Ⅰ 科研报告中,主要结论和成果认识有什么区别
一、科研课题研究结论是研究报告的精髓部分。文字要简练、措词、慎重、严谨、逻辑性强。主要内容:
1、研究解决了什么问题,还有哪些问题没有解决;
2、研究结果说明了什么问题,是否实现了原来的假设;
3、指出要进一步研究的问题。
4、存在的问题。
科研课题研究结论是整个研究过程的结晶。它是在研究结果分析的基础上经过推理、判断、归纳而概括出更高一个层次的成果或观点。结论指出研究结果说明了什么,今后应怎样办等。
二、科学研究成果指已经有结果。
指科研人员在他所从事的某一科学技术研究项目或课题研究范围内,通过实验观察、调查研究、综合分析等一系列脑力、体力劳动所取得的、并经过评审或鉴定,确认具有学术意义和实用价值的创造性结果。
它是科技工作者辛勤劳动的结晶,是人类重要的精神财富和物质财富;是一种具有特殊意义的生产力,也是衡量科学研究任务完成与否,质量优劣,以及科研人员贡献大小的重要标志。是国家的财富、智力的资源。科研成果应符合以下三方面的条件:
(1)科研成果应具有创造性、先进性,创造性是指前人所没有或国内外所没有的.理论上有新的创见,技术上有新的提高。先进性应该在成果的技术价值和技术水平上有所提高;
(2)科研成果必须具有社会价值(科学价值初经济价值),并得到社会的公认。既要有实用性,又要符合科学规律,具备实施条件,满足社会要求,经济价值高。
(3)科研成果必需经过技术鉴定或评审。鉴定或评审应实行同行专家评议。认为合格,才能算作成果。
Ⅱ 取得的主要成果及认识
土地生态安全事关粮食安全,粮食安全事关国家安全。因此,研究土地资源的生态安全具有非常重大的科学意义。河南省地处中原,是我国最为重要的粮食主产区,选择河南省域的土地资源进行生态安全评价研究,有利于充分认识研究河南省土地资源的生态安全状况,从而针对河南省土地资源生态安全问题采取生态建设措施,对保障区域土地资源可持续利用的生态安全、协调区域人地关系、保证区域经济社会可持续发展具有重大的现实意义。
土地资源可持续利用的生态安全研究是首次在河南省开展的关于土地生态方面的系统工程。本项研究充分利用已有的自然、经济和土地利用等基础资料,运用 GIS 和各种数理统计分析程序,采用定量、定性相结合的综合评价方法对河南省土地生态安全进行了系统地、全面的研究。
(1)系统地阐述了土地资源生态安全的概念和内涵; 从可持续发展、土地生态学、人际关系论、区域科学与分析和系统论等方面奠定了土地资源生态安全研究的理论基础;从土地资源生态安全驱动因素、土地资源生态安全评价、土地资源生态安全设计和土地资源生态安全维护管理方面理清了其研究内容。
(2)系统地分析了河南省土地利用现状及用地结构和河南省土地利用时空变化。
1)河南省土地利用特点是: ①土地利用率较高,耕地后备资源潜力小,全省土地利用率和土地垦殖率在全国均居前列; ②土地利用类型分布规律明显,受南北气候过渡性和东西地貌差异性的影响,农用地地域分布表现出明显的过渡性,耕地面积约有 75% 集中分布于占全省土地总面积 55.6%的平原地区,约有 25% 分布于占全省土地总面积 44.4%的山地丘岗地区,林木用地面积三分之二以上集中于山区; ③土地资源开发条件区域差异性大,河南省东部黄淮海平原区和南阳盆地区水、热、土的组合条件较好,是全省耕作农业发展的主体,西部丘陵区水土条件相对较差,土地开发利用难度大,投入产出率低,适宜发展林果牧业,南部丘陵山区有较好的水热条件,土地开发条件较好,潜力亦较大; ④居民点及工矿用地比重较大,全省居民点及工矿用地面积占土地总面积高于北方多数省份,其中主要是农村居民点占地过多。
2)河南省土地利用存在的问题是: ①土地供需矛盾突出; ②后备资源不足、耕地保护形势严峻; ③城镇化进程加快、用地需求增大; ④区域统筹不够、土地利用率较低,一些地方城乡、区域土地利用缺乏统筹,盲目竞争、无序发展现象比较严重,降低了土地资源利用的整体效率,严重影响了城乡、区域协调发展; ⑤生态环境恶化、可持续能力降低,一些地方不顾资源环境承载能力,过度开发建设,导致土地退化和破坏严重,生态环境质量恶化,削弱了区域可持续发展的能力。
(3)从耕地、林地、水土环境和矿山环境等方面对土地资源生态形势进行了评析,结果表明: ①耕地土壤养分偏低,耕地安全形势较为严峻; ②工业 “三废”的大量排放,造成水体和耕地污染,农业生态环境遭到破坏,耕地资源的污染影响了土地的产出和食品安全; ③对耕地资源的不合理利用和投入,导致肥料、农药、地膜等农业生产资料污染耕地严重; ④森林资源总量不足,森林质量不高,森林覆盖率低,生态环境恶化; ⑤水质污染严重,水资源过量使用导致水环境破坏,地下水的过量开采造成严重的环境地质问题;⑥人类的长期干扰,致使生物多样性日趋减少; ⑦水土流失是土地退化的主导因素之一,水土流失不仅导致耕地质量退化,也加剧了洪涝灾害和干旱的发展; ⑧矿产资源的开采改变了土地利用类型,减少了耕地面积,诱发了地质灾害,对矿区生态安全构成严重威胁。
(4)首次建立了河南省土地资源生态安全评价指标体系,并对各因子进行了定义和说明。在对河南省土地资源生态安全态势分析基础上,构建了河南省土地资源生态安全评价拟选指标体系。本次研究选取了土地生态环境的自然状态、土地生态环境的经济状态和土地生态环境的社会状态 3 个一级指标; 土地自然资源数量、土地自然资源质量、土地经济投入压力、土地经济产出质量、土地承载数量指数和土地整治能力指数 6 个二级指标;人均耕地、人均水资源、森林覆盖率、人均后备资源、耕地质量指数、地表水质等级、农田旱涝保收率、水土流失面积百分比、单位土地工业 “三废”负荷、单位耕地化肥、农药、农膜负荷、单位耕地粮食产量、单位土地农民人均纯收入、人口密度、城镇化水平、土地利用结构多样性指数、工业 “三废”处理率和环境污染治理强度 17 个评价因子。
