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中国含铝岩系中稀土元素的赋存形式:主量元素数据驱动的集成机器学习分析

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古地理学报 2025年

作者：周锦涛余文超杜远生邓旭升翁申富雷志远中国地质大学(武汉)地球科学学院自然资源部基岩区矿产资源勘查工程技术创新中心贵州省地质调查院贵州省地质矿产勘查开发局106地质大队贵州省地质矿产勘查开发局

铝土矿及含铝岩系中的稀土元素是重要的潜在供应源,随着技术进步和市场需求增长,其勘探、开发和利用变得日益重要。目前,对含铝岩系中稀土元素的主要赋存形式和富集机制仍有争议,尤其是重稀土（HREE）。本研究汇编了中国含铝岩系的地球... 详细信息

铝土矿及含铝岩系中的稀土元素是重要的潜在供应源,随着技术进步和市场需求增长,其勘探、开发和利用变得日益重要。目前,对含铝岩系中稀土元素的主要赋存形式和富集机制仍有争议,尤其是重稀土（HREE）。本研究汇编了中国含铝岩系的地球化学数据,利用机器学习方法预测轻稀土（LREE）和重稀土（HREE）含量,探讨其赋存形式。研究构建了随机森林（RF）、极限梯度提升（XGBoost）、支持向量机（SVM）和多层感知器（MLP） 4种模型,并结合最优的2种模型构建集成模型,以提高预测性能。结果表明,集成模型在预测HREE和LREE含量方面表现更佳,能较好预测剖面尺度的稀土变化规律,并对高稀土含量剖面更敏感。特征重要性评估显示,P2O5和TFe2O3是预测HREE含量的关键变量,表明铁相矿物和磷酸盐矿物是HREE的主要载体。HREE可能通过类质同象替代和内环络合形式在磷酸盐矿物和铁相矿物中富集。含铝岩系中铁相矿物的存在是赋存HREE的基础,而磷酸盐矿物则是富集HREE的关键。对于LREE,P2O5的重要性显示含磷矿物是其重要赋存载体,即含磷稀土矿物为代表的独立稀土矿物是中国含铝岩系LREE的重要赋存形式。黏土矿物和铝矿物的离子吸附形式作为一种背景现象同样存在,但对稀土异常富集影响较小。研究建议,在找矿勘查中,针对LREE应关注P2O5含量较高的层位,含铝岩系的岩性应关注贫铁铝土矿和黏土质铝土矿。对于HREE,应首先关注TFe2O3含量较高的层位,若同时有较高的P2O5含量,则HREE富集可能性更大,建议关注的岩性包括富铁铝土矿和铝土质黏土岩。本研究建立的稀土含量预测模型在中国含铝岩系伴生稀土预测方面展现出潜力,需进一步验证、优化与应用。

关键词：集成模型铁相矿物磷酸盐矿物稀土矿物

基于AMICS及LA-ICP-MS的锂元素赋存状态研究——以河北凤山黏土岩型锂矿为例

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矿物岩石 2025年

作者：朱丹康健白明童铄云王晓东潘诗洋刘爽湖北省地质实验测试中心自然资源部稀土稀有稀散矿产重点实验室河北省地质矿产勘查开发局第九地质大队河北省地质矿产勘查开发局第四地质大队

锂元素由于其广泛的用途，尤其是新能源汽车的飞速发展，已成为当今最炙手可热的矿产资源之一。而在各锂资源类型中，黏土型锂矿由于其分布广、沉积环境稳定及开采成本低等特点，已成为锂的重要来源。元素赋存状态的研究对其开发利用具... 详细信息

锂元素由于其广泛的用途，尤其是新能源汽车的飞速发展，已成为当今最炙手可热的矿产资源之一。而在各锂资源类型中，黏土型锂矿由于其分布广、沉积环境稳定及开采成本低等特点，已成为锂的重要来源。元素赋存状态的研究对其开发利用具科学指导意义，但由于锂元素是最轻的金属元素，在较多检测手段下分析受限，导致了其赋存状态研究难度大。因此对黏土型锂矿中的Li元素赋存状态研究是锂矿开发利用前期工作中的重点及难点所在。本文以河北凤山地区黏土岩为研究对象，主要利用LA-ICP-MS原位点、面分析方法，同时结合矿物自动定量分析系统（AMICS）及岩矿鉴定等技术手段，从而探讨样品内锂元素的赋存形式。研究结果表明，该区岩性为砂质黏土岩，主要黏土矿物种类为伊蒙混层（42.11%），同时含有较多碱性长石（15.60%）、石英（13.24%）及斜长石（9.32%）等陆源碎屑物，Li元素含量为0.12%；LA-ICP-MS分析结果显示伊蒙混层矿物集合体内锂元素含量平均值为2499.27×10-6，占全岩总Li含量的87.70%；在样品焙烧至600℃时，红外结果显示黏土矿物结构发生改变的同时，锂元素的浸出率达82.33%。综合判断，本样品中Li元素主要以阳离子替代的形式赋存于伊蒙混层颗粒内。同时，本研究建立的锂元素赋存状态的多手段综合研究方法，可为同种类型及相似类型矿产的赋存状态研究提供思路。

