TFeO (90.01% ~92.98%) 和极低的 TiO2、 MgO、 MnO、 CaO、 Al2O3 等质量分数 (均< 0.4%), 符合典型BIF型磁铁矿的成分特征。 全岩地球 化学数据揭示矿石具有变化的w (TFeO) (15.45% ~74.74%) 和w (Al2O3) (1.84% ~17.04%), 并具显著的Eu正异常 (Eu/Eu∗ PAAS = 1.38 ~2.12)、 Y正异常 (Y/Y∗ PAAS = 0.98 ~1.42)、 较低的Eu/ Sm 比值 (0.30 ~0.51) 以及较高的 Sm/Yb (0.69 ~2.17) 和 Y/Ho (26.55 ~40.73) 比值。 综合上 述地球化学特征, 指示成矿物质主要来源于海水与极少量 (约0.1%) 海底高温热液的混合。 矿石中 缺乏显著的Ce负异常, 结合赋矿围岩属性, 暗示矿床形成于还原性边缘海环境。 综合其严格受层位 控制的地质产状、 典型的磁铁石英岩矿物组合以及上述特征性地球化学证据, 确定那西郭勒铁矿为典 型的苏必利尔型 (Superior-type) BIF 矿床。
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  河南省细鳞片石墨矿分布特征及片度成因分析

  杨贺杰, 胡伟, 喻艳丽, 陈霏霏

  世界地质. 2025, 44(4): 597-607.

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   本文以河南省山西断隆和南秦岭两个细鳞片石墨成矿带为研究对象, 通过野外地质调查、 样品测 试和综合分析等方法, 系统研究了细鳞片石墨的分布特征、 富集规律及成因机制。 研究表明, 细鳞片石 墨矿体主要赋存于山西断隆银鱼沟群赤山沟组和南秦岭陡岭群大沟组地层中, 具有显著的地层赋矿专属 性。 时空分布特征显示, 赋矿地层主要为古元古代, 矿床呈北西—南东向展布, 与区域构造线方向一 致, 矿体严格受地层控制且产状与赋矿地层一致。 成矿物质来源于有机质与无机质的共同参与, 矿床类 型为区域变质型。 研究进一步揭示, 石墨的细小鳞片特征主要受控于构造应力作用、 变质作用及混合岩 化作用。 研究结果为深入认识河南省细鳞片石墨矿的成矿规律提供了科学依据。
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  松辽盆地梨树断陷沙河子组烃源岩地球化学特征 与潜力评价

  马鑫涛, 单玄龙, 王舒扬

  世界地质. 2025, 44(4): 608-622.

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   烃源岩地球化学特征与潜力评价是油气藏研究体系中的核心要素, 对油气资源的勘探与开发具 有关键性的指导作用。 为系统评价松辽盆地梨树断陷沙河子组烃源岩的生烃潜力, 明确其地球化学特 征与分布规律, 笔者通过岩心观察与测井资料解释, 确定了富有机质泥岩段的宏观沉积相与纵向展 布; 采用一系列地球化学测试手段 (总有机碳含量分析、 岩石热解分析、 干酪根碳同位素组分鉴定、 镜质体反射率测试及对饱和烃生物标志化合物气相色谱-质谱测试) 对烃源岩的关键参数进行定量表 征。 研究结果表明: 沙河子组沙一下段和沙二中段发育滨浅湖和半深湖-深湖亚相的泥岩沉积, 为梨 树断陷的主要烃源岩层位, 沉积环境为弱氧化-还原条件, 沉积演化中心的迁移控制着优质烃源岩的分 布。 在有机质地球化学特征方面, 沙河子组烃源岩表现出较高的有机质丰度, 总有机碳质量分数主要分 布在1.0% ~6.8%之间, 平均值为2.5%, 绝大多数样品超过了优质烃源岩 [w (TOC) ≥2.0%] 的评 价标准, 其干酪根类型以Ⅲ型为主, 其次为Ⅱ2 型, 少量样品表现出Ⅱ1 型和Ⅰ型特征, 热演化程度 的评价结果显示烃源岩已达到成熟-过成熟生气阶段 (Ro>1.3%, 平均Tmax =455.1 ℃)。 综合评价 认为, 松辽盆地梨树断陷沙河子组主力烃源岩丰富; 有机质丰度高, 其类型以生气为主; 热演化程度 高, 已进入生气阶段; 空间分异明显, 具备优良的生烃潜力。
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  松辽盆地南部龙凤山气田火石岭组火山碎屑岩 优质储层特征与控制因素

  包金锐, 黄玉龙, 刘硕, 任宪军, 韩娇艳, 张红霞, 牛鹏辉

  世界地质. 2025, 44(4): 623-634.

