河北柳江盆地地质遗迹资源特征及成因演化

本文以柳江盆地为研究对象,通过地质遗迹资源调查与评价工作,系统对柳江盆地内地质遗迹类型进行划分,总结其地质特征及分布规律,研究探讨其成因演化。本研究共在柳江盆地及周边发现重要地质遗迹点101处,可分为3大类,11类,22亚类,其中基础地质大类50处、地貌景观大类43处、地质灾害大类9处。地层剖面、古生物群化石产地等地质遗迹分布于向斜东翼低山和丘陵一带;褶皱与变形、断裂地质遗迹主要分布于向斜西翼;岩溶地貌、水体地貌多分布于盆地内河流两岸或地势低洼处;地质灾害大类地质遗迹点主要分布在黑山窑—上庄坨—义院口一带。华北地台多次抬升与沉降及由其引起的岩浆活动和构造运动造就了柳江盆地丰富的地质遗迹资源的形成。

秦皇岛柳江盆地层序地层划分及特征研究

秦皇岛柳江盆地发育的地层在华北地台上具有代表性,露头出露完整。为了厘清秦皇岛柳江盆地层序发育、演化及分布规律,为柳江盆地的层序地层学研究提供地质基础,本文基于Vail层序地层学理论,利用野外露头、地层剖面等地质资料,对研究区进行了岩石类型总结、层序划分以及地层特征分析研究,开展了层序界面识别、层序单元划分和层序地层特征研究,以期为华北地台的演化研究提供地质参考。

河北柳江盆地东部地球化学特征及找矿远景评估

柳江盆地地处中朝准地台中部,区内构造复杂,岩浆活动强烈,区域成矿条件优越。为实现区内找矿突破,采用1∶50000水系沉积物测量、1∶10000土壤地球化学详查和矿点检查等方法手段对区内AS38区域化探异常进行了综合研究。结果表明,区内水系沉积物测量Cu元素异常浓集中心明显、变异系数较高,并与Au、Ag、Cr、Mo等元素异常套合良好。土壤地球化学成果表明,区内Cu元素异常分布广、强度大、分带明显,与高温元素Mo、W异常关系密切,同时还与Au、Ag元素异常套合较好。经异常查证,发现矿化点两处,以铜矿化为主,局部伴生金、银矿化。据此判断,研究区具有较大铜多金属矿找矿前景,岩体附近的断裂构造发育带是下一步找矿重点方向。

柳江盆地二叠系山西组露头致密砂岩储层非均质性表征方法

为了深入研究致密砂岩露头储层的非均质性,解决致密砂岩储层非均质性影响因素多、综合定量表征储层非均质性难度大的问题,对柳江盆地二叠系山西组露头储层进行了系统化密集采样。利用地质统计分析、样品实验分析和显微镜薄片观察等方法,确定了致密砂岩储层各项性质及相关定量数据。同时基于洛伦兹曲线理论分析处理数据,运用层次分析法确定了渗透率、孔隙度、面孔率、填隙物含量和粒度等影响因素的权重,提出了综合定量表征致密砂岩储层非均质性的方法。研究表明,靶区山西组露头致密砂岩为强非均质性储层,区域垂直层面和平行层面的孔、渗特征近乎一致。孔隙度与渗透率之间的差相关性表明,基于突进系数、变异系数和级差等参数的传统非均质性评价方法不适用于致密砂岩储层。用新方法得到的结果比传统仅基于渗透率指标所构建的参数能更好地反映致密岩储层和非均质性。该方法也适用于其他类型非常规储层的非均质性评价。

柳江盆地上寒武统崮山组微量元素地球化学特征及古环境指示意义

柳江盆地记录了从太古代至新生代华北地台乃至全球地壳运动、岩浆活动、沉积环境、气候演化以及生物进化和发展等各种重要地质事件与地质现象,是研究不同时期古环境恢复的极佳选择。通过对秦皇岛柳江盆地上寒武统崮山组的野外考察和不同层段岩石全元素的测定,分析了各元素富集的丰度。运用微量元素地球化学指标体系研究了古盐度、古气候以及氧化还原环境,根据Sr/Ba和Th/U等指标分析,认为研究区域是淡水-半咸水环境,其盐度从下至上逐渐降低;Sr/Cu、Rb/Sr数据表明研究区为温暖潮湿的气候;依据δU、U/Th、V/Cr、Ni/Co和Ce/Ce^(*)等指标分析,研究区为氧化环境。

