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    1. 老挝沉积物中金的分布特征及成矿远景区预测
    王玮, 王学求, 张必敏, 刘东盛, 刘汉粮, Sounthone LAOLO, Phomsylalai SOUKSAN, 迟清华, 周建, 韩志轩
    地学前缘    2025, 32 (1): 78-90.   DOI: 10.13745/j.esf.sf.2024.10.28
    摘要159)   HTML13)    PDF(pc) (4037KB)(970)    收藏

    在推进“一带一路”倡议的基础上,中老两国开展了1∶1 000 000国家尺度地球化学填图工作。本次研究是首次在老挝全国范围开展优势矿种金的地球化学研究工作。初步研究了老挝全国金地球化学背景和空间分布特征,圈定了老挝全国金的地球化学异常并划分了金的勘查远景区。本次研究共采集地球化学样品2 079件,采用高精度分析技术泡沫塑料吸附-石墨炉原子吸收光谱法和严格的质量控制,分析了金元素。研究结果表明,老挝水系沉积物金含量为0.10~913.70 ng/g,平均值和中位值(背景值)分别为2.44和1.00 ng/g。老挝金的分布相对广泛且零散,遍布全国各地,其分布主要受构造活动和岩浆作用的共同影响,沿着深大断裂带延伸分布。以累积频率85% (1.99 ng/g)为异常下限,老挝全境共圈定金元素地球化学异常17处,其中8处达地球化学省规模(面积>1 000 km2),在圈定金异常的基础上综合考虑金元素的地球化学空间分布、地质背景、区域构造和矿产分布情况,划分了7处金的成矿远景区。这为老挝金矿勘查提供了覆盖全国的基础性地球化学资料,填补了老挝全国金勘查地球化学填图工作的空白。

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    2. “化学地球”大科学计划:全球关键元素分布与循环
    王学求
    地学前缘    2025, 32 (1): 1-10.   DOI: 10.13745/j.esf.sf.2024.10.33
    摘要434)   HTML56)    PDF(pc) (7723KB)(963)    收藏

    “化学地球”的概念于2008年提出,2016年由联合国教科文组织全球尺度地球化学国际研究中心发起“化学地球”大科学计划倡议,2023年被联合国教科文组织正式批准。目标:将元素周期表绘制在地球上,建立化学属性数字地球,服务于全球资源环境可持续发展。科学技术问题:关键元素在地球上的时空分布和循环,全球不同地质地貌景观特点的地球化学探测技术、元素高精度分析和大数据开发技术。主要成果如下:(1)建立全球陆地1/3地球化学基准网,提供76个元素地球化学基准值,初步揭示关键元素全球分布规律,发现一批稀土元素(REE)、锂、铜和金等超常富集区,据此发现云南红河州超大规模中重稀土矿;(2)全球8个有毒重金属元素分布显示,欧洲超过风险限值的面积最大,占欧洲面积的48%,欧洲早期工业历史,没有清洁生产技术,导致大量有害物质排放;(3)中国地球化学观测网揭示镉、汞、砷和钙4个元素近30年发生显著变化,并发现汞的循环是以纳米辰砂微粒为主,而不是传统认为的气体形式迁移和循环;(4)地球化学大数据揭示我国7大粮食主产区,耕地质量总体安全,并利用大数据技术赋予绿色土地二维码标识,通过手机客户端实现绿色食品溯源。“化学地球”大科学计划入选习总书记主持的全球发展高层对话会主席声明成果清单,服务了高层决策和全球发展。

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    3. 老挝铜资源成矿规律与基于机器学习的远景预测
    张必敏, 王学求, 周建, 王玮, 刘汉粮, 刘东盛, Sounthone LAOLO, Phomsylalai SOUKSAN, 谢淼, 董春放, 柳青青, 鲁岳鑫, 王浩楠, 贺彬
    地学前缘    2025, 32 (1): 61-77.   DOI: 10.13745/j.esf.sf.2024.10.43
    摘要194)   HTML18)    PDF(pc) (9668KB)(889)    收藏

