矿产资源开发管理中相关问题解决策略研究

针对目前矿业权市场中普遍存在的“圈而不探”“以采代探”以及“占而不采”问题,在分析问题产生原因的基础上,结合国家相关法律法规、其他省(区)出台的政策文件以及新疆维吾尔自治区实际情况,提出解决问题的相关方案,为完善矿业权管理制度,促进矿产勘查和开采市场健康有序发展提供可借鉴的措施和建议。对于“圈而不探”问题,建议通过加强勘查实施过程中监督管理力度并实施目标责任制管理制度来解决;对于“占而不采”问题,建议通过完善采矿权出让合同并加强对最小生产规模的监管力度来解决;对于“以采代探”问题,建议通过加强日常监管力度并实行信用监管建立处罚制度来解决。

基于大规模预训练模型的地质矿物属性识别方法及应用

地球科学的研究成果通常记录在技术报告、期刊论文、书籍等文献中,但许多详细的地球科学报告未被使用,这为信息提取提供了机遇。为此,我们提出了一种名为GMNER(Geological Minerals named entity recognize,MNER)的深度神经网络模型,用于识别和提取矿物类型、地质构造、岩石与地质时间等关键信息。与传统方法不同,本次采用了大规模预训练模型BERT(Bidirectional Encoder Representations from Transformers,BERT)和深度神经网络来捕捉上下文信息,并结合条件随机场(Conditional random field,CRF)以获得准确结果。实验结果表明,MNER模型在中文地质文献中表现出色,平均精确度为0.8984,平均召回率0.9227,平均F1分数0.9104。研究不仅为自动矿物信息提取提供了新途径,也有望促进矿产资源管理和可持续利用。

新疆镜儿泉伟晶岩型锂矿岩矿光谱特征分析

伟晶岩型锂矿分布广且资源量大,是我国当前主要工业应用类型。新疆镜儿泉锂矿是东天山造山带最大的伟晶岩矿床,具有巨大的稀有金属找矿潜力。本文以镜儿泉锂矿为例,利用便携式地物光谱仪采集光谱反射率数据,对典型岩石及矿物样品进行波谱测试与分析,揭示花岗岩、含矿伟晶岩、不含矿伟晶岩、锂辉石和锂云母等岩石矿物的光谱特征,分析典型手标本及其镜下显微特征,并对国内典型矿床岩矿光谱开展对比分析研究。结果表明:1 913 nm波谱可以作为含矿伟晶岩、不含矿伟晶岩、花岗岩和白云母、锂云母和锂辉石光谱特征的区分特征关键波段,是含矿和不含矿的一个光谱指示波段。通过对比分析新疆阿尔金地区、西昆仑大红柳滩地区和四川甲基卡地区的伟晶岩型锂矿光谱特征,其光谱特征大致相同,吸收位置有1~4 nm的差异。本研究为今后开展伟晶岩型锂矿的遥感调查评价奠定了理论基础。

新疆东天山突出山铜铁矿床地球化学特征与地质意义

突出山铜铁矿床是东天山雅满苏石炭纪弧前—岛弧带中代表性的铁多金属矿床,矿体呈透镜状、脉状、似层状赋存于上石炭统底坎尔组下亚组火山岩中.矽卡岩阶段包裹体均一温度为151℃～＞380℃,盐度为1.91％～23.18％ NaCleq,密度为0.76～ 1.09 g/cm3,热液硫化物阶段包裹体均一温度为101 ℃～280℃,盐度为0.35％ ～ 23.05％ NaCleq,密度为0.74～1.13 g/cm3,表明成矿流体属于中-高温、中-低盐度、中-低密度的NaCl-H2O体系.（绿泥石）绿帘石矽卡岩、磁铁矿（镜铁矿）矿石、含磁铁矿灰岩的稀土配分模式均为轻稀土相对富集的右倾型（LREE/HREE=2.85 ～ 9.21）,以出现负铕异常（δEu=0.22～ 1.09）和铈异常不发育为特征,与底坎尔组火山岩相似,表明成矿物质来源于底坎尔组火山岩.矿区矽卡岩可能是火山热液交代碳酸盐岩形成的,成矿条件为中-高温、较为宽广的氧化还原环境,矿床成因属火山热液交代型。

