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云贵高原岩溶地质条件导致当地的石漠化严重、生态环境脆弱,对该地区的生态系统服务功能进行评价有助于改善生态环境问题。基于InVEST模型和PLUS模型定量评估了云贵高原2000—2030年的碳储量和生境质量,结合自然资源区划,分析该地区2000—2030年碳储量和生境质量的时空变化特征及驱动因子。结果表明: 2000—2030年云贵高原碳储量均值为7.323×109 t,多年呈现下降趋势,共减少0.471×109 t,空间上呈西部高、东部低的特征,最高的四级区划是丽江市东部楚雄北部小区;碳储量贡献率最高的地类是林地(>60%),其次是耕地(>28%);碳储量空间分异解释力最强的因子是高程,交互作用最强的因子是土地利用和坡向。 2000—2030年云贵高原生境质量均值为0.755,多年呈下降趋势,共减少0.016,空间上呈现西部高、中部和东部低的特征,最高的四级区划是丽江市西部—怒江傈僳族自治州东南部小区;林地的生境质量最高,指数为0.83。研究结果揭示了云贵高原碳储量与生境质量演变规律及分布格局,可为该区生态环境建设提供科学依据。
利用黑土地质量调查获取的地球化学数据,研究我国最北端的逊克平原土壤地球化学基准值、背景值,及其与全国、松辽平原土壤基准值、背景值的差异,为研究不同气候和地理环境的土壤基准值和背景值提供参考依据,对丰富我国不同地区土壤地球化学特征研究有参考意义。通过元素地球化学背景值与基准值比较分析显示,在分析的54项指标中有41种元素或指标土壤背景值与基准值相当,表明表层土壤中绝大部分元素继承了成土母质含量水平,成土作用和人类活动对表层土壤元素富集或贫化影响较小。Cl、Mn、P、I、S、Br、N、TC、Corg 9种元素指标在表层土壤中发生显著富集;Cd、Ag受到采矿活动影响局部发生富集;Au和Hg元素发生明显贫化,表明这些元素受表生作用和人类活动影响较大。与其他地区背景值比较显示,逊克平原土壤养分指标N、P、TC、Corg明显高于全国土壤和松辽平原土壤背景值,表明逊克平原土质肥沃,是优质的黑土地资源,但局部也存在重金属污染风险,应注意加以保护利用。
黑龙江省齐齐哈尔地区的拜泉、依安、富裕、克山和克东五县市是中国著名的黑土之乡,也是中国最重要的粮食产区。近年来,该区域有关有机碳和全碳密度及储量的研究较少。依托松嫩平原齐齐哈尔地区黑土地地表基质调查的土壤有机碳及全碳测试结果对研究区平原地区地表20 cm以浅的有机碳和全碳储量、密度、空间分布及固碳潜力进行研究,并使用主成分分析法对影响有机碳储量变化的因素进行分析。通过研究得出,黑龙江省齐齐哈尔市五县全碳储量为82.17 Mt,有机碳储量为67.93 Mt,属较高水平。地统计分析结果指示,地区内有机碳储量具有一定空间自相关性,其主控因素主要为嫩江的水蚀作用,其次为土壤类型和土地利用类型的变化。研究区表现出了较强的碳汇效应,表层土壤有机碳的固碳潜力为20.10 Mt,属于较高水平。研究结果表明,稳定良好的土壤环境有利于碳的富集和汇聚,N、S、Se、P等元素的富集对固碳具有极高价值,K2O、Na2O等无机盐的增加和土壤沙化等生态脆弱现象对碳储和碳汇影响较大。
