1980—2017年祁连山水源涵养量时空变化特征

祁连山是中国西北地区十分重要的生态安全屏障,也是当地极为关键的水源涵养区。基于InVEST模型中的产水量模块,对祁连山水源涵养量和时空变化进行了分析并探讨其影响因素。结果表明：祁连山多年平均产水总量和水源涵养总量约为93.03×10⁸ m³和57.83×10⁸ m³。从时间变化来看,水源涵养量呈上升趋势,上升速率约为0.196 mm·a^-1;在空间上呈“东多西少”的分布格局,与年降水量的空间分布大致相同。不同土地利用类型下的水源涵养总量依次为：草地（31.87×10⁸ m³）>林地（16.71×10⁸ m³）>耕地（4.92×10⁸ m³）>其他用地（2.29×10⁸ m³）>建设用地（0.63×10⁸ m³）。降水量与水源涵养量在所有研究时段内均存在显著正相关性。不同时期土地利用类型的变化也会对水源涵养量产生重要影响,研究区草地面积变化对水源涵养量影响较大。根据建立的经验公式并参考已有研究成果,估算得出研究区多年冻土地下冰储量在550 km³以上,在全球气候变暖的背景下,消融趋势明显。研究可为祁连山水资源合理配置和生态系统保护提供参考。     

中国第四纪冰川地质遗迹调查方法综述

第四纪冰川和冰川地质遗迹的研究,是研究第四纪全球气候变化的重要课题之一。中国第四纪冰川地质遗迹分布很广,类型多。最北的大兴安岭、南部的广西大明山、东部的长白山和台湾玉山、最西的喀喇昆仑山第四纪冰川地质遗迹均有分布,是世界上低纬度地区山岳冰川发育最广泛的国家。本文在前人研究的基础上,系统阐述我国第四纪冰川地质遗迹分布概况,结合开展的全国重要地质遗迹调查,以地质遗迹调查规范为基础,系统开展第四纪冰川地质遗迹调查方法研究。根据冰川在运动过程中对地面的侵蚀、冰碛物的搬运和堆积等不同的地质作用阶段,总结我国第四纪冰川地质遗迹调查方法体系,为开展同类地质遗迹调查提供方法指导依据。     

基于机器学习的表层土壤成矿元素空间预测: 以稀有金属铷元素为例

近些年随着土地质量地球化学调查工作的开展,获取了大量表层土壤样品数据。然而,这些数据也存在一个明显的缺陷,即1∶50 000大比例尺表层土壤数据往往缺少成矿元素。鉴于土壤成矿元素含量对于矿产资源勘查的重要指示作用,尝试基于现有数据对大比例尺表层土壤成矿元素含量提供一个补全方案。以稀有金属铷元素为例,采用随机森林算法把同一区域2 548组1∶250 000小比例尺表层土壤数据按照8∶2的比例随机分为两组,用80%的数据进行训练建模,20%的数据对模型进行验证。采用变量重要性度量排序和构建学习曲线的组合方法优选了8种元素(K、B、Ni、V、Zn、As、Co、Cu)作为预测变量,模型对训练数据和测试数据的拟合优度R²分别达到0.983 2和0.895 6,说明预测变量的优选方法是有效的。随后将1∶50 000表层土壤的上述预测变量数据作为输入变量导入模型中,得到预测的Rb元素含量,预测结果比较符合实际特征。本研究表明将大数据机器学习随机森林算法引入表层土壤地球化学元素含量空间定量预测具有可行性,可进一步拓展土地质量地球化学数据的服务应用维度。     

