基于光谱特征空间的苏必利尔湖型铁矿高光谱遥感蚀变信息提取方法

由于境外铁矿床位置偏远, 现场研究困难, 旨在探讨苏必利尔湖型铁矿的高光谱遥感蚀变信息提取方法, 为境外找矿提供依据.鉴于传统蚀变信息提取方法的局限性, 研究了在二维光谱特征空间中提取蚀变信息的方法.高光谱影像经主成分变换后, 包含较多地物信息的两个主成分的二维光谱特征空间体现了各向异性的特点, 不同地物的聚类常呈类似椭圆分布.在蚀变信息的聚类椭圆中圈定散点, 并应用波谱特征拟合, 将异常散点的平均光谱与美国地质调查局(United States Geological Survey, USGS)光谱库中的矿物光谱匹配, 确定蚀变矿物类型.以苏必利尔湖型铁矿——巴西Aguas Claras铁矿区为例, 提取了赤铁矿、绿泥石等蚀变矿物, 结果表明矿物的类型和分布与该区地质概况吻合.      

基于Hyperion数据的江西德兴矿区粘土矿物信息提取及其找矿意义

江西德兴矿区为我国重要的矿产资源基地, 目前面临资源枯竭的困境, 寻找替代的新矿产迫在眉睫.根据研究区野外土壤实测样品分析, 利用连续统去除的方法提取土壤实测光谱的特征吸收位置, 从而建立粘土矿物含量为因变量的预测方程.检验得知, 高岭石相关系数R为0.811, 拟合系数R2达到0.658, F值为5.275, Sig值为0.047 7, 其小于0.05;绿泥石相关系数R为0.893, 拟合系数R2达到0.797, F值为1.602, Sig值为0.016 6, 其小于0.05;伊利石相关系数R为0.783, 拟合系数R2达到0.619, F值为5.57, 对应的Sig值是0.075 4, 其大于0.05, 说明自变量与因变量之间具有高度相关性, 反演精度较好.从反演结果可知, 研究区的高岭石整体含量较高, 整体上粘土矿物高岭石、绿泥石和伊利石在1号坝、2号坝、4号坝和铜矿区含量较低.由于粘土矿物不断地经过地球化学变化、累积, 产生黄铁矿、黄铜矿及赤铁矿, 所以挑选粘土矿物富集并且地质构造活跃的区域为铁矿石及铜矿石预测区.结合研究区地质解译图与粘土矿物反演结果, 在采矿场与IV号尾矿坝向NE方向沿线上圈定两个遥感找矿有利区.      

西沙石岛生物礁的矿物组成及其环境指示意义

通过对西科1井岩心碳酸盐岩样品进行矿物组成分析, 来研究礁体的发育过程和古海洋环境的变化.初步研究结果表明: 西科1井岩心碳酸盐岩的矿物由低镁方解石、高镁方解石、文石和白云石组成.矿物组成特征表明, 井深35.4 m处为一重要的地层界面或环境变化界面.在岩心(井深0~748 m)中共识别出5个白云岩层, 其中上新统莺歌海组一层(井深: 289.3~312.3 m, 厚约23 m), 上中新统黄流组三层(分别位于井深: 373.3~412.7 m, 厚约39.4 m; 424.7~450.6 m, 厚约26.1 m; 469.70~564.96 m, 厚约95.2 m), 中中新统梅山组一层(井深: 615.20~636.96 m, 厚约21.7 m).各层的白云岩化程度不尽相同, 5层白云岩中白云石矿物含量的最大值在79.3%~100%之间.生物礁的发育主要受控于古海洋环境的变化, 与古气候变化有关的海平面升降间接地控制了岛礁碳酸盐岩的白云岩化作用.石岛西科1井中的5层白云岩应该是在较长时间稳定环境条件下发育而成, 主要应该是蒸发泻湖渗透回流作用下早期形成的方解石类碳酸岩白云岩化的结果, 但并不排除混合水白云岩化作用的可能性.      

基于光谱特征参数组合的高光谱数据矿物填图方法

受大气环境等因素的影响, 高光谱遥感矿物识别难以达到较高的精度.为解决该问题, 根据光谱吸收特征参数在大气变化中能保持相对稳定的特点, 提出一种基于光谱特征参数组合的高光谱矿物类型识别方法.文中计算了多种光谱特征参数, 通过最佳指数因子(optimum index factor, OIF)优选特征参数组合, 选定最佳特征参数组合, 利用模式识别方法实现矿物识别.利用机载可见/红外成像光谱仪(airborne visible infrared imaging spectrometer, AVIRIS)高光谱数据, 在美国内华达州Cuprite矿区进行了该方法的应用试验研究, 并与前人矿物填图结果做了对比.结果表明: 吸收波谷位置-吸收面积-吸收右肩位置(P-A-S₂)光谱特征参数组合的矿物识别效果最优, 整体精度达到74.68%.      