城市地下空间的开发利用是当前城市建设的重要组成部分,而城市三维地质模型更是评价地下空间开发利用难度的基础之一。为了满足当前城市建设的需要,本文从模型精度的影响因素出发,设计了一种基于影响因素的地层尖灭位置合理计算方法。该方法通过考虑地层厚度、钻孔间距、地层埋深、单孔控制范围等因素,在追踪地层分区时确定尖灭位置,由此构建出精度更高的地层曲面,解决了三维地质建模中地层分区范围不准确的问题。本文以北海市为研究区域,使用钻孔、剖面等数据,建立统一地层层序,生成地层分区约束,建立北海市三维地质结构模型。为验证构建的模型是否可靠,本文基于钻孔和基于剖面的方式对模型质量展开评价。结果表明,该方法构建的三维地质模型与实际吻合度较高,可以处理含复杂地层的不整合地层的建模问题,具有一定的可信性。
辽西柏杖子金矿是冀东−辽西成矿带上较大规模的金矿之一,其金成矿与中生代岩浆作用形成的花岗质岩体关系密切。在野外调研的基础上,将柏杖子花岗质岩体划分为黑云母二长花岗岩、含黑云母二长花岗岩、二长花岗岩及花岗斑岩脉,同时开展了岩石学、岩石地球化学、年代学及Hf同位素研究。研究结果显示,花岗斑岩脉的锆石U−Pb年龄为231.0 ± 1.3 Ma和231.7 ± 2.7 Ma,形成于晚三叠世。花岗质岩体的主量元素均表现出高钾钙碱性、准铝到弱过铝质花岗岩的特征,微量元素表现出相对富集Rb、Th、U、K、Hf元素,相对亏损Ba、Ta、Nb、P、Ti元素,无明显Eu、Ce异常,相对富集轻稀土元素而亏损重稀土元素的特征,在构造环境判别图解中均落入后碰撞环境。哈克图解及微量元素协变图显示,从黑云母二长花岗岩到花岗斑岩脉具有I型花岗岩的演化趋势,并经历了黑云母、钾长石、磷灰石、钛铁矿、榍石等矿物的分离结晶。花岗斑岩脉的锆石Hf同位素显示εHf(t)值为−9.02~−5.62(平均−7.43),二阶段Hf模式年龄TMD2为1592~1810 Ma(平均1710 Ma),表明岩浆源区为古元古代晚期大陆地壳物质部分熔融形成。由锆石微量元素计算得到花岗斑岩脉的△FMQ为−1.23~4.65。花岗斑岩脉富碱、高氧逸度及中等演化程度的特征都有利于金成矿,具有较好的成矿潜力。
变质岩的组成和时代是认识造山带基底性质和形成演化的重要窗口。本文对南天山东段库尔勒以北出露的一套前人划分为太古代片岩中的变流纹岩夹层开展了详细的岩相学和LA-ICP-MS锆石U-Pb定年和微量元素分析研究。年代学结果表明,变流纹岩原岩主要形成于412-418 Ma,为早泥盆世初期,结合区域构造分析,认为其可能是在晚古生代末期发生变质。根据锆石微量元素特征计算推测流纹岩喷发时地壳厚度小于35 km,且其岩浆源区存在斜长石分离结晶作用,同时锆石Ti温度计指示其岩浆结晶温度较高(>800℃),为高温岩浆成因,可能形成于板内构造环境。结合前人研究,推测南天山造山带早古生代可能是塔里木的一部分,其北缘为活动大陆边缘,大致在晚志留-早泥盆世受北缘俯冲后撤作用影响,南天山地区经历了强烈的弧后伸展,本次识别的早泥盆世流纹岩可能为当时弧后裂谷盆地沉积充填的一部分。
土壤微生物生物量碳是土壤有机质中最活跃的组分,研究植物根际土壤微生物量碳对认识土壤碳汇及土壤肥力具有重要意义。
以武汉市马鞍山森林公园为研究对象,选择4种不同植物类型(乔木、小乔木、灌木、草本)随机设置33个采样点,研究不同植物群落根际土壤微生物量碳分布特征的主要驱动因子。