    老挝处于特提斯成矿域南东段,具有丰富的矿产资源,但其地质工作基础薄弱,厘定矿产资源成矿规律并开展远景区预测是老挝在重点区实现找矿突破的有效途径。老挝1∶1 000 000国家尺度地球化学填图由中老双方合作完成,为其矿产资源和环境评价提供了高质量的地球化学基础数据和图件。本文主要利用国家尺度地球化学填图数据,结合老挝已发现矿产成矿规律,利用机器学习技术,开展铜资源远景区预测。研究结果表明:(1)老挝铜矿床的形成明显受到构造-岩浆-沉积作用控制,铜矿床主要类型有斑岩型、夕卡岩型、热液型和砂岩型。(2)老挝全国水系沉积物中铜含量为1.20~459.00 μg/g,平均值为21.96 μg/g,中位值为16.50 μg/g,在7个三级大地构造单元中,长山地块和哀牢山—马江等3个缝合带的平均值高于其他几个构造单元,地球化学图显示铜在老挝分布不均匀,存在多个大面积分布的高背景区和异常区。(3)构建了包括单元素异常、矿化元素组合异常、指示中酸性岩体元素组合、控矿构造分布、碳酸盐岩和碎屑岩分布等要素的老挝铜矿多源信息定量信息预测模型。(4)利用随机森林成矿预测方法,共圈定9个成矿远景区,具有寻找斑岩型和夕卡岩型等类型铜矿找矿前景。

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    4. 关键元素超常富集与战略资源效应
    王学求, 李龙雪, 吴慧, 王玮
    地学前缘    2025, 32 (1): 11-22.   DOI: 10.13745/j.esf.sf.2024.10.40
    摘要267)   HTML35)    PDF(pc) (3521KB)(615)    收藏

    构成战略资源的关键元素有56个,大部分关键元素地壳丰度低,需要数十倍至上千倍的超常富集才能成矿,导致其矿产资源分布极不均匀。因此,圈定元素超常富集区是战略资源找矿预测和发现大型矿床的关键。超常富集核心是元素的富集强度,可以用成矿富集系数(m.a.i)、矿床规模吨位指数(t.a.i)和异常富集系数(a.c.i)定量刻画富集强度。对贵金属、有色金属、黑色金属、稀有金属、稀散金属、稀土和放射性等35个战略资源矿种进行统计分析,可以得出:成矿富集系数大于1 000的元素有锑、铋、铼和金,>100~1 000的元素有银、钨、锡、铬、锂、铯、碲、铟、铀和铂族元素(PGE),>10~100的元素有铜、镍、铬、铍、铷、钪、铌、钽、锆和原生稀土矿,≤10的元素有铁、铝、钛和离子吸附型稀土。富集达到大型以上矿床最低矿床规模吨位指数要达到107,一般要达到1010。异常富集系数要达到2以上。元素超常富集还体现在异常空间分布面积>100~1 000 km2,具有3层以上异常结构,至少存在4个元素组合。元素富集量和潜在资源量,可以用面金属量和体金属量进行定量预测。元素超常富集导致大规模成矿效应,而且在成矿物质背景(源)、成矿过程(运)和最终就位(储)整个富集过程中留下了异常轨迹,可以从定性和定量角度刻画元素超常富集规律,为预测和发现矿床提供找矿标志。

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    5. 巴基斯坦锂、铍地球化学分布特征与成矿远景区优选
    洪俊, Tahseenullah KHAN, 李文渊, Yasir Shaheen KHALIL, 马中平, 张晶, 王志华, 张辉善, 张海迪, 刘畅, Asad Ali NAREJO
    地学前缘    2025, 32 (1): 127-141.   DOI: 10.13745/j.esf.sf.2024.10.32
    摘要172)   HTML14)    PDF(pc) (10018KB)(584)    收藏

    锂、铍金属是世界战略性关键金属资源,在新材料和信息技术等新兴产业具有不可替代的重大用途。巴基斯坦位于欧亚、印度和阿拉伯三大板块汇聚部位,拥有优越的锂、铍成矿条件,但由于地质工作程度偏低,目前锂、铍金属资源潜力不明。低密度地球化学调查是研究锂、铍元素空间分布和快速圈定成矿远景区的有效方法。本文利用巴基斯坦1∶1 000 000低密度地球化学调查成果,阐述了巴基斯坦锂、铍元素地球化学背景,结合已有锂、铍矿床成矿地质背景分析,圈定了锂、铍成矿远景区,为锂、铍稀有金属找矿勘查提供依据。巴基斯坦全境基岩出露区水系沉积物中锂含量为1.56 ~118.20 μg/g,平均值为20.06 μg/g。铍含量为0.07 ~7.16 μg/g,平均值为1.22 μg/g。根据92%累频共圈定18个锂地球化学异常和12个铍地球化学异常,并优选找矿远景区。其中,喀喇昆仑地块和喜马拉雅造山带作为伟晶岩型锂矿的找矿远景区,查盖火山岩浆弧东作为盐湖卤水型锂矿的找矿远景区,喀喇昆仑地块是寻找伟晶岩型锂、铍矿床最有利的地区。