西藏改则盆地渐新世-中中新世沉积物中矿物组合特征及其对气候的指示意义

为了揭示西藏改则地区渐新世-中中新世古气候环境演化,结合改则盆地的沉积环境和沉积相,并利用X射线粉晶衍射对改则盆地的样品进行了全岩分析。结果表明,沉积物中主要矿物组成为石英、长石、方解石和少量白云石等,通过沉积物中矿物含量变化和石英/长石的比值显示青藏高原改则盆地康托组在气候总体为干冷的大背景下经历了4个阶段:Ⅰ(早渐新世):石英含量最高,碳酸盐矿物次之,长石含量最少,白云石在该阶段出现频繁,且含量变化明显,指示气候以季节性干旱为主;Ⅱ(晚渐新世):石英含量最高,但相比上一阶段有所下降,碳酸盐矿物和长石含量增加,指示气候进一步趋向干冷化;Ⅲ(早中新世):石英含量最高,但相比之前两个阶段进一步减少,长石含量进一步增加,碳酸盐总体呈现增加趋势,特别是白云石,相比之前两个阶段含量增加明显以及下降的石英/长石比值,指示气候变得更为干冷;Ⅳ(中中新世):石英含量相对上一阶段有所增加,长石和碳酸盐矿物含量降低,石英/长石比值也有所增长,但相比Ⅰ和Ⅱ阶段仍然较小,指示该阶段气候虽有所回升,但依旧处于干冷环境下。对比青藏高原隆升和全球气候变化,可知改则盆地气候阶段性变化可能是高原隆升和全球气候变化共同影响的结果。     

北京、郑州和深圳三城市空气中气溶胶单颗粒特征的扫描电镜分析

分别采集北京、深圳和郑州3个城市气溶胶样品,使用场发射扫锚电镜-能谱仪观察气溶胶单颗粒的显微形貌和元素组成,并利用图像分析系统对PM2.5的粒径进行了分析。结果表明,城市气溶胶单颗粒类型以矿物颗粒、烟尘和球形颗粒(飞灰和二次粒子)为主。对比3个城市气溶胶中不同颗粒类型数量百分比发现,矿物颗粒数量最多的城市是北京,飞灰和烟尘数量最多的城市是郑州,而规则矿物颗粒数量最多的城市是深圳。3个城市气溶胶单颗粒的数量-粒径分布均呈单峰分布。深圳气溶胶中颗粒物的粒径相对较小,其次为郑州、北京。3个城市气溶胶中颗粒物来源不同程度上都受到交通污染源影响,而燃煤源对北京和郑州气溶胶中颗粒物来源影响仍然不容忽视。     

我国西北夏季风边界千年尺度变化的证据--来自盐池和猪野泽盐类矿物分析结果

我国夏季风西北缘是响应长尺度气候变化最为敏感的区域之一, 但夏季风边界变化与千年尺度气候变化之间的关系尚不明确, 相关研究仍缺乏足够证据。夏季风西北缘湖泊沉积物中盐类矿物种类与含量的时空变化, 有助于推测气候变化特征。盐池和猪野泽分别位于祁连山北麓的河西走廊中段和东段, 是研究长时间尺度亚洲夏季风影响区西北边界变化的关键区域。研究全新世千年尺度下, 夏季风西北边界的变化对夏季风西北缘气候变化过程的影响, 对明确季风边缘区千年尺度季风变化机制, 预测未来长尺度气候变化有重要意义。因此, 本文选择盐池古湖泊盐池剖面(YC), 猪野泽青土湖01、02剖面(QTH01、QTH02)等三个剖面, 开展全新世千年尺度下, 亚洲季风西北边界地区湖泊沉积物盐类矿物时空变化对比研究。结果显示:QTH01、QTH02剖面盐类矿物以碳酸盐为主, 硫酸盐类矿物仅零星出现, 而YC剖面硫酸盐类矿物含量相对较高, 同时出现了氯化物型矿物, 全新世气候特征整体较猪野泽更为干旱。末次冰期和早全新世, 三个剖面受季风输送水汽影响明显, 碳酸盐类矿物能较好沉积, 季风边界在这一时期向北扩张, 推进到祁连山中段地区;中全新世QTH01、QTH02剖面受夏季风影响减弱, 湖泊退缩, 碳酸盐类矿物含量达到峰值, YC剖面则表现出极端干旱的气候特征, 硫酸盐类矿物因“盐效应”含量下降, 此时夏季风西北部水汽输送边界位于石羊河流域和盐池流域之间;晚全新世盐池和猪野泽均以风成沉积为主, 气候干旱, 碳酸盐类矿物难以保存, 硫酸盐和氯化物矿物含量出现高值, 说明夏季风西北边界进一步向南迁移。综上所述, 盐类矿物含量变化能良好反应夏季风西北缘全新世气候变化特征, 同时证明, 在全新世千年尺度上, 夏季风西北边界在盐池流域和石羊河流域之间存在变化。     

