weieven岩石圈与地表形态--陈金伟

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电磁环境三维可视化技术

电磁环境三维可视化技术

—248— 电磁环境三维可视化技术周 桥,陈景伟,李建胜,蓝朝桢,徐 青(解放军信息工程大学测绘学院,郑州 450052)摘 要:针对当前比较复杂的电磁环境,在分析其应用需求的基础上,确定电磁环境可视化的几个基本要素,提出用三维可视化技术来构建电磁环境,采用直接体绘制、面绘制和切片绘制的方法对共进行可视化。

利用这些方法实现了某区域电磁态势分析结果的可视化,试验结果证明该方法具有较好的可视化效果。

关键词:电磁环境;电磁态势;快速体绘制;体数据;切片法3D Visualization Technology of Electromagnetic EnvironmentZHOU Qiao, CHEN Jing-wei, LI Jian-sheng, LAN Chao-zhen, XU Qing(Institute of Surveying and Mapping, PLA Information Engineering University, Zhengzhou 450052)【Abstract 】In allusion to characteristics of the complicated electromagnetic environment on condition of modern times high technology condition,based on the analysis of the requirement of the electromagnetic environment on the condition of information, the paper confirms several basic factors, puts forward the method of constructing the electromagnetic environment using the 3D visualization, realizes the visualization of the electromagnetic environment using direct volume rendering, surface fitting and slice rendering, and makes detailed expatiations on the realizing of methods of visualization and succeeds in realizing the 3D visualization of the analyzing results of regional electromagnetic situation, with the results of the experiments proving that the method is effective.【Key words 】electromagnetic environment; electromagnetic situation; fast volume rendering; 3D datasets; slice rendering计 算 机 工 程Computer Engineering 第34卷 第9期Vol.34 No.9 2008年5月May 2008·开发研究与设计技术·文章编号:1000—3428(2008)09—0248—03文献标识码:A中图分类号:TP399电磁环境三维可视化技术研究是以现有三维立体空间的电磁环境数据场的点数据为基础,借助三维可视化技术,全面表现地理环境、电磁场的分布等情况,并对其进行三维可视化再现,以期对相关的应用领域提供依据,为通信等抗干绕分析提供辅助平台。

河南卢氏伟晶岩脉及典型钽铌矿床成矿地质特征

河南卢氏伟晶岩脉及典型钽铌矿床成矿地质特征
进行了系统的地质调查工作对典型钽铌矿床进行北秦岭基底杂岩岩浆弧内部的狮子坪强变形带了研究系统总结了伟晶岩脉的地质特征及典型矿分布于漂池一磨子壕一狮子坪一郭家村一带西端床的成矿特征对伟晶岩脉型钽铌矿床勘查具有一交于朱阳关断裂带东端被上白垩统覆盖出露长约定的指导作用
第 4期 2 0 1 4年 8月
矿 产 保 护 与 利 用
t i t e v e i ns i n Lu s h i Co u n t y o f Hei a a n. I t d e t e r mi n e s t h e p e g ma t i t e v e i n s a r e hi g h — K e a l e —a l k a l i n e s e r i e s o f s u b —a l k a l i ne g r a n i t e .W h i c h r e s e a r c h e d t h e g e o l o g i c a l c h a r a c t e r i s t i c s o f d e po s i t ,p h y s i c a l
n i o b i u m o r e d e p o s i t i n Na n y a n g mo u n t a i n .
Ke y wo r d s:pe g ma t i t e v e i n s ;t a n t a l u m —n i o bi u m o r e d e po s i t ;g e o l o g i c a l c h a r a c t e is r t i c s;m e t a l l o —
g e n i c r e g u l a r i t y:me t a l l o g e n i c mo d e l

第四章 岩石圈与地表形态 第9讲 海岸地貌与冰川地貌-高考地理第一轮复习课件

第四章 岩石圈与地表形态 第9讲 海岸地貌与冰川地貌-高考地理第一轮复习课件
2.高考这部分内容考查一般以 剖面图等地图形式出现,所以解题 时要特别注重对剖面图等地图的仔 细阅读,应用逻辑思维方法从中发 现地质地貌和岩石类型判读的细节 和推导分析其成因和演化过程。
知识框架
知识框架
必备知识 自主梳理
一、海岸地貌:
1.海岸地貌的概念:
海岸带在_构__造__运__动_、海水运动、 生___物__作__用_和气候因素等共同作用下所形 成的地表形态。
地理 ( 湘教版)
第一部分 自然地理
第四章
岩石圈与地表形态
第 9 讲 海岸地貌与冰川地貌
C 目录 ONTENTS
必备知识 自主梳理 关键能力 重难突破 考点预测 直击高考
课标 要求
核 心 素 养
课标要求和核心素养
1. 通过野外观察或运用视频、图像,识别3~4 种地貌,描述其景观的主 要特征。
2. 运用示意图,说明岩石圈物质循环过程。 3. 结合实例,解释内力和外力对地表形态变化的影响。
能力点八:探究海岸线
1.海岸线的概念: 2.海岸线的形态:
如:
(2)弯曲、破碎的海岸线:
小结:海岸线的弯曲、破碎状况其影响因素及影响
1.影响因素: ①板块运动;②地质构造;③海 浪和风暴潮侵蚀; ④河流冲、淤关系;⑤冰川侵蚀
2.积极的意义: ①曲折的海湾,可形成优良港湾, 有利于航海业的发展; ②海洋向陆地延伸,增加陆地的 湿度,使降水增多; ③有利于海水养殖业,旅游业的 发展。
一、海岸地貌:
1.海岸地貌的概念: 2.海岸地貌的类型:
地貌特点:微微向海 倾斜 的基岩 平台
(1)海蚀地貌:②海蚀平台
一、海岸地貌:
1.海岸地貌的概念: 2.海岸地貌的类型:

高中地理第2章岩石圈与地表形态第2节地表形态的变化第2课时外力作用与地表形态湘教版选择性必修1

高中地理第2章岩石圈与地表形态第2节地表形态的变化第2课时外力作用与地表形态湘教版选择性必修1
扇或冲积扇,各个洪积扇或冲积 地势逐渐降低,堆
扇连接成洪积—冲积平原
积物颗粒由粗变细
地貌类型 分布
形成
地貌特点
河流下蚀作用较弱,侧蚀作用较强;河流在
河漫滩平

河流 凹岸侵蚀,在凸岸堆积,形成水下堆积体;
中下 堆积体在枯水季节露出水面,形成河漫滩;

如果河流改道,河漫滩被废弃,多个被废弃
的河漫滩连接在一起,形成河漫滩平原
据此探究下列问题。
(1)根据河谷的形态和河流地貌的景观图,判断河流地貌的具体类型。
项目
依据
具体类型
图甲
图乙
图丙 河道弯曲,地势较为平坦
图丁
河口三角洲
【答案】 高山
河漫滩平原
入海口
峡谷
扇形
降低
山前冲积扇

(2)结合河流地貌形态,判断其所在位置,并进一步分析其形成的
地质作用。
岩石分解,改变岩石的状态
【学以致用】
[考向:风化作用与地表形态]
(2023年山东青岛模拟)上盖孜村位于东帕米尔高原的一个冰碛平台
上(下图甲),冰碛平台上散落着大块的花岗岩漂砾,漂砾上多边墙型风
化穴发育。风化穴的形成与岩性以及区域地形、气候、水文等环境条件
有关。图乙示意边墙型风化穴形成过程中的某个阶段。据此完成第1~2
变成松散的碎屑残留在地表,这个过程属于风化作用。风化或侵蚀的产
物,经外力作用从一个地方移动到另一个地方,这属于外力作用中的搬
运作用。第2题,“水滴石穿”描述的是流水侵蚀作用。
(2023年安徽多校联考)党的二十大报告提出,发展海洋经济,保护
海洋生态环境,加快建设海洋强国。海洋蓝洞是海底突然下沉的巨大深

