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基于大数据关联规则算法的卡林型金矿床元素富集规律及找矿方法研究

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地学前缘 2024年第4期31卷 58-72页

作者：曹胜桃胡瑞忠周永章刘建中谭亲平高伟郑禄林郑禄璟宋威方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州贵阳550081 中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049 中山大学地球环境与地球资源研究中心广东广州510275 贵州省地质矿产勘查开发局贵州贵阳550004 贵州大学贵州贵阳550025

大数据时代的到来,为卡林型金矿床开拓了新的找矿思路。本研究应用关联规则算法,挖掘滇黔桂“金三角”卡林型金矿床内微量元素与金矿化海量数据之间的关联性,提取元素异常组合,分析控制因素,定量构建找矿标志。结果显示矿床内元素异常... 详细信息

大数据时代的到来,为卡林型金矿床开拓了新的找矿思路。本研究应用关联规则算法,挖掘滇黔桂“金三角”卡林型金矿床内微量元素与金矿化海量数据之间的关联性,提取元素异常组合,分析控制因素,定量构建找矿标志。结果显示矿床内元素异常组合分为4组:(1)强正关联显著富集元素(As、Sb、Hg、Tl、Ag、W和Rb),显示硫化和黏土化作用;(2)较强正关联略富集元素I(Zr、Th、Ta、Nb和Hf)和强负关联强迁出元素(Li和Sr),显示去碳酸盐化作用;(3)较强正关联略富集元素II(Sn、Zn、Ni、V、Co和Cu),显示硫化作用;(4)弱关联基本无富集元素(Cd、Pb、Ba、Bi、U和Mo),与成矿无显著关联。从大数据角度获取的元素异常组合,与学界关于Au主要在去碳酸盐化、硫化和黏土化条件下形成的认识一致。通过关联规则算法分别对与硫化和去碳酸盐化相关的元素建立定量找矿标志。硫化找矿标志:样品中As、Hg、Sb、Tl、W、Ag和Rb等元素内中高含量项数≥1、≥2、≥3、≥4和≥5时,对应的Au矿化分别为≥4.5×10^(-9)、≥47.0×10^(-9)、≥150×10^(-9)、≥500×10^(-9)和≥1000×10^(-9);样品内高含量项数≥1、≥2和≥3时,对应的Au矿化分别为≥150×10^(-9)、≥500×10^(-9)和≥1000×10^(-9);找矿过程中两组指标配合使用,确保不漏矿,高效圈矿。去碳酸盐化找矿标志:样品中Zr、Th、Ta、Nb和Hf含量任意两项出现正异常,认为样品经历过去碳酸盐化作用。定量识别的硫化和去碳酸盐化找矿标志可望在卡林型金矿找矿预测中发挥重要作用。本研究基于关联规则算法分析矿床元素富集规律、控制因素和定量构建找矿标志的方法,也可为其他类型矿床开展类似研究提供新思路。

关键词：地质大数据关联规则卡林型金矿元素富集规律控制因素找矿标志

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青藏高原雪水比例时空变化特征

水科学进展 2024年第2期35卷 348-356页

作者：佘王康杨勤丽阳坤姜尧志王国庆电子科技大学资源与环境学院四川成都611731 清华大学地球系统科学系北京100084 南京水利科学研究院水灾害防御全国重点实验室江苏南京210029

为厘清青藏高原地区不同相态降水及其变化规律,本文基于第三极地区长时间序列(1979—2020年)高分辨率(1/30°,日)地面气象要素驱动数据集,采用基于表面高程和气象条件的雨雪识别方法,识别了青藏高原地区的降雨和降雪,分析了青藏高原雪... 详细信息

为厘清青藏高原地区不同相态降水及其变化规律,本文基于第三极地区长时间序列(1979—2020年)高分辨率(1/30°,日)地面气象要素驱动数据集,采用基于表面高程和气象条件的雨雪识别方法,识别了青藏高原地区的降雨和降雪,分析了青藏高原雪水比例(SPR)的分布特征和时空演变规律。结果表明:①SPR空间分布差异显著,西高东低;②SPR整体呈下降趋势,平均以1.11%/(10 a)的速率显著降低;③冷、暖季均呈现降雨增加、降雪减少、SPR降低趋势,但暖季的变化速率和显著性高于冷季;④高原东西部降雪量在冷、暖季相当,高原中部以暖季降雪为主,高原暖季降雨量约占全年的90%,高原大部分地区暖季降雪占全年降雪的比例呈下降趋势(-0.29%/(10 a))。研究结果有望为区域气候变化和水科学研究提供科学依据。

