低密度地球化学填图具有采样水系级别高、工作覆盖面积广阔的特征,可有效追溯具有高金属含量的地球化学块体。本次研究以埃塞俄比亚1:100万低密度地球化学填图数据为基础,通过对原始水系沉积物中Cu测试数据处理后,应用迭代剔除的方法,计算得出Cu的异常下限值为37×10-6。在此基础上,以37×10-6、42×10-6、47×10-6、52×10-6、59×10-6、66×10-6作为分级间隔,共圈定出地球化学块体3个、区域异常2个。通过参考相同成矿带中铜矿勘查研究程度较高的地球化学块体中已知铜矿床储量,计算出研究区的Cu块体成矿率为0.055%。本次以1 000 m 岩块厚度估算出研究区内Cu的资源量为260万t。结合区域成矿地质条件分析,确定2号、3号、4号地球化学块体所在区域可作为开展进一步详细勘查工作的重点成矿远景区。
由于缺少有效的深部勘查技术手段,如何在黔西南灰家堡背斜已探明典型矿床的深部及外围获取成矿作用信息,从而扩大找矿规模,成为地勘单位工作的重点和难点。本文以黔西南地区灰家堡背斜东侧的者相金矿床为例,为了真实反映深部地质异常特征,以深部含矿地层——龙潭组为研究对象,从勘查线剖面、纵剖面及深部三维平面3个维度出发,对深部Au异常进行全方位的钻孔化探异常信息提取,总结化探异常分布规律,对者相金矿深部成矿潜力进行评价。综合利用迭代法结合直方图法和钻孔样长加权平均品位法对深部钻孔化探数据进行处理,获得矿区龙潭组地层Au异常背景值范围为(0.04~0.12) ×10-6,异常下限约为0.24×10-6。两种方法处理后的等值线异常图显示:Au异常分布特征与深部矿体特征具有较高的吻合性,所有剖面的Au高异常分布范围和已查明含矿带(体)的形态高度吻合,大范围且未闭合的Au高异常与龙潭组一段中的F20断层倾向分布一致,Au异常三维分布特征显示为矿区中部近EW向分布的高异常带与灰家堡背斜轴部走向一致。综合多维度的化探异常及研究区地质特征,查明F20断层为矿区的主要导矿和控矿断裂,矿区外围的北边、东边深部具有较大的成矿和找矿潜力,据此圈定了两个找矿靶区,建议进行工程验证。本次研究为指导灰家堡其他矿区的矿产勘查起到了示范作用,研究方法的可行性对其他矿区的化探异常研究具有借鉴作用。
为明确找矿方向,实现找矿突破,在坤得来扎拉格地区开展了1:10 000土壤地球化学测量和自然重砂测量,对土壤中W、Sn、Pb、Zn等10种元素的地球化学特征和自然重砂的重矿物特征进行了初步总结。利用相关分析对元素的共生组合关系进行了研究,显示区内地球化学元素组合为Pb-Zn-Ag-Cu和Sn-W-Mo-Bi,其中Sn富集分异最为强烈,Sn含量峰值大于300×10-6。通过自然重砂测量查明了矿区内有锡石、石榴子石、钛铁矿、锆石等23种重矿物,并通过重矿物组合特征、锡石延伸系数和地质特征初步查明了矿区锡多金属矿的成因为热液脉型。最终结合元素地球化学特征、锡石分布组合特征和异常区内已发现的矿化线索,优选出了坤得来扎拉格Sn-W多金属找矿预测区和坤得来扎拉格南Pb-Zn-Ag-Cu-Sn多金属找矿预测区。
四川省510铀矿床伴生元素的研究多为单一矿段,为划分整个矿床的伴生资源类型,本次采用铀矿石伴生元素横向及垂向分带研究的方法,结合矿床已有的岩石地球化学、矿床地球化学、成矿规律等研究成果进行综合对比分析,梳理整个矿床伴生矿产的分带特征,将矿床在垂向上划分为铁镍硫化物—铀矿化带、少硫化物—铀矿化带和闪锌矿—少铁镍硫化物—铀矿化带3个矿物组合带,在横向上划分为上部Ni、V→Zn→Ni(少量Cu)和下部Mo、Ni、Zn、V→Zn、Ni→Mo、Ni、Zn→Zn(少量Cu)的成矿元素组合过渡带。矿床中铀与伴生钼、镍和锌等金属已完成冶炼及回收实验,增加了矿床的经济价值,扩大了经济效益。本次研究确定了510铀矿床6种伴生资源类型,对伴生元素的利用进行了综合评价,为深部找矿预测及相似矿山接替资源找矿方向提供了理论指导。
