当代世界的矿产资源

论述了最近５０年来世界矿产资源供求关系的变化和现状,着重讨论了独联体国家、北美地区西欧国家、中欧和东欧国家、日本、澳大利亚和南非共和国、欧佩克国家的矿产资源情况。俄罗斯仍是矿产资源大国,但矿山开采工业每况愈下,许多矿种没有清楚的探明储量。独联体一些国家某些矿种储量大,但没有维持经济正常发展的其它矿种。美国的某些矿种储量大,但其它矿种不足,例如石油、天然气、煤、铝、铜、铅、锌、锡、镍、钴、钨等需求量     

行星矿产及行星资源地质学初论

了解并利用行星矿产资源、可持续永久开发太空成为行星科学与深空探测的一项重要研究任务。而行星矿产资源的开发利用,需要运用行星科学与地质学特别是矿床学的基础理论,利用行星观测、探测及开发技术方法,研究行星矿产资源形成演化规律,查明行星矿产资源的类型、特征、储量和分布规律;进行行星矿产资源的地质调查、岩石-矿石成分、结构与性能、元素赋存状态、开发利用条件评价与预测,为行星矿产资源开发与太空的可持续永久开发建设提供基础理论与关键技术方法。因此,行星矿产资源学是研究行星矿产资源的品种、类型与分布规律、行星矿产资源成因演化与比较行星成矿学、行星矿产资源勘查评价技术与开采利用工程学的交叉学科。笔者从行星资源地质学的视角,从地球与月球的层圈结构、演化历史、岩石组成与表生环境,研判月球可能产出的矿产资源类型。认为与月海玄武岩、月幔(柱)和陨石撞击成因的层状岩体与镁铁-超镁铁质小岩体有关的铬铁矿-铜镍钴硫化物-铂族元素-钒钛磁铁矿-金刚石矿产,KREEP岩以及月幔柱熔融上覆岩石圈所产生碱性岩相伴的铌-钽-铍-铀等稀有-稀土矿产,具有形成条件与产出可能,从而拓展可能的矿产类型、品种,从更宽广的视角研究月球矿产并规划月球基地建设资源供给。火星上由于水(以及可能存在的板块构造)的存在,除岩浆矿床之外,火星可能具备发育与化学风化沉积、次生富集作用以及变质作用有关矿产的形成条件,具有形成金属与非金属资源的禀赋,可与地球矿产相媲美。未来行星资源地质学应加强地质学、行星化学、行星地质学、行星物理学、矿业工程、冶金工程和材料学的交叉融合及理论应用,发展行星地质勘探方法与智能机器人工程技术,发展高/低温、高/低压、高辐照、低/微重力环境条件下样品采集、加工、多尺度测试分析理论与方法,培养行星资源地质资源与开发工程学科人才。     

Geochemical and Mineralogical Characteristics of Pleistocene Lignites and Associated Sediments of Marathousa Coal Field,Central Peloponnese,Greece

The mineralogy and geochemistry data are presented for thirty-seven shales,four concretions,two carbonate sediments and seven lignites from the Marathousa coal field of the Megalopolis Basin in Greece.The argillaceous rocks consist of chlorite,illite,kaolinte,albite,quartz.opal-A,calcite and dolomite;the concretions of aragonite,gypsum and pyrite;and the carbonate rocks of calcite,quartz and illite.The mineral matter in the lignites consists of gypsum,quartz,albite,chlorite,illite,opal-A,dolomite,pyrite,and rarely calcite and kaolinite Athree-factor model explains the total variaition of major and trace elements in the argillaceous sediments.The first factor is an aluminosilicate factor and involves the following elements:Al,Si,Mg,Na,K,Ti,Mn,Nb,Y,Rb,Zn,Cu,Ni,Cr,Nband V,associated with chlorite,albite and illite.The second factor involves the elements Ca,Sr,Ba,Znand Sc and is related to carbonate lithology and mainly the carbonate concretions with gypsum.The third factor involves Fe and Ce with a weak association with Mn.The diagenesis of the Marathousa sediments and lignites was not very advanced as indicated by (a) the total thickness of the sequence (500m),(b) the presence of biogenic silica(opal-A) and (c) the age of the deposit(Pleistocene).FOr these reasons the rpresence of chlorite,illite and kaolinite in the sediments and lignite is due not to diagenetic reactions but to weathering of the flysch and metamorphic rocks at the edges of the Megalopolis Basin and transport of the weathering products(illite,chlorite,kaolinite)into the basin of deposition.The diagenetic minerals of the Marathousa sequence include pyrite,gypsum,dolomite and aragonite.     

