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铝土岩系和煤系地层中沉积黏土型锂矿床:研究现状与展望

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矿物岩石地球化学通报 2024年第1期43卷 90-101页

作者：张七道蒋少涌王微葛文中国地质大学(武汉)地质过程与矿产资源国家重点实验室资源学院紧缺战略矿产资源协同创新中心武汉430074 中国地质调查局昆明自然资源综合调查中心昆明650100 中国地质大学(武汉)材料与化学学院武汉430074

沉积岩型锂矿是自然界中最主要的锂矿床之一,我国铝土岩系和煤系地层中沉积黏土型锂矿主要分布在扬子地块西南部和华北地块,该类型锂矿分布广、储量大,对其进行研究对破解我国未来锂资源困局具有重要意义。本文总结了我国铝土岩系和煤... 详细信息

沉积岩型锂矿是自然界中最主要的锂矿床之一,我国铝土岩系和煤系地层中沉积黏土型锂矿主要分布在扬子地块西南部和华北地块,该类型锂矿分布广、储量大,对其进行研究对破解我国未来锂资源困局具有重要意义。本文总结了我国铝土岩系和煤系地层中黏土型锂矿的分布状况,锂的赋存状态、来源,以及开发利用现状等方面的研究进展。锂的富集过程主要与风化-沉积作用及火山岩浆活动有关,锂主要来源于火山凝灰岩、早期形成的岩浆岩、黏土岩等富锂基底岩石。锂以锂绿泥石独立矿物或者类质同象/吸附在黏土矿物、三水铝石和勃姆石中。锂的提取流程与锂的赋存状态密切相关。随着实验及工业提锂技术的发展,该类型锂资源具有广阔的前景。

关键词：沉积黏土型锂矿铝土岩系煤系地层锂赋存状态物质来源开发利用潜力

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三江平原农田排水期流域水体CH_(4)排放特征及影响因素

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中国环境科学 2024年第6期44卷 3078-3090页

作者：刘凯明张海李霞王明国杨涛李军白莉刘小龙天津师范大学天津市水资源与水环境重点实验室天津300387 天津师范大学地理与环境科学学院天津300387 中国地质调查局水文地质环境地质调查中心河北保定071051

在施肥和土壤淋溶等多种因素的影响下,农业流域水体甲烷(CH_(4))的源汇关系尚不明确,目前对于农业流域水体CH_(4)排放的监测和研究仍然不足.本研究选取三江平原的浓江流域为研究对象,利用顶空平衡法和扩散模型法对该流域不同水体的CH_(4... 详细信息

在施肥和土壤淋溶等多种因素的影响下,农业流域水体甲烷(CH_(4))的源汇关系尚不明确,目前对于农业流域水体CH_(4)排放的监测和研究仍然不足.本研究选取三江平原的浓江流域为研究对象,利用顶空平衡法和扩散模型法对该流域不同水体的CH_(4)浓度和排放通量进行监测和估算.结果表明:浓江流域水体普遍为CH_(4)的排放源,鸭绿河、浓江河流、沟渠和稻田水体的CH_(4)排放通量范围分别为0.51~99.60、0.97~20.44、4.13~20.90和24.84~58.07mg/(m^(2)·d),且沟渠和稻田水体的CH_(4)排放通量较高,分别为浓江河流的2倍和7倍.在鸭绿河干流和沟渠水体中,CH_(4)浓度与pH值和溶解氧(DO)均呈显著负相关,浓江干流的CH_(4)浓度与DO呈显著正相关.浓江干流和沟渠水体的CH_(4)浓度与溶解性有机碳(DOC)呈显著正相关,表明排水期农业有机肥的使用会促进水体CH_(4)的产生.流经湿地浅水区和受农田施肥影响的河段水体具有较高的CH_(4)浓度和排放通量,表明CH_(4)排放受到了土地利用方式的显著影响.相比于全球其他农业河流,排水期浓江流域河水在排水期具有较高的CH_(4)浓度和较低的CH_(4)排放通量,较低风速缓解了水-气界面的排放.而沟渠水体排水期间较低的CH_(4)排放通量主要受富氧状态的影响.三江平原作为典型的东北黑土农业区,探究其农业流域CH_(4)的产生和排放对于未来区域的碳收支平衡和碳排放评估具有重要意义.