牛形坝铅锌金银矿床为南岭EW向成矿带与武夷山NNE向成矿带交汇处银坑矿田内新发现的一个严格受断裂构造控制的典型热液脉型矿床,矿体呈脉群状产出。为了预测该矿床V31号主矿带(体)的深部找矿潜力,在对矿床地质特征分析的基础上,系统开展了矿床V31号主矿带(体)轴(垂)向、横向和纵向构造原生晕地球化学特征及分带研究,建立了构造原生晕轴向分带序列和矿床构造原生晕地质—地球化学模型,并运用多元统计方法验证了模型的正确性、合理性、可靠性。构造原生晕地质—地球化学模型表明:牛形坝铅锌金银矿床前缘晕指示元素为F;近矿晕指示元素一类为与金矿化有关的As-Au元素组合,位于矿体中上部,一类为与铅锌银矿化有关的Hg-Zn-Pb-Ag-Cu-Bi-Sb元素组合,位于矿体中部;尾晕指示元素为Mo-Cr-Co-Ni。前缘—近矿—尾晕三者异常中心轴向相距约200~300 m,具明显的“头尾晕共存”和“近矿晕折线拐点”特征,且往东出现中低温Pb、Zn、Ag、Au矿化向中高温Cu、Zn矿化转变,指示V31号主矿带(体)走向东侧伏,倾向往深部仍有较大延伸(至少可延伸至-200 m标高)或有盲矿体存在,经东部隐伏区深部钻探工程验证(367线最低见矿标高-165 m),表明V31号矿带(体)东部、深处有较大的增储潜力。
铜绿山矿田是鄂东南矿集区最重要的矽卡岩型铜铁金多金属矿田,其成矿与铜绿山岩株体关系密切。因此,查明该岩体深部展布和形态及其与周缘灰岩大理岩的接触关系,对矿田深部找矿预测具有十分重要的意义。笔者在细致分析铜绿山岩体及岩株体、灰岩大理岩及捕虏体、矽卡岩矿体及矿化体等重磁异常组合特征的基础上,推测铜绿山岩体的边界,圈定铜绿山岩体内部灰岩大理岩捕虏体和矿化体,利用三维物性反演、2.5D重磁人机交互反演、3D重磁人机交互反演结果,结合钻孔、地质资料开展三维地质建模,获得了铜绿山矿田4 000 m以浅的岩体、矿化体的三维地质模型,为该区的靶区圈定及深部找矿预测提供依据。
宁夏南部地区处于典型黄土塬地区,其内展布5条构造单元分区断裂,均呈半隐伏—半裸露状态。以区域大地构造为依据,根据地层出露状况,梳理了研究区地球物理异常场分布特征,理清了断裂隐伏段的展布形态及各条断裂的相互关系,确立了宁夏南部地区断裂格架。在1:20万区域重力与区域航磁资料的基础上,综合利用小波多尺度分解技术与边界识别方法,提取反映断裂的深部重磁异常弱信号,并与MT剖面刻画的深部断裂进行对比。结果显示:研究区的5条主要断裂体现为重力2阶小波细节场中明显的重力高异常条带的边界。牛首山—罗山—崆峒山断裂是SN向长条状重力异常与NW向片状、带状重力异常的分界,具有典型的右行走滑特征,为阿拉善微陆块与鄂尔多斯地块的分界断裂;海原断裂在深部一分为二,海原Ⅰ号断裂隐伏于海原盆地内,无重力异常显示,航磁异常场分区特征明显,海原Ⅱ号断裂裸露于南华山、西华山东北麓,显示出清晰的线性重力异常特征,航磁异常微弱,2条断裂共同构成了北祁连早古生代造山带与阿拉善微陆块的复合边界;阿拉善微陆块内部的天景山断裂、烟筒山—窑山断裂与罗山东麓断裂表现为弧形重力高值异常带的东北边界。