关键词：锂赋存状态凤山 LA-ICP-MS AMICS 伊蒙混层

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黔中石炭系九架炉组含铝岩系中锂分布规律

古地理学报 2025年

作者：蔡路陈华杨瑞东董艳杰梁鹏周东东高爽杨明坤贵州大学资源与环境工程学院贵州省地质矿产勘查开发局一一五地质大队

黔中清镇—修文地区铝土矿资源丰富,累计查明铝土矿资源量4.28×10～8 t,初步估算石炭系九架炉组（C1jj）含矿岩系中Li2O的远景资源量16.84×10～4t,具有潜在综合利用前景。利用黔中地区130条含铝岩系岩石地球化学剖面数据,研究九架炉... 详细信息

黔中清镇—修文地区铝土矿资源丰富,累计查明铝土矿资源量4.28×10～8 t,初步估算石炭系九架炉组（C1jj）含矿岩系中Li2O的远景资源量16.84×10～4t,具有潜在综合利用前景。利用黔中地区130条含铝岩系岩石地球化学剖面数据,研究九架炉组中锂的分布规律。结果显示,随着九架炉组寒武系基底地层由老变新,Li2O含量逐渐增大,基底为高台—石冷水组时,九架炉组中Li2O值相对较高,且分布连续稳定。Li2O含量按岩性:铝质黏土岩>铝土岩>黏土岩>铝土矿>铁质黏土岩、赤铁矿,按矿石自然类型:致密状铝土矿>碎屑状铝土矿>>土状—半土状铝土矿。在铝土矿顶底处,由致密状铝土矿向铝质黏土岩、铝土岩转变的岩性过渡带中,Li2O易富集（≥2000μg/g）,形成“Li2O异常富集层（铝质黏土岩、铝土岩）—铝土矿-Li2O异常富集层（铝质黏土岩、铝土岩）—铝土矿”的垂向分布特征。九架炉组中Li2O含量受基底地层Li2O背景值、母岩的风化程度、岩性和矿石类型等因素控制。基底Li2O背景值越高,含铝岩系中Li2O的含量相对越高。随着母岩风化程度的加深,Li2O经历先增加后减少的过程,在30%≤Al2O3≤55%、25%≤SiO2≤45%、0.75≤铝硅比值≤2.2的区间,Li2O值明显富集。同时,优选出长冲河矿区、坛罐窑矿区2个矿区,Li2O含量较高（≥2000μg/g）,且横向分布相对连续稳定,有较好的综合利用前景。

关键词：黔中寒武系九架炉组含铝层系锂地球化学分布规律

古滦河冲积扇西缘第四纪年代地层及沉积速率特征

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现代地质 2025年

作者：杨瑞田冀石光耀张欢李庆喆王金贵陈宏强魏磊强河北省区域地质调查院河北省地质矿产勘查开发局第二地质大队河北地质大学

古滦河扇西缘作为活动构造的重点研究区，一直以来缺少完整的第四纪年代学框架。本文利用靠近断陷盆地沉积中心BZK1孔的岩心剖面、磁性地层、AMS14C和光释光测年结果，将古滦河扇西缘第四纪地层进行了详细划分，探讨了其沉积速率特征，... 详细信息

