工程教育专业认证背景下矿床学教学改革探讨——以长安大学资源勘查工程专业为例

矿床学课程为资源勘查工程专业的主干课程,在本专业课程设置中具有举足轻重的作用。课题组根据工程教育专业认证要求,针对矿床学教学存在的问题,结合自身的教学实践与体会,对资源勘查工程专业矿床学课程的教学改革进行了探讨,提出了对教学内容、教学方法、考核方式等方面进行持续改进的一些方案措施,以期为提升该课程的教学效果提供参考。

黑色岩系型战略性关键矿产资源研究进展及主要科学问题

本文对近年来黑色岩系型战略性关键矿产的分布规律和超常富集机制等方面的研究进展进行了归纳总结,并对战略性关键矿产资源研究进行了展望。黑色岩系分为黑色页岩、煤系地层和富碳质磷块岩等沉积地层,其中黑色页岩中发生超常富集的关键金属有Se、Te、Re、Cd、Tl等稀散金属,以及PGE、Co等稀贵金属;煤系中可见Ga和Ge的超常富集(形成独立的Ga、Ge矿床),同时也可见稀土金属、稀贵金属的富集;磷块岩中常显著富集稀土,尤其是中重稀土。黑色岩系中的关键金属主要源自大陆风化、海水、热液以及生物摄取。在风化沉积作用中,硫化-还原水体环境形成的泵吸效应,有机质的还原作用,富有机质沉积体系中有机质、铁锰氧化物、磷灰石、黏土矿物等的络合和吸附是关键金属发生富集的主要机制。黑色岩系可为热液叠加过程提供成矿金属,调节热液体系的氧逸度和硫逸度,促进超大型战略性关键矿产的形成。此外,黑色岩系富集的金属在地球层圈物质循环中的聚散行为还可对其他相关成矿系统产生影响。黑色岩系中战略性关键金属的超常富集与大陆边缘、裂谷等环境下缺氧-硫化的沉积事件相关。大气氧含量的变化、超大陆的聚合和裂解、洋流环流模式的改变、冰期以及大规模火山活动导致的海洋缺氧事件等区域地质事件均可是控制黑色岩系型战略性关键金属形成及时空分布的主要因素。黑色岩系是表生风化沉积中的一种重要类型,今后应更加重视黑色岩系等表生风化沉积作用在战略性矿产资源形成中的重要性,建立和发展相关的成矿理论。

长安大学“国土资源调查方法”课程建设研究

"国土资源调查方法"课程是地质学、资源勘查工程等专业本科高年级的一门综合性、实践性很强的专业课程。该课程对提升本科生野外实践兴趣,提高综合实践能力、操作技能、专业素质等方面具有很大影响。本文结合多年教学实践,介绍了"国土资源调查方法"课程体系建设、教学方法等方面的具体建设情况与成果。

钴的地球化学行为、矿床成因类型、资源分布及研究展望

基于钴的化学性质及在岩浆、热液和表生作用过程中的地球化学行为,系统梳理了全球和我国钴矿产特征和资源分布,将钴矿床成因划分为11个四级类型。研究显示:在镁铁-超镁铁质岩浆中,早期以类质同象分散到造岩矿物和副矿物中,随后在岩浆体系中逐渐下降进入硫化物中;在热液中以含氯化物、氢氧化物和二硫化氢的水溶液络合物形式发生运移,受流体性质、温度和盐度等因素影响;在表生作用中主要包括镁铁-超镁铁质岩石风化作用和现代海底铁锰结核和结壳化学沉积作用;建立钴的来源-分配-迁移-沉淀富集机制。建议在今后工作中,应进一步细化钴成矿类型,追溯钴金属来源,识别关键控矿因素,精细刻画钴的迁移沉淀机制,尤其是硫化物矿床岩浆期后叠加改造对矿体的二次富集作用。同时,提升钴矿产的选矿工艺,加大钴资源的综合利用。