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    6. 汾渭地堑中、深层地热资源富集背景与形成机制
    刘德民, 张昌生, 陆婉玲, 韦梅华, 祁焱雅, 刘菲, 赵悦, 姜淮
    地学前缘    2025, 32 (1): 367-379.   DOI: 10.13745/j.esf.sf.2024.1.10
    摘要182)   HTML17)    PDF(pc) (7286KB)(580)    收藏

    汾渭地堑中、深层地热资源较富集,但其成因机制不明。为了更有效地勘探开发这些资源,首先必须弄清楚其形成的地质背景和热聚敛成因。在前人研究成果的基础上,综合分析了汾渭地堑构造演化与动力学背景,深部热构造特征,源、通、储、盖条件,并探讨了其热聚敛机制。印度-欧亚板块碰撞的远程效应形成了汾渭地堑新生代伸展拉张作用;软流圈底辟上涌,上地幔热隆起,莫霍面和居里面抬升,中、浅层低速高导体形成,地壳拉张减薄,固态剪切脆-韧性变形是中、深层地热资源形成的基础。新生代强烈的伸展拉张和特殊的构造格局是有利的控热构造,地幔传导热是目标热储最根本的动态热源,埋藏较浅的上地幔内和壳内的低速高导层是良好的导热体和热能汇集中心,是中、深层热储的直接热源和震源层,切割较深并在新生代具有强烈活动的边山断裂和控盆断裂具有良好的导热功能,是良好的导热构造和释热构造;夹有孔隙极为发育的火山岩的厚层状新生代松散沉积物,具有良好的阻热保温效果,是优质的热盖层。发育韧性剪切变形的变质基底不仅是干热岩型地热资源(固热能)的目标层,也是浅层水热型地热资源良好的热源层。源、通、储、盖四位一体的高效热聚敛地热系统促进了优质中、深层地热资源的形成和富集。

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    7. 全球变化、层圈相互作用研究与地球系统科学
    刘丛强
    地学前缘    2025, 32 (3): 1-6.   DOI: 10.13745/j.esf.sf.2025.3.88
    摘要531)   HTML64)    PDF(pc) (1409KB)(445)    收藏

    全球变化是自然过程与人类活动协同作用的结果,是人类活动主导下地球系统发生的结构性转变,其核心在于地球系统有限承载力与人类无限发展需求之间的矛盾,表现为气候、生态系统和社会经济的变化。圈层相互作用是驱动全球变化的关键因素,精准解析和预测圈层相互作用的过程机制、动态演变及相应的气候、环境和生态效应,有助于揭示全球变化的深层机制、准确评估地球系统突变风险和设计切实可行的可持续发展路径。本专辑聚焦全球变化与圈层相互作用前沿科学问题,从地球系统观测、模拟和管理等方面,详细阐述地球系统关键界面过程机制及其与人类活动的互馈关系,概述了当前全球变化和圈层相互作用研究领域的发展现状和进展,梳理了地球系统科学研究面临的挑战和前沿科学问题,展望了未来发展方向,旨在为全球变化科学应对、人类-自然和谐共生以及社会-生态系统可持续发展提供坚实的理论支撑。

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    8. 我国陆区热状态及控热要素
    王贵玲, 蔺文静
    地学前缘    2024, 31 (6): 1-18.   DOI: 10.13745/j.esf.sf.2024.10.13
    摘要744)   HTML36)    PDF(pc) (10722KB)(417)    收藏

    区域热状态代表一个地区大地热流的主要来源,解决了区域热源的基本问题,可为区域地热资源的研究提供基础背景。本文基于我国近年来开展的区域热流测量和深孔测温工作,分析了我国陆区壳幔热流比,并将我国陆区划分为壳源生热高温地热区、幔源生热中低温地热区、壳幔热源平衡低温地热区和壳幔热源平衡中高温地热区4种类型区。其中,壳源生热高温地热区位于藏南、川西、滇西,幔源生热中低温地热区主要位于松辽盆地、华北盆地、长江中下游等我国东部广大地区,壳幔热源平衡中高温地热区分布于东南沿海地区、四川盆地和云贵高原,西北广大内陆地区则属于壳幔热源平衡低温地热区。在此基础上,选择青藏高原东北部、腾冲地区、东南沿海和华北盆地等典型地热区,系统分析了区域地温场特征、热流分布、地壳热结构等盆地尺度的区域热状态和主控因素。青藏高原增厚地壳中的低速体构成了以壳源热为主的高热流异常;腾冲地区深部以局部岩浆囊形式存在的岩浆,则构成了以其为代表的近代火山区地热系统的主要控热要素;东南沿海大面积分布的高产热岩体生热构成了热流中重要的热流分量,而以华北盆地为代表的盆地基底起伏和深大断裂则控制了盆地“坳中凸”地热异常区的地温分布。最后,总结了包括壳幔架构、构造热事件、地层岩性、断裂构造等影响区域热状态的深部—浅部因素,建立了控制我国陆区区域热状态的多级要素体系,为不同地区地热资源勘查和热源条件分析提供了科学依据。