喀斯特断陷盆地水资源高效开发利用模式构建

在调查研究典型喀斯特断陷盆地水文地质特征、地表水文过程、“五水”转换及水资源均衡,研发地下水高效开发利用、地表水调蓄、水污染风险评估与水质修复、农田节水灌溉及土壤保墒、水资源优化调控等系列技术的基础上,以可持续发展和系统科学理论为指导,构建了喀斯特断陷盆地水资源高效开发利用模式,包括理论与技术支撑体系和开发利用工程体系两个层次。前者的基本构成及内涵为:水资源高效开发利用工作流程、理论依据及技术支撑,是模式的理论与技术内涵;后者为沿着盆地地表、地下水的形成、运动和转换过程,从上游山区到下游河谷区,逐级分区部署的水资源开发利用工程体系,工程布局做到因地制宜、科学合理,大、中、小、微型并举,集中供水与分散供水兼顾,同时系统推进水质修复、水循环利用、节约用水等措施,实现水资源的高效和可持续开发利用。      

豫北平原咸水水文地质特征及开发利用

豫北平原是河南省重要的能源、冶金和纺织等工业基地,也是粮棉油料作物的主要产区。同时,又是水资源较匮乏的地区。但大量咸水(矿化度>1 0g L)资源得不到开发利用,且广泛分布的咸水已日益突出地成为环境水文地质问题。根据大量实地调查资料和地质成果,文章较详细地论述了豫北平原咸水含水层分布、富水性、补给、径流和排泄、水化学和同位素、利用现状及动态等水文地质特征。为缓解豫北平原水资源供需矛盾的压力,变害为利,根据咸水的分布状况、咸水农业利用和咸水养殖利用的适宜性、咸水改造方法和补源条件等,提出咸水开发利用与改良规划应"以用为主,以用促改"。结合各地实际情况,对不同矿化度的咸水应采取不同的开发利用方式、改良方案和措施。     

现代岩溶学学科体系

作为现代地球科学学科体系重要组成部分的岩溶学一直以来都被认为是地质学、地理学、环境科学、生态学之间的交叉、边缘学科,并未建立起自己独立的学科体系。面对全球岩溶地貌分布广泛、生态环境脆弱及问题复杂多样且同经济社会发展密切相关等情况,文章在简要回顾国内外岩溶学发展历程的基础上,通过对近三十年国内外岩溶研究相关学科发展情况的分析,以地球系统科学、岩溶动力学理论为指导,讨论构建现代岩溶学学科体系这一重要问题。文章围绕岩溶动力系统的四大功能和岩溶区资源环境生态问题的实际,从地质学、地理学、地球化学、生态学、环境学、水文学等与现代岩溶学研究相关的学科出发,尝试构建现代岩溶学学科体系,其主要的学科分支包括岩溶地质学、岩溶地貌学、岩溶水文地质学、岩溶环境学、岩溶工程地质学、岩溶生态学、岩溶资源学、全球变化岩溶学、洞穴学等九个分支学科,并简要阐述了各分支学科的科学内涵和定位。分支学科的构建,体现了国际岩溶科学研究中相关研究方向和学科发展独立性和交叉性的统一,体现了国际岩溶学发展的现状和趋势,对于国际岩溶科学的发展具有较为重要的意义。      

碎屑岩层序地层与成岩作用时空关系研究新进展

成岩作用与层序地层学在沉积地质学内是两个分支学科.文章叙述了碎屑岩层序地层与成岩作用关系,指出层序、准层序界面、海(湖)侵和最大湖泛面附近,及在低位体系域、海(湖)侵体系域、高位体系域等地层层序条件下,成岩作用包括成岩自生矿物的形成组合(如方解石、白云石、菱铁矿、黄铁矿、高岭石、海绿石、磁绿泥石)、假基质形成、机械粘土充填、粒间孔隙演变等均有明显差异.原因主要是由于层序地层控制成岩作用的类型与时空分布:①碎屑组分.包括沉积盆地内外碎屑组分类型与比例;②孔隙水化学条件;③有机质存在与作用;④特定地球化学条件下沉积物存在的时间;⑤古气候条件.层序地层与成岩作用时空关系模式,将层序地层界面、体系域与成岩作用、储层性质的演化有机地结合在一起,扩大了预测砂岩储层能力,使储层预测更具准确性和实用性.     

