表生水土环境铊污染成因研究现状与发展趋势

铊(Tl)是一种有毒的重金属,对人类的危害超过了汞、镉、铅、锌、铜等传统致毒重金属元素。本文总结了铊的元素特征及其地球化学行为、含铊矿床的全球分布及其成矿时代,对比分析了铊在三大类岩石中的分布差异性,系统回顾了铊的毒理性及其致病机理、铊污染源解析与示踪、表生环境铊的迁移与转化。通过研究发现,铊在三大类岩石中均有分布,且岩浆岩中铊元素呈规律性分布。铊与热液矿床关联性强,主要富集于与低温热液矿床有关的铅、锌等矿床中,且优先进入硫化物熔体,致使含硫化物矿床铊浓度较高。总体而言,我国土壤铊污染与铊矿产分布均具有“南高北低”的特征,显示铊污染与铊矿床的开采和冶炼具有显著关联性。水体中铊主要以Tl^(+)进行迁移,Tl^(+)可替代K^(+)进入黏土矿物,或通过微生物作用氧化成Tl^(3+)。铊从土壤中通过植物根系进入植物体后,将不均匀地分布于植物体内,^(203)Tl更容易向细胞膜表面动态扩散,植物根系优先吸收较轻的铊同位素(^(203)Tl),较重的铊同位素(^(205)Tl)留于生长层。通过对比铅与铊同位素示踪法,发现铊同位素法对于示踪物质来源及其迁移过程具有响应速度快、敏感性强等优势,但铊同位素技术的提升还有待铊同位素数据库的进一步完善。铊污染形成演化时空模拟是揭示污染来源、污染过程与发展趋势以及开展区域风险评估的重要手段,但数据获取、模型选择与验证、不确定性分析以及系统集成与决策支持等问题均有待进一步加强研究。

优化光谱指数结合PLSR的多金属矿区土壤As含量高光谱反演

砷(As)是我国多金属矿区的主要污染物之一,对环境、农业和人类健康构成严重威胁。近地高光谱技术具有快速、动态、无损、光谱分辨率高等优势,对于多金属矿区土壤As污染监测与综合治理具有巨大应用潜力。然而,由于受污染区域、土壤背景以及高光谱质量、光谱输入量等因素影响,高光谱反演模型的适用性和精度差异较大。本研究针对湘南某多金属矿区,基于Pearson相关性分析并结合变量投影重要性(VIP)准则,提取18种变换光谱形式下的单变量特征波段及4种光谱指数算法下的优化光谱指数作为光谱输入量,建立偏最小二乘回归(PLSR)模型,实现了矿区土壤As含量反演。结果表明:倒数(RT)、对数(L)、平方根(Sqrt)、标准正态变量变换二阶导(SNV_SD)等变换后的光谱数据与As含量具有较高的相关性;优化光谱指数能从二维光谱空间揭示As的光谱响应,相较于单变量特征波段,以优化光谱指数为自变量构建的模型性能更优;比值指数(RI)模型的R_(c)^(2)、RMSE_(c)、R_(p)^(2)、RMSE_(p)、RPD分别为0.908、50.8 mg/kg、0.949、35.6 mg/kg、4.45,是研究区土壤As含量反演的最优模型。单变量特征波段结合优化光谱指数预测土壤As含量具有较好的可行性,可为多金属矿区土壤As污染高光谱快速监测提供科学依据。

