稀有金属锂铍矿床研究中的几个关键科学问题——代序

20世纪30年代以来,国内外稀有金属矿床成因研究一直存在着争论,尤其在相关岩石的岩浆源区、岩浆的分异程度、岩浆-热液转换过程、流体作用及其对稀有金属富集成矿的贡献等方面的科学问题还存在不同认识;对于锂铍等超轻元素来说,测试技术的难点也制约了稀有金属锂铍矿床成因机制方面的研究。近年来,战略性新兴产业的蓬勃发展促进了新一轮稀有金属矿床找矿勘查和成因研究的高潮。在中国科学院地质与地球物理研究所吴福元院士的部署和组织下,经过两年多的努力,第二次青藏高原科学考察综合研究专题“稀有金属资源现状与远景评估”(2019QQKZ0802)和中国科学院地质与地球物理研究所重点部署项目“关键矿产资源锂铍的成矿理论创新与实践探索”(IGGCAS-201902)的课题组成员围绕锂铍的富集成矿机理开展了工作,在(1)青藏高原及其邻区稀有金属富集机理和成矿潜力、(2)中国东部火山岩型铍矿成矿潜力和找矿远景、(3)中国西部风化壳型元素Li-REE的富集机制、(4)元素铍的原位分析技术、(5)高分异花岗岩富集成矿判别标识的实践探索等5个方面取得了重要的进展。     

地震波形指示反演技术的应用及效果——以玛东斜坡区深层溢流相火山岩为例

准噶尔盆地玛东斜坡区深层石炭系溢流相火山岩是主要储层之一。由于火山岩储层埋藏深、岩性岩相变化快、纵横向非均质性强、深层探井少等特征,导致常规火山岩岩相预测识别难度大,精度不高。为更精确预测溢流相火山岩的分布,首次在深层火山岩领域应用地震波形指示反演技术进行岩相预测。采用井震结合,挖掘相似波形对应的测井曲线的共性结构信息,充分利用地震波形的横向变化,开展高频成分估计,获得对储层岩性、物性反映较敏感的高分辨率反演数据体。经钻井证实,该方法解决了研究区资料反演结果不理想、模型化严重、精确度不高的问题。提高了高频成分的确定性,准确性更高,使反演结果从完全随机走向逐步确定,为井位部署和储量提交提供可靠依据。     

天津地区典型土壤剖面饱和烃分布特征及环境意义

分析了天津地区不同环境功能区7 条土壤剖面中饱和烃含量、组成及部分地球化学参数 的变化规律, 比较了不同土壤剖面饱和烃在纵向上的变化特征。结果表明, 市区( 南开区) 及近郊 区( 武清区, 北辰区和宁河县交界处) 表层土饱和烃含量最高, 其他剖面含量较低; 随深度增大, 饱 和烃含量均有所降低, 但不同剖面变化幅度不同, 表层含量较高的剖面随深度增大, 饱和烃含量 降低幅度较大, 反之则较小。根据部分典型地球化学参数的纵向变化特征, 推测表层土壤饱和烃 主要为石油源和植物源的混合源, 且市区和郊区主要受石油源控制。不同土壤剖面表层土污染源 存在差别。同一剖面表层土壤( <30cm) 不同层次的样品的饱和烃污染源较为接近; 剖面深部( > 30cm) 不同层次样品中正构烷烃不同于表层, 且成因复杂, 既受来源于土壤中有机质降解产物的 影响, 又受表层土中饱和烃纵向迁移作用的影响。对于甾、萜类化合物, 表层土壤中饱和烃含量较 高的剖面, 深层土壤受表层土壤甾、萜类污染物迁移作用的影响; 表层土壤中饱和烃含量较低的 剖面, 深层土壤受表层土壤甾、萜类污染物影响较小。     

若尔盖与西秦岭地震反射岩石圈结构和盆山耦合

松潘地块北缘的若尔盖盆地与西秦岭造山带相接触,构成青藏高原东北缘典型的新生代盆山构造.其岩石圈结构与深部构造关系,记录了青藏高原东北缘板块碰撞的深部过程,同时又关联着若尔盖盆地油气远景的评价.2004年秋冬季,我们完成了第一条跨越若尔盖盆地和西秦岭造山带的深地震反射剖面.整个剖面全长254 km,分5段完成,其中第2段剖面（简称SP04_2）横过盆山结合部位.SP04_2剖面首次揭示若尔盖盆地－西秦岭造山带盆山结合部位的岩石圈结构,发现了若尔盖盆地和西秦岭造山带下地壳均以北倾为主的强反射特征,提供出若尔盖盆地下地壳整体向西秦岭造山带俯冲的地震学证据,揭示了若尔盖盆地和西秦岭造山带在挤压构造体系下形成的深部构造关系.而近于平的Moho反射特征又反映出两者在造山后期经历了强烈的伸展作用.     