藏北羌塘地区新生代火山作用与岩石圈构造演化

藏北羌塘地区新生代火山作用与岩石圈构造演化

中国科学D辑地球科学 2005, 35(5): 399~410399藏北羌塘地区新生代火山作用与岩石圈构造演化*迟效国**李才金巍(吉林大学地球科学学院, 长春 130061)摘要自印度大陆与欧亚大陆碰撞以来, 藏北羌塘地块依次发育有碱性玄武岩系列、高钾钙碱性系列、钾玄岩系列和过碱性钾质-超钾质系列火山活动. 研究表明岩浆源区经历了由早期尖晶石橄榄岩地幔向晚期石榴石橄榄岩富集地幔(EM2)的转变. 高钾钙碱性系列和钾玄岩系列安粗质岩石具有高Mg#值和极高的Cr, Ni, Co丰度, 指示岩浆可能来自于拉萨地块大陆岩石圈的俯冲作用. 藏北过碱性超钾质系列的La/Rb, Zr/Rb, K/La, K/Nb, Rb/Nb和Pb/La值小于岛弧火山岩, 大于和类似于洋岛玄武岩, 指示岩浆源区具有软流圈流体交代古俯冲地幔楔的属性. 而藏南超钾质火山岩和藏东超钾质煌斑岩的上述元素比值类似于和大于岛弧火山岩, 暗示源区地幔存在俯冲陆壳释放的流(熔)体的交代作用. 上述成因标志支持印度大陆岩石圈俯冲到高原中部, 欧亚岩石圈地幔向南俯冲到羌塘之下的结论. 文中进一步提出陆内俯冲与藏北、藏东区域大型走滑构造的脉动滑移效应导致高原腹地软流圈脉动上涌, 岩石圈脉动减薄产生钾质-超钾质岩浆脉动旋回的成因机制.关键词火山作用岩浆源区岩石圈构造演化藏北青藏高原北部伴随岩石圈的缩短、增厚和隆升, 发育着一系列新生代钾质火山岩带. 自南向北依次形成: (1) 羌塘-囊谦火山岩带; (2) 中昆仑-可可西里火山岩带; (3) 西昆仑-东昆仑火山岩带[1]. 火山作用的时空演化和岩浆起源构成青藏高原脉动隆升及其深部过程的重要约束. 目前青藏高原北部新生代火山岩的成因研究主要集中在岩浆源区性质和岩石圈构造演化问题上. 认识分歧表现在岩浆源区中的富集组分是来自新生代陆内俯冲作用[2~6]还是古俯冲- 碰撞作用[7~9], 支持和否定的判据主要来自地质和地球物理的综合分析, 其核心是岩石圈的构造演化问题. 羌塘地区不同岩石系列和岩浆源区性质演变, 为认识青藏高原北部岩石圈构造演化提供了重要的岩石学信息和约束.1 地质背景和岩石学特征自印度大陆与欧亚大陆碰撞以来, 在班公湖-怒江古缝合带以北的羌塘地区先后发育了碱性玄武岩400中国科学 D 辑 地球科学第35卷系列、高钾钙碱性系列、钾玄岩系列和过碱性钾质-超钾质系列火山活动. 碱性玄武岩系列主要分布在东经85°以西地区, 由通天桥(60 Ma)、红山湖、邦达错(44.0 Ma)[4]和拉嘎拉火山岩(59 Ma)[5]组成. 高钾钙碱性系列和钾玄岩系列分布在东经85°以东地区, K-Ar 和Ar-Ar 同位素年龄为44.66~31 Ma, 其中钾玄岩系列为35~32 Ma, 过碱性钾质-超钾质系列(30~24 Ma)分布在鱼鳞山、火车头山和波涛湖西等地区[1]. 综合同位素年代学资料, 羌塘地区新生代火山活动总体以碱性玄武岩(西部)和高钾钙碱性(东部)火山活动开始, 以过碱性钾质-超钾质火山活动结束. 20~7 Ma 火山活动中心向北迁移至中昆仑-可可西里岩带, 火山作用以钾玄岩系列开始, 以碱性-过碱性钾质火山活动结束. 约5 Ma 以来, 钾质火山活动进一步北移形成西昆仑-东昆仑岩带. 三条岩带构成了青藏高原北部新生代火山作用的三次脉动旋回. 过碱性钾质-超钾质火山活动构成火山作用旋回结束的标志, 在时间上分别与早中新世和上新世的夷平期[10]相对应.2 分析方法样品的主要元素在中国科学院地质实验中心用XRF 分析, 分析误差(RSD)<5%. 微量、稀土元素分析在中国科学院广州地球化学研究所用Perkin-Elmer Sciex ELAN 6000等离子质谱(ICP-MS)完成, 分析精度优于3%, 分析方法见刘颖等[11], 分析结果列入表1.Sm-Nd 、Rb-Sr 和Pb 同位素在国土资源部天津地质矿产研究所VG-354质谱仪上测定, 87Sr/86Sr, 143Nd/144Nd 和206Pb/204Pb,207Pb/204Pb,208Pb/204Pb 比值分别用NBS987标准(86Sr/88Sr = 0.1194)、La Jolla 标准(146Nd/ 144Nd = 0.7219)和NBS981标准(206Pb/204Pb = 16.937, 207Pb/204Pb = 15.457, 208Pb/204Pb = 36.722)标准化. 分析结果及分析误差见表2.3 火山岩的地球化学特征3.1 主要元素根据表1和文献[2~5, 7, 8, 12~15], 羌塘碱性玄图1 羌塘新生代火山岩TAS 图据 Le Bas 等[16].B 玄武岩; O 1玄武安山岩; O 2安山岩; O 3英安岩; S 1粗面玄武岩; S 2玄武质粗面安山岩; S 3粗面安山岩; T 粗面岩(Q <20%; 粗面英安岩Q >20%); R 流纹岩; U 1 碧玄岩(O l >10%,碱玄岩: O l <10%); U 2响岩质碱玄岩; U 3碱玄质响岩; Ph 响岩. 1, 碱性玄武岩系列; 2, 高钾钙碱性系列; 3, 钾玄岩系列; 4, 过碱性钾质-超钾质系列; 阴影区: 可可西里和西昆仑钾玄岩系列成分区; 部分数据引自Arnaud 等[3], 邓万明[2,4], 丁林等[5], Turner 等[8], 赖绍聪等[12,13], 王成善等[14], 谭富文等[15]个别为粗面安山岩、英安岩. K 2O/Na 2O = 0.04~0.96, 平均0.34, 主体为钠质火山岩; 高钾钙碱性系列主要为粗安岩、粗面岩和英安岩, 少数为玄武安山岩和流纹岩. K 2O/Na 2O = 0.11~1.45, 平均0.91, 除康托个别样品外均属钾质火山岩; 钾玄岩系列在TAS 图中, 从碱玄岩、钾玄岩、到安粗岩、粗面岩都有分布. K 2O/ Na 2O = 0.58~4.21,平均2.07, 属钾质-超钾质岩类. 里特曼指数σ = 2.11~7.27, 平均5.04; 鱼鳞山和火车头山钾质-超钾质火山岩以富含副长石类矿物为特征, 岩石化学成分从碧玄岩、碱玄岩到白榴石响岩和碱性粗面岩, K 2O/Na 2O 平均1.91, 最高达4.67, 少量岩石(K 2O + Na 2O)>Al 2O 3(分子数), 里特曼指数σ = 7.06~ 51.82, 平均15.59, 并随MgO 含量的降低而减小(相关系数r = 0.63). 岩石碱性强度和微量元素组成与钾玄岩系列有显著区别, 本文称之为过碱性钾质-超钾质系列.3.2 微量元素羌塘新生代火山岩的微量元素组成均表现出既第5期迟效国等: 藏北羌塘地区新生代火山作用与岩石圈构造演化401402中国科学D辑地球科学第35卷第5期迟效国等: 藏北羌塘地区新生代火山作用与岩石圈构造演化403表2 羌塘地区新生代火山岩Sr, Nd和Pb同位素分析结果a)样品编号87Rb/86Sr 87Sr/86Sr 误差2σ147Sm/144Nd143Nd/144Nd误差2σ206Pb/204Pb误差2σ207Pb/204Pb 误差2σ208Pb/204Pb误差2σQyb1-1 0.02930.709421 7 0.0994 0.5122159 19.37312 16.015 22 40.13521 Qyb10 0.12540.709846 9 0.0866 0.5121888 19.18831 15.892 38 39.82041Qyb2 0.13860.709852 9 0.0862 0.51227411 19.67712 16.265 17 40.74619 Qyb2-1 0.08720.709448 8 0.0880 0.51221315 19.29722 15.979 22 40.02618Qyb3 0.13900.709471 6 0.0842 0.5122747 19.55036 16.185 31 40.49334 Qhcb13 1.73420.709060 5 0.0959 0.512517 6 19.30417 16.162 16 40.23018Qhcb7 1.49980.708743 8 0.0760 0.5121847 18.91859 15.829 62 39.44150Qhcb8 1.32290.708867 8 0.0763 0.512573 5 19.02818 15.936 19 39.75319Qhcb9 0.40350.708433 9 0.0989 0.512301 5 18.95824 15.876 28 39.60326ZG1 0.92550.706804 7 0.0874 0.512416 6 19.05630 15.925 40 39.62830ZG2 0.6515 0.706280 8 0.0906 0.5125997 19.09611 15.981 17 39.68522 ZG7 0.53760.706295 6 0.0885 0.51166316 19.12323 16.021 32 39.81824ZG8 0.64400.706233 8 0.0899 0.512529 6 19.07833 15.974 46 39.65640DG2 0.53430.707874 8 0.0891 0.5123647 19.13736 16.036 47 39.90242a) 岩石类型同表1高场强元素的地球化学属性, 不相容元素和稀土元素丰度从早期碱性玄武岩系列到晚期过碱性钾质-超钾质系列依次升高(图2和3). 在球粒陨石标准化稀土分配曲线中, 拉嘎拉橄榄玄武岩(59 Ma)以重稀土元素的近水平分配区别于44 Ma的帮达错橄榄玄武岩. 前者低Sm/Yb比值表明岩浆来自尖晶石二辉橄榄岩源区, 后者较大的重稀土分馏指示源区为石榴石橄榄岩地幔. 走构油茶错和多格错仁高钾钙碱性系列无论稀土元素丰度还是轻重稀土分馏程度都与帮达错碱性玄武岩相重合. 两个系列Sr和Nd同位素图2 羌塘新生代火山岩微量元素蛛网图1, 多格错仁英安岩; 2, 走构油茶错安粗岩-粗面岩; 3, 半岛湖橄榄安图3 羌塘新生代火山岩稀土元素分配模式1, 多格错仁和燕子湖英安岩; 2, 走构油茶错安粗岩-粗面岩; 3, 邦达错碱性玄武岩; 4, 玉带山安粗岩; 5, 拉嘎拉碱性玄武岩; 6, 鱼鳞山-火车头山白榴石碱玄质响岩-白榴石响岩. 数据来源同图1组成相近也反映源区具有相似性. 然而, 枕头崖中新世钙碱性英安岩则具有与可可西里钾玄岩系列主体岩石相类似的稀土元素和微量元素丰度[13]. 羌塘钾玄岩系列也与可可西里和西昆仑钾玄岩系列主体岩石有相近的稀土元素丰度(平均∑REE = 601 µg·g−1),高Sm/Yb比值表明源区存在石榴石的残留. 过碱性钾质-超钾质系列以极端富集稀土元素为特征, 稀土总量(∑REE)平均高达1301 µg·g−1. 极高的Sm/Yb404中国科学 D 辑 地球科学第35卷3.3 Sr, Nd 和Pb 同位素羌塘新生代火山岩表现出从碱性玄武岩系列到过碱性钾质-超钾质系列143Nd/144Nd 比值连续降低,87Sr/86Sr 比值连续升高. 高钾钙碱性系列具有中间过渡特征, 其中ZG7安粗岩具有全区最低的143Nd/144Nd 比值, 指示有古富集地幔或古老地壳物质的混入. Pb 同位素具有两端元混合特征, 拉嘎拉、邦达错碱性玄武岩和鱼鳞山、火车头山白榴石响岩分别构成Pb 同位素的两个混合端元. 207Pb/204Pb-206Pb/204Pb 具有良好的线性关系, 其直线斜率大于地球等时线, 放射性成因Pb 的混合比例与岩石系列的生成时序相一致, 晚期过碱性钾质-超钾质系列具有最大的放射性成因Pb 的混合比例. 其中碱性玄武岩的低87Sr/86Sr (0.704634~ 0.706296)和高143Nd/144Nd(0.512438~ 0.512675)比值具有软流圈地幔来源的属性[4,5], 但Nb 和Ta 的轻度亏损(图2)反映其源区可能遭受到古富集岩石圈地幔的低度混染. 因此, 羌塘火山岩的上述地球化学特征指示岩浆源区经历了从早期碱性玄武岩系列(60~44 Ma)的软流圈地幔为主向晚期过碱性钾质-超钾质系列(30~24 Ma)的含石榴石古富集岩石圈地幔的转变.4 成因讨论4.1 岩浆作用判别强相容元素与强不相容元素的变化关系是判别岩浆分离结晶与部分熔融作用的重要标志. 羌塘新生代各火山岩系列在Th~Cr 图解中表现出典型的岩浆分离结晶特征, 即镁铁质岩石中Cr 的丰度随Th 的轻微富集而快速亏损(图4(a)). 但在87Sr/86Sr 与La/Nb 比值图解中(图4(b)), 高钾钙碱性系列显示出岩浆AFC 趋势. 岩浆作用过程中La 和Nb 具有强不相容元素性质, 其比值接近源区比值, 只有富含La 或Nb 的富矿物(如磷灰石、锆石、金红石等)发生分离结晶或有地壳物质混入时, 熔体La/Nb 比值才发生明显增大或减小. 因此, La/Nb 比值与87Sr/86Sr 的同步增长是地壳物质混入的重要标志. 过碱性钾质-超钾质系列的87Sr/86Sr 与La/Nb 比值具有岩浆分离结晶作用的水平直线特征. 但由于它们具有极高的Sr, Nd 含量, 平均丰度分别为5619 和216.22 µg ·g −1(样品数n = 45), 既使岩浆演化过程中存在地壳物质的混入也很难使Sr 和Nd 同位素发生明显变化, 这是导致该系列Sr 和Nd 同位素与Pb 同位素判别结果不一致的主要原因. 不同岩石系列的其它岩石(除少量粗面岩和流纹岩外) 87Sr/86Sr 与La/Nb 比值构成陡倾斜的带状分布, 指示La-Nb 未发生明显分馏, 各自的La/Nb 比值接近其源区比值, 这种排列趋势反映了岩浆源区的混合特征.4.2 岩浆源区性质区域钾质火山岩的地球化学对比分析为认识羌图4 羌塘新生代火山岩Cr-Th 和87Sr/86Sr-La/Nb 变异图(a) 1, 碱性玄武岩系列; 2, 高钾钙碱性系列; 3, 钾玄岩系列; 4, 过碱性钾质-超钾质系列; 5, 枕头崖中新世英安岩; 6, 可可西里钾玄第5期迟效国等: 藏北羌塘地区新生代火山作用与岩石圈构造演化405塘新生代岩浆源区性质提供了重要启示. 甘肃礼县中新世钾质火山岩具有与藏北钾玄岩系列相似的REE和Ba, Sr, Th等不相容元素丰度, 但确具有亏损地幔的Sr, Nd同位素组成和近似OIB的微量元素分布形式[17]. 这表明高度富集Ba, Sr和LREE等大离子元素并非钾玄岩系列所独有. 藏东(滇西)超钾质煌斑岩较藏北钾玄岩系列明显贫Nb, Ta, P, Ti等高场强元素, 并具有低87Sr/86Sr和高143Nd/144Nd比值[18]. 藏南冈底斯中新世超钾质火山岩则富含Rb, Th, U和有更高的87Sr/86Sr 和更低的143Nd/144Nd比值[19]. 这些差异说明Sr, Nd和Pb同位素组成不能作为判别钾质、超钾质火山岩源区富集组分来源的独立标志.强不相容元素和高场强元素的比值对判别岩浆源区性质具有特殊的指示意义. 熔体中的强不相容元素具有极小的固/液相分配系数, 其比值在岩浆分异过程中近似恒定, 并接近其源区比值, 只有在岩浆混合和岩浆AFC过程中, 其比值才发生显著变化. 在图5中, 不同岩带不同系列岩石的Th/La, Rb/Nb, Zr/Nb, Rb/Th比值具有较宽的变化范围, 指示岩浆AFC作用的存在.藏北碱性玄武岩系列和过碱性超钾质系列以及枕头崖中新世英安岩均以高La/Rb, Zr/Rb和低K/La, K/Nb, Pb/La, Rb/Nb, Th/Nb比值为特征(除流纹质岩石外), 尽管比值存在变化, 但它们的La/Rb, Zr/Rb, K/La, Pb/La, La/Ba和Rb/Ba比值均可与洋岛玄武岩(OIB)的平均比值相对比. 这一不相容元素比值特征明显不同于藏南钾质、超钾质火山岩(图5). 后者被低La/Rb, Zr/Rb, Nb/Ba和高K/La, Rb/Nb, Th/Nb, K/Nb, Pb/La比值所取代, 其比值类似于阿留申岛弧火山岩[20]和台北第四纪超钾质火山岩[21]. 羌塘其他高钾钙碱性和钾玄岩系列火山岩的上述元素比值则具有中间过渡特征, 并具有较大的变化范围(图5).根据深海沉积物和K2O-CaO-MgO-Al2O3-SiO2- H2O合成体系高压熔融实验资料, 云母(黑云母、多硅白云母)是唯一能把大离子亲石元素(K, Rb, Ba,Cs等)携带到深部地幔的稳定的含水矿物相[22]. 实验证明深海沉积物在高压下由云母熔融或少量H2O加入产地幔楔的交代作用, 是产生消减带火成岩微量元素分布特征的重要原因. 由于少量富集轻稀土元素的褐帘石出现在残留相中, 这种花岗质熔体并不明显富集轻稀土元素[22,23]. 