豫西熊耳山蒿坪沟Ag-Au-Pb-Zn多金属矿床闪锌矿矿物学和微量元素组成特征及其成矿启示

蒿坪沟银金铅锌多金属矿床是豫西熊耳山地区重要的铅锌多金属矿床之一,矿体主要赋存在蚀变破碎带和断裂带内,成矿与区内岩浆活动关系密切。目前该矿床的研究集中于同位素地球化学、成矿时代和成矿物质来源等方面,但从矿物角度示踪成矿过程的报道较少。本文以矿石中不同世代闪锌矿为研究对象,开展电子探针和LA-ICP-MS原位主微量元素分析,查明不同世代闪锌矿的矿物学和微量元素组成特征,以反演矿床成矿物理化学条件进而约束矿床成因类型。结果表明,该矿床中闪锌矿主要存在两个世代:第一世代闪锌矿(Sp1)呈黑褐色或浅褐色,常与黄铁矿和黄铜矿共生,相对富集Fe、Mn、Cd、Cu和In;第二世代闪锌矿(Sp2)呈黄褐色或暗褐色,与大量方铅矿共生,裂隙被它形黄铁矿和碳酸盐充填,相对富集Co、Ge、Sn和Pb。闪锌矿中主要富集的元素为Fe、Co和In,其中Fe、Mn、Cd、Co和In等元素基本是以类质同象的形式赋存在闪锌矿的矿物晶格中,而Ag、Sb、Cu和Pb可能是以子矿物或显微包裹体的形式赋存。此外,Zn/Cd、Zn/Fe和Ga/In比值以及Fe温度计指示闪锌矿形成于中低温(沉淀时流体温度为229~259℃)和低硫逸度(lgƒ(S_(2))=-12.0~-10.1)的环境下,由成矿阶段II(Sp1到成矿阶段Ⅲ(Sp2其成矿温度可能发生了显著变化,结合面扫描分析结果,指示闪锌矿从核部到边缘温度逐渐降低。通过与国内外典型铅锌矿床闪锌矿微量元素特征对比,结合本矿床闪锌矿中低的Ga/In和Ge/In比值及Ge含量的特征,指示蒿坪沟银金铅锌多金属矿床成矿过程有岩浆活动的参与。综合认为蒿坪沟银金铅锌多金属矿床可能属于岩浆期后热液蚀变岩型和脉型矿床。

环境地质调查中智能直推随钻测量装置的应用研究

为解决环境地质调查中钻进轨迹精度低导致的污染物调查结果不准确和可信度差的技术难题,在分析现有直推钻具结构和功能特点的基础上,提出了采用单动组合的形式进行近钻头随钻测量的方法,研制智能随钻测量装置,建立室内平台监测模块,开发监测软件,分析智能随钻测量装置的稳定性和可靠性。在室内平台和现场分别开展验证实验,结果表明:智能随钻测量装置兼具轻量化和模块化,总长度为300 mm;其随钻测量性能稳定,对钻进顶角、方位角和工具面角的监测精度可达0.01°,满足直推钻进导向要求,且内管单动的形式极大降低了对场地的扰动;随钻测量装置可实现不同顶角阈值下的钻进状态自动识别,且与常规钻杆具有良好的适配性,适用于多种直推钻进的场景。在现场试验3次直推钻进过程中,随钻测量装置稳定性较高,以1.5 m/min的速度进行连续直推钻进。智能随钻测量装置能够满足环境地质调查过程中直推钻进随钻测量的需求,为直推钻进轨迹调整提供设备基础和数据支撑,该研究成果对提高非均质条件下直推钻进轨迹精度、提升环境地质调查中污染物原位检测可信度及提升环境地质调查智能钻测一体化技术与装备水平具有重要意义。

永吉高速边坡自动化监测预警及变形分析

以永吉高速DK0+585~DK0+780段右侧滑坡为研究案例,设计了传感器布设方案,采用自动化的监测预警系统对其进行全天候、自动化的监测和预警,系统可及时准确地识别边坡每一次变形加速过程,起到了预警作用。通过对监测数据的分析,总结其变形特征,并结合现场巡查情况、工程地质情况进行综合的安全评价。结果表明,该滑坡目前仍处于不稳定状态,且主要诱发因素为降雨,采用自动化监测预警能够准确把握滑坡的变形加速过程,有效保障高速公路的运营安全。

