新疆库鲁克塔格青白口系北塞纳尔塔格组流纹岩的成因及其地质意义

运用LA-ICP-MS锆石U-Pb测年获得库鲁塔格西山口地区北塞纳尔塔格组蚀变流纹岩的形成时代为841.0±1.4Ma（MSWD=0.42）, 蚀变流纹岩的发现指示塔里木北缘新元古代中期除发育大量的侵入岩外还存在火山活动。地球化学特征分析表明, 岩石富集Rb、 Ba、 K等大离子亲石元素和轻稀土元素, 明显亏损Nb、 Ta、 P、 Ti等高场强元素。此外岩石富集Sr、 强烈亏损Y和Yb, 高的Sr/Y（>40）和（La/Yb）_N（>40）比值的特征与埃达克岩类似。蚀变流纹岩Hf同位素值ε_Hf（t）=-29～-9, Hf的二阶段模式年龄T_DM²=3.43～2.24Ga, 结合岩石较低的Mg^#、 Eu正异常以及强烈亏损重稀土元素的特征表明,其可能源于加厚古老基性下地壳的部分熔融。此外蚀变流纹岩低的锆石饱和温度T_Zr=761℃～768℃,表明源区发生部分熔融时存在外来流体的加入。结合已有区域地质资料, 初步认为蚀变流纹岩形成与塔里木北缘新元古代早、 中期洋—陆俯冲碰撞作用有关。     

冻融与静荷载双重作用下土体中水分场变化规律模型试验研究

在季节冻土区,反复冻融作用能够导致土体中水分迁移和重分布;对土体施加静荷载时,土体内部应力场发生变化,水分场也发生变化。通过对EC-5土壤水分传感器进行标定发现,相同密度条件下,含水量低于26.2%时,测试结果误差较小,高于26.2%时,则误差较大;不同密度时,密度越大,所测得的电压值越大。通过模型试验,研究冻融循环作用和冻融与静荷载双重作用下土体中水分场的变化规律,试验结果表明:两种情况下,土体内部水分含量都随冻融循环次数的增加而逐渐增大;无荷载时,在距表层0~20 cm范围内有含水量较高区域;施加静荷载时,在荷载下方和距离荷载最远的土体表层有三个水分集中区域,而在荷载两侧则有两个低含水量区域。     

渗透压–应力耦合作用下页岩渗透性试验

为了探究渗透压-应力耦合作用下页岩的渗透性,选用岩石伺服三轴试验系统,在不同渗透压差和围压条件下对页岩进行全应力、应变渗透性试验。分析页岩不同变形阶段与渗透率的关系,探讨页岩破坏过程中形成的局部压缩带与渗透性的关联性。试验结果表明:相同渗透压差、不同围压下,初始渗透率随着围压增大而呈不同程度的减小,峰值强度随着围压增加而增大;相同围压、不同渗透压差下,试样渗透率随着渗透压差增加而呈不同程度的增大,但是峰值强度有一定程度的降低;试验结果表明,页岩出现了局部压缩带的现象,压缩带的出现对渗透率增加有着抑制的作用,它的出现并不是页岩脆-延转换临界点出现的特征,而是孔裂隙萌生、扩展并开始软化的标志性特征;页岩试样在高围压条件下出现硬化现象,在低围压条件下的页岩试样内部孔裂隙渗流网络的形成早于高围压下硬化的页岩试样,破坏模式以高角度剪切破坏为主。研究页岩不同应力环境下的渗透性,对揭示页岩气开发过程中页岩的渗流机制具有实际意义。     

西秦岭温泉—中川一带金属矿床的成矿规律及找矿预测

西秦岭温泉—中川一带实施的1:5万矿产地质调查项目,共圈定1:5万局部高磁异常33处,1:5万地球化学综合异常11处,发现矿点2处,矿化点5处,矿种有金、钼、铁、铜、铷等。通过分析研究区成矿地质条件、1:5万地球物理和地球化学综合异常特征、矿(化)点特征及分布规律等,阐明了该区成矿时空分布规律和矿产共生组合规律,划分成矿远景区9处,提交找矿靶区6处。对其中2处找矿靶区进行槽探验证的结果为: 关子镇幅玉杨观找矿靶区圈定了4条含铷矿化伟晶岩脉和多处铁矿化破碎蚀变带,具有形成伟晶岩型铷矿的潜力; 礼县幅李坝金矿床南侧百叶沟—河西沟找矿靶区圈定了14条蚀变破碎带,在矿化蚀变带内圈定了11条金矿(化)体,具有形成构造蚀变岩(微细粒浸染状)型金矿床的潜力。     

