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北京平谷山前河流阶地发育序列、形成时代及地质意义

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地质论评 2024年第4期70卷 1429-1442页

作者：王晓亮赵元艺赵希涛陈军典吴文彬辽宁省地质矿产研究院有限责任公司沈阳110032 中国地质科学院矿产资源研究所北京100037 中国科学院地质与地球物理研究所北京100029 辽宁省物测勘查院有限责任公司沈阳110083

河流阶地是研究河流演化、构造运动的良好载体,虽然北京地区第四纪地质研究程度较高,但北京东部地区对河流阶地的相关研究资料较少。笔者等以北京平谷燕山山前发育的泃河、黄松峪石河、将军关石河为研究对象,通过野外地质调查、光释光... 详细信息

河流阶地是研究河流演化、构造运动的良好载体,虽然北京地区第四纪地质研究程度较高,但北京东部地区对河流阶地的相关研究资料较少。笔者等以北京平谷燕山山前发育的泃河、黄松峪石河、将军关石河为研究对象,通过野外地质调查、光释光测年技术(OSL)详细划分了上述河流阶地的发育序列,在此基础上讨论了部分河流阶地的形成时代、阶地成因及河流阶地对燕山隆升的响应等地质问题,认为泃河南岸发育有3级阶地,北岸发育2级阶地;黄松峪石河最多发育有6级阶地;将军关石河发育有5级阶地。将军关石河至晚形成于中更新世晚期(161.7±7.7 ka BP),黄松峪石河至晚形成于晚更新世早期(121.2±5.4~100.3±4.1 ka BP),泃河至晚形成于晚更新世中期(79.4±3.3~70.8±3.4 ka BP)。泃河、黄松峪石河、将军关石河各级阶地的形成受到了古气候变化和燕山隆升的双重影响,平谷地区燕山在中更新世晚期以来,一直处于隆升的状态,晚更新世早期时隆升速率达到最大,可达0.24~0.34 mm/a,晚更新世中期时隆升速率降低,0.18~0.24 mm/a。以上成果对研究北京东部河流阶地发育特征、形成时代具有重要参考价值,也为中更新世晚期以来燕山的隆升提供了新的证据。

关键词：河流阶地光释光测年阶地成因隆升速率北京平谷

橄榄石微量元素:分析、地球化学行为与地球科学应用

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岩石学报 2024年第10期40卷 3160-3190页

作者：毛亚晶吴石头贾丽辉秦克章翟明国中国科学院地质与地球物理研究所岩石圈演化与环境演变全国重点实验室北京100029 中国科学院地质与地球物理研究所矿产资源研究重点实验室北京100029

橄榄石化学成分记录了幔源岩浆性质、结晶演化、喷发速率等重要信息。近十年来,橄榄石微量元素分析技术飞速进步,积累了丰富的数据。本文系统综述了电子探针和激光剥蚀电感耦合等离子体质谱法在橄榄石微量元素分析领域的最新研究进展,... 详细信息

