中国实验地球科学研究进展与展望(2011-2020)

过去十年,我国的实验地球科学快速发展,已成为国际高温高压实验领域的一支重要研究力量.代表性研究进展主要体现在地球深部重要挥发分的赋存与效应、成矿过程和机制、壳幔物质的物理化学性质和相互作用等方面.本文综述了实验地球科学2011-2020年间取得的主要研究进展和平台与技术建设情况,并展望了该领域未来的发展方向.     

岩矿样品中稀有气体同位素组成的质谱分析

利用MM5400质谱计建立了岩矿样品中He,Ne,Ar,Kr和Xe同位素组成的测定方法。仪器的工作状态稳定,且能将3He与HD的谱峰完全分开。在处理气体将非稀有气体尤其是碳的化合物用海绵钛炉充分消除,在测试Ne同位素组成时用烧结型不锈钢滤芯可以基本消除40Ar^2 对20Ne的干扰,必要时要进行校正;为了保证谱峰强度与相应元素量的大小之间的线性关系,质谱计主机中的气体量应控制合适,对宽甸新生代火山岩及地幔岩包体中稀有气体同位素组成的测定结果表明,中国东部上地幔具有大洋中脊玄武岩（MORB）型的源区特征。     

岩矿分析与经典法

回顾了近一个世纪以来经典的湿化学法（重量法和容量法）在岩矿分析方面的建立、发展情况。认为：经典法曾有过长期的持续发展,对地学研究有过巨大的贡献,但由于地学研究对象主要转移至痕量元素以及经典法不适合痕量分析,在一些以仪器分析为主要手段的实验室,有被取代的现象。指出：由于经典法依据的是全部原子、离子或分子参与的不可逆反应,是能够直接溯源至SI基本测量单位的分析技术,其优点为绝大多数仪器技术所不及,因此,它可以在某些领域被淡忘,但是不会消亡。     

氮循环及氮同位素在古老烃源岩形成环境重建与油源对比中的应用

页岩氮同位素是重建古环境中生物地球化学循环的重要工具,也为判断原油的沉积环境、油源对比等提供地球化学指标,但页岩氮同位素比值分析在研究中面临着含量较低、前处理对分析的影响以及标准物质选用等问题,从而影响了页岩中氮同位素比值的准确分析,制约了该技术在相关研究中的深入和发展。本文以富有机质上扬子龙马溪组页岩样品为对象,采用元素分析仪-同位素质谱（EA-IRMS）进行分析,并结合该类页岩的性状特点以及当前页岩氮同位素分析中测试条件、前处理方法、标准物质的选用等方面的影响进行研究。结果表明：EA-IRMS分析时,适当地增加注氧量提高燃烧效能,采用碳、氮分别测定的方式,以及添加碳吸附剂有助于提高页岩中的氮同位素比值分析的精度和准确性。盐酸-酸洗法处理样品过程中,采用超声方式促进了酸/水和样品的反应,有助于提高水洗效果并减少水洗次数从而降低对δ¹⁵N的影响。页岩分析时采用国际标准USGS40、USGS41a以及IAEA-600为分析标准,适用并满足氮以及全碳和有机碳同位素比值分析的需要,国家一级海洋沉积物碳氮稳定同位素标准物质GBW04701、GBW04702、GBW04703适用于页岩中碳氮同位素比值分析以及酸处理过程的监控。尽管本次实验采用的盐酸-酸洗法对氮同位素比值的影响较小,但是在对样品分析中仍观察到明显含氮成分的损失和δ¹⁵N的变化,因而为了氮含量和δ¹⁵N分析的准确,分析该类样品全岩氮同位素比值建议采用直接分析的方法。本研究有助于提高富有机质页岩中氮同位素比值分析的精度和准确性,从而促进氮同位素在页岩分析和研究中获得更广泛的应用。

     

紫阳-岚皋地区碱中性岩地质特征及其含矿(铌钽)性研究

陕西紫阳县至岚皋县一带，分布着东西长160余千米、南北宽20～40千米的古生代碱中性岩浆岩带。通过对碱中性岩浆岩的地质特征及其铌钽等稀有金属含矿性调查和研究，认为该岩浆岩带是本区重要的铌钽成矿区，碱中性岩浆岩是本区主要铌钽含矿岩体，碱中性岩具铌钽稀有金属矿化，伴镧铈稀土金属矿化。     

流体包裹体研究进展与展望(2011-2020)

本世纪第二个十年(2011-2020),我国流体包裹体研究与应用取得了长足进步.本文重点回顾了这一时期我国在流体包裹体研究领域的主要进展,包括流体包裹体理论、流体包裹体分析技术、矿床学和沉积成藏研究进展.流体PVTx性质模拟研究继续保持国际先进水平,建立了更加复杂多样的状态方程并能够较好地应用于各类天然流体体系中;同时...     

