多源数据融合技术及其在地质矿产调查中应用

针对地质矿产调查的特点,介绍了多源数据融合技术的概念、基本方法,总结归纳了其在地质矿产调查中工作流程、实施步骤、注意事项,分析了多源数据融合技术在地质矿产调查中的应用意义。结合新疆黑山岭东南一带1：50000区域地质矿产调查项目,采用多源数据融合技术,在构造信息和矿化蚀变信息提取中,对遥感图像数据和地质、地球物理、地球化学数据进行了融合处理和叠合显示,取得了较好的地质效果。     

剪切带型金矿中金沉淀的力化学过程与成矿机理探讨

剪切带型金矿是一种重要的金矿床类型,有关该类型金矿的成因问题已开展了大量研究,但对于剪切带中金的沉淀析出机制和成矿过程仍存在较大争议,对于赋矿部位的构造属性与矿床关系的研究尚显薄弱。对此笔者整理分析了近年来国内外有关剪切带型金矿的研究进展,并结合我国胶东金矿的研究实例,运用断层阀和力化学理论分析发现,无论是脆性还是韧性剪切带,无论是脉型还是蚀变岩型金矿,其成矿的关键部位均与构造应力集中而导致的脆性破裂(特别是R、T、R’破裂的产生)和碎裂作用以及(多期)岩体侵位密切相关,并且脆性破裂所导致的压力骤降从而引发流体闪蒸的力化学过程可能是造成金沉淀析出成矿的有效机制,其中多期岩体侵位所提供的流体是成矿的物质基础。此外,从国内外实例可以看出,剪切带中的脆性破裂不仅发生于脆性或脆韧性构造域,也可以发生在较深层次的韧性构造域中,尽管韧性域中产生脆性破裂的原因还不十分清楚,但这可能是韧性剪切带成矿的关键机制之一。最后,综合岩体、流体、剪切带三者对成矿的耦合作用,文中提出剪切带型金矿的成矿机理为:(多期)岩体侵位-热液活动-构造剪切-应力集中-脆性破裂(碎裂)产生-压力骤降-流体闪蒸-元素(金)析出,如此循环往复方可形成大型剪切带型金矿。     

γ-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)与高岭石层间表面羟基的嫁接反应机理

采用γ-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)对不同有序度高岭石的层间表面羟基进行嫁接反应。应用XRD、FTIR、热分析、元素分析等表征手段对产物进行分析。结果表明:高岭石经过二甲基亚砜(DMSO)预插层后,可与APTES反应得到嫁接产物。在相同反应温度下,由于不同有序度高岭石中的DMSO插层分子脱嵌速率不同,导致嫁接产物在嫁接程度上具有明显差异:有序度高,其嫁接程度高;反之,则嫁接程度低。     

青藏高原草地地上生物量和理论载畜量

准确模拟和预测草地地上生物量(Aboveground biomass,AGB)和理论载畜量对于维持草地生态系统平衡、优化放牧管理至关重要。当前很多研究以围栏外草地AGB为基础,估算了青藏高原草地AGB的现存量。但是,牛羊啃食后的草地AGB现存量无法准确评估草地理论载畜量。围栏内草地不受家畜采食影响,其年际变率由环境因子驱动,可视为草地潜在AGB (potential AGB,AGB_p),更适用于草地理论载畜量的评估。本研究以青藏高原345个围栏内AGB观测数据为基础,结合气候、土壤和地形数据,利用随机森林算法构建草地潜在地上生物量估算模型,并对当前气候条件(2000-2018年)和未来20年(2021-2040年)4种气候变化情景(SSP1-2.6、SSP2-4.5、SSP3-7.0和SSP5-8.5)下的草地AGB_p和高寒草地理论载畜量进行模拟与预测。结果表明:(1)随机森林算法可准确模拟当前气候条件下的青藏高寒草地AGB_p(R²=0.76,P<0.001);2000-2018年青藏高寒草地AGB_p平均值为102.4 g m^-2,时间上增加趋势不明显(P>0.05);AGB_p年际波动和生长季降水显著正相关(R²=0.57,P<0.001),和生长季温度日较差显著负相关(R²=0.51,P<0.001)。(2)当前气候条件下,青藏高寒草地平均理论载畜量为0.94 SSU ha^-1(standardized sheep unit ha^-1);在过去20年约有54.1%草地理论载畜量呈提升状态。(3)和当前相比,未来20年青藏高原中部和北部草地AGB_p和理论载畜量呈下降态势。因此,建议未来在厘清气候变化影响下草畜关系的基础上进行有针对性的草牧业规划和管理,以缓解区域气候变化引起的草畜矛盾。     

