沟谷型泥石流特征参数的等代面积递归精细求解

为解决“沟谷型”泥石流在不规则断面处特征参数的精细求解问题,笔者以曼宁公式为基础,建立“等代”面积递归逼近的数学模型,实现了最深泥位、流体速度、威胁范围的求解计算,其结果比较符合实际。利用该模型在豫西某泥石流受威胁对象段任取10个断面进行研究分析:①计算出10年一遇、20年一遇、50年一遇、100年一遇等降水概率工况下最深泥位、流速、行洪断面大小,研究其随雨强大小的演变规律。②定量分析了各断面泄洪能力强弱。③结合泥石流强度判定标准对所选区域进行危险度分区,划分了极高危险区、高危险区、中危险区、低危险区。该模型不仅可以为预测泥石流各项指标提供基本参数,而且可为灾害防治提供科学依据。研究成果对泥石流的精细化防治方面具有重要支撑作用。

上黑龙江盆地金属矿成矿系统

上黑龙江盆地位于额尔古纳地块东北部,上黑龙江Au-Cu-MoⅢ级成矿带上,成矿条件十分优越。上黑龙江Au-Cu-Mo成矿带经历了蒙古—鄂霍茨克洋俯冲增生、挤压碰撞的复合造山过程,多幕式构造—岩浆活动频繁,发育有与燕山期中酸性侵入活动有关的铜、金、钼矿床成矿系统.

河南栾川县钼矿区周边农田土壤重金属污染特征与健康风险评价

【研究目的】栾川县是中国典型钼矿集中开采区,查清钼矿区周边农田土壤重金属污染状况对区域环境污染防治、矿山生态修复以及矿业可持续发展具有重要意义。【研究方法】在典型钼矿区周边赤土店镇范围内农田采集表层土壤样品54件,分析其重金属Cd、Cu、Zn、Pb、Hg、As、Cr、Ni含量及空间分布特征,采用地累积指数法、潜在生态风险指数法、健康风险指数法开展重金属污染评价、生态风险及健康风险评估。【研究结果】研究区农田土壤中Cd、Cu、Zn、Pb含量平均值超过农用地土壤污染风险筛选值,是区域农田土壤主要污染重金属元素,As仅个别点位超标,Hg、Cr、Ni未超标;空间分布特征显示:钼矿开采集中区较近的A区是Cd、Cu、Zn、Pb含量高值的主要分布区,随着距离的增大,到B区和C区,含量呈逐渐降低趋势,元素超标率A区>B区>C区;以河南省表层土壤背景值为标准,Hg、As、Cr、Ni地累积指数平均值均小于1,表现为无污染至轻污染,Cd、Cu、Zn、Pb污染较为严重,Cd达到中污染至重污染,Cu、Zn、Pb主要为轻污染至重污染水平,污染程度Cd>Pb>Zn>Cu,其中A区污染程度最高,B区次之,C区相对较低;重金属潜在生态风险以轻微生态风险为主,少量为中等生态风险,其中A区潜在生态风险高于B区和C区,以Cd元素最为突出;研究区农田土壤中各元素非致癌健康风险指数均小于1,从大到小依次为Cr>As>Pb>Ni>Cd>Cu>Zn>Hg,致癌健康风险指数均小于1×10^(-4),从大到小依次为Ni>Cr>As>Cd,属于可接受风险水平,其中儿童的致癌和非致癌健康风险指数均高于成人。【结论】钼矿区周边农田土壤中Cd、Cu、Zn、Pb存在一定程度的污染,达到中污染至重污染水平,但整体生态风险较低,非致癌和致癌健康风险均在合理范围内,人群受土壤中重金属的影响患癌症和非致癌疾病的风险较低,其中儿童对重金属更为敏感,更容易受到重金属危害,因此需要加强保护。

