元素的地球化学性质与关键金属成矿:前言

正本专辑重点从元素地球化学性质入手,结合地质过程和区域地质及一些具体矿床实例的研究,探讨关键金属的成矿规律。包括22篇文章,内容涵盖钨、锡、铌、钽、钛、锑、铀、铼、硼、钼、铜等多种关键金属的成矿规律。矿床是元素异常富集的地质体,因此,元素在不同地质     

板块俯冲起始与大陆地壳演化

组成大陆地壳的物质主要来自两个地质过程:地幔柱活动和板块俯冲。目前大多数研究认为板块俯冲起始于30多亿年前。在板块俯冲起始之前,基性的初始地壳物质受热重熔是大陆地壳生长的主要方式,其中,地幔柱活动是关键。地幔柱不仅向地壳输送玄武质岩浆,同时导致已有玄武质岩石和沉积岩通过部分熔融向中酸性岩石转化。当原始岩石圈强度足够大时,地幔柱会导致岩石圈倾斜、破裂,产生下滑力,诱发板块俯冲。板块俯冲引发岩浆活动,产生大量的岩浆岩,如岛弧安山岩、弧后盆玄武岩等。这些岩浆岩通过喷发、侵位,再经由块体拼贴、增生等过程加入到大陆地壳,是大陆地壳生长的主要途径。同时,板内岩浆活动乃至地幔柱活动等也与板块俯冲有直接或者间接的联系。俯冲再循环物质促进地幔柱发育,也为大陆地壳的生长提供物源和热能。与此同时,大陆地壳不断风化剥蚀,其中一部分沉积物随俯冲板块再循环到地幔,而板块俯冲过程也通过俯冲剥蚀等过程,将仰冲盘岩石圈物质刮削带入地幔。这些是大陆地壳消减的主要途径。目前大陆地壳增生和消减基本处于动态平衡。     

基于LiDAR波形分解的点云SVM分类方法研究

LiDAR全波形数据可以记录发射激光脉冲与地物作用形成的后向散射信号的全回波信息,是发射激光脉冲沿途遇到的所有目标回波信号的总和,揭示了地物的几何和物理属性,是地物分类的重要依据。然而目前基于全波形分解的地物分类研究较少。本文将LIDAR全波形数据分解成波宽、振幅、回波次数三个独立的属性,并分别将这三个属性与高程进行格网化,生成一幅含有四个图层的图像。然后使用SVM分类器对这幅图像进行分类,成功分出了房屋、地面、高大植被,分类精度96.2482%,kappa 0.9281。     

BP神经网络和SVM在矿山环境评价中的应用分析

矿山环境的影响因素多样,定量评价过程易受人为因素干预。BP神经网络与SVM算法能够自动模拟各因子间的非线性关系。首次将其引入到矿山环境评价中,选取160个单元作为训练样本,以自然地理、基础地质、开发占地及地质环境等4个大类的14个变量指标为输入向量,以单元评价得分为输出向量,分别建立BP神经网络与SVM矿山环境评价模型。结果表明：两种模型均能满足矿山环境评价的精度要求;SVM模型收敛速度较BP神经网络快,MSE小于BP神经网络,更适合矿山环境评价工作;将定量模型应用于研究区,评价得分划分为4个级别,与定性评价结果一致,为矿山环境评价工作提供了新思路。     

中国东北区淡水沼泽湿地N_2O和CH_4排放通量及主导因子

在中国东北三江平原沼泽湿地分布区(47°35′N,133°31′E)内选择相邻的地表积水特征分别为季节性积水(SW)和地表常年无积水(NW)的小叶章(Calamagrostis angustifolia)湿地作为研究对象,于2002～2004年采用静态箱法监测了湿地系统内氧化亚氮(N2O)和甲烷(CH4的排放状况.结果表明,两种温室气体的日变化与季节变化与5cm地温显著相关.生长季期内,NW湿地表现为N2O的源和CH4的汇,而SW湿地为N2O的汇和CH4的源.土壤氧化还原电位(Eh)在200～400mV之间有利于N2O排放,而在-300～?100mV之间有利于CH4排放值得注意的是,分别在Eh值-300～-100mV和300～400mV观测到N2O和CH4的另一排放峰值,说明土壤中必然存在其他影响源决定着7,8月份N2O和CH4排放峰值;进一步研究证明,因融化而致使冻层下累积的N2O和CH4集中释放是生长季N2O和CH4这一排放峰值的主要来源.     

中国东北区淡水沼泽湿地N2O和CH4排放通量及主导因子

在中国东北三江平原沼泽湿地分布区（47°35′N,133°31′E）内选择相邻的地表积水特征分别为季节性积水（SW）和地表常年无积水（NW）的小叶章（Calamagrostis angustifolia）湿地作为研究对象,于2002—2004年采用静态箱法监测了湿地系统内氧化亚氮（N2O）和甲烷（CH4）的排放状况．结果表明,两种温室气体的日变化与季节变化与5cm地温显著相关．生长季期内,NW湿地表现为N2O的源和CH4的汇,而SW湿地为N2O的汇和CH4的源．土壤氧化还原电位（Eh）在200～400mV之间有利于N2O排放,而在－300—100mV之间有利于CH4排放．值得注意的是,分别在Eh值－300—100mV和300～400mV观测到N2O和CH4的另一排放峰值,说明土壤中必然存在其他影响源决定着7,8月份N2O和CH4排放峰值;进一步研究证明,因融化而致使冻层下累积的N2O和cH4集中释放是生长季N2O和CH4这一排放峰值的主要来源．     