古滦河扇西缘作为活动构造的重点研究区，一直以来缺少完整的第四纪年代学框架。本文利用靠近断陷盆地沉积中心BZK1孔的岩心剖面、磁性地层、AMS14C和光释光测年结果，将古滦河扇西缘第四纪地层进行了详细划分，探讨了其沉积速率特征，并结合邻区诸多第四纪钻孔，总结了华北平原北部第四纪沉积速率的变化规律。结果表明：钻孔底部400 m年龄约为3.2Ma，下更新统(Qp1)底界埋深为296.90 m，中更新统(Qp2)底界埋深为99.50 m，上更新统(Qp3)底界埋深为30.10 m，全新统（Qh）底界埋深为1 m；钻孔沉积速率显示：上新世(N2)晚期（2.98～3.2Ma）沉积速率最大，为364.55 m/Ma，该阶段湖盆的快速沉积主要与强烈的构造运动相关。进入Qp1后，由于构造活动减弱、湖盆容量收缩，沉积速率逐渐降低，0.781-1.778Ma降到最低，为81.44 m/Ma，该阶段主要与河流发育及地表被大面积侵蚀相关。Qp2之后，受气候及降雨量影响，沉积速率开始加快，至Qp3达到246.61 m/Ma；区域钻孔对比显示：华北平原北部多数钻孔Brunhes极性时平均沉积速率要大于Matuyama极性时，其主控因素为海平面升降造成的侵蚀基准面的变化。冀中凹陷与沧县隆起平均沉积速率主要集中于50～130 m/Ma之间，局部凹陷区增大到130～150 m/Ma，黄骅坳陷北部南堡、乐亭凹陷，沉积速率可达168.2～190.49 m/Ma。该研究结论为燕山山前平原区钻孔年代学的后续研究提供了参考资料。

关键词：古滦河冲积扇古地磁年代地层沉积速率

巯基黏土矿物钝化修复镉污染土壤的持效性研究

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陕西科技大学学报 2025年

作者：钟晓琴何开颖任维赵平安艳董巡朱霞萍成都理工大学材料与化学化工学院贵州省地质矿产勘查开发局一〇五地质大队

通过多季水稻和油菜盆栽实验，探究了巯基凹凸棒石（ATP-SH）和巯基膨润土（Bent-SH）钝化修复不同Cd污染程度土壤的持效性。结果表明：将ATP-SH施加到Cd含量为1.32 mg/kg、3.72 mg/kg、5.47 mg/kg的盆栽土壤中，经过两年四季的水稻和... 详细信息

通过多季水稻和油菜盆栽实验，探究了巯基凹凸棒石（ATP-SH）和巯基膨润土（Bent-SH）钝化修复不同Cd污染程度土壤的持效性。结果表明：将ATP-SH施加到Cd含量为1.32 mg/kg、3.72 mg/kg、5.47 mg/kg的盆栽土壤中，经过两年四季的水稻和油菜生产，随着ATP-SH添加量的增加，不同Cd污染系列土壤有效态Cd、籽实Cd含量均明显下降，最大下降率分别为：第一季为74.27%、95.81%；第二季为84.41%、93.06%；第三季为62.15%、62.15%；第四季为63.75%、84.30%。将Bent-SH施加到Cd含量为6.11 mg/kg的盆栽土壤中，经过三年三季的水稻生产，随着Bent-SH添加量的增加，土壤中有效态Cd、大米中的Cd含量均呈下降趋势，最大下降率分别为：第一季为58.10%、42.22%；第二季为57.35%、73.10%；第三季为34.25%、96.58%。分析发现材料对Cd的钝化效果与材料添加量、土壤Cd的生物有效性、作物种类、作物品种、淹水或是旱作环境密切相关。ATP-SH和Bent-SH都能持续地降低土壤Cd的活性，阻隔Cd从土壤向作物籽实迁移，对于Cd污染土壤具有良好的应用持效性。

关键词：巯基凹凸棒石巯基膨润土土壤修复镉持效性

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盘州地区峨眉山玄武岩组煤夹层储层特征初探

煤炭技术 2025年第1期44卷 111-115页

作者：唐代学王艇冯运富田永红贵州省地质矿产勘查开发局117地质大队贵阳550018

通过松河井田煤层气探井及相关资料,论证了该区峨眉山玄武岩组煤系夹层32^(#)煤层发育情况、煤层特征等;对比分析了玄武岩组煤系夹层32^(#)煤与龙潭组3^(#)煤在煤体结构、煤层厚度、渗透率、含气性等煤储层特征,认为玄武岩组32^(#)煤层... 详细信息

通过松河井田煤层气探井及相关资料,论证了该区峨眉山玄武岩组煤系夹层32^(#)煤层发育情况、煤层特征等;对比分析了玄武岩组煤系夹层32^(#)煤与龙潭组3^(#)煤在煤体结构、煤层厚度、渗透率、含气性等煤储层特征,认为玄武岩组32^(#)煤层气抽采前景较好,可作为龙潭组煤层气地面抽采的有效补充。

