地质岩芯科技资源科普化工作探索与实践——以自然资源实物地质资料中心为例

岩芯科技资源科普化是打通地质科研—科普链条的重要途径,本文通过梳理我国岩芯科技资源现状,分析了岩芯科技资源科普化的现实意义,重点阐述了岩芯科技资源在向地质科普转化5个方面的探索与实践,提出了今后岩芯科技资源科普化工作应建立良好政策机制制度、转变科研人员观念、科技知识向科普转化水平、新技术新手段的应用以及做好科普活动的实施总结等5项工作建议。

全国云端地质大标本园建设工作思考——以自然资源实物地质资料中心为例

全国云端地质大标本园平台建设将全国百余座典型矿床的大型矿石标本“搬”到了云上,可为社会公众提供一站式云上虚拟漫游体验,全方位、多渠道了解我国矿产资源、能源知识。文章通过分析全国地质资料馆藏机构、博物馆、科研院所等地质大标本园建设现状,提出了全国云端地质大标本园建设原则及思路,以实物资料中心地质大标本园为建设案例,展示了建设内容与架构,分析总结了全国云端地质大标本园建设前景及社会效益。

松辽盆地国际大陆科学钻探:白垩纪恐龙时代陆相地质记录

过去一百年地球的气候持续变暖,未来地球可能进入两极无冰的温室气候状态。白垩纪是深时典型的温室气候时期,认识白垩纪气候对于理解过去和预测未来气候变化均有重要意义。松辽盆地国际大陆科学钻探以研究白垩纪陆地气候与环境演变、探索大规模陆相有机质富集机理为科学目标,在国际大陆科学钻探计划ICDP框架下,成为全球第一口钻穿白垩纪陆相地层的大陆科学钻探井。项目历时16年,以超97%的取心率获得连续完整的8187 m岩心,建立了松辽盆地陆相白垩系高精度年代地层框架,重建了松辽盆地白垩纪多时间尺度陆地气候旋回与气候事件,揭示了白垩纪湖海平面波动机理,确认了松辽盆地发生过海侵事件。松辽盆地国际大陆科学钻探推动了全球地质学家合作研究白垩纪温室气候,带动了一系列高水平学术成果的产出,为松辽盆地油气勘探可持续发展提供了重要科学支撑,产生了显著的社会效益和重大的国际与国内影响。松辽盆地国际大陆科学钻探代表了探索深时的一个具有里程碑意义的阶段。可以预见,未来借助科学钻探,人类会不断增强对深时气候环境演化等方面的认识。

内蒙古锡林浩特小乌兰沟地区晚石炭世二长花岗岩年代学、地球化学特征及其地质意义

笔者以锡林浩特小乌兰沟地区发育的晚石炭世二长花岗岩为研究对象,开展了岩石学、锆石U-Pb同位素年代学、岩石地球化学等研究,讨论其构造环境,为进一步研究古亚洲洋闭合时限提供新的依据。LA-ICP-MS锆石同位素U-Pb测年结果显示,该花岗岩的侵位年龄为(319.5±1.2)Ma,相当于晚石炭世。岩石地球化学研究表明,该岩石具有高Si、富K、贫Mg、贫Ca、低P和Ti的特征,属于高钾钙碱性、过铝质系列岩石;岩石富含大离子亲石元素Rb和高场强元素Th、Ta、Hf,亏损Sr、Ba、Nb;稀土元素以略富集轻稀土、Eu亏损为特征。地球化学特征反映其为I型花岗岩,来源于下地壳的部分熔融。构造环境判别图解显示该岩体形成于活动大陆边缘环境,表明研究区在晚石炭世期间仍存在洋壳的俯冲作用,暗示古亚洲洋此时尚未闭合。