利用重力梯度张量等位面曲率的地质体定位

针对重力梯度张量曲率的研究,前人的工作主要集中在重力张量曲率的解释及边缘检测中,几乎没有涉及到地下密度异常体的定位.本文结合重力矢量和重力梯度张量提出了一套基于重力梯度张量等位面曲率的地下密度异常体位置估计策略.首先,从重力梯度张量等位面曲率的基本定义出发,计算重力梯度张量等位面曲率.然后,通过寻找球面或圆形等位面的重力梯度张量曲率,提出了利用最大主曲率定位地下密度异常体位置的源参数估计方法,并详细推导了估计3D球体(质点)和2D水平线源位置信息的解析表达式.再者,针对噪声和多源存在的情况,提出了一套利用重力梯度张量等位面曲率获得密度异常体位置信息的稳健估计流程,并利用模糊C均值聚类算法进一步确定地下密度异常体的中心位置.最后,通过理论模型测试和文顿盐丘实测航空重力梯度数据测试,验证了本文算法的可行性和可靠性.结果表明:在满足曲率半径定义条件的情况下,本文所提出的源参数估计方法可以定位单个或多个地下3D和2D密度异常体的空间位置,具有较好的稳健性和抗噪能力.该方法拓展了重力梯度张量曲率的应用范围,可为重力梯度张量的三维反演工作提供先验的空间位置信息.

水体重金属Pb、Cd污染的室内高光谱特征反演研究

针对水体重金属污染水质参数复杂、重金属含量少导致的遥感监测光谱反射率低、特征响应波段不明显等问题,本文以铅(Pb)、镉(Cd)为研究对象,配制室内单一重金属多浓度污染标准溶液,在光谱数学变换的基础上,通过相关性分析获取水体重金属Pb、Cd的污染特征响应波段,并进一步构建单波段非线性及多波段偏最小二乘反演模型。所获水体重金属Pb、Cd污染特征响应波段上的光谱特征与对应标准溶液的重金属污染浓度的相关性分析及其模型反演精度表明:一阶微分与包络线去除可有效提高水体重金属污染特征波段提取精度,且多波段反演模型优于单波段模型。本文可为进一步开展野外水体重金属污染反演研究提供理论支撑。

湖南衡阳盐田桥铜多金属矿床地质特征及成矿流体研究

盐田桥铜矿床为湖南省境内衡阳盆地北缘茶恩寺铅锌多金属成矿区内重要的矿床,矿区内主要赋存白垩系戴家坪组紫红色砂岩,中元古界冷家溪群灰绿色板岩,F1断裂破碎带横贯整个矿区。白垩系地层和断裂构造为矿床形成的基本条件,流体包裹体的研究显示,矿床三个阶段的均一温度(铁硅质-黄铁矿-黄铜矿阶段288.1℃~354.1℃,石英-黄铁矿-黄铜矿阶段218℃~289℃,石英-黄铜矿-方铅矿阶段158.1℃~251.6℃)逐渐下降,指示成矿过程中可能发生了流体的混合,综合矿床宏观地质特征及成矿地质条件分析,认为盐田桥铜矿床为中高温热液石英细脉型矿床。

长沙市固体废弃物处理场水文地质及环境效应评价

为了解垃圾填埋场周边地下水环境污染状况,以长沙市固体废弃物处理场周边土壤、地下水及下游水库水质为研究对象,对研究区进行采样分析,采用单因子污染指数法和内梅罗污染综合指数法对该垃圾填埋场周边环境重金属含量特征进行分析与风险评价。结果表明:As、Cr(Ⅵ)、Ni、Pb、Zn、Cu重金属是填埋场周边环境中的主要污染物,区域采样点及下游水库中重金属含量均值低于地下水质量标准Ⅲ类,填埋场区污染状况良好;Cr(Ⅵ)含量在ZK1与R1样品中均高于地下水质量标准Ⅲ类,是填埋场周边地下水的主要风险污染物;ZK1~ZK4中土壤重金属元素以Pb、Cr(Ⅵ)富集为主,其达中度污染程度,应引起重视。