湘南尖峰岭花岗质岩浆成因、成岩动力学背景及其稀有金属成矿意义

产于香花岭矿田的尖峰岭矿床是在湘南地区已发现的唯一一处大型花岗岩型Li-Nb-Ta稀有金属矿床,该矿床成矿作用与尖峰岭岩体关系密切,是开展湘南花岗岩型稀有金属成矿研究的最佳天然基地。针对湘南稀有金属花岗质岩浆演化、构造背景及其成因机制以及稀有金属元素的富集成矿等问题,选取与稀有金属成矿关系紧密的尖峰岭岩体为对象,对正长花岗岩和二长花岗岩开展岩石学、矿物学以及岩石地球化学研究。研究结果表明:尖峰岭花岗岩为高硅(w(SiO_(2))为72.98%~77.36%,其中,w为质量分数)、过铝质(w(Al_(2)O_(3))/[w(CaO)+w(NaO)+w(K_(2)O)]≥1.11)、富F(平均w(F)=1.08%)的钙碱性—高钾钙碱性花岗岩;主微量元素均呈现“逆向演化”趋势,绿泥石化可能造成部分正长花岗岩w(Na_(2)O)极低(0.03%~0.05%);Nb、Ta、Li、Rb等微量元素富集,Sr、P、Ti亏损,w(Sm)/w(Nd)(0.27~0.32)表现出幔源花岗岩特点;稀土元素配分曲线呈现出略微右倾的“海鸥”型,同时具有“四分组效应”,属A型花岗岩。花岗质岩浆演化过程可能主要受制于富F、富H_(2)O的岩浆-热液体系,Nb、Ta、Li等稀有元素于岩石顶部富集成矿,其成岩构造环境具有CCG(大陆碰撞花岗岩)和POG(后造山花岗岩)的特点,可能形成于大陆碰撞后地壳伸展减薄的构造阶段,加之构造-岩浆演化的耦合作用,共同制约着尖峰岭地区稀有金属元素的富集成矿。

湘东北传梓源206号伟晶岩脉地球化学、锆石U-Pb年代学和Hf同位素组成及其地质意义

位于湘东北幕阜山南缘的传梓源稀有金属矿床是我国近年新发现的大型伟晶岩型锂铌钽矿床。针对矿区内伟晶岩的形成年龄、物质来源和大地构造背景等问题,选择206号脉的锂辉石钠长石伟晶岩及白云母钠长石伟晶岩,开展全岩地球化学、锆石微量元素和Hf同位素分析以及锆石LA-ICP-MS U-Pb定年。研究结果表明:花岗伟晶岩表现出高硅、富铝、富碱、贫钙、贫磷、贫镁、钙碱性及过铝质特征;微量元素含量很低,属轻稀土元素相对富集的右倾型;微量元素富集Rb、Th、Nb、Zr、Hf,相对亏损Ba、Ti、Yb、Lu;锆石颗粒较小(粒径为50~150μm),阴极发光强度较弱,大部分锆石为弱振荡环带或无环带,少部分锆石发育韵律环带,前者锆石U质量分数相对较高(>4000×10^(-6)),后者锆石U质量分数相对较低(<4000×10^(-6));但这些锆石大部分w(Th)/w(U)较小(<0.1),具有热液锆石特征。两件锆石U-Pb协和年龄分别为(144.2±1.43)Ma和(145.1±1.79)Ma,可以代表花岗伟晶岩脉的形成时代,表明传梓源伟晶岩型稀有金属矿床形成于早白垩世,与燕山期岩浆热液活动密切相关。花岗伟晶岩脉中锆石Hf同位素标准化值(εHf(t))为-6.3~-5.4,二阶段模式年龄为1592~1537 Ma,与幕阜山花岗岩Hf同位素组成相似。从大地构造环境来看,区内花岗伟晶岩的形成与燕山期太平洋板块向欧亚大陆俯冲紧密相关,主要受制于后造山的伸展构造背景,属冷家溪群减压熔融的产物。

南堡凹陷周边古生界油气藏形成条件及成藏模式

为深入分析南堡凹陷周边地区碳酸盐岩油气成藏机理,笔者通过对区内碳酸盐岩的薄片鉴定、化学分析、烃源岩分析、物性分析、铸体压汞等实验测试和分析。结果表明,区内碳酸盐岩不具备生油能力,其油源为南堡凹陷古近系生油岩,且古近系生油岩生油母质较好、成熟度高、厚度大;碳酸盐岩基质孔隙度差,晶间孔欠发育,早期裂缝基本被充填完全,晚期构造裂缝为油气运移和聚集的主要空间;岩溶发育垂向分带不明显,溶蚀孔洞孤立且连通性差;区内主要发育有4类盖层,且储盖组合良好,发育有不整合油藏和构造块状油藏两种油气藏类型。