洱源-江川宽角地震剖面的地壳反射特征

通过对洱源-江川宽角反射地震资料的叠前偏移处理成像,得到了一个类似于近垂直入射多道地震数据的记录剖面.反射剖面图像与地壳速度结构共同揭示出地壳厚度由剖面西北端(约45 km)向东南端(约40 km)减薄.在洱源-楚雄西北附近深度约10 km处存在一组向东南倾斜的强反射震相,其东南约50 km处存在向西北倾斜的强射震相.易门断裂两侧地壳反射属性具有明显的差异,易门断裂之西北方向深度25～40 km处,中下地壳内存在两组强振幅,向东南方向上倾的地震反射同相轴,并被楚雄-建水断裂后期所错断,易门断裂之东南方向上,地壳内反射较为均一,未见特别明显的强间断面反射信息,这个反射结构被解释为印度板块东向俯冲与藏东缘地壳物质东向逃逸综合作用导致下地壳增厚和厚地壳变形的结果.     

无人机倾斜摄影构造地质剖面解译

甘肃大桥地区为典型山区地貌,地势险峻、地质灾害频发,本文基于无人机倾斜摄影技术,采用无人机采集图像并合成高分辨率影像及实景三维模型,结合地表面地质调查工作,对剖面进行构造地质解译。结果表明,实景模型的构建对分析地质剖面的地层、断裂等构造特征,查明研究区构造演化情况有极大的促进作用,能够有效避免在技术人员实地考察时因地质灾害造成的生命威胁,保障人员的生命安全。     

双船双方位角地震探测技术方法及应用效果

南海东沙海域的陆坡台地区, 浅表断裂及生物礁发育众多, 浅层新生界多为碳酸盐岩层, 中深层的中生界内部构造复杂, 断裂较多, 常规单船窄方位地震剖面显示中深层反射品质较差。利用双船可以设计灵活的观测系统, 形成双方位角地震探测方式, 对于地下同一反射点的照明, 可以获得比窄方位角探测更好的效果, 也可以改善高速屏蔽层下方、高陡倾角斜层等区域的成像质量。文章通过重点技术的攻关研发, 进行了单源激发、双缆接收的双方位角采集试验, 成功实现该方法在南海海域中深层地震勘探中的应用。     

末次间冰期以来对宁黄土剖面的热释光测年

利用细颗粒热释光技术对陇西黄土高原会宁黄土剖面末次间冰期以来黄土、古土壤的8个样品进行了年龄测定,并在此基础上分别利用线性内插和多项式回归方法建立了会宁剖面深度-年代时间模式,以2种模式计算的S0/L1、L1/S1、S1/L2界线年龄与SPECMAP深海氧同位素1/2、4/5、5/6阶段的界线年龄可较好对比,这为末次间冰期以来会宁地区古气候演化的深入研究提供了基本时间框架。     

A study of internal solitary waves observed on the continental shelf in the northwestern South China Sea

Based on in-situ time series data from the acoustic Doppler current profiler (ADCP) and thermistor chain in Wenchang area, a sequence of internal solitary wave (ISW) packets was observed in September 2005, propagating northwest on the continental shelf of the northwestern South China Sea (SCS). Corresponding to different stratification of the water column and tidal condition, both elevation and depression ISWs were observed at the same mooring location with amplitude of 35 m and 25 m respectively in different days. Regular arrival of the remarkable ISW packets at approximately the diurnal tidal period and the dominance of diurnal internal waves in the study area, strongly suggest that the main energy source of the waves is the diurnal tide. Notice that the wave packets were all riding on the troughs and shoulders of the internal tides, they were probably generated locally from the shelf break by the evolution of the internal tides due to nonlinear and dispersive effects.     

投弃式海流剖面测量仪测量原理研究

根据投弃式海流剖面测量仪的测量原理建立了二维海流运动感生电场离散和连续模型,通过模型推导得到了海流与感生电场间的关系公式。通过对海流感生电磁场的分析,对海流测量的基本方法进行了研究,通过感生电磁场的量级的计算,确定了投弃式海流剖面测量仪研究的主要方向和关键技术。