橄榄石化学成分记录了幔源岩浆性质、结晶演化、喷发速率等重要信息。近十年来,橄榄石微量元素分析技术飞速进步,积累了丰富的数据。本文系统综述了电子探针和激光剥蚀电感耦合等离子体质谱法在橄榄石微量元素分析领域的最新研究进展,总结了橄榄石中微量元素的分配系数与扩散系数等地球化学行为,分析了全球不同岩石单元的橄榄石微量元素特征,重点介绍了岩浆铜镍矿床中橄榄石微量元素的研究进展。实验岩石学表明,控制元素在橄榄石中分配系数的主要因素有温度、压力、岩浆成分等,且不同微量元素行为的主控因素各不相同。在确定的温压条件下,橄榄石中多数元素的配分可由晶格应变模型预测,而Ni、Co和轻稀土元素主要受晶体场效应和结晶动力学控制。橄榄石中元素的扩散速率由快到慢依次为:H和Li(快)→Fe-Mg-Ni(中等)→Ca(较慢)→P-O-Si(慢)。对比全球不同岩石单元中橄榄石微量元素得出:(1)火山岩系列的科马提岩-苦橄岩-玄武岩中橄榄石的Fo值和Ni、Cr、Al、Mn等元素呈演化趋势,但在二元相关性图中不同岩石类型间存在较大重叠区域,机器学习等多维分析手段可大大提升分类准确率;(2)地幔橄榄岩与侵入岩系列(地壳堆晶岩)中的橄榄石微量元素特征相近,难以使用单元素指标区分,例如常用的Ca亏损;(3)碳酸岩中橄榄石的Ni、Mn含量有别于其他岩石,可能与其来源和元素在橄榄石-碳酸岩熔体中特殊的分配行为有关;(4)石榴子石地幔橄榄岩与尖晶石地幔橄榄岩的橄榄石微量元素存在一定差异,橄榄石V/Sc比值和Fe-Mg-Mn-Ca-Ni含量是判别地幔橄榄岩类型和来源深度的重要变量。岩浆铜镍矿床橄榄石微量元素的研究进展有:(1)堆晶-后堆晶阶段再平衡作用驱使Ca-Cr-Al元素向其他矿物迁移,使橄榄石普遍亏损上述元素;(2)橄榄石Ni-Co变化可记录其与硫化物的元素交换反应,Ni-Co正相关可用于指示岩体深边部的找矿潜力;(3)与硫化物共生橄榄石的Ni富集(>5000×10^(-6))或亏损(研究与突破方向有:堆晶-后堆晶阶段元素行为、多元素-多矿物扩散联合限定岩浆时空演化、机器学习判别橄榄石成因类型与镁铁-超镁铁岩体含矿性、挥发份与新兴非传统金属稳定同位素等。

关键词：橄榄石微量元素地球化学行为元素扩散地幔岩浆铜镍矿床

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兴凯湖西部土壤-植物系统中硒含量特征、成因来源及迁移转化主控因素

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地质通报 2024年第1期43卷 163-172页

作者：梁帅戴慧敏翟富荣郭常来高铁刘凯魏明辉张哲寰杜贯新中国地质调查局沈阳地质调查中心辽宁沈阳110034 自然资源部黑土地演化与生态效应重点实验室辽宁沈阳110034 辽宁省黑土地演化与生态效应重点实验室辽宁沈阳110034 辽宁省地质矿产研究院有限责任公司辽宁沈阳110034 中国地质调查局自然资源实物地质资料中心河北廊坊065220

硒及其有机化合物对生物体具有重要的生物活性和特殊的保健功能,开展富硒土壤硒成因来源和迁移转化研究,对富硒土地利用和富硒功能产品研发具有重要的科学和经济意义。基于区域地质特征、土壤数据和植物籽实数据,开展土壤硒空间分布和... 详细信息

硒及其有机化合物对生物体具有重要的生物活性和特殊的保健功能,开展富硒土壤硒成因来源和迁移转化研究,对富硒土地利用和富硒功能产品研发具有重要的科学和经济意义。基于区域地质特征、土壤数据和植物籽实数据,开展土壤硒空间分布和成因来源研究,运用地统计学、相关性、生物富集系数等方法探讨硒在土壤-植物系统中的迁移转化主控因素。土壤Se含量为0.11~0.70 mg/kg,均值为0.37 mg/kg,含量特征及空间分布主要受成土母质控制;富锦组黑色岩系是形成富硒土壤的物质基础和Se元素的最初来源,后期有利的古气候环境演化促进了黑色岩系的持续风化,为土壤提供了丰富的硒源;植物富集能力BCF水稻/土壤>BCF玉米/土壤,籽实Se平均含量为Se水稻>Se玉米,含量与土壤理化指标相关性揭示,硒在土壤-植物系统中迁移转化受土壤矿物组成及土壤环境等因素制约。土壤硒主要来源于富锦组黑色岩系及其风化物,硒在土壤-植物系统中迁移转化主控因素为粘土矿物的吸附/解析作用;划定天然富硒土地6550.68 hm^(2),为富硒土地科学利用和富硒功能产品开发提供地学依据,有效支撑服务地方经济发展和疾病预防。