(5)建立并确定了河南省土地资源生态安全评价的基准值。依据国家、行业和地方规定的标准、环境背景基准、类比基准和通过科学研究已判定的生态效应确定了河南省土地资源生态安全评价指标基准值。
(6)采用直线型无量纲化方法,将表示区域土地资源生态安全的各指标都转化成以百分比为单位的指标值或单个指标安全指数。以单个指标安全指数为基础,运用多指标综合评价法,建立了河南省土地资源生态安全评价数学模型。
(7)按照综合分析性、主导性和可操作性原则,运用 GIS 技术采用多边形叠置分析法进行评价区域的选择和划分。土地生态环境适宜性分区图和自然经济分区图叠加形成生态安全评价分区图,将河南省分为太行山地丘陵区、秦岭-伏牛山山地丘陵区、桐柏-大别山山地丘陵区、南阳盆地区和黄淮平原区 5 个评价区域。在不同的区域内,按照均质性原则、独特性原则等,以县 (市)为单位选取代表性样点,展开土地资源可持续利用的生态安全评价研究。本次研究在不同的评价区域共选取了34 县 (市)作为样区进行了评价。
(8)河南省土地资源生态安全定量研究。制定了河南省土地资源生态安全综合评判标准,将河南省土地资源生态安全分为 5 个安全等级,即 I (不安全状态)、Ⅱ (较不安全状态)、Ⅲ (一般安全状态)、Ⅳ (较安全状态)和Ⅴ (安全状态)。在评价的 34 个县(市)里,有 4 个评价单元的生态安全状况处于不安全状况,其生态安全综合值均接近上限。有 20 个评价单元状态表征处于较不安全状态,占评价单元总数的 58.82%。其中,近八成评价单元的生态安全综合值处于中下等水平,义马市更是接近不安全状态。有 10个评价单元处于一般安全状态,占评价单元总数的 29.41%。其中的 80%生态安全综合值处于一般偏差状态。
(9)提出了河南省土地资源可持续利用的生态安全调控机制和对策。依据评价结果了解不同区域所处的生态安全态势及其主要生态安全问题,从而针对不同的生态安全态势做出切实可行的对策分析。
1)河南省情要求在未来时期内,必须贯彻落实科学发展观,保护耕地,保障粮食安全; 改变土地利用方式,节约集约土地利用; 优化土地利用结构,推进循环经济,切实把土地资源的可持续利用转化为全社会的共识和责任。
2)做好相关规划,以实现对土地合理利用的调控引导。以土地利用总体规划修编为主体,在保有足够数量和品质的耕地、巩固河南省农业基础地位的前提下,保护好土地生态环境,遏制生态恶化,提高城乡人居环境品质; 合理配置各业建设用地,支持经济快速发展; 优化土地利用结构和布局,提高土地资源的生产能力,构建以不导致土地生态环境退化和不超过土地资源生态安全阈值为约束条件的生态理念下的可持续性土地利用模型。突出城市总体规划引导资源节约、推广可再生能源的前瞻性、战略性、综合性和权威性的作用,从源头上把好资源节约和有效利用关。
3)从加强水土资源保护与深度治理,对土地沙化、盐渍化进行控制,强化对农业面源污染的控制,控制 “三废”,改善土地生态环境等方面建立有序人类生态安全活动模式。
4)加大对土地生态建设的投入,建立生态补偿机制
5)加强土地生态监测站网建设,及时注意区域内土地生态环境状况的动态变化。在监测的基础上,利用计算机技术、GIS 技术和 RS 技术等先进手段,构建生态安全信息数据库与智能决策系统,及时快捷地发现警情,确定警源,评判警度,采取措施,防患于未然。
Ⅲ 主要成果和认识
1)分析了鲁西北地区区域地质背景,总结了济阳坳陷构造特征。首次较系统地描述了济阳坳陷中新生代火成岩的分布及岩性特征,火成岩多分布于鲁西隆起与济阳坳陷接合部位的齐广断裂北侧,新生代火成岩主要分布于临邑凹陷中部林樊家断层附近、惠民凹陷东北无南断层附近、西南高青断层附近和东营凹陷东南八面河断层附近。研究了晚古生代地层沉积相和层序地层,以钻孔资料为基础,分析了晚古生代沉积相变化和含煤地层横向变化,本溪组由东北向西南厚度有变薄趋势,太原组和山西组厚度较稳定。
2)总结了地球物理异常特征及其与构造单元的对应关系,分析了主要构造单元边界断裂重磁异常特征。在山东省大地构造单元划分基础上,结合石油部门对构造单元划分的认识,将鲁西北地区构造单元划分为Ⅵ级。Ⅰ~Ⅲ级构造单元与全省统一划分一致,属中朝陆块渤鲁微陆块之渤海湾盆地,Ⅳ级构造单元分别划分为埕宁隆起、济阳坳陷、临清坳陷和潍坊坳陷,埕宁隆起受资料所限未划分Ⅴ级单元,其余Ⅳ级单元分别划分了Ⅴ级和Ⅵ级单元,共划分Ⅵ级单元42个。
3)研究了各构造单元地层序列,重点研究了车镇凹陷、沾化凹陷、东营凹陷、惠民凹陷、临邑凹陷、青城凸起、广饶凸起、潍北凹陷、武城凸起、德州凹陷、冠县凹陷、高唐-堂邑凸起和莘县凹陷地层序列,建立了主要构造单元地层剖面。
4)总结了鲁西隆起北缘煤炭资源勘查开发概况,研究了含煤地层特征、横向变化及划分对比,分析了各煤田煤层数量、特征、变化和煤质特征。
5)分析了鲁西北坳陷区含煤地层──晚古生代石炭-二叠纪含煤地层、中生代侏罗纪含煤地层和新生代古近纪含煤地层主要特征,系统建立了煤系地层序列。根据钻孔资料,较准确的确定了含煤地层层位、厚度和分布,绘制了钻遇含煤地层钻孔分布图。
6)分析了济阳坳陷、潍坊坳陷、临清坳陷煤层特征,总结了钻遇煤层钻井揭露的煤层层数、厚度、位置,研究了煤层区域分布和变化。