大数据环境下内蒙古浩布高地区铅锌多金属矿智能矿产预测研究

传统机器学习算法已广泛应用于矿产预测,但面对地质大数据的高维稀疏、不平衡小样本等特性仍缺乏有效处理和分析的方法,设计适合地质大数据特点的机器学习算法是智能矿产预测亟需解决的新问题。本文以内蒙古浩布高地区的铅锌多金属矿产预测为例,提出了一种面向地质大数据的半监督协同训练矿产预测模型。首先对研究区地质找矿信息和地球化学异常信息进行定量分析,提取断裂构造、二叠系地层、燕山期侵入岩、地层与岩体接触带、围岩蚀变及Pb、Zn、Sn、Cu地球化学异常共9种找矿因子。然后利用递归特征消除法优选找矿因子组合,不包括Sn异常在内的8个找矿因子组合被选为最优组合。最后,利用支持向量机和随机森林算法作为基分类器进行半监督协同训练矿产预测,绘制成矿概率分布图。ROC曲线和预测度曲线分析结果表明,半监督协同训练模型的AUC值和预测效率都高于随机森林和支持向量机模型。研究结果也为大数据环境下的智能矿产预测提供了一种新的思路。     

蚀变矿物填图技术在斑岩型铜矿找矿勘查中的应用—以滇西北香格里拉松诺矿床为例

松诺铜矿区位于香格里拉格咱斑岩铜矿带红山-普朗铜多金属成矿亚带中段,矿区剥蚀程度较低,具有寻找斑岩型铜矿的潜力。本次蚀变矿物填图工作采用近红外光谱矿物分析技术,识别出绿泥石、绿帘石、高岭石、云母类、蒙脱石类及伊利石等6类主要蚀变矿物,蚀变类型为青磐岩化、绢英岩化;结合物探、化探异常分布,圈定3处找矿靶区,经对KHT2、KHT3钻孔验证,深部均圈定多层铜矿化体。结果表明,近红外光谱矿物分析技术在斑岩型铜多金属矿床勘查评价中可以较好地划分热液矿化蚀变带,进一步明确斑岩型矿化-蚀变中心,为探矿工程部署提供依据。     

内蒙古鄂尔多斯高原古冰缘遗迹科学考察研究进展

冰缘遗迹（特别是冷生楔形构造及融冻褶皱）是重建古气候及第四纪晚期多年冻土环境的重要证据。内蒙古鄂尔多斯高原是我国北方地区冰缘现象最为发育的地区之一。为准确了解鄂尔多斯高原冰缘遗迹类型及其分布特征、区域冻土演化历史等,中国科学院西北生态环境资源研究院和荷兰自由大学共同组成科研小组,于2018年5—6月组织了“鄂尔多斯高原冰缘遗迹科学考察”。考察区域涉及靖边—城川—乌审旗—鄂尔多斯东胜区一带约12 000 km²的范围。考察内容主要包括鄂尔多斯高原冰缘遗迹类型及特征、分布区域、各类型冰缘遗迹所指示的气候条件的初步推断等。结果表明：冻融褶皱和冷生楔体构造是鄂尔多斯高原主要存在的两大类冰缘遗迹。基于本次考察中关于冰缘遗迹的分布与特征等新发现,并综合前人研究成果,初步推断：在气温极低、多年冻土非常发育的时段,有利于形成各类冷生楔状构造,如冰楔假形和大型原生砂楔等;在气候转暖、多年冻土退化,但还没有全部融化完阶段,可能形成融冻褶皱;区域性大面积分布和成群出现的融冻褶皱一般反映较暖气候环境下,多年冻土层上部已退化到一定程度。基于光释光（OSL）年代测试结果,结合冰缘遗迹的特征及其所指示的古气候环境,初步重建了鄂尔多斯5万年以来的冻土环境变化序列。区内多年冻土在多年冻土最大期（LPM,25~19 ka BP）时最发育,以大面积连续多年冻土为主;之后,随气温转暖,总趋势呈退化状态,多年冻土分布逐渐变为片状→岛状→零星斑状,直至现今全部融完变为深季节冻土区。     