新疆东天山突出山铜铁矿区岩浆岩年代学、地球化学特征及地质意义

突出山铜铁矿床赋存于上石炭统底坎尔组火山岩中,地质特征表明矿床成因为火山热液交代型.矿区玄武岩具有高A1、Na,贫K、P、Ti的特点,属于钙碱性系列火山岩.岩石具有轻稀土元素、大离子亲石元素相对富集和高场强元素相对亏损的特点.微量元素特征表明岩石与俯冲带流体作用有关,经历了橄榄石（±辉石）和铬铁矿的结晶分异作用,形成于石炭纪弧后盆地环境,指示铁矿床的成矿环境为弧后盆地环境.矿区闪长岩和钾长花岗岩的锆石LA-ICP-MS U-Pb谐和年龄分别为326.2± 1.6 Ma与318.2±2.5 Ma,均为石炭纪岩浆活动的产物.根据闪长岩、钾长花岗岩、矿体与底坎尔组火山岩的穿插关系,限定矿床的铁成矿作用时间为底坎尔组火山岩的形成时代,早于闪长岩的形成时代（326 Ma）,而铜成矿作用时间与闪长岩的形成时代相近或稍晚。

新疆阿尔泰克因布拉克铜锌矿区闪长岩锆石U-Pb年龄及地质意义

克因布拉克铜锌矿床位于阿尔泰南缘冲乎尔火山-沉积盆地,矿区出露大面积花岗质岩体,矿体赋存于花岗质岩体与上志留统—下泥盆统康布铁堡外接触带中。在井下开采过程中均见有闪长岩脉穿插铜锌矿体和花岗岩体的地质现象。闪长岩锆石LA-MC-ICP-MS U-Pb加权平均年龄为(262.0±2.1)Ma(MSDW=4.6),为新疆阿尔泰中—晚二叠世(270~250 Ma)岩浆活动产物。结合矿床地质特征和矿区二长花岗岩的形成时代,限定矿床形成时代为278~262 Ma,为早—中二叠世成矿。

中中新世气候适宜期全球变暖背景下亚洲内陆干旱区古气候演化特征及驱动机制

中中新世气候适宜期是新生代全球降温趋势下一次强烈的全球升温事件,其气候状态被认为是未来全球变暖最可能达到的状态。亚洲内陆干旱区是全球典型的中纬度干旱区,其干旱化过程对人类生存环境影响最为深刻、最为直接。在全球变暖背景下,叠加人类活动的影响,干旱区变得更加脆弱,其扩张或变迁都会直接影响人类的生存和可持续发展。探讨亚洲内陆干旱区在中中新世全球气候变暖背景下的气候演化历史,对未来气候变暖模式下干旱区的气候变化预估提供重要参考。本文梳理了亚洲内陆干旱区典型盆地现有中中新世期间古气候演化研究结果,通过环境磁学参数、孢粉、同位素等多种气候代用指标的综合分析,发现在中中新世期间,多数地区呈现湿润化,但开始的时间有所差异,同时,少量地区呈现持续干旱化的现象。另一方面,对中中新世适宜期形成的主控因素依然存在较大争议,有的学者认为哥伦比亚玄武岩喷发是主要因素,有的学者认为构造活动是主要因素。要解决上述争议,需要获取更多具有精确年代控制的高分辨率记录,以确定中中新世升温事件的起始响应时间。通过正确解译气候代用指标,特别是对古气候变化响应最为直接和敏感的孢粉,以及环境磁学参数和地球化学比值等蕴含的古环境信息,厘清各种因素对气候变化造成的影响,揭示亚洲内陆干旱区中中新世气候适宜期气候演化的驱动机制。

