柳江盆地髫髻山组凝灰岩地球化学与熔体包裹体水含量特征

水作为岩浆体系中最主要的挥发组分,对岩浆的形成和演化有重要的影响,柳江盆地髫髻山组岩浆岩是燕山期火山活动的重要产物,尽管前人对其地球化学特征进行了大量研究,但关于柳江盆地燕山期岩浆中的水含量仍不清楚。熔体包裹体记录了原始岩浆信息,是获取岩浆水含量特征的最直接样品。本文基于全岩地球化学分析,利用标准样品建立了显微激光拉曼光谱定量熔体包裹体水含量的标定曲线,并对柳江盆地髫髻山组下部流纹质岩屑-晶屑凝灰岩中石英斑晶内的原生熔体包裹体进行了水含量定量分析。结果表明:髫髻山组下部凝灰岩样品具有富Si、Al、大离子亲石元素富集、高场强元素亏损、轻稀土富集、重稀土亏损、负Eu异常、Sr含量低等特点;熔体包裹体中水含量的定量分析结果为0.99%~4.98%,平均水含量为2.62%,与前人统计的酸性岩浆水含量基本一致。地球化学特征和熔体包裹体水含量分析结果共同揭示了研究区髫髻山期早期为富水酸性岩浆。结合髫髻山期样品的熔体包裹体水含量测定结果及其早期的大规模火山喷发背景,本文认为岩浆中高含水量增强了岩浆系统的喷发动力,是诱发研究区髫髻山期早期大规模火山爆发的有利因素之一。

桂东北D/C界线沉积特征及对台盆相间演化的启示

台盆相间是桂东北泥盆纪和石炭纪沉积的重要特色,而D/C界线又是台盆相间沉积最突出的一个时段之一。文章回顾并评述了桂东北D/C界线的研究历程、相序划分、主要代表剖面,认为桂东北D/C界线可划分为碎屑岩相序和碳酸盐岩相序以及它们的过渡类型。通过对20条典型剖面的岩性组合特征对比,恢复了桂东北D/C界线海平面相对下降期的岩相古地理,结果显示桂东北在该时期主要存在柳州、桂林两大台地以及多个小型台地,台地间普遍发育快速相变的台沟、盆地沉积,石炭纪初期海水变浅,台地分布范围显著扩大,江南古陆供给增强,台盆相间格局迅速发展。为了进一步探讨桂东北D/C界线的演化过程和背后的控制因素,文章分析了广西整体的台盆相间演化的阶段性、同沉积构造作用以及海平面变化的影响,梳理了台盆相间演化过程中沉积环境分异与构造运动-海平面的关系,认为在滇黔桂裂谷盆地在持续断陷发展的前提下,桂东北D/C界线沉积分异的主要原因可能是受冈瓦纳大陆冰川形成与消融导致的海平面异常波动,以及柳江运动引发的局部同沉积断陷强度差异变动影响,且构造和沉积要素在D/C界线的耦合作用达到最强,最终促进桂东北台盆相间格局在D/C界线达到鼎盛。在此模式下,可以将台盆相间的演化划分为4个阶段,早泥盆世中期—晚期为台盆相间格局的孕育期,早泥盆世晚期—中泥盆世晚期沉积开始分异,为台盆相间格局的发展期,晩泥盆世—早石炭世台-盆出现强烈分割,海平面异常下降和柳江运动同时作用于沉积,为台盆相间格局的鼎盛期,早石炭世之后,台盆相间沉积维持了一定时期的强度,晚石炭世开始海水逐步恢复正常后台盆相间逐渐减弱,为台盆相间格局的衰退期。

柳江盆地本溪组铁质鲕粒粉砂岩特征及成因

柳江盆地中石炭统本溪组底部发育一套铁质鲕粒粉砂岩地层,岩性特征明显,区域上厚度稳定。依据岩石薄片和扫描电镜的观察,铁质鲕粒直径一般0.1~1.0 mm,具有边界模糊的圈层结构,圈层数3~5层,内部包裹有细小的石英粉砂颗粒。根据能谱分析结果,鲕粒内部含有Fe、Si、Al、O、K、C、Ti等元素,不同部位含量不同。综合分析,主要矿物组分有褐铁矿、赤铁矿、石英和黏土矿物。通过微量元素的分析,认为本溪组沉积早期,该地区属于相对温暖、半湿润的气候,为半封闭的还原环境海湾,水体为半咸水。该地层沉积之前,地表长期处于风化剥蚀状态,风化残积的Fe元素比较富集,再次沉降接受沉积后,被径流带入海湾后,在有机碳的参与下,C与Fe_(2)O_(3)结合,形成菱铁矿(FeCO_(3)),菱铁矿围绕水体中悬浮的细小石英颗粒层层凝聚,随着颗粒的逐渐增大而沉淀到海底。菱铁矿不稳定,在成岩过程中分解成Fe_(3)O_(4),并进一步发生氧化作用,最终转化为褐铁矿[FeO(OH)·H_(2)O]。在后期异常干旱炎热的条件下,菱铁矿也极易氧化成赤铁矿,因此就出现了铁质鲕粒中褐铁矿和赤铁矿共存的局面。

