碳酸盐矿物激光原位U-Pb定年基本原理、分析方法与地学应用

碳酸盐矿物作为地壳中沉积作用与流体活动的直接产物,记录了沉积、热事件的全过程,是进行同位素年代学研究的理想矿物。碳酸盐矿物传统的U系列定年法、同位素稀释法定年体系成功率低,耗时长,导致定年难度大,限制了碳酸盐矿物地质年代学的发展。近年来,碳酸盐矿物激光原位U-Pb定年技术取得重要进展,使低U碳酸盐矿物地质年代的精确测定成为了可能。碳酸盐矿物LA-ICP-MS U-Pb年代学具有空间分辨率高、耗时短等显著优势,被广泛应用于地学研究中。文章归纳总结了碳酸盐矿物同位素定年体系的基本原理及分析方法,回顾了近5年碳酸盐矿物LA-ICP-MS U-Pb年代学应用的研究进展,重点论述该方法在确定脆性变形时代、岩石破裂以及盆地流体流动时限、碳酸盐地层的成岩时代和成矿热液活动时限4个方面的应用,并梳理了该方法尝试解决的科学问题和取得的新认识。碳酸盐矿物定年方法的发展和应用,增强了人们对地壳变形和演化的理解,解决了部分迄今为止难以确定的地质体历史演化问题,为未来地质年代学的研究提供了新思路,在地球科学研究中具有重要潜力。     

基于汇水区分级划分的城市洪涝模拟

为了有效提高城市暴雨洪涝模拟的精度, 针对城区复杂下垫面和雨水井数据缺失情况, 分别提出雨水井节点数据的确定方法和基于空间信息的汇水区分级划分方法。以武汉市青山区为研究区域, 选取2场典型降水过程, 开展SWMM模型的参数率定和验证工作, 并将基于不同方法划分的汇水区模拟结果与实际渍水数据进行对比。结果表明: ①提出的雨水井节点数据确定方法, 在雨水井实测数据缺失的城市洪涝模拟中具有一定的可靠性和适用性。②基于空间信息分级划分法、水文分析结合泰森多边形法和泰森多边形法所划分的汇水区, 模拟的最大积水深度中分别有100%、63%和75%的典型验证点与实际渍水程度相符, 模拟的溢流点中分别有80.0%、76.4%和77.4%的溢流点位置与5年一遇降雨渍水风险图相符。基于空间信息分级划分法所得的汇水区比较符合真实汇水情况, 且模拟结果比其他2种方法更加准确。③ 5年一遇降雨重现期下, 3种方法划分的汇水区所模拟的积水对研究区域影响程度相对较小, 但遇到高于此重现期的暴雨会出现不同程度的内涝。本研究可为城市暴雨洪涝模拟中雨水井节点数据确定与地表空间离散化提供新方法, 模拟结果可为城市防洪减灾提供参考。     

基于机器学习的锆石成因分类研究

锆石是在自然界中多种温压条件下能够稳定保存,并记录原岩年龄信息的副矿物。锆石微量元素能完整记录地质演化过程信息。通过微量元素分析锆石成因的研究已久,通常利用Th-U图解和La_N-(Sm/La)_N图解等二元图解对锆石进行分类研究。然而,随着锆石研究的深入,以及二元图解无法呈现数据高维度信息的局限性,传统图解已经不能满足对锆石类型进行准确判别,且对已知类型的锆石出现判定偏差。因此,本文将地质大数据与机器学习相结合,训练出高维度锆石成因分类器。文中收集了3 498条不同成因类型的锆石微量元素数据,并通过测试和运用随机森林、支持向量机、人工神经网络和k近邻等4种机器学习算法,最终得出准确率为86.8%的线性支持向量机锆石成因分类器,用于锆石类型的判定与预测。这项工作为锆石分类研究提供了更高维度的判别手段,极大提高了微量元素分析成因结果的精度。将锆石微量元素数据与机器学习方法相结合,是大数据分析与机器学习技术在地球化学研究中的积极探索。     

苏州软弱敏感层的土体微观结构定量分析

本文结合苏州城市地质调查工作,综合考虑沉积时代、成因类型、沉积环境及土性特征等要素,对东部堆积平原区进行了工程地质层组划分,并对城市地质体的关键持力层组和软弱敏感层进行了判识。采用自由活塞薄壁取样器和冷冻掰断-黏贴法,制作了用于微观结构分析的土样。基于扫描电镜图像的处理分析,对苏州软弱敏感层的软土微观尺度结构特征进行了对比研究,得到了原状土天然状态下的微观结构类型,颗粒排列的定向特征,颗粒偏心度,定向概率熵等量化指标。研究表明:苏州软弱敏感层的颗粒长轴与水平x轴的夹角分布区间较为集中,土体的各向异性程度相对较低; 滨浅海相沉积环境以及晚第四纪以来海侵、海退的水动力作用导致⑦层软土的定向概率熵和颗粒偏心度在(0.6,1.0)区间内的分布概率值较高。上述工作为深入理解其基本工程性质,建立土体沉积环境、微观结构与宏观工程特性的联系提供了重要的试验依据。     

整合开发资源科学循环利用推进灵宝矿业经济又好又快发展

灵宝是矿业大市,矿产资源丰富,尤以黄金为最,是全国两大黄金生产基地之一.目前,全市年矿产采选业和相关加工业总产值达到341.5亿元,矿业经济成为我市第一大支柱产业.     