柳江流域河库联合调度技术研究

基于柳州市堤防实际状况以及流域水库建设情况,采用新安江模型构建柳州市水库入库洪水预报方案。以落久水利枢纽为核心,麻石、浮石、大埔、古顶、红花水库为辅的梯级水库联合防洪调度,充分发掘水库群对柳江洪水的拦蓄能力。结果表明:对于1976年等9个5~30年一遇洪水典型年,通过多库联合调蓄可以将柳江柳州站洪峰流量较落久单库拦蓄多削减293~1210m^(3)/s,多降低柳州断面水位0.15~0.51m,河库联合调度效果明显。

流域生态环境状况评价指标体系构建与应用——以柳江流域为例

为提高流域生态环境状况评价科学性、代表性和可操作性,通过选取11项陆生、水生生态评价指标,构建流域生态环境状况评价综合指标体系,并采用组合赋权法确定各项指标权重,利用综合指数法评价流域生态环境状况。以柳江流域为实例,结合实地调查数据及遥感、GIS技术,对各项评价指标进行计算赋值,并将评价指标分级结果和流域生态环境状况评价结果成图输出。结果表明,柳江流域生态环境状况空间差异较大,生态环境状况为一般及良的区域在全流域分布较为广泛,龙江下游、柳江干流中下游及洛清江中上游东部地区生态环境状况相对较差。全流域生态环境状况指数平均值为64.3,整体处于良水平。

柳江盆地浅层地下水硝酸盐背景值研究

为探索地下水硝酸盐背景值获取方法,文章以柳江盆地为研究对象,在对比分析国内外研究方法的基础上,首先采用绝对含量和毫克当量百分位数双因子法从宏观上剔除硝酸盐异常数据,然后再利用层次聚类分析结合主成分分析法,分析地下水水化学特征及识别异常分类,进一步剔除异常数据。最后剩余数据进行分布类型检验,采用浓度累计频率法确定地下水硝酸盐背景值范围。研究结果表明,绝对含量和毫克当量百分位数双因子法虽然不能完全剔除异常值,但可为后续层次聚类分析异常识别减少异常信息和子集;层次聚类分析法注重对各亚类的水化学特征分析来识别分析异常数据,具有识别人为异常和天然异常的优势。对比分析常用的数理学方法计算表明,2种方法结合,更能有效识别异常,计算出的地下水硝酸盐背景值更合理。异常数据剔除分析表明,柳江盆地浅层地下水硝酸盐异常与农业化肥的超量施用和居民生活污水与垃圾粪便的下渗污染具有密切的关系。

地下水次要组分视背景值研究：以柳江盆地为例

在广泛调研总结国内外次要组分背景值研究的基础上,对比分析各方法的优缺点,提出水化学分析与数理统计法相结合的地下水次要组分视背景值研究体系。该方法体系首先在次要组分与主要组分之间进行因子分析,建立次要组分与主要组分的联系,运用三倍标准差准则识别主要组分粗大误差的异常值,利用Piper图水化学类型对异常值进行分析检验,从宏观上分析识别水化学影响明显异常的次要组分数据,再运用平均值加减2倍标准差迭代法和概率图法组合分析识别异常值。完成异常值剔除的数据取95百分位数作为次要组分视背景值的上限阈值。该方法有利于把握数据的整体统计特征,同时能避免主观确定阈值的误差,对异常数据的剔除高效充分。上述方法体系运用在柳江盆地表明,与4种常用数理统计学方法相比,该方法体系计算出的次要组分视背景值的可靠性与稳定性更高,同时能解释引起次要组分异常的原因及背景控制因素。运用水化学分析与数理统计法体系,较为科学合理地计算出了柳江盆地浅层地下水次要组分硝酸盐、偏硅酸、铝、氟和溴的视背景值阈值,分别为75.1、27.4、0.11、0.30和0.32mg·L^(-1)。硝酸盐视背景值阈值偏高,反映出柳江盆地广泛的农牧业养殖及生活污水排放已不可避免地对地下水产生了一定的影响。

秦皇岛牛心山高氟地下水分布特征及成因

柳江盆地北部牛心山地区存在高氟地下水,严重影响居民身体健康。本文选取牛心山地区为研究区,对其浅层地下水运用Piper三线图、Gibbs图、氯碱指数图和离子比例图等方法进行水化学特征及其形成作用分析研究,从矿物溶解与沉淀、离子交换作用角度探讨了地下水中氟的来源和富集机理。结果显示:研究区地下水离子以Ca^(2+)、Na^+和HCO_3^-为主,水体偏碱性,F-浓度超标点位于火成岩侵入边缘地带,水化学类型为Ca-(Na)-HCO_3、Ca-(SO_4)-HCO_3和Ca-(Cl)-SO_4型,高浓度的F-赋存在Ca-(Na)-HCO_3型水中,地下水水化学组分主要受岩石风化作用的影响;水文地球化学过程和地质因素控制地下水化学特征和氟化物的来源、分布;方解石、石膏溶解于地下水作为Ca^(2+)来源影响萤石的溶解与沉淀,阳离子交换作用改变地下水中指定阳离子浓度间接影响F-浓度,同时碱性环境中吸附在黏土矿物上F-被OH-取代,溶解平衡和离子交换是地下水径流中F-浓度变化的主要控制因素。

