新工科背景下地球化学课程教学改革的探索与实践

地球化学作为地质类本科专业的核心基础课程,其教学改革与实践受到了广泛关注。本文综述了国内外多所高校在地球化学及相关课程教学方面的改革探索,旨在为我国地球化学课程的教学改革提供参考和启示。通过分析新工科的内涵和地球化学学科的重要性,本文提出了一系列地球化学课程教学改革的建议,包括明确地球化学课程的学科定位、转变教学理念、优化教学方法以激发学生兴趣,以及采用多元化的考核方式。这些措施强调以学生为中心,理论与实践相结合,并充分利用网络资源和学术热点,以提高教学质量和学生的学习积极性,培养学生的创新能力和实践技能,以期培养适应新时代需求的卓越工程科技人才。

川中地区震旦系“葡萄花边”白云岩的形成时代与成因

四川盆地震旦系灯影组是重要的油气勘探开发层系,复杂的成岩演化和多期流体活动导致多种类型的白云岩形成。揭示震旦系白云岩的形成时代和成因不仅可以为四川盆地震旦系下一步的油气勘探提供更加充实的科学依据,也可为理解全球大规模存在前寒武纪白云岩的原因提供有益启示。本文针对川中地区震旦系灯影组“葡萄花边”白云岩的形成时代和成因进行了综合研究。岩相学研究表明,“葡萄花边”白云岩充填于藻白云岩的孔隙内,向内对称生长,结晶程度明显好于藻白云岩。在岩相学的基础上,利用激光剥蚀-电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)微区原位U-Pb定年确定其形成时代,研究结果表明:川中地区震旦系灯影组“葡萄花边”白云岩形成时代为530±12Ma~502±12Ma,略新于灯影组地层年代。结合微量元素分析以及碳-氧-锶同位素数据,对川中地区震旦系灯影组“葡萄花边”白云岩进行成因分析。结果表明,其稀土元素总量(∑REE)相对较低(0.680×10^(-6)~8.963×10^(-6)),δ13 C VPDB(-0.1‰~1.7‰)略低于与同时期海水沉积白云岩的碳同位素值,δ18 O VPDB(-2.3‰~1.4‰)略高于与同时期海水达到氧同位素平衡的白云岩氧同位素值,87 Sr/86 Sr值(0.70876~0.70909)基本落入同时期海水范围。稀土元素配分总体为水平的模式,所有样品表现出Ce负异常。表明其形成环境既非海水沉积环境,也不完全是表生大气水岩溶条件。综合上述特征,推断川中地区震旦系灯影组“葡萄花边”白云岩是在震旦纪末-寒武纪早期海平面高频低幅度波动这一背景下,灯影组地层多次暴露与淹没,形成岩溶裂缝和孔洞的同时在溶蚀空间内结晶形成。残留孔洞为其后流体活动、油气充注提供了储集空间。本研究为认识川中地区震旦系灯影组“葡萄花边”白云岩成因、震旦纪末-寒武纪早期水化学条件、及超深层油气勘探开发提供了有益参考。

杭锦旗地区二叠系储层油气成藏期次及流体势特征

杭锦旗地区是鄂尔多斯盆地北部重要的含油气区,油气成藏期次及流体势研究有利于探究油气充注的世代以及流体势的分布特征,并进一步判定成藏期油气的运移方向。本文以什股壕区块和十里加汗区块5口井的二叠系下石盒子组盒一段储层砂岩为研究对象,基于流体包裹体分析厘定油气成藏期次,并结合流体势理论计算研究区关键成藏期的流体势并揭示油气的运移方向。研究结果显示:什股壕区块盒一段储层油气的成藏时间为132~102 Ma;十里加汗区块盒一段储层油气的成藏时间为132~101 Ma。杭锦旗北部的什股壕盒一段储层油气的流体势为18 128~22 872 J/kg;杭锦旗南部的十里加汗区块盒一段储层油气的流体势为22 975~27 153 J/kg。本文认为研究区二叠系盒一段储层油气成藏时间在早白垩世,十里加汗区块整体的流体势要高于什股壕区块,油气具备由南部向北部运移的趋势。

