来源:Geosciences 发布时间:2025/12/8 14:32:49
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精选综述特辑|《Geosciences》综述文章推荐

期刊名:Geosciences

期刊主页:https://www.mdpi.com/journal/geosciences

在地球科学的多尺度研究中,构建系统性的知识框架始终是推动学科进步的核心。为深入洞察复杂而宏大的地学研究脉络,《Geosciences》期刊精选了6篇综述文章,共同组成一份理解地球系统演化的“核心读本”。本系列系统探讨了贯穿阿尔卑斯—希腊造山带的“压缩—伸展”动力学配对如何塑造了当今的构造格局,并追踪了华力西期变质岩块在阿尔卑斯带中的构造残迹及其地质意义。同时,从岩体损伤力学的视角出发,文章重新审视了滑坡运动的动力学机制,并对岩体裂隙直接剪切试验的标准方法进行了批判性评估。在灾害预警与环境演化领域,系列论文还系统评估了电磁与氡气地震前兆的可靠性,并前瞻性地提出了气候变化与地质遗迹相互作用的概念框架,旨在为读者提供一个跨越时空尺度、贯通基础理论与工程实践的认知体系。

(1)地质遗迹与气候变化——综述与概念框架

Geosites and Climate Change—A Review and Conceptual Framework

https://www.mdpi.com/2076-3263/14/6/153

Migoń, P. Geosites and Climate Change—A Review and Conceptual Framework. Geosciences 2024, 14, 153.

摘要:地质遗迹是通往地质历史的窗口,这些历史可能记录于岩石及其理化属性、化石组成以及由已消亡地质营力塑造的地貌形态之中。鉴于沉积作用、生命演化及景观演变的历史进程均在特定程度上受气候条件制约,部分地质遗迹可作为阐释气候变化相关议题的实证载体。本文构建了一套逻辑严密的系统框架,旨在通过气候变化视角重新审视地质遗迹,识别出四大关联维度:(一)记录古气候条件演变证据的地质遗迹;(二)反映所在地古今环境差异的地质遗迹;(三)保存极端天气事件痕迹的地质遗迹;(四)响应当代气候变化而持续演变的动态地质遗迹。在利用地质遗迹提升公众气候变化认知与开展环境教育时,需审慎应对多重阐释挑战。尤其当建立与当代气候变化的关联时,必须保持科学审慎与平衡表述——因绝大多数地质遗迹所记载的环境变迁均无人类活动参与。建议阐释重点应着眼于环境系统的不稳定性本质,而非拘泥于具体变化动因。

(2)阿尔卑斯山脉中瓦里斯坎造山运动的变质残余及其构造意义

Metamorphic Remnants of the Variscan Orogeny across the Alps and Their Tectonic Significance

https://www.mdpi.com/2076-3263/13/10/300

Roda, M.; Spalla, M.I.; Filippi, M.; Lardeaux, J.-M.; Rebay, G.; Regorda, A.; Zanoni, D.; Zucali, M.; Gosso, G. Metamorphic Remnants of the Variscan Orogeny across the Alps and Their Tectonic Significance. Geosciences 2023, 13, 300.