济阳坳陷,石炭-二叠纪煤层较广泛发育,在车镇凹陷、沾化凹陷、惠民凹陷、临邑凹陷和东营凹陷的南坡都发育较厚煤层,济阳坳陷的北缘车镇凹陷和沾化凹陷含煤层数多、煤层厚度大,而济阳坳陷南缘含煤层数少,并且煤层单层厚度小;本溪组含煤1~4层、总厚0.5~66.5m,太原组含煤1~8层、总厚1~13.5m,山西组含煤1~12层、总厚0.5~20.2m。中生代—新生代煤层仅在车镇凹陷、沾化凹陷和临邑凹陷的局部发现,以侏罗纪煤层为主,侏罗纪煤层赋存于淄博群坊子组中,含煤1~11层,总厚1~25.5m;古近纪煤层主要赋存于济阳群沙河街组四段,在沙三段也见有分布,含煤1~2层,总厚1~5m。
潍坊坳陷,石炭-二叠纪煤层主要分布于昌乐凹陷、侯镇凹陷和牛头镇凹陷,太原组含煤11~12层,山西组含煤6层。侏罗纪煤层分布于坊子凹陷,含煤5层,可采煤层平均厚度5.5m。古近纪煤层发育在坊子凹陷和潍北坳陷,隐伏区的济阳群(五图群)孔店组二段,含煤2~8层,总厚1.5~6m;基岩区五图群李家崖组上含煤段含煤7层、多为线煤,中含煤段含煤12层、总厚9.49m,下含煤段含煤10层。
临清坳陷,石炭-二叠纪煤层普遍发育,而且厚度较大,含煤1~13层,总厚10~19.5m。未发现中生代—新生代煤层。
7)研究了煤层地球物理特征,建立了隐伏区地球物理找煤标志。指出黄河北煤田分布区表现为重力低中的局部升高区域,H型、HA型和右支“A”型电测深曲线往往为煤系存在的标志。分析了月门沟群1、3、4、7、10、11、13煤层和五图群主要煤层地震反射波特征,将研究区地震时间剖面分为2~3层(隆起)结构、3~4层(斜坡)结构、4层或多层(坳陷)结构,认为3层结构的地震时间剖面是最佳找煤标志。总结了煤层地球物理测井曲线特征和地球物理测井资料在煤田勘探中的作用。
8)分析了研究区主要赋煤规律,建立了鲁西北找煤的主要地质标志。煤层形成时代主要为石炭-二叠纪,少量形成于侏罗纪、古近纪;煤层主要分布在凹陷区和凸起区边缘,可供勘查利用的较浅煤层主要分布于隆起区与凹陷区过渡位置和隆起区内部的洼陷中;凹陷中心部位煤层多、厚度大。因此提出,鲁西北找煤的地层标志为石炭-二叠纪山西组、太原组,构造标志主要为隆起区与凹陷区过渡位置和隆起区内部的洼陷。
9)划分了9个找煤远景区,其中济阳坳陷有6个找煤远景区,分别是广饶县大码头找煤远景区、东营找煤远景区、惠民-高青找煤远景区、高唐-禹城找煤远景区、河口五号桩找煤远景区和车镇-义和找煤远景区。其他3个找煤远景区位于临清坳陷和潍坊坳陷,分别是临清-冠县找煤远景区、德州找煤远景区和昌邑李家埠找煤远景区。研究了各找煤远景区煤层埋藏深度、分布面积、煤层数量、厚度等。
10)提出了3个可供近期勘查评价的找煤靶区,即大码头勘查靶区、孤岛勘查靶区和义和庄勘查靶区。按照不同埋藏深度,根据钻孔实际揭露资料预测了各找煤远景区煤炭资源量,预测鲁西北平原区石炭-二叠系含煤地层煤炭总资源量3423.08×108t,其中,埋深1000~1500m煤炭11.7384×108t,埋深1500~2000m煤炭88.93×108t,埋深大于2000m煤炭3322.3996×108t;预测昌邑凹陷新生界煤层远景资源量30.144×108t。
11)编制了鲁西北地区构造单元划分图、前新近纪基岩地质图、煤层分布图、主要煤层等厚线图等基础图件。
Ⅳ 中国古代文明成果认识和评价
中国古代文明成果认识和评价
中国古代科技曾经走在世界前列,一度被称为“发明和发现的国度”。
培根在评述中国古代文明的三项成果时说:“印刷术、火药、指南针这三种东西曾经改变了整个世界的事物面貌和状态”。
除四大发明之外,还有众多世界之最,例如东汉的《九章算术》,采用了当时世界上最先进的十进位值制记数法,这本书也是当时世界上最先进的应用数学著作。
再如,中国古代天象观测记录,是世界公认最悠久最系统的。
纵观古代中国的科技成就,比较重视总结实践经验,而轻视理论概括和抽象。
因此,中国文化具有强调实用技术,忽视抽象科学的倾向。
中国传统学术中的实用之学如农学、医学、地学、天文历算之学等有比较突出的成就,就反映了这一特点。
西方的亚里斯多德就以科学调查的方式研究自然界,创建了严密的逻辑论证系统。
同时,这些科技成就与农业及其人与自然的和谐密切关联,发达的应用数学、天文测量及其系统的农学都与农业文明息息相关,而发达的中医学及其中药学研究也在一定程度上体现了人与自然和谐相处的人生态度,正与儒家的“天行有常”“天人合一”契合。
中国文明的影响,还在于它直接或间接影响到了蒙古高原(中亚)的游牧民族。
欧亚大陆文明大格局的所产生剧烈变动,往往是由于中国在东方推倒了第一张多米诺骨牌。
拓展资料:
公元1456年,德国的戈登堡用活字印《戈登堡圣经》,这是欧洲第一部活字印刷品,比中国的活字印刷史晚四百年。
活字印刷术经过德国而声速传到其他的十多个国家,促使文艺复兴运动的到来。
十六世纪,活字印刷术传到非洲、美洲、俄国的莫斯科,十九世纪传入澳洲。
从十三世纪到十九世纪,毕升发明的活字印刷术传遍全世界。
全世界人民称毕升是印刷史上的伟大革命家。
参考资料:中国古代文明-网络
Ⅳ 如何认识教学成果
教学成果是指反映教育教学规律,具有独创性、新颖性和实用性,对提高教学水平和教育质量、实现培养目标产生明显效果的教育教学方案,包括:
(1)针对教育对象的特点和人才培养的要求,运用现代教育和教学手段,在加强思想政治教育,开展课程、教材、实验实习基地建设等方面,坚持教书育人,探索教育规律,更新教学内容,改进教学方法,提高教学水平和教育质量的成果。