鄂尔多斯盆地杭锦旗地区断控气藏差异

鄂尔多斯盆地杭锦旗地区泊尔江海子断裂南北地区工业气流井分布与烃源岩演化程度不匹配,且该断裂南北地区天然气成藏期次存在差异。本文在烃源岩演化史和断裂发育史的基础上,结合天然气组分碳同位素、天然气干燥系数、流体包裹体特征以及断层在不同方向上的封闭性,对断裂南北地区天然气的来源、成藏期次、成藏时间以及运移通道进行对比。结果表明:天然气组分碳同位素符合“正碳同位素序列”特征,即δ^(13)C_(1)<δ^(13)C_(2)<δ^(13)C_(3),表明研究区的天然气是单一来源;断裂南部天然气干燥系数分布在0.85~0.96,平均值为0.91,断裂北部天然气干燥系数分布在0.95~0.97;断裂南部地区下石盒子组储层中与天然气共生的盐水包裹体主频温度主要分布区间为95~115℃与125~135℃,断裂北部地区下石盒子组储层中与天然气共生的盐水包裹体均一温度主要分布在75~155℃之间;结合研究区埋藏史得出断裂南部地区天然气为两期成藏,成藏时间分别是晚侏罗世—早白垩世(155~142 Ma)和早白垩世末(116~110 Ma),北部地区天然气为一期成藏,成藏时间为早白垩世末(128~117 Ma)。泊尔江海子断裂自古生代以来发生了多期活动,其在燕山期的活动是造成断裂南北地区天然气分布、热演化程度、成藏期次差异的主要原因。

在矿床学教学中开展“课程思政”的几点建议

矿床学的教育目标是培养出真正具备高度社会责任感的矿产资源人才,矿产资源是我国经济高质量发展的重要基础。这些人才不仅需要拥有扎实的专业知识和技能,更需要具备正确的人生态度和价值观念。为全面贯彻党的教育方针,落实立德树人根本任务,通过加强学生思想政治教育,引导他们正确处理专业知识与社会责任的关系,提高他们的社会责任感和创新意识,培养他们的专业伦理和职业道德,将有助于培养出真正具备高度社会责任感的矿产资源人才,为我国的矿产资源开发和利用做出积极的贡献。

河南小秦岭金矿田大湖金-钼矿床流体包裹体特征及矿床成因

河南灵宝大湖金-钼矿床位于小秦岭金矿田,属典型的断控脉状矿床。成矿过程经历3个阶段:早阶段为黄铁矿—石英脉,遭受变形、破碎,应形成于挤压或压剪过程;中阶段为细粒的辉钼矿—黄铁矿—石英网脉,贯入到早阶段黄铁矿或石英矿物的裂隙(可呈共轭状),应形成于剪切环境;晚阶段石英—碳酸盐细脉具梳状构造,充填于张性或张扭性裂隙。即,流体成矿作用发生在赋矿断裂由挤压或压扭转向伸展或张扭性的过程中。早阶段只发育 CO_2-H_2O 型流体包裹体;中阶段流体包裹体类型复杂,有纯 CO_2型、CO_2-H_2O 型、H_2O-NaCl 型和含子晶包裹体,指示流体沸腾作用强烈;而晚阶段只发育水溶液包裹体。早、中、晚3个阶段的流体包裹体均一温度分别集中在400～500℃、290～470℃、220～260℃;估计的早、中阶段流体的最低捕获压力分别为138～331MPa和78～237MPa,对应于成矿深度分别为13.8km～11.0km和7.8km～8.0km。因此,成矿流体具中-高温、中-深成、低盐度、富 CO_2的特征,与中-深成造山型矿床一致。大湖金-钼矿床的成矿流体形成和演化及其成矿作用可利用 CMF 模式进行合理解释。