桂北苗儿山地区高岭印支期花岗岩及石英脉型钨成矿作用

高岭石英脉型钨矿床位于桂北苗儿山—越城岭岩体南部,根据花岗岩中含有斑晶与否,将其与矿关系密切的花岗岩分为两种:一种为中细粒似斑状二云母花岗岩,一种为中细粒二云母花岗岩;岩石地球化学表明,成矿花岗岩具有高硅、准铝—弱过铝、高分异S型特征。岩体稀土总量中等—偏低,富集轻稀土、Cs、Rb、Th、U、Pb元素,相对亏损重稀土、Ba、Sr和Ti元素;利用锆石LA-ICP-MS U-Pb原位定年方法,对两种花岗岩中的锆石进行了定年分析,获得侵位年龄分别为224.9±1.4、220.2±1.6Ma,该数据为印支期岩浆活动的产物。除此之外,本文首次对高岭石英脉型钨矿的白钨矿石进行了Sm-Nd同位素分析,获得了钨成矿年龄为212±20Ma,数据表明钨成矿作用也发生在印支期,这再一次证实了南岭西部的苗儿山与越城岭地区存在较广泛的印支期成岩与成矿作用。对钨矿石的镜下和电子探针背散射图像的详细研究表明,高岭钨矿经历了两个主要的成矿阶段:(1)黑钨矿—白钨矿—石英阶段,(2)白钨矿(黑钨矿)—硫化物—石英阶段。白钨矿εNd(t)=-8.88~-9.39,为负值,这与成矿母岩属S型花岗岩相吻合,它们都属于古老壳源物质重熔作用的产物,而形成白钨矿的物质,则来自于重熔型花岗岩岩浆高度分异演化形成的富含成矿元素的成矿流体。     

龙门山冲断带分段机理研究

前陆冲断带具有巨大的油气勘探潜力,构造分段性控制油气分布。龙门山冲断带构造分段特征明显,但对分段性的形成机理缺乏深入研究。总结前人砂箱模拟实验成果认为:盆地基底差异和推覆带附近刚性体分布的差异,是造成冲断带构造分段的主要原因。龙门山前川西古拗拉谷的发现,为盆地基底存在差异提供了有利证据,古拗拉谷两侧发育大邑古隆起、江油——老关庙古隆起,在后期逆冲推覆过程中形成阻挡。通过对龙门山推覆带基底特征和刚性地体进行分析,结合前人模拟实验结果,明确提出龙门山冲断带构造分段机理:龙门山北段构造的形成是以碧口地块为动力,龙门山初始裂谷边缘古隆起形成阻挡,在古隆起上方形成冲断带;中段以彭灌杂岩体[彭县——灌县(都江堰)杂岩体]传递动力,在川西古拗拉谷坳陷部位,刚性体挤入盆地内部,印支期——喜马拉雅期,古坳陷部位继承性地发展为川西前陆盆地;南段以宝兴杂岩体传递动力,在大邑古隆起上方形成冲断带。     

黑龙江多宝山——大新屯地区铜金多金属成矿作用及找矿方向

黑龙江省多宝山—大新屯地区,铜矿以中—晚加里东期多宝山式斑岩型、燕山早期三矿沟式矽卡岩型为主,晚古生界海底火山岩有关喷发—沉积型铜锌矿床,具优越的成矿潜力,不同时期、类型铜矿床在空间分布上明显受古生代海相火山岩—碳酸盐岩建造控制,并具有"上金下铜"的斑岩—热液型铜金矿成矿系统的特征。金矿以燕山晚期三道湾子式浅成低温热液型金成矿作用强烈为特点;持续时间由早石炭世—早—中侏罗世的韧性剪切—走滑作用、中侏罗世为主要伸展期的变质核杂岩有关的金成矿作用,以及奥陶纪浊积岩(卡林型)有关金成矿作用,以中—小规模金矿床(点)为主;金矿受北西向、北东向的火山构造、变质核杂岩构造和韧性剪切—走滑作用控制,显示出良好的金找矿前景;结合近期的铜金矿重大勘查进展和成果,总结成矿规律,梳理了制约着铜金多金属矿找矿突破的关键地质问题,提出找矿方向和今后勘查工作部署建议。     

人体乳腺癌矿化的同步辐射研究

同步辐射具有常规光源不可比拟的优良性能,可用于微量生物矿化样品的物相、结构、形貌和成分研究。本文利用基于同步辐射光源的X射线粉末衍射(SR-XRD)、傅立叶变换红外光谱(SR-FTIR)、X射线荧光分析(SR-XRF)和X射线三维成像,对人体乳腺癌矿化进行了表征。研究表明,乳腺癌矿化的主要矿物物相为碳羟磷灰石,含有Sr、Zn等微量元素,其中砂粒体矿化具有独特的分层结构。研究结果为乳腺癌的病理研究和诊断提供了矿物学参考信息。     