由此得出, 产于洋壳消减带之上的比岛弧钙碱性玄武岩(CAB)有更低La/Rb, La/Ba, Nb/Ba, Zr/Rb; 更高K/La, Rb/Nb, Pb/La和高87Sr/86Sr 比值的钾质、超钾质岩石的源区比岛弧钙碱性火山岩源区有更富钾和亏损HSFE的来自俯冲板片深部释放的流(熔)体的混入. 如台北第四纪富镁超钾质火山岩[21]和墨西哥西部Mascota新生代超钾质橄榄云煌岩等[24]. 根据这一成因机制, 藏南和藏东的超钾质系列可能起源于受俯冲大陆岩石圈脱水释放的富钾流(熔)体渗透-混合的地幔源区.相反, 某些起源于软流圈或岩石圈地幔的钾质玄武岩和富镁铁钾质火山岩也具有高La/Rb, Zr/Rb, La/Ba和低K/La, Rb/Nb, Th/Nb, Pb/La比值, 但它们的微量元素分布模式并不强烈亏损高场强元素(HFSE), 如藏东的中新世钾质玄武岩[25]和甘肃礼县富镁铁钾质火山岩, 它们的岩浆源区均为受近期地幔柱或软流圈起源流体交代混合的软流圈地幔[17], 这种流体的微量元素模式明显不同于俯冲板片深部释放的流(熔)体(图5). 因此, 青藏高原北部钾质、超钾质火山岩的高87Sr/86Sr, Zr/Rb, La/Rb, 低K/La, Pb/La比值和同时相对亏损Nb, Ta, Ti的地球化学特征表明岩浆源区具有由软流圈地幔起源的流体叠加交代古俯冲地幔楔的地球化学属性. 上述地球化学成因标志支持INDEPTH2-3的研究结论, 即欧亚岩石圈地幔向南俯冲到了羌塘之下, 而印度大陆岩石圈仅俯冲到高原中部, 俯冲角度在板片前缘变成近垂直[26,27].根据上述分析, 本文提出藏南钾质-超钾质系列的原始岩浆为起源于由俯冲大陆岩石圈释放的流(熔)体交代混合的古俯冲地幔楔; 而藏北钾质、超钾质系列的原始岩浆为起源于由软流圈流体和俯冲岩石圈地幔释放的流体交代混合的古俯冲地幔楔.羌塘高钾钙碱性和钾玄岩系列成因十分复杂,406中国科学D辑地球科学第35卷图5 青藏高原钾质和超钾质火山岩微量元素图解1, 拉嘎拉碱性玄武岩系列; 2, 羌塘高钾钙碱性系列; 3, 羌塘钾玄岩系列; 4, 羌塘过碱性钾质-超钾质系列; 5, 枕头崖中新世英安岩;6, 可可西里钾玄岩系列; 7, 西昆仑钾玄岩系列; 8, 冈底斯西段中新世钾质、超钾质火山岩; 9, 冈底斯中段中新世钾质、超钾质火山第5期迟效国等: 藏北羌塘地区新生代火山作用与岩石圈构造演化 407值以及较大的Ta, Nb 和Ti 的负异常, 这些特征更类似于藏南和藏东的超钾质火山岩. 其中枕头崖安粗岩具有类似于Adak 和cook 岛埃达克岩的高Mg #值 (Mg # = 0.449~0.685)[13]特征, 并具有极高的Cr, Ni, Co 丰度(图4(a)). 埃达克岩的高Mg #值和高Cr, Ni 丰度形成于消减板片起源的熔体在通过上覆地幔楔时与地幔橄榄岩发生的混染作用[28,29]. 实验表明石榴石角闪岩和榴辉岩脱水熔融生成的安山质熔体并不具有埃达克岩的高MgO 含量和高Mg #值特征[28]. 由于熔体与橄榄岩的混染作用不可能发生在地壳内部, 所以, 羌塘安粗质岩石的高Mg #值和极高的Cr, Ni, Co 丰度指示该区高钾钙碱性和钾玄岩系列原始岩浆可能起源于南部拉萨大陆岩石圈的向北俯冲作用. 多格错仁英安岩与走构油茶错安粗岩相比具有高的87Sr/86Sr 和低的143Nd/144Nd 比值, 反映钙碱性英安质岩浆受较高程度的地壳混染, 或起源于岩浆底侵作用导致的加厚榴辉岩质地壳的部分熔融[13,30].枕头崖中新世英安岩具有类似于西昆仑和可可西里钾玄质系列的低Rb/Nb, Rb/Zr, Th/Nb, K/Nb, K/La, Pb/La 和高La/Rb 比值(图5), 该特征表明它们应与西昆仑钾玄质系列的中酸性岩石一样是由富集地幔起源的钾玄质岩浆经AFC 作用而形成.4.3 岩浆起源深度的演化规律Sm/Yb 比值和Yb 含量的相关关系可有效判别地幔岩浆起源的相对深度和熔融程度. Sm 、Dy 和Yb 在尖晶石橄榄岩部分熔融作用中为不相容元素, 但在石榴石中Yb 比Sm 和Dy 具有更显著的相容性, 因此, 高Sm/Yb 和Dy/Yb 比值与起源于含石榴石源区的熔体有关. 在地幔部分熔融作用中, 熔体的Dy/Yb 比值还随压力增大而增大[33]. 原始岩浆的Yb 含量取决于源区中Yb 的丰度和石榴石在残留相中的比例. 当榴辉岩的矿物组合被残留时, Yb 在固相与熔体间的分配系数大于1, 在这种情况下, 熔体的Yb 含量正比于熔融程度, 而与Sm/Yb 和Dy/Yb 比值呈负相关. 石榴石二辉橄榄岩的石榴石含量小于榴辉岩, 部分熔融作用中Yb 在固相和熔体间的总分配系数小于1, 熔体中Yb 的含量和Sm/Yb 比值均与熔融程度呈负 相关.在Yb N -(Sm/Yb)N 图中(图6(a)), 所有镁铁质岩石大致构成两种排列趋势: (1) 岩石Sm/Yb 比值类似原始地幔和阿留申岛弧火山岩的比值, 并随Yb 含量的增加其比值几乎近于恒定, 表明这些岩石形成于地幔尖晶石橄榄岩的部分熔融. (2) 镁铁质岩石具有较高的Sm/Yb 比值, 而且Sm/Yb 比值与Yb 含量构成正相关分布, 例如: 从西昆仑康西瓦钾质碱玄岩到羌塘火车头山的钾质碧玄岩, 从邦达错碱性玄武岩到西昆仑泉水沟钾质碱玄岩, 再到冈底斯西部的超钾质岩石, Sm/Yb 比值依次增大. 这与石榴石橄榄岩的部分熔融特征相一致. 地幔交代作用和地幔不均一性图6 青藏高原新生代火山岩(Sm/Yb)N -(Yb)N 和(Dy/Yb)N -(Ba/Yb)图解(a) 灰色区: I-台北高镁超钾质火山岩; Ⅱ-礼县钾质火山岩; Ⅲ-藏北过碱性系列碧玄岩和碱玄岩; Ⅳ-藏东超钾质煌斑岩; V-西昆仑和408中国科学D辑地球科学第35卷以及源区熔融压力的不同可使趋势复杂化, 但不会使趋势发生倒转.然而, 在同一岩石系列中Sm/Yb比值与Yb含量表现为负相关, 这类似于榴辉岩部分熔融的排列趋势, 但各岩石系列构成的Sm/Yb和Yb的倾斜排列几乎彼此呈平行分布, 这既不能用单一的部分熔融来解释, 也不能仅用分离结晶来解释. 在Dy/Yb-Ba/Yb 图中(图6(b)), 羌塘高钾钙碱性系列的Dy/Yb比值随Ba/Yb比值的增大而降低, 由于Ba在部分熔融作用中具有强不相容性, Dy/Yb比值随Ba/Yb比值增大而降低不可能由部分熔融或分离结晶作用所形成. 因此, Dy/Yb与Ba/Yb比值的负相关提供了高钾钙碱性系列AFC作用的重要证据.与钙碱性系列岩石相比, 其他岩石系列Dy/Yb 与Ba/Yb均呈正相关, 但它们的Ba/Yb与MgO含量也呈正相关, 这同样不能用单一源区的部分熔融来解释. 此外, Ba/Yb比值的降低并未伴随Eu负异常的明显增大, 这表明岩浆AFC作用可能也是上述钾质、超钾质岩浆演化的重要机制.值得注意的是不同系列都有少量英安岩或粗面岩和流纹质岩石呈现出极低的Dy/Yb比值和低的Yb 含量, 它们可能来自岩浆底侵作用导致的中地壳的部分熔融. 由于深部地壳的塑性变形使幔源岩浆难以直接上升到地表, 因此地壳部分熔融导致的岩浆混合和岩浆AFC作用应是产生青藏高原钾质火山岩成分变化的主要原因.综上所述, 羌塘新生代不同岩石系列的原始岩浆的起源深度随时间依次增大. 早期(60 Ma)喷发的碱性玄武岩具有平坦分布的HREE模式(平均 Sm/Yb = 1.72±0.48)和低87Sr/86Sr, 高143Nd/144Nd 比值, 以及Nb, Ta的弱负异常, 指示岩浆起源于软流圈内尖晶石橄榄岩的部分熔融, 并受到岩石圈的轻度污染. 44~31 Ma喷发的高钾钙碱性安粗岩-英安岩出现显著的Ta, Nb和Ti 的负异常, Sm/Yb和Dy/Yb及87Sr/86Sr 比值增大(平均Sm/Yb = 5.4±1.56), 143Nd/144Nd 比值降低, 安山岩的高Mg#值和极高的Cr, Ni, Co丰度指示原始岩浆可能起源于大陆岩石圈的俯冲作用. 的高Sm/Yb, Dy/Yb比值(平均Sm/Yb = 7.51±3.03), 以及类似的微量元素分布模式, 指示富集岩石圈内石榴石橄榄岩的部分熔融特征. 30~24 Ma喷发的过碱性钾质、超钾质系列极端富集不相容元素和LREE, 与其它岩石系列相比具有最大的Sm/Yb比值(其中碧玄岩和碱玄岩的平均Sm/Yb = 13.24±3.08)和较高的87Sr/86Sr及较低的143Nd/144Nd比值, 这些特征指示其来自于富集岩石圈地幔的低程度熔融, 岩浆起源深度在所有系列中是最大的. 羌塘枕头崖中新世英安岩有类似于西昆仑和可可西里钾玄岩系列的Sm/Yb比值(平均Sm/Yb = 8.98±1.28)和微量元素分布模式, 以及相近的Sr, Nd和Pb同位素组成, 反映它们来自于相同的岩浆源区. 根据它们的地球化学和时空分布特征, 枕头崖中新世英安岩应属可可西里岩浆旋回的一部分,它们可能与欧亚大陆岩石圈地幔的俯冲作用有关.4.4 火山脉动旋回与岩石圈脉动增厚-减薄机制青藏高原及邻区GPS监测网的重复监测结果表明, 青藏高原现今岩石圈的三维应变仍以南北缩短增厚为主[34]. 高原应变极不均一, 其中喜马拉雅陆内俯冲带的垂向应变速率最大, 羌塘地区东西伸展分量增大, 但垂向增厚仍占主导地位. 青藏高原尚未演化到造山带全面伸展跨塌阶段[35]. 根据层析成像资料, 印度岩石圈地幔正沿喜马拉雅带向高原地幔深部俯冲, 而北羌塘在350~150 km深度内出现低密度地幔物质的上涌[36].藏北羌塘过碱性钾质-超钾质火山岩(30~24 Ma)与藏南冈底斯陆内俯冲成因的S型花岗岩带(35~23 Ma)[37]和冈底斯中新世钾质、过碱性钾质火山岩(25~10 Ma)[19,38]与喜马拉雅S型花岗岩带(23~10 Ma)在时空上成对出现[37,39], 并与红河和阿尔金走滑断裂带活动峰期时间相耦合[1]. 这一特征表明雅鲁藏布江和喜马拉雅带强烈陆内俯冲期与高原东部、北部大型走滑事件以及青藏高原内部钾质-过碱性钾质火山活动之间存在密切的成因联系, 它们是印度大陆与欧亚大陆碰撞-汇聚作用过程中不可分割的统一整体,第5期迟效国等: 藏北羌塘地区新生代火山作用与岩石圈构造演化 409俯冲和地壳的缩短增厚都必须伴有近同体积的地幔物质的侧向挤出. 因此, 在地壳增厚过程中高原内部的软流圈上涌和钾质火山活动可用下列机制来表述: (1) 藏南陆内俯冲作用和地壳缩短增厚使软流圈内压不断增大, 并驱使软流圈地幔物质向北东和东部流动; (2) 高原内部地幔物质向高原外部流动伴随的累积效应使高原边界地块的岩石圈形成最大水平剪切应力场,当剪切应力累积到大于岩石圈的破裂强度或地块起始滑移阻力时, 边界地块将发生快速滑移运动, 高原边界性质由相对封闭转向开放; (3) 边界地块的滑移运动使高原内部所受围压和构造超压与软流圈内压的平衡发生转化, 软流圈因围压降低而沿构造薄弱带脉动上涌, 使岩石圈地幔发生热侵蚀和拆沉减薄, 产生钾质火山活动. 在这个应力转化过程中, 高原南部陆内俯冲带仍表现为地壳的持续增厚隆升, 高原内部则因地幔上涌、岩石圈地幔减薄和应力松弛而发生均衡隆升. 强烈的火山活动和边界地块的滑移使高原内能不断释放, 内压不断降低. 同时边界地块随滑移距离和变形域的不断增大, 变形阻力和滑移阻力持续增大, 滑移速率不断降低. 当滑移阻力大于剪切应力时, 滑移运动结束, 高原进入一个新的应力积累和地壳增厚阶段. 根据走滑断层的粘滑(stick-slip)理论[40,41], 断层起始滑移阻力较滑移过程中的阻力大得多, 边界地块的再次大规模滑移需要更大的应力积累. 红河和阿尔金走滑断裂带的脉动峰期与火山脉动旋回的耦合为高原内部应力场性质发生脉动转化提供了有利证据.综上所述, 青藏高原岩石圈地幔的减薄作用不仅与岩石圈加厚有关, 也与南北边界发生的陆内俯冲和东部、北部边界地块的脉动滑移引起的高原内部软流圈脉动上涌有关. 火山脉动旋回是软流圈脉动上涌和岩石圈脉动减薄的产物. 火山活动使高原内能获得充分释放, 致使过碱性钾质-超钾质火山活动后出现高原夷平作用. 藏南陆内俯冲作用和高原边界走滑构造带的脉动滑移效应是形成钾质火山活动和高原脉动隆升与红河、阿尔金走滑断裂带脉动耦合的主要原因.致谢 作者对刘嘉麒院士、邓万明研究员、莫宣学、吴福元和赖绍聪教授、丁林和许继峰研究员给予的有益讨论, 中国科学院广州地球化学研究所、天津地质矿产研究所、中国地质科学院开放实验室为本项研究提供的样品分析, 以及评审专家对原稿提出的宝贵意见, 在此一并表示衷心感谢.参 考 文 献1 迟效国, 李 才, 金 巍, 等. 藏北新生代火山作用的时空演化与高原脉动隆升. 地质论评, 1999, 45, 增刊: 978~986 2邓万明. 西藏阿里地区北部新生代火山岩——兼论陆内俯冲作用. 岩石学报, 1989, (3): 1~113 Arnaud N O, Vidal Ph,Tapponnier P, et al. The high-K 2O volcan-ism of northwestern Tibet: Geochemistry and tectonic implica-tions. Earth Plane Sci Lett, 1992, 111(3): 351~3674 邓万明. 青藏高原北部新生代板内火山岩. 北京: 地质出版社, 1998. 86~1505丁 林, 长进江, 周 勇, 等. 青藏高原岩石圈演化的记录:藏北超钾质及钠质火山岩的岩石学与地球化学特征. 岩石学学报, 1999, 15(3) : 408~4216 Tapponnier P, Xu Z Q, Roger F, et al. Oblique stepwise rise andgrowth of the Tibet Plateau. Science, 2001, 294: 1671~1677 7Turner S, Hawkesworth C J, Liu J Q, et al. Timing of Tibetan up-lift constrained by analysis of volcanic rocks. Nature, 1993. 346: 50~538 Turner S, Arnaud N, Liu J Q, et al. Post-collisional, shoshoniticvolcanism on the Tibetan plateau: Implications for convective thinning of the lithosphere and the source of ocean island basalts. Journal of Petrology, 1996, 37: 45~719 Chung S L, Lo C H, Lee T Y, et al. Diachronous uplift of the Ti-betan plateau starting 40Myr age. Nature, 1998, 394: 769~773 10 崔之久, 高全洲, 刘耕年, 等. 夷平面、古岩溶与青藏高原隆升. 中国科学, D 辑, 1996, 26(4): 378~38511 刘 颖, 刘海臣, 李献华. 用ICP-MS 准确测定岩石样品中的40余种微量元素. 地球化学, 1996, 25(6): 552~55812赖绍聪, 刘池阳. 青藏高原北羌塘榴辉岩质下地壳及富集型地幔源区. 岩石学报, 2001, 17(3): 459~46813 Lai S C, Liu C Y, Yi H S. Geochemistry and petrogenesis of Ce-nozoic andesite-dacite associations from the Hoh Xil region, Ti-betan plateau. International Geology Review, 2003, 45: 998~1019. 14 王成善, 伊海生, 李 勇, 等. 西藏羌塘盆地地质演化与油气远景评价. 北京: 地质出版社, 2001. 129~158.15 谭富文, 潘桂棠, 徐 强. 羌塘腹地新生代火山岩的地球化学特征与青藏高原隆升. 岩石矿物学杂志, 2000, 19(2): 121~130. 16Le Bas M J, LeMaitre R W, Streckeisen A, et al. A chemical clas-sification of volcanic rocks based on the total alkali-SiO 2 diagram. Journal of Petrology, 1986, 27: 745~750 17 喻学惠, 张春福. 甘肃西秦岭新生代碱性火山岩的Sr, Nd 同位素及微量元素地球化学特征. 地学前缘, 1998, 5(4): 319~328 18李献华, 周汉文, 韦刚健, 等. 滇西新生代超钾质煌斑岩的元素和Sr-Nd 同位素特征及其对岩石圈地幔组成的制约. 地球化学, 2002, 31(1): 26~34。