中国农业地质研究及其成效

论述了中国土壤质量和农作物优质高产与土壤环境中化学元素N、P、K、S、Fe、MR、Cu、ZB、B、Mo、V、Sr、Ti、Mg、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Y、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Ga、Co、Ni、F、Tl、Si、Na、Cr、Pb、Cd、Hg、Se、Ba、Te、Ta及有机质、酸碱度、含水量、含盐量有密切的关系。提出了农业地质研究的目的、内容、方法及管理。     

战略新兴矿产调查工程进展与主要成果

随着我国经济社会发展和产业升级,钾盐、稀有金属、稀土金属、稀散金属、萤石、叶蜡石、脉石英、晶质石墨、硼等矿产在新一代信息技术、新能源汽车及高端装备制造等战略性新兴产业发展中发挥着越来越关键的作用,需求量也逐步攀升。 “战略新兴矿产调查工程”(2019—2021)以查明重要矿种的资源潜力、取得找矿突破、助推形成大型资源基地为目标,以矿调为手段,开展全国重点地区大型资源基地和重要矿集区锂、钾、铍、铌钽、萤石、脉石英等矿种成矿规律和找矿方法的创新研究,同时开展矿产资源的综合利用研究,取得了一批重大找矿成果,丰富了成矿理论,创新了找矿方法。概要介绍了该工程在川东北锂钾找矿、川西稀有稀土金属矿产调查、新疆阿尔金稀有金属矿产调查、江西赣南—福建浦城地区萤石、硼资源、东部地区脉石英、叶蜡石特种非金属矿产找矿等方面取得的新进展; 介绍了川东北、川西、阿尔金等主要成矿带稀有稀土矿产、萤石、脉石英等关键矿种成矿规律、勘查技术方法、绿色调查及综合利用等方面取得的成果,对进一步提高我国钾盐、锂矿、萤石、脉石英等战略性矿产资源保障程度和研究程度,促进新兴产业发展和我国战略性矿产后续调查评价具有重要意义。     

江西修水地区中元古界双桥山群修水组内波内潮汐沉积

详细论述了江西修水地区中元古界双桥山群修水组中的深水牵引流内波内潮汐的沉积特征及形成环境。深水牵引流内波内潮汐沉积具双向递变、单向递变和对偶层递变层序；其岩相可划分为双向交错层理砂岩相，单向交错层理砂岩相，砂岩、板岩薄互层相，波状、脉状、透镜状细砂岩、粉砂岩、板岩相；发育双向和单向交错层理、曲线型和干涉波痕及波状、脉状、透镜状层理；在综合分析的基础上，进一步建立了该区水道型和非水道型内波内潮汐沉积模式。     

Arsenic and metal mobility from Au mine tailings in Rodalquilar (Almería,SE Spain)

In the old mining area of Rodalquilar, mine wastes, soil and sediments were characterized and the results revealed high concentration of Au, Ag, As, Bi, Cu, Fe, Mn, Pb, Se, Sb and Zn in tailings and sediments. The contaminant of greatest environmental concern is As. The mean concentration in the tailings was 679.9, and 345 mg/kg in the sediments of Playazo creek. The groundwater samples from the alluvial aquifer showed high concentration of Al, As, Cd, Fe, Hg, Mn, Ni, Pb, Se, Sb and Zn and very high concentration of chloride and sulfate, which were above the concentration defined in the European standards for drinking water. The presence of As in groundwater may be caused by the oxidation of arsenian pyrite, the possible As desorption from goethite and ferrihydrite and the jarosite dissolution. Groundwater concentrations of Cd, Fe, Mn, and possibly Cu, were associated with low values of Eh, indicating the possible dissolution of oxy-hydroxides of Fe and Mn. The mobility of metals in the column experiments show the release of Al, Fe, Mn, Cr, Cu, Ni, V and Zn in significant concentrations but below the detected values in groundwater. However, As, Cd, Sb, Se Pb and Au, are generally mobilized in concentrations above the detected values in groundwater. The possible mass transfer processes that could explain the presence of the contaminants in the aquifer and the leachates was simulated with the PHREEQC numerical code and revealed the possible dissolution of the following mineral phases: jarosite, natrojarosite, arsenian pyrite, alunite, chlorite, kaolinite and calcite.     