基于多源数据的三维地质建模与应用

随着矿产资源勘查评估技术的快速发展,由单一数据建立的地质体模型已不能满足实际需求。利用多源数据进行三维地质建模与应用备受重视,然而在基于多源数据建立复杂地质体三维模型的研究中缺乏成熟的技术方法。本研究提出了一种基于多源信息数据库的快速建模信息提取方法和“剖面-钻孔快速递进法”技术,用于快速建立复杂地质实体。利用本研究方法构建了哈密市XX矿区的岩体和矿体三维模型,实现了该矿区的地下透明化,估算主矿体金属资源量约2.86×10^(4)t。基于三维模型的可视化分析技术对深部找矿具应用潜力,可为今后找矿提供技术支撑。

“净矿”出让关键问题探索与解决方法研究

在收集整理全国各省区已经出台的“净矿”出让政策文件以及试点情况并结合新疆维吾尔自治区实际的基础上,提出采矿权设置与相关规划关系、原采矿权人历史遗留资产处置、矿产勘查开采与用地事项衔接以及采矿作业相关法定要件编制和审批是决定“净矿”出让能否高效实施的四个关键问题,并对这四个问题分别提出解决方案和具体的对策措施建议。通过对关键问题的探索,为新疆维吾尔自治区“净矿”出让制度的建立提供建议。

基于深度学习的花岗伟晶岩型锂铍矿物识别研究

虽然遥感技术在大宗型金属矿产资源勘查方面取得了非常卓越的成效,但将其应用于稀有金属矿物提取的成果较少,尤其是对硬岩型锂铍矿物识别,主要受光谱分辨率、含矿岩体与围岩物性差异小、锂铍矿物光谱区分差异小等因素限制。为此,本研究通过野外采集含锂铍矿物伟晶岩和围岩样品并测量其光谱数据,使用光谱增强技术凸显光谱特征,对比分析特征吸收参数相似度模型和深度神经网络模型对矿物识别精度的影响。结果表明:(1)结合包络线去除和混合高斯模型提取的光谱吸收特征参数更简洁且具有更强的地质内涵;(2)光谱增强技术可提高模型识别精度,对比原始光谱,基于对数一阶导数光谱构建的模型的总体精度提高了0.05;(3)从总体精度看,深度卷积神经网络(总体精度=0.78)比浅层网络模型(反向传播模型总体精度=0.55和极限学习机模型总体精度=0.73)能够取得更好的效果。因此,结合高光谱技术和深度学习能够有效快速地识别花岗伟晶岩型矿物,为航空-航天成像高光谱影像直接提取锂铍矿物提供科学依据。

基于高光谱对花岗岩中长石含量测定研究

长石是地表岩石最主要的造岩矿物。为研究光谱分辨率及颗粒尺度对长石含量预测的影响,测定由石英、钾长石及斜长石粉末混合成的模拟花岗岩光谱信息。采用高斯响应函数重采样法,进行多光谱变换后,使用随机森林、支持向量机及极端梯度提升建模,得到钾长石及斜长石含量反演的最佳光谱宽度分别是10 nm和30 nm。依次去除矿物粒径较小样本,建模反演可得斜长石和钾长石的平均决定系数(M),分别增加0.25与0.26,表明岩石中矿物颗粒尺度越大,矿物反演精度越高。研究结论可得,基于可见光-近红外波段信息反演岩石中矿物含量。据获得的长石含量反演最佳波段宽度及颗粒尺度,为设计合适高光谱传感器进行大范围地表岩石组分检测提供参考。

塔里木河下游土地利用/覆被变化对生态输水的响应

以2000—2015年的遥感影像资料和生态输水数据为基础数据源,利用ENVI和GIS数据分析处理工具,基于时间轨迹分析方法研究塔里木河下游土地利用/覆被变化(LUCC)对生态输水的响应。结果表明:2000—2015年的16次、1670 d间歇性生态输水,使林地和草地分别增加了823个和1347个像元,耕地、湿地和人工用地分别减少了1422个、736个和222个像元,其他用地增加了210个像元;植被面积总体上呈扩大趋势,2015年较2000年净增植被面积382.85 km^(2),人工表面增加356.10 km^(2);戈壁、裸土、沙漠等其他用地面积共计减少了738.95 km^(2);土地利用变化主要发生在塔里木河下游两岸的河水漫溢、滞留区,呈现出破碎化、不规则化和复杂化的趋势。