湖北铜绿山铜铁矿床中煌斑岩的矿物学特征及岩石成因初探

湖北铜绿山矽卡岩型铜铁矿床处于长江中下游铁铜成矿带西部的鄂东南矿集区。最近我们在该矿区工作中采集到两条侵入于含矿石英二长闪长玢岩中的煌斑岩脉。本文对这些煌斑岩脉进行了详细的镜下岩相学观察,并对其中造岩矿物黑云母、辉石和长石进行了电子探针成分分析。根据这些数据本文论述了煌斑岩的物源、形成环境以及岩浆体系的物理化学条件。研究表明,煌斑岩中云母为富镁黑云母,其形成的岩浆体系处于中低氧逸度(近Ni-Ni O);黑云母与全岩都具有高钛特征,表明煌斑岩的物源深度可能来自较深部地幔(如软流圈)。煌斑岩中辉石为单斜辉石,环带较为发育,有韵律环带和正环带,其韵律环带的形成可能是由于岩浆温压环境存在振荡性变化而形成的。铜绿山矿床中煌斑岩属于云煌岩;其岩浆来源具幔源性,受到地壳的混染作用不强。     

江西九瑞矿集区南港成矿远景区煌斑岩中辉石矿物成分特征与岩浆演化过程

九瑞矿集区隶属于长江中下游铜-铁-金成矿带,该矿集区内主要发育有武山、城门山、洋鸡山、丁家山等大中型铜金多金属矿床。区内的南港成矿远景预测区位于横立山-黄桥向斜的南翼,地质条件与该向斜北翼的武山铜矿基本一致。本文以南港地区发现的煌斑岩为研究对象,对其中的辉石进行了详细的岩相学和电子探针成分分析工作,来探讨煌斑岩的演化过程及岩石成因。测试结果显示,南港煌斑岩中的辉石,具有高Ca、高Mg,低Ti,贫Al、贫Fe的特点。斑晶中的辉石属于透辉石和普通辉石,基质中的辉石则属于普通辉石。辉石斑晶的viAl和Na2O含量很低,指示其形成压力较小。由早到晚从斑晶到基质,辉石向着富铁富钙的方向演化。辉石发育有反环带及韵律环带,显示在岩浆房中可能受到过岩浆混合作用的影响。辉石的矿物化学特征指示南港煌斑岩属碱性岩石系列。     

视剖面图温压计研究进展评述

视剖面图温压计是目前定量估算变质温度和压力的主要方法之一。其理论基础为热力学平衡原理与质量守恒定律。利用内恰的热力学数据库和相应的成分-活度模型对特定成分体系进行视剖面图计算,可以正演模拟给定温度和压力条件下的矿物组合、矿物丰度及其成分,与实测岩石对比,可以准确获取岩石的形成温度和压力。在应用视剖面图温压计时,应选择受全岩成分影响小、且受退变质作用影响微弱的矿物成分;对于有成分变化的体系,应结合多种方法恢复有效全岩成分。文中通过视剖面图对KFMASH(K2O-Fe O-Mg O-Al2O3-Si O2-H2O)体系下不同矿物组合内多硅白云母硅含量及其等值线斜率的研究,认为多硅白云母硅含量及其等值线斜率主要由不同矿物组合内多硅白云母参与的契尔马克替换及纯转换端元反应中的主导反应决定,进一步深化了对变质过程中控制矿物成分变化的内部缓冲反应机制的理解,从而也可为选择和应用矿物温压计提供指导。因此,视剖面图方法是目前研究变质岩石形成条件及变质作用精细过程的最佳方法之一。