《岩石圈与地表形态》315课堂导学案2zwf

《岩石圈与地表形态》315课堂导学案2zwf

《岩石圈与地表形态》315课堂导学案学校:响水二中主备人:周文斐时间:5月15日第二课时【教学目标】知识与技能:1.褶皱、断层与地貌的关系,研究地质构造对人类生产和生活的影响。

2.外力作用的主要表现形式及形成的主要地貌类型。

过程与方法:让学生自己动手绘制褶皱、断层、向斜、背斜等地质构造简图,培养准确判断地质构造的能力。

情感态度与价值观:通过对地质构造意义的学习和人类活动对地表形态的影响,树立正确的人地观,提高科学素养。

【教学重点】1.地质构造与构造地貌的判断2.地貌的变化及其成因【教学难点】1.地质构造与构造地貌的判断2.地貌的变化及其成因【教学过程】一、课前预习2.什么是地质构造,主要分为哪两大类?3.常见的流水作用地貌有哪些?4.常见的风力作用地貌有哪些?二、合作探究探究活动一:结合背斜、向斜示意图,演示褶皱形成过程,观察比较背斜、向斜的地貌形态,完成表格。

探究活动二:结合断层示意图,演示断层形成过程,观察断层的地貌形态,完成表格。

探究活动三:外力作用的表现1.外力作用主要表现为___________、___________、___________、___________、___________。

三、教师精讲1.背斜、向斜地貌形态的变化背斜:顶部由于受到张力作用,裂隙比较发育,容易遭受侵蚀而成为谷地。

向斜:槽部岩层比较紧实,不易遭受侵蚀,而成为山岭。

2.断层上升的岩块常形成断块山和陡崖,如泰山、庐山、华山大断崖;下沉的岩块常形成谷地或低地,如渭河平原。

3.注意地质构造和地貌的概念区别,学会判断背斜和向斜的示意图,并熟练背诵背斜成谷和向斜成山的原因。

4.地质构造的常见实例。

四、题组训练1.下列关于内、外力作用的叙述,正确的是 ( )A.内力作用的能量主要来自太阳辐射能B.内力作用的主要表现是地壳运动、岩浆活动、固结成岩等C.外力作用使地表变得和缓D.外力作用强度较小,速度缓慢,内力作用激烈而迅速2.关于地质构造的叙述,错误的是()A.地质构造是地壳运动的产物B.褶皱和断层是地质构造中最常见的两种基本构造类型C.判断背斜和向斜的主要依据是地形形态上的差异D.断层一侧上升的岩块,常成为块状山地或高地3.良好的储油构造为()A.背斜B.向斜C.湖盆D.大陆架4.黄土高原地表千沟万壑的原因是()图3-2-3A.风力侵蚀作用严重B.流水沉积作用严重C.冰川侵蚀作用严重D.流水侵蚀作用严重 5.敦煌壁画遭受严重破坏的主要自然原因是( ) A.流水侵蚀 B.风化和风 C.冰川侵蚀 D.水的溶蚀 6.造成“背斜成谷,向斜成山”的主要作用是( )A.内力作用B.变质作用C.侵蚀作用D.沉积作用 7.我国的黄土高原黄土深厚,地表崎岖,是由于( ) A.流水的搬运和侵蚀 B.风力的搬运和侵蚀 C.风力的沉积、流水的侵蚀和搬运 D.流水的搬运、风力的侵蚀 8.读某地址剖面示意图,回答下列问题。