摘要:在整个阿尔卑斯造山带中,广泛识别出保存前阿尔卑斯期变质印记的岩石圈碎片。这些保存于大陆岩石、大洋岩石及地幔岩中的华力西期变质矿物组合,揭示了阿尔卑斯地区存在非均一的变质演化过程。本文系统收集了记录华力西期构造-变质演化(时间跨度420-290 Ma)的岩石样本,整合其定量变质条件与年代学数据。依据年龄分布与变质特征,阿尔卑斯地区华力西期演化可划分为三个主要阶段:泥盆纪(华力西早期)、晚泥盆世-晚石炭世(华力西中期)以及晚石炭世-早二叠世(华力西晚期)。泥盆纪时期,赫尔维蒂-多菲内-普罗旺斯、彭尼内及东澳斯特阿尔卑斯地区主要记录榴辉岩相与高压麻粒岩相变质条件,而南阿尔卑斯地区则发育绿帘角闪岩相条件,整体符合弗朗西斯型变质场梯度特征。至晚泥盆世-晚石炭世,赫尔维蒂-多菲内-普罗旺斯与中澳斯特阿尔卑斯地区仍以弗朗西斯型梯度下的榴辉岩相-高压麻粒岩相变质为主,彭尼内与南阿尔卑斯地区则转变为巴罗型梯度控制的角闪岩相变质。在石炭纪-二叠纪转换期,整个阿尔卑斯各构造单元普遍发育角闪岩相-低压麻粒岩相变质作用,其平均变质场梯度介于巴罗型与阿武隈(布尚)型之间。上述变质印记的空间分布特征,指示了阿尔卑斯地区在前阿尔卑斯阶段存在大洋与大陆地壳俯冲于大陆上覆板块之下的深埋过程,该过程可能发生于大陆碰撞前的单次或多次大洋俯冲背景。基于现有数据的自洽性分析及与数值模拟结果的对比,本文对两种构造场景进行了系统性讨论与修正。最终研究表明,从泥盆纪至三叠纪地温梯度的分布规律,完整吻合了从大洋俯冲起始、经大陆碰撞对接、至大陆伸展薄化并最终诱发侏罗纪大洋化作用的完整事件序列。

(3)电磁与氡地震前兆

Electromagnetic and Radon Earthquake Precursors

https://www.mdpi.com/2076-3263/14/10/271

Nikolopoulos, D.; Cantzos, D.; Alam, A.; Dimopoulos, S.; Petraki, E. Electromagnetic and Radon Earthquake Precursors. Geosciences 2024, 14, 271.

摘要:地震预测无疑是地球科学领域中最具挑战性的任务之一,这主要源于地震物理过程的高度复杂性。过去四十年来,学界在寻找可靠、一致且准确的地震前兆方面开展了大量探索。本文对地震前兆研究进行了系统性综述,并将其归纳为两大类别:电磁前兆与氡气前兆。在第一类别中,研究涵盖了基于宽频电磁辐射(频率范围从数赫兹至数兆赫兹)的观测方法;广义而言,通过星载传感器获取的光学与雷达影像数据所识别的前兆现象同样被纳入电磁前兆范畴。第二类别则聚焦于以氡气浓度测量为基础的前兆监测——包括土壤与空气中游离氡气、乃至地下水中溶解氡气的浓度变化。论文同时阐述了用于分析电磁辐射与氡浓度数据的成熟数学方法,其中重点介绍了分形理论的应用。最后,本文还深入探讨了旨在解释上述地震前兆形成机理的地震孕育与传播物理模型。

(4)希腊山脉从三叠纪至今的地质演化史——构造压缩与伸展:造山结构配置的动态双重作用

The Alpine Geological History of the Hellenides from the Triassic to the Present—Compression vs. Extension, a Dynamic Pair for Orogen Structural Configuration: A Synthesis

https://www.mdpi.com/2076-3263/14/1/10

Kilias, A. The Alpine Geological History of the Hellenides from the Triassic to the Present—Compression vs. Extension, a Dynamic Pair for Orogen Structural Configuration: A Synthesis. Geosciences 2024, 14, 10.