雄安新区地热资源潜力大,碳酸盐岩是雄安新区深部地热资源的有利储层,综合地球物理勘查方法是查明深部构造与碳酸盐岩热储特征地层结构的有效途径。本文针对深部碳酸盐岩热储勘查目标,提出了“面—线—点”分层次渐进式地球物理探测模式,先利用高精度重力和航磁资料研究碳酸盐岩分布范围及地层厚度、深大断裂分布、基岩起伏等信息,然后利用大地电磁开展热储地层低阻异常特征分析,再利用二维地震剖面精细刻画热储地层,分析地热田异常区速度结构和区域构造特征。根据重力、航磁、大地电磁、地震等地球物理方法在地热资源勘查的不同阶段勘探的精度及可靠性,以及施工成本、施工效率等因素,开展了地球物理方法探测深部岩溶热储经济适用性分析,并建议在碳酸盐岩地热勘探采用“重力+磁法+大地电磁”的地球物理勘探技术组合方式。
壳幔速度结构是研究深部构造与动力学机制的重要依据,地震层析成像是获取壳幔速度结构的主要手段,而高质量、精细的速度参考模型可为地震层析成像提供有效的初始模型和参考约束。但现有的壳幔速度参考模型构建方法还存在一些不足之处,特别是在表层模型缺乏精细构建和壳幔模型采用垂向全局修正而造成部分失真等方面。为解决这些问题,本文提出改进的壳幔三维速度参考模型构建方法。首先,对莫霍面和沉积基底面模型进行优选与构建;然后,利用界面模型分别对地壳和上地幔模型进行垂向约束与调整,包括局部“压缩和拉伸”式的线性修正与加权融合,从而构建壳幔介质模型;接着,结合地质资料等先验信息对表层模型进行构建;最后,将各个部分模型进行组合,完成壳幔三维速度参考模型的构建。在收集华南陆块中部前人壳幔结构模型和地质资料的基础上,应用本方法构建了该区域壳幔三维S波速度参考模型,并与前人模型做了对比分析,本文模型较前人模型具有更高的分辨率,对区域莫霍面的刻画也更准确,由此验证了本文方法的有效性,同时也为华南陆块提供了可靠的三维速度参考模型。
吉木萨尔凹陷致密储层因储层物性差,需要水力压裂才能获得工业油流。开展对应的岩石力学特性研究及脆性评价可为水力压裂工艺提供参考依据。本文通过三轴力学试验获得吉木萨尔致密地层的力学特性。开展脆性指数的测井敏感性相关性分析,确定对岩石脆性潜在敏感的测井参数,依据灰色关联理论,确定敏感参数的初始序列并对筛选的参数归一化处理,继而将筛选出的敏感参数对脆性指数潜在敏感性进行量化关联分析,获得各参数对脆性指数的关联度大小,确定各关联度的次序。在此基础上,基于层次分析法构造敏感参数的两两比较判断矩阵,确定权重向量,构建了脆性指数与敏感参数间的函数关系模型,从而建立了新的脆性指数预测模型,将测井模型与基于力学特性的脆性模型、室内测试的脆性指数进行比较。研究表明:吉木萨尔致密地层具有较强的脆性特征,基于全过程应力—应变曲线表征的综合脆性指数符合实际岩石的脆性特征:灰色关联法确定的对脆性指数敏感的测井参数的关联度大小的顺序依次为自然伽马(GR)、电阻率(Rt)、密度(ρ)、中子(CNL)、声波时差(ΔT);层次分析法构建的新预测模型中上述敏感参数的权重系数分别是0.33、0.22、0.18、0.16、0.11;将该法应用于吉木萨尔芦草沟组,预测的脆性指数与实验室测试的相对比,能够较真实地反映实际地层的脆性,吻合度高。试油结果表明,米采油指数与脆性指数呈正比,脆性指数高的层段,压裂后的产能高。因此,新方法为脆性指数预测提供了新的思路,为储层的压裂改造提供了参数指导。
鄂尔多斯盆地东部地处黄土塬区,沟壑纵横、地形起伏非常大,受复杂地表条件及近地表结构等因素影响,原始地震记录的振幅、频率及相位在不同区域存在明显差异,这些差异与地下地质信息无关,容易导致解释陷入误区。因此,急需根据该区地震资料特点进行一致性处理方法研究,以提高资料保真度。在总结当前一致性处理方法的基础上,本文建立了复杂地表条件下新的地震资料一致性处理技术流程。在创新地表一致性振幅补偿思路的基础上,首次应用双域近地表Q吸收补偿技术,拓宽频带的同时,提高沟—塬连接线资料振幅、频率一致性;应用地表一致性俞氏子波反褶积,实现低频噪声的衰减及有效信号频带的拓宽,提高地震资料信噪比、分辨率的同时,进一步提高资料子波一致性。实际资料应用证实了该方法的可行性和有效性,具有良好的推广应用价值。