河南大湖金钼矿床成矿物质来源的锶钕铅同位素约束

河南灵宝大湖金钼矿床位于小秦岭金矿田北缘,属典型的断控脉状矿床。前人较好研究了矿床流体包裹体和成矿年代,但对成矿物质来源研究薄弱。本文对16件矿石硫化物及5件赋矿围岩样品进行了Sr-Nd-Pb同位素分析,金属硫化物I_(Sr)=0.70470～0.71312,平均0.70854;(^(143)Nd/^(144)Nd)_i=0.51143-0.51215,平均0.51162;(^(206)Pb/^(204)Pb)_i=17.033～17.285,(^(207)Pb/^(204)Pb)_i=15.358～15.438,(^(208)Pb/^(204)Pb)_i=37.307-37.582,平均值分别是17.162,15.405,37.440。5件太华超群样品I_(Sr)=0.70947～0.73201,平均0.72294;(^(143)Nd/^(144)Nd)_i=0.51076～0.51133,平均0.51107;(^(206)Pb/^(204)Pb)_i=17.127～18.392,(^(207)Pb/^(204)Pb)_i=15.416～15.604,(^(208)Pb/^(204)Pb)_i=37.498～37.814,平均值分别是17.547,15.470,37.616。Sr-Nd-Pb同位素特征表明成矿物质来源具壳幔混合特征,初始成矿流体可能来源于亏损的残余洋壳,并通过成矿过程的水岩相互作用与太华超群混合;据此认为,在218Ma年左右,秦岭地区的陆陆碰撞造山作用并没有结束,而仍在进行之中。

西湖凹陷平湖斜坡构造带油藏成藏期次厘定

西湖凹陷位于东海陆架盆地东北部,是我国近海油气勘探前景最好的含油气构造之一,以天然气资源为主。近年来随着勘探程度的逐渐深入,发现西部斜坡构造带具备油藏勘探的巨大前景。该地区地质条件复杂,并非连续沉降盆地,经历了多次抬升-埋藏过程。复杂的成藏过程导致准确厘定油藏成藏时代和期次存在困难。本文通过流体包裹体测温-埋藏史结合方法以及地质类比法,综合分析了西湖凹陷西部平湖斜坡构造带油藏的成藏历史。研究结果表明,西部斜坡带平湖组储层发育两期颜色不同的烃类包裹体,一期为发淡黄—黄绿色荧光的烃类包裹体,捕获温度在157~173℃之间;另一期为发蓝白色荧光的烃类包裹体,捕获温度在169~191℃之间。结合埋藏史模拟结果,厘定平湖斜坡带存在两期成藏,第一期成藏时间约为15~13 Ma,第二期成藏时间约为2~0 Ma。地质类比法研究表明,自中新世(17~15 Ma)起,平湖斜坡带平湖组烃源岩即进入生烃门限,开始供烃,龙井运动虽然造成了区域性的地层抬升,但烃源岩埋深一直处于生烃门限以下,可以持续供烃,与流体包裹体研究结果一致。研究表明,西湖凹陷平湖斜坡带的生排烃期和构造运动共同决定了储层矿物中保留了两期不同荧光颜色的油包裹体,流体包裹体所反映的两期成藏时代,分别对应于原油进入储层的最早时代和大规模充注的时代。龙井运动为油藏晚期聚集创造了有利条件,早期原油充注强度低,晚期的原油充注是该区油藏成藏的关键期。

东秦岭斑岩钼矿带的地质特征和成矿构造背景

东秦岭钼矿带包涵5个世界级超大型(>5×105tMo)、5个大型((5～10)×104tMo)和一些中小型(<5×104tMo)钼矿床,探明钼金属储量超过5×106t,是世界最大的钼矿带。钼矿带的北、南边界分别是三宝断裂和商丹断裂,两条断裂分别为秦岭造山带的反向边界逆冲断裂(RBT)和主中央滑脱断裂(MCT)。矿床类型有斑岩型、斑岩-夕卡岩型、夕卡岩型和碳酸岩脉型,以前两者为主。含钼岩浆岩主要是富硅、钾而贫铁、镁、钙的花岗斑岩,只有黄龙铺和黄水庵矿床为碳酸岩脉。同位素年龄资料显示,黄龙铺形成于220Ma左右,而其余的与花岗斑岩有关的钼矿床形成于160～110Ma。结合秦岭造山带构造演化分析,认为黄龙铺矿床形成于弧后伸展背景,而其他矿床及其成矿斑岩形成于陆-陆碰撞体制。