关键词：降水相态时空变化雪水比例青藏高原

基于多方法综合比较的南水北调西线工程水源区生态需水研究

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水资源保护 2024年第4期40卷 137-147页

作者：王玉莲杨泽凡闫龙刘欢曾庆慧杨钦闫肖瑶胡鹏中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室北京100038 安徽理工大学地球与环境学院安徽淮南232001

针对南水北调西线工程调水需求,以方法比选、目标修正、可行性验证为主线,提出了一套多方法综合确定水源区生态需水过程的思路,并制定了10个坝址断面枯水期和非枯水期的生态基流、敏感生态需水及年生态水量目标。结果表明:水源区坝址断... 详细信息

针对南水北调西线工程调水需求,以方法比选、目标修正、可行性验证为主线,提出了一套多方法综合确定水源区生态需水过程的思路,并制定了10个坝址断面枯水期和非枯水期的生态基流、敏感生态需水及年生态水量目标。结果表明:水源区坝址断面枯水期生态基流在多年平均流量中的占比约为20%,非枯水期占比约为40%;3—6月为鱼类集中产卵敏感期,需要每月发生一次脉冲流量过程,每次至少持续10 d,脉冲流量在多年平均流量中的占比为48%~73%;各坝址断面年均生态水量在多年平均径流量中的占比约为70%,其中丰水年、一般偏枯年、枯水年生态水量占比分别为68%~78%、66%~75%和61%~70%;研究结果符合长江流域现有管控要求,具备较好的现实可达性。

关键词：生态需水生态基流敏感生态需水年生态水量南水北调西线工程

氮掺杂生物炭负载Fe^(0)增强厌氧消化污泥脱水性能研究

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安全与环境学报 2024年第7期24卷 2818-2829页

作者：吴铮张文白杨黄涛西南交通大学地球科学与环境工程学院成都611756 桂林理工大学环境科学与工程学院桂林541006 成都工业学院材料与环境工程学院成都611730

研究采用中密度纤维板及氧化铁皮共热解制备了负载零价铁的氮掺杂生物炭(ZVI/N BC),并用于活化过硫酸盐(Peroxydisulfate,PDS)增强厌氧消化污泥脱水性能。结果显示,初始pH值为6,PDS投加质量浓度为6.8 g/L,生物炭投加质量浓度为19.2 g/L... 详细信息

研究采用中密度纤维板及氧化铁皮共热解制备了负载零价铁的氮掺杂生物炭(ZVI/N BC),并用于活化过硫酸盐(Peroxydisulfate,PDS)增强厌氧消化污泥脱水性能。结果显示,初始pH值为6,PDS投加质量浓度为6.8 g/L,生物炭投加质量浓度为19.2 g/L,反应时间为35 min时,厌氧消化污泥的毛细吸水时间及含水率降低至47.93 s和67.44%。机理分析指出消化污泥脱水性能增强主要归功于ZVI/N BC+PDS的非均相氧化作用。PDS通过sp^(2)碳、吡啶氮、Fe^(0)产生·SO_(4)^(-)和·OH,高效降解细胞外聚合物(Extracellular Polymeric Substances,EPS),释放大量结合水;ZVI/N BC+PDS能通过改变胞外蛋白质二级结构,提升EPS表面疏水官能团丰度,增强消化污泥疏水性;ZVI/N BC作为骨架材料在污泥内部形成坚固的输水通道,在活性氧物种的协同作用下,厌氧消化污泥的脱水性能得到显著增强。研究为厌氧消化污泥减量提供了“以废治废”新思路。

关键词：环境工程学厌氧消化污泥脱水性能过硫酸盐零价铁氮掺杂生物炭

巨厚砾岩下采场覆岩运移与离层演化的光-电感知试验研究

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中国矿业大学学报 2024年第5期53卷 977-992页

作者：孙斌杨袁亮张平松吴荣新安徽理工大学地球与环境学院安徽理工大学深部煤炭安全开采与环境保护全国重点实验室

为掌握巨厚砾岩下特厚煤层采动覆岩运移及离层演化的精细发育规律，以永陇矿区某矿1305工作面为例，基于相似物理模型试验，利用自主研发的光-电多参数分布式感知系统研究了岩层移动变形及破断垮落的全周期多物理场响应特征.试验结果表... 详细信息