时频分析方法在地震勘探中有广泛的应用,因而获得具有良好时频分辨率的时频分析算法至关重要。传统的时频分析方法存在着一定的局限性,为克服这些局限性,提出了基于正则化理论的时频分析方法。该方法认为,短时窗信号是不同频率谐波的叠加,应从求解反问题的角度考察时频分析问题。在此视角下,时频分析问题具有不适定性,为得到有意义的时频谱,需要在正则化理论框架下进行时频分析。考察了正则化理论中常用的L1范数约束、L2范数约束以及最小支撑约束条件下的求解方法,并将3种约束函数的求解方法统一到同一个求解框架中。通过数值分析表明,最小支撑约束的时频分析方法具有较高的时频分辨率。将方法系统应用于一个特定研究区的实际资料,获得了具有较高时频分辨率的时频数据体,并利用单频数据体清晰刻画了储层的平面展布范围,展示了方法良好的应用前景。
为了进一步探究旁侧异常体在巷道电阻率超前探测中的影响规律,提高探测精度,采用基于对偶加权后验误差估计的自适应非结构有限元法进行三维正演研究。首先通过无限大垂直板状体模型验证了该方法在超前探测模拟中的适用性和准确性,建立无旁侧异常体模型模拟巷道中的超前探测响应;然后分别对高低阻旁侧异常体的方位、与巷道和掌子面的距离、巷道大小、不同供电和接收方式以及在多层介质中对超前探测的影响进行了数值模拟。结果表明:巷道前方异常体的实际位置可由异常曲线极值推断出;高低阻旁侧异常体的响应总体上不会掩盖巷道前方的异常响应特征,但会使对应范围内的异常曲线出现凸形或凹形畸变,畸变位置与实际位置相符合;巷道空腔的存在加强了底板异常响应,不同巷道大小对顶板异常影响不同,总体上不会影响巷道前方的异常响应;多层地层中,异常响应曲线仍能反映出旁侧异常体的实际位置,巷道前方的异常响应特征是否会被掩盖要视各层电阻率大小情况而定。干扰异常的辨别需要结合实际进一步开展研究。
粒子群优化算法在大地电磁测深反演中相较于一般的线性反演算法具有多种优点。然而标准粒子群算法在多维优化问题中存在早熟问题,为此,采用基于Lévy飞行随机游走策略的优化粒子群算法来处理局部最优解,增加寻优能力。通过对地电模型的反演对比表明,改进后的粒子群算法相较于标准粒子群算法适应度值下降速度更快、寻优能力更好。最后将该算法应用于已知钻孔旁实测数据,结果较好,表明该算法具有较好的实用性。
基于二连盆地满都拉图地区的宽频大地电磁(BMT)数据,开展了精细反演处理研究,旨在提高数据的反演精度与效果,为其他地区BMT数据的精细反演处理提供示范与借鉴。通过研究区BMT数据精细反演处理研究,选择OCCAM反演方法与TM+TE数据模式,反演参数选择背景模型为二维移动平均电阻率模型、正则因子为0.4、第一层厚度为40 m时,有效提升了数据的反演准确度,为后续资料的精细解释奠定了基础。研究结果表明:利用已知钻孔或地震资料等先验信息,首先开展有针对性的反演方法、反演数据模式以及反演参数等适用性试验研究,是确保资料减少多解性、获得可靠反演精度与效果的关键。
平谷平原区是北京市重要的地下水水源地之一。为了解地下水的时空分布特征且不破坏地层,在平谷区北杨家桥村开展了非侵入式的时移电阻率法温纳装置和偶极—偶极装置互换观测。剖面观测数据和其归一化数据的最小二乘法反演结果表明:研究区潜水含水层和承压含水层近似呈水平层状分布,潜水含水层从北侧补给,流向由北向南;整个观测期内潜水含水层水位下降且向下方承压含水层发生越流。在2021年4月24日至9月12日期间包气带含水量增加,承压含水层水量相对稳定,无明显变化。研究成果为该区域后续第四系和地下水研究工作打下基础,为该地区地下水的开发、管理和使用提供了重要参考,也为研究地下水动态过程提供了新思路。