1960-2009年西南地区极端干旱气候变化(英文)

Based on the daily data of temperature and precipitation of 108 meteorological stations in Southwest China from 1960 to 2009, we calculate the monthly and yearly surface humid indexes, as well as the extreme drought frequency. According to the data, the temporal and spatial characteristics of the extreme drought frequency in inter-annual, inter-decadal, summer monsoon period and winter monsoon period are analyzed. The results are indicated as follows. (1) In general, the southwestern Sichuan Basin, southern Hengduan Mountains, southern coast of Guangxi and northern Guizhou are the areas where the extreme drought frequency has significantly increased in the past 50 years. As for the decadal change, from the 1960s to the 1980s the extreme drought frequency has presented a decreasing trend, while the 1990s is the wettest decade and the whole area is turning wet. In the 2000s, the extreme drought frequency rises quickly, but the regional differences reduce. (2) During summer monsoon period, the extreme drought frequency is growing, which generally occurs in the high mountains around the Sichuan Basin, most parts of Guangxi and "the broom-shaped mountains" in Yunnan. It is distinct that the altitude has impacts on the ex-treme drought frequency; during winter monsoon period, the area is relatively wet and the extreme drought frequency is decreasing. (3) During summer monsoon period, the abrupt change is observed in 2003, whereas the abrupt change during winter monsoon period is in 1989. The annual extreme drought frequency variation is a superposition of abrupt changes during summer monsoon and winter monsoon periods. The departure sequence vibration of annual extreme drought frequency is quasi-5 years and quasi-12 years.     

1992—2018年中国旱作农田土壤湿度的时空模式及气象驱动因素

土壤湿度作为影响陆气水热交换的重要变量,指示了干旱的演变特征。为揭示中国旱作农田土壤湿度的变化特征及其气象驱动要素,本文利用站点数据研究了1992—2018年中国旱作农田土壤湿度变化趋势的时间和空间特征,采用相关性、敏感性分析等方法探究了土壤湿度的驱动机制。结果表明：2001年中国旱作农田土壤湿度的变化趋势发生转折,土壤湿度年际变化普遍由下降趋势变为上升趋势,主要由夏季和秋季土壤湿度主导。而且土壤湿度的变化存在空间异质性,2001年后东北地区的土壤湿度在显著增加,而西南地区在显著下降。降水量和蒸散发的时空变化是土壤湿度趋势发生时空变化的主要原因,二者存在协同作用,北方地区由降水主导,南方地区由蒸散发主导。     

秦岭-祁连造山带接合部位基性岩墙的LA-ICPMS锆石U-Pb年龄及地质意义

基性岩墙群代表了陆壳伸展裂解事件，可为大陆再造及造山作用过程的动力学研究提供时间约束。本文利用LA-ICPMS方法对秦祁造山带接合部位陇山岩群中首次报道的基性岩墙群进行了锆石U-Pb同位素测年，获得440Ma左右的年龄。结合区域资料，认为在中央造山带中段可能普遍存在440Ma左右的一期伸展裂解事件。这一信息对中央造山带的构造演化及成矿地质背景研究具有重要地质意义。     