《岩矿测试》第七届编委会编委(续)

《岩矿测试》第七届编辑委员会的72位编委,均具有高级职称,来自中国地质调查局局属单位、省局地质实验室、中国科学院、大学等部门,涉及地质、核工业、有色、冶金、石油、建材等行业,专业覆盖面广,学术权威性高。他们在本刊审稿质量、学术把关、稿源保证等方面作出了实质性的贡献。续今年第2期印刷版,本期介绍22位编委(按照姓氏笔画排序,见本期封三)。     

微束分析测试技术十年(2011~2020)进展与展望

现代地球科学研究的重大突破在很大程度上取决于观测和分析技术的创新。新世纪以来,我国地球科学领域引进了一批高性能新型微束分析仪器设备,建立了一批高规格的实验室。本文回顾了近十年来微束分析技术与方法的主要进展及其在地球科学研究中的应用实例,包括电子探针、扫描电镜、透射电镜、大型离子探针、纳米离子探针、飞行时间二次离子质谱、激光剥蚀等离子体质谱、激光诱导原子探针、原子探针技术、显微红外光谱、同步辐射等,这些分析技术的进步和广泛应用极大地提高了我们对地球和行星演化历史及许多地质过程的理解。今后,应加快微束分析的新技术、新方法和新标准的开发,特别是高水平人才队伍建设,提高创新能力并在国际学术舞台上发挥重要作用。     

IAEA和中国的硫同位素参考物质的δ~(33)S、δ~(34)S值与~(32)S/~(33)S、~(32)S/~(34)S绝对比值

用六氟化硫法对IAEA S 1、IAEA S 2、IAEA S 3、IAEA SO 5、IAEA SO 6、GBW 0 44 14和GBW 0 44 15的δ3 3 S、δ3 4 S值进行了测定。用人工配制的同位素混合物和六氟化硫法对IAEA S 1、IAEA S 2、IAEA S 3和GBW 0 44 14、GBW 0 44 15的3 2 S 3 3 S、3 2 S 3 4 S绝对值进行了标定。其结果对IAEA硫同位素系列参考物质的定值起到了关键作用。     

我国深海矿产研究:进展与发现(2011-2020)

深海矿产是地球上尚未被人类充分认识和利用的最大潜在战略矿产资源,近十年我国在该领域的研究取得了重要进展.在太平洋国际海底区域申请到2块多金属结核勘探区、1块富钴结壳勘探区,在西南印度洋中脊申请到1块多金属硫化物勘探区.研究阐明了我国多金属结核和富钴结壳勘探区小尺度成矿规律,揭示了其成矿作用过程及古海洋古气候记录,探讨了...     

中国陨石学与天体化学研究进展(2011-2020)

过去十年,中国陨石学与天体化学研究迎来了一个迅速发展时期.嫦娥工程与月球采样返回,以及天问一号火星探测等一系列深空探测工程的成功实施,极大地推动了我国陨石学和天体化学的发展;南极格罗夫山陨石库的建设,为学科发展提供了充足样品;高精度同位素分析平台的建设,保障了陨石及地外返回样品的分析研究需要;此外,国内还涌现了一批优秀行星科学与天体化学青年人才.与此同时,通过对各类陨石的研究,在太阳星云起源与演化、火星与月球等类地行星形成与宜居性研究、小行星岩浆作用和含水蚀变及后期撞击历史等方面也取得了重要成果.     

2011~2020年勘查地球化学数据处理研究进展

我国建立了包含海量数据的高质量的勘查地球化学数据库,为矿产勘查、环境评价和地质调查等提供了重要的数据支撑。如何高效处理勘查地球化学数据,并从中发掘和识别深层次信息一直是勘查地球化学学科研究的热点和前沿领域。本文在系统调研国内外学者过去十年发表的论著基础上,对勘查地球化学数据处理方法进行分析与对比,从勘查地球化学数据库建设、地球化学异常识别及其不确定性评价等方面概述了我国近十年来在该领域取得的主要研究进展,包括:(1)分形与多重分形模型由于考虑了地球化学空间模式的复杂性和尺度不变性,在全球范围内得到极大的发展和推广,我国学者引领了基于分形与多重分形的勘查地球化学数据处理;(2)机器学习和大数据思维开始在该领域启蒙,并迅速得到关注,正在成为研究热点和前沿领域,我国学者率先开展基于机器学习算法的勘查地球化学大数据挖掘研究;(3)我国学者需要进一步加强勘查地球化学数据缺失值处理以及成分数据闭合效应研究。今后该领域应进一步加强对弱缓地球化学异常识别、异常不确定性评价以及异常识别与其形成机理相结合等方面的研究。     

全球第四次工业革命前景下的应用矿物学进展(2011-2020)

本文从冶金-工艺矿物学和矿物原料加工、新型工业矿物和岩石(宝石)、特种功能矿物材料、仿生矿物材料、生物矿物学、文化遗产和文物保护、矿物基固废处理与资源化利用、矿山及周边土壤污染修复8个领域综述了近十年应用矿物学研究进展,总结归纳了这些领域的相关重大进展,并提出了应用矿物学在第四次工业革命浪潮下的7个重要发展方向.     