关键词：黑土地硒迁移转化主控因素环境地质调查工程兴凯湖

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淮南深地地磁总场连续观测与时变特征

地球物理学报 2024年第2期67卷 820-828页

作者：郭良辉王博宋晓林王赟金承奕姚硕史钰峰陆内火山与地震教育部重点实验室(中国地质大学北京)北京100083 中国地质大学(北京)地球物理与信息技术学院北京100083 地质过程与矿产资源国家重点实验室(中国地质大学) 北京100083 山东航天电子技术研究所山东烟台264000

深地实验室具有电磁干扰小的"超净"地磁观测优势,已成为地磁观测的新平台和研究热点.为了评估淮南深地实验室地磁环境、认识地磁总场时变特征及地下与地面耦合性,我们于2022年在地下巷道(-848 m)和地表(+22 m)同步实施了地磁总场长期连... 详细信息

深地实验室具有电磁干扰小的"超净"地磁观测优势,已成为地磁观测的新平台和研究热点.为了评估淮南深地实验室地磁环境、认识地磁总场时变特征及地下与地面耦合性,我们于2022年在地下巷道(-848 m)和地表(+22 m)同步实施了地磁总场长期连续观测,对观测数据进行了功率谱、小波谱、地磁总场变化特征的分析及与附近的蒙城地磁台比对.研究结果表明:(1)地下无(或弱)磁干扰点位的地磁环境较优越,与蒙城地磁台相媲美,适用于地磁场变化的高精度、长期连续观测;(2)地下地磁观测可有效过滤地表上由工业与人类活动等的电磁干扰,其记录的地磁总场变化与蒙城地磁台具有较好的耦合性;(3)地下磁测可清晰记录地磁总场的平静变化、不同周期磁暴、地磁脉冲等丰富的时变信息,可为地球系统科学研究提供地磁学依据.

关键词：深地实验室地磁总场时间变化观测地磁环境

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基于大数据的智慧探矿模式实验研究与进展

地学前缘 2024年

作者：周琦吴冲龙贵州省地质矿产勘查开发局自然资源部基岩区矿产资源勘查工程技术创新工程中心贵州省战略矿产智慧勘查重点实验室中国地质大学(武汉)计算机学院地质信息科技研究所

本文是一个探索性实验研究与总结。团队通过产学研用协同创新体系,研发了基于大数据的成矿模式和找矿模型,开展地质大数据资源体系建设、完善并推广应用数字勘查技术系统、建成了贵州全省域三维玻璃国土、研发出多尺度多目标递进式矿产... 详细信息

本文是一个探索性实验研究与总结。团队通过产学研用协同创新体系,研发了基于大数据的成矿模式和找矿模型,开展地质大数据资源体系建设、完善并推广应用数字勘查技术系统、建成了贵州全省域三维玻璃国土、研发出多尺度多目标递进式矿产智能预测技术,有效地推进了贵州地质矿产勘查的数字化转型。取得的主要进展表明,团队实验研究成果既加快了贵州省地质矿产勘查工作的数字化转型,又推进了与大数据深度融合发展,有助于培育和发展地质矿产勘查领域的新质生产力。推进地质矿产勘查工作的数字化转型,需要进一步开展地质矿产勘查的“上云用数赋智”行动,加强关键技术研发并大力推广应用,在实践中不断探索、不断改进和发展。

关键词：智慧探矿数字勘查玻璃国土数据资源体系智能预测进展

基于DS-InSAR的蒲河煤矿采空区地表形变监测与开采参数反演

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东北大学学报（自然科学版） 2024年第6期45卷 866-873,882页

