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黔西上二叠统煤系关键金属富集层时空分布及地质控制因素

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地质学报 2024年第8期98卷 2365-2378页

作者：杨天洋沈玉林金军黄文张云飞曾丽君姜帆赵雅中国矿业大学煤层气资源与成藏过程教育部重点实验室江苏徐州221116 中国矿业大学资源与地球科学学院江苏徐州221008 贵州省煤层气页岩气工程技术研究中心贵州贵阳550081 贵州省煤田地质局贵州贵阳550025

黔西晚二叠世煤系关键金属元素富集层在垂向上叠置分布,但其在地层中的时空分布规律尚不清楚。详细研究关键金属富集层的时空分布规律可以预测其分布特征及了解该时期富集成矿规律与地质事件的联系。本文分析了煤系关键金属富集层的地... 详细信息

黔西晚二叠世煤系关键金属元素富集层在垂向上叠置分布,但其在地层中的时空分布规律尚不清楚。详细研究关键金属富集层的时空分布规律可以预测其分布特征及了解该时期富集成矿规律与地质事件的联系。本文分析了煤系关键金属富集层的地球化学特征及垂向分布规律,探讨了其形成的地质控制因素。结果表明煤系Ga-Zr-Nb-REY关键金属富集层为自然伽马高异常岩层,具有低Sr/Ba、较高的Rb/Sr和CIAcorr值,以及相对较高的V/Ni和V/(V+Ni),表明在气候相对炎热、海平面仍相对较低时期形成于水体相对较深的缺氧环境中。根据富集层垂向分布特征总结了6种Ga-Zr-Nb-REY富集层沉积序列及3种Li富集层沉积序列,其中Ga-Zr-Nb-REY富集层垂向分布特征表明富集层在沉积旋回内处于相对一致的层位。M2井长兴组的Li富集层在垂向上有显著的旋回性。Ga-Zr-Nb-REY关键金属富集层为含板内火山灰层,其垂向叠置规律及关键金属元素含量受板内火山活动规律及强度控制。古地理格局控制了沉积物在地表遭受淋滤作用的强度,经历较弱或未经历淋滤作用的含板内火山灰层具有关键金属元素富集的特征。弱水动力条件利于火山灰的保存,局限环境可能是形成Li富集层的重要原因。在热液流体的影响下形成了黔西地区偶现的Li、Ti富集层。这种富集成矿规律及分布模式可以有效地预测关键金属元素富集层位的时空分布规律。

关键词：关键金属时空分布规律地质控因晚二叠世

基于机器学习的液态粪污农田施用氨排放系数研究

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农业环境科学学报 2024年第9期43卷 2145-2154页

作者：韩宇萱苏晓红韩琳魏梦泽侯增慧廖文华高志岭河北农业大学资源与环境科学学院河北保定071000 中国冶金地质总局地球物理勘查院测试中心河北保定071000 河北省农田生态环境重点实验室河北保定071000

为量化环境因子、施肥技术、粪污理化特性等因素对液态粪污还田利用后氨排放系数的影响,本研究采用Meta分析的方法,通过对52篇文献、总计454组数据的分析,探究了土壤性质、液态粪污性质、农田管理措施等16个因素对土壤氨排放系数的影响... 详细信息

为量化环境因子、施肥技术、粪污理化特性等因素对液态粪污还田利用后氨排放系数的影响,本研究采用Meta分析的方法,通过对52篇文献、总计454组数据的分析,探究了土壤性质、液态粪污性质、农田管理措施等16个因素对土壤氨排放系数的影响,并利用MatLab机器学习器训练和构建氨排放系数模型,对农田氨排放系数进行预测。结果表明:通过Meta分析发现粪污类型、粪污干物质含量、液态粪污施用方式、土壤pH是影响氨排放系数最重要的因素。在26个训练模型中,高斯过程模型(指数GPR)的决定系数(0.64)和均方根误差(0.067)均在所有模型中最优,且氨排放系数预测值和真实值相关系数达到0.91,该模型不仅成功预测了粪污施用技术对氨排放系数的影响,同时还可系统对比液态粪污的前期处理方式及其干物质含量、pH等理化特性对还田后氨排放系数的影响,但对不同质地土壤的氨排放系数识别度较低。本研究构建的液态粪污氨排放系数预测模型,不仅可较好地反映施肥技术、环境因子等因素对氨排放的影响,同时系统揭示了养殖场液态粪污理化特性和管理方式对还田土壤的氨排放系数的影响。