我国矿物晶体结构与晶体化学研究进展及新成果(2000-2019)

矿物的晶体结构与晶体化学是矿物学的重要基础研究领域之一,21世纪以来,随着国家对地勘行业的重视,以及平面探测技术单晶衍射仪、微区、微量衍射等实验技术的应用与计算机软硬件能力的提高,我国矿物晶体结构与晶体化学研究得到飞速发展.矿物晶体结构测定与研究是伴随着新矿物的发现而发展的,新矿物的发现是矿物晶体结构研究的基石,又为新...     

中国西南地区地质调查工作十年(2011-2020)进展综述

近十年(2011-2020年),随着我国工业化的持续推进,对矿产资源的需求旺盛,生态文明建设日益受到重视,地质工作适应需求变化历经深度的转型发展,西南地区地质调查工作取得一系列重大进展和成果。本文作者基于中国地质调查局西南地区地质调查项目管理和地质调查研究掌握的情况,结合西南各省(市、区)找矿突破战略行动(2011-2020年)评估报告、油气企业勘查成果,并查阅各专业领域大量文献资料,对西南地区地质调查(含矿产勘查等)进展进行较全面地总结和阐述,并提出未来十年西南地区地质调查展望。近十年的重要进展包括较大幅度提高了1∶5万为主的区域地质调查程度;提出了特提斯构造演化、上扬子陆块前寒武纪构造-地层格架等新认识;提交新发现矿产地1400多处,实现了铜、锰、铝、金、锂、铅锌、铍、晶质石墨、磷、天然气等战略性矿产勘查突破和多个新区、新类型、新层系页岩气的重要发现;提高了西南山区地质灾害早期识别和监测预警水平;查明了重点地区和流域的水文地质和水资源状况,解决了乌蒙山等贫困缺水地区大批群众的用水困难;圈定了约53600平方千米富硒土地资源;新兴了生态地质调查、城市地质调查、资源环境承载能力评价和国土空间开发适宜性评价、自然资源综合调查等诸多调查新领域,探索建立了相关的调查理论与技术方法。调查成果提高了我国部分能源和矿产资源的安全保障,有效地支撑服务区域内重大工程规划建设、脱贫攻坚、国土空间规划、城市地质安全、生态环境建设和自然资源管理等工作,地质调查转型发展的成效显著。预计未来十年的地质调查会在支撑服务能源和矿产资源安全、地质安全风险防范、自然资源综合调查监测、生态环境整治、国土空间利用、区域地球科学理论、地质调查信息化建设等方面不断取得创新发展。本文可为同行了解西南地区地质调查进展和理解新时期地质工作转型发展提供重要参考。     

亚洲大陆边缘沉积学研究进展(2011-2020)

近十年来,我国在亚洲大陆边缘沉积学和古海洋学研究中取得了突破性进展.在空间上,对北起拉普捷夫海、南至孟加拉湾的广大海域进行了沉积物调查取样,开展了跨纬度"源-汇"过程研究,建立了陆架第四纪高分辨率地层层序,初步揭示了构造运动、海平面变化、亚洲季风、海冰、海流以及人类活动等因素在不同时空尺度上对亚洲大陆边缘"源-汇"过程...     

我国矿物材料研究进展(2000-2010)

本文介绍了我国关于矿物材料定义、分类及矿物材料学内涵的讨论及其发展现状,系统综述了近十年我国功能矿物材料(包括环境、光功能、电功能、声功能、生物医用等矿物材料)、结构矿物材料(包括矿物聚合材料、矿物摩擦材料、矿物复合材料)和纳米矿物材料的研究进展.资料表明:近十年来环境矿物材料依然是我国矿物材料研究最活跃的领域,其中固体废弃物利用研究得到明显加强,电、光、声学功能矿物材料研究相对不足.结构矿物材料方面,矿物聚合材料研究的兴起引人注目.纳米矿物材料则仍以聚合物/层状结构硅酸盐纳米复合材料研究为主.我国矿物材料研究存在的主要问题是研究方向分散、创新性不强、成果推广应用薄弱.笔者指出,今后我国矿物材料研究应更紧密地结合国家经济社会发展的需要和我国矿物资源的特点,大胆创新研究方法和思路,在进一步加强基础研究的同时,更加重视成果的应用与推广.