①土壤微生物量碳在不同植物群落根际间存在显著差异,根际土壤微生物量碳的波动范围为270.76 ~ 908.44 mg/kg。②土壤微生物量碳与土壤有机碳(r=0.662, p < 0.01)、无机氮(r=0.510, p < 0.01)、碳磷比(r=0.519, p < 0.01)、铵态氮(r=0.355, p < 0.01)和硝态氮(r=0.485, p < 0.01)显著正相关,而与土壤速效磷(r=−0.134,p<0.05)显著负相关。③不同植物群落根际间的土壤微生物生物量熵碳的变化范围为1%~4%,其中黑足鳞毛蕨植物群落的根际最高,桂花植物群落根际最弱。④土壤有机碳、碳磷比和无机碳是影响土壤微生物生物量碳的主要因子,而碳氮比(36.36%,p < 0.01)和有机碳(24.42%,p < 0.05)是决定土壤微生物生物量熵碳含量的关键。
土壤碳氮比和有机碳是土壤微生物量熵碳的主要影响因子。不同植物根际土壤中微生物生物量碳间存在显著差异,相比之下黑足鳞毛蕨的根际土壤微生物固碳能力最高。
新疆启鑫镍钴含矿岩体位于北山构造带中南部,是近年来镍钴战略性矿产勘查取得的重要进展之一。岩体由二辉橄榄岩、橄榄辉石岩、橄长岩、辉长苏长岩、橄榄辉长岩和辉长岩等组成,赋矿岩相主要为橄榄岩相和辉长苏长岩相。本文基于对启鑫四个超镁铁质小侵入体橄榄岩中橄榄石主量和微量元素的分析,探讨了岩浆源区性质和硫化物熔离过程。结果显示各个侵入体橄榄岩中橄榄石均有不同程度的Ni亏损(I、II号侵入体Fo:84.0~87.5,Ni:134~2562 ppm,III、IV号侵入体Fo:82.3~86.1,Ni:581~2970 ppm),但有高Mn/Zn值(>15),高100*Mn/Fe值(1.4~1.7),低10000*Zn/Fe值(3.5~9.4),Ni/Co值(7.3~14.0),Li含量(1.8~9.8 ppm)。橄榄石微量元素特征显示岩体岩浆源区为富水橄榄岩,基本无再循环洋壳物质的加入,但在岩浆演化过程中受到陆壳物质的混染。橄榄石Fo值、Ni值等组分特征表明I、II号侵入体深部硫化物熔离作用比较显著,深部找矿潜力大,具有更好的成矿条件和找矿潜力,所以矿床勘查工作需要适当聚焦于I、II号侵入体,关注侵入体深部和外围地质找矿。
本文首先利用HySpex成像光谱仪对鄂尔多斯盆地西南部砂岩型铀矿钻孔ZKH3进行了扫描并开展了数据处理,获得了可反应岩石结构和成分信息的反射率图像数据。然后,依据砂岩铀矿岩性分类规则,分析HySpex成像光谱数据刻画岩石粒级和反映矿物成分的能力,认为本次图像数据的空间分辨率只能刻画粗砂级以上岩石颗粒特征,而图像光谱既能反演矿物成分,还包含岩石的结构信息,更适合用于岩性识别。其后,分析不同深度学习算法、模型和参数的特点,构建了包含7个一维卷积层、2个池化层、1个一维卷积注意力模块和3个全连接层卷积神经网络模型。并收集整理了7类岩石共26877条光谱样本,完成了模型优化和训练。最后,通过与支持向量机(SVM)的对比以及在整孔岩心中的应用,评价了模型性能。结果表明,其总体精度(OA)达到94.6%,其中泥岩、细砂岩、粉砂岩、中砂岩、粗砂岩、砂砾岩及背景的生产者精度(PA)分别为95.07%、72.02%、97.50%、97.37%、96.65%、97.33%、99.01%,Kappa系数为0.94,总体优于SVM,且取得了与地质编录相当的效果,表明基于成像光谱数据的深度学习模型具有良好的岩性分类性能,可为岩心数字化及自动化编录研究提供参考。