关键词：液态粪污农田土壤氨排放系数 Meta分析机器学习

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基于分布式光纤声传感火车噪声属性的车型识别及运行规律

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地球物理学报 2024年第7期67卷 2850-2862页

作者：郑兴鹏邢磊张汉羽徐团伟刘怀山吴时国中国海洋大学海底科学与探测技术教育部重点实验室山东青岛266100 海南省生态环境地质调查院海口570206 青岛市海洋地球物理勘探技术重点实验室山东青岛266100 中国科学院深海科学与工程研究所海南省海底资源与探测技术重点实验室海南三亚572000 中国科学院半导体研究所传感技术国家重点实验室北京100083

火车运行时产生强烈的移动噪声传播至地下空间,形成一种绿色环保、强能量的人工地震波.由于载荷系统形态基本固定,火车运行时间规律,震源重复性高,这种火车震源被广泛应用于轨道安全监测、近地表成像和城市地下空间探测等领域.分布式光... 详细信息

火车运行时产生强烈的移动噪声传播至地下空间,形成一种绿色环保、强能量的人工地震波.由于载荷系统形态基本固定,火车运行时间规律,震源重复性高,这种火车震源被广泛应用于轨道安全监测、近地表成像和城市地下空间探测等领域.分布式光纤声传感是一种新兴的地震采集技术,拥有密集采样、布设简单、抗电磁干扰能力强等优点,近年来在城市交通事件微震监测、裂隙探测和地下空间成像领域逐步应用.本研究基于分布式光纤声传感技术获得的秦皇岛试验场火车移动噪声数据,拾取了30个火车交通事件,开展火车噪声视速度、波形和频谱、能量时空变化的属性分析.结果表明:试验区光纤传感的火车噪声具有明显的属性差异,低速度重载荷的火车比高铁引起的地震振幅更大、能量更强,低速火车产生的噪声包含了丰富的低频信息;根据已知的视速度、振幅属性、时频属性,划分了4种类型的火车,并揭示了它们的进出站规律.本研究拓展了分布式光纤传感的应用场景,证明分布式光纤声传感有望应用于不同车型的通勤监测.

关键词：分布式光纤声传感火车震源交通事件噪声属性

综合地球物理在内蒙古多伦县核桃坝地区铀矿勘查中的应用

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地质科技通报 2024年第1期43卷 352-359页

作者：李英宾张伟邱崇涛核工业航测遥感中心石家庄050002 中核集团铀资源地球物理勘查技术中心(重点实验室) 石家庄050002 河北省航空探测与遥感技术重点实验室石家庄050002

核桃坝地区铀成矿条件优越,在该区东部已取得较好的找矿成果,西部尚未取得找矿突破。研究区铀矿化受断裂构造、破碎带控制明显,查明该区断裂构造格架和构造破碎、蚀变带的分布,推断成矿有利区,为进一步挖掘该地区的铀成矿潜力提供地球... 详细信息

核桃坝地区铀成矿条件优越,在该区东部已取得较好的找矿成果,西部尚未取得找矿突破。研究区铀矿化受断裂构造、破碎带控制明显,查明该区断裂构造格架和构造破碎、蚀变带的分布,推断成矿有利区,为进一步挖掘该地区的铀成矿潜力提供地球物理资料。通过音频大地电磁测量、土壤氡测量和地面高精度磁测3种物探方法的联合应用,圈定了土壤氡异常;查明断裂F_(13)北西部断裂呈现NE向和NW向“田”字格排列,断裂F_(12)南东部断裂呈现NE向。断裂F_(13)、F_(12)夹持部位断裂呈现近SN向和NW向;推断构造蚀变、破碎带6处。结合该区铀矿化特征,构造蚀变、破碎带S1、S2、S3、S4,处于断裂交汇、夹持部位,规模较大,且周围分布多个土壤氡异常,异常幅值可达35000 Bq/m^(3),为成矿有利地段。经钻探验证,钻孔ZKH24深部发现了构造蚀变、破碎带和富厚铀矿体,后续在S2构造蚀变带内发现了多个工业铀矿孔,并发现了矿体较好的钻孔ZKH7-1,落实了铀矿产地,说明此3种物探方法联合应用在该地区铀矿找矿工作中具有较好的效果,可在该类型铀矿勘查工作中推广应用。