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    9. 面向人类智能与人工智能融合的矿产资源预测新范式
    成秋明
    地学前缘    2025, 32 (4): 1-19.   DOI: 10.13745/j.esf.sf.2025.7.20
    摘要226)   HTML42)    PDF(pc) (10190KB)(401)    收藏

    矿产资源是支撑社会经济发展的关键物质基础,其形成和分布受控于地球深部过程与浅表环境的复杂相互作用。随着全球矿产资源需求持续增长,传统矿产资源预测方法在覆盖区、深部隐伏矿及非传统找矿区域的应用面临巨大挑战。近年来,大数据和人工智能(AI)技术的快速发展为矿产资源研究提供了重要机遇,为矿产资源预测与评价提供了变革性的技术手段。本文系统梳理了矿产资源预测的理论演进历程,深入探讨了大数据与AI赋能的矿产资源预测新范式,包括“矿床”概念的拓展、地球系统-成矿系统-勘查系统-预测评价系统的多系统关联建模、地质调查数据与科研长尾数据的智能集成,以及人类智能(HI)与人工智能(AI)的深度融合。通过作者团队近年来完成的覆盖区矿产综合预测、深部矿产资源定量预测及全球斑岩铜矿知识图谱构建等研究项目的典型案例解剖,展示了非线性理论与AI技术在解决矿产资源预测关键科学问题中的创新应用。在此基础上,文章展望了未来数据驱动与智能协同将彻底改变矿产资源预测范式,显著提升矿产资源预测的精度和效率,推动矿产资源预测从传统经验模式向智能化、定量化方向转变,为新一轮找矿突破战略行动提供重要的理论和技术支撑。

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    10. 巴布亚新几内亚金元素地球化学特征及成矿预测
    徐鸣, 隰弯弯, 赵宇浩, Conrad KUMUL, 吴大天, Nathan MOSUSU, 王天刚, 朱意萍, 姚仲友
    地学前缘    2025, 32 (1): 194-204.   DOI: 10.13745/j.esf.sf.2024.10.36
    摘要189)   HTML4)    PDF(pc) (4865KB)(362)    收藏

    巴布亚新几内亚位于太平洋板块和印度-澳大利亚板块的汇聚边缘,由3个构造单元组成。巴布亚新几内亚主要发育两种金矿化类型,即浅成低温热液型和斑岩型。2015—2018年开展的巴布亚新几内亚国家尺度地球化学填图,在高地地区、巴布亚半岛和新几内亚群岛采集了1 399件水系沉积物样品。文章研究了巴布亚新几内亚金的地球化学背景、空间分布特征和成矿潜力。巴布亚新几内亚金含量为0.2~6 188.0 ng/g,中位数(地球化学基准值)为1.5 ng/g,高于大陆地壳金元素丰度,略低于中国和澳大利亚的金地球化学基准值。由于广泛发育中酸性侵入岩、碱性侵入岩和碱性火山岩,由巴布亚褶皱带、新几内亚逆冲带、奥罗褶皱带、东部褶皱带、东巴布亚复合地体、巴布亚群岛、伯瓦尼-托里塞利地体和菲尼斯特雷地体组成的中央弧陆碰撞带的金基准值高于美拉尼西亚岩浆弧。地球化学图中,新几内亚逆冲带的钙碱性侵入杂岩体、美拉尼西亚岩浆弧中的钙碱性侵入杂岩体和富钾火山-侵入杂岩体与高金含量的区域具有高度耦合对应关系。这次工作圈定了7处金地球化学省和9处金地球化学异常区,主要分布于新几内亚逆冲带。8处异常区均具有发育浅成低温热液型或斑岩型金矿的潜力,可作为下一阶段巴布亚新几内亚金矿找矿方向。