基于遥感数据和随机森林算法的土壤重金属空间分布模拟———以铬为例

基于遥感数据和随机森林算法的土壤重金属空间分布模拟———以铬为例

基于遥感数据和随机森林算法的土壤重金属空间分布模拟 以铬为例周忠科1,2,王泽强2,3,王唯2∗,宋晓宁2,徐夕博1,2㊀(1.北京师范大学环境演变与自然灾害教育部重点实验室,北京100875;2.枣庄学院旅游与资源环境学院,山东枣庄277160;3.哈尔滨师范大学地理科学学院,黑龙江哈尔滨150025)摘要㊀为评估土壤重金属的富集状态及空间分异态势,选取山东省章丘市为研究区,系统采集425处土壤样品,测定土壤中铬(Cr)元素含量,采用描述性统计特征评估重金属在土壤中的富集状态;获取与土壤采样同期的Landsat-8OLI遥感数据,将土壤重金属的环境要素作为自变量,测定的土壤Cr元素含量为因变量,构建基于随机森林算法的土壤重金属空间模拟模型,完成土壤中的重金属含量预测和空间分布模拟㊂结果表明,土壤重金属Cr含量均值高出土壤元素背景值37.22%,但低于农用地土壤污染风险筛选值,表明土壤中Cr的富集在可管控范围内;随机森林算法支持的空间模拟模型具有较好的精度和稳定度,精度系数R2和RMSE值分别为0.87和7.19,优于普通克里格法(R2=0.66,RMSE=13.15)对土壤重金属的空间分布模拟㊂关键词㊀土壤重金属;随机森林算法;遥感;空间分布模拟;铬中图分类号㊀X53㊀㊀文献标识码㊀A㊀㊀文章编号㊀0517-6611(2023)14-0051-04doi:10.3969/j.issn.0517-6611.2023.14.013㊀㊀㊀㊀㊀开放科学(资源服务)标识码(OSID):SpatialDistributionSimulationofSoilHeavyMetalsBasedonRemoteSensingDataandRandomForestAlgorithm TakingChromi⁃umasanExampleZHOUZhong⁃ke1,2,WANGZe⁃qiang2,3,WANGWei2etal㊀(1.KeyLaboratoryofEnvironmentalChangeandNaturalDisasterofMinistryofEducation,BeijingNormalUniversity,Beijing100875;2.CollegeofTourism,ResourcesandEnvironment,ZaozhuangUniversity,Zaozhuang,Shandong277160;3.SchoolofGeographicalSciences,HarbinNormalUniversity,Harbin,Heilongjiang150025)Abstract㊀Toevaluatetheenrichmentstatusandspatialdifferentiationofsoilheavymetals,425soilsamplesweresystematicallycollectedfromZhangqiuCityofShandongProvince,todeterminetheelementalcontentofchromium(Cr)insoil,theenrichmentstatusofheavymetalsinsoilwasassessedusingdescriptivestatisticalcharacteristics;obtainLandsat⁃8OLIremotesensingdatafromthesameperiodassoilsam⁃pling,takingtheenvironmentalfactorsofheavymetalsinsoilasindependentvariablesandthemeasuredcontentofCrelementinsoilasde⁃pendentvariables,asoilheavymetalspatialsimulationmodelbasedonrandomforestalgorithmwasconstructedtocompletethepredictionandspatialdistributionsimulationofheavymetalcontentinsoil.TheresultsshowedthatthemeanvalueofsoilheavymetalCrcontentwashigherthanthebackgroundvalueofsoilelementsby37.22%,butlowerthanthescreeningvalueofsoilpollutionriskinagriculturalland,indicatingthattheenrichmentofCrinsoilwaswithinthemanageablerange;thespatialsimulationmodelsupportedbyrandomforestalgorithmhadbetteraccuracyandstability,withaccuracycoefficientR2andRMSEvaluesof0.87and7.19,respectively,whichwasbetterthanthespatialdistri⁃butionsimulationofsoilheavymetalsbyordinaryKrigingmethod(R2=0.66,RMSE=13.15).Keywords㊀Soilheavymetals;Randomforestalgorithm;Remotesensing;Spatialdistributionsimulation;Cr基金项目㊀环境演变与自然灾害教育部重点实验室开放课题(2022-KF-14)㊂作者简介㊀周忠科(1997 ),男,山东枣庄人,从事生态遥感研究㊂∗通信作者,副教授,硕士,从事生态旅游研究㊂收稿日期㊀2022-07-30㊀㊀土壤是地表生物正常进行各类生命活动的基础和媒介㊂重金属是土壤的重要组成部分,因其具备毒性大㊁富集性强㊁残留周期长的特点,极易对人类和动植物造成危害㊂随着我国改革开放以来多年的工业化发展,土壤重金属污染愈发严重[1-3]㊂土壤中的重金属元素会污染正常耕作的耕地土壤,威胁动植物正常生长,并在食物链的累积作用下危及人类的健康[4-9]㊂实现对土壤重金属的含量特征和空间分布的监测是开展土壤污染治理和修复的关键㊂由于土壤中重金属元素的种类㊁含量不是一成不变的,是不断在累积的,因此传统方法便是在实验室内不断对土壤重金属含量㊁种类进行调查和检测㊂例如,贾佳瑜等[10]采用室内实测和地统计法相结合的方式对土壤重金属含量及其空间分布特征进行分析;黄志伟等[1]对表层土壤重金属含量开展实地调查的方法,进行土壤重金属污染特征及潜在风险评价;SONG等[11]利用地理信息系统的方法,来绘制重金属空间分布热点图,以此来建立空间分布与工业布局之间的相互关系,以判别土壤重金属的空间分布受到人类活动干扰的情况㊂上述研究,较好地完成了对研究地区土壤重金属含量特征和空间分布评估,但是此种方式费时费力,测试过程中也产生污染废物,会对测试人员和周边环境造成二次污染㊂所以寻找一种高效㊁准确的调查与监测方法是非常有必要的㊂近些年,随着遥感技术的快速发展,卫星影像的空间分辨率和对地物的光谱敏感性有了显著的提升,为各种环境相关信息进行光谱定量分析提供了数据支撑和技术支持[12]㊂尽管重金属元素在土壤中含量较低,直接建立重金属与卫星光谱数据之间的联系较为困难;但是可以利用基于卫星数据获得的多种环境要素信息(例如高程㊁坡度和植被指数等),间接地表征土壤重金属的含量和富集状态,并以此为输入变量,进行区域建模,完成土壤重金属空间分布模拟㊂相对比传统方式,土壤重金属污染的监测调查更为方便快捷,同时节省大量的费用和成本㊂笔者选取山东省章丘市为研究区,对425处土壤样品进行系统采集,并对土壤中Cr元素含量进行化学分析,通过分析重金属含量的描述性特征,评估重金属的富集状态,进一步建立基于随机森林算法的空间模拟模型,实现对土壤重金属的含量预测和空间分布模拟,为保护周边居民身体健康㊁动植物健康生长和土壤修复提供技术和理论支持㊂1㊀材料与方法1.1㊀研究区概况㊀章丘区位于山东省中部,地理坐标在安徽农业科学,J.AnhuiAgric.Sci.2023,51(14):51-54㊀㊀㊀36ʎ25ᶄ 37ʎ09ᶄN㊁117ʎ10ᶄ 117ʎ35ᶄE,是省会济南市的一个辖区,总面积约为1719km2(图1),人口约107.6万㊂章丘地形南高北低,地形分别为山区㊁丘陵㊁平原㊁洼地,其中山区和丘陵占比达到56.7%左右,黄河流经北境㊂章丘区属于温带半湿润大陆性季风气候,四季分明,雨热同季,春旱多风,夏季多雨,秋季温爽,冬季干冷㊂年平均气温12.8ħ,年降水量600.8mm㊂章丘区内铁路和公路横纵贯通,交通便捷[13]㊂区域内涵盖多种产业的发展,尤其是第二产业交通装备㊁机械制造㊁生物食品和化工材料等,为区域经济发展奠定了坚实的基础[14]㊂图1㊀研究区及采样点分布Fig.1㊀Distributionofstudyareaandsamplingpoints1.2㊀样品采集与实验室分析㊀表层(0 20cm)土壤样本在章丘区实地采集,在选取和设计时,综合考虑研究区的土地利用和水文地质条件,基于多点取样㊁等量混合㊁与抽样统计原理相结合的原则,并结合已知的道路信息,确保顺利完成采样㊂在每个采样点,按照100m范围为半径,将表层土壤混合至1kg左右的综合土壤样本,密封到聚乙烯塑料袋中,送往实验室待测[15-16]㊂同时利用手持GPS,记录采样点的真实坐标,将完成的425处采样点做好记录㊂送回实验室的土壤样本,简单去除杂草㊁根㊁枯枝残留物和小石子等明显杂质,将样品放置在25ħ的条件下自然风干,其后采用研钵进行研磨,过0.2mm筛;最后在实验室内采用石墨炉原子吸收光谱法分析检测425份样品的Cr含量,技术规范和回收率符合预期监控要求㊂1.3㊀多源环境遥感数据及预处理㊀该研究采用的环境遥感数据主要包括高程㊁坡度㊁坡向㊁黏土矿物比值(CMR)㊁改进的归一化差异水体指数(MNDWI)㊁归一化差异植被指数(NDVI)㊁改进的土壤调节植被指数(MSAVI)㊁增强植被指数(EVI)和红绿比率指数(RGRI)㊂高程㊁坡度和坡向的原始数据获取自ASTERGDEM数字高程的数据产品(下载自地理空间数据云https://www.gscloud.cn/),其后采用ArcGIS10.2的分析工具,完成区域的高程数据图㊁坡度数据图和高差斜坡数据图[17]㊂其余环境指数的计算是基于Landsat-8多光谱遥感数据,原始数据免费从美国地质勘探局网站(https://glovis.usgs.gov)获取得到,其后经过图像裁剪㊁辐射校正㊁辐射亮度值的提取以及光谱信息加强等操作后,运用数学公式(1) (6)计算得到相应的环境指数[18-19];最后取样点的425个经纬度坐标分别导入相应的高程数据图㊁坡度数据图㊁高差数据图和各类环境指数图,在上述数据图中分别完成提取,得到各个采样点对应的值㊂上述数据的预处理和求算均在ENVI5.3.1软件中完成㊂CMR=SWIR1SWIR2(1)MNDWI=Green-SWIR1Green-SWIR2(2)NDVI=NIR-RedNIR+Red(3)MSAVI=2ˑNIR+1-(2ˑNIR+1)2-8ˑ(NIR-Red)2(4)EVI=2.5ˑ(NIR-Red)NIR+6ˑRed-7.5ˑBlue+1(5)RGRI=RedGreen(6)式中,Blue波段㊁Green波段㊁Red波段㊁NIR波段㊁SWIR1波段㊁SWIR2波段分别指Landsat多光谱影像中的第2㊁3㊁4㊁5㊁6和7波段;CMR是指通过2个短波红外波段的比值,环境意义表示的是岩石或土壤中黏土矿物含量情况;MNDWI是可以很容易地区分建筑用地背景下的阴影和水体,更好地提取水体特征㊂利用MNDWI解决了在建筑背景下提取水体信息效果不佳的问题,从而使建筑背景下的水体信息提取更精确㊂NDVI作为一种常见的植被指数,其取值区间为[-1,1],-1㊁0㊁1分别表示地面覆盖为水㊁雪或有云的天空,地表有岩石或裸土等情况,对可见光的反射率较高;当地表有植被覆盖时,且覆盖密度越大,NDVI越大;但NDVI也具有缺点,就是对高植被覆盖地区的灵敏度不高㊂MSAVI克服了传统的土壤调节植被指数难以适应不断变化的土壤条件,该指数能够很好地解释背景的光学特征变化,并且土壤背景的灵敏度也在一定程度上得到提高㊂EVI可以降低大气和土壤噪声以及水汽的影响,对于检测区的植被情况具有一个稳定的反映;用于植被茂密区,但对植被稀疏区也具备一定的探测能力,工作原理是通过将红光和近红外波段的范围设定变得更窄来实现,与此同时引入蓝光波段来纠正气溶胶的散射与土壤背景㊂红绿比率指数(RGRI)是指将红波段与绿波段相比较,得到一个比值,可以显著区别茂密与稀疏林地㊂为便于接下来土壤重金属空间模拟模型的建立,所有环境指数图在建立之后,均进行30m分辨率的空间重采样㊂1.4㊀空间模拟模型的建立与精度评估㊀土壤重金属与遥感数据之间有着极其复杂的关系,选择与土壤重金属最为密切的遥感数据作为模型输入自变量,有助提高模型的效率和计算精度㊂皮尔逊相关系数(Pearsoncorrelationcoefficient)是2个变量的协方差与标准差之间的一个比值,可以表示2个变25㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀安徽农业科学㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀2023年量之间存在的相关关系,应用广泛[20],其公式如下:r=ji=1(Xij- Xi)(Yj- Y)ji=1(Xij- Xi)2 ji=1(Yj- Y)2(7)r(x,y)在[-1,1]之间取值,当其值为正时,表示正相关;当其值为负时,表示负相关;当其值为0时表示不相关㊂因此,r的绝对值越大,说明变量之间存在的相关性越强,否则相关性就越弱㊂该研究采用皮尔逊相关系数分析遥感数据与土壤重金属之间的相关性㊂随机森林模型(randomforest,RF)是由一定数量决策树整合而成的集成模型的一种,通过对策树投票或平均数据集的划分,得到了分类或回归的随机森林输出结果[21]㊂随机森林算法具有训练速度快㊁预测精度佳和适合不平衡数据集的特点[22-24]㊂决策树数量和分裂节点数目是构建基于随机森林算法的土壤重金属空间模型的重要参数,经过多次测试,分别设置为1000和3㊂采集的425个土壤样品采用随机抽样法选取383份数据用作训练集来构建随机森林模型,剩下42个数据作为独立数据集用来评估模型的精度㊂决定系数(R2)和均方根误差(RMSE)是评价空间模拟模型的常用指标,R2表示因变量被自变量完全解释信息的程度,RMSE表示模型估算值与实测值差值的大小,较大的R2和较小的RMSE表示模型具有更好的预测精度和稳定性[25]㊂计算公式如下:R2=1-ni=1(Vi-Viᶄ)2ni=1(Vi- Vi)2(8)RMSE=ni=1(Vi-Viᶄ)2n(9)其中,Vi是采样点i的实测土壤重金属含量,Viᶄ是采样点i的模型预测重金属含量, Vi是表示土壤中重金属含量的一个平均值,n代表土壤样点总个数㊂2㊀结果与分析2.1㊀土壤重金属的描述性统计特征㊀从表1可以看出,土壤中Cr含量超出元素背景值[26]37.22%,但是没有超出‘土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准“(GB15618 2018)的筛选值,检测结果均在风险管控值范围之内㊂值得注意的是,Cr元素的中位数值超过背景值,Cr元素可能为该区域内具有较高等级的潜在风险元素㊂变异系数主要用来评价数据离散程度的相对大小[15],该研究测得Cr变异系数为0.030.06,离散程度较小,属于低度变异㊂峰度和偏度主要用来衡量数据的分布状态,该研究的总样本集㊁建模集和验证集的偏度值均大于1,处在正偏状态,表明土壤中Cr元素含量的分布受到不同程度的外部因素干扰㊂表1㊀铬含量描述特征统计Table1㊀DescriptivecharacteristicsstatisticsofCrcontent样本Sample均值Meanvaluemg/kg范围Rangemg/kg中位数Medianmg/kg标准差SDmg/kg变异系数CV峰度Kurtosis偏度Skewness背景值Backgroundvalueʊmg/kg风险筛选值Riskscreeningvalueʊmg/kg总集Sylloge77.1239.10 391.8071.652.490.0366.686.6056.20200建模集Modelingset76.3839.10 257.3071.651.990.0325.263.9256.20200验证集Validationset83.8944.60 391.8060.805.150.0632.905.4756.202002.2㊀土壤重金属与多源环境遥感变量相关分析㊀研究区域的地质地貌㊁植被覆盖㊁气候条件和人类活动对土壤中重金属元素含量的影响很大,选取建模因子对反演模型质量的好坏影响很大㊂在Cr元素建模时需要综合考虑光谱波段㊁衍生光谱指数和地形等因素,这样建立的反演模型得出的反演结果最优㊂综合考虑光谱波段㊁光谱衍生指数和地形因素,在数据齐全的情况下,筛选出相关系数最高的因子,结果表明,Cr和高程㊁坡度㊁坡向㊁近红外㊁短波红外2㊁增强植被指数和短波红外1的相关系数分别为0.231㊁-0.194㊁-0.153㊁-0.112㊁0.090㊁0.077和0.060,均具有明显相关性,因而选为土壤重金属的敏感环境变量,用于模型的输入自变量㊂2.3㊀空间分布模拟模型建立与对比㊀以选择得到的重金属敏感的环境要素作为输入变量,测得的Cr元素含量为因变量,分别训练得到随机森林和普通克里格估算模型,用于土壤重金属的含量预测和空间分布模拟㊂模型在验证集中预测的效果如图2所示㊂从图2可以看出,普通克里格模型(R2=0.66和RMSE=13.15)的估算值和实测值基本保持在1ʒ1线附近,具备一定的估算能力,但普通克里格在估算过程中出现高估和低估误差偏离点较多㊂随机森林模型的重金属预测精度指标R2和RMSE分别为0.87和7.19,相对普通克里格模型R2上升了31.82%,RMSE下降了45.32%;随机森林模型的估算值与实测值在标准1ʒ1线的两侧,预测值与实测值偏差较小,估算效果最佳㊂2.4㊀土壤重金属空间分布㊀为进一步检验随机森林算法支持下的土壤重金属空间模拟模型的稳定性与可靠性,将得到的模型推广应用至整个研究区进行Cr元素的含量预测及空间模拟㊂模拟得到的Cr元素含量的空间分布如图3所示,整体来看,模拟模型对重金属Cr元素含量的估算值在52.06139.16mg/kg,实测采样点Cr元素含量在39.10 257.30mg/kg,能够基本保持一致;重金属Cr元素含量的高值区主要分布在研究区的西南部和东南部地区㊂此外,研究区内也存在大量散点状分布的中度Cr元素污染区域,主要分布于山区与居民区交接的工厂附近,应引起重视㊂Cr元素的分布受到人类活动的影响较大㊂章丘西南和东南工业园区内的石化配件㊁机械制造㊁塔机和新型建材等产业排放的废气,汽车尾气中排放的Cr和来自城市污水处理厂及被工业废水污染过泥土利用是土壤重金属含量升高的一个重要原因㊂此外,章丘也是我国著名的农产品生产基地,农产品生产过程中大量使用农药化肥特别是有机肥的使用也会使土壤中Cr元素产生富集㊂3551卷14期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀周忠科等㊀基于遥感数据和随机森林算法的土壤重金属空间分布模拟图2㊀随机森林法(a)和普通克里格法(b)重金属预测值与实测值对比Fig.2㊀Comparisonofpredictedandmeasuredvaluesofheavymetalsbyrandomforestmethod(a)andordinaryKrigingmethod(b)图3㊀研究区Cr元素含量空间分布(单位:mg/kg)Fig.3㊀SpatialdistributionofelementalCrcontentinthestudyarea3㊀结论(1)土壤Cr元素含量高出背景值37.22%,但低于农用地土壤污染风险筛选值,说明Cr在土壤中的富集处在可管控范围内㊂(2)随机森林算法支持的空间模拟模型具有较好的精度和稳定度,R2为0.87,RMSE是7.19,预测精度指标优于普通克里格法(R2=0.66,RMSE=13.15)㊂(3)研究区土壤重金属Cr的高值区主要分布在章丘区的西南部和东南部地区,并且Cr总体上呈散点状分布,这与当地工业园㊁农业生产和煤矿公司矿井的分布具有对应关系㊂参考文献[1]黄志伟,李文静,李伟杰,等.东江流域土壤重金属污染特征及潜在风险评价[J].农业环境科学学报,2022,41(3):504-515.[2]吴春生,黄翀,刘高焕,等.黄河三角洲土壤含盐量空间预测方法研究[J].资源科学,2016,38(4):704-713.[3]ROZEMAJ,FLOWERST.Cropsforasalinizedworld[J].Science,2008,322(5907):1478-1480.[4]CAOJ,XIECY,HOUZR.Transportpatternsandnumericalsimulationofheavymetalpollutantsinsoilsoflead⁃zincoremines[J].Journalofmoun⁃tainscience,2021,18(9):2345-2356.[5]ABRHAMANSMS,NAHERL,SIDDIQUEES.Mushroomqualityrelatedwithvarioussubstrates bioaccumulationandtranslocationofheavymetals[J].Journaloffungi,2021,8(1):1-17.[6]贾中民.渝西北土壤重金属污染特征㊁源解析与生态健康风险评价[D].重庆:西南大学,2020.[7]张瑞钢,钱家忠,陈钰辉,等.玉米和小麦秸秆生物炭对土壤重金属污染修复实验研究[J].合肥工业大学学报(自然科学版),2022,45(3):347-355.[8]闫晓强,李汉杰,周辉,等.农田土壤重金属污染的危害及修复技术[J].南方农业,2022,16(2):24-26.[9]胡小兰,雷冲,王显卿,等.重庆市垫江南部土壤重金属污染及潜在生态风险评价[J].安徽农业科学,2023,51(7):64-67,76.[10]贾佳瑜,刘小芳,赵勇钢,等.汾河流域下游农田土壤重金属空间分布特征与污染评价[J].干旱区资源与环境,2021,35(8):132-137.[11]SONGYX,LIHM,LIJZ,etal.Multivariatelinearregressionmodelforsourceapportionmentandhealthriskassessmentofheavymetalsfromdif⁃ferentenvironmentalmedia[J].Ecotoxicologyandenvironmentalsafety,2018,165:555-563.[12]宋清泉,徐夕博,吴泉源,等.基于PMF模型的土壤重金属定量源解析及环境风险评价[J].湖南师范大学自然科学学报,2022,45(1):76-83.[13]济南市统计局,济南市第七次全国人口普查领导小组办公室.济南市第七次全国人口普查公报[N].济南日报,2021-06-16(A04).[14]中共章丘市委党校课题组.转变经济发展方式背景下的县域工业经济发展研究:以山东省章丘市为例[J].中共济南市委党校学报,2013(3):122-126.[15]徐夕博,吕建树,徐汝汝.山东省沂源县土壤重金属来源分布及风险评价[J].农业工程学报,2018,34(9):216-223.[16]赵明海.矿区土壤重金属遥感估算以及空间分布成图:以陕西大西沟矿为例[D].西安:长安大学,2018.[17]鲁如坤.土壤农业化学分析方法[M].北京:中国农业科技出版社,2002.[18]田颖,陈卓奇,惠凤鸣,等.欧空局哨兵卫星Sentinel-2A/B数据特征及应用前景分析[J].北京师范大学学报(自然科学版),2019,55(1):57-65.[19]WANGJZ,DINGJL,YUDL,etal.CapabilityofSentinel⁃2MSIdataformonitoringandmappingofsoilsalinityindryandwetseasonsintheEbinurLakeregion,Xinjiang,China[J].Geoderma,2019,353:172-187.[20]代杰瑞,庞绪贵,喻超,等.山东省东部地区土壤地球化学基准值与背景值及元素富集特征研究[J].地球化学,2011,40(6):577-587.[21]BREIMANL.Randomforests[J].Machinelearning,2001,45(1):5-32.[22]方珂.基于多光谱遥感的随机森林回归模型反演土壤重金属含量[D].西安:长安大学,2020.[23]TANK,WANGHM,CHENLH,etal.Estimationofthespatialdistribu⁃tionofheavymetalinagriculturalsoilsusingairbornehyperspectralima⁃gingandrandomforest[J/OL].Journalofhazardousmaterials,2020,382[2022-04-15].https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2019.120987.[24]张松林.CART-分类与回归树方法介绍[J].火山地质与矿产,1997,18(1):67-75.[25]LIUK,ZHAOD,FANGJY,etal.Estimationofheavy⁃metalcontamina⁃tioninsoilusingremotesensingspectroscopyandastatisticalapproach[J].JournaloftheIndiansocietyofremotesensing,2017,45(5):805-813.[26]赖书雅,董秋瑶,宋超,等.南阳盆地东部山区土壤重金属分布特征及生态风险评价[J].环境科学,2021,42(11):5500-5509.45㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀安徽农业科学㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀2023年。