湘东北地区栗山铅锌铜多金属矿床的成因探讨：来自矿床地质、矿物学和硫同位素的证据

湘东北大型栗山铅锌铜多金属矿床位于幕阜山岩体边部,矿体赋存于岩体及其内外接触带中的硅化构造角砾岩带内.根据野外调查和显微岩(矿)相学观察,可将栗山矿床的主成矿期——热液成矿期划分为四个阶段:粗粒石英+萤石+绿泥石(Chl_Ⅰ)+少量黄铁矿+黄铜矿阶段(Ⅰ)、石英+萤石+绿泥石(Chl_Ⅱ)+黄铜矿+黄铁矿阶段(Ⅱ)、石英+萤石+绿泥石(Chl_Ⅲ)+闪锌矿+黄铜矿+方铅矿阶段(Ⅲ)、细粒石英+少量黄铜矿+黄铁矿细脉阶段(Ⅳ).EPMA分析结果表明Chl_Ⅰ为蠕绿泥石,Chl_Ⅱ和Chl_Ⅲ为鲕绿泥石-铁镁绿泥石.根据绿泥石温度计,估算出阶段Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ的成矿温度分别为239℃~280℃,221℃~261℃和212℃~238℃.结合闪锌矿硫逸度计算,表明栗山矿床形成于中温、低氧逸度、低硫逸度的环境.硫化物的δ^(34)S(-4.7‰~1.5‰)变化较小且接近零值,表明成矿流体主要来源于岩浆热液.通过与钦杭成矿带上典型的铅锌矿床对比,提出栗山矿床为与岩浆热液有关的中温热液充填交代成因.

湖南井冲钴铜多金属矿床绿泥石、黄铁矿和黄铜矿的矿物学特征及其成矿指示意义

位于江南造山带中段的湘东北地区是湖南省重要的金多金属成矿区,近年来在该区长平(长沙–平江)断裂带中段东侧新发现了一些钴铜多金属矿床,这类矿床在成矿地质特征上明显有别于江南造山带中典型的铜多金属矿床。它们均赋存于燕山期连云山岩体外接触带的热液蚀变构造角砾岩带内,明显受构造和岩浆岩控制,围岩蚀变以硅化和绿泥石化为主。然而,目前薄弱的研究程度使得对该类型矿床的成因认识不清。本文以井冲钴铜多金属矿床为研究对象,运用EPMA和LA-ICP-MS方法分别开展了绿泥石的化学组成分析和金属硫化物的微量元素分析。LA-ICP-MS分析结果表明各世代硫化物微量元素组成具有一定差异,从早阶段到晚阶段,黄铁矿中的Co、Mo、Bi含量及Co/Ni值逐渐降低, Ni、As、Se含量升高;黄铜矿中的Co、Ni、Se含量降低, Zn、Ag、Sn、Pb、Bi含量升高。大部分黄铁矿中Co/Ni值大于1,具岩浆热液成因黄铁矿的特征。元素Co主要以晶格替代Fe的方式赋存于黄铁矿中,次以Co的独立矿物形式存在。黄铁矿与黄铜矿中Pb、Ag与Bi均表现出正相关性,暗示这些元素主要以Bi的硫化物或硫盐矿物包裹体形式存在。根据绿泥石经验温度计,估算出成矿温度从早阶段(253～300℃)到中阶段(223～266℃)逐渐降低。结合成矿地质特征,认为井冲钴铜多金属矿床为与岩浆热液有关的中温热液充填交代成因,但成矿元素可能主要来自于基底连云山岩群。

云南都龙锡锌多金属矿床成矿流体特征及矿床成因

云南都龙锡锌多金属超大型矿床是我国重要的锡矿资源基地,伴生铅、银、铜、铁、铟和镉等组分。针对该矿床的成矿作用与成因机制问题,以矿床脉石矿物为研究对象,开展了流体包裹体的离子色谱和气相色谱分析,查明了石英、方解石、萤石中流体包裹体的气相和液相成分。结果表明,石英流体包裹体气相成分以CO2和H2O为主,其次为N2,方解石流体包裹体气相成分以CO2、H2O和N2为主,含有少量H2;流体包裹体液相成分相对富Na^+、Ca^2+、Cl^-,F^-含量相对较少。流体中的氮气可能来源于有机质和花岗岩中含钾硅酸盐矿物的分解,CO2等气相成分可能参与成矿作用;成矿流体为富Cl^-、贫F^-的弱酸性、还原性溶液,可与金属矿物阳离子结合形成络合物,有助于金属的迁移;矿床形成可能主要经历了两个阶段,早中期阶段的水—岩反应,中晚期阶段的天水混入和矿物沉淀,成矿晚期矿床受岩浆热液叠加改造。