作者：敖萌孙颖魏恋欢张化南东北大学资源与土木工程学院辽宁沈阳110819 辽宁省地质矿产调查院有限责任公司辽宁沈阳110031

合成孔径雷达干涉测量(InSAR)技术在有植被覆盖的矿区难以识别到足够多的监测点目标,导致形变结果无法反映矿区真实形变特征.采用分布式散射体InSAR分析方法,能够有效提高植被密集区域雷达相干目标数量,从而准确描述矿区形变的时间演化... 详细信息

合成孔径雷达干涉测量(InSAR)技术在有植被覆盖的矿区难以识别到足够多的监测点目标,导致形变结果无法反映矿区真实形变特征.采用分布式散射体InSAR分析方法,能够有效提高植被密集区域雷达相干目标数量,从而准确描述矿区形变的时间演化规律和空间分布特征.矿区长期高强度开采会引发采空区的地表变形,严重威胁矿区基础设施建设和人员生命财产安全.基于沈阳蒲河煤矿采空区InSAR高精度监测数据,通过地球物理建模反演得到矿区地下关键开采参数,模拟的矿区形变场与InSAR监测结果较为一致,且反演开采参数符合真实开采情况.结合InSAR监测结果与Okada模型反演矿区参数,能够准确描述由采矿造成的采空区地表形变,为科学制定地下开采计划及矿区可持续开发提供重要信息.

关键词：矿区地面沉降合成孔径雷达干涉测量分布式散射体地球物理建模形变监测

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地面与地下深部地震背景噪声对比分析

地球物理学报 2024年第2期67卷 793-808页

作者：万文涛陈畅王赟穆朝民贺永胜汪超中国地质大学(北京)地球物理与信息技术学院"多波多分量"地震研究组北京100083 中国地质大学(北京)地质过程与矿产资源国家重点实验室北京100083 安徽理工大学电气与信息工程学院安徽淮南232001 军事科学院国防工程研究院工程防护研究所河南洛阳471000 中国科学院地球化学研究所贵阳550081

深部地下空间具有低于地面的噪声环境,为开展高精度多物理场观测提供了绝佳平台.通过淮南潘一东矿区海拔-848 m的井下巷道和地面的地震联测,我们分析了深部地下与地面的地振动背景噪声特征.对比结果显示,大于1.0 Hz的高频段,地面噪声功... 详细信息

深部地下空间具有低于地面的噪声环境,为开展高精度多物理场观测提供了绝佳平台.通过淮南潘一东矿区海拔-848 m的井下巷道和地面的地震联测,我们分析了深部地下与地面的地振动背景噪声特征.对比结果显示,大于1.0 Hz的高频段,地面噪声功率谱密度(Power Spectral Density,PSD)值高出地下20~40 dB,并呈现随人类活动变化的昼夜模式;而井下观测不存在这一时变规律,地下巷道上覆870 m厚的沉积层有效衰减了浅层或地表的人文噪声.0.1~1.0 Hz频段二者差异相对减小,地面PSD值平均高出地下10 dB.小于0.1 Hz的低频噪声差异较小,或与井下气流干扰和仪器本底噪声有关.在第二地脉动谱的对比中,可发现明显的场地放大效应和地脉动峰的分裂现象.此外,深部地下低噪声环境突显了若干高频非时变信号,根据频域极化分析可厘定这些稳定噪声为井下的固定振动源.上述结果说明深部地下可以为高精度地震观测和震源定位提供优良环境,同时也给深地实验室的后续建设以及相关深地研究提供重要参考.