为掌握巨厚砾岩下特厚煤层采动覆岩运移及离层演化的精细发育规律，以永陇矿区某矿1305工作面为例，基于相似物理模型试验，利用自主研发的光-电多参数分布式感知系统研究了岩层移动变形及破断垮落的全周期多物理场响应特征.试验结果表明：光-电感知系统可对岩体内部变形状态及时空演化规律进行精细刻画，岩层破断垮落、裂隙发育形态与全时段应变、电流及电阻率等多参数具有良好的对应关系，建立了采动覆岩横向分区、垂向分带的光-电表征模型，实现了覆岩运移及“横三区、竖三带”的光-电实时定量检测.3#煤采动期间覆岩超前应力影响范围达到45～54 m,直接顶滞后垮落距离为9～18 m,上覆岩层采后重新压实区位于工作面后方150～204 m.应变及电流比值1级台阶发育高度对应垮落带界面，3级台阶发育高度对应导水裂隙带界面.3#煤覆岩垮落带高度为44.73～48.00 m,导水裂隙带发育高度为256.29～276.54 m,与模型实测高度相对偏差整体低于5%.基于光-电表征结果，揭示了覆岩变形及离层发育的时空演化机理，主要表现为“大裂高”、“台阶状”、“滞后垮落”等特征，多参数分布式感知系统为离层水害防治及矿井安全生产提供了可靠的地质保障技术.

关键词：覆岩运移光-电综合感知定量表征演化规律模型试验

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森林径级结构研究:从统计描述到理论演绎

植物生态学报 2024年第6期48卷 675-689页

作者：周建王焓清华大学地球系统科学系地球系统数值模拟教育部重点实验室清华大学全球变化研究院北京100084

森林径级结构是树木生长、竞争、死亡等过程的综合反映,也是估算森林生物量、判断森林演替阶段与健康状态以及预测森林碳汇潜力的基础依据。林学领域早期对径级结构的研究以统计描述为主,多采用常见的概率分布函数来拟合样地尺度上径级... 详细信息

森林径级结构是树木生长、竞争、死亡等过程的综合反映,也是估算森林生物量、判断森林演替阶段与健康状态以及预测森林碳汇潜力的基础依据。林学领域早期对径级结构的研究以统计描述为主,多采用常见的概率分布函数来拟合样地尺度上径级结构的动态变化,缺乏对其形成机制的阐释。随着宏观生态学的发展,最大熵原理、中心极限定理等被用于解释大尺度上发现的相对一致的森林径级结构,但这类模型侧重概率统计,对具体生态学过程的分析仍然欠缺。2000年以来,在原始成熟森林中发现的径级结构的幂律特征催生了一系列理论研究,包括代谢尺度理论、林窗演替理论等。这些理论尝试从树木个体大小和资源利用之间的关系,以及树木对资源的竞争过程来演绎径级结构达到稳态时幂律特征的形成机制。种群统计平衡理论为稳态径级结构的分析提供了一般性框架,揭示了不同的树木生长速率和死亡率如何导致径级结构特征的变化;在此基础上,种群统计最优性假设为径级结构的分析提供了新的视角。数学层面上,转移矩阵、积分投影、偏微分方程等都是径级结构动力学分析的有力工具,但由于这类数学模型的时间动态解析求解较为困难,研究中通常预先假定森林处于理想的结构平衡状态。而在实际情况下,结构非平衡往往是森林的常态,也是森林碳库变化与碳汇潜力估算的基础。为了更好预测全球变化背景下的森林动态趋势,应明确环境因子对径级相关的树木生长速率、死亡率的影响,并发展径级结构动态特征的解析方法。

关键词：森林径级结构资源竞争树木生长和死亡碳汇潜力

拉萨地块西部碰撞后富钾火山作用CO_(2)释放规模初探

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岩石学报 2024年第7期40卷 2225-2237页

作者：谢显刚赵文斌李晓光李菊景郭正府张茂亮徐胜天津大学地球系统科学学院天津300072 中国科学院地质与地球物理研究所新生代地质与环境重点实验室北京100029 中国科学院地质与地球物理研究所岩石圈演化国家重点实验室北京100029

估算地质历史时期火山活动的CO_(2)释放量对于理解地球深部碳释放及其气候环境效应具有重要意义。本文聚焦青藏高原拉萨地块西部的碰撞后富钾火山作用,以雄巴、赛利普、布嘎寺和麦嘎4个地区的富钾火山岩为例,开展了橄榄石、辉石等斑晶... 详细信息