高光谱的矿区植物异常信息提取

白茎绢蒿是一种广泛分布于新疆富蕴县各个矿区的一种植物。在矿区进行矿产勘查时,由于植物等障碍信息的存在,传统的勘查方法已经难以发挥作用,急需一些新方法、新思路。遥感植物地球化学方法可以巧妙地利用植物这一天然的信息源,把植物从障碍信息转换为了有用信息。帮助人们快速、经济地获取植物屏障下的矿产有用信息。由于其具有大面积、快速、无损性等优点,受到了越来越多学者的关注,成为当下的研究热点。近些年虽然有学者综合考虑"吸收系数"和"衬度系数"这两个指标,证明了白茎绢蒿是对隐伏矿床的勘查具有较好指示性作用的植物,生在在矿床上部的植物可以较好的吸收土壤中的成矿元素,在其体内形成地球化学异常,相比于其他植物异常信息更加清晰可见。但是目前没有人研究是否可以从光谱的角度来发现白茎绢蒿体内的地球化学异常,进而为隐伏矿床的勘查提供参考。因此,本研究首次尝试从白茎绢蒿的光谱信息中寻找出与地球化学异常密切相关的特征波段或者特征值,然后构建基于植物光谱的隐伏矿床预测模型。采取的方法是首先利用ASD FieldSpec3型光谱仪分别对生长在矿床上部和背景区的植物进行光谱测定,然后从原始光谱、一阶导数光谱、二阶导数光谱、一阶导数的分形维数、二阶导数的分形维数五个层面对生长在这两个区域的植物光谱进行对比分析,最终优选出了10个差异显著的特征波段,分别为:R′824,R′834,R′1 533,R′1 573,R′1 633,R′1 643,R″1 284,R″1 703,一阶导数的分形维数以及二阶导数的分形维数。这些特征波段可以作为植物地区寻找隐伏矿床的植物地球化学标志。以优选出的10个特征波段作为输入参数,分别用随机森林(RF)和偏最小二乘-支持向量机(PLS-SVM)构建了基于植物光谱数据的隐伏矿床预测模型。结果表明:(1)两种模型均可以取得较好的效果,但是相比于随机森林模型,偏最小二乘-支持向量机模型具有更好的鲁棒性,泛化能力也更强;(2)利用植物的光谱异常寻找隐伏矿床具有较大的潜力,因为相比于传统方法,更加简单、快速。课题组已经利用动力三角翼和HySpex成像高光谱传感器构建了"超低空探测平台",可以实现对地"亚米级"的观测。但是如何有效的解决"空间尺度"和"光谱尺度"问题,如何把地面试验场建立的模型更好的应用于超低空探测平台,实现研究区大面积地、快速地植物异常信息提取将是我们下一步的研究重点。

东准噶尔琼河坝岛弧晚古生代地球动力学环境——来自和尔赛岩体暗色岩墙时空分布的证据

新疆东准噶尔地区地处阿尔泰、准噶尔和东天山等山系和构造单元的结合部位,是研究中亚造山带（或称北亚造山区）构造演化的关键地区。以往的研究多集中于东准噶尔的岩石组合和地球化学组成,相对缺乏构造变形尤其是中小尺度构造变形的研究。初步研究发现东准噶尔分布着大量的中基性暗色岩墙,它们是后期岩浆侵入到前期构造裂隙中的产物,可以从时空两个方面为构造裂隙的研究提供制约。本文结合地质资料和高分辨率遥感影像解译,在琼河坝岛弧带中的和尔赛岩体（早泥盆世）中识别出来了874个暗色岩墙（晚石炭世—早二叠世）片段,它们的走向以北西西—南东东向为主,另外还有少数北东—南西和北西—南东走向的岩墙。通过岩墙的宏观变形特征可以推测,北西西—南东东走向的岩墙形成于压张性裂隙之中,北西—南东走向的岩墙形成于左行张剪裂隙之中,北东—南西走向的岩墙形成于右行压剪裂隙之中。这些裂隙形成时平面最大主应力为北西西—南东东方向。结合岩体和岩墙的时代,本文认为在晚泥盆世—早石炭世期间,和尔赛岩体由于受到北西西—南东东方向的区域挤压作用而产生相应的裂隙,可能标志着洋盆结束后碰撞作用的发生,而晚石炭世—早二叠世暗色岩墙的普遍发育可能是后碰撞岩浆活动的标志。