峨眉大火成岩省攀西钒钛磁铁矿矿集区钴、镓、钪资源及综合利用潜力

峨眉大火成岩省内带攀西地区的攀枝花、红格、白马、太和等矿床的钒钛磁铁矿矿石量约100亿t,V_(2)O_(5)储量1580万t、TiO_(2)储量8.7亿t,此外还蕴含着丰富的Co、Ga、Sc、Cr等十多种稀有金属。尽管自20世纪八九十年代V和Ti逐渐得到了利用,但是Co、Ga、Sc、Cr等元素尚未得到综合利用,这些矿床的尾矿中还有巨量的各种金属元素。本文对近年来获得的磁铁矿、钛铁矿、单斜辉石电子探针和激光等离子质谱原位分析数据进行了系统分析,发现Ga和Cr主要赋存在磁铁矿中,Co主要赋存在硫化物和磁铁矿中,Sc主要赋存在单斜辉石和钛铁矿中;而且不同岩体中的磁铁矿、钛铁矿和单斜辉石中各种元素的含量存在差异。这些分析为矿石、尾矿甚至某些岩石中这些元素的综合利用提供了重要信息。

大学地球科学类地图学教学与教材内容改革研究

从现代地球科学与空间信息技术发展对地图学理论、地图信息获取处理、制图技术工艺和地图产品等方面所提出的基本要求分析,文章认为应对传统的地图学教材内容进行彻底改革,才能适应数字环境下地图学科的自身发展以及地球科学与相关学科发展的需要,最后给出了作为有关地球科学类地图学教学内容改革的框架体系和教材的具体内容。

数字化岩石实验室的建设——以长安大学地学实验教学示范中心为例

为了提高实验教学的教学质量,并实现岩石实验室的规范化管理,本文以长安大学地学实验教学示范中心已有的岩石标本库为基础,通过详细的手标本描述和薄片镜下鉴定,建立岩石手标本和薄片的数据库,并提供上传、检索、下载等一系列操作,从而实现岩石实验室的数字化建设。

我国钴资源产业发展现状、问题与对策

钴金属是新能源行业发展所必需的材料。根据钴资源产业最新数据,本文通过分析全球及我国钴资源禀赋、钴精矿与精炼钴供需情况和钴资源产业政策,得出我国钴资源产业发展存在的问题为:我国钴矿资源极其稀缺,但却是全球第一大精炼钴生产国和消费国;超高的对外依存度叠加不可替代的单一进口来源,使得我国钴资源保障面临重大隐患。针对上述问题,提出下列钴资源保障对策:加强我国钴矿资源有效增储举措;拓展多元化钴资源进口渠道,确保稳定获取境外钴矿资源;实施扶持性政策,帮扶海外中资企业钴资源平稳产出;建立钴资源储备体系,提高钴资源保障能力;提升钴资源综合利用技术水平,增加可利用钴资源量;重视海底铁锰结核(结壳)等潜在钴资源开采方案研究。

中国铼资源特征及其勘查开发利用现状

铼(Re)是重要的战略性新兴产业矿产,在现代国防和工业及新兴领域具有广泛的用途。本文在《中国矿产地质志·稀散金属矿卷》研编的基础上,对中国铼矿资源特征和勘查开发利用情况进行进一步总结,认为我国铼矿资源分布比较集中,具有较大的成矿潜力和找矿空间。近年来,铼的矿产勘查取得了重要成果,据不完全统计,截至2021年底,共获得铼查明资源储量787.41 t。从世界上看,铼的规模生产开始于1930年。与世界相比,中国铼工业发展并未形成规模,仍处于初级阶段,且其开发利用严重依赖寄主矿床的开发利用。借鉴国外铼资源的开发利用史,铼的应用从添加剂到催化剂到航空发动机再到量子计算,每一次技术革新都带来对铼资源需求的增长。预测未来10~20 a国内铼的应用将更加多元化,需求也将达到高峰期,铼资源保障程度有待于进一步提高。建议开展全国铼矿资源潜力评价,查明铼的可用资源量和潜力,加强铼资源综合利用和回收产业化,建立铼的战略储备机制。