关键词：农业流域排水期温室气体CH_(4) 产生与排放

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荒漠绿洲区土壤生态化学计量特征及驱动因素

中国环境科学 2024年第1期44卷 300-309页

作者：刘靖宇尹芳刘磊蒋磊郭帅长安大学地球科学与资源学院陕西西安710054 中国地质调查局乌鲁木齐自然资源综合调查中心新疆乌鲁木齐830057 长安大学土地工程学院陕西西安710054

通过研究塔里木盆地东北缘绿洲区耕地、园地、林地和裸地中土壤养分元素含量特征,分析了荒漠绿洲区不同土地利用方式对土壤生态化学计量特征的影响,以期为脆弱生态系统土壤质量和功能评价提供参考依据.结果表明:①研究区土壤中TN、SOC... 详细信息

通过研究塔里木盆地东北缘绿洲区耕地、园地、林地和裸地中土壤养分元素含量特征,分析了荒漠绿洲区不同土地利用方式对土壤生态化学计量特征的影响,以期为脆弱生态系统土壤质量和功能评价提供参考依据.结果表明:①研究区土壤中TN、SOC含量处于缺乏状态,TP含量处于正常水平,TK含量较为丰富;pH值呈现“西北高、东南低”的分布格局,与其他元素的空间分布格局表现出一定的负相关关系.②TC、SOC、TP、TN含量在耕地中最高,裸地中最低,不同土地利用方式中TK含量差异性不显著.TC、SOC、TN、TP“表聚效应”明显,随土层深度的增加含量减少;pH值随土层深度的增加而增加;TK含量在不同深度变化不明显.③4种土地利用方式中,w(C):w(N)大小依次为裸地>园地>林地>耕地,w(C):w(P)大小依次为园地>林地>裸地>耕地,w(N):w(P)大小依次为园地>耕地>裸地>林地.不同土壤深度上,w(C):w(N)随土层深度的增加而增加,w(N):w(P)随土层深度的增加而减少,w(C):w(P)无明显变化规律.④生态化学计量特征累计方差解释量为91.66%,其中TN对土壤生态化学计量特征的重要性最高,解释量为53.5%.综上,通过提高氮磷复合肥的施用及引种固氮植物等方式,可缓解干旱绿洲区土壤养分元素缺乏的现象.

关键词：荒漠绿洲过渡带土地利用方式生态化学计量土壤养分影响因素

基于多源遥感信息的河北省陆地植被生产力模拟分析

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生态学杂志 2024年

作者：夏烨陈敬华王绍强孙雷刚陈斌陈世亮王钦艺赵紫祺中国科学院地理科学与资源研究所生态系统网络观测与模拟重点实验室中国地质大学(武汉)地理与信息工程学院区域生态与环境变化湖北省重点实验室河北省地理信息开发应用技术创新中心河北省科学院地理科学研究所自然资源部国土碳汇智能监测与空间调控工程技术创新中心中国地质大学(武汉)

总初级生产力(GPP)是全球生态系统碳循环的关键要素，准确评估陆地生态系统GPP的时空动态对全球气候变化和碳循环研究具有重要意义。本研究采用日光诱导叶绿素荧光(SIF)、光化学植被指数(PRI)和植被近红外指数(NIRv)等多源卫星遥感数据... 详细信息

总初级生产力(GPP)是全球生态系统碳循环的关键要素，准确评估陆地生态系统GPP的时空动态对全球气候变化和碳循环研究具有重要意义。本研究采用日光诱导叶绿素荧光(SIF)、光化学植被指数(PRI)和植被近红外指数(NIRv)等多源卫星遥感数据和华北平原4个涡度相关通量站观测数据，分析了2003—2020年河北省陆地植被GPP的时空动态格局，并比较和探讨了BEPS、MODIS和GOSIF GPP产品之间的差异及其原因。结果表明：(1)基于SIF、PRI和NIRv构建的多元线性GPP模型能够很好地捕捉通量观测的GPP动态，在草地、灌丛和森林优于传统SIF-GPP线性模型(ΔR2=0.02， 0.04， 0.10)，但在农田则相反；(2)基于多源遥感数据的GPP估算模型模拟发现，2003—2020年河北省陆地植被GPP达205.63±14.29 Tg C·a-1，呈现西北低东南高的格局，且整体呈上升趋势，年均增长2.35 Tg C·a-1；(3)本研究估算的农田GPP高于其他模型模拟结果，通过与地面实测结果比较发现传统模型对农田GPP可能存在不同程度的低估。本研究结果阐明了多源遥感数据精确估算华北平原植被生产力的潜力，提出了BEPS、MODIS和GOSIF GPP产品在农田生态系统存在低估的问题并分析了其原因，为GPP产品的改进优化提供了方向。