上黑龙江盆地二十一站岩体角闪石和黑云母成分特征及成岩成矿意义

二十一站岩体位于黑龙江省东北部大兴安岭地区塔河县境内,该岩体产出的岩石类型包括早白垩世二长岩和石英二长斑岩及早侏罗世花岗岩和二长岩等,在该岩体中已发现斑岩型铜金矿床,但是该岩体形成的物理化学条件和岩石成因尚不清楚,不同岩性岩浆岩的成矿潜力也不明确。鉴于此,本文以二十一站岩体中不同时代的花岗岩、二长岩、石英二长斑岩的黑云母和角闪石为研究对象,结合偏光显微镜、电子探针背散射图像和电子探针化学成分,对该岩体的岩石学、矿物学特征进行了研究,并对岩浆结晶的物理化学条件、岩石成因和成矿意义进行了探讨。结果显示:早白垩世二长岩中角闪石化学成分显示:角闪石富钙(CaO 11.21%~11.78%)、富镁(MgO 13.61%~14.85%)、贫钠(Na2O 0.80%~1.11%)和贫钾(K2O 0.40%~0.54%),属于镁角闪石,结晶温度为704.92~805.58℃,平均温度为761.82℃,压力为73.83~115.93MPa,对应岩浆侵位深度为2.8~4.4km,结晶时岩浆氧逸度为△NNO+1.63,含水量为H2O=4.92%,反映出岩浆结晶时高温、高氧逸度、富含水分、浅侵位的特征。黑云母的Fe2+/(Fe2++Mg)比值比较均一,反映黑云母未遭受后期流体改造,均为原生岩浆成因的黑云母。其中早侏罗世花岗岩和二长岩所代表的A类黑云母化学成分上富铁(TFeO 19.92%~22.42%)贫镁(MgO 7.99%~10.46%),属于铁质黑云母,早白垩世二长岩和石英二长斑岩所代表的B类黑云母相比于A类黑云母更富镁(MgO 12.38%~14.45%)和钛(TiO21.90%~2.75%),贫铁(TFeO 16.64%~17.97%)和铝(Al2O315.00%~16%.79),属于镁质黑云母。A类和B类黑云母对应岩浆结晶温度分别为720~740℃和750~780℃;压力为202.20~443.49MPa和158~231MPa,对应岩浆侵位深度为6.67~14.64km和5.24~7.24km;结晶时岩浆氧逸度分别为10-15~10-16和10-12~10-13;岩浆来源为壳源,且B类黑云母对应岩浆有地幔物质参与。因此,可以认为二十一站岩体中早白垩世二长岩和石英二长斑岩具有中高温,高氧逸度应含水量,岩浆主要来源于地壳物质的部分熔融,并有部分地幔物质参与,侵位深度较浅的特点,具有形成大型斑岩矿床的潜力。早侏罗世花岗岩和二长岩氧逸度相对较低,侵位较深,物质来源为地壳,因此不具备成矿潜力。

额尔古纳地块北东部二十一站岩体花岗岩类岩石成因与构造环境

二十一站岩体位于中亚造山带东段额尔古纳地块北东部上黑龙江盆地Cu-Au成矿带内,经过多年勘查研究,岩体中已发现斑岩型铜金矿化,但由于未进行系统工作,在物质来源和岩浆演化方面尚未取得重大突破。本研究对二十一站岩体系统采样,进行锆石U-Pb年代学、岩石地球化学、Sr-Nd-Pb同位素研究。结果显示,二十一站岩体岩浆活动大致分2个阶段,花岗岩、石英正长岩和二长花岗岩形成于186.5~206.9 Ma,属于晚三叠世-早侏罗世;石英二长斑岩和石英二长岩形成于127.6~133.2 Ma,属于早白垩世。岩体2个阶段花岗岩类岩浆岩主要为高钾钙碱性系列-钾玄岩系列,为Ⅰ型花岗岩。微量元素方面,样品富集大离子亲石元素(Rb、Th、K、Pb等),Pb具有明显正异常,亏损高场强元素(Nb、Ta、Ti、P等),表现出弧岩浆或主动大陆边缘岩浆的特征。稀土元素方面,样品表现为轻稀土元素富集,重稀土元素亏损的平滑右倾型分配模式,具有轻微的Eu负异常(0.62~0.90),LREE/HREE值为9.48~14.81,(La/Yb)N值为11.57~23.22,轻、重稀土元素分馏明显,表明岩浆经历了强烈的分离结晶作用。锆石Hf同位素和岩石Sr-Nd-Pb同位素表明,二十一站岩体岩浆源区具有壳源性质,并有部分地幔物质参与。结合区域构造演化历史,本研究认为二十一站岩体晚三叠世-早侏罗世岩浆岩形成于蒙古-鄂霍茨克洋向额尔古纳地块俯冲环境下,早白垩世岩浆岩形成于鄂霍茨克洋闭合后,陆陆碰撞造成增厚下地壳的拆沉引起的局部伸展环境。