东天山红柳河地区海西期花岗岩的岩石学、地球化学及其构造环境

东天山红柳河地区分布着大量的海西期花岗岩体，从早到晚，依次为河西站岩体、红柳河岩体、河西岩体和天湖岩体，主要岩石类型为花岗闪长岩、二长花岗岩和斜长花岗岩，河西站和红柳河花岗岩的岩相学和地球化学具有S型花岗岩的特征，而河西岩体和天湖岩体显示出I型花岗岩特征，河西花岗岩微量元素含量最低，具Eu弱正异常，类似于adakite岩地球化学特点；其他花岗岩微量元素含量高，具Eu负异常，与洋脊花岗岩相比，该区花岗岩不同程度地富集K2O、Rb、Ba、Th和Ce，亏损Ta、Nb、Zr、Hf、Y、Yb等，河西花岗岩、河西站和红柳河花岗岩、天湖花岗岩分别具有火山弧、同碰撞才碰撞后花岗岩特点，河西花岗岩和其他花岗岩分别起源于先前存在的大洋拉斑玄武岩残片和古老地壳岩石的部分熔融，这些花岗岩均形成于陆内造山环境，与东天山海西晚期地壳-岩石圈的挤压和伸展作用有关。     

冰冻圈及其变化的脆弱性与适应研究体系

冰冻圈及其变化的脆弱性与适应研究是以探索冰冻圈及其变化的脆弱性概念为前提和基础,以冰冻圈变化的自然影响为链接点,以社会经济影响研究为突破,以脆弱性研究为桥梁与纽带,以应对与适应冰冻圈变化影响、风险为目的的冰冻圈科学领域的新兴研究方向。探讨了冰冻圈及其变化的脆弱性概念,并以影响—脆弱性—适应为主线,针对冰冻圈变化的社会经济影响研究、脆弱性研究、适应研究内容及其关键科学问题、脆弱性评估模型、尺度问题进行了较为详细的阐述,初步搭建了中国冰冻圈及其变化的脆弱性与适应研究体系。基于冰冻圈要素的多样性、变化影响的复杂性与显著的区域差异性,从2个梯度勾绘了冰冻圈及其变化的脆弱性与适应研究格局与空间布局。中国冰冻圈及其变化的脆弱性与适应研究除深化冰冻圈变化的影响与脆弱性研究之外,应加强不同利益相关者协同设计、共同参与的冰冻圈变化适应应用研究,并关注冰冻圈灾害风险、渐变风险研究。     

永磁力矩电机在油气钻采井下工具中的应用及发展趋势

永磁力矩电机具有转矩密度高、响应速度快、过载能力强、高效节能等优点,是一种有着巨大发展潜力的动力驱动装置,在工业生产和日常生活等诸多领域具有广泛应用前景。针对目前永磁力矩电机在油气钻采井下智能工具中的应用概况及技术需求,首先简要介绍永磁力矩电机的结构组成及工作原理;其次阐述当前永磁力矩电机在油气钻采井下工具领域的应用情况,包括井下智能滑套、井下封隔器、井下配水器和井下防喷器,系统地介绍了各类井下工具的结构特点和永磁力矩电机的驱动特性,总结出永磁力矩电机作为井下工具的动力源,其结构尺寸主要受井下高温高压的密闭封装环境、油管直径和便于传动等因素的限制,在井下工具驱动中还存在永磁力矩电机的磁功率效率低、耐高温高压能力弱、电源可靠性低等主要瓶颈问题;最后基于这些研究现状和瓶颈问题,探讨今后该类电机在油气钻采井下工具领域的主要研究方向及发展趋势,建议开展增大永磁力矩电机单位长度输出力矩、耐高温设计、电源优化、新型永磁体材料研发等方面的研究,以满足井下工况需求,进一步扩大潜在市场。      