(2)根据教育目的、教育环境和教育教学规律,在组织教学工作,推动教学改革,开展教学评估,加强专业(学科)、教师队伍和学风建设,促进产学研结合,实现教学管理现代化等方面的成果。
(3)结合自身特点、推广、应用已有的教学成果,并在实践中进一步创新和发展,对提高教学水平和教育质量有显著效果的成果。
《条例》中所称的教学成果涵盖了高等教育和中等以下教育。从时间上看,中等以下教育的教学成果可以从1994年《条例》颁布以后进行,但国家级奖励仅限于高等教育。
2000年5月25日教育部发出了《关于认真做好2001年高等教育国家级教学成果奖励工作的通知》。《通知》继续沿用了《条例》中规定的教学成果定义,外延有所变动。
“(1)针对教育对象的特点和人才培养的要求,在转变教育思想,优化培养方案,改革课程体系,更新教学内容,改进教学方法、实验技术,全面推进素质教育,培养学生的创新精神和实践能力,促进学生知识、能力、素养综合提高,德智体全面发展,提高教学水平和教育质量等方面的成果。
(2)根据教育目的和教育教学规律,在组织教学工作,推动教学改革,加强专业(学科)、教师队伍、教材、实验实习基地、学风建设和现代教育技术应用,促进产学研相结合与各种合作办学,开展评估,建立自我约束、自我发展的机制,实现教学管理现代化等方面的成果。
(3)结合自身特点,推广、应用已有的教学成果,并在实践中进一步创新和发展,显著提高办学效益和人才培养质量等方面的成果。”
从上述历程可以看出,教学成果的概念来之不易,是不断求索的结果,是集体智慧的结晶。其内涵已为大家所公认,但外延与时俱进,富有时代特征,与当前的工作,特别是热点、难点问题紧密相连,基本上涵盖了高等教育教学工作的全部内容。在同一内涵之下,可以有多种外延。中等以下教育的成果外延应当根据中等以下教育内容作出相关界定。
02
从几个侧面认识教学成果
1. 教学成果的三要素
一项教学成果,需要具备三
Ⅵ 主要成果及初步认识
(一)Cu的相态分析成果
Cu的总量与相态分析结果见图4.33~图4.35所示。由图可见,该区Cu的背景主要有两个级次,其中每一级背景属正常背景,其浓度低,变化小。第二级背景属异常背景,浓度较高,变化明显,有一定方向性,多与矿床、岩体、构造及其一特殊层位吻合,详见表4.128。
表4.128 铜地球化学背景特征表
从表4.128可见,Cu异常背景较正常背景在相态上的突出特征是硫化物相与氧化物相浓度及其在总量中占有率高,衬度大,从而可体现出正常背景与异常背景的本质区别。
尤其值得注意的是,Cu硫化物相与氧化物相异常背景较总量的异常背景发生明显变异,突出表现在该区东部Cu全量有两个明显的二级异常背景带(其中北侧带与地层有关)。但在硫化物与氧化物相图中,这两个异常背景带消失,成为一个与Cu矿床分布相吻合的异常背景区或局部异常。说明东部两个Cu异常背景带不存在硫化物相与氧化物相异常背景,系由岩性或环境因素形成的以结合相为主,即是由非成矿因素形成的二级背景,一般情况下不应作为Cu的找矿远景带看待。此外,在该区西部Cu氧化物相沿狮子岭闪长岩体呈环形展布,与断裂关系也十分密切。纵观全区Cu的硫化物相、氧化物相较Cu的全量与Cu或含Cu矿床、火成岩、断裂的空间关系更为密切,进一步说明该区Cu的相态分析成果可以更客观地反映Cu矿化分布富集规律。
Cu的硫化物相是反映Cu成矿作用的直接信息,由于Cu在表生作用中属活动元素,Cu原生硫化物易氧化成氧化物,Cu氧化物相也是反映Cu成矿作用的直接信息,因此Cu氧化物相与硫化物相合量与总量比值即
相态分析与地质找矿
式中:w(OCu)为氧化物相铜的质量分数,10-6;w(SCu)为硫化物相Cu 的质量分数,10-6;w(TCu)为全铜的质量分数,10-6。
ACu也是反映Cu成矿作用的重要信息,图4.36 即为ACu值图,由图可见ACu高值带(>0.5)与上述Cu异常背景一致,区内已发现的Cu矿床或含Cu矿床均分布在ACu高值带内,且ACu高值带的展布与断裂、火成岩体空间关系也十分密切,从而更清晰地反映出该区Cu的富集规律。
综上可见,Cu的全量结果只能在量上反映出Cu地球化学场变化特征及展布规律,但不能反映其内在特点与性质,而Cu的相态分析结果则可以揭示出Cu地球化学场变化的内在特征和规律,并对其作出深入解释评价,区分出有找矿意义的异常背景带,以更准确地圈定找矿远景区或带。
依据上述对Cu的全量与相态分析结果可以看出:
(1)Cu的不同级次背景有本质区别,各自具有不同的地球化学意义。Cu的正常背景硫化相与氧化相浓度低,变化小,定向性差,与成矿控制因素空面关系不明显,应属区域地球化学本底。Cu的异常背景则相反,与成矿作用有关,属成矿区带的地球化学本底,可作为圈定找矿远景区(带)的地球化学依据。
(2)下列地段应作为该区找Cu的主要远景地段:①二台子至大西沟一带,该地带Cu硫化物相有较明显显示;②太白花岗岩体东侧四方台一带,该地带Cu硫化物相与氧化物相均有明显显示;③东江口岩体南接触带及西延,该地带Cu全量与Cu氧化物相均明显富集;④狮子岭岩体接触带及外侧,该地段Cu氧化物相有明显显示。但从总体看,该区Cu全量、氧化物相、硫化物相浓度较低,初步认为该区浅表部Cu的找矿远景不很大。
(二)Pb的相态分析成果
Pb的结果如图4.37~图4.39。
由图可见该区Pb的地球化学背景也具有两个明显的级次。
1.Pb的正常背景