镍资源找矿突破与综合开发利用

镍资源是国民经济发展的重要战略资源,也是重要的关键矿产;我国是全球最大的镍金属消费国,也是镍金属原料稀缺国,镍矿产原料对外依存度居高不下,亟需实现镍资源找矿突破、推动镍资源综合开发利用、拓宽镍资源进口渠道,保障镍资源安全稳定供给。本文在综合分析镍产业最新数据的基础上,梳理了全球和我国镍资源禀赋、供需现状,总结了国内外镍矿床成因类型、时空分布规律和找矿前景,分析了我国镍资源产业发展和供应保障面临的问题,提出了镍矿勘查开发的关键技术及综合利用途径。为保障稳定供应和安全发展,从国际和国内两方面提出了我国镍资源保障路径及对策。在国际方面,稳定以印度尼西亚、菲律宾为代表的重要镍资源进口市场,加大投资镍资源海外矿业项目,增强中资企业的国际竞争能力;加强国际合作,实现镍资源进口渠道的多元化。在国内方面,加大镍资源勘查力度;加强镍资源综合利用,提高再生镍资源利用率;优化传统技术工艺,调整产业结构;强化镍资源储备基地建设,保障有效增储;重视海底铁锰结核等潜在镍矿资源的开采技术研究。

雅鲁藏布江中段日喀则地区却顶布—路曲地幔橄榄岩岩石地球化学特征、成因及其地质意义

日喀则蛇绿岩是雅鲁藏布江缝合带的重要组成部分,但是对该蛇绿岩的成因和构造背景还存在较大的争议。本文以日喀则地区却顶布—路曲蛇绿岩为研究对象,通过详细的野外地质、岩石学、矿物化学及岩石地球化学研究,显示该蛇绿岩主要由方辉橄榄岩组成,另有少量辉长岩、辉绿岩和玄武岩。与路曲方辉橄榄岩相比,却顶布方辉橄榄岩中橄榄石的Fo值较低,斜方辉石Al_(2)O_(3)和Cr_(2)O_(3)含量较高,单斜辉石Al_(2)O_(3)含量和Cr#值较高,尖晶石Cr#值和TiO_(2)含量较低。却顶布—路曲方辉橄榄岩具有较高的MgO含量和较低的Al_(2)O_(3)、CaO、TiO_(2)含量,稀土元素总量为(0.17~1.63)×10^(-6),低于原始地幔和亏损地幔。路曲方辉橄榄岩的LREE/HREE和(La/Yb)_(N)比值较高,分别为1.34~9.22和0.56~12.14;却顶布方辉橄榄岩与其相反,LREE/HREE和(La/Yb)_(N)比值分别为0.29~0.81和0.11~0.25。路曲方辉橄榄岩呈轻稀土富集型的U型稀土元素配分模式;却顶布方辉橄榄岩为轻稀土亏损型的左倾型稀土元素配分模式。路曲方辉橄榄岩和却顶布方辉橄榄岩具有近似的微量元素分布特征,但是又有一定区别,路曲方辉橄榄岩大离子亲石元素Rb、Ba高于却顶布方辉橄榄岩,但K、Sr低于却顶布方辉橄榄岩。却顶布—路曲方辉橄榄岩的源区可能来源于地幔中的尖晶石相二辉橄榄岩。却顶布—路曲方辉橄榄岩矿物化学和全岩地球化学特征与深海地幔橄榄岩相似。矿物学和全岩岩石地球化学特征显示却顶布方辉橄榄岩为经历了10%~15%部分熔融的残余,路曲方辉橄榄岩为经历了20%~25%部分熔融的残余。却顶布—路曲方辉橄榄岩形成于慢速超慢速拉张的洋中脊环境。日喀则蛇绿岩的多样性与源区部分熔融程度和后期流体交代密切相关。

甘肃北山地区晚三叠世煌斑岩地球化学特征及构造意义

甘肃北山地区位于中亚造山带南缘,是研究中亚造山带构造演化的关键区域。煌斑岩多为岩石圈地幔在伸展背景下低程度部分熔融形成的碱性岩石,确定其形成时代和岩石成因可为区域构造演化提供新的依据。笔者对北山地区柳园南煌斑岩进行了系统的岩石学、地球化学和锆石U-Pb年代学及Hf同位素研究。柳园南煌斑岩的锆石U-Pb年龄为(228.2±1.1)Ma(晚三叠世)。煌斑岩中富含金云母和角闪石等富挥发性组分的矿物。岩石地球化学分析表明:柳园南煌斑岩属于超钾质煌斑岩,母岩浆为碱性岩浆系列;全岩微量元素具有明显的Nb-Ta和Zr-Hf负异常,锆石εHf(t)值为0.5~4.9,平均值为+2.8,具俯冲洋壳板片流体交代特征。柳园南煌斑岩中橄榄石Mn/Fe与Ca/Fe值对比表明,柳园南煌斑岩源区为富金云母的方辉橄榄岩地幔;微量元素模拟计算表明,地幔源区具有富集的特征。因此,柳园煌斑岩岩浆源区为被俯冲板片流体交代的岩石圈地幔。结合前人对中亚造山带南缘构造演化的研究,北山南部地区在晚三叠世时已进入陆内伸展阶段,减压作用促使被俯冲流体交代的岩石圈地幔发生低程度部分熔融,形成柳园煌斑岩脉。

