离子吸附型稀土矿床形成的矿物表/界面反应机制

华南离子吸附型稀土矿床提供了全球超过90%的重稀土,是我国优势的战略性关键金属矿产资源。掌握这类矿床的成矿机制和禀赋特征,可为增加稀土资源储量和高效利用稀土资源提供理论支撑。离子吸附型稀土矿床主要发育在富稀土花岗岩、浅变质岩及火山岩的风化壳中。基岩中的(含)稀土矿物是风化壳中离子态稀土的主要来源,其矿物组合很大程度上决定了稀土矿床的禀赋和分异特征。在物理-化学风化和微生物作用下,造岩矿物、含稀土矿物和稀土独立矿物逐渐溶解,使稀土元素活化和再富集。一方面,母岩风化形成的黏土矿物和铁锰氧化物具有较大的比表面积和一定的表面电荷密度,是稀土离子的主要载体;另一方面,稀土离子通过离子交换、表面吸附与络合、共沉淀,以及形成次生稀土矿物等途径富集在次生矿物表面,其富集-分异特征和赋存状态受矿物类型、pH、微生物活动等因素所控制。利用高分辨透射电镜结合选区电子衍射和电子能量损失谱,以及同步辐射X射线吸收精细结构谱,有望在原子级尺度查明稀土的微观赋存状态。未来研究需更多关注基岩中(含)稀土矿物组合及其演化路径的制约因素、微生物风化对离子吸附型稀土矿床成矿作用的约束,以及稀土元素的微观赋存状态等问题。     

基于综合物探方法的公路不稳定边坡潜在滑面探测

为查明公路边坡滑面分布情况,采用瞬态面波和对称四极电测深法进行综合物探勘察,成功识别出滑动面以及潜在滑面位置、形态和范围,再结合钻孔,得出滑坡体地质剖面,高效准确的为滑坡处治设计提供了基础资料。工程实例应用表明,瞬态面波成像在滑动面以及潜在滑面识别中准确直观,且可以提供波速参数;电测深法能够提供不同地质体的电阻率参数,可以对瞬态面波进行有效补充;两种方法互相结合,可以较大限度的降低物探多解性,结合少量钻孔,能提供较为准确的滑坡体地质剖面,可在公路不稳定斜坡探测中发挥重要作用。     

北京西山下苇甸第三统/芙蓉统界线附近碳酸盐岩地球化学特征及古环境意义

芙蓉世早期全球发生的生物绝灭事件与该时期古环境的变化可能存在着密切联系,但未有定论;相对于深水相区,浅水台地沉积物地球化学特征对古环境的变化有着更敏感的响应,有利于深化这一问题的理解。选取北京西山下苇甸剖面第三统崮山组和芙蓉统长山组碳酸盐岩沉积为研究对象,通过元素地球化学和同位素的分析,重建这一时期古环境的变迁过程,并探讨其与生命演化的关系。结果表明:崮山组和长山组沉积更替时期,古气候和古海洋环境有大的波动。海水由海平面低点快速海侵,水体还原性急剧增强,海水温度降至最低点,盐度升高至最高点,可能这是三叶虫生态崩溃及其灭绝的重要原因。长山组早期干热气候和温湿气候交替频繁,大规模海侵促使陆源碎屑物质输入的增加,海水中营养元素的富集促进了生物勃发;同时深水的还原性条件有利于有机质的保存,最终导致碳酸盐岩碳同位素的正漂。研究还表明,这次碳同位素正漂的发生与长山中晚期海平面的下降没有明显的成因联系。     

Petrogenesis of the Early Jurassic Longtang and Menglong Peraluminous Granites in Tengchong Terrane, and their Tectonic Implication

A comprehensive study of zircon U-Pb geochronology, in situ Hf isotopes, whole-rock major and trace element geochemistry, and Nd isotopes was carried out for two Early Jurassic two-mica granites (Longtang and Menglong) in the southern part of the Tengchong terrane, which is in the northern part of the larger Sibumasu terrane. We assess the origin of the granites and explore their possible genetic relationship to the Paleo-Tethyan regime. LA-ICP-MS zircon U-Pb dating shows that they were simultaneously emplaced in the Early Jurassic (ca. 199 Ma). They have SiO2 contents of 69.7–75.1 wt% and are mainly strongly peraluminous with alumina saturation index (ASI) values ranging from 1.06 to 1.46. They show similar Mg# (0.29–0.42) to experimental partial melts of metasedimentary rocks under continental pressure-temperature (P-T) conditions. They are enriched in light rare earth elements (LREEs) relative to heavy rare earth elements (HREEs), with moderately negative Eu anomalies and flat HREEs patterns. They show negative εNd(t) values (?9.0 to –12.4) and εHf(t) values (?8.0 to ?9.1). Elemental and isotopic data suggest that they most likely to formed by muscovite-dehydration melting of a metapelitic source at lower temperatures in the range of 700°C to 750°C. The granites might represent a post-collisional tectonic setting response to Paleo-Tethyan regime.     