广西大厂矿田大福楼锡多金属矿床地质与地球化学特征

位于大厂矿田东带的大福楼锡矿床是一个以产锡和锌为主、研究程度相对较低且规模较大的锡石硫化物型矿床。针对该矿床特征典型、研究薄弱、成矿条件优越及找矿前景可观等因素,对流体包裹体和硫同位素特征进行了研究。结果表明:大福楼矿床主要发育6种类型的流体包裹体(单相气相包裹体、单相盐水溶液包裹体、两相富蒸汽包裹体、两相富液体包裹体、含CO2相包裹体和含NaCl子矿物包裹体),包裹体大小一般为5～25μm,少数为30μm,主要呈多边形、米粒状、椭圆形、长方形以及不规则状,少数呈三角形以及半自形的负晶形。包裹体主要含Ca2+、Mg2+、K+、Na+、SO42-、Cl-和NO3-等液相成分以及CO2、CO、CH4和N2等气相成分。成矿流体属于Na(K)-Ca(Mg)-Cl型卤水溶液,呈弱酸性,包裹体中不含O2,表明成矿过程中没有游离氧的存在,而CO2、CH4和H2的含量相对较高,表明成矿流体具有较强的还原性。矿物中含NaCl子矿物包裹体的大量存在,显示成矿流体具有岩浆热液特征。包裹体中的氟对锡的迁移和沉淀起着非常重要的作用,而硫盐矿物的存在可能对锡的富集沉淀造成不利影响。硫同位素研究结果显示,矿石的δ(34S)值为-1.54×10-3～2.18×10-3,极差为3.72×10-3,均值为1.141×10-3,以正值为主,矿石δ(34S)值稍微偏离基性岩类硫的范围,而与陨石硫的同位素组成非常接近,具有重硫富集和典型岩浆来源的特征。锡矿硫元素可能部分来源于龙箱盖隐伏复式花岗岩体。

渤海湾盆地乐亭凹陷下第三系含油气系统

为深入分析渤海湾盆地乐亭凹陷油气生成条件及成藏规律,对其下第三系含油气系统进行了综合研究,结果表明:区内存在丰富而成熟的烃源岩,暗色泥岩分布范围广且具备生烃能力,沙三中、下段泥质岩以及沙一下段泥质岩均具有良好的封盖性;发育有下生上储、自生自储2种生储盖组合形式;存在有断块(鼻)圈闭、岩性圈闭、地层圈闭、复合圈闭等多种圈闭类型;油气以砂岩疏导层供油、断层供油和不整合面供油3种方式进行运移和聚集;下第三系含油气系统经历了隆升褶皱变动、断陷、沉降3个主要阶段。以源岩潜量指数(SPI)为参数对含油气系统进行了评价,指出以侧向运移为主的自生自储式成油组合具备有利的成油条件,以垂向运移为主的下生上储式成油组合成藏条件次之。

南堡凹陷周边寒武-奥陶系碳酸盐岩储层特征及成岩作用

基于大量的薄片及岩心观察,运用电镜扫描、X射线衍射、物性分析、铸体压汞等手段,对寒武-奥陶系碳酸盐岩储层进行了研究,探讨了成岩作用特征及孔隙演化模式。表明灰岩和白云岩为碳酸盐岩储层的主要岩石类型,以孔、缝、洞为主要储集空间,由于受连通性以及充填作用的影响,构造裂缝的储集性能更为优越。储层基质孔隙差,白云石化作用、溶蚀作用、压实和压溶作用、胶结及充填作用以及构造作用为区内主要的成岩作用类型。碳酸盐岩孔隙演化主要经历了两个阶段:早期原生孔隙形成与收缩阶段、中晚期的次生缝、孔、洞发育与充填阶段;早期碳酸盐岩沉积时孔隙大,经初期成岩和埋藏后,失去了主要孔渗性能;中晚期的次生缝、孔、洞十分发育,但充填严重,晚期的构造缝及溶蚀孔、洞被部分保存。