关键词：核桃坝地区音频大地电磁测量土壤氡测量地面高精度磁测铀矿勘查

基于位移逆有理Krylov子空间算法的频率域可控源电磁快速正演

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地球物理学报 2024年第10期67卷 3915-3930页

作者：孙启凯周峰张志勇李建慧汤文武易柯东华理工大学地球物理与测控技术学院南昌330013 自然资源部航空地球物理与遥感地质重点实验室北京100083 中国地质大学(武汉)地球物理与空间信息学院武汉430074

本文开发了一种双重复极点位移逆(SAI)有理Krylov子空间算法,实现了频率域可控源电磁法(CSEM)多频电磁场值的快速计算.在有理Krylov子空间算法中,极点选择是保障CSEM正演精度的关键,单重复极点有理Krylov子空间算法在频率域可控源电磁... 详细信息

本文开发了一种双重复极点位移逆(SAI)有理Krylov子空间算法,实现了频率域可控源电磁法(CSEM)多频电磁场值的快速计算.在有理Krylov子空间算法中,极点选择是保障CSEM正演精度的关键,单重复极点有理Krylov子空间算法在频率域可控源电磁法应用最为广泛,但其缺点在于正演计算频段范围有限,增加极点个数能够获取更宽频段响应.为此,立足于有理Krylov子空间基本理论,推导了多重复极点位移逆算法Rayleigh商一阶秩修改公式,并利用该模型降阶算法开展了可控源电磁法正演模拟.另外,本文利用粒子群算法求解多极点收敛率函数,可以快速获取最优多极点,从而确保正演模拟精度.相比于单重复极点,多重复极点位移逆算法会增加极点计算时间,但能在更宽的频率范围内准确计算电磁场值.根据频率范围选定合适的极点后,该方法仅需要求解与极点数相同的多个线性方程组,通过场源项和系数矩阵求得有理Krylov子空间,再将正演算子投影到有理Krylov子空间中,显著降低正演算子的自由度,提高多频正演的计算效率.设计了均匀半空间和块状异常模型,并开展了算法测试,计算结果表明:在保证精度的情况下,相比于常规矢量有限元算法,单重复极点、双重复极点位移逆模型降阶算法的加速比超过10倍以上;双重复极点位移逆模型降阶算法总体计算精度要优于相应的单重复极点算法,且具有更宽的计算频带.

关键词：位移逆算法有理Krylov子空间多重复极点频率域可控源电磁法数值模拟

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黔西北煤田晚二叠世煤关键金属Li-Nb-Ta富集特征及成因机制

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地质学报 2024年第8期98卷 2316-2335页

作者：金超刘浪涛张小刚高帅坡程智伟李斌斌周进伟陈永龙河北省资源勘测研究重点实验室河北邯郸056038 河北工程大学地球科学与工程学院河北邯郸056038

关键金属是当今社会必须的但是安全供应存在高风险的一类金属的总称。煤因富含有机质往往能够富集关键金属,特殊地质条件下能形成煤型关键金属矿床。很多研究表明我国西南地区晚二叠世含煤地层富含多种关键金属,但是其富集特征和形成机... 详细信息