27026594_超级火山喷发及其环境效应

27026594_超级火山喷发及其环境效应
1北京大学地球与空间科学学院,造山带与地壳演化教育部重点实验室,北京 100871 2中国科学院地质与地球物理研究所,岩石圈演化国家重点实验室,北京 100029 3中国科学院地质与地球物理研究所,新生代地质与环境重点实验室,北京 100029 1MOEKeyLaboratoryofOrogenicBeltsandCrustalEvolution,SchoolofEarthandSpaceSciences,PekingUniversity,Beijing100871,China 2StateKeyLaboratoryofLithosphericEvolution,InstituteofGeologyandGeophysics,ChineseAcademyofSciences,Beijing100029,China 3KeyLaboratoryofCenozoicGeologyandEnvironment,InstituteofGeologyandGeophysics,ChineseAcademyofSciences,Beijing100029,China 20220103收稿,20220303改回
74000年前印度尼西亚多巴火山喷发是第四纪以来规模 最大的一次超级火山喷发事件(Chesneretal.,1991)。最新 研究表明,其喷出岩浆的体积约 5300km3DRE,对应的 VEI> 9(Costaetal.,2014)。它向平流层注入的 SO2 总量是 1991 年皮纳图博火山喷发的 100倍左右,其火山灰在印度、东南 亚、非洲、印 度 洋、中 国 南 海 等 地 都 有 发 现 (Costaetal., 2014)。气候模拟显示,多巴 火 山 喷 发 后 造 成 北 美 洲 和 亚 洲 大部分地区长达 10年的降温,部分地区降温甚至达到 10℃, 同时还导致全球大部分地区降水减少(Blacketal.,2021)。

27026599_挥发份对高硅岩浆演化趋势的制约:以东南沿海白垩纪晚期花岗岩类岩石为例

27026599_挥发份对高硅岩浆演化趋势的制约:以东南沿海白垩纪晚期花岗岩类岩石为例
features suggest that they were extracted from a shallow crustal crystalrich mush The 100 ~ 86Ma porphyritic rocks have high alkali
( ), , , , , contents 8% ~ 12% low SiO2 high Zr Sr and Ba and low Eu / Eu La / Yb and Sr / Y ratios Together with the petrographic , features of the porphyritic rocks these geochemical features suggest that these porphyritic rocks are cumulated rocks The 100 ~ 86Ma ( ) alkali feldspar granites have extremely high SiO2 > 75% contents and show the features of Atype granite They have extremely high , , , , , , Rb / Sr high Rb Y and Th low Ba and Sr and low Zr / Hf La / Yb Eu / Eu and Sr / Y ratios These geochemical features suggest the
Petrographic observation and geochemical characteristics suggested that these gabbros were cumulated rocks The diorites and

26921884_大洋橄榄岩的蛇纹石化过程:从海底水化到俯冲脱水

26921884_大洋橄榄岩的蛇纹石化过程:从海底水化到俯冲脱水

1000 0569/2022/038(04) 1063 80ActaPetrologicaSinica 岩石学报doi:10 18654/1000 0569/2022 04 07大洋橄榄岩的蛇纹石化过程:从海底水化到俯冲脱水章钰桢1 姜兆霞1,2 李三忠1,2 王誉桦1,2 于雷1,2ZHANGYuZhen1,JIANGZhaoXia1,2, ,LISanZhong1,2,WANGYuHua1,2andYULei1,21 教育部深海圈层与地球系统前沿科学中心,中国海洋大学海底科学与探测技术教育部重点实验室,海洋地球科学学院,青岛 2661002 青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋地质过程与环境功能实验室,青岛 2662371 FrontiersScienceCenterforDeepOceanMultispheresandEarthSystem,MOEKeyLabofSubmarineGeosciencesandProspectingTechniques,CollegeofMarineGeosciences,OceanUniversityofChina,Qingdao266100,China2 LaboratoryforMarineGeology,QingdaoNationalLaboratoryforMarineScienceandTechnology,Qingdao266237,China2021 03 01收稿,2021 09 16改回ZhangYZ,JiangZX,LiSZ,WangYHandYuL 2022 Theprocessofoceanicperidotiteserpentinization:Fromseafloorhydrationtosubductiondehydration ActaPetrologicaSinica,38(4):1063-1080,doi:10 18654/1000 0569/2022 04 07Abstract Asoneofthemostimportantwater rockinteractionsonearth,serpentinizationreferstothehydrothermalalterationofmaficandultramaficrocksundermedium lowtemperatureconditions Serpentinizationismainlythewater rockmetasomatismofolivine,orthopyroxeneandamphiboleandothermagnesiaend members Therearethreekindsofserpentinegroupminerals,including1izardite,chrysotileandantigorite Theyresideatdifferenttemperatures,e g ,1izarditeandchrysotileatlowtemperature,whileantigoriteathightemperature Serpentinizationprocessiscontrolledbytemperature,thedegreeofredox,pHvalue,water rockratio(W/R),etc Ingeneral,serpentinizationispronetooccurattheareaswiththethinningofthecrustortheexistenceoffaultedstructureswheremantlematerialsareeasytoexposetocontactandreactwithfluids Theserpentinizationdegreeisgenerallyquantifiedbytherockmicrostructureandgeochemicalmethods,however,magneticparameterisaprospectiveproxyforthisindex Serpentinizationmakesacertaincontributiontothemarinemagneticanomalies,thebiologicalevolutionprocessontheearth,andthemineralization,inparticulartothedehydrationatthesubductionzoneandtheformationofarcmagma However,muchmoreinvestigationsonthedetailedmechanismareneededinthefutureworkKeywords Serpentinization;Water rockinteraction;Rockmagnetism;Geochemistry摘 要 蛇纹石化是海底最重要的水岩相互作用之一,指基性岩和超基性岩中的橄榄石和辉石等镁铁质矿物在相对低温条件下发生水热蚀变产生蛇纹石等矿物的热液变质作用。

浅谈高密度电法在复杂环境下超大裂隙岩(矿)体边界的精细化应用

浅谈高密度电法在复杂环境下超大裂隙岩(矿)体边界的精细化应用

地质勘探G eological prospecting浅谈高密度电法在复杂环境下超大裂隙岩(矿)体边界的精细化应用周伟斌摘要:通过高密度电法工作及数据反演推断,进行物探三维可视化处理,查明岩体埋在边坡根部30m内的三维边界,确定本区岩(矿)体与第四系地层接触面的位置、范围及在地下的延伸情况等空间形态特征,为下步复杂环境下超大裂隙岩(矿)体群精细化松动爆破施工工艺研究提供可靠依据。

关键词:超大裂隙岩(矿)体边界;高密度电法随着时代的发展与进步,对矿产开发的深入越来越科学化、精细化,同时对物探技术水平的要求越高,现对四川省某项目在矿山开挖中需对岩体进行爆破施工,为确保岩体爆破施工时,将危岩体现所在位置的地面高程下降至安全位置地面高程。

为确保危岩体爆破施工时不影响周边环境,某知名大学将对项目所在地的岩体进行复杂环境下超大裂隙岩体群精细化松动爆破施工工艺研究,以提供合理科学的爆破施工设计。

并在岩体周边进行物探勘查工作,查明岩体埋在边坡里面的根部30m内的三维边界。

1 项目概况1.1 地理分布概况物探勘查区位于龙山镇龙山加油站附近,岩体南东面为高山,北西面为一沟谷,岩体在高山和沟谷的边坡上。

岩体北西侧有S309省道通过,岩体北西边缘离S309省道约10m左右,岩体最高处和县道路面高差约为56m。

在前期物探地表踏勘时主要发现在岩体上有两组北西向裂缝,其一北西向339°裂缝,在岩体上开裂延伸长度18m左右,裂缝张开0.2m~0.6m,裂缝延伸至岩体根部;其二北西向291°裂缝,在岩体上开裂延伸长度36m左右,裂缝张开0.3m~1.1m,裂缝延伸至岩体根部。

1.2 交通概况物探勘查区位于泸州市古蔺县龙山镇附近,距龙山镇1.5km,古蔺县约27km。

勘查区内有省道S309与古蔺县联通,交通较为便利。

1.3 地层构造工作区及其周边主要出露的地层有第四系望高组(Qpw)、桂平组(Qhg),寒武系黄洞口组(Єh1)、小内冲组(Єx),震旦系培地组(Zp),二叠系茅口组地层,现将其岩性特征分述如下。

琼北地区第四纪熔岩隧道群研究:形态学及其比较行星学意义

琼北地区第四纪熔岩隧道群研究:形态学及其比较行星学意义

2023/039(08):2347 2364ActaPetrologicaSinica 岩石学报doi:10.18654/1000 0569/2023.08.07段政,邢光福,朱祥坤等.2023.琼北地区第四纪熔岩隧道群研究:形态学及其比较行星学意义.岩石学报,39(08):2347-2364,doi:10.18654/1000-0569/2023.08.07琼北地区第四纪熔岩隧道群研究:形态学及其比较行星学意义段政1,2 邢光福1 朱祥坤2 张翔1 陈荣1 余明刚1DUANZheng1,2,XINGGuangFu1,ZHUXiangKun2,ZHANGXiang1,CHENRong1andYUMingGang11 中国地质调查局南京地质调查中心,南京 2100162 中国地质科学院地质研究所,北京 1000371 NanjingGeologicalCenter,ChinaGeologicalSurvey,Nanjing210016,China2 InstituteofGeology,ChineseAcademyofGeologicalSciences,Beijing100037,China2022 06 03收稿,2023 05 05改回DuanZ,XingGF,ZhuXK,ZhangX,ChenRandYuMG 2023 QuaternarylavatubesinnorthernHainanIsland:Morphologyandsignificanceofcomparativeplanetology.ActaPetrologicaSinica,39(8):2347-2364,doi:10.18654/1000 0569/2023.08.07Abstract LavatubesarecommonbasalticproductsofQuaternaryvolcanismintheEarth,thatmainlyoutcroppedinpahoehoesand′a′ālavasasimportantpartsofabasalticlavatransportsystem ThereareabundantlavatubesdistributedinQuaternarybasaltregionsofChina Althoughagreatdealofresearchworkhadbeencarriedoutonthelavalandforms,magmagenesesandevolutionaryhistoriesoftheQuaternarybasalts,littleattentionhasbeenpaidtothelavatubes However,thestudyoflavatubesisofgreatsignificanceforunderstandingthemigrationprocessofalavaflowandtheevolutionofthesurfacelavatectoniclandforms Moreimportantly,alargenumberofpotentiallavatubeshavebeendiscoveredinthebasalticlavaregionsoftheMoonandMarsinrecentyears,andthesehugetubularundergroundspacesarethepreferredcandidatesforestablishingstablesheltersonrockyextraterrestrialplanets ThecomparativeplanetarystudyoftheEarth slavatubescanprovideimportantcluesforexploringthemorphologicalcharacteristicsoftheextraterrestriallavatubes Therefore,inthispaper,wecarriedoutdetailedmorphologicalandcomparativeplanetarystudiesonthelavatunnelgroupsinthenorthernHainanIslandinordertoprovidemorphologicalinformationforfurtherexplorationofthecharacteristicsandsizeofthelavatubesintheMoonandMarsKeywords Basaltmorphology;Comparativeplanetarystudy;Volcanology;Quaternarybasalt;Leiqiongvolcaniccluster;Moon;Mars摘 要 熔岩隧道是全球第四纪玄武质火山区常见的火山活动产物,主要发育在绳状和块状熔岩分布区,是地表玄武质岩浆输送系统的重要组成部分。