北山造山带尖山子新元古代早期似斑状花岗岩年代学、地球化学特征及地质意义

笔者报道了北山造山带东缘尖山子地区新元古代早期似斑状花岗岩年代学、地球化学特征,结合已发表的同期花岗质岩石地球化学数据,讨论其源区性质及北山南部前寒武纪基底与塔里木克拉通的亲缘性。似斑状花岗岩两件样品锆石U-Pb年龄分别为(901±5)Ma,(935±3)Ma,表明其形成于新元古代早期。似斑状花岗岩样品发育钾长石斑晶,显示高的SiO2含量(70.41%~76.05%)和过铝质特征(A/CNK=1.01~1.21);具有相似的球粒陨石标准化稀土元素配分曲线并显示轻稀土富集、Eu负异常(δEu=0.30~0.46)和在原始地幔标准化多元素图解上显示Rb、Th、U和K正异常,Ba、Nb、Ta、Sr、P和Ti负异常;具有富集的锆石Hf同位素组成,其ε_(Hf)(t)值为-5.0~-1.4和相应的两阶段Hf模式年龄为2.08~1.86 Ga。这些地球化学特征共同反应似斑状花岗岩为壳源花岗岩,并指示早期地壳的再造事件。结合前人发表的地球化学数据,北山造山带南部前寒武纪基底经历了中元古代地壳新生事件和新元古代早期地壳再造事件,花岗质岩石锆石ε_(Hf)(t)值主要落在2.2~1.3 Ga地壳物质Hf同位素演化区内,指示北山南部不存在太古代基底,因此与具有太古代结晶基底的塔里木克拉通可能不具有构造亲缘性。

世界海洋地质调查发展历程与启示

综合考虑社会发展、文明演进、国家需求、科技进步、人才成长等因素,将世界海洋地质调查发展历史划分为"萌芽期""初创期""发展期""成熟期"和"升级期"5个阶段,探讨了不同阶段海洋地质调查的工作目标、主要特点和标志成果等,在此基础上总结凝练历史发展规律和启示,并结合我国实际提出海洋地质工作发展的相关建议。

藏东川西交通廊道波密至林芝段重大工程水文地质条件及问题研究

为研究藏东川西波密至林芝段重大工程的水文地质条件和存在的主要工程水文地质问题,在参考前人研究成果基础上,通过开展关键钻孔岩心地质编录和野外水文地质调查等研究工作,得出了相关研究结果。结果表明:沿线具有高寒、高陡、高地震烈度、高地应力、高地温、高水压等复杂的地质环境特征,主要存在深埋长大隧道高水压涌突水、断裂带基岩裂隙高压突水、高温热水热害、隧道排水对生态环境影响等四类水文地质问题。易贡隧道外水压力预测值在0.80~3.47 MPa之间,易贡隧道和色季拉山隧道预测涌水量最大值接近或超过10×10^(4)m^(3)/d,拉月隧道附近沿线25个钻孔实测孔底温度在12.5℃~93.5℃。

内蒙古西乌旗早泥盆世Ⅰ型石英闪长岩的发现及其地质意义

内蒙古西乌旗地区位于贺根山古生代结合带南部,是研究古亚洲洋分支洋贺根山古洋盆演化的重要地区之一。该地区泥盆纪岩浆岩发现较少,对泥盆纪贺根山古洋盆的演化研究不够深入。本文对新发现的西乌旗乌和日楚鲁石英闪长岩进行了岩相学、LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学和全岩元素组成研究。结果显示,岩浆锆石^(206)Pb/^(238)U加权平均年龄为(395.8±7.5)Ma(MSWD=1.4,n=8),指示石英闪长岩体形成于早泥盆世。全岩元素组成具有高硅、富钠和偏铝质特征;Rb、Ba、Th、U、Pb和Sr等大离子亲石元素相对富集,Zr、Hf、Nb、Ta和Ti等高场强元素相对亏损;稀土元素总量偏低,轻重稀土元素分馏程度较高,Eu弱负异常。这些特征表明乌和日楚鲁石英闪长岩系I型花岗岩成因;结合Y-Nb和(Y+Nb)-Rb判别图解,反映其形成于与洋板片俯冲有关的火山弧环境。乌和日楚鲁石英闪长岩的发现,指示贺根山古洋盆在早泥盆世时期仍然存在,并可能发生了朝锡林浩特微陆块的南向俯冲消减作用,此认识有别于传统认为的贺根山古洋盆仅存在北向俯冲的观点。

