Climate change and future flows of Rocky Mountain rivers: converging forecasts from empirical trend projection and down‐scaled global circulation modelling

To predict future river flows, empirical trend projection (ETP) analyses and extends historic trends, while hydroclimatic modelling (HCM) incorporates regional downscaling from global circulation model (GCM) outputs. We applied both approaches to the extensively allocated Oldman River Basin that drains the North American Rocky Mountains and provides an international focus for water sharing. For ETP, we analysed monthly discharges from 1912 to 2008 with non‐parametric regression, and extrapolated changes to 2055. For modelling, we refined the physical models MTCLIM and SNOPAC to provide water inputs into RIVRQ (river discharge), a model that assesses the streamflow regime as involving dynamic peaks superimposed on stable baseflow. After parameterization with 1960–1989 data, we assessed climate forecasts from six GCMs: CGCM1‐A, HadCM3, NCAR‐CCM3, ECHAM4 and 5 and GCM2. Modelling reasonably reconstructed monthly hydrographs (R² about 0·7), and averaging over three decades closely reconstructed the monthly pattern (R² = 0·94). When applied to the GCM forecasts, the model predicted that summer flows would decline considerably, while winter and early spring flows would increase, producing a slight decline in the annual discharge (?3%, 2005–2055). The ETP predicted similarly decreased summer flows but slight change in winter flows and greater annual flow reduction (?9%). The partial convergence of the seasonal flow projections increases confidence in a composite analysis and we thus predict further declines in summer (about ? 15%) and annual flows (about ? 5%). This composite projection indicates a more modest change than had been anticipated based on earlier GCM analyses or trend projections that considered only three or four decades. For other river basins, we recommend the utilization of ETP based on the longest available streamflow records, and HCM with multiple GCMs. The degree of correspondence from these two independent approaches would provide a basis for assessing the confidence in projections for future river flows and surface water supplies. Copyright © 2010 John Wiley & Sons, Ltd.     

内蒙古自治区重要矿种成矿规律综述

2007~2013年开展的内蒙古矿产资源潜力评价项目,对铁、铜、铅锌、金、银、钨、钼、铬、镍等重要矿种进行了区域成矿规律总结,为矿产资源潜力评价提供了基础资料。文章即是对该项工作部分成果的概括总结。主要进展包括:在全国Ⅲ级成矿区带划分的基础上,首次进行了覆盖全自治区的Ⅳ级成矿亚带的划分,共划分出34个Ⅳ级成矿亚带;对内蒙古铁、铜等11个重要矿种的主要矿床类型及成矿特征进行了概述,对其时空分布规律做了归纳,认为全区70%以上的矿床数量和资源储量均集中在Ⅲ_5、Ⅲ_6、Ⅲ_8、Ⅲ_10和Ⅲ_11五个成矿区带。此外,不同矿种甚至同一矿种,由于成矿地质背景的差异,在不同的三级区带中的分布也不一样。主要成矿期为元古宙和中生代,次为太古宙和晚古生代,不同矿种的重要成矿期也不完全相同。从区域演化的角度探讨了构造与成矿的关系,认为不同的构造演化阶段形成不同的矿床类型和不同矿种的矿床,其中,古大陆边缘裂谷带以白云鄂博式铁_稀土元素矿床为代表,而大兴安岭岩浆岩带则以产出与燕山期中酸性火山侵入杂岩有关的多金属矿产为特点。     

塔里木盆地西南凹陷古新统巨厚海相石膏岩沉积特征及环境意义

塔里木盆地(简称塔,下同)西南凹陷古新世阿尔塔什组发育巨厚层海相石膏岩,夹薄层泥岩、粉砂岩及灰岩,是塔西南凹陷断续海侵环境下多期次蒸发沉积的产物。野外调查显示,该层海相石膏岩出现于皮拉里、阿尔塔什、麻扎塔格及大山口地区的阿尔塔什组露头剖面。石膏岩在凹陷内分布广泛,在西昆仑山前、南天山山前及麦盖提斜坡带均有发育且沉积厚度比较稳定。石膏岩中主要盐类矿物为石膏、硬石膏。扫描电镜分析发现,石膏岩中尚含石盐、钙芒硝及含钾镁的硫酸盐等;石膏岩样品中石盐、石膏、硬石膏等多呈细晶或自形微晶,推测阿尔塔什组沉积期,古盐湖曾出现过富钾卤水;通过对皮拉里剖面石膏岩样品进行地球化学分析,揭示该地区古新世古盐湖演化过程中出现2个相对富钾峰值。在古盐湖演化过程中,由于多期次特提斯海水的侵入,凹陷内部阿尔塔时期发育了碎屑岩—巨厚层石膏岩—碎屑岩的沉积韵律,古盐湖卤水表现为淡—咸—淡的变化规律。伴随着阿尔塔时期4次大规模的海侵,石膏岩沉积从西昆仑山前扩展到麦盖提斜坡地带,海侵范围也逐渐扩大。在阿尔塔什组顶部发育中厚层灰岩,显示在阿尔塔什组沉积晚期,塔西南凹陷沉积环境从●湖相逐渐向浅海相环境演变。     