西藏麻米错富硼锂盐湖成矿物质平衡计算与物质来源

麻米错盐湖是西藏境内发育的特大型锂矿床之一,目前对该盐湖的Li、B来源仍存在一定争议。文章系统采集麻米错盐湖水及周边补给水体样品,分析其主量元素特征,并使用多种水化学手段进行讨论,同时对盐湖水、河水及地热水进行蒸发模拟。结果表明,研究区河水及泉水中的主要离子受控于流域内岩石风化作用,其中碳酸盐岩矿物与蒸发岩矿物贡献最大,其次是硅酸盐矿物。文章对补给水体输入盐湖的Li、B资源进行定量计算,得出单纯通过河水和泉水的输入无法形成盐湖目前的探明储量。选择西藏地区最为富Li的地热水同补给水体按照一定比例混合后进行蒸发模拟,发现其析盐序列与盐湖水的析盐序列存在很大程度上的重叠,以上均证明麻米错盐湖中的Li、B资源除受到周边河水及泉水的补给外,还受到地热水的补给。     

Research Progress on the Electrical Properties of Gas Hydrate-bearing Sediments

Electrical properties are important physical parameters of natural gas hydrate, and, specifically, resistivity has been widely used in the quantitative estimation of hydrate saturation. There are three main methods to study the electrical properties of gas hydrate-bearing sediments: experimental laboratory measurements, numerical simulation, and resistivity logging. Experimental measurements can be divided into three categories: normal electrical measurement, complex resistivity measurement, and electrical resistivity tomography. Experimental measurements show that the resistivity of hydrate-bearing sediment is affected by many factors, and its distribution as well as the hydrate saturation is not uniform; there is a distinct non-Archie phenomenon. The numerical method can simulate the resistivity of sediments by changing the hydrate occurrence state, saturation, distribution, etc. However, it needs to be combined with X-ray CT, nuclear magnetic resonance, and other imaging techniques to characterize the porous characteristics of the hydrate-bearing sediments. Resistivity well logging can easily identify hydrate layers based on their significantly higher resistivity than the background, but the field data of the hydrate layer also has a serious non-Archie phenomenon. Therefore, more experimental measurements and numerical simulation studies are needed to correct the parameters of Archie''s formula.     

四川盆地中二叠统天然气成藏特征及巨大勘探前景

近年来,在四川盆地中二叠统钻遇孔隙型白云岩储层,获得一批高产井,呈现出良好的勘探前景,但其勘探潜力如何,能否成为四川盆地继安岳气田之后又一个万亿方大气区亟待明晰。通过对烃源岩特征、沉积特征、储集特征以及成藏模式等方面的深入研究认为,中二叠统具备3套优质烃源岩供烃、孔隙型储层发育、封盖条件好的优越成藏条件,发育自生自储型和下生上储型两套成藏组合。中二叠统发育块状孔隙型白云岩储层和孔隙型灰岩岩溶储层,分布面积大,其储集性能和单井测试产量与安岳气田灯影组相当,勘探潜力巨大,是四川盆地下步寻找万亿方大气区的主要层系。     

日本苫小牧CO2海底地质封存监测技术分析及其启示

海洋二氧化碳捕集、利用与封存(CCUS)是应对全球气候变化、减排温室气体CO₂的关键技术之一,也是实现中国碳中和目标愿景解决方案的重要组成部分。中国近海沉积盆地封存潜力巨大,2022年中国首个CO₂海底地质封存示范工程已在南海珠江口盆地咸水层中正式启动。日本苫小牧咸水层封存项目作为迄今为止亚洲最成功的海底封存项目,其CO₂封存监测工作为我国离岸封存项目的开展提供了重要的实践参考及技术指导。文章全面回顾了苫小牧CCS项目案例情况,对项目执行、场地监测内容及布点、监测设施及技术、监测结果等进行分析,总结苫小牧CCS项目的成功经验,以及陆—井—海结合一体化的多层次、全方位的监测体系,旨在助力中国海上CO₂封存项目顺利运行,确保海洋生态环境安全。     

基于DEM修订的新疆区域气温空间插值精度优化研究

为研究新疆地区气温的空间变异性,以新疆66个国家气象台站1981—2010年月平均气温和30 m空间分辨率DEM数据为基础,采用传统插值法、基于DEM多元线性回归插值和基于DEM修正的空间插值方法对新疆区域气温数据进行栅格化,并分析年平均气温与海拔的相关关系。通过采用反距离权重法(IDW),普通克里格法(Kriging),样条函数法(Spline)和趋势面分析法(Trend)4种空间插值方法对气象要素进行直接插值、气温多元回归模型残差结果插值、基于DEM修正插值对比分析。通过针对插值方法进行基于MAE和RMSIE的交叉验证,结果表明传统插值方法、基于多元线性回归和基于DEM修正4种空间插值精度均为IDWKrigingSplineTrend。反距离权重(IDW)空间插值方法最优,基于DEM修正IDW插值、基于多元线性回归IDW插值与传统IDW插值精度分别是0.039、0.477、1.038,插值结果客观的表达了新疆区域气温随空间梯度的变化趋势。