【研究目的】赣杭带鹅湖岭旋回火山活动的间歇期,马荃盆地内产出一套似层状展布的富铀火山熔岩,其直 接控制铀矿体的空间分布,研究富铀火山熔岩特征对分析该期火山活动、研判成矿物质来源及指明盆地铀矿找矿方 向具有重要意义。【研究方法】本文以马荃盆地祝家矿区鹅湖岭组第三段富铀火山熔岩的岩相学特征为基础,通过 分析测试方法获取富铀火山熔岩原岩、蚀变岩、铀矿石中化学元素含量。【研究结果】通过总结岩石中化学元素变化 规律,并与相邻区安山岩特征进行对比分析,认为富铀火山熔岩为安山质角砾熔岩、安山岩,具有富碱、富铁、贫钛, 以及富集轻稀土元素和大离子亲石元素(Rb、Ba、K),亏损高场强元素(Nb、Ta、Ti)等特征的钾玄岩系列的安山质熔 岩,随着岩石中铀元素含量的升高,矿石中重稀土元素含量也持续升高。推断富铀火山熔岩是由火山岩浆与同期深 部含铀热液耦合引发的火山爆发作用形成,后期有持续的含铀热液改造。【结论】根据富铀火山熔岩的特征,通过以 磁法为主的地球物理探测方法在盆地内寻找隐伏的鹅湖领中晚期产出的富铀火山岩应成为下一步铀矿找矿工作的 重点。
创新点:赣杭铀成矿带内,鹅湖领旋回产出安山质火山熔岩是极为少见的。本次研究首次从岩相学和岩石地球 化学的角度厘清了马荃盆地富铀火山熔岩的特征,并总结了与其对应的火山活动的特征以及岩石中铀 物质富集的过程,为寻找红砂岩覆盖区内铀矿成矿的有利部位提供了具有较高可行性的思路。
【研究目的】大陆岩石圈地幔内部广泛发育熔体与橄榄岩的反应,以华北克拉通岩石圈较为典型。根据地幔捕虏体的矿物交代特征和相关元素地球化学指标判别,硅酸盐熔体与橄榄岩的反应是华北克拉通岩石圈地幔内熔体—岩石反应的主要类型。然而华北克拉通陆下岩石圈地幔性质转变的实验岩石学证据尚不充足。【研究方法】为了探讨这一反应机制及相关动力学过程,以河南鹤壁方辉橄榄岩中的橄榄石和湖北黄陵三斗坪的英云闪长岩为初始物,在中国科学院地球内部物质高温高压重点实验室的LC250—300/50活塞圆筒压机上开展了高温(1 200~1 400 °C)高压(1.0和1.5 GPa)条件下的富硅熔体与地幔橄榄石的反应实验。【研究结果】结果表明,代表古老难熔岩石圈地幔的橄榄石与富硅熔体反应,生成斜方辉石。斜方辉石的En组分73~93,属于顽火辉石。在1.0 GPa压力下,温度从1 250 °C升高至1 350°C,有更多的镁橄榄石分子溶解到熔体中,随着斜方辉石的结晶,残余熔体SiO2、Al2O3和K2O分别从 66.20%、17.24%、1.40% 下降至 61.91%、16.02%、1.28%,而 MgO 由 3.93% 升高至 8.26%。在 1.5 GPa 压力下,温度从 1 250 °C 升高至 1 400 °C,残余熔体 SiO2、Al2O3、K2O 分别从 65.79%、17.64%、1.36% 下降至 61.74%、15.78%、1.23%;而MgO从3.11%升高至7.07%。【结论】温度变化对反应后熔体化学组成的影响显著超过压力变化。富硅熔体与橄榄石反应生成斜方辉石,能够解释华北克拉通地幔橄榄岩包体的交代现象,斜方辉石脉体是富硅熔体与橄榄石反应的产物,该反应同时导致岩石圈地幔由难熔型向饱满型转变。
创新点:基于富硅熔体与地幔橄榄石的高温高压实验,证实了橄榄岩中的斜方辉石脉体是富硅熔体与橄榄石反应形成的,为岩石圈地幔由难熔型向饱满型的演化提供实验岩石学依据。