从山羊寨哺乳动物化石看柳江盆地洞穴堆积的时代与环境

山羊寨洞穴堆积是河北省秦皇岛"柳江盆地地质遗迹自然保护区"众多溶洞的洞穴堆积之一,其中含有大量的哺乳动物化石。经发掘整理与鉴定,采用生物地层学和哺乳动物生活习性对比分析方法,确定其时代为Qp2 3,晚于辽宁营口"金牛山下组动物群",早于河北"迁安爪村动物群"和内蒙古"萨拉乌苏动物群",其特征反映了中国华北与东北过渡地带中更新世晚期至晚更新世早期的哺乳动物面貌,并反映出当时区内森林、森林草原、草原和水域条件等生态环境的多次时空变化。如此众多哺乳动物化石的发现增加了保护区遗迹资源的多样性和保护价值;为该区洞穴堆积的时代与沉积环境研究提供了依据;改变了区内洞穴堆积仅为中更新世地层的认识。

河北柳江盆地中晚寒武世藻类丘礁的演化

河北柳江盆地中晚寒武世藻类丘礁十分发育，并形成完好纵向演化序列。藻礁具有两个演化方向，其一是骨骼钙藻Ｅｐｉｐｈｙｔｏｎ向非骨骼蓝绿藻方向演化；其二是块状藻丘向厚层状叠层石礁方向演化。藻类丘礁的演化特征及其沉积相序揭示了该区中晚寒武世时从碳酸盐台地边缘斜坡至台缘浅滩和潮坪环境的演化历史。

柳江流域生态系统服务价值的影响研究

以柳江流域1991,2002和2013年三期遥感影像数据为数据源,在调整生态系统服务价值系数的基础上,估算了流域生态系统服务价值和空间格局及动态变化,探讨了城市化与生态系统服务价值之间的关系。结果表明：1991—2013年期间,柳江流域生态系统服务价值减少了23891.7×10^6元,下降了8.67%;下游生态系统服务价值降低的年变化率最高,达0.5%。林地、水域减少和建设用地增加是流域生态系统服务价值下降的主要原因。提供食物生产的生态系统服务价值呈增加趋势,其他各单项价值都呈减少趋势,而提供水文调节的生态服务价值下降速度最快。生态系统服务价值降低的区域（12.5%）大于升高的区域（3.4%）且主要分布在中下游。城市化水平与流域生态系统服务价值呈现递减关系,优化流域土地利用方式,充分补偿生态系统服务价值的损失,可维护区域生态系统健康和社会经济可持续发展。

秦皇岛柳江盆地水文地质专业教学实习改革初探

秦皇岛柳江盆地水文地质实习基地为我国水文地质人才培养作出重大贡献。由于近年来我国对水文地质人才的需求量与日俱增,目前水文地质专业教学实习的方法、内容等已不能满足新时期人才培养的需要,迫切需要进行改革。本文在简要介绍实习基地水文地质条件的基础上,指出了目前教学实习中存在的一些主要问题,并提出了初步的改进措施,对我校乃至我国水文与水资源、地下水科学与工程学科的发展具有借鉴意义。

柳江盆地本溪组底部海相动物群

柳江盆地本溪组底部泥灰岩及相邻泥岩中产有丰富的腕足动物、软体动物化石，经鉴定有腕足动物１０属１２种，双壳类８属１４种和腹足类４属５种，软体动物保存于含腕足动物层的相变岩层或直接位于其上层，到目前为止，这一丰富材料（特别是软体动物）尚属首次综合报道．通过对这一动物群的分析研究，丰富了华北地台晚古生代生物群的内容，有助于柳江盆地的地质史研究．同时作者分析了这个动物群的发生发展过程，认为生物群内容的变化与生态环境密切相关，当时柳江盆地经历了从开放型盆地—闭塞盆地—浅水三角洲的演化，浅水三角洲的发育导致了生物群的阶段性消失．