风化面、荒漠漆及地衣在岩矿表面对高光谱遥感的影响

地表风化产生的表面覆盖层、风吹送的尘埃、胶结物或附着物在岩矿表面形成的外壳是影响地表高光谱遥感识别和反演的重要和关键因素。本研究区位于干旱缺水的新疆西准噶尔包古图地区，对岩矿表面的风化面、胶结物形成的荒漠漆、附着于岩面的地衣和原岩的新鲜面进行了波谱测定分析、X射线荧光元素分析和光薄片镜下观察。结果表明：该地区的大部分岩石表面有风化层覆盖，主要为物理风化，少部分岩石表面发生了化学风化；荒漠漆波谱在可见光波段改变原岩本身的波谱形态，但在短波红外波段，保持原岩波谱特征只改变了反射率大小，并不影响对原岩矿物质的高光谱探测；地衣附着于岩表的波谱特征不仅改变了波谱反射率，还完全改变了原岩的波谱形态，对原岩表面波谱有混淆干扰作用。岩矿表面的研究是波谱测量从实验室走向野外实际应用的基础，也是利用高光谱遥感技术直接进行矿物识别、相似矿物的区分以及提取矿物含量和化学成分研究的最初和关键一步。

Au元素空间特征分析及异常提取方法研究

如何更好地提取地球化学的元素异常信息一直都是地质学家关心的重要问题,因此进行了地球化学元素异常提取技术的研究。研究中利用收集到的西准噶尔地区1:200 000化探数据,对Au元素含量进行空间变异特征分析及插值处理,利用传统方法和分形方法中的C-A模型,获得了不同的异常下限值,开展了异常信息提取方法及与应用效果对比研究。结果证明,研究区Au元素空间分布属于各向同性,自相关性中等;利用分形方法进行研究区Au元素异常提取优于传统方法,分形方法提取的Au元素异常信息和已知金矿吻合更好,避免遗漏了异常信息。研究结果对该区进一步的找矿工作具有一定指导意义。

基于Landsat-8 OLI和ASTER数据集成和融合的矿化蚀变信息提取:以包古图斑岩型铜矿为例

围岩蚀变现象是热液矿床成矿作用发生的重要标志之一,使用遥感数据进行蚀变信息的提取能够降低找矿成本,提高找矿效率。多光谱遥感数据以覆盖范围广、获取容易、价格便宜等优点成为蚀变信息提取的主要数据之一。根据Landsat-8 OLI和ASTER数据各自的波谱优势,把两者进行集成,得到AO数据;然后融合AO和Landsat-8 OLI全色波段得到融合后的AOM数据。基于AOM数据,利用波段比值、相对吸收深度、混合调制滤波对研究区的矿化和围岩蚀变进行了提取。为了验证AOM数据在矿化蚀变信息提取中的优势,对比了数据集成和融合前后的蚀变信息提取结果。对比结果表明:(1)AOM数据能够充分利用Landsat-8 OLI和ASTER的波段信息,包含了比任何单个数据都多的蚀变信息;(2)AOM数据能够提取出更多的信息,尤其是对一些细节信息提取效果更好,可应用于矿化信息提取研究。