[研究目的]辽西地区侏罗系髫髻山组火山岩不仅代表了燕山期大规模火山喷发的开始,也与华北克拉通破坏减薄的时限、范围及机制研究密切相关。近年来,针对髫髻山组火山岩的成因研究取得了很多新认识,但其构造背景、岩浆源区尚存在争议。[研究方法]本文选取羊 D1井连续钻井岩心样品为研究对象,开展锆石 U-Pb测年、Hf同位素组成及岩石地球化学特征分析。[研究结果]锆石U-Pb测年结果表明,髫髻山组下部粗面岩锆石U-Pb年龄为162.8±1.7 Ma,结合羊D1井土城子组底部凝灰岩153.8 ±1.7 Ma的U-Pb年龄,认为髫髻山组火山岩形成于晚侏罗世。另外,髫髻山组下部粗面岩 Eu负异常不明显,具有轻稀土富集、重稀土亏损以及低 Sr、Yb型岩浆岩等特征,表明髫髻山组粗面岩是由壳源岩浆在较高的压力下,经历部分熔融作用产生,并伴随有不显著的结晶分异作用;其锆石的εHf(t)值为-22.1~-15.4,二阶段模式年龄(TDMC)为2.182~2.604 Ga,表明髫髻山组火山岩的岩浆源区主要来源于晚太古代,揭示其是在太平洋板块向欧亚大陆俯冲背景下,由晚太古代下地壳基性岩石的部分熔融所形成,为后期岩石圈地幔拆离即华北克拉通减薄准备了条件。[结论]该研究成果,明确了髫髻山组火山岩的形成时代及岩浆源区,对探讨燕山造山带中生代岩浆演化和区域构造演化研究提供了科学依据。
创新点:本文首次选取可靠的连续钻井岩心样品,并应用锆石U-Pb年代学及Lu-Hf同位素分析方法,为明确髫髻山组的时代归属及岩浆源区提供了新的证据;所取得的研究成果,对探讨燕山造山带中生代岩浆演化和区域构造演化研究提供了科学依据。
【研究目的】生态环境是人类赖以生存发展的基础,利用遥感技术对承德市生态环境质量和状况进行评价及分析,为承德市生态环境保护和治理提供科学依据和技术支持。【研究方法】本研究基于Landsat系列遥感影像,利用 ENVI软件计算得到反映生态环境的绿度、湿度、干度和热度四个指标,并采用主成分分析法构建遥感生态指数模型,对承德市生态环境质量进行评价。【研究结果】通过利用2013年、2016年、2019年和2022年四期承德市遥感影像计算的四个指标构建遥感生态指数模型,并对其进一步分析,结果表明:(1)使用主成分分析结果中的第一主成分指标来构建RSEI模型,代表绿度的NDVI和代表湿度的WET对生态环境质量起到正面作用,代表干度的NDBSI和代表热度的LST对生态环境质量起到负面作用;(2)2013—2022年,承德市RSEI均值由0.625上升至0.640,生态环境质量总体呈现上升趋势,生态环境得到基本改善;(3)2013—2022年,承德市生态环境变差的面积为 2 405.562 3km2,约占总面积的6.07%;不变的面积为28 769.067 km2,约占总面积的75.54%;变好的面积为8 483.188 5 km2,约占总面积的 21.39%。【结论】在 2013至 2022年的十年间,承德市的生态环境质量总体上呈现出显著的初步改善趋势。本次研究可为承德市区域环境保护工作提供可参考的依据。
创新点:基于遥感技术,利用RSEI对承德市2013—2022年的生态环境质量进行了时间序列分析,通过比较不同年份的RSEI值,揭示了生态环境的动态变化趋势,结合降雨、气温因素分析评价结果变化原因,提出区域环境保护措施建议,有助于了解承德市生态环境的长期变化,为制定长期的生态保护政策提供了科学依据。