新疆煤层气资源量7.51×1012m3,约占全国的25%,全国煤层气资源量达1×1012m3的10个盆地中,新疆占4个。而“十三五”期间,新疆煤层气目标产量3×108m3,实际产量为0.82×108m3,仅完成27.45%,远低于规划预期。实际情况与结果导向,折射出新疆煤层气产业面临诸多难题。笔者通过梳理新疆煤层气勘探成果、开发进展和当前的产业发展契机,为助力煤层气产业乘势而上,从构造、深度、边际资源、煤矿瓦斯利用现状和煤系气资源潜力5方面剖析羁绊新疆煤层气产业增储上产面临的难题。在分析研究国内外煤层气勘探开发成功案例的基础上,结合本区域的现状,启示“十四五”期间新疆煤层气工作重点:一是通过老区数据系统应用、新区实物资料建库留存、地质-工程一体化建设、工作方法创新、水平井井身质量控制、储层改造技术优化、量化储层改造效果、新成果验证推广,通过7个方面的发力,巩固、深化、优化和提升浅部煤层气地质和工程技术,为开发深部煤层气资源打下基础。二是通过利用“边际资源”、老井改造、老井延深侧钻、老井创造性构架组合措施,4方面低成本提产;采用“上煤下气”和“先气后煤”举措,推动瓦斯治理与煤层气开发协同发展。
如何从测试指标多、信息量大的土地质量地球化学调查数据中获取有用的地球化学信息是一项艰巨的任务。因子分析作为一种多元统计分析方法,在地球化学数据分析中常用来将复杂的各种地球化学指标归结为少数几个主要因子,用以反映原始数据当中的大部分信息。利用因子分析方法对广西平果市1: 25 万土地质量地球化学调查表层土壤数据进行分析,提取了能够反映其表层土壤主要地球化学信息的7个因子,划分了7个指标组合类型地球化学分区,并绘制了地球化学分区图。根据各地球化学分区特征,结合区域地质背景、指标组合的地球化学性质,探讨了各地球化学分区的地球化学含义。
苏里格气田东南部,通过对苏东南地区马五1亚段地层水样品的化学性质及特征进行统计分析,揭示其结果发现苏东南地区地层水矿化度高,平均148905.46mg/L,远大于正常海水,未经长时间地层内循环,水岩作用后高度变质的高浓度蒸发卤水,水型为CaCl2型。PH值介于5.0~6.3之间,表现为弱-中酸性,主要与地层水中残余有机酸含量较高有关。各项地层水化学特征参数分析结果均表明:苏东南地区马五1亚段地层封闭性较好,有利于气藏保存。地层水具有气水混存的特点,平面上主要集中分布在五个区域,西部相对“富含水”,而东部相对“富含气”。纵向上根据成因差异及空间分布形态将地层水分为构造低部位水、孤立透镜状水、低渗带滞留水。构造低部位水常见于研究区西部构造相对较低处和东南方向构造相对较低的鼻凹处;孤立透镜状水较为不发育。研究认为,构造格局、储层非均质性、古地貌格局三个因素共同控制了苏东南地区的气水分布,其中主要受储层非均质性和古地貌格局的影响,构造对气水分异作用的影响有限。
雪峰金矿田位于江南造山带南段,分布着铲子坪、大坪、横碧洞等众多金矿床。研究雪峰金矿田内的控矿构造特征、控矿规律,对江南造山带南段矿床研究及深部外围找矿具有重要的意义。通过近年开展工作的铲子坪、大坪金矿区开展矿床地质及控矿构造特征研究,结合以往资料,总结金矿床的控矿构造特征及其与金矿化的关系,阐述成矿期构造变形的应力机制和变形过程,为研究成矿过程和矿脉展布规律提供新思路。研究认为,矿田内NE向片理化带是导矿构造,NW向张裂带是NE向断裂的伴生构造,往往发育在NE向片理化带内或其附近,发育特有的皮壳状构造。金矿床主要分布于NE向片理化带、NW向张裂蚀变带及其两者的交汇部位。综合已有的成矿年代学数据,表明这些金矿床主要形成于印支末期,雪峰金矿田的主应力σ1为NW-SE方向。综合构造控矿特征和矿脉特征分析,认为雪峰金矿田深部及外围具有良好的找矿空间。
