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。     

非洲东北部阿拉伯-努比亚地盾(ANS)构造演化与金成矿作用

阿拉伯-努比亚地盾(Arabian Nubian Shield,简称ANS)是900~550Ma期间冈瓦纳超大陆汇聚过程中形成的增生造山带,这一造山过程也被称为是泛非造山运动。它记录了一个长期的造山演化历史,经历了从大洋俯冲、岛弧形成及弧后的岩浆作用到大陆板块碰撞地体的拼合,再到新生地壳的逃逸构造、走滑剪切、张性断裂一系列的构造演化过程。这个演化可以分为四个阶段:(1)洋盆形成阶段(870~800 Ma);(2)洋壳俯冲阶段(800~670 Ma);(3)造山阶段(750~550 Ma);(4)后造山阶段(550 Ma~三叠纪),其中后三个阶段都有金的富集成矿作用。洋壳俯冲阶段的金矿化主要赋存在Algoma型含铁建造层(BIF)、凝灰质变质碎屑岩,以及火山成因的块状硫化物矿床内。造山阶段的主要金矿化类型为含金石英-碳酸盐脉状金矿化、与斑岩铜矿化有关的金矿化,以及与辉长岩类岩体有关的含金石英脉状矿化。与后造山阶段有关的金矿化以少量浸染状、网脉状并伴有Sn-W-Ta-Nb矿化的石英脉为特征。目前在ANS中发现了大量金矿床或矿点,它们具有各种不同的成因类型。根据构造背景及赋矿围岩,ANS原生金矿化可以划分为三类:(1)与火山沉积序列有关的金矿化,包括VMS型、浅成热液型;(2)空间分布上与碳酸盐化蛇绿岩带相关的金矿化;(3)与后造山或造山晚期闪长岩-花岗岩岩体或次火山岩有关的金矿化。     

潮白河流域降水演变及其径流效应

分析了潮白河流域1991~2000年降水资料时空演变规律,采用同倍比放大法对各年的降水数据进行整体轮换处理,处理后各年总降水量为1991~2000年的平均年降水量。随后基于GBHM(Geomorphology-Based Hydrological Model)模型进行了10年径流量模拟。结果显示,在降水总量相同的情况下,1994年型降水时空分布最有利于产流,径流总量与峰值流量最大,1999年型径流总量与峰值流量最小。1994年型径流总量是1999年型径流总量的3.88倍;1994年型峰值流量是1999年型峰值流量的35.87倍。由此可见,降水总量相同时,其时空分布对径流总量和峰值的影响极大。     

南海始新世海相地层分布及油气地质意义

采用古生态学及沉积学方法, 对南海北部深水区BY7-1-1井及L29井特定层段进行细致研究.通过有孔虫、孢粉藻类分析及沉积学分析, 证实南海北部白云深水区在晚始新世即出现滨浅海相沉积环境, 确定了南海北部最早接受海相沉积的时间.始新世海相地层在南海北部主要分布在台西及台西南盆地中, 并在晚始新世扩展到珠江口盆地白云凹陷.在南部分布较广, 曾母盆地、北康盆地、礼乐盆地及巴拉望盆地中均有始新世海相地层分布.南海始新世海相地层的分布受制于新南海扩张及古南海的消退, 以晚始新世为时间节点发生显著变化, 总体上分布范围增大, 反映该时期南海拉张和断裂活动的加剧.南海始新世海相地层具有良好的油气潜力, 在部分盆地中形成了优质的烃源岩与储层, 珠江口盆地白云深水区晚始新世海相地层的发现, 对南海深水海相油气勘探具有积极的参考作用.      

AHDEB油田白垩系油藏油气充注期次的流体包裹体证据

伊拉克AHDEB油田油藏成藏规律对油田后期开发具有重要意义, 与埋藏史相结合的流体包裹体研究是揭示油藏油气成藏期次和时间的有效手段.利用伊拉克AHDEB油田白垩系油藏储层样品对流体包裹体特征进行了分析, 并且通过流体包裹体的显微观察、荧光颜色、单一包裹体的红外光谱和均一温度测定, 结合地质背景对该油田的油充注期次进行了研究.研究表明, 油包裹体以发绿色和黄绿色荧光为主, 少数发浅黄色和黄褐色荧光.油包裹体的显微傅立叶红外光谱测定结果计算的CH_2a/CH_3a、X_inc、X_std可划分油的成熟度, 表明存在两种成熟度的油.最后, 根据均一温度测定结果, 结合埋藏史和热史, 认为该油田可能存在4期油充注成藏相关的流体活动: 第1成藏期发生在95.0~96.5Ma, 相当于晚白垩世早期; 第2成藏期为71.0~78.5Ma, 相当于晚白垩世晚期, 第1期和第2期烃源岩排烃规模小, 产生中-重质油, 后期遭受氧化而形成沥青; 第3成藏期发生在14.0~15.0Ma, 相当于中中新世, 处于生排烃高峰期, 为主要成藏期; 第4期发生在10.0Ma左右, 与第3期为多幕连续充注.      