关键金属是当今社会必须的但是安全供应存在高风险的一类金属的总称。煤因富含有机质往往能够富集关键金属,特殊地质条件下能形成煤型关键金属矿床。很多研究表明我国西南地区晚二叠世含煤地层富含多种关键金属,但是其富集特征和形成机制仍然不清楚。本文以贵州黔西北煤田泰来煤矿上二叠统龙潭组9#煤层为研究对象,系统采集了煤层及顶底板样品,利用粉末X射线衍射仪对样品进行了矿物类别分析,利用X射线荧光光谱仪对样品进行了主量元素分析,利用电感耦合等离子体质谱仪对样品进行了微量元素分析。实验结果表明样品中的主要矿物包括高岭石、石英、伊利石、黄铁矿、锐钛矿、金红石、方解石、白云石、钠云母和钠长石等。含量较多的主量元素氧化物为SiO_(2)、TiO_(2)、Al_(2)O_(3)和Fe_(2)O_(3),存在富集的微量元素为Li、Nb、Ta、Zr、Hf、Sn、Th和In,其中Li、Nb和Ta的含量分别为世界煤均值的7.9倍、7.8倍和8.7倍。沉积物源和矿物赋存特征分析表明,峨眉山中性火山岩和高钛玄武岩对含煤盆地的物质供应具有一定的贡献,沉积之后的热液活动对该煤层关键金属的富集具有重要作用。

关键词：黔西北煤田晚二叠世煤关键金属元素 Li-Nb-Ta富集

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华北东部晚古生代过渡相煤系地层低阻成因、控制因素与地质意义

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煤炭科学技术 2024年第3期52卷 159-168页

作者：侯中帅梁钊陈世悦河北省战略性关键矿产资源重点实验室河北石家庄050031 河北地质大学能源研究所河北石家庄050031 中国石油大学(华东)地球科学与技术学院山东青岛266580

华北东部晚古生代过渡相煤系地层中低阻层发育,明确其成因类型、控制因素以及地质意义,可以充分揭示其中所包含的地质信息,对于相关层系油气资源评价和勘探部署具有积极意义。本文以华北东部太原组和山西组中低阻层为研究对象,综合运用... 详细信息

华北东部晚古生代过渡相煤系地层中低阻层发育,明确其成因类型、控制因素以及地质意义,可以充分揭示其中所包含的地质信息,对于相关层系油气资源评价和勘探部署具有积极意义。本文以华北东部太原组和山西组中低阻层为研究对象,综合运用岩心、薄片、扫描电镜、碳氧同位素和测录井资料,围绕其成因类型、控制因素和地质意义开展研究。结果表明:华北东部晚古生代过渡相煤系低阻层主要发育在太1段和山2段,成因类型包括砂泥岩薄互层、高束缚水体积和发育导电矿物,沉积作用和成岩作用控制了低阻的形成;太1段低阻的成因为砂泥岩薄互层和高束缚水体积,潮汐作用导致的潮汐成因层理和微细孔隙发育促进了障壁海岸背景下太1段低阻的形成,山2段低阻的成因为菱铁矿的密集发育,稳定的覆水还原环境和沉积有机物的成岩演化共同控制了三角洲背景下山2段低阻的形成;太1段的低阻和高毛细管束缚水体积指示着潮坪沉积,说明太原组自下而上为一个海退的过程,是对早二叠世早期冈瓦纳冰川迅速扩张和全球海平面快速下降的响应,山2段的低阻和高光电吸收截面指数指示着三角洲前缘沉积,说明山西组由一期三角洲沉积组成。

关键词：砂泥岩薄互层高束缚水体积导电矿物低阻煤系地层

基于VTI介质海洋CSEM和MT数据联合反演的黄海海相残留盆地深部结构研究

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地球物理学报 2024年第5期67卷 1853-1865页

作者：罗鸣裴建新段双敏吴志强中国海洋大学海洋地球科学学院海底科学与探测技术教育部重点实验室青岛266100 中国地质调查局青岛海洋地质研究所青岛266237 崂山实验室海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室青岛266100

黄海海相残留盆地因其地层结构和深部地质构造的复杂性,一直是我国海洋地球科学的一项研究重点,虽然针对该研究区已开展了一系列的地球物理调查,但由于高速碳酸盐岩层对地震波存在着一定的屏蔽作用,致使该海域深部地震资料品质受到较大... 详细信息