关键词：总初级生产力日光诱导叶绿素荧光光化学植被指数植被近红外指数模型模拟

不同冷却速率下干热花岗岩渗透率演化特征对比研究

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岩石力学与工程学报 2024年第2期43卷 385-398页

作者：朱振南王殿永杨圣奇解经宇袁益龙吴廷尧田文岭孙博文田红陈劲中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室江苏徐州221116 中国矿业大学力学与土木工程学院江苏徐州221116 中国地质大学(武汉)教育部岩土钻掘与防护教育部工程研究中心湖北武汉430074 吉林大学地热资源开发技术与装备教育部工程研究中心吉林长春130026 西南交通大学土木工程学院四川成都610031 中建桥梁有限公司重庆402260 中国矿业大学资源与地球科学学院江苏徐州221116 重庆大学土木工程学院重庆400045

深部干热岩地热开采过程中向高温储层注入低温水,将会改变储层岩石渗透率,进而直接影响增强型地热系统(enhanced geothermal system,EGS)采热效率。为探究遇水冷却下干热花岗岩渗透率变化规律及演化机制,利用岩石全自动气体渗透率测试... 详细信息

深部干热岩地热开采过程中向高温储层注入低温水,将会改变储层岩石渗透率,进而直接影响增强型地热系统(enhanced geothermal system,EGS)采热效率。为探究遇水冷却下干热花岗岩渗透率变化规律及演化机制,利用岩石全自动气体渗透率测试系统进行不同冷却速率下干热花岗岩渗透率演化测试,分析围压和加载方式对花岗岩渗透率的影响规律,并采用偏光显微镜和计算机断层扫描进行干热花岗岩细观结构观测,探讨其二维和三维微观结构变化特征,揭示其渗透率演化机制。试验结果表明:(1)不同冷却速率下干热花岗岩渗透率和渗透流量随温度的升高逐渐增大,且遇水冷却条件下花岗岩渗透率和渗透流量总是大于自然冷却条件下的值,而最小渗透压力则呈现相反的趋势。(2)不同冷却速率下花岗岩试样的二维微裂纹密度和平均宽度、三维孔隙率均随温度的升高而不断增加,且遇水冷却条件下微裂纹密度、平均宽度和孔隙率的值均大于自然冷却条件下的值。(3)不同冷却速率下花岗岩渗透率的变化主要与岩石内部微裂纹的演化有关,而岩石内部微裂纹的演化主要是由于矿物非均匀膨胀和内部物理化学反应所引起的,遇水冷却促进其渗透率进一步提高。(4)随着围压的增大,不同冷却速率下干热花岗岩渗透率呈负指减小的趋势,卸荷作用下花岗岩渗透率远小于加载作用下的值。研究结果期望揭示深部干热岩地热开采过程中渗透率演化机制,并为EGS采热模拟提供可靠的参数。

关键词：岩石力学渗透率花岗岩冷却速率细观结构卸荷地热能

川东北地区五峰组–龙马溪组页岩地球化学特征及有机质富集模式

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煤炭科学技术 2024年第8期52卷 124-138页

作者：张治波郭英海郑伟清曾春林李岩赵迪斐张家明中国矿业大学资源与地球科学学院江苏徐州221116 中国冶金地质局一局环境科技有限公司河北雄安071703 自然资源部页岩气勘探重点实验室(重庆市地质矿产研究院) 重庆401120 页岩气勘探开发国家地方联合工程研究中心(重庆地质矿产研究院) 重庆401120 中国地质调查局花岗岩成岩成矿地质研究中心湖北武汉430205

四川盆地是我国页岩气开发的主力产区,川东北地区作为四川盆地的页岩气开发的接替区,备受关注。为了探究川东北地区上奥陶统五峰组–下志留统龙马溪组富有机质页岩的控制因素及富集模式。采用电感耦合等离子体质谱(ICP–MS)方法对川东... 详细信息