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    11. 表层地球系统的深部过程响应与地表自然灾害
    刘静, 孙照通, 王文鑫, 李云帅, 姚文倩, 崔凤珍, 刘丛强
    地学前缘    2025, 32 (3): 7-22.   DOI: 10.13745/j.esf.sf.2025.3.11
    摘要392)   HTML33)    PDF(pc) (4724KB)(336)    收藏

    地球深部过程对表层地球系统的影响构成了地球系统科学研究的核心议题。通过构造运动和火山喷发等多种机制,深部过程改变了物质循环和能量传输的深浅部模式,进而对表层地球系统产生深远影响。这种影响具体表现在以下几个方面:(1)构造活动通过地形的重塑,调控了流域尺度的侵蚀-沉积过程;(2)火山活动和构造运动通过改变大气成分和环流格局,在地质时间尺度上驱动了气候变化,其中硅酸盐风化作用在调节大气中CO2浓度方面扮演了关键角色;(3)深部过程可能引发生态系统演化中的生物灭绝事件,同时也能促进生物多样性的形成;(4)在全球气候变化的背景下,地震和地质灾害通过影响社会-生态系统的稳定性,可能进一步加剧其不稳定性。随着观测技术的持续进步,地球系统科学研究将继续深入理解表层地球系统对深部过程的响应机制、量化其影响强度、预测自然灾害的演化趋势,以及增强社会-生态系统对灾害的适应能力。本文系统梳理了深部过程-表层系统-社会生态的跨尺度耦合机制,有助于理解地球系统整体演化。

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    12. 地球化学调查野外信息化技术构架与实现
    周怡宁, 高艳芳, 常婵, 柳青青, 王学求
    地学前缘    2025, 32 (1): 257-265.   DOI: 10.13745/j.esf.sf.2024.12.35
    摘要157)   HTML9)    PDF(pc) (5757KB)(298)    收藏

    地球化学野外样品采集是勘查地球化学工作的重要环节。然而,长期以来缺乏专门针对地球化学野外样品采集的信息化软件支持。随着信息技术的迅猛发展,传统的野外地球化学调查模式正加速向智能化、便捷化和现代化方向转型。因此,实现地球化学野外样品采集全流程的信息化已成为必然趋势。本文基于国内外地质调查信息化的最新进展,系统总结了地球化学野外调查及地质调查信息化的关键发展方向与核心技术特点,并深入探讨了未来地球化学野外调查系统的功能需求和特性。研究旨在推动地球化学野外样品采集向数字化与信息化迈进,为构建覆盖勘查地球化学全流程的信息化产品体系奠定基础,同时助力地质调查信息化服务能力的全面提升。为最终形成勘查地球化学全流程信息化的产品体系,提升地质调查信息化服务品质打下基础。

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    13. Future China-Africa research collaboration in geoscience: Challenges and opportunities
    Michael H. STEPHENSON, Hassina MOURI, Gbenga OKUNLOLA, 程丽, 王猛, 赵宇, 顾立平, 王成善
    地学前缘    2025, 32 (1): 459-465.   DOI: 10.13745/j.esf.sf.2024.12.37
    摘要165)   HTML14)    PDF(pc) (1880KB)(290)    收藏

    二十国集团领导人第十九次峰会(2024 G20峰会)于2024年11月在巴西里约热内卢举行,中国推动了应对气候变化、生物多样性丧失和环境污染的可持续解决方案议题。这一努力是对2016年G20杭州峰会主题的继承与发展,当时中国首次将发展置于G20宏观经济政策协调的核心位置,采纳了关于联合国2030年可持续发展议程的G20行动计划以及支持非洲和最不发达国家工业化的G20倡议。在巴西峰会上,习近平宣布了未来3年同非洲携手推进现代化的十大伙伴行动,并为此提供3600亿元人民币额度的资金支持。文章分析了地学研究和实践在可持续发展中的潜在作用,特别是在可持续利用自然资源、预防气候变化以及减轻地质灾害及其健康影响等方面,指出了中国在非洲地学研究的优势和需要更多努力的领域。尽管中国是全球科学论文的主要发表国,但其对非洲(全球增长最快的经济区域之一)地学的贡献相对较小,且与非洲的研究优先事项不完全一致。非洲地学研究的优先事项中,尚未得到实质性解决的领域包括可持续的矿产和碳氢化合物开发、水文学和水文地质学、气候变化及其适应能力、自然灾害、医学地质学、农业矿物学以及地学教育和培训。作为关键矿产富集区,非洲国家具有特别的机遇,关键矿产是能源转型,特别是电动汽车电池所需的矿产资源,如稀土元素和铂族金属。多项研究强调,非洲需要建立专业机构来规划这些宝贵资源的利用,理解其价值以及开采这些资源的经济性和可持续性,鼓励当地企业,吸引投资,并仔细审查潜在国际投资者的提案,以获得最佳交易。目前,中国主导的地球科学发展的一个优势研究包括深时数字地球(DDE)计划在线计算平台及其与之江实验室合作开发的人工智能工具GeoGPT。这些项目的开发得到了强有力的资金支持,以实现免费和广泛的全球准入,特别关注非洲。这些先进的工具将有助于将发展的主动权完全交给非洲科学家和机构。本文针对未来中非在地球科学领域的合作提出以下建议:首先,中国主导的非洲地学研究应该采取更加协调和战略性的方法;其次,实施以非洲为中心的地学资助计划,聚焦与非洲相关的主题,如关键矿产勘探及其他地质资源、原材料和开采对人口与生态系统的健康影响,以及气候变化及其适应能力;最后,继续支持深时数字地球平台,支持中国主导的旨在增加非洲地球科学研究人员专业机构化和能力提升的国际倡议。