基于MCR模型的卡拉麦里地区生态安全格局变化研究

随着生产力的发展,人类在开发活动中导致的植被破坏、水源污染、土壤污染等生态环境问题日益突出,人类活动与自然环境之间的矛盾和保障人类社会的可持续发展已经成为急需解决的问题。利用最小累积阻力模型(MCR)对1990—2019年卡拉麦里地区的生态安全格局变化规律进行分析,并结合元胞自动机-马尔可夫模型(CA-Markov)对2025年本地区的生态安全格局进行预测。结果表明:(1)将卡拉麦里地区的生态安全格局分为安全区、低安全区及不安全区,安全区的面积在2010—2015年萎缩至3237.31 km^(2),主要转化为低安全区及不安全区,这一时期的人类活动严重影响到了本区的生态环境。(2)2019年,安全区面积为6265.91 km^(2),低安全区及不安全区基本恢复为自然状态,生态治理工作取得良好效果。(3)预测可知,2025年卡拉麦里地区景观格局变化不大,仍以草地、未利用地为主。生态安全区面积6421.88 km^(2),低安全区及不安全区面积有继续下降趋势。(4)在卡山保护区中部的交通路线附近形成了一条带状低安全区,将成为今后保护区生态监测与保护的重点区域。

不同空间分辨率高光谱遥感数据对蚀变矿物信息提取的影响

高光谱遥感由于其精细的光谱分辨率,在定量分析物质成分上独具优势,因此广泛应用于提取蚀变矿物信息。探讨了不同空间分辨率高光谱遥感数据对蚀变矿物信息提取的影响,采用最邻近插值法、双线性插值法和三次卷积插值法3种重采样方法对美国Cuprite矿区空间分辨率为20 m的AVIRIS影像做空间尺度扩展,分别扩展到空间分辨率为25,30,35,40,45,50 m。采用SAM分类方法从不同空间分辨率影像中提取蚀变矿物信息,使用混淆矩阵评价提取结果。一方面比较不同重采样方法对后期蚀变矿物信息提取精度产生的影响;另一方面比较不同空间分辨率对高光谱遥感影像蚀变矿物信息提取精度的影响。结果表明:①采用不同的重采样方法做空间尺度扩展,会影响后期蚀变矿物信息提取的精度,但是数值变化相对较小。相比之下,最邻近插值法重采样下影像蚀变矿物信息提取的精度稍好一些。②在中等空间分辨率(20～50 m)范围内,基于50 m空间分辨率的高光谱影像,蚀变信息提取的总体精度和Kappa系数较20 m的明显下降。其中最邻近插值法重采样下的总体精度和Kappa系数分别下降了7.94%,0.09;双线性插值法重采样下的总体精度和Kappa系数分别下降了6.87%,0.08;三次卷积插值法重采样下的总体精度和Kappa系数分别下降了6.68%,0.08。较高空间分辨率影像的总体精度和Kappa系数整体上均高于较低空间分辨率的情形。

基于ASTER的康古尔塔格金矿带热液矿化蚀变信息提取

新疆东天山的康格尔塔格金矿带矿产资源丰富,其重要控矿要素之一是韧性剪切带。文章使用ASTER数据提取该地区遥感矿化蚀变信息,并选择康古尔塔格金矿带的部分区域(因受数据获取限制,选择N41°38′—N42°20′、E91°20′—E92°20′范围)作为研究区。研究表明,区内矿化围岩蚀变特征明显,可通过分析研究区岩矿光谱特征以及ASTER数据光谱特征,分别选择假彩色合成、波段比值、特征向量主成分分析法(Crosta Technique)等图像处理技术来识别并提取研究区的矿化与蚀变矿物信息。结合ArcGIS将提取的矿化和蚀变信息与该地区的矿点与构造图层叠加,并对叠加成果图进行分析与对比,从叠加图中发现研究区中的金矿床沿韧性剪切带南侧的韧性剪切过渡带分布。通过阅读该地区的相关地质资料、成果文献等,对提取的矿化和蚀变信息进行验证;结果证明ASTER数据在相似干旱地区进行遥感蚀变信息提取具有可行性,此法用于相似地域找矿具有很好的应用前景。