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基于梯度薄膜扩散（DGT）技术评估玉米农田土壤中铅的生物有效性及动力学过程

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农业环境科学学报 2024年

作者：魏志莹杨秀雯戴亮亮赵亚辉易佳佩秦超杰刘威杰熊俊武张家泉陈伟中国地质大学(武汉)环境学院中国地质大学(武汉)地下水质与健康教育部重点实验室中国地质调查局长沙自然资源综合调查中心中国地质大学(武汉)地质调查研究院湖北理工学院矿区环境污染控制与修复湖北省重点实验室中国地质大学(武汉)生物地质与环境地质国家重点实验室

为验证梯度薄膜扩散(DGT)技术在准确评估自然环境下玉米农田土壤中铅(Pb)的生物有效性方面的可行性，并基于该技术探究土壤中Pb的动力学过程。本研究使用DGT技术、土壤溶液法和单独提取法测定了湖南省凤凰县内种植玉米农田土壤的Pb的可... 详细信息

为验证梯度薄膜扩散(DGT)技术在准确评估自然环境下玉米农田土壤中铅(Pb)的生物有效性方面的可行性，并基于该技术探究土壤中Pb的动力学过程。本研究使用DGT技术、土壤溶液法和单独提取法测定了湖南省凤凰县内种植玉米农田土壤的Pb的可提取态含量，并与玉米不同部位Pb含量进行线性拟合分析；利用DGT技术结合DGT诱导土壤/沉积物通量(DIFS)模型模拟了土壤内部Pb的动力学过程。结果表明：35%的土壤点位中Pb的含量超过湖南省Pb背景值，但不存在玉米粒中Pb超标的情况(GB 2762—2022)。Pb在玉米不同部位迁移富集能力较低，且主要富集在根部，难以向地上部位迁移。不同方法测定土壤中Pb的生物有效态含量分别为DGT技术(1.32±2.49) μg·L-1、土壤溶液(2.23±3.75) μg·L-1、二乙基三胺五乙酸(DTPA)单独提取法(5.79±2.51) mg·kg-1、醋酸(HAc)单独提取法(0.81±0.49) mg·kg-1和氯化钙(CaCl2)单独提取法(0.05±0.13) mg·kg-1。DGT技术对玉米不同部位Pb含量的预测效果优于其他方法，且对叶中Pb含量的预测效果最佳。研究区大部分土壤固相Pb补给液相能力较低，但固相上Pb的释放量较为稳定，可能会对当地造成潜在的生态风险。整体而言，DGT技术是评估玉米农田土壤中Pb生物有效性的最佳方法，其测定的Pb含量对玉米叶部Pb含量预测效果最佳，但对粒中Pb含量预测效果较差。此外，DGT技术可以结合DIFS模型深入分析土壤内部Pb的动力学的过程，为土壤污染的精准防控提供科学依据。

关键词：梯度薄膜扩散(DGT) DIFS模型生物有效性玉米铅(Pb)

中南祁连西段余石山铌钽矿成矿过程元素地球化学指标研究及意义

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大地构造与成矿学 2024年第3期48卷 637-653页

作者：吴义布余君鹏褚广博司豪佳司东泽曹晓峰甘肃省地质调查院甘肃兰州730000 兰州大学地质科学与矿产资源学院甘肃兰州730000 中国地质大学(武汉)资源学院湖北武汉430074

中南祁连西段余石山铌钽矿是近年在国内发现的变粒岩型铌钽矿床,规模已达大型,是一种新的铌钽矿床类型,但对变粒岩中铌钽富集成矿过程中元素地球化学变化尚未开展系统研究。本文通过详细的野外调查和室内综合分析,系统研究了余石山矿区... 详细信息