211274087_青海省都兰县哈尔郭勒铜金多金属矿预查区遥感蚀变异常特征

211274087_青海省都兰县哈尔郭勒铜金多金属矿预查区遥感蚀变异常特征
区内华力西晚期侵入岩为北西走向,岩性以中性、酸性、 超基性为主,主要侵位于下二叠统布青山群,个别侵位于石 炭 系,对 形 成 铜 金( 钴 )多 金 属 矿 起 到 了 非 常 重 要 的 作 用, 不仅为区内成矿提供了物源,同时为深部混杂岩带内的成矿 物质进一步富集提供了热源。
区内脉岩也比较发育,主要为中 - 基性闪长岩脉、辉绿 岩脉及石英脉,隐伏于各断裂内,形成了铜金等矿的主含矿 体。
西向断层亦有发育,北西向断裂被后期的北北东向、北北西 异常预查区右下角异常总体呈近东西走向 ;右上角遥感异
向断裂错断。解译环形构造 38 个,沿北西向呈串珠状分布, 常呈现北东走向,以上两组遥感异常走向在达洼尤达沟两侧
与大断裂走向一致,其中,单环 23 个,串环或链环 7 个、半 是一致的,具有延续性。右中部遥感异常走向为北西向,而
HE Wei-jun, LIAO Zhen-wei, WANG Zhi-xing, ZHANG Sheng
(Remote Sensing Center of Guangxi Zhuang Autonomous Region,Nanning 530023,China)
Abstract: The systematic collection of geological, mineral, geophysical, and geochemical data of Hal Guo Le copper and gold polymetallic pre check area in Dulan County, Qinghai province, according to the summary of the metallogenic geological conditions and regularities, using remote sensing data ETM+, to interpret the formation, magmatite,linear structure, ring structure and color anomalies,to extract the remote sensing alteration information of tie dye and hydroxyl, to summary the alteration features,to provide preliminary data of remote sensing geology and prospecting clues for mineral pre check. Keywords: remote sensing interpretation; Information extraction; Remote sensing alteration anomalies

陈金伟第二课内外力作用与地表形态的变化ppt文档

陈金伟第二课内外力作用与地表形态的变化ppt文档
陈金伟第二课内外力作用与地表形态的变化
明确考点
1、内外力作用的能量来源、表现形式及对地表的 影响 2、板块构造学说的内容
3、内外力作用的表现的形式极其对地表形态 的影响
盆地 山地
高原平Leabharlann 丘陵重难点突破地壳表面的地表形态是多种多 样的,这种引起地壳及其地表形成 不断发生变化的作用就是地质作用。
积极影响:平整土地、修筑梯田、
改造 地表 形态
挖河修渠、修建水库
消极影响:滥砍乱伐,毁林开荒
水土流失、加速河流湖泊水库的泥 沙淤积,诱发洪涝、滑坡等灾害
人类一定要认识自然,按自 然规律办事,方能趋利避害。
再现高考 2011年高考文综(山东卷)
图1为我国北方某地区地貌景示意图。读图回答3~4题
4.图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ处主要由内力作用形成的 是 (D) A. Ⅰ、Ⅱ B. Ⅲ、Ⅳ C. Ⅰ、 Ⅲ D. Ⅱ、Ⅳ
断层
练一练 乙处的地质构造是 ( B ) A.背斜 B.向斜 C.断层 D.谷地
三、外力作用 ---- “雕塑家”
能量来源:主要是太阳辐射能。
表现形式: 风化作用、侵蚀作用、 搬运作用、堆积作用、 固结成岩作用等
1、流水作用
(1)流水作用最为明显的地区是: 湿润、半湿润地区。
(2)流水作用形成的地貌: 侵蚀地貌和沉积地貌。
六大板块示意图
思考讨论:“内外力作用是交替进行 的”,这种说法是否正确?
【概念辨析】
地表形态:也叫地形、地貌;指地表高低起伏
的状态。按自然形态分为高原、 山地、平原、丘陵、盆地等。
地质作用:引起地表形态、物质组成和内部
结构发生变化的作用。 按能量来源:内力作用和外力作用
地质构造:地壳运动引起的岩层永久性变形、

介绍一种寻找隐伏岩体的好方法:岩浆热场法

介绍一种寻找隐伏岩体的好方法:岩浆热场法


1 , 2 1 1 3 3 4 5 J I A OS h o u T a o ,Z H A N GQ i ,J I NWe i J u n ,WA N GJ i n R o n g ,C H E NWa n F e n g ,L I C h e n g D o n g a n dS H A OG u o L i a n g
1 0 0 0 0 5 6 9 / 2 0 1 6 / 0 3 2 ( 0 2 ) 0 6 1 7 2 8
A c t aP e t r o l o g i c aS 的好方法: 岩浆热场法
, 2 焦守涛1 ㊀张旗1 ㊀金维浚1㊀王金荣3㊀陈万峰3㊀李承东4㊀邵国良5
1 中国科学院地质与地球物理研究所, 北京㊀1 0 0 0 2 9 2 中国科学院大学,北京㊀1 0 0 0 4 9 3 兰州大学地质科学与矿产资源学院, 兰州㊀7 3 0 0 0 0 天津㊀3 0 0 1 7 0 4 中国地质调查局天津地质矿产研究所, 5 中国石油华北油田公司勘探开发研究院, 任丘㊀0 6 2 5 5 2 1 I n s t i t u t e o f G e o l o g ya n dG e o p h y s i c s ,C h i n e s e A c a d e m yo f S c i e n c e s ,B e i j i n g 1 0 0 0 2 9 ,C h i n a 2 U n i v e r s i t y o f C h i n e s e A c a d e m y o f S c i e n c e s ,B e i j i n g1 0 0 0 4 9 ,C h i n a 3 S c h o o l o f E a r t hS c i e n c e s ,L a n z h o uU n i v e r s i t y ,L a n z h o u 3 7 0 0 0 0 ,C h i n a 4 T i a n j i nI n s t i t u t e o f G e o l o g y a n dM i n e r a l R e s o u r c e s ,C h i n aG e o l o g i c a l S u r v e y ,T i a n j i n3 0 0 1 7 0 ,C h i n a 5 R e s e a r c hI n s t i t u t e o f P e t r o l e u mE x p l o r a t i o na n dD e v e l o p m e n t ,H u a b e i O i l f i e l dC o m p a n y ,P e t r o C h i n a ,R e n q i u0 6 2 5 5 2 ,C h i n a 2 0 1 5 0 1 3 0收稿, 2 0 1 5 1 1 0 7改回

2012年5月3日甘肃金塔MS5.4地震矩张量反演

2012年5月3日甘肃金塔MS5.4地震矩张量反演

2012年5月3日甘肃金塔MS5.4地震矩张量反演陈继锋【期刊名称】《地震工程学报》【年(卷),期】2015(000)004【摘要】使用甘肃省测震台网记录的三分向宽频带长周期数字波形资料,在时间域反演2012年5月3日甘肃金塔5.4级地震的矩张量解,并与Harvard大学CMT 解进行比较。

结合该地区的地质资料和构造背景,分析金塔地震的发震成因。

结果显示震源性质为走滑型,断层破裂面走向为166°、倾角66°、滑动角-168°,P轴走向为32°,与金塔地震余震分布和地震破坏分布情况大体一致,由此推测金塔地震的发震断层可能为神螺山-野马井断层。

%On May 3,2012,the Jinta MS5.4 earthquake occurred beneath the northeast margin of the Tibetan Plat-eau,Gansu,China.We analyzed the broadband waveforms for the mainshock with sufficient signal-to-noise levels to invert for seismic moment tensors.All stations involved in this study are broadband stations situated near the May 3 mainshock;data showing such problems as misorientation of horizontal components,mislabeling and polarity rever-sal in one or more components were removed.During the data processing,we removed the mean value and instru-ment response,detrended the waveforms,integrated the three-component velocity waveforms to displacement,and rotated the horizontal components to the radial and tangential directions.Before performing moment tensor inver-sion,waveforms were filtered with a Butterworth Filter with frequenciesbetween 0.01 6 Hz and 0.05 Hz.On the ba-sis of the Crust 1.0 global crustal model,and considering the heterogeneity of the crust and the distances to the re-cording stations,various velocity models for each station were employed to account for variabilities in the crustal structure.During the inversion process,to insure the quality of the results,we retained only the station with vari-ance reduction (V R )is ≥ 80,and got 5 stations for the inversion.After depth iteration,the best solutions obtained at a depth of 12 km were 71,29,and 91.5% for double couple (DC),the compensated linear vector dipole (CLVD) component,and V R ,respectively,which indicates high-quality results.The two panel's strike,dip,and rake of the solution were 1 66°,66°,-1 68°and 71°,79°,-25°respectively.It is found that our inversion results are basically consistent with the strike of the Shenluoshan-Yemajing fault,and the aftershocks distribution occurred near the fault.Associating with the tectonic framework,damage characteristics,and the aftershock distribution feature,we suggest that Jinta MS5.4 earthquake was caused by the combined action of southeast Mashan fault and Shenluoshan-Yemajing fault,and the latter should be the seismogenic fault of the earthquake.【总页数】5页(P1124-1128)【作者】陈继锋【作者单位】中国地震局兰州地震研究所,甘肃兰州 730000【正文语种】中文【中图分类】P315;P542【相关文献】1.2012年5月3日甘肃省金塔县MS 5.4地震 [J], 董治平;程建武;钟美娇;李春燕2.2012年5月3日甘肃金塔M_S5.4地震矩张量反演 [J], 陈继锋;3.2013年甘肃岷县Ms6.6地震矩张量反演及发震构造初探 [J], 陈继锋;林向东;何新社4.2013年甘肃岷县Ms6.6地震矩张量反演及发震构造初探 [J], 陈继锋;林向东;何新社;5.2012年甘肃金塔MS5.4级地震发震构造讨论 [J], 何文贵;袁道阳;王爱国;张波;刘方斌因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

全球N-MORB和E-MORB分类方案对比

全球N-MORB和E-MORB分类方案对比
DiPF,ChenWF,ZhangQ,WangJR,TangQY andJiaoST2018ComparisonofglobalNMORB andEMORB classificationschemesActaPetrologicaSinica,34(2):264-274
Abstract Themidoceanridgebasalt(MORB)canbegenerallydividedintoNMORBandEMORB,whichhaveattractedmuch attentionduetotheirdifferentgeodynamicssignificanceNMORBandEMORBaredistinguishablefrom eachotherbasedonvarious classificationcriteriaTheRb/Nd≤015,K/Ti≤011,(La/Sm)N≤08,K2O/TiO2 <009,ΔNb=174+lg(Nb/Y)-192lg (Zr/Y)<0,(La/Sm)N <1and100K2O/TiO2≤13ofMORBarecommonlyclassifiedasNMORB,otherwiseEMORBSofar,less discussionontheapplicabilityoftheclassificationcriteriaonmostMORBshasbeenconductedInordertosolvethisproblem,we adoptthedatafromtheglobalspreadingcentertocomparethesesevencriteria,andfindthatthe(La/Sm)N <1ismoresuitablefor identifyingthemostoftheNMORBTherefore,31elementsincludingLa,Ce,Pr,Nd,Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,Yb, Lu,Ba,Cs,Hf,K,Nb,Pb,Rb,Sc,Sr,Ta,Th,Ti,Tl,U,V,YandZrofallsamplesareselectedtomake36856elementpairs Thelogarithmicratiosofeverytwoelementsareusedtomakeaplotandthentheconfidenceellipticoverlaprateof85% iscalculated Accordingtotheprincipleofminimum overlaprate,itisbettertousethecorrelationoftherareearthelementsLa,Ce,PrandSm, andotherhighfieldelementsNb,Zr,HfandY todiscriminatetheNMORB andEMORBAmongtheseelements,thebest discriminationisobtainedifLaasnumeratororLa/HfandLa/ZrratiosisappliedTherefore,thecorrelationbetweentheabove elementsofferabettersolutionfordiscriminatingNMORBandEMORB Keywords NMORB;EMORB;Discriminantcriteria;La/Sm;La/Hf;La/Zr;Bigdata

富有机碳的中白垩世地层的地层学、地球化学和古海洋学

富有机碳的中白垩世地层的地层学、地球化学和古海洋学

富有机碳的中白垩世地层的地层学、地球化学和古海洋学陈智樑【期刊名称】《沉积与特提斯地质》【年(卷),期】1989(000)001【摘要】前言和历史背景黑色、层纹状、含碳酸盐和黄铁矿的页岩,是世界各地陆上出露的显生宙地层层序中一个较为常见的单元,它们通常缺少丰富多彩的底棲动物群,或者在许多场合下甚至没有任何底棲动物群。

裴蒂庄(1975)的“黑色页岩相”(静海相)的观点,使他得出结论:“含黄铁矿黑色页岩无疑是沉积在厌氧环境下的”。

van der Gracht(1931)认识到全球性海洋循环会引起“黑色页岩相”的形成,他认为海洋深处流向赤道的寒冷而富氧的水循环在间冰期会停息下来,以致大的海洋盆地的底部水会变得厌氧。