塔里木盆地顺南-古城地区奥陶系鹰山组天然气气源与深层天然气勘探前景

顺南-古城地区处于在塔里木盆地顺托果勒低隆起（阿满低隆）、卡塔克隆起（塔中隆起）和古城墟隆起（古城低隆）3个构造单元的汇聚部位。近3年来,在顺南-古城地区的中-下奥陶统鹰山组或中奥陶统一间房组-中、下奥陶统鹰山组（以鹰山组为主）及其毗邻的塔中隆起塔中1号构造下寒武统肖尔布拉克组的碳酸盐岩中,已经有11口探井获得天然气流,天然气产量最高可达165.8×10^4m^3/d（顺南5井无阻流量）和107.8×10^4m^3/d（古城9井）,显示顺南-古城地区丰富的天然气资源潜力。对顺南-古城地区以及塔中1号构造的11口探井的天然气烃类组分与稳定碳同位素组成的气-气对比表明：天然气干燥系数C1/C1-5值达0.99~1.00,属于过成熟干气范畴;天然气碳同位素组成δ13C1—δ13C4值均大于-42.5‰,与塔里木盆地台盆区不同源的典型天然气对比,确认天然气源自寒武系气源层。以顺南4井为例,采用流体包裹体测温-单井地层埋藏史数值模拟-实测地层Ro（镜质体反射率）剖面校正热史的集成技术,厘定中奥陶统一间房组-中、下奥陶统鹰山组（以鹰山组为主）气藏属于一期成藏,天然气充注时间为22~10 Ma（中新世）,属于晚期成藏,有利于天然气资源的保存。

河南鱼池岭钼矿床辉钼矿铼-锇同位素年龄及地质意义

河南嵩县鱼池岭钼矿床是东秦岭钼矿带新发现的大型斑岩钼矿床,产于被前人认为白垩纪的合峪花岗岩基内部。鱼池岭矿床5件辉钼矿样品的铼锇同位素模式年龄介于(134.3±2.0)～(141.8±1.6)Ma之间,铼锇等时线年龄为144.3±5.2Ma(1σ,MSWD=3.7)。据此,结合前人获得的年龄资料,确定合峪复式花岗岩基的岩浆侵入序列为:(1)144Ma之前的似斑状黑云母二长花岗岩,(2)144Ma左右的黑云母二长花岗斑岩,(3)136～127Ma左右的巨斑状黑云母二长花岗斑岩,(4)<127Ma的(石英)正长斑岩脉或岩株;合峪复式花岗岩基形成于晚侏罗世—早白垩世,而非前人认为的仅限于白垩纪;成岩成矿构造背景为碰撞加厚的造山带地壳和岩石圈的伸展减薄或减压增温体制,岩浆侵入和成矿作用与地壳快速隆升事件相伴随。