中南祁连西段余石山铌钽矿是近年在国内发现的变粒岩型铌钽矿床,规模已达大型,是一种新的铌钽矿床类型,但对变粒岩中铌钽富集成矿过程中元素地球化学变化尚未开展系统研究。本文通过详细的野外调查和室内综合分析,系统研究了余石山矿区无铌钽矿化变粒岩、含铌钽变粒岩、铌钽矿化体、低品位铌钽矿石、铌钽工业矿石等5类铌钽矿化程度不同变粒岩的元素地球化学特征,结果显示变粒岩型铌钽矿Nb富集成矿过程中Si、Al、Zr、Hf、REE等元素存在规律性变化,总结了成矿过程中有效元素地球化学指标,发现变粒岩中Nb含量与原岩岩石类型关系密切,揭示该矿床经历了新元古代岩浆成矿作用和加里东期热液变质成矿作用,共两期三阶段成矿过程,该研究为中南祁连西段铌钽矿找矿和成矿研究提供了依据。

关键词：余石山铌钽矿元素地球化学指标成矿作用成矿过程

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与碱性岩-碳酸岩杂岩共生的铌-稀土成矿作用——兼论东昆仑大格勒铌-稀土矿床中的碱性岩-碳酸岩杂岩成因

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大地构造与成矿学 2024年第1期48卷 1-37页

作者：王强李五福王秉璋王涛周金胜马林李玉龙袁博武王春涛王军张新远刘建栋薛尔堃胡万龙黄彤宇李旺超中国科学院广州地球化学研究所同位素地球化学国家重点实验室广东广州510640 青海省地质调查院青藏高原北部地质过程与矿产资源重点实验室青海西宁810012 中国科学院大学北京100049

铌(Nb)和稀土(REE)分别是我国重要的紧缺、优势战略矿产资源,其中Nb对外依存度接近100%。Nb和REE矿床在全世界(包括中国)都有分布,这类矿床中的矿石矿物种类繁多,但目前工业提取REE的矿石矿物主要为富轻稀土的氟碳铈矿、独居石,富重稀... 详细信息

铌(Nb)和稀土(REE)分别是我国重要的紧缺、优势战略矿产资源,其中Nb对外依存度接近100%。Nb和REE矿床在全世界(包括中国)都有分布,这类矿床中的矿石矿物种类繁多,但目前工业提取REE的矿石矿物主要为富轻稀土的氟碳铈矿、独居石,富重稀土、钇的磷钇矿,风化壳淋积型黏土矿等,而工业提取Nb元素的矿石矿物主要为烧绿石和铌铁矿等。与碱性岩-碳酸岩杂岩有关的Nb、REE矿床等是铌与稀土(尤其是轻稀土)资源最重要的来源。自然界中的Nb矿床分布较广,但绝大部分Nb资源集中在全球约十多个大型矿床中,且主要与碱性岩-碳酸岩及其相关的风化产物有关。碱性岩-碳酸岩杂岩主要来自地幔,且产出于一些特殊的构造背景(如裂谷或陆内伸展、碰撞后伸展、地幔柱、火山弧等),是研究深部地幔富集与熔融过程、物质(如碳)循环和深部动力学机制的重要“岩石探针”,是当前固体地球科学研究的前沿和热点领域之一。因此,研究碱性岩-碳酸岩杂岩的形成机制及相关的Nb-REE成矿作用,具有极其重要的地球动力学和关键金属成矿意义。在东昆仑新发现了与碱性岩-碳酸岩杂岩共生的大格勒Nb-REE矿,成矿岩石主要为碳酸岩、金云母岩和橄榄岩,包含多种含Nb、富REE和含P矿物,初步确定为碳酸岩型Nb-REE-P矿床。Nb矿体中最重要的含Nb矿石矿物是铌钙矿和铌铁矿,其Nb_(2)O_(5)含量最高分别达81.17%、76.06%~79.67%,粒径最大分别可达1.2 mm、~1 mm,粒径和赋存形式明显优于白云鄂博矿床(粒径资源量超过10万吨,表明大格勒矿区Nb资源已经达到大型矿床规模。矿区杂岩体中镁铁质-超镁铁质岩和碳酸岩主要形成于早泥盆世早期(~418Ma),明显富集Nb、Ta、P和Sr等,具有相对稳定的ε_(Nd)(t)(-0.5~2.7)和变化的(^(87)Sr/^(86)Sr)i(0.7037~0.7063)。这些岩石主要起源于软流圈地幔,可能形成于碰撞后伸展背景中。但是大格勒矿区成岩与成矿的精确时代、岩浆来源与岩浆储库演化过程、岩石与矿床形成的深部动力学机制、金属超常富集与成矿作用、成矿元素的赋存状态与可利用性等还需要进一步深入研究。