全球锗资源分布供需与产业链发展现状思考

这是一篇矿业工程领域的论文。锗已成为信息通讯、现代航空、现代军事与新能源等诸多高新技术领域不可或缺的战略性稀有金属资源。世界锗资源较为匮乏且分布不均,近96%的锗探明储量集中在美国、中国和俄罗斯等少数国家。作为中国最为重要的战略性优势矿产资源之一,锗在全国14个省(区)均有分布,矿床类型以煤层型和碳酸盐岩容矿型为主,集中分布于大兴安岭、西南三江、川滇黔、长江中下游和南岭等5个成锗区(带)。本文通过分析国内外锗资源禀赋、分布与开发利用情况,研判世界和中国锗产业链的消费形势与供需格局,提出需加大国内重点锗成矿区(带)勘查、开展锗高端材料和应用技术研发,加强锗产业结构优化升级、推动锗二次回收绿色健康良性循环发展等建议。

内蒙古锡林浩特小乌兰沟早白垩世二长花岗岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及其地质意义

通过1∶5万区域地质调查,对中亚造山带南缘内蒙古锡林浩特小乌兰沟地区发育的二长花岗岩进行了岩石学、锆石U-Pb同位素年代学、地球化学等研究。LA-ICP-MS锆石U-Pb测年表明,该花岗岩的侵位年龄为(121.29±0.63)Ma,其形成时代为早白垩世。岩石地球化学研究表明,二长花岗岩具有高硅、富钾、贫镁、贫钙、低磷和低钛的特征,属于高钾钙碱性、过铝质系列岩石;微量元素特征表现为富含大离子亲石元素Rb和高场强元素Th、Ta,而亏损Nb、Sr、Ba;稀土元素以略富集轻稀土、Eu亏损为特征。地球化学特征反映其为A型花岗岩,是陆壳岩石部分熔融的产物。构造环境判别图解表明该岩体具有典型的后造山A2型花岗岩特征,说明早白垩世期间锡林浩特小乌兰沟地区已经处于后造山岩石圈伸展构造环境。

黑龙江老祚山金矿区片麻状花岗岩锆石U-Pb年龄、Hf同位素特征及其地质意义

黑龙江老柞山金矿床是佳木斯地块中北部的大型热液叠加夕卡岩型矿床.对矿区东矿带赋矿片麻状花岗岩进行了LA-ICP-MS的U-Pb定年和Hf同位素分析,共获得3组年龄,分别为697.1±8.0、703.0±8.8和484.7±2.7 Ma.其中前2组为捕获的锆石年龄,暗示佳木斯地块南缘可能存在新元古代的结晶基底.第三组锆石年龄代表片麻状花岗岩结晶年龄.锆石原位Hf同位素测试显示,片麻状花岗岩的εHf(t)值为-2.4^+3.6,TDM2为1620~1390 Ma,指示片麻状花岗岩原岩可能是中元古代陆壳物质重熔.结合区域构造演化,认为片麻状花岗岩可能形成于晚泛非—早加里东期的碰撞造山作用,是麻山群深熔岩浆结晶作用的产物.