西准噶尔乌尔禾地区哈拉阿拉特组富斑碱性玄武岩年代学、地球化学及地质意义

新近于新疆乌尔禾之北的哈拉阿拉特组(后文简称“哈山组”)最底部发现的一套富斑玄武岩,斑晶含量高达30%~40%,成分全为斜长石,晶形粗大完好,聚片双晶发育,粒径8×0.3mm~18×3 mm。该富斑玄武岩总厚大于90m。如此厚度大、层位稳定且组构特殊的玄武岩在本区乃至整个新疆北部地区极为罕见,鲜有报道。本文研究表明,哈山组富斑玄武岩斑晶主要为浅红褐色、灰白色长石,其中浅红褐色长石电子探针分析其属钠长石和中长石;LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为306±2Ma,属晚石炭世晚期;地球化学显示属碱性钠质系列,岩石具低的SiO_( 2)含量(48.84%~49.63%),较高的Al _(2)O_( 3)(17.78%~18.78%)、MgO(4.59%~9.29%)和全碱(6.62%~7.11%)含量,富钠贫钾(K _(2)O/Na _(2)O比=0.16~0.20)。相对富集轻稀土而亏损重稀土;富集Rb、Ba、K、Sr等大离子亲石元素,亏损Th、U、Nb、Ta等高场强元素。具正的ε_(Hf)(t)值(9.94~14.86)和较年轻的二阶段Hf模式年龄(t _(DM2)=0.37~0.68Ga)。综上认为该富斑玄武岩具有N-MORB和弧岩浆系列的双重地球化学特征,是流体交代的亏损地幔源石榴石+尖晶石二辉橄榄岩部分熔融形成。富斑碱性玄武岩所具有的“Nb、Ta亏损Ti不亏损”这一“初始岛弧”的地球化学特征,表明包古图构造带进入晚石炭世后开启了一个新生弧-盆构造体系。哈山组最底部的新生初始弧富斑玄武岩与其之上的成熟弧埃达克质火山岩,记录了一个相对完整的增生弧火山岩形成与演化历史。

关于土地整治工程专业建设的思考——以长安大学为例

土地整治工程专业是于2017年经国家教育部批准开设的新工科专业。长安大学是首批开办土地整治工程专业的高校。以长安大学为例,介绍了土地整治工程专业的人才培育目标;专业定位、师资队伍建设、课程体系建设和教材建设等方面的教学组织管理和课程优化;实践教学等建设内容,以期提高高校专业建设水平与地位,夯实人才培养的根基,确保行业人才质量,服务地方经济建设和国家生态文明建设。

准噶尔盆地南缘下侏罗统三工河组地球化学、沉积环境及源区特征分析

准噶尔盆地南缘是重要的油气勘探地区,也是研究盆地构造属性、沉积环境演化的重要区域。南缘下侏罗统三工河组由上部主体浅青灰色-灰绿色长石岩屑砂岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩和下部土黄色长石岩屑砂岩、含砾粗砂岩、砾岩组成,对上部样品进行岩石学、岩相学和地球化学研究显示:样品化学蚀变指数(CIA)为77.57,反映物源区经历中等风化作用;碎屑物质磨圆和分选较差,表明沉积物搬运距离短,成分成熟度低;Cu/Zn、V/Cr、V/(V+Ni)、Ni/Co及U/Th值指示古沉积环境为富氧的氧化环境-贫氧过渡环境;Sr/Cu、Al_(2)O_(3)/MgO值指示温暖湿润的气候特征;Li,Sr,Sr/Ba,Th/U值指示淡水环境;综合岩相学特征认为,其上部主体为浅湖亚相沉积,下部为辫状河三角洲平原亚相沉积。样品中含流纹岩岩屑,La/Th-Hf、La/Sc-Co/Th和Ni-TiO_(2)判别图指示三工河组源岩主要来自于上地壳长英质火山岩;出现少量安山岩岩屑和Th/Co、Th/Cr比值显示源岩有少量中-基性岩。通过样品与不同构造背景杂砂岩成分对比、Th-Co-Zr/10、La-Th-Sc、Th-Sc-Zr/10判别图显示物源区应为大陆岛弧构造背景。