以全球地质、矿产资源、矿业政策与投资环境三个方面数据整合分析为基础,建立全球矿产资源信息系统,通过多源数据发现全球矿产资源潜力有利区、开展全球投资环境动态评价、提升全球及区域尺度地学研究能力对于保障国家资源安全具有重要意义。近些年,在全球地质矿产数据库建设的基础上,按照网络资源服务、数据接口、空间分析、数据抓取等技术方法重新构建了全球的系统业务体系框架,形成了全球数据获取、加工、管理、共享、服务和分析较为完整的业务流程体系,研发了基于业务内网的全球地质矿产大数据子系统、互联网服务的全球地质矿产信息网、全球矿产资源管理子系统、矿业项目投资环境评价子系统、矿业政策管理子系统、战略性矿产储量信息填报子系统等多个业务系统,实现了多源数据多级关联、远程资源的共享调用、投资环境评价分析、基础资料采集管理和矿产资源可视化展示等功能,对于研究矿产资源的分布、分析不同矿产成矿规律、评价矿产资源国家投资环境、谋划全球矿产资源勘查开发重点区域,从外循环支撑国家新一轮找矿突破战略行动,服务国家能源资源安全保障,服务部局决策和矿业企业“走出去”具有现实意义。
塔里木盆地作为我国重要油气勘探开发研究区之一,其经历了复杂的构造演化过程。但目前已有研究对盆地中西部地区志留系-泥盆系的潜在储油层认识不足。本文以巴探6井、康探1井和玉2井东河塘组岩芯样品作为研究对象,综合砂岩的碎屑组分、重矿物、碎屑锆石U-Pb年龄与稀土元素等研究手段,识别东河塘组的沉积特征、时代归属及其物源演化。研究表明,东河塘组属于滨-浅海砂质海岸相,地层时代为早泥盆世早期。碎屑锆石U-Pb年龄分为485-393 Ma,995-665 Ma,2064-1560 Ma三组;重矿物和碎屑锆石显示其母岩主要为酸性岩浆岩,少部分为中基性的岩浆岩或花岗伟晶岩;物源主要来自于西昆仑造山带和塔北隆起。通过厘定塔里木盆地西部泥盆系东河塘组沉积特征、地层归属与物源演化,不仅可以为盆地及其周缘演化提供资料,还可以为后期油气勘探提供数据支持。
近年来,山东齐河—禹城李屯厚覆盖区富铁矿勘查取得了重大进展,但该区新生界厚度大(900~1100 m)、磁铁矿体埋藏深,矿体引起的地球物理异常弱,找矿难度大。为了揭示李屯富铁矿深部地质构造,开展了分布式三维广域电磁探测,应用高阶2n序列伪随机信号,一次发射49个频率并同时接收,实现分布式滚动测量,获得了地下2000 m以浅地电特征,并对地下地质结构进行解释,构建了重点研究区的三维地质模型,解释结果与已有的二维地震和钻探信息吻合度较高,为重磁联合反演提供有效的地质结构约束,结合重磁场特征和成矿规律圈定新的找矿靶区。结果表明,分布式三维广域电磁法是获取厚覆盖地区深部地质结构的有效探测方法,具有良好的应用前景。
开展危险性评价是灾害多发区预警预报和防灾减灾的重要措施之一。金沙江流域主要位于金沙江-哀牢山结合带,构造背景复杂,山地灾害多发,近年来因水电工程开发建设而逐渐引起学者关注。因此,本文以金沙江流域的泥石流为对象,结合野外调查和GIS技术,获得了金沙江流域干流及主要支流泥石流流域2551条,总体上,金沙江上游泥石流不活跃,以低中频为主,高频泥石流主要分布在下游段,尤以涛源镇至巧家段集中发育;基于泥石流活动特征开展泥石流危险性评价,并通过ROC检验以及空间聚类分析,完成了金沙江流域泥石流危险性区划。研究结果显示:(1)最有利于泥石流灾害形成的因素是:15~35°坡度、地震分布最密集、软硬相间的碎屑岩组中;(2)金沙江流域内中高危险泥石流占比47.48%,接近一半;(3)其中东川-巧家段的高危险区存在高聚集度,与活跃断层高度重合,物源丰富,基本受活跃断层控制。本研究获得的危险性区划图可为水力水电、交通廊道等工程开发建设中规避泥石流风险、制定防灾减灾措施提供参考依据。