新型三维地质建模方法及其在成都—昌都区域建模的应用

在地质研究不断深入和地理空间信息科学蓬勃发展的背景下,三维可视化地质建模技术已成为信息科学与地球科学交叉领域的研究热点。笔者对传统的三维地质建模方法进行研究、改进,形成一种新型的三维地质建模新方法。新型三维地质建模方法主要应用于地质领域,在多源异构地质数据融合、大规模高精度建模、地质网格细分、属性建模技术和遥感图像融合等方面取得了新的进展。笔者以成都—昌都区域为例,以地质钻孔数据、成都图幅、昌都图幅、遥感数据为数据源,利用新一代三维地质建模技术,进行了三维地质建模和可视化显示。成都—昌都区域的三维可视化验证了新型三维地质建模方法的可行性和有效性。同时也为全国重要地质钻孔数据服务平台对社会公开发布覆盖全国31个省(区、市),累计进尺达2.75亿m的110万个重要钻孔数据三维地质建模提供了重要方法。

甘肃酒泉市天仓地区早白垩世介形类的发现及其地质意义

甘肃酒泉市天仓地区地层剖面发现丰富的介形类,计7属18余种,前人将该套地层划为上新统疏勒图组,本次结合化石时代和岩石组合,将其修订为早白垩世赤金堡组,并建立了2个介形类化石组合:下部Cypridea concina-Candona prona-Cypridea zhaobishanensis组合和上部Cypridea concina-Cypridea justa-Darwinulla leguminella组合,根据区域对比,将下部组合的时代厘定为早白垩世Hauterivian期,上部组合的时代厘定为早白垩世Barremian期。根据2个介形类组合的属种分布及化石形态特征的演化特征,对赤金堡组三段沉积期古生态、古气候进行讨论,认为湖盆在Barremian期较Hauterivian期更深广,气候具有变温暖湿润的趋势,这与全球早白垩世气候波动事件有良好的响应。

柴达木西北缘大通沟南山北闪长岩年代学、地球化学特征及其地质意义

大通沟南山北闪长岩岩体位于柴达木地块西北缘,岩石类型为石英闪长岩、闪长岩、花岗闪长岩,具有高硅、富碱、富铝、贫钛特征。A/CNK值为1.52~1.57,均大于1.10,为强过铝质花岗岩;轻稀土富集,重稀土亏损,具负Eu异常,标准化曲线呈明显的右倾型;富集Rb、Th、K等大离子亲石元素和轻稀土元素,相对亏损Nb、Ti、Y、Yb等高场强元素,Sr、P、Ti元素呈“V”型谷,具有明显亏损。通过对地球化学研究,表明岩浆来源于以砂屑岩为主的壳幔混合源,岩体成因类型属Ⅰ-型花岗岩;LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果为(270±3)Ma(MSWD=0.076),系早—中二叠世岩浆活动的产物,形成于俯冲环境下的岛弧花岗岩。

内蒙古锡林郭勒盟东乌珠穆沁旗万宝组孢粉组合的发现及其地质意义

内蒙古锡林郭勒盟东乌珠穆沁旗阿拉坦合力公社果勒半沟剖面原大磨拐河组上部首次发现大量孢粉化石,经鉴定计有38属82种,可确定为Cyathidites-Quadraeculina-Neoraistrickia组合,该组合见较多的中侏罗世早期常见分子,通过对比确定其时代为中侏罗世早期,并据此将该套岩石组合从原白垩纪大磨拐河组解体出来。通过地质时代对比,结合岩石地层特征,将该套地层重新厘定为中侏罗统万宝组上部。通过对万宝组孢粉组合的生态习性的研究,该时期研究区的古植被类型为针-阔混交林,古气候属于亚热带半干旱-半湿润气候,偏湿润。此外,该孢粉组合与中国北方侏罗纪第一次升温事件期间的孢粉在面貌特征上极相似,为古植被在中国北方侏罗纪第一次升温事件上的响应。