Geochemical reconnaissance survey and environmental assessment for stream sediments of Wadi Um Gier,Southeastern Desert,Egypt

The purposes of this study were to assess the influence of old mining activities on the geochemistry and quality of sediments and to identify the sites of economic elements. Thirty sites of stream sediment were sampled in the study area covered by granitic, metarhyodacitic and meta-andesitic rocks and related tuffs-hosted abandoned Au mine. The suite of chemical elements, Ag, Bi, Cd, Cu, Fe, Ga, Hg, Mn, Nb, Pb, Rb, Sb, Se, Sn, Te, Th, U, Y, Zn and Zr, pH value and total organic carbon were determined, and univariate, bivariate and multivariate statistical methods were applied. The results show that the enrichment factor (EF) is very high in the case of Te and significant also with respect to Ag, Bi, Cu, Sb, Se, Sn and Zn. Likewise, geoaccumulation indices (Igeos) varied from very highly polluted with Sn and Te, strongly to very strongly polluted with Bi and Se, and moderately polluted with Sb. The polluted sites of Ag, Bi, Sb, Se, Sn and Te were outlined using Igeos maps, and economic sites of Ag and Sn were identified by geochemical maps leading to their sources, which are likely to be mining activities and lithogenic processes. The pollutant elements may cause toxicity in stream sediments, or surface or underground water, as well as plants and animals in the area. This investigation provides an environmental baseline for future monitoring of possible human/anthropogenic, industrial and agricultural impacts on the study area and considers an attempt at re-mining Ag and Sn.     

地球化学若干领域的回顾与展望

对地球化学的某些领域，如元素的丰度和起源；地球与太阳系的化学演化；资源的勘察、利用与成因研究；元素的循环与示踪；环境地球化学；天体化学；分析与实验地球化学等在20世纪所取得的进展作了简短回顾。并对地球化学的某些领域，如全球变化研究与生态环境保护、新的洁净能源与矿产资源、防灾减灾和保障人群健康、征服太阳系并使之为人类社会的可持续发展服务等方面的发展前景作了简要论述。     

金星探测研究进展与未来展望

金星探测是解答太阳系类地行星形成演化,地球宜居性的形成和未来发展,以及外太阳系宜居星球搜索策略的关键.由于金星恶劣的环境条件、对探测技术的多重挑战和相对高昂的探测成本,金星探测和研究程度远不及月球和火星.自20 世纪90 年代后期,金星探测任务相对匮乏.本文梳理了国际上金星探测研究进展、关键科学问题及技术需求,提出了未来金星的探测目标和探测方式建议.目前,对金星大气和气候研究程度最高,包括大气结构和大气化学,能量平衡和热结构,云层和霾层,大气环流和动力学以及气候演化等.高层大气的物理化学和太阳风与金星的相互作用方面也有重要进展.金星地表和内部的研究则相对滞后,研究涵盖金星表面形貌特征,撞击和重塑历史,火山和构造活动,地表物质组成,地表和大气相互作用等,但受限于数据的空间覆盖率和较低的分辨率和精度,诸多重大问题尚未解答,迫切需要新的探测数据.除探测任务外,金星研究还依赖于地基观测、实验室模拟和数值模拟研究.地面模拟设施对支持金星探测任务研发和金星基础科学研究尤为重要.未来十年是中国开展金星探测的契机和研发相关技术的关键时期.本文可为对金星探测、行星科学、太阳系探测感兴趣的科学家和工程人员提供参考.     

Mineralogical and geochemical constraints on environmental impacts from waste rock at Taojiang Mn-ore deposit,central Hunan,China