全量值为30×10-6,变化范围为3×10-6,以中部、东部最清晰。硫化物相为0~2×10-6,东部与西部有明显差异,东高西低,西部为0,东部为2×10-6。氧化物相为0~7×10-6,西部偏高(5×10-6),东部偏低(0~3×10-6),可见Pb的正常背景也具有硫化物相很低,氧化物相较低,Pb的存在形式以结合相为主(>70%)的特征。
2.Pb的异常背景
全量异常背景浓度一般为40×10-6,衬值为1.3~1.5,走向多与地层一致。但硫化物相与氧化物相异常背景较全量发生明显变异,突出表现为:全量异常背景有的消失,有的解体(如西部),有的变大,并出现新的异常背景带。硫化物相与氧化物相异常背景展布规律也有明显变化,与火成岩体、构造、铅锌矿床的空间关系更为密切,较全量更为清晰。确切地展示了该区Pb的富集规律。Pb硫化物相与氧化物相异常背景基本一致,前者浓度均大于5×10-6,衬值>2.0,后者为5×10-6~10×10-6,衬值一般大于2.0,可见Pb的异常背景,硫化物相与氧化物相浓度也明显高于正常背景,衬度也明显高于全量值。
由于Pb硫化物相与氧化物相都更确切地反映了Pb的分布富集规律,且二者为正相关(线性相关系数为0.8870,n=212,故APb值:
综合上述结果,下述地段在该区铅锌矿找矿工作中应予以注意:①东江口岩体南接触带外侧至二台子一带;②凤太地区狮子岭岩体外接触带;③铅硐山西部至陕甘边界。
(三)Zn的相态分析成果
Zn的地球化学背景也分为两个明显级次,详见图4.41~图4.44。
1.Zn正常背景
全量值具有明显的分区性,东部(东江口岩体以东)为低Zn正常背景区,一般为85×10-6,西部为高Zn正常背景区,其值一般为100×10-6。Zn硫化物相正常背景在全区均一,稳定,一般为1×10-6~4×10-6,浓度很低;氧化物相正常背景在全区也无明显差异,较均一,浓度较低,一般为4×10-6~8×10-6。可见Zn全量正常背景值在东部与西部差异应与岩性或表生环境因素有关。Zn正常背景同样也具有硫化物相与氧化物相浓度很低之特征。
2.Zn异常背景
Zn全量异常背景呈近东西及北东向带状,浓度一般为110×10-6~140×10-6,西高东低,与正常背景具有一定的渐变关系。衬度较低,一般都小于1.5。硫化物相异常背景展布规律与Zn全量相似,但其衬度明显变大,一般大于2.0,较全量更为清晰,与铅锌矿床、断裂,火成岩空间关系更为密切,并出现新的异常背景带或区域异常。
值得指出的是,由于表生作用下Zn活动性强,原生闪锌矿易氧化为Zn2+而迁移分散,因此Zn氧化物相地球化学场呈现出明显的多级次渐变的特征,与Zn地球化学性质一致(见图4.42),其第一级属正常背景,浓度为4×10-6~8×10-6,与前述硫化物相正常背景一致。第二级背景介于正常背景与异常背景之间,浓度为10×10-6~15×10-6。第三级为异常背景,浓度大于15×10-6,梯度变化较大,与硫化物相异常背景基本吻合。并在中部、西部出现新的异常背景。但在全量图中并无显示,因此也应注意研究其找矿意义。可见,考虑到Zn在表生作用下具有活动性强的特点,对Zn氧化物相异常背景更应予以注意。
综合上述Zn的相态分析结果,下列地带在该区Zn的找矿工作中应予以注意:①狮子岭岩体外接触带;②东江口岩体南侧外接触带;③凤镇—山阳大断裂南侧;④大西沟—桐木沟矿带。
(四)对成果的初步认识
综合上述区域样品Cu、Pb、Zn的相态分析结果可见,相态分析结果既能反映出全量结果的主要地球化学特征,又较全量结果有其独特的优越性,主要表现为:
(1)能更清晰地区分出地球化学场不同级次,提高了异常场的地球化学衬度,更确切地展示元素分布富集规律,区内已发现的多金属矿床均分布于相态分析异常中。
(2)相态分析结果具体体现了元素产出模式,可对全量地球化学场做出较深入的评价,揭示其内在特征。尤其能区分出可能由岩性或环境因素产生的异常背景(即非矿信息)和可能由成矿作用产生的异常背景,从而使成矿地球化学区(带)乃至成矿远景区(带)圈定更为准确,以减少失误,还能圈出全量结果未能圈出的有找矿意义的异常背景区(带)及区域异常,避免漏掉有意义的找矿地段。此外,还增强了某些弱异常,起到了强化异常的作用。这就使化探工作由量的研究转入到质的研究。
(3)对不同级次地球化学背景及其找矿意义的本质区别了更深入的认识:①正常背景,以结合相为主,硫化物相与氧化物相浓度很低,在总量中占有率低,反映出其基本未受矿化影响。②异常背景,以硫化物相与氧化物相为主,反映出其受到成矿作用影响。
(4)Zn、Cu在表生作用中属活动性强易分散元素,应注意氧化物相研究。
(5)该区Cu、Pb、Zn异常背景与断裂火成岩、多金属矿床空间关系十分密切,因此应注意构造、火成岩对成矿的控制作用。
Ⅶ 取得的成果及认识
1.4.2.1 对沂沭断裂带演化阶段进行了厘定
依据对沂沭断裂带深部构造和浅部构造岩、构造形迹、构造盆地建造和改造特征的论述,将沂沭断裂带的演化划分为四个阶段:诞生阶段(J1)、左行平移阶段(J2-K1)、张扭性裂谷阶段(K1-K2)和挤压断块运动阶段(E-Q)。其在山东境内的最大平移距离约150 km。
1.4.2.2 对沂沭断裂带形成的动力学环境进行了探讨
沂沭断裂带强烈活动的大陆动力学环境起源于中亚-特提斯构造域向滨太平洋构造域转化、太平洋板块的俯冲。在三大板块即华北板块与扬子板块碰撞造山、太平洋板块向NWW俯冲的大背景下,导致了沂沭断裂带的活化并发生左行平移,其最大平移距离超过300 km。新生代则以拉张、挤压(兼扭动)交替进行为特征,形成具裂谷特征的构造格架。