多年冻土工程地质制图的阶梯发展

多年冻土工程地质制图是区域和历史冻土学研究的基础内容之一。多年冻土工程地质制图是根据需要和制图原则,在特定时空尺度分析多年冻土特征,以及各种自然、工程、环境要素共同影响下的多年冻土属性的量化描述。多年冻土工程地质制图所解决的科学问题从多年冻土的分布、规律和格局、冻土功能,认识不断提高。制图的内容从研究多年冻土的基本要素,特征要素,到功能要素,制图的实用性不断增强。制图方法从基本地理和工程地质方法逐步发展到系统论方法。总之,多年冻土工程地质制图表现出时间尺度上阶段性和空间坐标上的台阶性,在认识的深度和广度上均不断深化。为多年冻土区基础科学研究、工程建设、寒区资源环境等方面的工作提供基础数据和技术支持。     

高寒冻土区生物结皮对土壤理化属性的影响

生物结皮是高寒地区地被层的重要组分之一。其作为地表特殊的结构层,能够改变地表结构及土壤理化属性,从而影响冻土环境。迄今为止,关于青藏高原高寒生态系统中生物结皮对土壤理化属性的影响尚不清楚。以青藏高原高寒冻土区生物结皮为研究对象,初步研究了生物结皮的特征及其对土壤理化属性的影响。结果表明：生物结皮在高寒草甸退化过程中广泛发育,主要以藻结皮为主,其盖度可达37.3%~51.7%,结皮层平均厚度为12.6 mm。由于生物结皮的发育,高寒地区5~20 cm土层粉粒含量有所增加,但差异不显著,而结皮层土壤田间持水量相比于裸地表层（2 cm）增加了10%~40%,结皮层容重较裸地降低了30%;两种类型藻结皮均显著增加了结皮层及其下0~20 cm土层土壤有机质,而深色藻结皮增加了结皮层及其下0~20 cm土层土壤全氮含量,浅色藻结皮仅增加了结皮层土壤全氮含量,对其下0~20 cm土层土壤全氮含量没有显著影响;生物结皮对土壤pH没有显著影响;生物结皮是高寒生态系统植被退化过程中的关键环节。研究结果为揭示生物结皮在高寒生态系统中发挥重要生态功能提供依据。     

河套灌区西部浅层地下水咸化机制

浅层地下水水位埋深浅、含盐量高,是导致河套灌区土壤次生盐渍化的重要原因.以河套灌区西部地区为研究区,通过对浅层地下水的水化学和氢氧同位素特征分析以及水文地球化学模拟,探讨了灌区浅层地下水的补给来源和主控水-岩作用过程,并定量估算了蒸发作用对浅层地下水含盐量的影响.研究区内浅层地下水为弱碱性咸水,pH为7.23~8.45,总溶解性固体（total dissolved solids,TDS）变化范围为371~7 599 mg/L;随着地下水咸化程度增大,水化学类型由HCO₃-Na·Mg·Ca型向Cl-Na型过渡.引黄灌溉和大气降水是浅层地下水的主要补给来源,径流过程中浅层地下水受蒸发作用和植物蒸腾作用影响,地下水化学组分主要来源于蒸发盐溶解和硅酸盐风化水解,并受强烈的蒸发作用和离子交换作用影响.水文地球化学模拟和主成分分析结果显示,蒸发作用和岩盐溶解作用对区内浅层地下水咸化贡献最大,石膏和白云石等矿物的溶解、硅酸盐的水解、Na-Ca离子交换以及局部地形起伏对地下水咸化过程也有较大贡献.