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    14. 青海茶卡北山伟晶岩中磷锰钠矿的发现及意义
    吕书俊, 董国臣, 赵志丹, 罗志波, 曲凯, 李小伟, 袁万明, 王艳娟, 孟佳
    地学前缘    2025, 32 (1): 380-387.   DOI: 10.13745/j.esf.sf.2024.2.19
    摘要153)   HTML18)    PDF(pc) (6602KB)(284)    收藏

    磷锰钠矿是一种罕见的磷酸盐矿物,国内目前尚无报道,特别是原生矿物,国内外均未发现。已有少量资料认为磷锰钠矿为磷锰锂矿经钠交代形成,为次生矿物。磷锰锂矿为伟晶岩中的常见矿物,普遍认为其为富磷伟晶岩中岩浆阶段的产物,为原生矿物。本文在茶卡北山稀有金属伟晶岩中发现有磷锰钠矿和发育在其上的磷锰锂矿,磷锰钠矿均表现为完整的矿物颗粒,不具交代残余的痕迹,并具有原生矿物特征的磷灰石蚀变;而磷锰锂矿为不规则状,发育在磷锰钠矿上,表现为典型的交代特征。同时电子探针数据显示磷锰钠矿的Mn/Fe值为1.692~1.875,磷锰锂矿的Mn/Fe值为2.519~2.548,这也指示了磷锰钠矿早于其上磷锰锂矿的形成,磷锰钠矿应为原生矿物,其上的磷锰锂矿为次生成因。而伟晶岩区成矿熔体成分更高的锰含量可能是磷锰钠矿出现的原因。磷锰钠矿上发育的磷锰锂矿和氟磷灰石蚀变特征反映了后期氧化作用和富Li、Mn、Ca、F流体的交代作用;同时结合区内锂辉石的蚀变,说明茶卡北山伟晶矿床内存在着锂的地球化学循环。

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    15. 低密度地球化学填图重现性定量评价:以中国钴为例
    刘东盛, 王学求, 聂兰仕, 张必敏, 周建, 刘汉粮, 王玮, 迟清华, 徐善法
    地学前缘    2025, 32 (1): 23-35.   DOI: 10.13745/j.esf.sf.2024.10.34
    摘要161)   HTML8)    PDF(pc) (7972KB)(282)    收藏

    低密度地球化学填图的重现性是开展全球尺度地球化学填图的核心科学问题之一,长期以来备受地球化学填图界的密切关注。但缺乏对低密度地球化学填图重现性定量评价的有效手段,对重现性的定量化认识一直相当薄弱。本研究利用中国地球化学基准计划(CGB)和区域化探扫面计划(RGNR)两种尺度钴元素数据,基于1 546个典型汇水域局部空间相关系数分析,对低密度地球化学填图重现性进行定量评价,探讨其空间分布特征与影响因素。研究结果表明,全国尺度上,相关性受到钴含量和地球化学景观条件的共同影响。局部尺度上,受到差异剥蚀影响。贫钴背景下(沉积物钴含量<13 μg/g),填图重现性指数R在0.4附近浮动,而富钴背景下(沉积物钴含量>13 μg/g),填图重现性指数R从0.4增加至0.6以上。岩溶区、热带雨林区和半干旱中低山丘陵景观区重现性指数R高达0.58~0.74。冲积平原和森林沼泽景观区重现性指数R小于0.32。本研究为低密度地球化学填图方法研究提供了定量评价指标,总体而言,低密度地球化学填图采样方法能较好地重现元素分布特征,在全球尺度地球化学填图中具有良好的应用前景。

