太古宙绿岩带中铬铁矿床研究现状与展望

太古宙绿岩带中铬铁矿床不仅具有重要经济价值,而且是研究地球早期物质组成和地幔演化的重要对象。太古宙铬铁矿床形成时代久远,普遍经历了后期复杂的变质、变形和流体改造等一系列地质作用。相较于显生宙豆荚状铬铁矿和元古宙层状铬铁矿,对太古宙绿岩带内产出铬铁矿的研究还较为薄弱,尤其对铬铁矿体形成的地质背景和岩浆作用缺乏深入系统的研究。本文综述了格陵兰、印度、澳大利亚西部、加拿大以及津巴布韦等典型太古宙绿岩带中铬铁矿床的主要地质特征和研究现状,讨论了相关科学问题和研究展望。绿岩带中铬铁矿床主要产在古太古代-新太古代(3.3~2.7Ga)克拉通内的超基性岩石单元中,矿体常与蛇纹石化纯橄岩伴生。铬铁矿体产状复杂,既有层状和似层状,也有透镜状和不规则状,因此不能简单归于层状铬铁矿或豆荚状铬铁矿。铬铁矿岩以块状为主,其铬铁矿Cr#相对较高(>60),属高铬型,Mg#中等偏高(21~93)且与Cr#呈负相关关系。研究认为,绿岩带中铬铁矿的成矿母岩浆来自深部亏损含水地幔分异所形成的科马提质岩浆,且受到了地壳物质混染。在开放的岩浆房内,含矿原始母岩浆与不断补给的科马提质岩浆相混合,并随着岩浆的重力分异和对流分层等作用形成堆晶状铬铁矿体。

带地形频率域可控源电磁法三维反演研究

单一的地震勘探不能满足所有地质地形条件下的油气勘探开发需求,试验证明与非地震勘探方法尤其是电磁法的联合应用可以有效提高钻井成功率,而对带地形三维可控源电磁法的正反演研究可以有效克服地形对勘探结果的影响,进一步提高勘探精度。采用基于二次电场的有限差分方法进行三维正演,与前人有限元大地电磁计算的经典地质模型在远区卡尼吉亚视电阻率正演方法相比,结果基本一致,证明该正演算法的可靠性和准确性;应用非线性共轭梯度(NLCG)方法进行三维反演,提出并使用初值优化方法,能减少每次反演迭代所需时间,从而提高反演效率。带地形的地质模型反演结果表明:反演的地下电阻率模型能够较好地还原异常体的形态和位置;初值优化方法能够明显缩短反演时间,为三维反演的实用化带来可能。

煤炭开采对植被-土壤系统扰动的碳效应研究

受煤炭开采影响,矿区内植被、土壤等主要碳汇要素受到不同程度的扰动,在此过程中其碳汇能力被削弱。本文以碳循环、碳源/汇等理论为基础,讨论了煤炭开采对矿区植被-土壤系统碳汇变化的计量方法;利用时空自适应反射率模型构建长时期植被NDVI序列;通过沉陷区和非沉陷区对比提取采矿对植被NDVI的影响;利用CASA模型计算植被NPP损失量;结合沉陷区内外不同土地利用类型土壤有机碳测定结果,得到矿区植被和土壤受扰动的碳收支变化。结果表明,2001-2010年,大同矿区忻州窑煤矿因开采导致的植被NPP损失量为4 613.66t;土壤有机碳增加1 641.169t;植被-土壤系统碳汇量减少6 166.401t,研究对更全面地测度煤炭开发对环境扰动的碳效应具有一定的借鉴作用。

改进FPAR的煤矿区植被NPP损失研究

基于遥感的CASA模型是测算植被NPP的主要方法之一,当前CASA模型中普遍以月内某一时刻或几个时刻的植被NDVI值计算光合有效辐射吸收比例(FPAR),这一方法忽略了月内FPAR的整体性和连续性,在计算中会产生较大误差。文中以煤矿区为例,首先通过时空自适应反射率融合模型构建高时空分辨率的矿区遥感影像,改进CASA模型中FPAR的计算方法,以FPAR连续函数均值代表月FPAR,并评价改进效果。通过FPAR损失量测算各植被NPP变化量,为煤矿区生态环境变化做出科学的判断。