【研究目的】泥石流因其范围广、成灾快、危害大的特点,易对山区基础工程设施造成破坏,并严重阻碍地区经济发展。近年来,北京山区地质灾害多发频发,延庆区作为北京的生态涵养区,旅游景点众多,但是泥石流隐患也比较多。为了降低泥石流的潜在威胁,对延庆区泥石流进行深入研究至关重要。【研究方法】本文以延庆区岔石口村泥石流沟作为研究对象,进行危险性分析和预测。【研究结果】研究结果显示:沟内松散堆积物可分为 3类:冲洪积、残坡积和人工堆积,其动态储量为9.9×104 m3。由洪峰值流量和一次泥石流冲出固体物质总量确定该泥石流规模为中型;在4个降雨工况下(10年、20年、50年和100年一遇),危险区面积分别为0.004 4 km2、0.005 1 km2、0.005 9km2、0.006 8 km2。发展阶段属于衰退期。【结论】经过深入分析,发现该泥石流沟爆发中型泥石流的几率很大,将对 下游道路和村庄居民造成危害。对此沟的详细研究不仅有助于深入理解该区域泥石流的成因机制、动力学特征及发展趋势,还能为类似地质环境条件下的单沟泥石流研究和灾害防治提供参考。
创新点:当前关于北京地区特别是延庆区内单沟泥石流的相关研究相对匮乏,本文研究了延庆区内帽山沟的孕育条件及基本特征。在预测潜在危险区域范围方面,本研究引入了地形变化和洪峰流量对泥石流的影响,使预测结果更准确,为后续的科学研究及防灾减灾实践提供了参考依据。
【研究目的】商丘柘城一带地处沉积盆地,新生界沉积厚度大,热储盖层良好,储热砂层厚度相对较大,具有良好的热储前景。【研究方法】基于柘城一带33个钻孔测试温度数据,80多个钻孔地质资料及区域二维地震勘探成果,对该区域的地质构造及地温场进行分析。【研究结果】梳理研究区新生界厚度及地质构造分布情况,并分析了该区域地质构造发展历史。经过对钻孔测温数据分析,确定了该区域地温梯度及地温分布规律。在此基础上,对研究区主要控制温度分布因素进行了分析。总结了研究区新生界及基岩地温梯度分布规律,圈定了热储层位及有利的地热靶区。【结论】研究表明该区地温分布差异主要受基底构造控制,研究区域地热成因机制与地质构造历史密切相关,新生界热储成因以传导型为主,基岩及断裂带附近则以传导—对流—传导起主要作用。
创新点:统计总结了该区域地温梯度及地温场分布规律,分析了该区域地热成因机制。
【研究目的】天津市地热资源禀赋优势突出,在地热勘查、开发、保护、管理的诸多方面均处于领先地位。但在生态文明建设、能源资源安全保障和“双碳”目标实现的大背景下,地热资源开发利用和管理仍有不足,需进一步研究探讨。【研究方法】本文基于天津市地热资源开发利用的历程和成就,论述了天津市地热资源开发利用的现状与存在问题,明确了地热管理面临的挑战,提出了科学指导地热资源可持续开发利用的具体对策和方法。【研究结果】未来应整体提高天津市地热勘查控制程度,摸清4 000~6 000 m地热资源家底,保障资源供给;加强砂岩孔隙型热储回灌衰减防治、储层改造与外源水回灌等关键技术研究工作,提高资源承载力;推动多能联用、并网互通,降低尾水温度,提升供热效率,增加供热能力;加强地热资源管理的统一性、完整性和引导性,营造有利于地热资源开发利用的政策环境。【结论】天津市地热勘查历史悠久方法完善,地热开发与保护并重,管理体系日益规范,对全国地热勘查起到了引领作用。未来应提升勘查程度,挖掘深部热储资源;突破砂岩孔隙型热储回灌衰减技术难点,合理设置采灌布局和开发模式;完善地热井全生命周期管理机制,创新地热资源管理模式,推动地热产业健康有序发展。
创新点:完整论述了天津市地热资源勘查开发利用的历程和成就,首次研究了规范管理对地热行业的促进作用,明确了现阶段存在的不足和挑战。多角度提出了地热资源可持续开发利用的措施,为天津市地热产业健康有序发展提供了保障。