估算地质历史时期火山活动的CO_(2)释放量对于理解地球深部碳释放及其气候环境效应具有重要意义。本文聚焦青藏高原拉萨地块西部的碰撞后富钾火山作用,以雄巴、赛利普、布嘎寺和麦嘎4个地区的富钾火山岩为例,开展了橄榄石、辉石等斑晶矿物中熔体包裹体的CO_(2)含量与脱气特征研究,结合火山岩体积和年龄等参数,估算了拉萨地块碰撞后富钾火山活动的CO_(2)释放量。结果表明,研究区火山岩熔体包裹体气泡中的CO_(2)含量约为0.61%~5.38%,雄巴、赛利普、布嘎寺和麦嘎火山岩的CO_(2)年释放量分别为(5.1±0.9)×10^(-5)Pg/yr、(1.3±0.6)×10^(-5)Pg/yr、(2.5±0.5)×10^(-4)Pg/yr和(1.5±0.2)×10^(-7)Pg/yr,共计约(3.2±0.6)×10^(-4)Pg/yr。粗略推算结果表明,拉萨地块碰撞后富钾火山作用的CO_(2)总释放规模约为0.006±0.001Pg/yr,与大陆碰撞带深部碳释放通量模型的计算结果相一致。本文的研究结果为地质历史时期印度-亚洲大陆碰撞导致的深部碳释放模拟提供了初步的实测数据参考。未来仍需在获取更多数据的基础上优化研究结果,以减小碰撞后火山作用的岩浆成分、规模、时空分布不均等导致的不确定性。

关键词：碰撞后富钾火山作用熔体包裹体 CO_(2)释放量拉萨地块

黄淮海地区吸收性气溶胶和对流层臭氧时空变化及来源解析

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地球与环境 2024年第4期52卷 450-465页

作者：宋宜凯刘旻霞王晓雯王扬西北师范大学地理与环境科学学院兰州730000

全面掌握黄淮海地区吸收性气溶胶和臭氧的时空分布和潜在源区,对推动区域大气污染联防联控有重要意义。基于OMI卫星数据,采用空间自相关、空间相关性、GTWR模型分析黄淮海地区2005~2021年17年间的吸收性气溶胶指数(absorptive aerosol i... 详细信息

全面掌握黄淮海地区吸收性气溶胶和臭氧的时空分布和潜在源区,对推动区域大气污染联防联控有重要意义。基于OMI卫星数据,采用空间自相关、空间相关性、GTWR模型分析黄淮海地区2005~2021年17年间的吸收性气溶胶指数(absorptive aerosol index,AAI)、对流层O_(3)浓度的时空变化特征,并利用后向轨迹模型对济南市进行模拟,探究其污染物的潜在源区。结果表明:黄淮海地区AAI和O_(3)月均值呈现显著的周期性,以年为周期,呈现“W”特征;AAI年空间格局为中间高,四周低,O_(3)浓度空间格局随着纬度的升高而升高;AAI四季变化为冬季高,秋春次之,夏季低;O_(3)四季变化春季高,冬夏次之,秋季低;AAI和O_(3)的空间关系大致以北纬35°线来划分,北纬35°以北,二者呈现正相关关系,北纬35°以南,二者呈负相关关系,气温和降水对AAI和O_(3)都有影响作用;济南市四季轨迹聚类变化明显,潜在源区计算结果表明影响济南空气质量的污染物多为本地排放,同时还受西北方向长距离气流和海洋气流的影响。气溶胶和臭氧的时空变化综合分析结果可为当地制定减排策略提供数据支撑。

关键词：黄淮海地区 AAI O_(3) 时空分布潜在源区

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中国土壤碳氮磷及生态化学计量研究综述

生态学杂志 2024年第8期43卷 2493-2501页

作者：王嘉瑞周俊菊朱国锋西北师范大学地理与环境科学学院兰州730070

土壤碳氮磷及化学计量比不仅能反映土壤中有机质的数量和质量,更能体现出土壤中元素的平衡和制约关系,对理解生态特异性与稳定性具有重要意义。本文对中国土壤碳氮磷及化学计量比时空变化特征及驱动因子的研究成果进行了总结与分析,尝... 详细信息

土壤碳氮磷及化学计量比不仅能反映土壤中有机质的数量和质量,更能体现出土壤中元素的平衡和制约关系,对理解生态特异性与稳定性具有重要意义。本文对中国土壤碳氮磷及化学计量比时空变化特征及驱动因子的研究成果进行了总结与分析,尝试厘清中国不同时空尺度土壤碳氮磷及化学计量比的演变规律,并对未来的研究重点进行了展望。结果表明,在水热因素、土地利用/覆被类型和土壤理化性质等条件的共同作用下,土壤碳氮磷及化学计量比在时空格局上呈现不同的变化规律。本文阐明了中国土壤化学计量特征的影响机制以及生物地球化学耦合循环的规律,为深化生态系统生态学研究提供有力的理论支撑。

关键词：土壤碳氮磷生态化学计量时空变化驱动因子