河南省嵩县鱼池岭斑岩钼矿床成矿流体特征及其地质意义

河南省嵩县鱼池岭钼矿床产于合峪复式花岗岩基内部,含矿岩体为黑云母二长花岗斑岩。矿体呈透镜状或似层状产出于侵入体中,含矿斑岩全岩矿化。矿石构造主要为网脉浸染状,网脉矿物组合有石英±钾长石±绿帘石、石英-萤石±方解石、萤石以及大量的石英-黄铁矿、石英-辉钼矿、石英-多金属硫化物等。根据网脉矿物组合和穿切关系,将矿化过程分为早、中、晚3个阶段,其特征性围岩蚀变分别是高温硅化、钾长石化、绿帘石化,硅化、绢云母化、绿泥石化、硫化物化,以及低温碳酸盐化、萤石化。脉石英中广泛发育流体包裹体,包括水溶液包裹体(W型)、纯CO_2包裹体(PC型)、H_2O-CO_2包裹体(C型)及含子矿物多相包裹体(S型)。早期无矿石英脉中捕获了H_2O-CO_2-NaCl体系的初始成矿流体,其温度集中于280～420℃、盐度为30.1 wt%～54.1 wt%NaCl.eqv,压力最大值为194MPa(约6.8km深)。成矿流体上升至5.6km左右、温度降低至400℃即发生沸腾,CO_2大量逸失,黄铁矿及少量辉钼矿沉淀,形成石英-黄铁矿-辉钼矿脉;在280～380℃、～137MPa、约4.8km深处流体强烈沸腾,辉钼矿大量沉淀。在200～340℃、约0.8～4.3km深时,黄铁矿、辉钼矿、黄铜矿、闪锌矿等多种金属硫化物沉淀,形成石英-多金属硫化物脉。晚期流体为H_2O-NaCl体系,脉石英中仅见水溶液包裹体,均一温度为130～200℃。上述结果表明,由酸性岩浆分异出高温、高盐度、富CO_2流体,CO_2可大量存在于浆控高温热液体系。结合区域地质演化,认为包括鱼池岭含矿斑岩在内的合峪花岗岩基形成于加厚造山带地壳的快速隆升过程;考虑到成矿年龄为144Ma,确定144Ma以来的最大剥蚀厚度不超过7km,平均剥蚀速率不超过0.05mm/a。

川中隆起安岳气田古油藏成藏时间厘定

安岳气田是中国目前最大的古老和深层气田,由新元古代-早古生代地层中的古油藏经原位裂解形成。由于古油藏-裂解气藏演化程度较高、时代较老,对其成藏演化的研究,特别是古油藏成藏时间的厘定,长期以来存在较多争议,缺乏足够地球化学证据的佐证。通过最新的实测大地热流史和类似地区的烃源层生烃门限研究,利用地质类比法替代流体包裹体测温,重建关键井埋藏史-热史,厘定德阳-资阳裂陷筇竹寺组烃源层的生烃和古油藏形成和破坏的时间,分析了古油藏的演化过程。地球化学实验和相关地质分析表明,筇竹寺组烃源层生烃时间既古油藏成藏时间约为275~263 Ma,相当于早二叠世后期(孔古阶)-晚二叠世。之后的深埋使古油藏自三叠纪初期开始裂解,在中侏罗世末期-早白垩世初期古油藏被完全破坏并形成大型裂解气藏。

ICP-AES法测定铝硅合金中杂质元素

用ICP AES法直接测定铝硅合金中Cr,Cd,Sn,Ba,Mn,Fe,Zn,Ti,Cu,Co,Ni,Mg诸杂质元素。研究了溶剂、试样中硅、铝基体、载气流量和溶液酸度对测定结果的影响。选择合适的分析线,优化了测定条件。方法回收率在96%～104%之间,相对标准偏差均小于5%。

陕西省华县金堆城斑岩型钼矿床流体包裹体研究

陕西省华县金堆城钼矿床位于东秦岭钼矿带西部,形成于燕山期大陆碰撞体制。矿体产出于金堆城花岗斑岩体内部及其内外接触带。流体成矿过程包括早、中、晚3个阶段,分别以石英-钾长石组合、石英-(钾长石)-多金属硫化物-(碳酸盐)组合和石英-碳酸盐组合为标志,矿石矿物主要沉淀于中阶段。早、中阶段石英中可见纯CO_2包裹体(PC型)、CO_2-H_2O型包裹体(C型)、水溶液包裹体(W型)和含子晶多相包裹体(S型),但晚阶段只发育水溶液包裹体(W型)。早阶段C型和W型包裹体均一温度集中于280～370℃,盐度为5.68～11.05 wt%NaCl.eqv;中阶段C型和W型流体包裹体均一温度集中于170～270℃,盐度为5.14～12.63 wt%NaCl.eqv。早、中阶段石英中见S型包裹体,加热过程中子矿物不溶。晚阶段流体包裹体均一温度集中于110～190℃,盐度介于7.17%～11.22 wt%NaCl.eqv之间。估算的早、中阶段流体捕获压力分别为143～243MPa和22～115MPa,推测成矿深度约为2.2～8.1km。金堆城钼矿的成矿流体以富CO_2、贫Cl^-为特征。