豫西成矿带潭头盆地金矿区农田土壤重金属污染及来源解析

为查明豫西成矿带潭头盆地金矿区农田土壤重金属污染特征及污染来源,在该盆地农田中系统采集土壤样品,分析土壤中的重金属含量,采用聚类分析和主成分分析/绝对主成分分数(PCA/APCS)受体模型对污染源进行解析并计算污染源贡献率。结果显示:研究区农田土壤重金属Hg、As、Cr、Ni、Cu、Pb、Zn、Cd含量平均值均低于农用地土壤污染风险筛选值,整体土壤污染风险较低,仅部分样品Hg、As、Cu、Pb、Zn、Cd含量超过风险筛选值;Pb、Zn和Cd主要呈区域性污染,其他重金属元素主要呈孤立点状污染。Hg、Cd、Pb变异系数达到强变异水平,表明潭头盆地农田土壤中Hg、Cd、Pb元素受人类活动干扰比较强烈。综合聚类分析、主成分分析及空间分布特征,8种重金属主要来源于4类污染源:Cu、Pb、Zn和Cd污染来源于交通源(PC1);Cr和Ni污染来源于自然源(PC2);As污染来源于与金矿开采和尾矿堆存相关的矿业源(PC3);Hg污染来源于与小作坊汞溶解炼金相关的矿业源(PC4)。

唐英与御窑厂的管理

唐英是清代著名的督陶官,唐英督陶时期,无论是造型装饰、烧造工艺都是冠绝一时,甚至被誉为"国之瑰宝",进入御窑的"黄金时代"。这一成就的取得是与他在长达二十七年的督陶生涯中亲身实践、体察民情、恤工慎帑,采取了一系列革新陶政的措施,实现对御窑厂的有效管理有关。

漠河盆地二十二站组砂岩年代学、地球化学及其地质意义

漠河盆地位于蒙古-鄂霍茨克褶皱带中的额尔古纳微板块的北缘,地处西伯利亚板块与华北板块碰撞拼合部位。二十二站组是漠河盆地中生代沉积地层之一,前人对其形成时代和物源进行了探讨,但仍存在很大争议,本文在前人研究的基础上,通过碎屑锆石年代学和岩石地球化学再次厘定其形成时代,并对物源及源区大地构造背景进行探讨。碎屑锆石年代学研究表明,二十二站组碎屑锆石大部分为岩浆结晶锆石,少部分锆石颗粒为增生-混合型锆石,显示出经历了后期构造-热事件改造。此外,少部分锆石颗粒磨圆好,显示出其经历了多次搬运、沉积过程的特征,从而指示早先形成的古老沉积岩为二十二站组提供了物源。获得最年轻的锆石年龄为134±1Ma,结合前人区域地质调查报告中发现了时期的古生物化石,将二十二站组的沉积下限限定为早白垩世早期,同时也说明了研究区存在早白垩世早期火成岩物源。主、微量元素构造环境判别及物源分析揭示二十二站组物源主要为活动大陆边缘及大陆岛弧环境的上地壳长英质、安山质源区,并混有下地壳深部物质(基性岩)。锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果表明,二十二站组碎屑锆石有随着时代变新锆石保存数量增多的趋势,其年龄分布整体上可被划分为四个时期:新太古代(2711±10Ma,N=1),说明额尔古纳地块存在新太古代的基底信息;中元古代-古元古代(2428~1238Ma,N=11),指示兴华渡口岩群为二十二站沉积物提供了部分物源;新元古代(921-561Ma,N=7),是晋宁期古亚洲洋向额尔古纳-兴安地块俯冲形成大陆岩浆弧(活动大陆边缘)构造事件在研究区的记录;中生代-晚古生代(540-134Ma,N=280),是蒙古-鄂霍茨克洋俯冲、闭合过程中形成的花岗质岩浆在研究区的物质记录,且显生宙花岗岩质岩浆为二十二站组提供了最为丰富的物源。