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  松辽盆地南部龙凤山气田火石岭组探明天然气储量超百亿m3, 显示出深层火山碎屑岩具备良 好的储集性能和勘探潜力; 厘清火山碎屑岩优质储层特征与控制因素有助于深层气藏有利区带拓展和 开发井位部署。 在岩心、 铸体薄片和扫描电镜分析的基础上, 结合常规孔渗和高压压汞等测试结果, 笔者系统总结了火山碎屑岩岩性、 岩相和储层发育特征, 明确了优质储层的控制因素与分布规律。 研 究结果表明: 龙凤山气田火石岭组发育4类13种火山碎屑岩, 形成于陆上和水下两种就位环境, 以 爆发相火山碎屑岩类为主。 发育粒间孔、 粒内孔、 晶内孔和微裂缝4类储集空间, 粒间孔-粒内孔型 孔隙组合对储层贡献最大, 火山角砾岩有效孔隙最为发育, 粒间孔占37%、 粒内孔占53%。 火山碎 屑岩储层孔隙度介于1.6% ~13.8%之间、 渗透率介于0.002×10-3 ~0.751×10-3 μm2 之间, 属于中孔 低渗储层; 发育微米-纳米级喉道, 最大喉道半径介于0.020~2.830 μm。 成岩早期的绿泥石胶结作用 和钠长石环边有利于抑制压实和保存粒间孔隙, 浅埋藏期玻屑和火山灰基质脱玻化作用以及深埋藏期 有机酸溶解作用进一步促进次生孔隙形成, 构成控制火山碎屑岩优质储层发育的关键因素。 火山通道 相火山颈亚相、 爆发相水下火山碎屑流亚相和水下火山碎屑沉降亚相中的优质储层 (孔隙度>6%) 占比相对较高, 可作为深层气藏勘探的有利目标。
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  重庆市三峡库区藕塘滑坡复活-变形机制研究

  赵长军, 田坤, 周云, 徐明辉, 刘国栋, 许琦, 吕旭哲, 赵运松

  世界地质. 2025, 44(4): 635-652.

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  藕塘滑坡是三峡库区典型的特大型蠕动型滑坡, 体积高达9000万m3, 迄今最大地表水平位移 近1600 mm, 最大深部位移超过500 mm, 其地表变形具有广泛性、 持续性和速率递增, 深部变形具 有顺层性、 多层性和持续性的特点, 滑坡的深层复活-变形机制与长期稳定性是地质灾害领域研究的 热点问题。 针对藕塘滑坡是否存在整体深层滑动、 复活-变形演化机理、 重大潜在风险防控源以及如 何有效防治等问题, 笔者根据对滑坡长达14 a的高分辨率监测数据和多源勘察结果, 综合地质环境、 滑体特征、 复活-变形机制模型等研究, 进行了长周期连续地质跟踪调查、 变形演化阶段复盘、 变形 速率-降雨量关联度分析等, 证实了藕塘滑坡存在整体深层滑动, 其整体变形格局具有 “三级滑体下 滑→推移二级滑体→推移一级滑体” 的链式传导特征; 复活-变形机制内在诱因发端于下伏易于滑动 的多层软弱夹层结构, 高暴雨频率、 强库水淹没效应和三级滑体稳定性不足等因素对滑坡整体复活 变形造成了显著影响, 强降雨成为滑坡持续变形的主驱动力。 暴雨工况下趋势变形特征为: 一级滑体变 形速率 (0.3 mm/d) <二级滑体变形速率 (1.0~3.2 mm/d) <三级滑体变形速率 (1.6~6.0 mm/d)。 据此, 提出蠕动型滑坡深层滑带土严重劣化趋势的判据指标为, 地表位移速率连续90d以上>1.0 mm/d, 汛期或雨季显著高于这一速率。 滑坡的风险防控源管控在于做好三级滑体和前缘反翘段滑体的加密监 测和数值预警。
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  郑州高新区地下空间开发利用适宜性三维评价

  王宏, 周丽, 乔东玉, 于雪鸥, 卢琪, 孙昊阳, 林冰仙

  世界地质. 2025, 44(4): 653-670.

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  针对现有地下空间评价方法多基于二维平面, 难以准确反映三维立体空间开发利用适宜性这一 问题, 笔者提出一种基于规则体元模型的多要素地下空间开发利用适宜性三维评价方法, 使用规则体 元模型作为评价的统一载体, 运用多种三维空间分析方法, 建立地下空间地质体模型和多要素三维体 元属性模型, 结合层次分析法构建包含限制和分级指标的体系, 对郑州高新区地下空间开发利用适宜 性进行三维评价。 结果显示, 郑州高新区地下空间开发适宜性优良区域占比>65%, 限制开发区域占 比较小, 工程地质和水文地质条件较好, 适合进行地下空间的开发利用; 在空间分布上, 研究区地下 空间浅层适宜性最佳, 随着埋深增加, 适宜区域比重略有下降, 水平空间上呈现西部开发潜力和适宜 性较东部更大。 相较于二维平面的地下空间评价方法, 本研究所采用的基于三维体元模型的多要素地 下空间开发利用适宜性评价方法, 有助于组织、 管理、 计算和表达任意位置的地下空间适宜性情况, 解决了传统二维分层评价深度信息损失的问题, 提升了深度方向的评价分辨率和结果可视性, 有利于 为地下空间规划和建设提供更为丰富的信息和服务。
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  干密度和基质吸力对非饱和火山土抗剪强度特性的影响

  松卡尔·克孜勒汗, 王常明, 吴迪, 蒋承林

  世界地质. 2025, 44(4): 671-681.