海南石碌铁多金属矿床围岩碳酸盐岩地球化学特征及其地质意义

海南石碌铁多金属矿床是以铁矿为主,共生或伴生有钴、铜等多金属和白云岩等非金属矿产的超大型矿床。碳酸盐岩作为新元古代石碌群的重要组成部分,是主要的赋矿围岩之一。开展了石碌群第六层上、中、下段的碳酸盐岩主、微量元素地球化学研究。结果表明,主量元素以CaO、MgO为主,除SiO2含量变化较大外,其它成分基本小于1%。碳酸盐岩∑REE含量为1.34×10-6~29.06×10-6(平均为10.89×10-6),明显低于PAAS,稀土配分型式主要呈左倾或向上凸起,蛛网图中亏损高场强元素,富集大离子亲石元素。根据地球化学性质可将样品分为两组:一组具正Eu异常、无Ce异常,Y/Ho值较低(平均为29.49);另一组Eu无异常,具Ce负异常,Y/Ho值较高,为38.28~63.88(平均为44.65)。该特征表明微量元素继承于海水和海底高温热液两个源区,暗示了海底高温热液可能是铁、钴铜多金属的重要来源。根据Ce异常变化规律所揭示的第六层从下段到中、上段氧化性逐渐增强的特征,认为石碌群第六层沉积环境为受限的弧后海盆,石碌群经历了从浅海相到海湾-泻湖相的沉积演化。

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。

海南省呆峨岭金多金属矿区地球化学特征与成矿关系

基于前人研究成果基础,在呆峨岭矿区展开深入细致的野外调研工作,充分了解矿区地质特征,研究矿区内千家岩体及六罗村组火山岩岩石学特征、地球化学特征等,并通过样品化学分析,研究成矿元素富集特征,并对比已知矿产地的成矿特征,为指导矿区下一步找矿工作提供可靠依据。

江南造山带湘东北地区王家湾金矿床地质特征和成矿规律研究

王家湾金矿床位于江南造山带浏阳–醴陵地区,矿体主要赋存于新元古界冷家溪群雷神庙组中,矿石类型主要为石英脉型和蚀变岩型。矿石中金属矿物主要有黄铁矿、毒砂,非金属矿物主要有石英、白云石,矿石的结构主要有碎裂结构、填隙结构和交代结构,矿石构造主要有脉状构造和浸染状构造。围岩蚀变类型主要有硅化、黄铁矿化和碳酸盐化。矿体受层间裂隙、岩性接触界面等控制,金的富集与黄铁矿、毒砂等金属硫化物密切相关。

基于优化聚类的人工源电磁法数据信噪分离方法

为了降低强电磁干扰对人工源电磁法(Controlled Source Electromagnetic Method,CSEM)有效信号的影响,改善CSEM实测数据处理结果因人而异且效率低的不足,本文针对CSEM有效信号周期性特征提出了一种加权自适应带宽均值漂移聚类(Weighted Adaptive Bandwidth Mean-Shift Clustering,WAB-MSC)信噪分离方法.首先在传统均值漂移聚类(Mean-Shift Clustering,MSC)算法的基础上增加核函数,降低处理结果对带宽选择的敏感度,提高算法的稳健性;其次结合实测CSEM数据的分布特征提出了一种基于局部密度梯度的带宽估计方法,实现了自适应带宽选择;最后通过仿真数据与实测数据对本文方法进行了验证,结果表明:本文方法能有效消除强电磁干扰对CSEM数据的影响,最大程度保留受噪声影响较小或未受噪声影响的数据,提高数据信噪比,降低强干扰噪声对CSEM初始资料的影响程度,获得更为真实的地电响应模型,为后续数据处理提供保障.

InSAR矿区地表三维形变监测与预计研究进展

首先,介绍了InSAR地表形变监测技术的基本原理和技术特点;然后,对当前InSAR矿区地表三维形变监测方法做了系统性分类,并探讨了各自的优缺点和适用范围;之后,综述了当前InSAR矿区地表三维形变预计方法的研究现状和进展;最后,归纳梳理了InSAR矿区三维形变监测预计在多源数据融合和沉降机理分析等方面的前沿问题。

InSAR滑坡监测研究进展

InSAR技术的发展及数据的丰富,使其成为了滑坡监测中的重要手段之一。本文首先从InSAR滑坡监测的数据选择开始,介绍不同数据、场景对于InSAR滑坡监测的影响;其次,对当前影响InSAR滑坡监测精度的主要因素进行分析,综述了目前主流的解决方法;然后,对当前InSAR滑坡三维形变监测的方法做了系统性的分类,总结了各自的优缺点及使用范围;最后,对目前限制InSAR滑坡监测的主要问题、可能的解决途径及未来的发展方向等问题进行了探讨。