前陆盆地钾盐矿床成因及模式——以西班牙北部埃布罗盆地为例

前陆盆地蕴藏有巨量的钾盐资源,而对于其内的钾盐矿床成因和模式还欠缺系统的总结。西班牙埃布罗盆地是由于伊比利亚和欧亚块体碰撞而形成的前陆盆地。始新世晚期(约36 Ma)海水完全从盆地退出后,在极端干旱气候作用下,由于碰撞造山导致盆地的封闭作用,在南比利牛斯前陆盆地系统的前渊带(即埃布罗盆地北部)形成了典型的厚层含钾石盐_光卤石的正常海相蒸发岩序列。后期受到构造挤压作用,钾盐地层以盐底劈的形式出露在背斜核部。埃布罗盆地钾盐成因是构造、气候和物源三者耦合作用的结果,与中国库车前陆盆地有很大的相似性。据此,作者建议可重点关注盆地南北盐丘地带苏维依组蒸发岩以及卤水的迁移方向。     

新疆东天山地区土屋和延东铜矿床斑岩叠加改造成矿作用

土屋和延东铜矿床位于东天山大南湖-头苏泉岛弧带南部,是中亚成矿带的重要组成部分。文章根据脉次穿插关系、蚀变矿物组合及矿物共生关系,将土屋和延东铜矿床均划分为斑岩成矿期、叠加改造期和表生期3个期次。土屋铜矿床的铜矿化形成于斑岩成矿期和叠加改造期,而延东铜矿床的铜矿化主要形成于叠加改造期;土屋和延东铜矿床伴生的钼矿化主要形成于叠加改造期。因此,笔者认为前人获得的辉钼矿Re-Os年龄(326.2~322.7 Ma)代表叠加改造期的成矿年龄,该期矿化与石英钠长斑岩((323.6±2.5)Ma)的侵入相关,而斑岩成矿期的矿化与斜长花岗斑岩(339~332 Ma)相关,成矿年龄为341.2~333.9 Ma。叠加改造期的存在,使得斑岩成矿期的蚀变分带可能受到了叠加和破坏。     

中国叠生型铁矿床成矿特征探讨

叠生成矿作用主要是指早期成矿作用被晚期成矿作用叠加、复合和改造。晚期成矿作用的性质常与早期成矿作用不同,也就是说,在早先己有矿床(或矿体、矿源层)的基础上,叠加复合了晚期成矿作用,即成矿时间上有先后、空间产出上有重叠、并对早先形成的矿床进行复杂的复合、叠加和改造,使成矿作用具有多样性、复杂性,并可形成大矿、富矿。铁矿床中叠生成矿作用广泛发育。按矿床或矿体产出和形成的地质特征,中国叠生型铁矿床可分为风化淋滤型、热液叠加改造型和热液叠加复合型3个亚类。风化淋滤型铁矿床在中国分布有限,规模不大,工业利用价值不大,因而中国的叠生型铁矿床主要是指热液叠加改造型和热液叠加复合型两个亚类。热液叠加改造型主要是指早期的铁矿床(或矿体、矿源层)经后期热液叠加改造,使早期的较贫铁矿床(或矿体、矿源层)成为较富铁矿床(或矿体),这是中国BIF型铁矿床中最重要的富铁矿类型,以鞍本地区弓长岭二矿区为典型代表。弓长岭二矿区铁矿,早期在新太古代形成条带状磁铁石英岩(2528 Ma,贫矿石),后期在古元古代,含矿热液交代改造贫铁矿形成富铁矿(1840 Ma)。热液叠加复合型主要是指后期脉型铁(或稀土元素等)矿床叠加在早期(沉积或其他成因)铁等矿床上而形成的矿床,如白云鄂博铁-铌-稀土元素矿床和黔西菱铁矿矿床。白云鄂博铁-铌-稀土元素矿床的形成与火成碳酸岩有关,在中元古代(1.3 Ga)左右,区内火成碳酸岩的侵位,在早期主要形成以岩浆熔离作用为主的铁-铌-稀土元素矿,晚期叠加了加里东期稀土-铌矿化热液脉。古陆边缘构造带或陆内活化带是形成叠生型铁矿床的有利构造空间,较大的地球化学块体,为形成多期、多成因的矿床提供物质来源,叠生型铁矿床的形成明显受构造的控制。叠生成矿是复杂地质过程的一种具体表现。热液叠加改造型和热液叠加复合型的叠生型铁矿床的形成是因中国独特的大地构造环境决定的。叠生成矿作用的研究,尚处在初步阶段。加强对叠生成矿作用的研究,了解其形成的地质背景、成矿机制、作用过程、控矿因素等,对发展矿床学研究,认识区域成矿特征和指导地质找矿具有重要的理论和实际意义。     