静态效应是频率域电磁法应用中不可避免的一种物理现象,通常通过校正方法进行压制或消除。本文提出一种直接利用天然电磁法的静态效应进行浅部电性异常体勘探的新思路,利用天然电场选频法(FSM)能够测量天然交变电磁场在地表所产生的几个不同频率的水平电场分量来研究地下介质的电性变化。首先采用二维有限单元法对FSM开展正演模拟,模拟结果表明:当近地表存在低阻异常体时,地表沿测线方向的水平电场分量曲线与FSM实测曲线形态相同,在低阻体的上方出现十分明显的低电位异常;当计算的频率点增多时,电场分量剖面曲线及其拟断面图会出现静态偏移现象,发现FSM异常实质上主要是静态效应所致。FSM实践应用成果及钻井验证结果表明,当有地下水存在时,FSM实测的剖面曲线及拟断面图会出现明显的静态效应现象,且与CSAMT的勘探成果一致。通过理论与实践可知,直接利用天然电磁场的电场分量开展浅部电性异常体的勘探具有可行性,今后也可利用频率域电磁法的静态效应现象开展浅层地质勘探。
三水模型在碎屑岩储集层解释中的应用比较广泛,但是三水模型的参数较多,部分参数很难确定,且确定方法多数都是根据研究地区很多实验数据统计而定。为了解决三水模型应用中的多参数问题,本文提出基于复电阻率数据计算阳离子交换容量的新方法,在此基础上提出了三水模型的新形式,并且提出了核磁数据结合遗传最优化算法,确定三水模型的参数值。根据这些参数计算的岩样100%含水时的电阻率与实验测量得到的电阻率相对误差为0.341 7。本文提出的方法简单易用,不需要依赖太多的实验数据,只要有复电阻率和核磁实验数据就可以应用。该方法可以为其他地区确定新三水模型参数提供参考和借鉴。
在中心回线瞬变电磁反演过程中,为保证反演结果横向连续性,可施加横向约束,将多个测点组合成一个整体进行反演,在相邻测点之间建立相关联系,从而保证反演结果的连续性。本文横向约束使用横向加权、垂向粗糙度约束来增强相邻测点之间联系,提高反演精度。在反演过程中引入自适应正则化因子,正则化因子通过计算每次迭代的数据目标函数和模型目标函数的范数自适应得到,可改善反演过程中对初始模型的依赖。最后使用该算法对基于非结构时间域有限元三维正演数据及实测数据进行反演,与实际结果相符,表明该算法可增强反演结果的连续性且具有很好的抗噪能力。
激电测深一维反演是一个多参数非线性优化问题。本文基于改进的两步变异差分进化全局最优化算法实现了激电测深的一维反演。传统的差分进化算法包含变异、交叉和选择操作,变异为单步变异。本文提出的两步变异法分步将最优个体与随机选取的两个个体经变异后产生新个体。加强了最优个体的影响度,提高了全局寻优能力。通过模型试算结果表明,两步变异法比传统方法寻优能力更强。利用等效电阻率法加载极化率参数,通过数字滤波算法可快速正演计算层状模型表面激电测深电阻率曲线,在此基础上应用两步变异差分进化算法不断变异产生新个体,正演计算电阻率与观测值进行拟合,选择适应度值趋近于最大适应度值的个体作为反演结果。本文反演方法操作简便,计算速度快。通过对H型和KH型地电模型进行计算,得出本反演方法有较高的拟合精度。
对于简正振型叠加法合成的微动信号,使用空间自相关法计算的频散曲线与理论频散曲线对比,发现两者具有较好的一致性。模拟微动信号时涉及许多参数,这些参数对微动勘探开展具有重要意义。对这些参数进行了数值试验,试验结果表明:震源距离和台阵尺寸对结果有明显影响,在复杂地层情况下应考虑高阶面波,在安静的观测场地应用小尺寸台阵往往能获得更高频率的频散信息从而提高浅层分辨率。因此,在实际开展微动勘探时,应考虑震源分布、台阵尺寸和高阶面波等因素对勘探结果的影响。