1.4.2.3 对构造演化与成矿关系进行了研究
对各个主要阶段沂沭断裂带的主要构造事件进行了描述,分别探讨了海西-印支运动时期、侏罗纪时期、白垩纪时期、古近纪-新近纪时期和第四纪时期沂沭断裂带的构造表现形式,以及构造对矿产资源的控制作用。其中印支期构造-岩浆活动与铁、铜、金矿有关;燕山早期形成了与碱性杂岩体有关的归来庄式金矿床;燕山晚期经历多次张-压交替构造岩浆活动,岩浆活动不仅发育在断裂带内,在鲁东大面积花岗岩的侵入,带来了丰富的深源金元素,形成胶东金矿床密集区,以焦家式和玲珑式金矿为典型,及与火山碎屑岩、砾岩有关的白垩纪砾岩型金矿床等;喜马拉雅运动则形成了以石油和褐煤(古近纪)、蓝宝石和硅藻土(新近纪)、地下卤水和砂金矿(第四纪)等矿床。
对区内典型金矿包括蚀变岩型、矽卡岩型、石英脉型和潜火山岩型等金矿进行了较为详细的描述,探讨了各自产出的成矿地质背景与构造环境,对金矿成矿机理进行了探讨;对带内(外)铜矿、铅锌矿、铁矿和蓝宝石矿的形成机理和成矿作用进行了探讨,建立了区内构造-沉积-岩浆(火山)-成矿活动时序和成矿系列。
1.4.2.4 探讨了金矿成矿作用
通过对金矿稳定同位素、年代学同位素、包裹体、惰性气体研究,确定了区内金矿的成矿阶段与形成时代,探讨了物质来源。
对区内典型金矿床硫、氢、氧、碳和铅等稳定同位素的研究结果表明:黄铁矿的δ34S值的变化为+2.7‰~+4.4‰,δ18OH值为-1.78‰~4.07‰,δD(SMOW)值为-74‰~-77‰,δ13C平均值为-4.18‰~-5.1‰,铅同位素具有正常铅的特点,说明区内金矿的成矿物质来源于地下深处,成矿流体以岩浆水为主,大气降水为辅。区内金矿的形成主要是岩浆热液加入天水作用的结果,在成矿过程中,大气降水的参与改变了成矿热液的理化条件而发生沉淀形成金矿。
对沂沭断裂带中段两种类型金矿床的方解石、石英包裹体的研究揭示:石英和方解石中包裹体冰点温度变化于-2~-8.6℃之间,对应的盐度质量分数在3.39%~12.39%之间,可分为3.5%~6.5%和8.5%~12.39%两个盐度段,可能代表了两种流体端员组分,即中等盐度的岩浆流体(或深源流体)和低盐度的深循环的大气水流体。包裹体显微测温结果反映了早期以中温石英为代表的早期成矿阶段(260~330℃),以中低温石英和方解石为代表的中期成矿阶段(177~260℃)和以低温方解石为代表的晚期成矿阶段(125~160℃)。
区内的金矿成矿时代采取了K-Ar和单颗粒锆石U-Pb同位素测年,结果表明,本区金矿的形成应在中生代白垩纪,金质来源与燕山期火山-岩浆活动有关。
Ⅷ 主要成果认识
在充分收集前人研究资料和成果认识的基础上,在专题组全体成员的共同努力下,对陕西秦岭地区主要矿集区的成矿地质背景、典型铅锌、银、铜、金矿床的成矿环境、成矿规律、控矿因素、找矿标志、成矿特征、成矿机制、成矿模式及矿床成因等进行了较全面的研究,对秦岭造山带中高山地区铅锌、银、铜、金矿开展了物探、化探、遥感等综合勘查方法技术试验和有效性评价,建立了综合勘查模型,指出了成矿远景区,圈定了找矿靶区,并对重点找矿靶区实施了工程验证,获得了8个方面的重要进展和显著成果:
1)基于1:5万水系沉积物和1:2.5万沟系次生晕资料,对凤-太、柞-山、勉-略-宁三大矿集区的地球化学特征及其分布规律进行了重新认识、全面总结,开展了化探异常圈定和成图,并提出找矿预测区。
在凤-太矿集区圈定以Au、Ag、Pb、Zn、Cu为主的5个异常带和一个异常区,即苏家沟-老铁厂-黄柏塬异常带、长沟-洞沟异常带、双王-(八卦庙-铜岭沟)-南山异常带、双石铺-铅硐山-苇子坪-太白河狮子坝异常带、西坝-王家塄异常带和文家庄异常区;柞-山矿集区圈出以Au、Cu、Ag、As为主的3个异常带,即北部老林-营盘街-丰北河Au、Ag异常带、中部曹坪-上官坊Au-As异常亚带和马耳峡-穆家庄-元子街-马鹿坪Au-Cu-As异常亚带、南部二台子-板板山-龙王庙异常带; 在勉-略-宁矿集区圈出以Au、Zn、Ag、Cu(Ni、Co)为主的3个异常带,即郭镇-茶店异常带、代家坝-艾叶口异常带和巩家河-雪花太坪-陈家坝异常带。
2)选择凤-太矿集区典型铅锌、金矿床进行了物化探方法试验研究,并对这些物化探方法进行了有效性评价。
对典型铅锌、金矿床的物探方法有效性试验研究表明:①常规充电法适合于埋深200~500m的就矿找矿,应用前提是要求有较好的矿体天然露头或人工揭露见到矿体,应用充电方法在凤-太矿集区进行盲矿体追索效果极佳; ②TEM法有效探测深度可以达到500~700m以下,在圈定异常体的水平投影界线时准确性较高,但对推断异常体深度的误差较大,对含炭质岩层、含金属矿物的岩脉、断层及不同电性界面也会形成异常,对矿体形态判断不利;③可控源音频大地电磁测深(CSAMT)法是电阻率-频率测深,具有探测深度大、快捷、能及时提供视电阻率-频率拟断面图等优点,但也有静态效应、近场效应及场源附加效应,以及所测电阻率参数单一等不利因素增加了解释难度,推断异常体深度的误差较大; ④EH4方法具有较大的探测深度,由于工作频率的限制,深部采样间隔较大,使得该方法也有先天的明显缺陷,在已知矿区的试验结果与地质现象相反,勘查效果不佳。
1:2.5万沟系次生晕测量、1:1万(或1:5000)土壤地球化学测量和大比例尺岩石地球化学测量可有效圈定找矿靶区,评价不同地质体的含矿性。土壤金属活动态测量等化探新方法对于寻找隐伏矿体具有较好的指示性。