四川盆地是我国页岩气开发的主力产区,川东北地区作为四川盆地的页岩气开发的接替区,备受关注。为了探究川东北地区上奥陶统五峰组–下志留统龙马溪组富有机质页岩的控制因素及富集模式。采用电感耦合等离子体质谱(ICP–MS)方法对川东北地区五峰组–龙马溪组14件页岩进行元素分析,并结合测井曲线特征,探讨五峰组–龙马溪组沉积体系、氧化还原条件、陆源碎屑输入、初级生产力和古气候关系。识别出了3个三级层序(SSQ1,SSQ2和SSQ3),海平面经历了由高—低—高—低的过程,结合页岩元素的w(V)/w(Cr),w(V)/w(V+Ni),w(Ni)/w(Co),w(Sr)/w(Cu),w(Sr)/w(Ba),T(℃)等参数,指示了五峰组-龙马溪组,经历了氧化—贫氧—缺氧还原—贫氧—氧化的淡水环境;气候经历了温暖湿润—干旱寒冷—温润湿润—干旱寒冷—温暖湿润演化过程,温度经历了降低—升高—降低—升高的过程。川东北地区五峰组-龙马溪组有机质富集模式可划分为Ⅲ阶段模式,第Ⅰ阶段,五峰组到龙马溪组底部沉积时期,有机碳逐渐增高阶段;第Ⅱ阶段,龙马溪组中部,有机碳富集阶段(甜点段);第Ⅲ阶段,龙马溪组上部,有机碳逐渐降低阶段。期望为川东北地区页岩气的勘探提供依据,下一步,将开展研究区重大地质事件对有机质富集的资源响应研究,深化页岩气富集模式。

关键词：页岩沉积体系地球化学沉积环境古气候五峰组–龙马溪组川东北

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湘南铜山岭铜铅锌矿床闪锌矿矿物化学特征及其成矿指示意义

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矿物岩石地球化学通报 2024年第2期43卷 387-402页

作者：黄旭栋陆建军高剑峰章荣清 SIZARET Stanislas 马东升王汝成南京师范大学海洋科学与工程学院南京210023 南京大学地球科学与工程学院内生金属矿床成矿机制研究国家重点实验室南京210023 中国科学院地球化学研究所矿床地球化学国家重点实验室贵阳550081 Institut des Sciences de la Terre d’Orléans UMR 7327-CNRS/Universitéd’Orléans/BRGMOrléans 45071France

为探讨湘南铜山岭铜铅锌矿床的形成过程,本文对不同类型矿石中的闪锌矿开展了电子探针成分分析。结果表明,Fe主要通过直接置换Zn的方式进入闪锌矿,Cd可能通过与Fe耦合置换Zn的方式(Cd^(2+)+Fe^(2+)←→2Zn^(2+))进入闪锌矿,含铜矿石的... 详细信息

为探讨湘南铜山岭铜铅锌矿床的形成过程,本文对不同类型矿石中的闪锌矿开展了电子探针成分分析。结果表明,Fe主要通过直接置换Zn的方式进入闪锌矿,Cd可能通过与Fe耦合置换Zn的方式(Cd^(2+)+Fe^(2+)←→2Zn^(2+))进入闪锌矿,含铜矿石的闪锌矿中可能含有亚显微级黄铜矿包裹体。闪锌矿的Fe、Cd含量和Fe/Zn、Zn/Cd值的变化指示近端内矽卡岩、近端外矽卡岩和远端矽卡岩矿体依次形成,铜硫化物-石英脉、铜铅锌硫化物-石英脉和铅锌硫化物-石英脉矿体依次形成,碳酸盐交代型矿体形成较晚。结合矿床地质和闪锌矿矿物学特征,本文认为铜山岭铜铅锌矿床可能存在两期流体出溶,早期出溶温度较高的含Cu、Pb、Zn流体,引起近端内矽卡岩、近端外矽卡岩、远端矽卡岩、铜硫化物-石英脉和铜铅锌硫化物-石英脉矿化;晚期出溶温度较低的含Pb、Zn流体,导致铅锌硫化物-石英脉型和碳酸盐交代型矿化。

关键词：闪锌矿电子探针矿物化学矽卡岩铜铅锌矿床成矿过程铜山岭

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青弋江流域河流水化学与岩石风化过程

地球科学 2024年第7期49卷 2614-2626页

作者：黄鑫靳孟贵梁杏马斌张结曹明达张志鑫苏晶文中国地质大学环境学院湖北武汉430078 南京地质调查中心江苏南京210016

为研究中国东部亚热带流域的岩石风化特征,以长江下游青弋江流域为研究区,通过测定青弋江干支流河水及雨水的主要离子浓度,结合水化学和正演模型识别流域岩石风化特征并估算其岩石风化速率和对大气CO_(2)消耗速率.结果表明:流域岩石风... 详细信息