鄂尔多斯盆地东北部砂岩型铀矿伴生矿物组合及其地质意义

特征矿物是地质作用的直接记录,研究铀矿物伴生组合类型和特征为探讨铀矿床成因提供直接信息。本文以鄂尔多斯盆地东北部杭锦旗‒纳岭沟地区含铀岩系中侏罗统直罗组为研究对象,通过岩心观察、显微观察、扫描电镜和电子探针分析等,系统研究了含铀砂岩中铀矿物种类、赋存特征及典型矿物伴生组合类型,在此基础上,结合铀成矿过程中流体作用探讨了铀成矿机理。取得的主要成果和认识如下:(1)研究区含矿目的层最主要的矿物类型为铀石,与铀矿物相关的矿物组合包括:莓球状黄铁矿‒铀石、黑云母‒它形黄铁矿‒铀石、胶状黄铁矿‒铀石、钛铁矿‒锐钛矿‒铀石、高岭石‒铀石、蒙脱石/伊蒙混层‒铀石、方解石‒铀石、有机质‒铀石和石英‒铀石9种;(2)研究区成矿环境经历了成岩期的中性‒弱碱性氧化环境→弱酸性氧化环境→成矿早期的弱酸性还原环境→成矿中‒晚期的弱碱性还原环境→成矿期后的碱性还原环境的转变;(3)铀矿物的富集可以分为5个阶段:①早期预富集的碎屑铀;②石英颗粒边缘富集的沥青铀矿;③莓球状、它形、胶状黄铁矿、高岭石、钛铁矿边缘沉淀富集,与酸性还原流体有关的铀石;④与石英、方解石、蒙脱石/伊蒙混层等伴生,与碱性还原流体有关的铀石;⑤与莓球状黄铁矿、胶状黄铁矿、方解石伴生的受中低温热液改造的铀石。综上所述,研究区主成矿作用受酸性和碱性还原流体共同控制。

西藏易贡湖流域地表水水化学特征及其控制因素

为探究易贡湖流域地表水水化学特征及其控制因素,以藏东南易贡湖流域为研究对象,采集了26组地表水样,绘制了水样点主要离子线性变化趋势图、Gibbs图及Piper三线图等,运用相关分析、线性趋势分析、数理统计和离子比等方法。分析了研究区地表水主要离子特征及其控制因素,揭示了研究区地表水水中的主要物质来源。结果显示:易贡湖流域地表水阳离子主要为Ca^(2+)、Mg^(2+),K^(+)和Na^(+)含量较低,4种阳离子的含量关系为:Ca^(2+)>Mg^(2+)>Na^(+)>K^(+),阴离子主要为HCO_(3)^(-)、SO_(4)^(2-)和Cl-,NO_(3)^(-)和F^(-)含量较低,阴离子含量关系为:HCO_(3)^(-)>SO_(4)^(2-)>Cl->NO_(3)^(-)>F^(-),H_(2)SiO_(3)浓度值变化平稳,围绕6.9 mg·L^(-1)上下波动变化,pH值沿程变化平稳,在7.84~8.37之间,水体属于弱碱性。Ca^(2+)、Mg^(2+)和HCO_(3)^(-)是构成易贡湖流域地表水中的3种主要离子,水化学类型以HCO_(3)^(-)Ca·Mg或HCO_(3)^(-)Ca型为主。岩石溶滤作用是主要控制因素,阳离子交替吸附作用和蒸发浓缩作用均相当微弱,人为活动影响十分有限。