摘要:本文旨在系统阐述希腊造山带的主要地质构造与变形结构,以深化对阿尔卑斯造山运动期间该区域大地构造演化的解读。研究综合了笔者及合作者对希腊褶皱带变形历史的最新研究成果,并融入了学界关于该区域阿尔卑斯期构造重建的新近认识。该地区的构造演化始于二叠纪-三叠纪时期盘古超大陆的解体与新特提斯洋盆的诞生。伴随大陆裂谷初期阶段的是双峰式岩浆活动与A型花岗岩侵入,随后在三叠纪-侏罗纪期间在形成的两大陆缘(新特提斯洋西部的阿普利亚陆缘——包含佩拉戈尼亚地块,与东部欧洲陆缘——包含塞尔博-马其顿与罗多彼地块)发育了多期浅海-深水沉积序列。记录显示,自早-中侏罗世至今的变形与变质作用可划分为六个主要阶段:始于新特提斯洋内俯冲与硅镁质岛弧岩浆活动,以及俯冲带上方大洋岩石圈的形成。随后历时演化中,与俯冲过程相关的压缩作用、推覆叠置、钙碱性岩浆活动及高压变质事件,和与深部地壳构造窗或变质核杂岩折返相关的伸展作用、造山垮塌、中-高温变质作用、埃达克质与钙碱性岩浆活动及部分混合岩化作用交替出现。在第三纪阿尔卑斯造山阶段,希腊褶皱带呈现出动力学对偶结构(压缩 vs 伸展)向南至西南方向迁移的规律。研究提出,希腊所有蛇绿岩带均源自新特提斯洋的梅利亚塔-马利亚克/阿克西奥斯-瓦尔达尔海盆,其部分岩片在晚侏罗世期间分别向西-西南和东-东北方向逆冲至阿普利亚陆缘与欧洲陆缘。蛇绿岩就位上限为中-晚侏罗世(卡洛夫期-牛津期),其直接证据是启莫里支期-提塘期碳酸盐岩沉积序列不整合覆盖于逆冲蛇绿岩推覆体之上。罗多彼单元的潘盖翁构造体被视为阿普利亚板块(外希腊带)边缘带的延续,其在古新世-始新世期间随着佩拉戈尼亚西部潘多斯-基克拉迪洋盆的俯冲闭合,俯冲于统一的锡迪罗内罗-凯尔迪利亚单元与佩拉戈尼亚推覆体之下。这一事件早于晚白垩世阿克西奥斯/瓦尔达尔洋残片向欧洲陆缘之下的俯冲,以及古新世-始新世该洋盆最终闭合——后者伴随欧洲源区的韦尔蒂斯科斯-基米推覆体向锡迪罗内罗-凯尔迪利亚单元之上的逆冲,并最终导致欧洲陆缘与佩拉戈尼亚地体的碰撞。随后在渐新世-中新世同造山期伸展阶段(与造山带外部区域的挤压和新俯冲过程同期),奥林匹斯-奥萨构造窗与基克拉迪地块连同潘盖翁单元作为变质核杂岩共同折返至地表。

(5)关于未填充岩石裂隙直接剪切试验现状的批判性回顾:聚焦多阶段与边界条件

A Critical Review of Current States of Practice in Direct Shear Testing of Unfilled Rock Fractures Focused on Multi-Stage and Boundary Conditions

https://www.mdpi.com/2076-3263/13/6/172

MacDonald, N.R.; Packulak, T.R.M.; Day, J.J. A Critical Review of Current States of Practice in Direct Shear Testing of Unfilled Rock Fractures Focused on Multi-Stage and Boundary Conditions. Geosciences 2023, 13, 172.

摘要:直接剪切试验是岩土工程中用于测定岩石结构面强度与变形特性的常规室内测试方法,可获取法向/剪切刚度、峰值/残余剪切强度及剪胀性等关键参数。这些参数构成不连续地质力学数值模型的核心输入数据,常用于离散化模拟结构面行为,其剪切强度通常通过莫尔-库伦、巴顿-班迪斯或帕顿本构模型进行表征。本文针对当前工程实践中采用的不同边界条件与试验流程展开批判性评述,系统梳理了既有研究成果,阐明了其对岩石工程设计参数解读的影响,并提出了剪切强度参数的标准化术语体系。基于全面评估,研究提出:在干燥工况的离散数值模拟设计中宜采用恒定法向应力边界条件,而涉及流体渗透性问题时则应考虑恒定法向刚度边界。研究明确指出多级剪切试验除第一级外不适用于获取峰值剪切强度,因为连续剪切过程会导致结构面粗糙度持续损伤。但针对预算受限或试样稀缺的特殊情况,本文提出了通过位移控制技术优化多级试验强度测试结果的改进方案。

(6)岩体破坏在滑坡运动学中的重要性

The Importance of Rock Mass Damage in the Kinematics of Landslides

https://www.mdpi.com/2076-3263/13/2/52

Donati, D.; Stead, D.; Borgatti, L. The Importance of Rock Mass Damage in the Kinematics of Landslides. Geosciences 2023, 13, 52.