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    16. 墨西哥全球尺度土壤铜地球化学背景与异常特征
    姚春彦, 姜瀚涛, 朱意萍, 郑璐, 李汉武, 王天刚, 刘君安, Uribe Luna JESUS
    地学前缘    2025, 32 (1): 236-243.   DOI: 10.13745/j.esf.sf.2024.10.42
    摘要137)   HTML3)    PDF(pc) (4489KB)(282)    收藏

    墨西哥是拉丁美洲经济大国和世界重要的矿业生产国。本文首次根据墨西哥全境全球尺度地球化学填图287件深层(C层)土壤组合样品铜元素含量测试结果,制作了1∶8 000 000 C层土壤铜地球化学图,从全球尺度角度研究了墨西哥C层土壤铜地球化学背景和空间分布特征,圈定了墨西哥铜主要地球化学异常,主要取得如下结论:(1)墨西哥全球尺度C层土壤铜含量为3.6~129.0 μg/g,铜含量平均值和中位值分别为20.3和15.9 μg/g,背景值为15.6 μg/g。恰帕斯高原和南马德雷岛弧带构造单元中铜的中位值显著大于其他构造单元,背景值高于全境背景值。(2)墨西哥全球尺度C层土壤铜地球化学图显示,铜含量分布不均,总体呈南高北低、西高东低的格局。(3)墨西哥全球尺度C层土壤铜地球化学异常图共圈定铜地球化学异常10处,8处达到地球化学巨省规模,两处达到地球化学省规模。从铜地球化学信息和已有矿床的套合情况来看,墨西哥南部南马德雷山脉和恰帕斯山脉可能成为墨西哥铜的重要找矿远景区。

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    17. 华北中东部高温地热能成因机制
    康凤新, 张保建, 崔洋, 姚松, 史猛, 秦鹏, 隋海波, 郑婷婷, 李嘉龙, 杨海涛, 李传磊, 刘春伟
    地学前缘    2024, 31 (6): 31-51.   DOI: 10.13745/j.esf.sf.2024.7.9
    摘要509)   HTML9)    PDF(pc) (13899KB)(277)    收藏

    中国已发现的150 ℃以上的高温地热资源及其成因机制研究集中分布在地中海—喜马拉雅地热带的西藏南部和云南、四川西部,环太平洋地热带的台湾省。近年来,华北中东部高温地热资源探测取得突破:2019年在河北省马头营3 965 m深钻获了151 ℃的高温花岗岩干热岩体,2020年在山西省天镇县1 586 m深钻获167 ℃的高温片麻岩裂隙热储地热流体,2023年在山东省东营市桩西地区4 283 m深钻获167.5 ℃的高温碳酸盐岩岩溶热储;因此,亟需对华北中东部高温地热资源成因机制进行系统研究。本文以上述高温地热田为例,分析华北克拉通破坏、壳幔热物质上涌对地壳浅部高温热异常作用的动力学过程,结合地球物理、地球化学和钻探成果,阐明深部地球动力地质作用对地球浅部高温地温场的塑造和高温热异常制约机制,揭示深部高温热源机制及其上涌通道,形成深部高温热源及其上涌通道和热能聚集构造部位识别技术;阐释典型地段高温地热资源成因机制及其对华北中东部高温地热探测的示范意义。(1)在印欧板块碰撞的远场效应和西太平洋板块俯冲回撤作用下,华北克拉通破坏造成岩石圈减薄、软流圈上涌和热侵蚀、伸展断陷盆地及深大走滑断裂发育等深部地球动力作用,是幔源热物质上涌至地壳浅部的主要驱动力。(2)高导低速体、地球化学证据和高温地热资源分布形成了良好的对应关系,认为幔源热物质向上侵入引起了浅层热异常,为高温地热形成提供了稳定热源;岩石圈构造薄弱带如板块边缘带和切入岩石圈的深大走滑断裂构成了幔源热物质向上侵入的主要通道。(3)凹凸相间的构造格局和地下水流场主导了地壳浅部的热量分布,在浅部岩石热导率差异驱动形成的“热折射”效应下,热流由凹陷区向凸起区聚集,形成古潜山高温热异常。