上黑龙江盆地虎拉林早白垩世岩体锆石U-Pb年代学、Hf同位素及地球化学特征研究

上黑龙江盆地虎拉林金矿床位于兴蒙造山带东段大兴安岭北部额尔古纳微地块北缘,夹持于蒙古鄂霍茨克缝合带与得尔布干断裂之间,其矿体主要赋存于隐爆角砾岩中,与早白垩世岩浆活动形成的花岗斑岩、石英斑岩关系密切。本文采用LA-ICP-MS锆石U-Pb定年方法,获得花岗斑岩岩体结晶年龄为141.7±1.1 Ma(MSWD=0.086)、石英斑岩(2件)岩体结晶年龄为144.9±0.56Ma(MSWD=0.580)和142.6±0.74 Ma(MSWD=0.077),两者均为早白垩世岩浆活动产物。两岩体锆石εHf(t)分别介于-4.14~0.16、-2.25~1.37,且大部分数据位于球粒陨石演化线之下,两阶段模式年龄(tDM2)分别为987.08~1259.04 Ma、908.38~1138.56 Ma。岩石地球化学特征显示,花岗斑岩w(SiO2)为66.21%~66.70%,w(Al2O3)为15.18%~15.45%,w(Na2O+K2O)为7.56%~8.17%,铝饱和指数A/CNK为1.03~1.06,显示弱过铝质高钾钙碱性-钾玄岩序列;石英斑岩w(SiO2)为66.34%~68.25%,w(Al2O3)为13.77%~15.05%,w(Na2O+K2O)为6.76%~9.06%,在SiO2-K2O图解中,落入钾玄岩序列范围内。花岗斑岩、石英斑岩ΣREE分别为71.07×10-6~97.92×10-6、135.53×10-6~156.15×10-6,(La/Yb)N分别为24.87~26.81、31.33~40.62,均表现轻稀土(LREE)相对富集、重稀土(HREE)相对亏损的右倾曲线特征,且轻、重稀土分馏明显;δEu分别为0.65~0.88、0.41~0.50,后者较前者铕负异常明显;两岩体均相对富集Rb、K等大离子亲石元素(LILEs)、LREE及U等不相容元素,强烈亏损Nb、Ta、Ti、P等高场强元素(HFSEs)。岩石成因类型判别图显示上黑龙江盆地虎拉林早白垩世侵入岩为Ⅰ型花岗岩,形成于蒙古-中朝大陆与西伯利亚大陆后碰撞环境,由挤压转为伸展的构造背景下,可能是蒙古-鄂霍茨克造山带陆陆碰撞期间加厚古老地壳拆沉、部分熔融,并受到幔源物质或新生地壳熔融混染的产物,进而限制了蒙古-鄂霍茨克洋至少在144.9Ma以前已经完全闭合。

微动勘探与高密度电法在小尺度老采空区探测中的应用

栾川县赵庄村一带的油页岩老采空区对当地人居环境产生了一定威胁,但其规模小、分布复杂,人员聚居干扰多,探测难度大。为了有效探测该采空区,提出了将微动勘探与高密度电法结合的综合探测方法。通过数据采集与处理获得二维视速度与电阻率剖面,结合实际地质情况,将电阻率剖面上近似层状分布的中等电阻率层推断为油页岩富含层位,将视S波速度剖面上对应该层位处的横向上的低速异常区解释为油页岩采空区。钻探验证结果表明物探解释结果与实际情况基本相符,证明该组合方法可有效探测小尺度老采空区,且抗干扰能力强,施工效率高。

豫西金矿集区矿业活动对周边农田土壤重金属影响研究

矿业活动会促进重金属向生态系统扩散,并在周边农田土壤中累积而引发潜在生态风险。豫西金矿集区矿业生产历史悠久,但在长期的矿产资源开采、选冶、加工生产过程中,缺乏对矿区周边农田土壤重金属元素的累积、空间分布和生态风险的关注,矿业活动对环境的影响程度尚不清楚。为掌握该矿集区矿业活动对周边农田土壤重金属的影响程度,支撑服务矿集区生态修复和周边农业安全生产,本文在金矿集区周边农田采集375件土壤样品,采用冷蒸气原子荧光光谱法(CV-AFS)、氢化物发生原子荧光光谱法(HG-AFS)、电感耦合等离子体发射光谱/质谱法(ICP-OES/MS)检测了样品中Cu、Pb、Zn、Ni、As、Hg、Cd、Cr重金属元素含量。用地累积指数法和潜在生态风险指数法研究了矿集区周边农田土壤中重金属元素的累积特征、空间分布和生态风险,分析评价了矿集区矿业活动对周边农田土壤重金属的影响。研究结果表明:(1)矿集区周边农田土壤中Cu、Pb、Zn、Ni、As、Hg、Cd、Cr含量平均值都低于国家农田土壤重金属污染风险筛选值,但均高于背景值,分别是背景值的1.47、3.24、2.06、1.05、1.03、1.52、2.77、1.07倍,但都低于农田土壤重金属污染风险筛选值。(2)区内重金属元素空间变异系数(CV)顺序为:Pb(90.72%)>Hg(85.25%)>Cd(65.65%)>Zn(44.0%)>Cu(33.66%)>As(31.72%)>Ni(24.23%)>Cr(13.61%)。Pb、Hg、Cd具有相对较高的变异系数,且分布位置均在矿业活动场所周边,显示矿业活动等外缘因素是引起重金属元素累积的主导因素。(3)8种重金属地累积指数分别为-0.1、0.74、0.33、-0.56、-0.60、-0.29、0.62、-0.49,其中Cu、Ni、As、Hg、Cr元素未累积,Cd、Pb、Zn元素为中等累积。(4)8种重金属单因子潜在生态危害指数平均值介于2.06~83.62,综合潜在生态风险指数平均值为192.07,整体表现为中等潜在生态风险。本研究揭示:(1)长期的矿产资源开发是造成Cd、Pb、Zn局部累积的主要因素,Ni、Cr、Cu、As、Hg以自然背景因素为主。(2)虽然研究区农田土壤重金属污染程度目前尚不严重,但仍需加强源头防控,避免重金属元素在土壤中进一步累积。