南堡凹陷周边地区古生界潜山油气成藏条件分析

为分析南堡凹陷周边地区古生界潜山的油气成藏特点与油气聚集规律,探讨影响油气成藏的主要因素,对寒武-奥陶系野外岩石露头进行实地观测和调研,对野外及岩芯取样进行偏光薄片鉴定、铸体薄片鉴定、化学全分析、物性分析、扫面电镜、X射线衍射等分析。研究结果表明:储层主要岩石类型为石灰岩和白云岩;油气的主要储集类型有孔隙、裂缝以及洞穴,其中裂缝充填严重,晚期未充填的构造缝对油气聚集有利;碳酸盐岩基质孔隙度低;油气运移的通道主要为断层和不整合面,并形成沿断层和不整合面的联合运移模式;油源是潜山油藏形成的关键,侧向对接程度直接影响油气富集程度,构造转向或拐弯部位是有利的聚油构造部位。

基于遥感解译的环形构造研究及其找矿意义

环形构造作为一种指示信息对找矿具有非常重要的意义和价值,借助于卫星遥感影像对研究区的环形构造信息进行了深入探讨与研究,首先对该区的环形构造信息进行了遥感解译,通过环形构造的影像特征及其与矿点的产出关系来探讨环形构造的控矿特性,并进一步分析其与成矿的内在成因,最后基于深入研究的基础之上,提出了充分利用卫星遥感影像环形构造信息展开矿产资源勘探的思路和策略。

广西大福楼锡多金属矿床铅同位素地球化学

为了探讨广西南丹大厂矿田大福楼锡多金属矿床的成矿物质来源及其源区特征,对矿石的铅同位素组成特征及其成矿构造环境进行分析与研究。研究结果表明：大福楼锡矿w（206Pb）/w（204Pb）=17.478~18.431,均值为17.991,极差为0.953;w（207Pb）/w（204Pb）=15.440~15.717,均值为15.582,极差为0.277;w（208Pb）/w（204Pb）=37.556~38.839,均值为38.233,极差为1.283;Φ介于0.592~0.638之间,μ为9.26~9.69,w（Th）/w（U）=3.74~3.97。根据Zartman构造模式图,大福楼锡矿床金属硫化物铅同位素数据聚为2个区域,即上地幔与造山带以及造山带与上地壳演化线之间,表明矿石铅既有地幔来源也包含上地壳成分或来自于上地壳,矿床的矿石铅并非全部由花岗岩浆所提供。另外,根据Doe铅同位素构造环境判别图,铅同位素投影点具有集中分布的特点,主要分布于造山带与下地壳演化线之间,即造山带演化线的上方,再次证实上地壳也为成矿提供了部分铅源,即上地壳也是成矿物质的来源之一。大福楼锡多金属矿床成矿作用与造山构造事件有关,矿床主要形成于造山带构造环境中。

南堡凹陷外围地区古生界地层油气成藏分析

渤海湾盆地南堡凹陷为第三纪形成的箕状凹陷,是黄骅坳陷的二级构造单元之一。对南堡凹陷外围地区古生界油气成藏进行了研究,结果表明外围地区古生界碳酸盐岩不具备油气生成能力,油源则来自于南堡凹陷下第三系,通过断层和不整合面进行长距离运移,并在构造高点进行富集,形成新生古储型油气藏;碳酸盐岩基质孔隙度差,原生孔隙基本不具备油气储集性能,晚期未充填构造裂缝是油气运移与聚集的主要场所;岩溶发育垂向分带不明显,溶蚀孔洞孤立且连通性差;发育有不整合油藏以及构造块状油藏2种油气藏类型。