基于综合区划的渭河流域自然资源动态变化特征分析

为促进渭河流域自然资源“两统一”管理和野外监测体系构建,通过自然资源和环境地理要素确定区划指标,进一步细化自然资源综合区划,为渭河流域自然资源可持续利用和高质量发展提供科学依据和决策支撑。将研究区划分为8个自然资源亚区(二级区划)和17个自然资源地区(三级区划),2000—2020年,研究区自然资源演替表现在耕地、森林和草原三者之间的转换,总体趋势为耕地资源减少、森林资源增加,其中耕地与草原的相互转化主要位于鄂尔多斯盆地温带矿产—草—耕资源亚区、陇中高原暖温带草、耕资源亚区和陇东黄土高原草原资源地区;草原与森林的相互转化主要位于秦岭北麓森林和水资源地区、陇东黄土高原森林资源地区、六盘山-陇山森林资源地区。流域内自然资源的分布及转换受自然条件制约,但自然因素对自然资源的影响是一个漫长的过程,人口增长、经济社会的快速发展、政策调控等人为因素仍是影响自然资源时空动态分异最重要的驱动力。渭河流域自然资源综合区划对自然资源的综合管理、开发利用及生态保护修复具有重要意义。

宁夏海原西华山地区金矿床地质地球化学特征及成因分析

宁夏海原西华山金矿区位于秦岭—祁连—昆仑造山带之祁连构造成矿带,在该矿区已发现马场和柳沟2个金矿床。区内含矿地层为长城系海原群变质地层,矿脉受断裂带控制,矿石类型主要为蚀变煌斑岩型、石英脉型和蚀变岩型。为了查明西华山金矿区矿床成因类型和成矿过程,对马场和柳沟2个金矿床开展了野外地质调查、流体包裹体显微测温和H-O-S同位素地球化学研究工作。研究表明:马场和柳沟金矿床石英流体包裹体均一温度范围分别为140.1~382.6℃和203.2~353.9℃,集中在250~260℃和270~280℃;盐度[w(NaCleq)]分别为2.57%~10.72%和5.28%~12.08%,集中在6%~7%和7%~8%;成矿期成矿流体δD值分别为-86.5‰~-87.2‰和-90.2‰~-91.6‰,δ^(18)O值分别为7.4‰~8.7‰和8.7‰~10.0‰;2个矿区矿石黄铁矿中δ^(34)S分布范围为-1.00‰~0.27‰。综合研究认为,区内金矿成矿流体属于中低温、中低盐度的流体,主要来源于岩浆水;硫也主要源于岩浆,有少量可能源于围岩地层;区内金矿床属于与晚古生代中酸性岩浆活动有关的中低温低盐度岩浆热液型金矿。