上黑龙江盆地虎拉林金矿床硫、铅同位素特征及其成因探讨

虎拉林矿床位于中亚造山带东段额尔古纳地块之上,处于上黑龙江盆地西侧,东与砂宝斯、老沟等金矿床相邻。矿床载金矿物主要为薄膜状、粒状及脉状黄铁矿,成矿与早白垩世花岗斑岩、石英斑岩及隐爆角砾岩有密切联系。在对矿床详尽的野外工作基础上,通过对金属硫化物硫、铅同位素分析研究,探讨成矿物质来源,揭示矿床成矿规律。研究结果表明,上黑龙江盆地虎拉林矿床矿石及围岩中黄铁矿δ34SV-CDT分布于0.7‰~2.2‰,平均为1.18‰,集中于1.0‰左右,呈塔式分布,显示主要为岩浆硫特征;铅同位素206Pb/204Pb、207Pb/204Pb、208Pb/204Pb值分别为18.468~18.511、15.578~15.625、38.215~38.370,分布范围较小,且具有造山带铅特征。铅同位素μ值为9.41~9.50,均小于9.58;ω值为35.04~35.93,均值35.49,小于正常铅ω值;Th/U为3.60~3.66,显示出具有壳幔混源特征;在铅同位素构造环境判别图中,显示出具有下地壳部分熔融的特征;Δγ-Δβ图解显示矿床铅来源于上地壳与地幔混合带俯冲岩浆作用成因的铅同位素源区。综合矿床类型、矿体产出特征、矿体及围岩硫、铅同位素特征认为,虎拉林金矿区成矿物质主要来源于下地壳物质熔融形成的深部岩浆,同时存在上地幔与上地壳部分熔融物质的参与,成矿过程与早白垩世岩浆活动关系密切,形成于蒙古—鄂霍茨克洋闭合后伸展环境背景下。

甘肃阳山金矿区构造变形特征

甘肃阳山金矿位于西秦岭造山带南缘的勉略构造带内,区内构造-岩浆演化复杂,成矿地质条件优越。为查明复杂构造变形对阳山金矿成矿的控制和影响,本文对矿区内大量宏观及微观尺度构造变形进行测量统计,运用构造解析的原理方法,结合古应力差值估算及电子背散射衍射(EBSD)技术开展研究,得到以下结果:区内线理优选产状108°∠6°;紧闭褶皱枢纽优选产状110°∠18°;面理优势倾向为NNE向,平均产状45°∠50°;区域构造主应力方向为NNE向;韧-脆性显微构造变形指示区域主应力方向为18°~330°;石英动态重结晶法估算古应力差值为37.21~44.39 MPa;石英EBSD实验得到中低温组构模型(350℃~550℃);宏观及微观变形均指示由北向南的逆冲剪切指向。通过大量流体发育及韧性变形推测阳山金矿区构造变形具韧性通道流的特点,体现为一系列具韧-脆性变形特征的复式褶皱组合。

“棕色地带”研究综述

棕色地带既是一个环境问题也是一个城市问题,更是一个社会问题,本文简要介绍了棕色地带的含义及其产生的背景,并对当前国内外学界对该问题的研究做一简要综述,以期起到一个抛砖引玉的作用。