土壤重金属高光谱遥感定量监测研究进展与趋势

与传统的土壤重金属含量定量研究方法相比,高光谱遥感技术具有成本低、效率高、探测范围广、宏观性强、可动态监测等优势。基于空-天-地研究视角,分析了土壤重金属高光谱数据特征、预处理方法与技术流程、应用条件与范围,论述了基于高光谱遥感技术开展土壤重金属监测的发展历程。通过归纳基于土壤重金属、土壤活性成分的光谱特征反演,发现土壤有机质、铁氧化物、黏土矿物等含量是导致土壤特征波段差异的关键因素。总结了土壤中常见活性成分及重金属的特征波谱,认为350~2500nm是预测土壤成分含量的主要特征波段范围。影响反演精度的关键因素包括土壤高光谱响应机制、高光谱数据质量、重金属赋存状态以及反演建模方法,改进光谱优化方法、构建高效的反演模型、明确重金属光谱特征及其赋存机理是进一步提升土壤重金属高光谱反演精度的有效途径和方式。为适应土壤重金属含量定量监测研究需要,未来高光谱遥感技术将会朝着定量化、宏观化、主动化、现场化方向发展。另外,数据多源化、非线性方法与线性方法融合、顾及重金属和活性成分的多特征波段,也是今后高光谱遥感技术发展的重要趋势。

广西大厂矿区锡矿床成矿物质来源:铅同位素证据(英文)

为了揭示广西大厂锡多金属矿床的成矿物质来源,利用黄铁矿、磁黄铁矿、闪锌矿以及方铅矿等金属硫化物单矿物,开展铅同位素分析与研究。根据经典铅同位素判别模型,探讨矿质来源及其特点。结果表明,铅同位素比值206Pb/204Pb、207Pb/204Pb和208Pb/204Pb分别为17.478~18.638、15.440~15.858和37.556~39.501。根据Zartman铅构造模式,矿石铅含有上地壳成分;然而,并非所有的铅都由花岗岩提供,还存在其他的铅来源形式。显然,该矿床属于壳-幔联合作用的产物,原岩与岛弧物质具有一定的相似性;而且上地壳和下地壳中的远源可能与俯冲岛弧或洋壳有关。幔源物质在源区发挥着重要作用;同时,基于铅同位素三维拓扑投影向量,矿石铅主要集中于A区域,表明其具有扬子铅同位素省的特征,也暗示了可能与扬子板块具有一定的亲缘关系。

广西大福楼矿床铅同位素组成及其对矿床成因的约束(英文)

利用大福楼矿床新开采坑道的矿石样品进行铅同位素分析,探讨了矿床的成矿物质来源及其构造背景。结果表明,206Pb/204Pb、207Pb/204Pb以及208Pb/204Pb分别位于17.478～18.431、15.440～15.717以及37.556～38.839,Φ值位于0.592～0.638,μ值为9.26～9.69,Th/U取值范围为3.74～3.97。比较大厂矿田不同矿带的铅同位素组成的结果表明,西矿带的铅源可能更加单一,中矿带的铅同位素值相对最大,而东矿带的铅同位素值则最小;大厂矿集区的铅源主要由上地壳铅、壳幔混合俯冲带铅以及造山带铅所组成。根据铅同位素构造判别图,矿石铅主要来自于地幔和地壳,尤其是上地壳以及岩浆活动在成矿作用过程中发挥了重要作用。然而,造山作用也提供了少量铅源,矿床应该属于壳幔联合作用的产物,更可能形成于造山带成矿环境中。