大兴安岭南段北大山岩体的年代学和地球化学:对岩石成因及成矿潜力的指示

大兴安岭南段发育包括维拉斯托、黄岗、安乐、大井、毛登和边家大院等锡多金属矿床,是我国北方最重要的锡多金属成矿带。北大山岩体是该锡多金属成矿带规模最大,出露最完全的花岗质侵入体,其北部主要为石英二长斑岩,南部为黑云母花岗岩,且南部岩相中常见电气石和绿柱石,被认为是区内锡多金属矿床的成矿母岩。然而,目前对该岩体岩石成因及其稀有金属成矿潜力的认识却存在较大争议。本文在对北大山岩体开展岩相学观察和锆石U-Pb定年的基础上,通过全岩地球化学和锆石Hf同位素分析,结合MELTS热力学模拟计算,试图阐明该岩体的成因类型、源区特征和演化过程,并讨论其成矿潜力。锆石U-Pb定年结果显示,北大山岩体北部的石英二长斑岩形成于143.4±1.3Ma,南部黑云母花岗岩形成于142.6±1.3Ma,与大兴安岭南段早白垩世锡多金属成矿年龄峰值相一致。北大山岩体中含自形富水矿物角闪石及黑云母、富碱(K_(2)O+Na_(2)O=8.58%~9.34%)、ACNK/CNK值介于0.97~1.02,P_(2)O_(5)含量低(<0.14%)且与SiO_(2)含量呈负相关,指示该岩体为高钾钙碱性I型花岗岩。岩体的锆石Hf同位素组成较为亏损(ε_(Hf)(t)值平均6.81,n=20),且全岩锆饱和温度较高(平均值为813℃),指示其为新生地壳物质高温熔融的产物。主量元素变化关系和MELTS模拟结果表明,北大山岩体为高钾钙碱性岩浆体系不同程度分离结晶的产物,其中北部石英二长斑岩样品之间结晶分异程度较低,而南部黑云母花岗岩的结晶分异程度较高。北大山岩体的形成时代、源区特征和氧化还原条件(△FMQ-2.5)与大兴安岭南段稀有金属花岗岩类似,具有一定的锡多金属成矿潜力,但其初融温度、挥发分组成(相对富B贫F)、分异演化程度(结晶分异和熔体-流体相互作用程度相对较低)明显不同于维拉斯托矿床成矿碱长花岗斑岩,不会是该矿床的成矿母岩。

陕南镇巴小洋坝地区南华系物源分析:来自碎屑锆石U-Pb年龄、碎屑成分分析及地球化学的证据

扬子板块北缘镇巴小洋坝地区出露了一套完整的南华纪沉积地层,分析其沉积时限、沉积环境及物源示踪对扬子板块北缘新元古代中晚期沉积-构造演化具有重要意义。本文对陕南镇巴小洋坝地区南华系砂岩样品进行碎屑锆石U-Pb测年分析,化学蚀变指数(CIA)、化学风化指数(CIW)、斜长石蚀变指数(PIA)、成分变异指数(ICV)判别及物源分析。结果显示小洋坝地区南华系的沉积时限应为720~635 Ma。长安组、古城组、南沱组沉积于寒冷干燥气候,而大塘坡组沉积于温暖湿润气候。其物源区主要为扬子板块北缘汉南—米仓山微地块。研究区南华系对应了新元古代中晚期扬子板块北缘地区的后碰撞-裂解阶段,是新元古代中晚期Rodinia超大陆裂解在该地区的沉积响应。

闽北邵武地区玄武安山岩的成因和意义——来自年代学、地球化学及Nd-Hf同位素的约束

东南沿海地区中生代火山岩研究成果颇丰,但有关中侏罗世晚期基性火山岩的报道较少,限制了对该区域中生代构造-岩浆活动及大地构造演化的深入理解。本文对江绍断裂带东南侧邵武地区的中生代火山岩开展了系统的岩石学、锆石U-Pb年代学、锆石Lu-Hf同位素、地球化学和Sm-Nd同位素研究。结果显示:邵武地区玄武安山岩喷发年龄为(161.0±2.0)Ma;同位素地球化学结果显示,这些样品中—晚侏罗世锆石的ε_(Hf)(t)值介于-14.33~-10.41之间,ε_(Nd)(t)值较低(-9.2~-8.4),反映富集Nd同位素的特征;岩石地球化学结果表明,该套火山岩具有高w(Al_(2)O_(3))、w(Na_(2)O)、低w(MgO)、w(TFe_(2)O_(3))等特征,稀土总量较低,稀土配分曲线为右倾型,且具弱的Eu负异常,大离子亲石元素Rb、Ba和K相对富集,高场强元素Nb、Ta、Ti、P等相对亏损。综合岩石学和地球化学研究结果,本文认为邵武玄武安山岩起源于交代岩石圈地幔的部分熔融,并经历一定结晶的分异作用,其大地构造背景总体为板内环境。结合前人对区域构造-岩浆活动的认识,本文认为在中侏罗世晚期,太平洋俯冲板片发生回撤、撕裂,导致幔源岩浆底侵并置换了古老壳源岩石,从而东南沿海地区虽整体处于挤压背景,但仍存在局部拉张环境。