基于GMS鄱阳湖拟建枢纽对地下水影响探讨

针对拟建鄱阳湖水利枢纽工程对地下水影响问题,选择赣江三角洲为代表区,采用资料收集、野外调查、统计分析和数值模拟等方法进行研究。依据地质钻探资料、地下水与河流动态关系、区域数字高程模型,结合鄱阳湖历史形成与演化过程确定研究区边界条件,运用GMS模拟软件建立了研究区地下水三维运动模型。依据推荐的枢纽调度方案,利用数值模型计算枢纽运行后对地下水运动影响的时空变化规律。结果表明:枯水年份影响大,距离河流、坝址近的地方影响大,反之亦然。影响幅度范围0~2m,地下水径流交替因此减弱,丰水年份土壤潜育化面积增加9.3%。     

西藏班公湖-怒江缝合带中段江错蛇绿岩岩石学、地球化学、年代学及地质意义

江错蛇绿岩位于班公湖-怒江缝合带中段, 位于切里湖蛇绿岩亚带的最东端, 南邻蓬湖西蛇绿岩.江错蛇绿岩岩石组合相对较全, 主要由变质橄榄岩、辉长岩和辉绿岩等组成.江错蛇绿岩辉长岩-辉绿岩与N-MORB相比具有较高的Mg#、低Ti、K、Na和P的特征, 富集大离子亲石元素Sr、Rb、Ba和亏损高场强元素Th、Hf、Ta、Nb, REE配分图总体显示为平坦型分布模式.通过地球化学元素分析认为江错蛇绿岩是形成于SSZ之上的弧后盆地扩张脊环境.对其进行辉长岩锆石SHRIMP U-Pb定年, 得出加权平均年龄为189.8±3.3 Ma(MSWD=0.97), 该结果代表了班公湖怒江缝合带中段江错地区特提斯洋的扩张时代, 与中段东巧地区蛇绿岩年龄一致, 但晚于东段洋盆发育时代且早于西段洋盆发育时代, 表明整个班公湖-怒江洋盆发育时代存在东早西晚的特点.      

新疆苇湖梁煤矿塌陷区遥感监测研究

苇湖梁煤矿已有50多年的开采历史, 长期的地下开采造成了严重的地面塌陷。本文将新疆苇湖梁煤矿塌陷区作为研究区, 以2013年的IKONOS高分遥感影像为主要数据源, 以ArcGIS为支撑平台, 采用人机交互的解译方法对塌陷区的相关信息进行提取, 结合实地调查验证的方法, 分析研究区内地质灾害的特征。通过遥感调查发现: 研究区内发育规模较大、位于塌陷区周围的拉伸区的地裂缝约有64条;塌陷坑(群)约有94个, 主要分布于南北塌陷槽及两侧;塌陷回填区总面积达0.92 km², 并在回填区发现了3个新塌陷坑。本文充分发挥了遥感技术宏观性强、速度快的特点, 调查结果反映了塌陷区灾害的实际情况。     

西藏冈底斯南缘雄村铜金矿床成矿斑岩厘定及其锆石U-Pb和黑云母Ar-Ar年龄分析

雄村特大型斑岩铜金矿床主要以细脉浸染状产于强烈蚀变岩石中,赋矿岩石原岩成因类型存在争议。本文对多个赋矿蚀变岩石作了系统光薄片显微鉴定,在多个蚀变较弱的矿化样品中发现赋矿岩石具斑状结构,其基质主要为钾长石,斑晶主要为斜长石、钾长石及少量石英,显示石英正长斑岩及二长斑岩(少量)矿物组成特征。结合前人工作,可以认为雄村铜金矿床赋矿岩石为正长斑岩、火山岩及少量二长斑岩。正长斑岩发育斑岩铜金矿床成矿早期常见的钾硅化蚀变及磁铁矿化蚀变,锆石具高的Ce4+/Ce3+比值(334~3084,平均值为1169),显示高氧逸度岩浆特征,和世界斑岩铜金矿床成矿岩体一致;这表明石英正长斑岩为雄村铜金矿床成矿岩体。石英正长斑岩锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄为173.7±2.1Ma(MSWD=0.23),石英正长斑岩钾化阶段形成的黑云母40Ar/39Ar坪年龄为48.3±0.9Ma(MSWD=1.58),远小于锆石U-Pb年龄却与矿区东北部始新世花岗岩基的年龄一致,显示Ar-Ar年龄受后期地质事件影响而发生重置。通过上述研究,可以认为雄村铜金矿床为与石英正长斑岩有关的斑岩型矿床,形成时代约173Ma,和新特提斯洋洋壳向北俯冲诱发的岩浆事件有关,矿区内云母受后期地质事件影响重置,不能记录其形成时代。