在干热岩的开发和改造阶段,需要对储层进行水力压裂改造,储层改造体积(stimulated reservoir volume,SRV)是评价压裂效果的主要标准。微地震监测作为水力压裂的技术环节之一,可以对储层改造体积进行有效估算。本文探讨了基于微地震连续裂缝网络模型的SRV计算方法,以指导干热岩的水力压裂工作。首先,基于微震事件时空分布特征与多项震源参数进行连续裂缝网络建模;其次,提取裂缝网格长度,并选取适当的裂缝高度与裂缝宽度以计算储层改造体积;最后,选取某双井型干热岩微地震监测数据对该方法进行实际应用。实例应用结果表明,该方法可有效估算储层改造体积,为干热岩后续开发与改造提供依据。
番禺A构造评价井在钻探后发现圈闭形态与钻前认识存在较大的差异,分析认为主要原因是受中浅层速度异常影响。为此,打破传统的速度建模和校正方法,提出了一种适合于本目标区的速度校正和变速成图方法。该方法从井资料出发分析速度异常产生的原因,进而将速度异常与地震数据振幅属性巧妙结合,获得带有地质意义的速度异常校正趋势面和校正后的层速度。所得深度构造图误差在5 m以内,有效落实了圈闭形态,为后续有同样地质背景的构造落实提供了一定的借鉴意义。
地下管线是城市的重要设施,承担着能源输送、信息传递等功能,为城市生活提供了便利和保障。探地雷达(ground penetrating radar,GPR)作为一种高分辨率、高精度、非开挖、非破坏性的探测技术,在管线测量中具有巨大的优势。然而地表地形复杂,多有起伏,对于GPR探测地下管线有很大的影响。因此,本文采用有限单元法对地下管线探测进行了数值模拟,该方法可以与非结构网格结合,更好地拟合地表起伏地形;此外,介绍了如何进行高度校正,将所得剖面数据与地形相吻合,更容易分析异常体特征。最后开展了两个数值实验,分析了起伏地表对于不同埋深、不同间距、不同材质及不同填充物管线探测的影响,为GPR数据解释提供理论基础。实验结果表明,因地表起伏原因,波形和反射波能量将发生畸变,并不能作为判断管线信息的唯一依据。因此,需进行高度校正,利用双曲线的顶点来判断管线的埋深、材质等信息。
山东省齐河—禹城地区于不同年份开展过高精度航磁测量,为了更好地实现老资料的合理再利用,对已有数据进行融合处理形成更大比例尺的高精度航磁资料是十分必要的。本文以2011年和2017年两次航磁测量数据为基础,经过数据改正、延拓、合并等处理,使用切割线调平、弱磁场区调平以及微调平等方法,融合形成了1:2.5万高精度航磁数据,其疏密度为250±16.2 m,总精度为1.3 nT。新数据具有更好的分辨力,包含更丰富的地球物理信息,填补了该地区1:2.5万航磁资料的空白,是后续数据处理和解释的重要基础资料。
地面高精度磁测野外工作中,利用仪器校正点了解一个闭合观测单元内仪器性能是否正常,是保证数据采集质量的重要环节。但由于有些工作者未能了解仪器校正点的正确使用方法,造成仪器的早、晚校正测量工作没有起到对当天仪器工作状态的监控作用,影响了高精度磁测数据采集的质量。本文通过具体实例分析,提出在检查仪器的早、晚校正测量结果时,不但应关注早、晚校正测量结果之间的差值,还应检查早、晚校正测量结果与仪器校正点实际磁场值之间的差值,以保证野外高精度磁测数据采集的质量。