广西大福楼锡多金属矿床成矿流体特征

通过流体包裹体岩相学和显微测温学等分析，研究大福楼矿床成矿流体的性质及其演化。研究结果表明：大福楼锡矿共发育6种类型的流体包裹体，即I型（单相气相包裹体）、Ⅱ型（单相盐水溶液包裹体）、Ⅲ型（两相富蒸汽包裹体）、Ⅳ型（两相富液体包裹体）、V型（含C02相包裹体）以及Ⅵ型（含NaCl子矿物包裹体）。流体包裹体的均一温度为120～430℃，主要的成矿温度为120～145℃和380～430℃。流体包裹体盐度变化不大，介于17．00％～22．00％之间，属于高盐度流体，具有岩浆热液的标志；流体密度为0．158～1．105g／cm。，压力为12．0～65．0MPa，属于中高压力的成矿流体。大福楼锡多金属矿床的成矿流体与大厂矿田其他矿床具有很好的一致性，表明其可能相似的来源与演化。

九万大山地区断裂构造分形特征及其地质意义

本文借助于陆地卫星多波段卫星遥感影像,对九万大山区断裂构造进行了综合解译,结合区域地质背景,基于分形几何学的理论基础,对遥感解译断裂构造进行了定量化研究。结果显示,九万大山区断裂构造的分维值较高,显示断裂带结构复杂、构造活动强烈;元宝山子区断裂构造分维值明显偏低,其中北东向断裂构造的分维值大于北西向断裂构造的分维值,说明区内以北东向断裂构造为主,属主导性断裂构造,这恰好与区域构造特征相吻合。

我国喀斯特石漠化研究现状及未来趋势

喀斯特石漠化已成为人类面临的重大自然灾害,威胁着人类的生存,目前石漠化的扩展趋势并没有得到有效控制。文章较为详细地介绍了我国在喀斯特石漠化灾害基础理论研究以及实践应用上的一些问题,包括石漠化的成因、类型划分、预报与预警、以及综合治理方面的进展,阐述了未来可能的发展趋势。石漠化的综合治理工作不仅需要理论的支持,更存在实践中的困难,需要进行多学科的综合性研究,开展跨部门的联合防范与治理。加强石漠化灾害的理论研究,并有效应用于实际,是未来应继续努力的方向。

渤海湾盆地南堡凹陷外围古生界油气成藏研究

渤海湾盆地南堡凹陷为第三纪形成的箕状凹陷,是黄骅坳陷的二级构造单元之一。对南堡凹陷外围地区古生界油气成藏进行了分析研究,表明外围地区古生界碳酸盐岩不具备油气生成能力,油源来自于南堡凹陷下第三系,通过断层和不整合面进行长距离运移,并在构造高点进行富集,形成新生古储型油气藏。碳酸盐岩基质孔隙度差,原生孔隙基本不具备油气储集性能,晚期未充填构造裂缝乃油气运移与聚集的主要场所;岩溶发育垂向分带不明显,溶蚀孔洞孤立且连通性差。发育有不整合油藏以及构造块状油藏两种油气藏类型。

广西大厂锡多金属矿田侵入岩地球化学特征:岩石成因及地球动力学意义(英文)

对广西大厂矿田的侵入岩体开展主量元素、微量元素以及稀土元素的分析。结果表明,岩石中斑晶和基质主要由石英、钾长石以及斜长石组成,其中,斑晶约占15%,基质约占85%。岩石中硅含量偏低,Al2O3含量偏高;另外,Ca、Fe2O3、Na以及TiO2等含量也较低。侵入岩体中碱含量中等,属于富钾型岩石;稀土元素含量中等至偏低,其中,轻稀土元素和重稀土元素高度分馏,显示出Ce微弱负异常、Eu负异常特征。岩体富集轻稀土元素,Rb、Sr以及U等大离子亲石元素也较富集,而Nb、Th等高场强元素则相对亏损。稀土元素球粒陨石标准化分布型式总体表现出较好的一致性,大体上表明各岩体具有相似的特点、来源以及演化等,侵入岩体主要形成于碰撞时期以及板内构造时期。