关键词：峨眉山玄武岩组煤系夹层储存特征松河井田

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矿山恢复治理中水文地质条件的影响分析

黑龙江环境通报 2025年第1期38卷 125-127页

作者：龙琼贵州省地质矿产勘查开发局一〇一地质大队贵州凯里556000

本文深入分析了矿山恢复治理中水文地质条件的重要性及其对环境的影响。首先探讨了水文地质条件在矿山恢复治理中的意义,强调其在保护水资源、预防地质灾害和促进可持续发展中的核心作用。其次剖析了治理过程中面临的诸多问题,包括地下... 详细信息

本文深入分析了矿山恢复治理中水文地质条件的重要性及其对环境的影响。首先探讨了水文地质条件在矿山恢复治理中的意义,强调其在保护水资源、预防地质灾害和促进可持续发展中的核心作用。其次剖析了治理过程中面临的诸多问题,包括地下水位变化、水质污染及可持续水资源管理等挑战。最后提出了多层次、综合性的措施,如详尽调查与监测、生态工程应用及健全的管理机制,以应对这些问题并推动治理工作的有效实施。

关键词：矿山恢复治理水文地质条件环境保护可持续发展

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地质高背景区土壤-水稻系统重金属含量特征与综合质量评价

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环境科学 2025年第1期46卷 453-460页

作者：余飞张风雷蒋玉莲王锐张云逸余亚伟钟克强朱世林重庆市地质矿产勘查开发局川东南地质大队重庆土地质量地质调查重点实验室重庆大学资源与环境科学学院

为了解地质高背景区土壤-水稻系统重金属含量与污染状况，在重庆市东南部采集土壤和水稻籽实样品200套，分析测试了土壤和水稻籽实中重金属含量及赋存状态，利用综合影响指数（IICQ）对土壤-水稻中重金属进行了综合质量评价，并分析了土... 详细信息

为了解地质高背景区土壤-水稻系统重金属含量与污染状况，在重庆市东南部采集土壤和水稻籽实样品200套，分析测试了土壤和水稻籽实中重金属含量及赋存状态，利用综合影响指数（IICQ）对土壤-水稻中重金属进行了综合质量评价，并分析了土壤-水稻系统Cd等重金属超标的主要影响因素.结果表明，土壤中As、Cd、Cr、Hg和Pb平均值均高于重庆市表层土壤背景值和中国表层土壤平均值，土壤重金属富集效应明显.与农用地土壤风险筛选值相比，研究区土壤中Cd、Hg、As和Pb均存在不同程度的超标，Cd和Hg超标率达82.0%和22.5%；水稻籽实中有41件样品Cd含量超过GB 2726-2022中的标准限值，超标率为20.5%，土壤与农作物Cd等重金属污染评价结果存在较大差异.随着土壤pH的增加，土壤中Cd的含量平均值逐渐增加，但水稻籽实中Cd的含量平均值降低了0.245 mg·kg-1，超标率降低了42.14%.水稻籽实中Cd含量与土壤Cd离子交换态、水溶态呈显著相关，土壤pH越高，土壤中生物有效组分占比越低，土壤pH是影响研究区水稻安全的主要因素.综合质量评价结果显示研究区以中度和重度污染为主，但水稻籽实大多处于清洁状态，少数呈轻微污染，无轻度及以上污染. pH>7.5的碱性地区，水稻基本安全；pH质土壤调理剂，改善土壤酸化问题，降低Cd生物有效组分的活性，降低水稻等农产品的超标率.

关键词：地质高背景区土壤-水稻系统重金属(HMs) 生物有效性综合质量影响指数

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矿山地质环境问题与治理恢复技术研究

黑龙江环境通报 2025年第1期38卷 116-118页

作者：任自信贵州省地质矿产勘查开发局一〇一地质大队贵州凯里556000

本文综合探讨了矿区地貌生态状况难题和修复与重生方法。通过探究矿山发掘期间引发的地灾状况,如地质灾害、地貌损害、水体污染等,形成了特定修复计划与技术手段。研究表明,科技整治修复方法不仅有效缓解矿山地质灾害问题,同时助力生态... 详细信息

本文综合探讨了矿区地貌生态状况难题和修复与重生方法。通过探究矿山发掘期间引发的地灾状况,如地质灾害、地貌损害、水体污染等,形成了特定修复计划与技术手段。研究表明,科技整治修复方法不仅有效缓解矿山地质灾害问题,同时助力生态环境的恢复与重建,为矿区的可持续发展提供技术支持和保障。

关键词：矿山地质环境地质灾害治理恢复水资源污染生态恢复

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