中亚萨亚克矿田成矿岩体矿物学和地球化学:岩浆性质与成矿意义

萨亚克大型铜矿田位于哈萨克斯坦北巴尔喀什斑岩成矿带中部,以矽卡岩型矿床为主。通过对矿区石英闪长岩的矿物化学和地球化学研究,发现石英闪长岩呈斑状结构,斑晶为斜长石和角闪石,其中的斜长石斑晶主要为中长石,角闪石斑晶为镁质普通角闪石;岩石属于高钾钙碱性系列,富集Rb、Sr、Ba等大离子亲石元素和轻稀土元素,亏损Nb、Ta和重稀土元素,高Sr/Y、La/Yb比值,与埃达克岩相似。地球化学特征指示萨亚克矿区侵入岩形成于岛弧环境,为矽卡岩-斑岩型成矿提供了有利的构造背景,岩石可能是岛弧玄武质岩浆在高压下经结晶分异而成。根据角闪石温压计及其成分与氧逸度和岩浆中水含量之间的关系,确定萨亚克石英闪长玢岩中角闪石斑晶结晶时岩浆的温度为799~843℃、处于3.6~9.6km深度范围内(P=1.2~3.2kbar)、氧逸度logfO2=-11.5~-12.0(ΔFMQ=2.0~2.8)、平均水含量为1.2%,相对较高的氧逸度和水含量有利于形成富含挥发分和Cu、Au等成矿物质的岩浆,是最终演化形成大型岩浆-热液型铜矿田(斑岩型、矽卡岩型)的有利条件。     

胶北地体早前寒武纪重大岩浆事件、陆壳增生及演化

早前寒武纪重大岩浆事件是早期陆壳增生及演化的主要地质作用。本文通过系统总结最近几年胶北地体早前寒武纪重大岩浆事件代表性岩石的岩相学、锆石U-Pb年代学、岩石地球化学及锆石Hf同位素研究的最新成果,厘定出太古宙~2.9Ga、2.7Ga及2.5Ga三期以TTGs岩浆事件为代表的陆壳增生事件。这些TTGs具有典型太古宙高铝TTGs的地球化学特征及正的εHf(t)值,锆石Hf模式年龄主要集中在ca.3.2~2.7Ga。两种不同的构造模式被用来理解胶北太古宙TTGs(陆壳)的成因:(1)加厚基性下地壳的部分熔融;(2)俯冲洋壳的部分熔融。根据胶北TTGs在时间上呈事件性侵位,空间上呈面状分布,以及相对较低的Mg#、Cr及Ni含量,前者可能更适合胶北TTGs的成因。确定了胶北古元古代2.2~2.0Ga黑云母/角闪石二长花岗片麻岩及~1.8Ga以二长(正长)花岗岩为代表的多期陆壳重熔事件。综合这些研究结果,初步总结出胶北早前寒武纪陆壳形成及演化历史:1)2.9Ga,主要为基性地壳(洋壳)的增生,并可能存在规模有限的、被剥蚀殆尽的太古宙早期陆壳;2)在~2.9Ga、~2.7Ga及~2.5Ga,由于地幔(热)柱上涌,ca.3.3~2.7Ga新生的加厚基性玄武质下地壳发生事件性部分熔融,并伴随有早期陆壳的重熔,形成主要由TTGs及少量陆壳重熔型(高钾)花岗岩组成的太古宙陆壳;3)ca.2.2~2.0Ga,可能由于地幔物质上涌,陆壳伸展,形成裂谷,陆壳物质重熔,形成ca.2.2~2.0Ga花岗质岩石;4)ca.1.95~1.85Ga,发生强烈的挤压碰撞构造作用,裂谷闭合,卷入挤压作用的物质发生高角闪岩相到高压麻粒岩相变质;5)~1.8Ga,地幔物质上涌,陆壳伸展减薄,陆壳物质重熔,形成~1.8Ga花岗岩。     

2008年汶川地震(Ms8.0)非对称同震破碎带的确定:来自WFSD-1随钻流体的证据

地震过程中相当可观的一部分能量消耗于裂隙的活化与形成,来自汶川地震断裂带科学钻探一号孔(WFSD-1)的随钻流体表明,地震新形成的裂隙对应有较强的流体异常,它们为流体的入侵提供了良好的通道。随钻流体呈非对称性分布于主滑移面的两侧,主要的流体异常带集中在主滑移带下方须家河组顶部120 m范围内,该带中气体的含量以及变动的频率明显高于上部相同的宽度范围以及下部沉积岩层,来自地球物理测井的资料同样显示这一带破碎严重并伴随有大量水的侵入,暗示汶川地震形成的裂隙具有非对称性分布的特征。这一特征可能同时受控于断裂上盘彭灌杂岩与下盘须家河组岩层的力学性质差异以及地震破裂过程中形成的非对称性应力分布。