关键词：碱性岩碳酸岩铌矿稀土矿岩石成因东昆仑青藏

中南祁连西段变粒岩型稀土矿床特征与找矿意义

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中国稀土学报 2024年

作者：吴义布余君鹏褚广博司豪佳曹晓锋董国强徐磊司东泽中国地质大学(武汉)资源学院兰州大学地质科学与矿产资源学院西部矿产资源重点实验室甘肃省地质调查院甘肃省地矿局院士创新研究中心

近年在中南祁连西段发现了变粒岩型铌钽（稀土）矿，其中阿克塞县余石山铌钽（稀土）矿中铌钽资源量已达到大型规模，伴生稀土矿规模达到中型，当前针对该矿床研究主要聚焦铌钽，对矿石中稀土矿化重视不够、尚无相关研究和报道。本文首... 详细信息

近年在中南祁连西段发现了变粒岩型铌钽（稀土）矿，其中阿克塞县余石山铌钽（稀土）矿中铌钽资源量已达到大型规模，伴生稀土矿规模达到中型，当前针对该矿床研究主要聚焦铌钽，对矿石中稀土矿化重视不够、尚无相关研究和报道。本文首次对余石山一带变粒岩型稀土矿化地质特征、稀土元素富集、找矿潜力和意义进行了总结和研究，以及时引起国内稀土找矿和研究关注和重视。通过大量野外地质调查和室内观测，发现中南祁连西段变粒岩型稀土矿找矿潜力大且可开发利用，主要由于4方面矿化地质特征：（1）变粒岩型铌钽（稀土）矿层控特征明显，矿化带和矿体延伸稳定、规模大，品位较均匀，具有形成大型稀土矿床的条件；（2）矿石中稀土元素主要赋存在10种稀土矿物中，包括直氟碳钙铈矿、氟碳铈矿、氟碳钙铈矿、独居石、褐钇铌矿、复稀金矿、易解石、磷钇矿、褐帘石和钇兴安石，具有工业价值的矿物有8种，其中直氟碳钙铈矿、氟碳铈矿、氟碳钙铈矿、独居石、褐钇铌矿等5种占矿石中稀土含量的75%以上，有开采价值；（3）矿石中轻稀土元素与重稀土元素含量比值（LREE/HREE）在3.2～5.45之间，平均为4.4，重稀土占比高于碳酸岩型稀土矿床，各重稀土元素含量相比大陆地壳富集倍数在19.54 ～ 25.36之间，为紧缺的重稀土矿提供了1个新的找矿方向；（4）矿石中稀土元素与主矿石元素Nb、Ta为密切正相关关系，二者可综合开采利用。因此，中南祁连西段变粒岩型铌钽（稀土）矿是在新区新层位发现的一种重要稀有-稀土金属矿床类型，为国内稀土矿找矿特别是重稀土提供了一个找矿新方向，具有重要找矿意义，建议国内下一步稀土找矿重点关注和布局。

关键词：中南祁连西段变粒岩型铌钽(稀土)矿找矿潜力和意义找矿新方向

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热液成矿系统构造控矿理论

地学前缘 2024年第1期31卷 239-266页

作者：杨立强杨伟张良高雪申世龙王偲瑞徐瀚涛贾晓晨邓军中国地质大学(北京)地质过程与矿产资源国家重点实验室/深时数字地球前沿科学中心北京100083 山东省地质科学研究院自然资源部金矿成矿过程与资源利用重点实验室山东济南250013 山东黄金地质研究院山东济南250101 山东省地质矿产勘查开发局第六地质大队自然资源部深部金矿资源勘查与开采技术创新中心山东威海264209 西昌学院资源与环境学院四川西昌615000