关键词：地下深部地震观测背景噪声时变偏振分析

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“双碳”目标下中国光伏产业铟需求预测

地球学报 2024年

作者：周艳晶王高尚中国电子信息产业发展研究院材料工业研究所中国地质科学院矿产资源研究所自然资源部海底矿产资源重点实验室广州海洋地质调查局

铟是太阳能光伏薄膜技术的关键原材料,把握铟的消费变化规律不仅是对铟产业科学管理的前提,也对实现“双碳”目标具有重要意义。本文基于4种能源转型路径和2种铟使用强度,采用动态物质流分析方法,计算了2020—2050年CIGS装机容量和报废... 详细信息

铟是太阳能光伏薄膜技术的关键原材料,把握铟的消费变化规律不仅是对铟产业科学管理的前提,也对实现“双碳”目标具有重要意义。本文基于4种能源转型路径和2种铟使用强度,采用动态物质流分析方法,计算了2020—2050年CIGS装机容量和报废量,进而预测8种情景下光伏领域对铟的需求趋势、报废量和潜在回收量。结果显示:(1)在4种能源转型路径下, 2050年光伏装机分别是2023年的8.3倍、5.6倍、6倍和5.1倍;(2) 2023—2030年,铟的累积需求将快速增长,年均增速平均值为37%, 2031—2050年,年均增速平均值为7%;(3) 2015—2050年, CIGS中铟的累积报废量为436～788 t,但技术原因导致报废CIGS对缓解铟供应的作用短期内难以体现;(4)仅依靠锌精矿冶炼提取原生铟将不足以保障铟的中长期需求。建议加强铟资源调查评价,摸清资源家底,加强技术攻关,提高铟资源利用效率和再生铟回收利用水平,加强共伴生矿的开发利用研究,多途径夯实国内铟资源保障能力。

关键词：双碳铟需求动态物质流光伏产业

基于短周期密集台阵接收函数揭示的藏南错那洞穹窿地壳结构

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地学前缘 2024年第1期31卷 170-180页

作者：蔡蔚卢占武黄荣李文辉罗银河王光文穆青程永志陈司王冠陈子龙中国地质科学院地质研究所北京100037 中国地质大学(武汉)地球物理与空间信息学院湖北武汉430074 中国地质科学院自然资源部深地科学与探测技术实验室北京100037 中国地质大学(武汉)地质过程与矿产资源国家重点实验室湖北武汉430074

位于印度-欧亚板块碰撞前缘的北喜马拉雅构造带,是研究陆陆碰撞过程中地壳增厚和深部岩浆活动的典型区域之一。北喜马拉雅穹窿带作为其中重要的伸展构造,其形成过程与造山运动引起的地壳增厚以及地壳深熔作用引起的地壳流动密切相关。... 详细信息

位于印度-欧亚板块碰撞前缘的北喜马拉雅构造带,是研究陆陆碰撞过程中地壳增厚和深部岩浆活动的典型区域之一。北喜马拉雅穹窿带作为其中重要的伸展构造,其形成过程与造山运动引起的地壳增厚以及地壳深熔作用引起的地壳流动密切相关。本文以近年新发现的错那洞穹窿为例,利用短周期密集台阵观测,通过远震P波接收函数共转换叠加成像方法获取了错那洞穹窿区域地壳结构。结果表明:错那洞穹窿区域的地壳结构在东西方向上存在差异,壳内速度间断面存在多处不连续现象,局部区域甚至发生界面错断;而在错那裂谷和错那洞穹窿中、上地壳内存在低速区。综合前人研究,本文认为印度-欧亚板块持续碰撞使喜马拉雅东南缘岩石圈经历过地壳尺度拉伸变形。在地壳增厚及持续的高温变质作用下,中、上地壳随藏南拆离系伸展减压发生部分熔融,而熔融岩浆沿着藏南拆离系薄弱处不断上涌并在错那洞穹窿下方聚集,并使错那洞穹窿及错那裂谷中、上地壳弱化,促进区域东西向伸展,进而发生岩浆底辟形成错那洞穹窿。

关键词：错那洞穹窿短周期密集台阵远震P波接收函数共转换叠加成像地壳结构