地理信息可视化新技术综述与分析

随着技术的发展,新的地理信息可视化技术不断涌现。本文对目前地理信息可视化技术研究中较热点的四种地理信息可视化新技术进行了介绍,并分析了各技术的不足,希望能对相关的研究有所裨益。     

黑龙江老柞山金矿床地质、地球化学特征及其成矿构造背景

在对老柞山矿床地质特征系统研究的基础上,对与成矿有关的岩石开展了进一步的主、微量元素地球化学测试分析。结果显示与成矿有关的花岗岩具富Sr、低Ti的高钾钙碱性火山弧花岗岩的特征,闪长玢岩具偏铝质钙碱性岩系列特征。岩石样品均呈现出富集轻稀土元素和大离子亲石元素（LILEs）、相对亏损重稀土元素和Nb、 Ta、 Ti等高场强元素（ HFES）的特征,显示了与岛弧或活动大陆边缘岩浆岩相似的属性。流体包裹体特征显示,成矿流体主要来自岩浆水,矿床具中低温（125.6℃～324.5℃）、中浅成（1.0～7.1 km）成矿的特点。与成矿有关岩浆岩显示幔源岩浆特征,可能是地幔交代作用部分熔融所形成的。结合区域上同时期的火成岩时空展布认为,老柞山金矿床成矿可能分别与晚古生代古亚洲洋板块北向俯冲作用和中生代太平洋板块俯冲作用密切相关。     

太行山连巴岭铅锌矿床地质特征及成矿物质来源

连巴岭铅锌矿区位于太行山北段涞源花岗岩体北侧与阜平变质核杂岩北西缘,产于乌龙沟—上黄旗深断裂带的次级平行断裂带中。分析了连巴岭铅锌矿床成矿地质背景、矿相学特征以及控矿构造,对比研究了矿石S-Pb同位素组成,探讨了成矿物质来源,建立了成矿模式。结果表明:金属硫化物样品(黄铁矿、闪锌矿、黄铜矿、方铅矿)的硫同位素组成为(-2.7~6.9)×10-3,多数集中在(-1~3)×10-3,平均值为1.1×10-3,与地幔硫接近;硫同位素组成频率直方图呈塔式分布,表明其深源岩浆硫的特点;矿石铅同位素组成稳定,花岗岩是主要的成矿母岩,成矿物质具有壳幔混合特点,并来源于上地幔—下地壳物质部分熔融形成的岩浆。连巴岭铅锌矿床成矿模式为:岩层因受到多种构造应力的影响而发生变形和破裂;中生代燕山运动引起次一级的褶曲断裂和节理,使地壳变得更加虚弱;基底的王安镇岩体发生断裂,花岗岩体乘机侵入;然后酸性、中性、基性岩脉侵入,由于颗粒细小,近于致密,渗透性差的中性岩脉起到屏蔽、遮挡作用,使得含矿热液与白云岩发生交代作用而聚集堆积形成矿体。     

地理信息全息显示技术探讨

全息技术是当前最为重要的显示技术,它与地理信息可视化相结合将为地理信息数据表达提供一种全新的方式。本文通过研究全息显示的基本原理,论证了地理信息全息显示的可行性,并设计了相应的系统软硬件构成。     

华北东部中生代构造体制转折峰期的主要地质效应和形成动力学探讨

华北中生代构造体制转折始于 15 0～ 14 0Ma ,终于 110～ 10 0Ma ,峰期是 12 0～ 110Ma ,总体上是由挤压构造体制转化为伸展构造体制 ,由EW向转变为NNE向的盆岭构造格局。但是转折过程有复杂的细节和多次挤压与伸展的转变 ,边缘与克拉通内部、北缘与南 (东 )缘之间在时间和空间上也有一定的变化。南 (东 )缘的挤压构造以 2 30～ 2 10Ma为主 ,然后在 130～ 110Ma期间达到构造转折的剧变期。北缘则似乎表现出 2 30～ 2 10Ma和 180 ( 170 )～ 16 0 ( 15 0 )Ma两期挤压构造 ,130～ 110Ma是构造转折的峰期。盆地的演化有多样性 ,燕山地区前晚侏罗世时期呈现出北东东向褶皱逆冲带与挤压挠曲盆地带相邻并存的盆山结构 ;而后晚侏罗世时期呈现出北北东向裂谷盆地与断隆相间的盆岭结构 ;晚侏罗世后时期则呈现出北东—北北东向盆地与“活动”断隆相间 ,并受北东东向褶皱逆冲带控制的盆山结构。大别山南北隆升历史完全不同。深部结构的研究表明 ,华北东部的岩石圈在古生代末期已有减薄表现 ,在中生代急剧减薄 ,地幔和下地壳发生大规模置换 ,至 130～ 110Ma到达顶峰。新生代以来又有加厚的趋势。中生代构造转折不具典型造山带特征 ,可能与周围块体夹击引发的区域性大规模地幔隆起有关