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。

基于GemPy的柳江盆地隐式三维地质建模

秦皇岛柳江盆地已有的三维地质建模研究较宽泛,模型精度较低。前人普遍采用显式建模方法对整个柳江盆地区域进行建模,受限于建模方法与研究区域,建模结果较为简单,断层等地质构造未完整呈现,精度较低且无法进行更新优化。选取柳江盆地的潮水峪区域,利用GemPy开源Python库进行隐式地质建模。以遥感影像和区域地质资料为数据源,通过多源数据处理生成地质体界限点与虚拟钻孔,从而初步建立模型,并结合地质认知对地层界限与断层进行修正,最终构建出更符合实际的、可交互的三维地质模型,较好地还原了地层分布产状、断层关系与侵入岩体,加深了对潮水峪地区的地质认知。

运江古镇洪水预警预报技术研究

运江古镇位于广西象州县,是柳江上的一座水上孤岛。开展运江古镇的洪水预警预报,为古镇景区旅游项目开展、水上交通、人口安全转移等决策提供技术服务,有效提升古镇涉水安全突发事件响应的及时性及决策的科学性。采用多元回归法、中国洪水预报系统等方法创建运江水文站洪水预报方案,在实际洪水预警预报应用中,预报成果较理想,预警预报及时准确,为有效保障岛上人民群众的生命财产安全决策提供技术支撑。

柳江干流健康评价体系构建及应用探讨

以广西柳江为研究对象,根据《河湖健康评价指南(试行)》,结合柳江干流水系、水资源开发利用、岸线保护和利用、河流管护等特点,从“盆”、“水”、生物、社会服务功能4个方面,探索构建柳江干流包含18个评价指标的健康评价指标体系。并通过对柳江干流进行健康评价,查找问题,剖析“病因”,研究提出对策,为柳江干流管理与保护提供参考,为推动柳江干流建设成为美丽幸福河提供支撑。

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。

燕山东部柳江地区构造属性新解与郯庐断裂系活动

传统意义上的柳江盆地位于燕山东段,完整地出露了从前寒武纪到中生界的华北地台盖层沉积地层,地层序列总体上呈中间新,两侧老的特点。前人认为柳江盆地为一轴向N10°E的不对称向斜。新的野外调查显示,柳江地区西侧陡立的产状是断裂作用形成的构造面理产状,为北北东向断裂构造的一部分,可以清楚识别的原始层面产状实际上与东部地层相似,为250°西倾25°～30°倾角。因此,将柳江地区东侧的原始层面产状与西侧的构造面理产状分别对应同一向斜两翼的传统观点是不恰当的。所谓柳江盆地实际上为单斜构造,是地壳断块在北北东向断裂的作用下西侧上升东侧下降的掀斜作用结果,过去对这一地区关于盆地和向斜构造属性的界定应该予以纠正。柳江地区在古生代和中生代时期是华北盆地的一部分,在新生代以来又同时接受剥蚀,一直不曾是独立的盆地单元。由于柳江断陷的沉降与西侧响山隆起相耦合,在两者边界起调节作用的北北东向断裂系具有左旋走滑兼具垂直运动分量的运动性质,是郯庐断裂系的组成部分,北北东向断裂系活动的时限与响山隆起的时限相对应,根据裂变径迹年龄分析结果,活动时代为白垩世末—古新世。

柳江人身体大小和形状——体重、身体比例及相对脑量的分析

发现于广西柳江的更新世晚期人类化石除1具完整的头骨外,还包含有右侧髋骨、骶骨、两段股骨及若干件椎骨。根据各方面的特征分析,初步认定这些化石属于同一个体。这一有利条件为我们比较准确地获取与该个体身体大小和形状有关的指标数据提供了可能。本文通过对柳江人头骨及复原骨盆的测量,计算了柳江人的身高、体重、身体比例、相对脑量等。在此基础上分析了柳江人的身体大小和形状。本研究发现:柳江人化石所代表的个体具有适应温暖气候环境的纤细型身体比例,代表相对脑量的EQ指数5.602大于金牛山、山顶洞等中国更新世中、晚期化石人类,而与包括港川人在内的更新世末期及现代人类的EQ指数接近。柳江人体重52.0kg小于金牛山、山顶洞、尼安德特人等生活在高纬度地区的化石人类,而与港川、非洲的KNM-ER3883、KNM-ER3733等生活在温暖环境的古人类接近。作者认为这些发现除说明柳江人生活的气候环境外,还提示柳江人身体大小、比例及相对脑量与更新世末期及现代人类接近。