摘要:岩质边坡的稳定性与运动学特征普遍被视为岩性、结构和环境因素的函数,而边坡损伤现象则常被忽视,仅被视作边坡变形的副产品。本文深入剖析并论证了边坡损伤的潜在控制作用、其时效演化特性以及对岩质边坡稳定性与运动学行为的关键影响。通过对多个大型滑坡与不稳定边坡的案例研究,结合文献系统综述,本研究发现边坡损伤在控制边坡短期及长期稳定性方面具有重要作用:季节性及持续性的地质营力作用会引发岩体扩容和岩石破裂等损伤特征的累积,从而导致边坡发生永久性变形。岩体质量、岩性组成及工程尺度共同控制了边坡损伤的特征表现、复杂程度及最终破坏机制。研究团队提出,在边坡稳定性分析中必须系统考虑边坡损伤在运动学过程中的控制作用,并建议采用集成了地质表征、实时监测与数值模拟的综合研究方法,以深化对边坡损伤机制、演化规律及主控因素的科学认知。最后,本文强调目前领域内尚缺乏边坡损伤定量评估与分类的标准化指南或框架,该领域的突破需要融合岩石力学、地貌学、工程地质学、遥感技术与地球物理学等多学科方法体系。

特刊推荐:

沉积盆地的构造起源:地质时间中的起源与演化

The Tectonic Origins of Sedimentary Basins: Provenance and Evolution Across Geological Time

https://www.mdpi.com/journal/geosciences/special_issues/03410B7MUH

客座编辑:Anna Chiara Tangari, Daniele Cirillo, Emilia Le Pera, Lucia Marinangeli and Francesco Brozzetti

投稿截止日期: 31 December 2025

编委系列特刊:地质遗产专辑

Editorial Board Members Collection Series: Trends and Prospects in Geoheritage, Geoparks, and Geotourism

https://www.mdpi.com/journal/geosciences/special_issues/1GS9YHT8BU

客座编辑:Karoly Nemeth, Marilena Cozzolino and António Vieira

投稿截止日期: 31 December 2025

期刊简介:

Geosciences(ISSN 2076-3263)是一个国际同行评审的开放获取期刊,其发表研究论文、技术说明和评论文章等,并讨论关于所有跨学科方面的地球和行星科学。这包括固体地球、大气、水圈和生物圈保护区,以及相关问题的行星和空间科学(https://www.mdpi.com/journal/geosciences)。

本期刊的范围涵盖地质构造及其演化、晶体学与矿物学、能源与矿产资源的科学研究及勘探开发、内生和外生岩石学与地球化学、陨石学及行星地质学、地球动力学、地理信息技术在地球科学中的应用、水文学与水文地质学、地层学与沉积学、自然灾害及风险评估、工程地质、地质过程对气候变化的指示作用、古生物学、地质伦理及可持续资源利用、地质遗产与地质旅游及地质公园保护、医学和法医学地质学、地质标本收藏与博物馆研究、地球科学教育与能力建设、地球科学领域的国际合作,以及面向未来地球系统研究的交叉学科探索,旨在为地球科学及其相关领域提供多学科交叉的交流与创新平台。

投稿优势:

更快发表速度

期刊国内编委:

期刊动态:

Geosciences期刊在2025年6月设立了首届青年编委会,共招募了50名优秀青年学者加盟,共同助力期刊发展:

https://www.mdpi.com/about/announcements/12393

期刊2025年10月在中国成都CGU大会参展,与来自南京大学、中国科学院地质与地球物理研究所、中国科学院南京地质古生物研究所等机构的学者建立了深度联系,为期刊的后续合作与发展奠定基础:

https://www.mdpi.com/about/announcements/13152

期刊2025年12月在美国AGU大会参展,欢迎关注:

https://www.mdpi.com/about/announcements/13560

期刊2026年1月25-30日在新西兰国际沉积学大会参展,欢迎关注:

 
 
 
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