黄海海相残留盆地因其地层结构和深部地质构造的复杂性,一直是我国海洋地球科学的一项研究重点,虽然针对该研究区已开展了一系列的地球物理调查,但由于高速碳酸盐岩层对地震波存在着一定的屏蔽作用,致使该海域深部地震资料品质受到较大影响.海洋电磁法不受高速屏蔽层影响,有利于获得高速屏蔽层内部及其下方的深部结构信息.海洋可控源电磁法(Controlled source electromagnetic method,CSEM)和海洋大地电磁测深(Magnetotelleric,MT)能够提供海底电性结构的互补信息,较于单一的电磁方法,二者联合可获得更为准确的海底电性分布.本文提出了基于乘积目标函数的层状垂直各向异性(Vertical anisotropic,VTI)介质海洋可控源电磁和大地电磁资料联合反演方法,该方法在迭代过程中根据数据的拟合情况自适应调整CSEM和MT数据的权重和正则化因子的权重,反演参数包括海底介质的横向电阻率、垂向电阻率和地层厚度.以南黄海地质地球物理资料为例,建立浅水环境地电模型,并结合浅水环境的高噪声背景特点进行合成数据模型测试及分析.将本文所提出算法应用于理论模型合成数据和南黄海实测资料反演,结果表明,较于单独的海洋CSEM和MT反演,联合反演方法能够较准确地重构海底地层的电性分布,提高对海底地层各向异性电阻率的分辨能力.

关键词：电阻率各向异性联合反演 CSEM MT 南黄海

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湘东北地区早寒武世石煤沉积物源区研究

煤炭科学技术 2024年第3期52卷 169-179页

作者：张卫国侯恩科李焕同周佳瑞杨佳美西安科技大学地质与环境学院陕西西安710054 自然资源部煤炭资源勘查与综合利用重点实验室陕西西安710021 陕西省煤炭绿色开发地质保障重点实验室陕西西安710054

湘东北地区早寒武世石煤中伴生有多种高含量元素,属性特征鲜明。为查明该区石煤的沉积物来源,从石煤元素地球化学角度入手,利用X射线荧光光谱仪(XRF)、电感耦合等离子质谱仪(ICP–MS)分别测定了研究区12个石煤样品的常量元素和微量元素... 详细信息

湘东北地区早寒武世石煤中伴生有多种高含量元素,属性特征鲜明。为查明该区石煤的沉积物来源,从石煤元素地球化学角度入手,利用X射线荧光光谱仪(XRF)、电感耦合等离子质谱仪(ICP–MS)分别测定了研究区12个石煤样品的常量元素和微量元素含量。根据石煤中常量元素组合关系、微量元素含量特征、稀土元素分布特征及相关元素地球化学参数,探讨了湘东北地区早寒武世石煤的沉积物源区。结果表明:湘东北地区早寒武世石煤以无机矿物质为主要组成部分,石煤中SiO_(2)含量占比最高,SiO_(2)与其他常量元素(及其他常量元素之间)关系不明显,石英矿物形态具有陆源输入特征;石煤中微量元素(V,As,Sr,Mo,Cd,Sb,Ba,Bi,U)具有明显富集特征,稀土元素分布特征和Nb/Y–Zr/TiO_(2)关系表明石煤受到了中性岩影响,LaN/YbN表明石煤沉积物沉积速率自东南向西北有减小趋势,即物源来自东部和南部方向;w(SiO_(2))/w(Al_(2)O_(3)),w(Al_(2)O_(3))/w(Al_(2)O_(3)+Fe_(2)O_(3)),w(Al)/w(Al+Fe+Mn)和K_(2)O/Na_(2)O–SiO_(2)构造判别模型显示早寒武世石煤沉积于大陆边缘区域,主要接受陆源输入。通过与研究区东南方向分布的上墅群中酸性岩中稀土元素、Rb、Nb、Pb含量以及双溪坞群出露的岩浆岩中常量元素含量及组合特征综合比较,并结合江南造山带的演化历史,认为江南造山带东南缘发育的中、酸性岩带为湘东北地区早寒武世石煤沉积物源区,亦是石煤富集微量元素的主控因素之一。

关键词：湘东北石煤元素地球化学物源