西秦岭新生代高钾质玄武岩流体组成及其地幔动力学意义

西秦岭新生代高钾质玄武岩是认识大陆碰撞俯冲体制下地幔流体组成及深部动力学的岩石探针。本文采用分步加热质谱法测定了西秦岭高钾质玄武岩中斑晶及基质的流体化学组成和碳同位素组成,结果表明流体组分在200~400℃、400~800℃和800~1200℃阶段性释出,以H₂O为主,其次为CO₂和SO₂,并含有相对较高的He含量。从橄榄石斑晶到斜长石斑晶和基质H₂O和CO₂逐步升高。橄榄石斑晶流体挥发份主要释气峰温度(900~1200℃)明显高于中国东部地幔捕虏体及其它地区超镁铁质岩体中的橄榄石,流体组份以SO₂和CO₂等氧化性组份为主,其CO₂的δ¹³C值(-26.21‰~-20.85‰,平均-23.32‰)和CH₄的δ¹³C值(-42.35‰~-38.17‰,平均-40.03‰)低于基质的δ¹³C_CO2值(-16.43‰~-11.67‰,平均-13.22‰)和δ¹³C_CH4值(-44.22‰~-34.03‰,平均-39.70‰)。基质中CO₂和CH₄碳同位素组成具有机质热裂解特征。原始岩浆的流体挥发份主要为SO₂、N₂和CO₂,可能起源于较深的混杂地幔源区、演化于高f_O2的环境。流体挥发份化学和同位素组成表明高钾质玄武岩浆挥发份中存在地幔和地壳来源组分,幔源岩浆上升演化过程中可能加入了大量的H₂O和CO₂等,可能存在碳酸岩岩浆的混合或岩浆穿透区域碳酸盐地层的混染;其中的再循环壳源组分可能为古特提斯洋闭合俯冲或其后华北克拉通与扬子克拉通碰撞相关的再循环壳源沉积物脱出的流体组分。     

桂林岩溶区大气降水的化学特征分析

2009年1月至2010年12月期间,对处于岩溶区的桂林市降水进行了连续采样测试分析。研究结果表明:(1)桂林市区降水的pH平均值为4.83,降水的电导率平均值为65μS/cm,SO42-、NO3-和Ca2+、NH4+分别是最主要的阴阳离子。(2)桂林市降水各主要离子含量、降雨量和电导率表现出明显的季节差异,其中Ca2+、Mg2+含量在夏、冬季较高,春、秋季较低。(3)降雨量和TDS呈现出良好的负相关关系, SO42-和NO3-以及Ca2+和Mg2+之间则具有较好的正相关关系。(4)2009—2010年与1994—1995年相比,降水中的离子含量增加了1.16倍,降水的pH值有所增高,但仍在酸雨范围之内。在桂林酸雨形成中,降水的NO3-贡献明显增强。(5)通过2012年3月1—6日连续6天的降水监测,发现pH、降雨量和电导率三者呈现出良好的相关性。      

峨眉山地幔柱上升的沉积响应及其地质意义

研究表明西南地区峨眉山玄武岩下伏茅口组的部分缺失是峨眉山地幔柱的快速上升及其所形成的地壳穹状隆起造成的。对该地区中、晚二叠世沉积记录的研究也支持上述结论。通过野外实地地质考察和室内综合研究发现,西南地区峨眉山玄武岩之下零星发育一套碎屑岩系,其主要分布在穹状隆起的边缘。在隆起西缘盐源平川一带,为一岩性以砾岩、砂岩为主的低位水下扇;在隆起的东北缘普格、巧家、武定一带,峨眉山玄武岩之下发育一层砾石,主要为茅口组灰岩的灰岩质砾岩;昆明西山地区的灰岩质砾岩中灰岩砾石的磨圆较好,可能代表古河谷沉积。在茅口组顶部古剥蚀面上还零星可见一层厚几米至十几米残积相碎屑岩或底砾岩。上述碎屑岩系的厘定及对其空间分布和沉积环境的研究表明,上扬子西缘峨眉山玄武岩喷发前地壳发生快速穹状抬升,碎屑岩是峨眉山地幔柱上升造成的沉积响应;地幔柱的上升还造成上扬子中、晚二叠世区域岩相古地理的突变和隆起区古喀斯特的形成。这些为峨眉山大火成岩省地幔柱形成机制提供了进一步佐证,同时深化了对晚古生代上扬子西缘构造的认识。