构造对成矿的控制是热液成矿系统的典型特征之一,系统剖析多重尺度控矿构造的几何学、运动学、动力学、流变学和热力学对认识矿床成因和预测找矿至关重要;而如何实现控矿构造格架、渗透性结构、成矿流体通道和矿化变形网络由静态到多尺... 详细信息

构造对成矿的控制是热液成矿系统的典型特征之一,系统剖析多重尺度控矿构造的几何学、运动学、动力学、流变学和热力学对认识矿床成因和预测找矿至关重要;而如何实现控矿构造格架、渗透性结构、成矿流体通道和矿化变形网络由静态到多尺度时-空四维动态的转变,查明流体通道和矿床增量生长过程与控制因素,揭示热液成矿系统的构造-流体耦合成矿机制和定位规律是亟待解决的关键科学难题。为此,我们在对已有相关成果系统梳理的基础上,提出了科学构建热液成矿系统构造控矿理论的基本要点与对应方法及应用范畴:(1)流体而非构造是构造控矿理论的中心,热液系统的流体流动与成矿作用受控于断裂带格架及其渗透性结构,其中渗透率是将流体流动与流体压力变化联系起来理解控矿构造的核心;(2)不同控矿构造组合的关键控制是构造差应力和流体压力的大小,而矿化类型的变化可能是由于构造应力场引起的容矿构造方位的不同和赋矿围岩之间的强度差异所致;(3)流体通道的生长始于超压流体储库上游围岩中孤立的微裂隙沿流体压力梯度最大的方向、随裂隙发育且相互连结而形成新的长裂隙,并最终连通形成断裂网络内的流体通道,矿床的增量生长发生在高流体通量的短爆发期,断层反复滑动驱动其内流体压力、流速和应力快速变化,当由此诱发的流体通道生长破坏了流体系统的动态平衡时,随之而来的流体快速降压就成为金属沉淀成矿的关键驱动因素;(4)以热液裂隙-脉系统野外地质观测和构造-蚀变-矿化网络三维填图为基础,通过宏观与微观各级控矿构造相结合、地质历史与构造应力分析相结合、局部与区域点-线-面相结合、浅部与深部相结合、时间与空间相结合、定性和定量相结合,对各种控矿因素开展多学科、多尺度、多层次、全方位综合研究,是应遵循的基本原则;(5)通过构造-蚀变-矿化网络填图,将蚀变-矿化体与控矿构造的类型、形态、规模、产状和间距等几何学特征联系起来,利用热液裂隙-脉系统和断裂网络拓扑学及矿体三维几何结构分析等定量方法查明控矿构造格架和渗透性结构并揭示矿化变形网络的连通性与成矿潜力;(6)合理构建地质模型,选取合适的热力学参数和动力学边界条件,利用HCh和COMSOL等方法,定量模拟成矿过程中的流体流动、热-质传递、应力变形和化学反应等的时-空变化,是揭示构造-流体耦合成矿机理和定位规律、预测矿化中心和确定找矿目标的有效途径。进而提出了构造控矿理论的研究流程:聚焦构造-流体耦合成矿机制和定位规律这一关键科学问题,选择热液裂隙-脉系统和构造-蚀变-矿化网络为重点研究对象;通过几何学描述、运动学判断、流变学分析、动力学解析和热力学综合,厘定控矿构造格架,定位矿化中心,示踪成矿流体通道和多种矿化样式的增量生长过程及其关键控制,揭示渗透性结构的时-空演变规律及构造再活化与成矿定位的成因关联,建立构造-流体耦合成矿模式,服务新一轮战略找矿突破。以胶东焦家金矿田为例,开展控矿构造理论研究和成矿预测应用实践,证实了其科学性和有效性。

关键词：热液裂隙-脉系统构造-蚀变-矿化网络渗透性结构与成矿定位流体通道和矿床增量生长构造-流体耦合成矿模式

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热液体系溶解度实验和热力学计算方法在成矿过程模拟中的应用