为研究中国东部亚热带流域的岩石风化特征,以长江下游青弋江流域为研究区,通过测定青弋江干支流河水及雨水的主要离子浓度,结合水化学和正演模型识别流域岩石风化特征并估算其岩石风化速率和对大气CO_(2)消耗速率.结果表明:流域岩石风化受人为活动影响小,岩石风化以碳酸参与风化为主,硫酸与硝酸的作用可忽略.流域河水阳离子主要来源为碳酸盐岩风化(占59.2%),其次为硅酸盐岩(17.9%).大气降水和蒸发岩的贡献较低,分别占9.6%和5.6%.碳酸盐岩和硅酸盐岩风化速率均为上游山区支流‒徽水(32.04 t·km^(-2)·a^(-1)和20.97 t·km^(-2)·a^(-1))>青弋江干流(24.12 t·km^(-2)·a^(-1)和8.91 t·km^(-2)·a^(-1))>下游平原支流‒漳河(13.68 t·km^(-2)·a^(-1)和2.85 t·km^(-2)·a^(-1));CO_(2)消耗速率为徽水(5.86×10^(5) mol·km^(-2)·a^(-1)和3.29×10^(5) mol·km^(-2)·a^(-1))>青弋江(2.45×10^(5) mol·km^(-2)·a^(-1)和2.43×10^(5) mol·km^(-2)·a^(-1))>漳河(0.77×10^(5) mol·km^(-2)·a^(-1)和1.39×10^(5) mol·km^(-2)·a^(-1)).青弋江流域的岩石风化以碳酸风化碳酸盐岩为主,其风化速率略低于我国东部的其他亚热带硅酸盐岩分布区.青弋江流域的化学风化速率在空间上有所差异,上游山区的硅酸盐岩风化为全流域贡献了更多碳汇,对区域碳循环过程具有重要意义.

关键词：亚热带青弋江流域岩石风化 CO_(2)消耗碳汇水文地质

西藏雄村矿区1号矿体黄铁矿标型特征及其地质意义

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矿物岩石地球化学通报 2024年第2期43卷 372-386页

作者：吴昌益郎兴海张赫王旭辉张鹏邓煜霖娄渝明姜楷成都理工大学地球科学学院成都610059 四川省国土科学技术研究院成都610074 西藏天圆矿业资源开发有限公司西藏日喀则857000

为研究西藏雄村矿区黄铁矿的成因矿物学和找矿矿物学意义,本文对雄村矿区1号矿体主成矿阶段的黄铁矿开展了X射线衍射、热电性、电子探针和LA-ICP-MS分析。结果表明,1号矿体黄铁矿晶胞参数a0为5.41438×10^(-10)~5.41966×10^(-10)m,平均... 详细信息

为研究西藏雄村矿区黄铁矿的成因矿物学和找矿矿物学意义,本文对雄村矿区1号矿体主成矿阶段的黄铁矿开展了X射线衍射、热电性、电子探针和LA-ICP-MS分析。结果表明,1号矿体黄铁矿晶胞参数a0为5.41438×10^(-10)~5.41966×10^(-10)m,平均Δa0值为5.41747×10^(-10)m;体积V为158.7190×10^(-10)~159.1946×10^(-10)m^(3),ΔV平均值为158.9896×10^(-10)m^(3);热电系数α为-336.7~330.6μV/oC。黄铁矿S含量为51.34%~53.44%,平均值为52.92%;Fe含量为44.06%~46.90%,平均值为46.18%,Co/Ni值集中在10附近。结合前人研究成果,我们认为1号矿体主成矿阶段的黄铁矿为岩浆热液成因,主要为N型黄铁矿,形成于硫逸度较低的中高温环境。另外,黄铁矿不是1号矿体的主要载金矿物,预测该矿体处于成矿系统的中下部,在深部具有一定的延伸趋势,但是很可能被后期侵位的黑云母花岗闪长岩破坏,深部找矿潜力不大。

关键词：西藏雄村矿区黄铁矿晶胞参数热电性斑岩型矿床

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