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  为研究干密度和基质吸力对非饱和火山土抗剪强度特性的影响, 本文以吉林省安图县火山土为研 究对象, 制备了3种干密度和6个含水率水平的火山土试样。 采用压力板仪法测定不同密度火山土的土 水特征曲线, 利用Van Genuchten模型进行土-水特征曲线拟合, 经直接剪切试验获得不同含水率条件下 试样的抗剪强度指标。 结果表明: 火山土的土-水特征曲线受干密度的影响, 在相同体积含水率条件下, 火山土基质吸力随着干密度的增加而增大。 土的干密度与Van Genuchten模型进气值的倒数a、 参数n、 m以及残余含水率θr均具有良好的线性关系。 土的内摩擦角φ和内聚力c随干密度的增大而增大, 随基 质吸力的增大, 先增大后减小。 火山土的抗剪强度受到干密度和基质吸力的共同影响。 干密度增大不仅 增强了颗粒之间的咬合, 也减小了土体内部的孔隙, 增大了基质吸力, 从而导致火山土抗剪强度的提 高。 本研究建立了火山土的内摩擦角、 内聚力与干密度、 基质吸力的相关关系, 为火山土地区岩土工程 建设中强度参数的选取提供参考。
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  松辽盆地地震活动性分析

  唐鑫, 王璞珺, 杨卓龙, 高传承, 王寒非

  世界地质. 2025, 44(4): 682-690.

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  近年来松辽盆地中强地震频发, 为探讨松辽盆地的地震活动性, 本研究根据吉林省地震局 2009—2024 年地震目录, 采用最大曲率法计算松辽盆地地区的最小完整性震级 (Mc), 并利用Guten berg-Richter 定律进行拟合计算得到相应b值。 结果显示, 松辽盆地的Mc =1.4, 表明盆地内部台网监 测能力较强或小震活动更密集, 但局部工业噪声可能导致低震级事件漏检。 拟合得到松辽盆地的b值 为0.59, 低于整个中国东北地区的b值 (0.74), 表明松辽盆地地区未来可能会发生中强地震。 笔者 进一步研究松辽盆地的地震分布与下伏盆地地质结构的关系, 采用统计分析探讨地震活动分布与震源 深度的对应关系, 结果表明地震活动垂向分布与盆地内的深层关键地质界面密切相关。 地震活动主要 集中发生在5~10 km。 松辽盆地国际大陆科学钻探 (ICDP) 松科2井揭示, 6 km处为松辽盆地上覆 白垩纪沉积盖层与下伏三叠系基底之间的区域不整合面 (T5); 7 km处为三叠系—古生界双层基底内 的基底滑脱断层。
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  江苏省某饮用水源地水质评价与健康风险评估

  王懿康, 谭紫辰, 费依涵, 蒋咏, 程东祥

  世界地质. 2025, 44(4): 691-701.

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  水源地水质安全事关民生福祉, 其评价指标众多、 影响因素复杂, 及时开展水质评估尤为关 键。 目前多数评价方法都是建立在现行质量标准基础上的相对宏观的评价, 缺乏对水源地水体不同时 期进行相对微观的科学评价, 因此建立一个综合评价体系可为饮用水源地污染风险预警和改善水环境 质量提供理论依据和技术支撑。在单因子指数评价法和内梅罗指数法的基础上, 引入环境容量指数概 念, 构建了多因子综合环境容量指数评价模型和内梅罗法环境容量指数模型, 利用这两种模型对江苏 省盐城市大丰区某饮用水源地进行了综合评价, 并在水质评价基础上引入健康风险评估, 分析水源地 人体健康风险, 综合保障饮用水安全。 评价结果表明, 该水体整体环境质量有变好的趋势, 化学需氧 量指标有变差的趋势, 其他指标均有变好的趋势, 一年中八月份环境质量相对较差, 建立的多因子综 合环境容量指数模型和内梅罗法环境容量指数模型均可用于评估具有稳定类别水源地水体。 其中用改 进的内梅罗法环境容量指数计算了各污染因子的权重, 避免忽视某些浓度小而危害大的污染因子。 水 源地总健康风险在1.81×10-4 a-1 ~2.30 ×10-4 a-1之间, 属于高风险等级, 其中受到致癌物砷的影 响占比最大, 其次为致癌物六价铬。 相比非致癌风险, 致癌物质是饮水途径潜在风险的主要来源。