3)采用新方法、新技术,完成了凤-太矿集区柴蚂金矿、沈家湾金矿和柞-山矿集区池沟铜矿蚀变矿物的ASD填图试验。
对已知矿区的蚀变矿物填图试验研究认为:①ASD蚀变矿物填图方法是一种简单、快速、低成本的勘查方法,可以在平面上和剖面上判断蚀变类型和矿化分带,为勘探工程部署提供更充分的地质依据; ②ASD仅是对矿物的鉴定,而不能判断矿床成因;③ASD仪器对含羟基矿物的辨别比较准确和快捷,而对硅化和钠长石化的矿物成分难以区分;④开展ASD蚀变矿物填图工作,选择工作对象非常关键。对于与浅成-超浅成中酸性岩浆有关的金属矿床,由于岩浆热液所引起的蚀变带范围一般远大于矿体的范围,并且蚀变带中的矿物组合有一定的空间分布规律性,蚀变矿物填图效果往往比较明显,而对于沉积岩区或与区域变质有关的金属矿床,由于这些矿床在形成过程中不发育或仅发育小规模的蚀变,且蚀变矿物组合的规律性不明显,因此利用ASD仪器开展蚀变矿物填图,判断蚀变类型和矿化分带效果较不明显。
4)开展的大比例尺遥感图像解译指示性强,为找矿选区提供了信息支撑。
通过对凤太地区1:5万和1:1万遥感影像数据的处理和解译,认为:①在秦岭中高山强覆盖地区开展大比例尺遥感影像解译,Aster数据和IKONOS数据均能够满足分辨率方面的要求,采用彩色合成、数据融合等手段进行数据处理,能够有效地增强数据的可分辨程度; ②采用Aster数据的多光谱特性在1:5万层次进行特征矿物蚀变信息的提取较ETM/TM数据具有较高的优越性;③利用Aster数据开展1:5万层次影像解译,遥感信息提取成果及地质解译与已知地质要素吻合程度较高;④利用IKONOS数据开展1:1万层次影像制作,在微观地质单元的解译方面具有明显优势,如对小面积的碳酸盐岩(及其褶皱构造)分布区域以及人类采矿形迹能够达到详细解译的程度,遥感解译与地质吻合程度较高,对于找矿选区可提供指示信息。
5)建立了三大矿集区中典型矿床的成矿模式和找矿模型,提出了秦岭造山带多数金属矿床的“两期/二元成矿控矿”模式。
通过对研究区内典型矿床的地质特征、地球化学特征、成矿规律、矿床成因及最新测试数据的综合分析,建立了凤-太矿集区八方山-二里河铅锌矿床、八卦庙金矿床,柞-山矿集区银洞子银铅多金属矿床、穆家庄铜矿床,勉-略-宁矿集区煎茶岭金矿床、铜厂铜(铁)矿床等典型矿床的成矿模式和找矿模型,并提出找矿标志。区域成矿规律研究发现,秦岭造山带中的多数金属矿床,经历了早期初始富集成矿和后期构造改造就位的成矿过程,从关键控矿因素分析,造山带中的多数矿床具有明显的“两期/二元成矿控矿”规律,即同一区域的矿床既受某一特定构造时期的成矿环境及其成矿建造控制,具有特定的成矿元素组合,同时又受印支期或燕山晚期构造岩浆改造作用控制,多数矿床的最终就位主要受区域晚期造山构造岩浆作用控制。根据这一共性控矿规律,秦岭造山带矿床往往具有变质热液矿床和岩浆热液矿床的基本特征,矿床的富集空间主要为断裂构造、褶皱虚脱部位和印支-燕山期侵入体内外接触带。
6)对山阳池沟铜矿进行了地质学、地球化学、地球物理学、同位素年代学、矿产勘查学及遥感等多学科系统研究,获得了矿床成岩成矿年龄,认为该矿床为斑岩型铜矿。
系统的LA-ICP-MS测年研究表明,Ⅰ号岩体结晶年龄为(146±1)Ma,Ⅱ号岩体年龄为(148±1)Ma,Ⅲ号岩体年龄为(141±1)Ma,Ⅳ号岩体年龄为(144±1)Ma,V号岩体年龄为(140±1)Ma,Ⅵ号岩体年龄为(146±1)Ma,池沟小岩体形成于140~148Ma。该矿床辉钼矿Re -Os测年显示,矿石的形成时代为148Ma,与岩体的形成时代一致,表明岩体的侵入与矿化存在时、空和成因联系,矿床属斑岩型铜矿床。
7)初步建立了秦岭中高山地区Pb、Zn、Ag、Cu、Au矿床快速勘查评价技术方法组合体系和隐伏矿床的综合勘查模型。
快速勘查评价技术方法组合为:①预查选区阶段,主要方法组合为综合研究+水系沉积物测量+激电剖面+地质地化剖面; ②普查阶段,主要方法组合为地质填图+沟系次生晕加密+高精度磁测+TEM/CSAMT +工程控制; ③详查阶段,主要方法组合为地质填图+大功率激电+井中/井地充电+工程控制。以上方法组合依据不同的矿种、矿床类型和成矿环境等有所区别,但地质和综合研究工作贯穿于所有方法的整个应用过程中。
综合勘查模型为:地质、物探、化探、遥感综合研究确定找矿远景区→TEM、激电和或CSAMT物探方法与化探沟系次生晕加密确定勘查靶位→钻探、坑探或槽探发现矿体→坑道或钻孔充电确定矿体走向和延伸,指导探矿工程布设→系统勘查,控制矿体,圈定估算资源量。
8)找矿勘查验证取得重大进展和发现。
通过成矿理论预测选区,依据综合勘查模型选择投入有效的找矿方法组合,实施工程验证,新获得铅锌332+333+3341资源量28.7×104t,铜332+333+3341资源量20×104t,实现了产学研密切结合推动地质找矿突破的重要目标。
在秦岭造山带风-太矿集区取得了铅锌矿找矿重要成果,在白杨沟、东塘子铅锌矿区深部找矿取得了良好效果,白杨沟铅锌矿新增铅锌332+333+3341资源量4.3×104t,东塘子铅锌矿新增铅锌332+333+3341资源量24.4×104t。
在柞-山矿集区取得了斑岩铜矿重大发现,勘查发现了山阳池沟斑岩型铜矿。该矿床主要由池沟隐伏钼矿化带、Ⅰ号铜钼矿化带、付桑沟矽卡岩铜矿化带和Ⅳ号铜矿化带组成。综合研究认为,铜矿化与石英闪长岩关系密切,在已控制岩体和围岩中黄铁矿化和黄铜矿化发育。初步预测硫化物富集于Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ号岩体中。岩体形态复杂,产状陡立,Ⅳ号岩体尚未控制到根部,判断岩体沿东西方向侵入。通过地表和深部工程,池沟铜矿预获铜333+3341资源量14.7×104t。