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    18. 中蒙边界地区金地球化学分布特征及远景区预测
    刘汉粮, 王学求, 聂兰仕, 迟清华, 王玮, SHOJIN Davaa, ENKHTAIVAN Altanbagana, 周建, 杜禹德
    地学前缘    2025, 32 (1): 244-256.   DOI: 10.13745/j.esf.sf.2024.10.39
    摘要153)   HTML12)    PDF(pc) (6053KB)(266)    收藏

    中蒙边界地区成矿地质条件优越,是世界上重要的金属成矿省和全球3大斑岩型铜、金、钼成矿带之一,资源潜力巨大,是国内外地学研究和贵金属、三稀资源勘查的热点地区。文章依托中蒙边界1∶1 000 000地球化学填图数据,探讨了汇水域沉积物中金的地球化学参数和区域地球化学分布特征。中蒙边界地区汇水域沉积物金元素含量中位值和平均值分别为0.79×10-9和1.34×10-9;华北陆块和阿尔泰构造带金含量最高,区域浓集系数分别为1.43和1.36,是金的富集优势区。以金含量累积频率85%(1.55×10-9)、92.5%(2.22×10-9)和97.5%(4.03×10-9)划分外、中和内带,共圈定28处地球化学远景区,为该区寻找金等贵金属矿床提供了重要选区。研究填补了中蒙边界地区金地球化学空间分布的空白,为两国边境地区金等贵金属矿床对比提供基础数据。

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    19. 中国土壤硼地球化学异常特征与找矿远景区预测
    柳青青, 王学求, 张必敏, 周建, 王玮, 刘汉粮, 刘东盛, 周怡宁, 常婵
    地学前缘    2025, 32 (1): 50-60.   DOI: 10.13745/j.esf.sf.2024.10.35
    摘要145)   HTML11)    PDF(pc) (3410KB)(266)    收藏

    硼是一种新兴战略矿产,在现代高新技术产业中应用广泛。近年来,硼的需求持续上升,硼矿资源勘查也日益受到重视。本文依托中国地球化学基准值计划所采集的3 380件汇水域深层土壤数据,提供了全国B元素地球化学分布和异常特征。全国汇水域土壤深层样品B平均含量为46.4 μg/g,B整体上具有南高北低、连片分布的特点,可划分为5个地球化学分区,分别为东北与内蒙古东部地区(Ⅰ)、西北部地区(Ⅱ)、华北地区(Ⅲ)、青藏地区(Ⅳ)和南方地区(Ⅴ)。以B含量70.9和52.4 μg/g(累频85%)分别作为南北方异常下限,共圈定出37个B地球化学异常,在全国圈定10个地球化学省和9个小规模异常。根据B异常空间分布,结合地质背景和硼矿床分布,进一步划分出9个成矿远景区,建议加大盐湖型硼矿的找矿勘查力度,并将硬岩(海相沉积)型硼矿作为下一步勘查目标。

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    20. 华北“23·7”强降雨事件对不同埋深地下水的补给机理:以雄安新区为例
    欧阳恺皋, 蒋小伟, 杜亚楠, 张志远, 韩鹏飞, 吴业楠, 王旭升
    地学前缘    2025, 32 (1): 432-439.   DOI: 10.13745/j.esf.sf.2024.6.34
    摘要170)   HTML9)    PDF(pc) (3237KB)(264)    收藏

    降雨能否穿透厚包气带到达潜水面是地下水补给领域争议较大的问题。华北平原“23·7”极端降雨事件相当于华北平原的一次大型入渗试验,为分析潜水埋深如何控制地下水补给提供了契机。本研究以雄安新区白洋淀周边潜水浅埋区4口自动监测井和容城县境内潜水深埋区6口自动监测井为例,分析不同埋深地下水对2023年3日内累积降雨量为289.2 mm的极端降雨事件的响应规律。在潜水浅埋区,暴雨开始后约16 h垂向入渗至潜水面,潜水抬升幅度达1.36~1.79 m;在潜水深埋区,暴雨后河水水位迅速抬升并引发渗漏形成水丘,在潜水回水作用下离南拒马河距离小于6 km的潜水位以较快速度抬升1.38~3.67 m。本研究表明,降雨沿着包气带的垂向入渗是潜水浅埋区地下水的补给来源,暴雨后河水入渗引发的潜水回水是河道附近潜水深埋区地下水补给的主要来源。本文加深了对不同埋深潜水补给机理的认识,对今后分析华北平原乃至其他地下水超采区的水位回升控制机理、生态补水效果具有重要指导意义。

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