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矿床地质 2024年第1期43卷 71-85页

作者：杨颖王佳新张雪旎袁顺达中国地质大学(北京)地球科学与资源学院北京100083 中国地质科学院矿产资源研究所自然资源部成矿作用与资源评价重点实验室北京100037

热液流体对金属元素的迁移、富集及沉淀成矿起着关键作用,定量刻画金属元素在热液成矿过程中的运移是矿床学研究的重点和难点。以热力学理论为基础,通过开展溶解度实验,揭示金属元素在热液流体中的地球化学行为,是研究金属元素迁移、富... 详细信息

热液流体对金属元素的迁移、富集及沉淀成矿起着关键作用,定量刻画金属元素在热液成矿过程中的运移是矿床学研究的重点和难点。以热力学理论为基础,通过开展溶解度实验,揭示金属元素在热液流体中的地球化学行为,是研究金属元素迁移、富集沉淀机制行之有效的重要手段。其中,基于钛合金反应釜开展不同物理化学条件下金属元素在热液流体中的溶解度实验,结合相关的热力学模拟,能够精确测定金属元素在热液流体中的溶解度、络合物配位数、气液两相中的分配系数及相关热力学参数,为定量模拟热液成矿过程提供重要的实验依据。文章归纳了近年来针对热液体系的实验矿床学方法,分析了各类实验方法与分析手段的优点与不足。重点介绍钛合金反应釜溶解度实验和热力学模拟计算方法,并结合该方法模拟钪矿床成矿的水岩反应过程,说明该方法在成矿过程模拟中的应用,最后阐述了其存在的问题,并对该领域未来的研究趋势提出了展望,以期推动该方法在战略性关键金属超常富集机制研究中的应用。

关键词：溶解度热液流体热力学成矿过程模拟实验矿床学

南海陆缘伸展破裂过程中的构造迁移和盆地演化

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地质学报 2024年第4期98卷 1101-1113页

作者：罗盼任建业雷超中石化石油物探技术研究院有限公司江苏南京210013 中国地质大学(武汉)海洋学院海洋地质资源湖北省重点实验室湖北武汉430074 南方海洋科学与工程广东省实验室(广州) 广东广州511458 中国地质大学(武汉)构造与油气资源教育部重点实验室湖北武汉430074

为了阐明南海由陆向洋的过渡带内构造活动的时间空间迁移过程,本文以两条跨南海东部共轭被动陆缘和南海西南部共轭陆缘的两条长剖面为基础,进行精细的构造解释和分析,在南海洋陆转换带内确定了出Tb、SD、PD和Bi四个一级层序界面,并以... 详细信息

为了阐明南海由陆向洋的过渡带内构造活动的时间空间迁移过程,本文以两条跨南海东部共轭被动陆缘和南海西南部共轭陆缘的两条长剖面为基础,进行精细的构造解释和分析,在南海洋陆转换带内确定了出Tb、SD、PD和Bi四个一级层序界面,并以这4个一层序界面为界,将南海陆缘划分为:早期断陷盆地(Tb—SD)、晚期拆离盆地(SD—PD)和断坳转换盆地(PD—Bi)。通过对同一剖面不同构造单元带内同构造地层的分析,发现构造活动时代由陆向洋逐渐变年轻;通过对比不同剖面同一构造单元带内的同构造地层发现,构造活动时代沿着海底扩张迁移的方向逐渐变年轻。因此,在南海扩张期间,岩石圈的伸展变形不仅表现为向洋方向的迁移,同时表现为向海底扩张方向的迁移。

关键词：洋陆转换带拆离盆地同构造地层构造迁移

结合空间—光谱信息的快速自训练高光谱遥感影像分类

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遥感学报 2024年第1期28卷 219-230页

作者：金垚董燕妮杜博中国地质大学(武汉)地球物理与空间信息学院武汉430074 湖北珞珈实验室武汉430079 武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室武汉430079 武汉大学资源与环境科学学院武汉430079 武汉大学计算机学院武汉430072