这种观点是建立在Chamberlin(1906)的思想基础上的,他推断在温暖气候期有较为温暖而含盐较高的深部水的反循环。

Strom(1939)在一篇关于局部成因的富有机碳泥岩的起源问题的论文中,也认识到颇为广泛分布的“黑色沉积物”的沉积事件必然有比局部性成因影响更为广泛的因素。

因而,七十年代以前很久,人们设【总页数】20页(P11-30)【作者】陈智樑【作者单位】成都地质矿产研究所【正文语种】中文【中图分类】P642【相关文献】1.松辽盆地中白垩世两次湖侵沉积在层序地层学研究中的意义 [J], 马立祥;钱奕中2.西藏南部中白垩世旋回地层学 [J], 陶然;曾允孚3.冀北四岔口盆地早白垩世大型恐龙化石赋存地层的有机碳同位素记录及其古环境意义 [J], 孙志超;赵艳;刘贺;任咣营;郭颖;邵凤丽;王金玲;阎作均;王朝民;张福成4.稳定同位素地层学和事件地层学在白垩系-第三系界线划分中的应用 [J], 叶得泉;钟筱春;唐文松;徐静慧;徐道一;严正5.碳同位素地层学——一种古环境变化的监测器早白垩世以来的环境状况研究 [J], HelmutWeissert;张立敏因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

用活断层资料分析中国大陆及其邻区晚更新世以来的构造应变特征

用活断层资料分析中国大陆及其邻区晚更新世以来的构造应变特征

用活断层资料分析中国大陆及其邻区晚更新世以来的构造应变
特征
荆燕;任金卫;王辉
【期刊名称】《地震研究》
【年(卷),期】2005(28)4
【摘要】根据活断层资料,利用贝塞尔双三次样条模型对中国大陆及其邻区晚更新世以来的平均水平应变率场进行了计算.结果显示,中国大陆的构造膨胀率、构造剪切应变率、构造矩率和旋转角速度的分布都与地震的分布相似,呈条带状,并与活动地块的边界和主要断裂位置一致.另外,中国大陆的地壳变形具有西强东弱的整体特征.
【总页数】6页(P353-358)
【作者】荆燕;任金卫;王辉
【作者单位】中国地质大学地球科学与资源学院,北京,100083;中国地震局地壳应力研究所,北京,100085;中国地震局地震预测研究所,北京,100036;中国地震局地震预测研究所,北京,100036
【正文语种】中文
【中图分类】P315.2
【相关文献】
1.中国大陆及邻区新生代以来的一种构造形式:右旋运动及效应 [J], 邱瑞照;陈正;元春华;韩九曦;冯艳芳;孙凯;严光生;谭永杰;李文渊;祁世军;高鹏;周肃;陈秀法;王靓靓
2.唐山地区晚更新世以来的孢粉组合特征及其与邻区的对比 [J], 李玉嵩;陈建强;赵硕;王海英;李欣
3.利用活断层资料模拟中国大陆及其邻区晚第四纪地壳变形场 [J], 荆燕;任金卫
4.三峡及邻区晚第三经以来构造应力场特征探讨 [J], 贾永刚;单红仙
5.2017年精河MS
6.6地震邻区构造应力场特征与发震断层性质的厘定 [J], 刘兆才;万永革;黄骥超;靳志同;杨帆;李瑶
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地幔
地核
直击小高考
【小试牛刀】
• 1.岩石圈是指(D) • A.地面以下、莫霍界面以上很薄的一层岩 石外壳 • B.地面以下,古登堡界面以上由岩石组成 的固体外壳 • C.莫霍界面以下、古登堡界面以上厚度均 匀的一层岩石 • D.地壳和软流层以上的地幔,由岩石组成 的圈层
直击小高考
【小试牛刀】
2.读地球外部圈层示意图,图中A、B、C三个圈 层分别是 ( C ) A.水圈、生物圈、岩石圈 B.岩石圈、水圈、生物圈 C.生物圈、水圈、岩石圈 D.生物圈、岩石圈、水圈
直击小高考
直击考点1:知道地球的圈层结构, 了解岩石圈的主要特点
直击小高考
【读图】 地球由一系列物质圈层构成:地表以下为地球的 内部圈层,地表以上为地球的外部圈层。看能否说 出地球的内、外部圈层各有哪些部分组成?
直击小高考 【小结】
大气圈 地球 外部 圈层 水圈 生物圈
地球 圈层 结构 地球 内部 圈层
地壳
地幔 地核
直击小高考
1.地球的内部圈层结构
(1)分层 (2)划分的依据是什么?
岩石圈
软流层
地核
在地壳中的 位置
组成成分
密度
分布特点
上部 硅铝层
氧硅铝为主 较小 钠钾也较多 (约2.7)
分布不连续
下部 硅镁层
镁铁钙成分 相对较多
较大 (约2.9)
连续分布
地壳分布 特点
地壳厚度不均; 硅铝层分布不连续。
1. 褶皱形成初期的背斜成山,向斜成谷
背斜 向斜 1 2 3 褶皱形成初期, 由于岩层受侵蚀 很小,背斜形成 山,向斜形成谷
2 . 褶皱构造经受外力的侵蚀
背斜 向斜 1 2 3
在经受外力侵 蚀的过程中,背 斜顶部因受到张 力的影响,岩性 疏松,容易被侵 蚀;而向斜槽部因 受挤压力,岩性 坚硬,不易被侵蚀, 因而侵蚀程度较 小,反而成为山岭。
研究地质构造的意义——指导找矿、找水、工程建设
构造地貌 实践意义 原因或依据
背斜 向斜
石油、天然气埋藏区 岩层封闭、常有“储油构造”, 易于储油、储气 隧洞的良好选址 天然拱形、结构稳定,不易储水
地下水储藏区 泉水、湖泊分布地 底部低凹,易汇集水,承受静水 压力 岩隙水易沿着断层线出露;岩石 破碎,易被侵蚀为洼地,利于地 表水汇集
背斜 褶皱 向斜 地质
构造
断层
直击小高考
常见类型 成因 岩层受挤压向 上拱起 岩层受挤压向 下弯曲 一般 山岭 山谷 地形表现
地形倒置 山谷 山岭
褶 皱
背斜
向斜
断层
岩层受力断裂, 谷地、陡崖、或断块山 并沿断裂面发生 (华山、泰山) 明显错动或位移
直击小高考
【考试热点速递】
背斜成谷的原因: • 背斜顶部因受张力作用,裂隙比较发育,容易遭受侵蚀, 而成为谷地。 向斜成山的原因: • 向斜槽部因受到挤压,岩性坚硬,不易遭受侵蚀,而成 为山岭。 断层处不易建水库的原因: • 地质构造不稳定,容易导致水的渗漏和诱发地震 背斜处适宜建隧道的原因: • ①构造比较稳定②水向两侧渗漏,而使洞内保持干燥 • 找油找水怎么找?向斜找水,背斜找油
断层
铁路、公路、桥梁、 岩层不稳定,容易诱发断层活动; 水库等的回避处 破坏工程;水库水易渗漏
例题:读某地地质构造剖面图,回答下列问题:
E A B C D
D (1)图中A、B、C、D、E五处,属背斜的是_________。 山岭 (2)从地形上看,C处是________,形成的原因是___________ 向斜槽部因受挤压,不易被侵蚀 ______________________________。 A (3)泰山的成因类型与图中____一致。 (4)图中CD两处宜修建地下隧道的是___,良好的储油构造是___。 D D
钾 镁 其他 2.59% 2.09% 1.41% 钠 2.83% 钙 3.63% 铁 5.00% 铝 8.13% 氧 硅 铝 铁 钙 钠 钾 镁 其他
氧 46.60%
硅 27.72%
地壳中主要元素含量
直击小高考
2.岩石圈的结构
地壳
陆地
海洋
岩石圈:软 流层以上的 地幔部分和 地壳组成
岩石圈 软流层
直击小高考
第二单元 从地球圈层看地理环境
2.1岩石圈与地表形态
直击小高考
1.知道地球的圈层结 构;了解岩石圈的主 要特点。 2. 知道岩石圈的三 大类岩石;了解地壳 内部物质循环过程。 3.了解褶皱、断层的 特点及其地表形态。
2.1岩石圈与地表形态
考点直击 (学习目标)
4.结合实例,说明流 水、风力、冰川等外 力作用对地表形态的 塑造
直击小高考
内力作用和外力作用
分类 内力 作用 能量来源 表现形式 地壳运动 岩浆活动 变质作用 对地表形态 的影响 使地表隆 起或拗陷, 形成高山和 盆地
地球内部 的热能
外力 作用
太阳能
风化、侵蚀、 削高填低, 搬运、堆积、 使地表趋 固结成岩等 于平坦
海上:海洋 eg:大西洋 ①、板块张裂-- 陆上:裂谷 eg:东非大裂谷 生长边界 ②、板块碰撞-- 消亡边界 Ⅰ.大陆板块与大洋板块相撞 海上:深海沟 eg:马里亚纳海沟 海陆交界处:岛弧或弧形列岛 陆地:海岸山脉 eg:落基山脉(北美)、
冰碛(qi)垄(青藏高原)
直击小高考
直击小高考
直击考点2: 知道岩石圈的三大类岩石; 了解地壳内部物质循环过程。
直击小高考
1.岩石圈的组成 岩浆岩 三大类岩石
沉积岩 变质岩
直击小高考
【速阅兵书】
(一)岩浆岩 岩浆
高压
侵入地壳上部或喷出地表
冷却、凝固
岩浆岩 岩浆岩 侵入型岩浆岩: 花岗岩 喷出型岩浆岩: 玄武岩
直击小高考
【速阅兵书】
1.通常所说的外力作用主要指什么?
风化作用 侵蚀作用 搬运作用 堆积作用 固结成岩
流水 风力
冰川
直击小高考
作用因素
流 水 作 用
作用形式
对地貌影响
流水冲刷坡面,并使 形成峡谷;黄土高原 侵蚀 坡面下切成沟谷, 千沟万壑的地表 洪积扇、冲积扇、冲 由于流速降低,所携 积平原和河口三角 堆积 带的物质沉积下来 洲
南极洲板块和美洲板块的碰撞
世界火山地震分布图
地中海--喜马拉雅地震带 环太平洋地震带
注意:太平洋板块、印度洋板块、南极洲板块和美洲 板块的范围。
直击小高考
3、地质构造:地壳运动引起岩层永久 性变形、变位,称为地质构造。
背斜
褶皱 地质 构造
断层
向斜
褶皱
背斜
新--老--新
老--------新--------老
直击小高考
2.1岩石圈与地表形态
1.知道地球的圈层结 构;了解岩石圈的主 要特点。 2. 知道岩石圈的三 大类岩石;了解地壳 内部物质循环过程。 3.了解褶皱、断层的 特点及其地表形态。
考点直击
直击小高考
直击考点4: 结合实例,说明流水、风力、冰 川等外力作用对地表形态的塑造
直击小高考
【思考】
安第斯山脉(南美)
eg:亚洲东部的库页岛、日本群岛、 台湾岛、菲律宾群岛等
Ⅱ.两个大陆板块相撞-- 巨大的山脉
eg:喜马拉雅山脉、阿尔卑斯山 要点:落实准确位置,并说出各位于什么板块之间?
非洲板块内部张裂 美洲板块与亚欧板块及非洲板块的 相互张裂 印度洋板块与亚欧板块的碰撞 印度洋板块与非洲板块的张裂
已成岩石 举例
石灰岩 页岩 花岗岩
高温高压
变质作用
变质岩
大理岩 板岩 片麻岩
变质岩——大理岩
back
板岩
石英岩
back
直击小高考
2.岩石圈的 物质循环过程
岩浆岩
重 熔 再 生
岩浆
沉积岩
岩浆 岩石




变质岩
风化、侵蚀、搬运、堆积
新岩浆
地壳物质循环
直击小高考
• 读“地壳物质循环示意图(不完整)”,回答下列问题。 岩浆岩 】岩,B类岩石为 • (1)按成因分类,A类岩石为【 【沉积岩 】岩 • (2)补画图中箭头,使该图能完整地表示地壳物质循环 过程。 • (3)图中箭头表示的含义分别为: ① 外力作用 ② • ①--B
(二) 沉积岩
裸露岩石
风、流水、冰川、海浪
侵蚀、搬运、堆积
沉积岩(见图)
常见的沉积岩: 砾岩、砂岩 页岩、石灰岩
直击小高考
观察下面两幅沉积岩图片,能总结 一下沉积岩的特征吗?
A 化石
层理构造
B
沉积岩 —— 砾岩
back
沉积岩 —— 石灰岩
石林
沉积岩 —— 砂岩
直击小高考
【速阅兵书】
(三)变质岩
直击小高考
流水侵蚀
直击小高考
流水堆积
直击小高考
峡谷
流水侵蚀
直击小高考
流水侵蚀
直击小高考
流水堆积
在干旱地区,风扬起沙石,吹蚀地表
风蚀蘑菇
直击小高考
作用因素
作用式 对地貌影响 在干旱地区风力 形成风蚀蘑菇 侵蚀 扬起沙石,吹 和风蚀洼地 风 蚀地表 等 力 当风力减小或气 作 形成沙丘、沙 堆积 流受阻时,导 用 垄等 致风沙沉积
3.背斜成谷,向斜成山现象的形成
背斜 向斜 1 2 3
一段时间后, 由于差别侵蚀, 背斜部位反而低 于向斜部位,形 成背斜成谷,向 斜成山的现象
所以,我们无法用地形特征来准确判定是背斜还是向斜。
直击小高考
背斜 褶皱 向斜 地质
构造
断层
断层:岩层受力发生断裂,并沿断裂面发生明显位移。
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