河南老湾金矿床上上河矿段矿床地质和成矿流体地球化学

河南桐柏老湾金矿床是桐柏-大别山(北坡)金银成矿带内大型造山带型金矿床之一。文章对该矿床的上上河矿段进行了矿床地质和成矿流体地球化学研究,旨在查明该矿段的流体成矿过程。根据矿脉穿插关系、矿石结构构造、矿物共生组合以及黄铁矿的粒度和晶形,将老湾金矿上上河矿段成矿过程划分为:石英粗粒自形黄铁矿(Ⅰ)、石英细粒半自形-他形黄铁矿(Ⅱ)、石英多金属硫化物(Ⅲ)及石英碳酸盐(Ⅳ)4个阶段。镜下观察显示,矿床中的包裹体类型有含CO_2包裹体(LH_2O+LCO_2+VCO_2)、纯CO_2包裹体(LCO_2+VCO_2)、液相包裹体(LH_2O+VH_2O)及少量含子晶包裹体(LH_2O+VH_2O+S)。第Ⅰ阶段、第Ⅱ阶段和第Ⅲ阶段均可见含CO_2包裹体、纯CO_2包裹体和液相包裹体,有时可见含CO_2包裹体与液相包裹体共存。流体包裹体显微测温结果表明,成矿流体可近似看做中温、低盐度、富CO_2的NaCl-H_2O-CO_2体系,纯CO_2包裹体和液相包裹体所代表的流体可能是由含CO_2包裹体所代表的Na Cl-H_2O-CO_2流体经不混溶形成的,三者在寄主矿物沉淀时,被同时捕获而共存。从第Ⅰ阶段到第Ⅳ阶段,成矿流体温度从303~379℃逐渐降低到138~195℃,盐度w(Na Cleq)从4.07%~9.59%逐渐降低到1.06%~2.74%。在成矿的第Ⅰ阶段成矿流体发生了不混溶作用,而在第Ⅱ阶段和第Ⅲ阶段流体中的CO_2起泡分离再次引发了不混溶作用。从第Ⅰ阶段到第Ⅲ阶段,成矿流体的δ18OH_2O从6.56‰~9.71‰经1.89‰~4.01‰变化到0.08‰,δDH_2O从-78.1‰~-64.2‰经-79.5‰~-76.3‰变化到-72.6‰,表明老湾金矿第Ⅰ阶段成矿流体主要为岩浆热液,第Ⅱ阶段成矿流体中有少量大气降水加入,第Ⅲ阶段成矿流体中大气降水的比例明显加大。     

Characterisation of carbonate minerals from hyperspectral TIR scanning using features at 14 000 and 11 300 nm

Rapid characterisation of carbonate phases in hyperspectral reflectance spectra acquired from drill core material has important implications for mineral exploration and resource modelling. Major infrared active features of carbonates lie in the thermal region around 6500 nm, 11 300 nm and 14 000 nm, with the latter two features being most useful for differentiating mineral species. A scatter diagram of the wavelength of the 14 000 nm feature vs that of the 11 300 nm feature, powerfully differentiates carbonates. Although the wavelength of the 11 300 nm peak is easily measured, the 14 000 nm trough and peak are commonly weak and their wavelengths can confidently be used only after filtering the spectra, e.g. selecting only those with the trough and peak separated by 175–230 nm, typical of common carbonates. The method is demonstrated with drillhole 120R from the Rosebery polymetallic VHMS deposit in western Tasmania, which has been scanned with the HyLogger-3 system. A 14 000–11 300 plot shows a high degree of clustering of the drillhole 120R data close to the library spectra of calcite, dolomite, Fe-dolomite, ankerite, kutnohorite, rhodochrosite, Fe-rhodochrosite and siderite. The interpreted compositions of the carbonate spectral populations strongly correlate with the chemical populations of 144 analysed carbonates and provide a highly resolved spatial framework for interpreting carbonate alteration.     

一幅新的第四纪地质及地貌图的编制——以宁夏与山东为例

为了更好地与生态环境及灾害地质紧密结合,第二代全国区域地质志编制项目规定第四纪地质及地貌图为必编图件之一。图件内容包括第四纪地质体的时代、成因类型、岩性和地貌成因形态组合类型、活动断裂及海侵范围等重要地质内容,同时,附第四纪地质-地貌典型剖面和重要的地貌景点。图件特点:(1)图件的地理底图是首次用数字高程模型(DEM)数据灰度图作背景;(2)第四纪地质内容与地貌成因形态类型同编为一幅图;(3)第四纪地质体的面色用成因类型色表示;(4)地貌部分划分了不同级别成因形态类型和有特色的微地貌景点。总之,图面有立体感,地形高差明显,层次分明,色彩鲜艳,是一幅崭新的图件,可供防灾治理和地质旅游参考应用。     

景洪市嘎栋地热井特征及成井工艺总结分析

景洪盆地内蕴藏有丰富的地热资源。通过对景洪市嘎栋地热资源勘查地热井地质、施工情况及成果进行介绍,结合勘查施工实践,针对地热资源勘查开发、地热钻井施工、成井工艺及钻井过程中地质问题等有关内容进行经验总结并分析,对地热地质条件与地热井施工之间结合进行一些经验探讨,并对现行地热井规范中关于井身结构设计、取水层位确定、单井资源量计算等问题提出一定疑问。旨在通过实践及疑问探讨,力图找出为地热资源勘查开发提供值得借鉴的经验和教训。