石英热释光——沉积盆地热史研究中另一种潜在的古温标

具有良好重现性的石英热释光信号除了用于近地表的考古及地质事件定年以外,还能反映一定地质时间范围内的环境温度变化规律.本文利用砂岩中石英矿物的热释光信号,采用传统热释光分析和等温热释光方法,以东营凹陷中央背斜带钻孔岩芯为例,探讨对沉积盆地热体制信息的指示意义.研究表明：（1）钻孔中不同埋深位置的石英矿物,其自然热释光发光曲线有规律变化,与所对应的环境地层温度以及热释光发光动力学相符,即随着沉积地层埋深增加、埋藏温度上升与埋藏时间加大,其热释光发光曲线整体向高温方向移动,而发光强度明显减小;（2）石英热释光多片增加分析方法以及等温热释光分析方法所获得的表征年龄彼此印证,通过表征年龄的换算,定性或半定量获得描述沉积盆地热演化史的环境古温度变化的一个等效参数——表征温度,该表征温度能够表征沉积盆地一定地层范围内,一段埋藏历史的古温度变化历史.石英热释光信号是沉积盆地热史分析中一种潜在的古温标,对于石英热释光表征年龄与表征温度地质意义的诠释,仍需要更多的研究事例加以佐证.     

华北型煤田排-供-生态环保三位一体优化结合研究

提出了排、供、生态环保三位一体优化结合的新思路 ,较好地解决了结合系统中因排水子系统排水量变化而引起供水子系统供水不稳的难题 .同时 ,三位一体化结合系统不仅考虑了水力技术方面的管理 ,而且也注意了经济、社会、生态、环境和产业结构调整等多方面可持续性发展的约束要求 .这套新思路突破了排 供 生态环保三个不同部门传统的固步自封、各立门户的封闭局面 ,使矿坑排水预测、供水资源管理、生态环境质量评价等工作同步进行 ,避免了大量重复的勘探和专门评价管理工作与资金投入 ,并大大提高了整体评价计算精度 .     

铂族元素流体活动性

铂族元素(简称PGE)通常被认为是不活动性元素,可以用来示踪地幔源区和镁铁-超镁铁质岩浆的演化过程。然而,越来越多的野外地质证据和实验研究表明,PGE具有热液活动性,其活动性在指示岩石和矿床成因、地幔交代作用等方面具有重要意义。本文在回顾实际样品中PGE流体活动性的基础上,重点收集和整理了前人有关PGE流体活动性的实验研究和模型计算。大量地质记录显示岩浆活动常常伴随着热液事件发生,并且铂族元素的富集常与岩浆后期热液叠加作用以及大洋或盆地的热液事件有密切联系。溶解度实验结果表明,PGE在富Cl~-流体中的溶解度最高可达100n×10~(-6),而在富HS~-流体中则低几个数量级,仅有n×10~(-12)级别。高温高压实验及模拟计算显示,PGE通常以络合物形式在流体中进行迁移和富集,涉及的主要无机配位阴离子有Cl~-、HS~-、OH~-以及NH_3。这些PGE络合物或络合阴离子团的稳定性受流体的温度、氧逸度、离子浓度、pH等诸多因素的制约。其中,PGE-Cl络合物种型在PGE的浅部迁移中可能贡献最大,其稳定条件为中低温(300℃)、高盐度、高氧逸度、高Cl~-浓度、酸性的地质流体环境。而在还原、碱性、高S~(2-)浓度、相对中低温的流体条件下,PGE-HS种型则占主导。当流体环境为高温和碱性条件时,PGE-OH络合物种型则较为常见。相对其他几种络合物形式,PGE-NH_3对于PGE迁移的贡献较小,其最佳稳定条件为相对中低温、中碱性、相对低氧逸度的地质环境。最后,本文探讨了前人工作的不足以及未来亟需解决的问题。     

西藏邦铺钼铜多金属矿床含矿斑岩的地球化学:对成岩源区与成矿机制的启示

邦铺矿床是发育于冈底斯成矿带东段的大型斑岩型钼铜矿床。其含矿岩体的岩浆源区及成矿机制依然存在争议。本次研究从含矿岩体全岩主微量元素、锆石U-Pb定年、Hf-O同位素组成等方面做了进一步的探讨。含矿石英二长斑岩年龄为13.9±0.3Ma~14.0±0.2Ma,落在冈底斯带上的其他中新世斑岩型矿床含矿岩体成岩年龄范围内。含矿岩体锆石氧同位素组成比较均一,δ18O值为4.72‰~7.22‰(均值5.99‰);锆石εHf(t)值为-2.3~+5.6。锆石原位Hf-O同位素结果表明岩浆源区具有二端元混合的特点,且主要来自亏损地幔(如MORB)组分。与驱龙斑岩铜钼矿床相比,邦铺钼铜矿床Hf-O同位素更接近陆壳端元,表明在岩浆演化过程中遭受了更多富Mo的陆壳物质的混入,因此导致了驱龙是以铜为主要成矿元素的斑岩铜钼矿床,而邦铺矿床为具有更低Cu/Mo值的斑岩型钼铜矿床。