贺根山缝合带南侧西乌旗哈尔敖包早石炭世二长花岗岩的发现及其构造意义

内蒙古西乌旗地区新发现的哈尔敖包二长花岗岩体出露于贺根山缝合带南侧,厘定该岩体的形成时代、岩石成因和构造环境对探讨古亚洲洋贺根山洋盆的构造演化具有重要意义。哈尔敖包二长花岗岩LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果为327.7±2.6 Ma,形成于早石炭世,并非前人推测的中二叠世;岩石富硅(SiO_(2)平均值为76.04%)、碱(K_(2)O+Na_(2)O平均值为8.82%)、铝(Al_(2)O_(3)平均值为13.44%)及Rb、Pb、Th、U、Ta、LREE,低镁、铁、锰、钙、钛、磷(P_(2)O_(5)平均值为0.03%)及Sr、Eu、Nb、Ti、HREE,铕负异常较明显(δEu平均值为0.30)。岩石地球化学研究表明,哈尔敖包二长花岗岩显示Ⅰ型花岗岩特征,形成于同碰撞向后造山转换阶段的初始伸展构造环境,Zr/Hf、Nb/Ta比值及岩石分异指数(DI=94.93~96.81)显示岩浆在侵位过程中经历了较强的分异演化。结合区域研究成果,哈尔敖包早石炭世二长花岗岩体的识别与确定,表明西伯利亚板块南缘与锡林浩特微陆块可能在早石炭世早期发生了短暂碰撞造山作用,标示着古亚洲洋贺根山洋盆在早石炭世早期短暂性闭合后,于早石炭世晚期又快速打开并进入俯冲消减阶段,呈现出多旋回演化的特征。

兴凯湖西部土壤-植物系统中硒含量特征、成因来源及迁移转化主控因素

硒及其有机化合物对生物体具有重要的生物活性和特殊的保健功能,开展富硒土壤硒成因来源和迁移转化研究,对富硒土地利用和富硒功能产品研发具有重要的科学和经济意义。基于区域地质特征、土壤数据和植物籽实数据,开展土壤硒空间分布和成因来源研究,运用地统计学、相关性、生物富集系数等方法探讨硒在土壤-植物系统中的迁移转化主控因素。土壤Se含量为0.11~0.70 mg/kg,均值为0.37 mg/kg,含量特征及空间分布主要受成土母质控制;富锦组黑色岩系是形成富硒土壤的物质基础和Se元素的最初来源,后期有利的古气候环境演化促进了黑色岩系的持续风化,为土壤提供了丰富的硒源;植物富集能力BCF水稻/土壤>BCF玉米/土壤,籽实Se平均含量为Se水稻>Se玉米,含量与土壤理化指标相关性揭示,硒在土壤-植物系统中迁移转化受土壤矿物组成及土壤环境等因素制约。土壤硒主要来源于富锦组黑色岩系及其风化物,硒在土壤-植物系统中迁移转化主控因素为粘土矿物的吸附/解析作用;划定天然富硒土地6550.68 hm^(2),为富硒土地科学利用和富硒功能产品开发提供地学依据,有效支撑服务地方经济发展和疾病预防。

川西高原毛垭坝盆地全新世气候变化

在西风带、东亚季风和印度季风的共同影响下,青藏高原不同区域全新世气候变化过程存在显著差异,加强不同区域古气候变化研究对重建青藏高原全新世气候变化过程及理解其变化机制具有重要意义。以青藏高原东部川西高原理塘县毛垭坝盆地全新世地层为研究对象,在14C测年的基础上,通过沉积环境和多个古气候代用指标的分析,重建了全新世气候变化过程。毛垭坝盆地早-中全新世冰水湖沉积物覆盖在末次冰期冰碛物之上,晚全新世为冲洪积物。全新世沉积物在筛除砾石(粒径>2 mm)后的粒度组成以中粉砂以下粒级(粒径<32μm)为主,占比多>80%,是冰川磨蚀作用的产物。磁化率在古土壤层明显增大,结合粒径<1μm粒度组分的出现,可能说明成壤作用生成的强磁性矿物是磁化率值增大的原因。在冰水湖还原环境中磁化率值显著减小,可能与磁性矿物溶解有关。结合总有机碳(TOC)和色度参数的综合分析表明,毛垭坝盆地早全新世气候温干,中全新世暖湿,晚全新世温干,这一变化过程与青藏高原东部全新世气候变化总的趋势相符。在晚全新世气候温干的趋势下,毛垭坝盆地在2 700 a BP古土壤发育,气候温湿。