基于Python、paraview软件,通过双线性插值方法和层次分析法实现了中山市0~-100米全地下空间域的适宜性三维评价。评价模型采用了8192个钻孔数据,建立了标贯击数、含水率、内摩擦角、压缩模量、抗压强度5个单因数的三维数据,此外提取了岩土条件、水文地质条件、不良地质条件、资源敏感性、开发利用价值等作为主体层的21个单因素二维数据,通过变权思想实现了三维和二维数据的耦合计算。根据不同工程类型对单因子的敏感性,分别对基坑与桩基础工程和隧道工程分别进行了评价。本评价具有面域广、深度大、评价因子较齐全的特点,可为其他城市地下空间开发利用适宜性评价提供参考。
为促进自然资源“两统一”管理,基于自然环境、地理以及自然资源研究进行自然资源综合区划,有利于充分认识和分析区域内自然资源环境状况以及动态演变规律,为自然资源的可持续利用和规划提供决策依据。把环境地理要素和自然资源作为划分不同区域的基础和依据,进行自然资源综合区划,可以强化对区域自然资源的地域差异和动态变化特征的科学认识,对合理开发利用自然资源具有重要的指导意义。以空间位置作为组织和联系所有自然资源体的基本纽带,基础测绘成果为框架,以数字高程模型为基底,高分辨率遥感影像为背景,将研究区划分为19个自然资源亚区,对2010—2020年各级分区的自然资源时空动态特征开展定量分析后认为,在此期间,研究区自然资源演替表现在耕地、森林和草原三者之间的转换,研究区主导资源总体变化趋势是森林资源减少、耕地资源增加,具体表现为森林转变为耕地、草地转变为耕地,林地与耕地的相互转化主要位于西北部山前倾斜平原半湿润耕地亚区、东部盆地湿润林耕亚区,草地与耕地的相互转化主要位于中部台地湿润耕地亚区,西部耕地亚区内耕地面积平均占比由56.6%升至59.2%,东部林耕亚区内林地面积平均占比由66.5%降至54.9%。自然资源受到国家政策、气候条件、社会经济因素影响,保持以林地和耕地为主导优势的特征,西部和中部区耕地资源优势相对增加、西部林地、草地、水域资源优势消失。
湘中坳陷是是四川盆地外围页岩气勘探的重要区域,石炭系测水组是页岩气重点产出层位。以区内次级构造涟源凹陷为研究对象,基于野外剖面和钻井资料、分析测试及现场实测含气性数据,开展测水组页岩气地质条件与差异分布特征研究,并探讨页岩气富集主控因素与成藏模式。结果表明:①潟湖沉积相区测水组发育暗色泥页岩,厚度为30~80 m,有机质以Ⅱ型为主,总有机碳含量(TOC)大于1.5%,2.0%<Ro<3.0%,具备良好的生烃基础;②测水组主要为高脆性矿物的硅质页岩,储集空间包括有机质孔、无机质孔与裂缝,具特低孔特低渗特征;③测水组气藏的形成主要经历早期原地聚集—中期调整改造—晚期逸散−残留3个演化阶段,主成藏改造期为中侏罗世—早白垩世;④潟湖相还原环境发育的富有机质页岩是测水组气藏形成的物质基础,热演化程度是富集成藏的重要影响因素,保存条件是成藏的关键,层内滑脱是气体富集程度的控制条件。通过综合分析,建立了测水组“沉积环境控区、构造−滑脱双重控保定富”的页岩气成藏模式,潟湖相区的向斜构造为有利富集区,翼部封闭性逆断层下盘为有利富集部位。
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