干湿循环与盐溶液作用下红黏土-膨润土混合土体变与渗透特性

针对红黏土-膨润土混合土材料在干湿循环作用及复杂化学环境下的性能演化问题,开展了盐溶液入渗作用下红黏土-膨润土混合土的干湿循环试验研究,分析了干湿循环次数、膨润土掺入比、盐溶液浓度对压实混合土材料体变特征与渗透特性的影响,并结合压汞试验揭示了试样收缩变形与渗透系数变化的微观机制。结果表明:随着干湿循环次数的增加,压实红黏土-膨润土混合土试样累计收缩变形逐渐增大,收缩趋势随入渗盐溶液浓度的增加而增大;干湿循环过程中试样渗透系数呈先增大后减少的趋势,且随着盐溶液浓度增加而逐渐降低;增大混合土中膨润土掺量可以提高试样化学相容性,减少胀缩变形并减小渗透系数。压汞试验表明,盐溶液入渗及干湿循环作用导致土体孔隙“双峰”分布特征减弱,土体中的大孔数量及孔径减小,小孔略有增多;随着入渗的盐溶液浓度增加,小孔变化不明显,而土体总孔隙率及大孔数量减小,进而导致土体收缩变形增大、渗透系数减小。

湘中地区中奥陶统烟溪组富有机质页岩地质特征

通过野外地质调查与室内分析测试,对湘中地区中奥陶统富有机质页岩分布、有机地球化学特征、储层特征进行研究,总结湘中地区中奥陶统烟溪组黑色页岩的地质特征。研究结果表明:研究区中奥陶统烟溪组黑色页岩分布广、厚度大(40～160 m),有机碳质量分数较高(0.87%～6.20%),普遍大于2.00%;演化程度处于成熟—过成熟阶段,干酪根类型属于Ⅰ型,页岩生气条件良好;页岩的矿物组成包括石英、长石、方解石、白云石、黏土矿物和少量黄铁矿等,其中脆性矿物质量分数为47%～87%,孔隙类型包括粒间孔、晶间孔、铸模孔、溶蚀孔、有机质孔等,属大孔至毛细孔,孔隙度为3.4%～10.8%,渗透率为(0.003～0.015)×10^(-3)μm^2,平均为0.005×10^(-3)μm^2,与四川盆地东南缘页岩气发现区的相当,具备页岩气形成的地质条件;中奥陶统烟溪组是湖南省页岩气勘探研究的新层位,其中新宁—祁东—宁远地区是有利勘探区。

滇东南白牛厂银多金属矿床铟分布规律及富集机制

为揭示白牛厂银多金属矿床的铟分布规律及富集机制,在矿床勘探工程观测及样品采集基础上,采用光学显微镜、等离子体光谱仪、电子探针等技术手段,开展矿体组合化学样、矿石捡块样的化学成分分析、矿物组成及组合显微鉴定、矿物化学电子探针分析等。研究结果表明:白牛厂矿床F3断层中的V1矿体中近岩体端和V27及V28矿体具有明显铟富集特征,组合样铟质量分数最高达152μg/g,捡块样最高含铟790μg/g,具有重要的工业价值;闪锌矿、黝锡矿及黄铜矿是主要的富铟矿物,尤以闪锌矿最重要;闪锌矿Ⅰa和Ⅰb的铟质量分数分别为0.08%~0.44%和0.02%~0.14%,闪锌矿Ⅰc和闪锌矿Ⅱ中铟质量分数低于电子探针检测限,与闪锌矿Ⅰa共生的黄铜矿中铟质量分数较高,最高达0.11%;与闪锌矿Ⅰa共生的黝锡矿铟质量分数为0.03%~0.23%。综合矿体构造、矿石组构及矿物组成特征,认为白牛厂银多金属矿床为岩浆热液成矿作用的产物,经历了2个成矿期包含6个成矿阶段的成矿过程,其中铟主要富集于热液成矿期的铜锡锌硫化物阶段。结合矿床成矿地质条件及成矿作用过程,北西向平行的缓倾断层带是富铟矿体的容矿断裂,可能与该区挤压走滑活动有关,铟富集定位受控于此背景下的岩浆热液系统与断裂的耦合作用。