塔里木盆地西北缘玉尔吐斯组硅质岩成因及石油地质意义

塔里木盆地下寒武统玉尔吐斯组是一套岩性复杂的烃源岩,该组中出现了广泛分布的层状硅质岩。层状硅质岩的形成环境较为特殊,对层状硅质岩的成因研究有助于还原玉尔吐斯组沉积时期的沉积背景,从而预测优质烃源岩的分布。利用不同露头剖面的硅质岩样品,通过薄片鉴定、SEM观察、能谱探针、有机碳含量测定等无机—有机岩石学分析认为,玉尔吐斯组硅质岩形成于裂谷背景下的高盐度、碱性封闭水体中,沉积水体的水动力变化使硅质岩具有层状构造和碎屑结构。陆源碎屑、生物以及与裂谷作用同时发生的火山活动为水体提供了硅质来源,热液为封闭水体带来了营养物质,使藻类、小壳类生物在裂谷中生长繁盛;生物的生长富集和特殊水体的良好保存条件,使玉尔吐斯组发育了良好的烃源岩层。硅质岩的岩石学、地球化学特征显示,早寒武世拉张应力条件下的大规模裂谷作用,形成了大范围展布的台内裂陷,台内裂陷环境有利于优质烃源岩的发育,研究区早古生代—新元古代地层有良好的勘探潜力。

稀土元素在玻璃和石英及塑料容器内壁上吸附研究

用原子发射光谱法 ,对不同浓度的硝酸或盐酸溶液中微量稀土离子在不同容器材料内壁上的吸附行为进行研究。结果表明 ,稀土元素在试验酸浓度范围内 (0 .1～ 3.0mol·L- 1) ,酸浓度越高 ,吸附量越少 ;在所选择的 3种材料中 ,石英材料上的吸附量最少 ,其次是玻璃 ,吸附量最多的是塑料 ;对于相同浓度的盐酸和硝酸 ,吸附量相近。

八氧化三铀中锆的测定

采用萃取色层分离电感耦合等离子体-原子发射光谱法(ICP-AES)测定八氧化三铀中Zr,试样中铀用HCl转化为氯化铀酰后,经CL-TBP萃淋树脂分离,一次性使基体铀与Zr元素分离,测定铀化合物中Zr的质量分数。并对影响测定的各种因素进行了较详细的试验研究,确定了测定的最佳条件。方法平均回收率在96.8%—99.4%之间,相对标准偏差(RSD,n=6)优于5.3%。

超声雾化电感耦合等离子体发射光谱法测定二氧化铀中痕量钐、铕、钆、镝

二氧化铀样品用HCl溶解,经过阴离子交换树脂和CL PMBP萃淋树脂两步分离,超声雾化ICP AES法同时测定其中的钐、铕、钆、镝含量。方法回收率在90%～113%之间,相对标准偏差小于5%。

支持联机分析处理的推特用户兴趣维层次提取方法

从海量推特数据中探索用户兴趣的分布规律和相关性有利于实现精确的个性化推荐。联机分析处理(OnLine Analytical Processing,OLAP)提供了一种适合人们探究数据的直观形式。将OLAP技术应用于推特数据的关键是如何挖掘和构建推特用户的兴趣维层次。针对现有方法只能提取单一层次兴趣的不足,该文提出一种支持联机分析处理的推特用户兴趣维层次提取方法。该方法首先通过Rest API获取推特数据,然后通过改进的LDA(Latent Dirichlet Allocation)模型挖掘用户的兴趣和子兴趣,最后在此基础上构建兴趣维层次结构。实验评估了该方法的模型效果和可扩展性,并证实与LDA和h LDA相比可以更有效地提取出推特用户的兴趣维层次并应用于联机分析处理。