伊朗西南部Shahid Mohamadi地区1:25,000高分辨率地质图:资源潜力与灾害风险协同评估

【字体: 时间:2025年06月29日 来源:Heliyon 3.4

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  伊朗Khuzestan省Shahid Mohamadi地区地处扎格罗斯褶皱带,面临滑坡、岩崩和岩溶塌陷等多重地质灾害威胁。研究人员通过系统分析Gachsaran组蒸发岩、Mishan组灰岩及Bakhtiari组砾岩的岩相特征,首次划分Gachsaran组三个亚单元(Mggm/Mgmg/Mgmgl),构建1:25,000地质图,揭示建筑用矿产与灾害敏感区的空间耦合关系,为全球类似构造区资源-灾害协同管理提供范式。

  

在伊朗西南部Khuzestan省的崇山峻岭间,Shahid Mohamadi地区如同地质学的"百慕大三角"——这里既有价值连城的建筑用石膏矿和砂岩资源,又暗藏吞噬农田的岩溶塌陷和随时可能倾泻而下的山体滑坡。这片位于扎格罗斯褶皱带(Zagros Fold-Thrust Belt)核心区的土地,其复杂的地质背景堪称教科书级案例:阿拉伯板块与欧亚板块碰撞形成的叠瓦状逆冲断层,让不同时代的地层像千层蛋糕般堆叠,而富含石膏的Gachsaran组地层遇水即溶的特性,更使得地表如同被隐形巨人啃噬般布满坑洞。如何在这片"危机与财富并存"的土地上实现可持续发展,成为摆在科学家面前的重大课题。

来自葡萄牙地理与空间规划研究中心(CEGOT)的Saeid Pourmorad与Luca Antonio Dimuccio团队在《Heliyon》发表的研究,通过整合卫星遥感、野外填图与实验室分析,首次绘制了该地区1:25,000高精度地质图。研究采用"三步走"策略:前期通过Sentinel和Landsat卫星影像解译确定采样点;野外采集900组岩石(Gachsaran组石膏、Mishan组灰岩)和沉积物(Bakhtiari组砾岩)样本;后期运用X射线衍射(XRD)、X射线荧光(XRF)和电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)进行成分分析,结合ArcGIS Pro构建三维地质模型。

4.1 岩石地层学
研究首次将Gachsaran组划分为三个亚单元:下部单元(Mggm)以厚层石膏为主,发育肠状褶皱和鸡网构造;中部单元(Mgmg)红绿泥岩与砂岩互层,见交错层理;上部单元(Mgmgl)灰色泥岩夹薄层灰岩。Mishan组生物碎屑灰岩中发现的藻类和有孔虫,指示其形成于热带浅海环境。Bakhtiari组砾岩则分为胶结坚实的PlQb1和疏松的PlQb2亚单元,反映冲积扇不同部位的沉积特征。

4.2 构造地质
区域发育Poshteh Darb等4条不对称背斜,轴面倾向西南,伴随Torkalaki逆冲断层。Gachsaran组塑性变形导致其与下伏Asmari组形成不协调褶皱,局部发育正断层构成地垒-地堑构造。这种"刚柔相济"的地层组合,使得应力释放既通过脆性断裂又通过塑性流动实现。

4.3 经济地质
研究区堪称"建材宝库":Gachsaran组石膏纯度达工业级,Aghajari组砂岩抗压强度适合建筑,Bakhtiari组砾岩是理想骨料。现有3处采石场印证资源可开发性,但需警惕过度开采诱发的地质灾害。

4.4 地质灾害
Gachsaran组分布区岩溶塌陷密布,仅Shahid Mohamadi村周边就发现12处直径超5m的塌陷坑。Aghajari组陡坡带发育滑坡群,最大体积达2.5×105 m3。人类活动加剧风险,如垃圾渗滤液加速石膏溶解,非法采石破坏边坡稳定。

5.1 沉积环境
通过Miall分类体系解析沉积相发现:Gachsaran组属潮坪-潟湖环境,石膏结核指示干旱气候;Mishan组颗粒灰岩中的生物扰动构造反映富氧浅海;Aghajari组红层发育雨痕和泥裂,证实其为曲流河沉积。冲积扇粒度分析显示,源自Bakhtiari组的扇体完整保留近源(Gcm相)-中源(Sh相)-远源(Fm相)三分结构,而Gachsaran组扇体因石膏易溶性缺失中源过渡带。

这项研究的意义远超地域限制。其首创的"资源-灾害双评价"模型,为全球褶皱带地区提供可复制的风险评估框架。特别是提出的Gachsaran组亚单元划分方案,解决了蒸发岩区地层对比难题。绘制的地质图精度达1:25,000,可直接用于城镇规划。研究警示:在类似地质区,矿产开发必须与灾害监测同步,如采用InSAR技术监控石膏溶蚀区地表形变。该成果标志着地质填图从单纯资源勘探迈向"人地关系协调"的新范式,对实现联合国可持续发展目标(SDGs)中的"可持续城市和社区"具有示范价值。

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