【研究目的】当前黑土地地表基质调查工作在东北地区广泛开展,其中物探方法是调查黑土地地表基质层垂向结构特征的重要手段。本文选取了松嫩平原莫力达瓦达斡尔族自治旗(简称莫旗)中的典型地表基质区域进行了微动勘探剖面测量和阵列测量等工作,通过这些工作来验证微动勘探方法在黑土地地表基质垂向结构调查中的应用效果。【研究方法】本文利用人工源与天然源面波相结合的微动勘探技术,通过提取各测点的面波频散曲线进行反演分析,利用视横波速度变化推测不同基质的波速和垂向空间结构特征,并结合钻探验证得到地表基质层(0~40 m)的垂向结构特征。【研究结果】通过对莫旗典型区域的微动剖面调查,结合钻孔校正和区域物性参数,绘制出了研究区二维视横波速度剖面和三维阵列模型,探明了这些地区0~40 m的地表基质层空间结构、土质类型、土质基质厚度和分布特征等信息,得出了研究区地表基质层的地质特征和视横波速度范围。【结论】通过本次研究,发现人工源与天然源面波联合勘探效果显著,有效结合两者的优势,可以提高勘探深度和浅表分辨率,增强单一方法的勘探能力,是适用于地表基质层调查的有效地球物理手段,能够为地表基质调查垂向结构调查提供科学有效的数据支持。
创新点:(1)本文利用一种结合人工源与天然源双源微动勘探方法,通过互相验证提高了面波频散曲线的频带范围,从而提升了浅层横波速度结构的精度。(2)基于该方法,完成了莫旗典型区域的地表基质调查,明确了基质层的空间结构和土质类型,并构建了二维剖面和三维模型,为地表基质调查和黑土资源保护提供了科学的数据支持。
创新点:首次对异常所在研究区进行1/20万的航磁测量,获得了研究区的高精度航磁资料,对形态较好的藏16-35异常进行地面地物化剖面综合查证,查明了该异常成因,为研究区的下一步找矿提供支撑。
【研究目的】多接收电感耦合等离子体质谱仪(MC-ICP-MS)的离子源属常压、高温电离源,由多个精密、复杂元器件组成,是MC-ICP-MS的重要部件,加强其日常维护与故障分析是十分必要的。【研究方法】本文以赛默飞世尔科技有限公司的NEPTUNE型MC-ICP-MS为例,阐述其等离子体源故障、电子故障、真空故障、气路故障、循环水故障等。其中等离子体源点火故障最为常见,影响因素复杂,作为阐述重点。【研究结果】在详细介绍ICP工作原理和它各部件维护经验基础上,详细总结归纳此仪器点火过程中出现的故障现象及处理方法。【结论】重视对等离子体源的日常维护与故障分析,能大大提高 Neptune的利用率,同时也为获取高质量的测定数据提供保障 ,也对仪器使用、维修提供参考、借鉴。
创新点:ICP作为MC-ICP-MS的关键核心部件,加强其日常维护与故障分析,对提高大型精密贵重仪器设备利用率与保障获取高质量测定数据具有重要现实意义。
【研究目的】本文通过开展优化消解程序、蒸馏时间等实验条件和方法准确度等方面的研究,建立了一种全自动凯氏定氮仪测定岩石中全氮含量的分析方法。【研究方法】该方法在消解过程中加入硫酸,样品中的含氮有机物转变为无机氮硫酸铵,在由硫酸钾与五水硫酸铜制成的催化片作用下加速反应进行,与氢氧化钠作用释放出氨气,收集于硼酸溶液中用标准盐酸溶液进行全氮的滴定。【研究结果】结果显示,方法检出限为23.90 μg/g,用国家一级标准物质GBW07729进行验证,本方法的相对标准偏差RSD(n=4)为1.07%,实验的回收率在95.40 %~103.8%之间。【结论】本方法利用全自动凯式定氮法测定岩石中全氮含量,操作简单、准确,完全能够满足地质行业的测试要求。