河北柳江盆地石炭纪和二叠纪植物群及古地理演化

在河北秦皇岛柳江盆地石炭纪和二叠纪地层中发现古植物化石44属86种。其中,真蕨纲和种子蕨纲居首要位置,占古植物群属种总数的41.8％;楔叶纲次之,占18.6％;石松纲植物居第三位,占11.6％;种子化石占11.6％;其他依次为瓢叶纲4.7％,苏铁纲4.6％,科达纲2.3％,银杏纲2.3％,松柏纲2.3％。此古植物群属种多样,华夏植物群的特点明显,纵向上可划分成6个古植物组合,即Linopteris neuropteroides- Lepidodendron galeatum 组合,Neuropteris plicata- Lepidodendron posthumii组合,Lobatannularia sinenszs- Annularia stellata组合,Pecopteris anderssonii- Pterophyllum daihoense组合,Cladophlebis permica-Psygmophyllum multipartitum组合和Ullmannia bronnii- Walchia bipinnata组合。该古植物群演化具有阶段性,组合的变化与古地理6个演化阶段相适应:第一阶段(本溪组)深潮下带、潟湖、三角洲、河流环境交替出现;第二阶段(太原组)潮下带、潮坪、三角洲环境交替出现;第三阶段(山西组)河道、沼泽、天然堤、决口扇环境交替出现;第四阶段(下石盒子组)沼泽、河道、砂坝环境交替出现;第五阶段(上石盒子组)从干旱陆相河漫湖、天然堤、泛滥平原、河口砂坝逐步转变为多层叠覆边滩和心滩环境;第六阶段(石千峰组)为干旱条?

晚寒武世早期河北北部柳江盆地发生的强地震

在河北省北部柳江盆地发现了距今5亿年前的地震记录。震积岩发育在上寒武统崮山组中部。沉积物变形构造主要有地裂缝、地震楔、砂脉、砂层液化、包卷层理等。这些特征沉积构造是地震波作用于潮上—潮间带沉积环境中软沉积物而形成的。在古沙垄顶部的内碎屑微晶灰岩中有沉积物液化产生扰动层理和流体逃逸形成的砂脉。显微镜下可见沉积物液化流动显微构造和结构,如微褶皱、纹层断错、液化颗粒等。水面下在生物礁或沙垄斜坡局部可见重力流形成的包卷层理。包卷层理核部为浅黄色和紫红色竹叶状灰岩,中部为浅灰色破碎流化微晶灰岩碎屑,外部为浅色和紫色内碎屑微晶灰岩。崮山组的岩性组合和这些软沉积物变形构造表明,崮山期柳江盆地构造活动剧烈,沉积环境水深反复变化、逐步变浅,伴有地震发生,估计产生震积岩的古地震的强度为7级左右。该古地震事件的确定有益于研究地震活动和构造活动规律。

基于无人机遥感的地质信息提取——以柳江盆地为例

为解决传统地质勘察工作量大、效率低,难以对高边坡地质点进行信息提取的问题,以河北省秦皇岛市柳江盆地为研究对象,选取东部落和潮水峪2个观察点,采用无人机倾斜摄影测量技术获得研究区影像数据,利用Context Capture软件将生成的影像构建高分辨率三维实景模型,在Acute 3D viewer中对三维模型进行地质信息识别与提取。具体包括提取区域经纬度、高程、两点间的距离、垂直距离等基本信息;识别断层并计算出断层走向、倾向、倾角;识别岩石的种类与性质,并计算得到岩石出露的周长、表面积、体积值等数据。结果表明:提取结果与野外实测具有较好的一致性,能够达到识别地质现象、提取地质量化信息的目的,说明本研究采取的方法对无人机遥感技术在地质信息识别与提取上具有实用意义。

柳江流域岩溶草丛群落生物量和碳储量的初步研究

根据柳江流域草丛群落类型、高度及其分布面积选择平均高度>1.5m、0.5～1m和<0.5m的高、中、低3种高度的代表性草丛,通过收获法研究了其群落生物量,并对其碳储量进行了初步估算。研究结果表明:(1)五节芒(Miscanthus flo-ridulus)、毛秆野古草(Arundinella hirta)和假俭草(Eremochloa ophiuroides)草丛群落的生物量分别为8 609.68g/m2、1 022.61g/m2和821.63g/m2,生物量与高度呈正相关,但随群落高度增加,地上生物量增加迅速,地下生物量增长平缓;(2)随群落高度增加,生物量迅速向地上部分聚集,低矮的假俭草群落地下生物量与地上生物量的比值为1.91,高度中等的毛秆野古草群落为1.32,但高度大的五节芒群落仅为0.21,地下/地上生物量比值与群落高度呈负相关,其中毛秆野古草与五节芒群落的地下生物量和地上生物量可以用幂函数很好的拟合(R2>0.79,P<0.01),因此二者可以依据地上生物量便捷的估算其地下生物量,但假俭草地下和地上生物量的关系模型不理想;(3)地下生物量以幂函数关系随深度递减(R2>0.95,P<0.01),主要集中分布在0～20cm土层,可达根系生物量的80%以上,40cm以下土层中根系很少;(4)柳江流域岩溶区草丛植被的碳储量达9.51TgC。