自训练方法被广泛应用于高光谱影像分类任务中以解决标记样本获取困难的问题。传统的自训练方法不仅忽略了高光谱影像所能提供的空间信息,导致最终分类精度受到影响;同时在每次迭代过程中都需要完成一次对未标记数据的分类任务,导致需... 详细信息

自训练方法被广泛应用于高光谱影像分类任务中以解决标记样本获取困难的问题。传统的自训练方法不仅忽略了高光谱影像所能提供的空间信息,导致最终分类精度受到影响;同时在每次迭代过程中都需要完成一次对未标记数据的分类任务,导致需要大量的时间成本。因此,针对上述问题,本文提出了一种基于空间—光谱信息的快速自训练方法用于高光谱影像分类。与传统的自训练方法不同,该方法在迭代过程中使用空间—光谱信息对未标记数据进行筛选完成标记样本的扩充,而不是使用分类器对未标记样本进行分类。首先针对初始标记样本使用空间邻域块选择空间近邻点,然后使用自适应阈值对空间近邻点进行二次筛选得到空谱近邻点赋予标记,最后根据扩充后的标记样本对分类器进行训练完成分类任务。结果表明,在Washington DC Mall Subimage高光谱数据集中每类分别选择2个和10个训练样本时,整体分类精度分别达到了93.17%和95.43%;而在Indian Pines数据集中整体分类精度分别达到了59.75%和86.13%。我们提出的结合空间—光谱信息的快速自训练方法和对比方法相比,我们的方法有明显的提升。

关键词：高光谱遥感半监督分类小样本问题空间—光谱信息自训练方法

湖南界牌岭大型锡-萤石矿床勘查模型与深部找矿预测

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矿床地质 2024年第1期43卷 128-143页

作者：侯占德赵正许以明何以勤磨现程郭聪中国地质大学(北京)地球科学与资源学院北京100083 中国地质科学院矿产资源研究所自然资源部成矿作用与资源评价重点实验室北京100037 湖南省矿产资源调查所湖南郴州410014

湖南界牌岭锡多金属矿床位于南岭成矿带中段,是近年来新发现的以锡和萤石为主,伴生锂、铍、铌、钽、锌等重要资源的大型矿床。该矿床矿化元素多且规模大、矿化分带性强、成矿时代也较新(~90 Ma),使其在湘南钨多金属矿集区内独具特色。... 详细信息

湖南界牌岭锡多金属矿床位于南岭成矿带中段,是近年来新发现的以锡和萤石为主,伴生锂、铍、铌、钽、锌等重要资源的大型矿床。该矿床矿化元素多且规模大、矿化分带性强、成矿时代也较新(~90 Ma),使其在湘南钨多金属矿集区内独具特色。文章在详细的矿床地质工作基础上,对界牌岭不同矿化段的萤石和锡石进行了矿物学研究和微区原位微量元素对比分析。研究结果显示,萤石由深到浅表现为明显的正Ce异常向负Ce异常、负Eu异常向正Eu异常转变,指示成矿流体向上运移过程中氧逸度逐渐升高。浅部矿体与深部花岗斑岩中萤石的稀土元素配分特征一致,指示两者均为深部富F花岗质岩浆的产物。相较于南岭地区云英岩型和石英脉型锡矿,界牌岭锡石中Nb-Ta含量偏低,但高于矽卡岩型锡矿,具有富Fe、贫W的特征,较低的Zr/Hf值(平均为2.76)。对比研究认为,界牌岭锡矿体仍处于该岩浆热液系统中-远端,推测其深部至隐伏岩体仍具较大找矿空间。结合前人研究,文章综合构建了界牌岭锡萤石矿床成矿模式,并提出了相应的勘查标识,圈定了界牌岭深部近花岗岩体矽卡岩型-云英岩型-石英细脉型锡(钨)铌钽矿、北北东向主断裂北段深部锡多金属矿、斑岩体内及深部接触带锡锂铌钽矿3个方向的找矿预测靶区。

关键词：锡矿床矿物微量元素勘查模型找矿预测界牌岭