The mineralogy and geochemistry of the waste rocks distributed at Taojiang Mn-ore deposit, central Hunan province, China, were studied using X-ray powder diffraction (XRD), electron microprobe analysis (EMPA) fitted with energy dispersive spectrometer (EDS) and inductively coupled plasma mass spectrum (atomic emission spectra) ICP-MS (AES), with the aim of predicting the environmental impacts of weathering of the waste rocks. The mineralogical results from microscope observation and XRD and EMPA studies show that the waste rock is composed of black shale and minor Mn carbonates. The oxidation of sulfide minerals such as galena, pyrite and chalcopyrite is accompanied by decomposition of Mn carbonates and K-feldspar during exposure to atmospheric O₂. The geochemical characteristics of major, rare earth elements (REE) and trace elements of the waste rocks also show that the waste rock can be divided into black shale and Mn carbonate, and both of them are currently under chemical weathering. The major alkalies and alkaline elements (Ca, Mg, Na, K, Rb, Sr and Cs) and major elements (Fe, S and P) and heavy metals (Sc, V, Cr, Th, U, Sn, Co, Ni, Cu, Zn, Pb, Mo, Cd, Sb, an Tl) are being released during weathering. The mobility of alkalis and alkaline elements Ca, Mg, Na, K, Rb, Sr and Cs is controlled by decomposition of Mn carbonates. The dispersion of Cr, Sc and Th (U) might be related to weathering of K-feldspar, and the release of the heavy metals Co, Ni, Cu, Zn, Pb, Mo, Cd Sb and Tl is dominated by the breaking of sulfide minerals. The REE of the waste rocks and surrounding soils and the spidery distribution patterns of heavy metals in the waste rocks, the surrounding soils and the surface waters show that weathering of the waste rocks and bedrock might be the sources of heavy metal contamination for the surrounding soils and surface water system for the mining area. This is predicted by the mass-balance calculation by using Zr as an immobile element. Therefore, it is urgently necessary take measures to treat the waste rocks distributed throughout the area for the local environmental protection.     

风沙动力与风沙工程学——国外发展趋势与研究对策

风沙动力与风沙工程学当前研究的热点－主要反映在加深对风沙现象的理解、风沙灾害防治与资源开发三个方面出发，提出了我国在风沙运动力学、土壤风蚀、土地沙漠化的动力机制与过程、风沙地形成发育规律、风沙沉积学特征及其形成机制、沙尘暴形成机制以及风沙灾害防护工程技术原理等六个方面的研究建议。     

胶东金矿床中关键金属资源储量估算与潜力初探SCIEI北大核心CSCD

通过对大尹格庄和夏甸两个超大型金矿床的精金矿与尾矿砂中关键元素含量的分析,发现相对于华北克拉通地壳元素丰度,本次分析的稀贵元素Co、Rh、Ir和Ru,稀散元素Cd、Te和Se,稀有元素W和In均发生了不同程度的富集;特别是Te、Co和Cd超常富集达到伴生组分综合评价品位。根据伴生有用组分综合评价规范和金矿选矿报告相关参数,分别估算了金矿石和精金矿中可利用的关键金属矿产储量,其中夏甸金矿床内Te储量为69吨(精金矿中52吨)、Co储量为604吨(精金矿中413吨),大尹格庄金矿床内Cd储量为224吨(精金矿中206吨),这些均可直接回收利用。矿物学和矿物化学综合研究表明:Te主体以碲金矿、碲银矿、碲铋矿、碲铅矿和陈国达矿等独立矿物存在,与可见金密切共生;Co常以微量元素形式分布在金成矿早阶段的粗粒黄铁矿和磁黄铁矿中;Cd主要以类质同象的形式赋存于金成矿晚阶段的闪锌矿、黄铁矿和黄铜矿中。进一步通过对典型金矿床中黄铁矿原位和/或单矿物的Te与Co含量对比、并结合矿石中Co与Cd元素组成及其区域地球化学空间分布特征,综合约束了其超常富集特征与资源潜力,揭示新城、玲珑和寺庄金矿床及栖霞异常区分别有约2329吨、1035吨、1553吨和22790吨Co资源量,乳山、新城和焦家金矿床有约1529吨、126吨、216吨Te资源量,仓上、新立、三山岛、寺庄和新城金矿床、以及栖霞和招平北段异常区分别有约47.6吨、78吨、63.7吨、69吨、3564吨、7120吨和696吨Cd资源量;即胶东金矿集区具备近期被综合利用或作为未来潜在接替资源的Co、Te和Cd资源条件,且其展布区域广泛、资源潜力巨大。初步研究已显示胶东具有形成大型-超大型Cd、Te和Co矿床的资源条件,但关键金属资源的空间分布极不均一、其超常富集机理与规律尚不清楚,亟需深入研究。