柳江鱼类群落结构及多样性研究

为了解柳江鱼类群落结构、多样性及其与环境因子的关系,2018年7月和12月在柳江9个江段(榕江、从江、融安、柳城、象州、永福、鹿寨、河池和宜州)开展鱼类和环境调查。共采集鱼类36474尾,隶属于5目20科80属115种;其中,鲤科鱼类最多(68种),占59.13%。Shannon-Wiener多样性指数、Simpson指数、Pielou均匀度指数和Margalef丰富度指数的变化范围分别为2.13—3.12、0.81—0.93、0.58—0.80和4.65—7.18。鱼类优势种以银Squalidus argentatus、大眼华鳊Sinibrama macrops、胡Microphysogobio chenhsienensis、银鲴Xenocypris macrolepis和南方拟䱗Pseudohemiculter dispar等小型鱼类为主。丰度/生物量比较曲线表明,宜州、榕江、鹿寨、柳城、象州和融安江段鱼类群落受到中度或严重干扰,河池、从江和永福鱼类群落结构相对稳定。采用非度量多维标度排序(NMDS)方法对鱼类群落的时空分布特征进行分析,将鱼类划分为3个类群:柳江上游的从江-榕江类群,洛清江支流的永福-鹿寨类群,柳江中下游及龙江支流的融安-柳城-象州-河池宜州类群。采用典范对应分析(CCA)分析鱼类群落与环境因子的关系,发现河宽、海拔和pH是柳江鱼类群落结构差异的主要影响因子。与历史资料相比,柳江鱼类群落结构发生显著变化,经济鱼类占比减少,鱼类个体呈现小型化和低龄化。建议从以下几个方面加强柳江鱼类多样性保护:加强执法力度,严厉打击偷捕、电捕等非法行为;对主要经济鱼类开展增殖放流;恢复河流的连通性;对流域珍稀特有鱼类进行监测、救护和繁育。

国家地质公园教学资源的开发利用——以秦皇岛柳江国家地质公园为例

由自然保护区和景观区组成的秦皇岛柳江国家地质公园含有丰富的教学资源,在中国国家地质公园中具有代表性.其教学资源适用于地学、环境科学与工程、森林资源与林业工程、水利、水产、海洋科学等多个二级类学科实践教学.随着高校对校外实习基地的需求,地质公园内教学资源的充分开发利用与实践教学基地的建立具有必要性,其资源分布、交通条件和后勤保障体系的建立使教学资源利用具有可行性.

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。

柳江化石智人的身高

作者将柳江人的右侧股骨残段作了复原。根据华南人由肢骨测量身高的公式,如果柳江人股骨属男性,其身高为156.69±3.74厘米,比现代当地居民的平均身高偏矮。

柳江现代智人化石地点的地层及年代

产现代智人化石的“柳江人洞”遗址现存 8m多厚堆积层可分为 4个单元 ,即上部钙板 -粘土层 ;中上部切入下伏地层的楔状角砾堆积体 ;中部钙质胶结的含化石和角砾粉砂质粘土层 ;下部河流相砂层。覆盖楔状角砾堆积和含角砾粉砂质粘土层的第 2钙板层年代大约为 70kaB .P .。中部地层的上部有两个被楔状角砾堆积切断的钙板残层 ,年代分别约为 15 0kaB .P .和 2 2 0kaB .P .,表明在大约 15 0kaB .P .之后该地点曾发生冲刷 -再沉积事件。据前人报告 ,“柳江人”化石出土于楔状角砾堆积 ,其年代大约为 15 0～ 70kaB .P .。另外 ,不能排除人类化石埋藏于中部地层的可能性 ,如是 ,其年代应早于 15 0kaB .P .。无论上述两种可能性何者成立 ,“柳江人”化石的年代都不会晚于约 70kaB .P .。这大大早于以前的估计 ,并使“柳江人“成为迄今已知东亚南部最早的具有现代人解剖特征的化石智人。与“柳江人”化石共生的哺乳动物群原先归属晚更新世 ,现应调整为晚更新世早期至中更新世晚期。