在覆盖区寻找隐伏矿床是解决目前资源困境的重要途径之一。国内外所发展的深穿透地球化学方法对已知隐伏矿床开展了大量试验研究,取得了较好的效果。由于无法确定地表金属元素异常是否直接来自深部矿体,使上述方法未在未知覆盖区开展广泛的找矿工作,因此急需发展地表异常示踪技术。贵州水银洞金矿是我国超大型全隐伏的卡林型金矿床,成矿流体富含S、Au、As、Sb、Hg等元素。本文以该矿床为研究对象,采集地表微细粒土壤样品,分析5种微量元素(Au、As、Cu、Sb、Hg)的含量,以验证微细粒土壤全量测量技术在该矿床的找矿效果,并用S、Pb同位素识别地表土壤异常来源。研究发现:①微细粒土壤测量技术在该矿区的指示效果好,Au-As-Sb-Hg高异常区与隐伏矿体和断层的分布较为吻合,其中Hg对隐伏矿体的指示效果最好;②隐伏矿体及断层上方土壤中δ34S值、放射成因的w(207Pb)/w(204Pb)和w(206Pb)/w(204Pb)显著高于围岩区土壤,可有效示踪地表微细粒土壤中的异常来自于深部的隐伏矿体。该研究为在同类型覆盖区用微细粒土壤全量测量技术寻找隐伏卡林型金矿提供了理论依据。
整合了青海省东部地区33 092 km2多目标区域地球化学调查和土地质量地球化学调查数据,估算了研究区表层土壤有机碳总储量为171.16 Mt,平均有机碳密度为5 172.14 t/km2,并分析了表层土壤有机碳空间分布特征和主要影响因素。结果表明:在高山和中低山地貌、草原土和草甸土土壤类型、残坡积物成土母质、林草地和高山稀疏植被区土地利用、草原和森林系统下,表层土壤有机碳平均密度明显偏高,在沙漠地貌、风沙土土壤类型和风成砂成土母质区表层土壤有机碳密度最低,说明地形地貌(海拔高低)、成土母质、气候及植被均对表层土壤有机碳密度及分布规律产生影响。与青海省土壤第二次普查数据有机碳储量对比,在过去20多年里青海东部表层土壤共释放约53.21 Mt有机碳,表明在长期耕种、过度砍伐和放牧等人类生产活动影响下土壤有机碳已出现一定程度的下降。
耕地土壤重金属污染问题是热点也是要点问题,开展小尺度土壤重金属生态风险调查,能够更精准地掌握重金属的污染状况及机理。对贵州威宁县盐仓—炉山一带典型重金属高背景区的耕地土壤和主要农作物进行重金属生态风险调查,采用地累积指数和Hakanson潜在生态风险指数法对土壤重金属的污染状况和生态风险进行评价,结果显示:耕地土壤存在重金属复合污染,其中Cd的污染程度和生态风险最高;农作物马铃薯和玉米存在Cd超标情况,与水溶态和离子交换态Cd密切相关,今后应更加重视土壤污染监测与修复中重金属污染与形态的研究。
富硒土地开发在全国各地区普遍开展并取得显著成果,然而西藏地区目前尚无报道有关富硒的土地或作物。本文以西藏白朗县重点耕地区为研究对象,讨论土壤、作物中的硒含量特征及影响因素,支撑服务西藏高原地区的富硒土地开发及利用。结果表明,研究区土壤Se含量范围为(0.05~0.76)×10-6,高于西藏土壤背景值0.15×10-6;研究区76.83%土地面积为足硒,根据碱性土壤Se标准阈值(w(Se)≥0.3×10-6)划定,Se含量高于0.3×10-6的土地面积45.43 km2。进一步研究显示,富硒土壤分布区域青稞籽粒中Se含量范围为(0.017~0.17) ×10-6,平均含量为0.063×10-6,油菜籽籽粒中Se含量范围为(0.043~0.14) ×10-6,平均含量为0.078×10-6。富硒土壤区域根系土结果表明,涅如组地层控制着土壤中Se的来源,土壤Se和有效Se含量与N、P、碱解氮、速效磷等具有显著的正相关,而与pH呈显著负相关,说明土壤中的大量养分元素及pH值对Se的行为具有重要影响作用。综上,白朗县富硒土壤分布区域土壤环境质量良好,农作物中硒的含量较高,具有较好的发展高原富硒农产品的潜力。