在勉-略-宁矿集区取得了铜矿勘查重大进展,在铜厂矿床西延部位勘查发现了徐家沟铜矿床。地表目前共圈出3条铜矿化蚀变带,根据工程控制程度,现已在Ⅰ号矿化蚀变带中圈定出11个铜矿体,Ⅱ号矿化蚀变带中初步圈定出2个铜矿体,预获铜332+333+3341资源量5.4×104t。另在徐家沟铜矿外围圈定两个找矿预测区:徐家沟南矿带和黄泥梁矿带,预测这两个成矿带远景资源量在(10~15)×104t间。
Ⅸ (三)主要成果和认识
1.第四纪红土的地球化学特征反映了区域气候环境、流域物源特征和红土化作用强度的变化,对生态地球化学环境恢复有重要意义
(1)红土元素的区域地球化学分布具一定的分带性
第四纪红土是湿热气候环境下风化壳进一步红土化的产物,它的物质组成与其地球化学过程有密切的关系。洞庭湖区第四纪红土与中国红壤在化学成分上相似,与北方黄土相比则为低碱性高酸性元素,总体以富Si、Al、Fe、Ti,低Ca、Mg、Na、K、Mn、P、N、C为特征。但在不同区域的红土中,成分上有差异,湘江流域红土脱Si,富Al、Fe 程度高,Ge、S、Sn、Zn,Cu、F、B、Se、I、As、Cd、Hg、Pb、Sb、Tl、U、Bi、Br、Ce、Cl、Ga、La、Li、Rb、Se、Th、W、Zr等显著偏高;而沅江流域红土富Si、Mo、Se、Ag、Li、Nb、Se、Sr、Ti、Y、Zr;澧水流域红土富Fe、Mg、Ti、Co、F、I、V、Cu、Zn、Be、Cr、Ni、U,其常量组分与母质中砂砾石含量、红土化强度有关,微量元素则与区域地球化学背景关系更密切。不同流域红土元素组合不同,湘江流域红土以 Cd、Ag、Bi、Zn、Pb、TOC、TC、Hg、Au、W、N、Cu、As、磁化率、Sn、F、Mn、Ni的组合为主,是有色金属矿成矿带所致;次为Ga、Sc、Ge、V、Ti、Cr、Fe、Ni、Al及与其负相关的Si、pH的组合,系红土化作用所致。沅水流域红土的主要组合为Rb、Th、Nb、Ga、B、Sc、Al、Sr、Ti、Zr、K、Tl、Ge、N、Sn、F、Y、Ba、Mg、W、La、Ni、Li、Bi和与之负相关的Ag、Si,为富铝红土化的粘土吸附作用所致,体现了表生作用中脱硅富铝所形成的相互关系;次为富铁红土化作用的Cu、Fe、Be、U、P、As、磁化率、Sb、–Si、V、Mo、Zn、Cd、Br、Se、Cr组合;此外,尚有Hg、Pb、Se、Mo和V的组合,与流域内著名的汞矿带有关联。
(2)红土元素的区域地球化学分布具一定的阶段性
不同母质发育成的红土在剖面上的元素组成变化趋势说明湿热的气候环境对各类型母质母岩的改造作用使得形成的红土具有趋同性,以Zr为参照,协变分析不同母质母岩风化、红土化等体积过程的元素迁移累积结果表明母质母岩常量元素在红土化过程中更多的是活性元素迁移,稳定元素富集;紫红色碎屑岩变化不大。但不同类型不同红土化程度红土以及不同时代红土的元素含量及组合亦不同,并有一定规律性变化的趋势。
在不同类型红土中,或随红土化作用增强,红土化作用由富铁红土化向铁铝分离的富铝红土化方向演化,有机吸附作用减弱,大多数微量元素淋失,元素组合有由复杂变为简单的趋势。富铁红土化的特征元素组合为Fe、Cu、U、Be、P、Mo、V、As、Se、Zn、Cr等;富铝红土化的组合为为Rb、Li、K、F、Tl、Nb、Ti、Ni、Mg、Ga、Sc、B、Th、Ge、Al、Ba、Y,以大离子亲石元素为主。网纹红土贫碱(土)金属,脱Si富Al、Fe的红土化程度最强,为典型的红土,相对于均质红土或褐黄土,除Cr等少量难风化迁移的元素外,易溶元素多为贫乏。均质红土是生物作用参与下对网纹红土的后期改造的结果。在表层红土或全新统红土中,Mn、P、N、TC和TOC含量最高,Cd、As、Hg、U等富集,与生物及人类活动作用强有关。
不同时代红土亦表现出元素分布的阶段性特征:
更新世早期的汨罗组(Qp1m)易溶的碱(土)金属与铝等酸性难溶的残余富集的元素共存,表明元素复杂且分异不明显,可能与有机质吸附有关。
更新世中期早时的新开铺组(Qp2x)时期,环境可能变得较稳定,植被繁茂,有机碳富集,地层中保存有一些易溶的盐类组分Cl、B等,在随后的风化、红土化过程中,随脱硅富铝铁作用的进行,V、Cr、Se、As、Br、Ge、Hg、Bi、I、Ga、Sc、Ti、P、Nb、Na、Sb、U与Al和Fe共残余富集,La与Si等淋失,而大部分元素因有机物及粘土矿物的吸附而形成最重要的特征元素组合。
更新世中期中时的白沙井组(Qp2b)有两种同等重要的元素组合:一种 F、Rb、Be、K、Ba、Ca、Ni、Zn、Mg、Tl、Li、Nb等,另一为Br、I、TOC、Na、TC、Mn、磁化率、N、Co等及负相关的Al;红土化作用表现富铁铝和富铁两种。
更新世中期晚时的马王堆组(Qp2mw)也有强的红土化,脱硅富铁铝过程中伴随强烈的元素贫化富集作用比前面各期强烈,显著富集的元素有 Sn、Cl、Bi、Mo、W、Th、Se、As、S、Br、Sc、Ga、Rb,多为易被粘土吸附的元素;显著贫化的元素为 Sr、Y、Co、Mn、Ag、Be、Mg、Ba、Na、B、Nb、Zn、Li、Ca、Cd、N及pH值。
更新世晚期白水江组(Qp3bs)主要的元素组合为沉积物形成时的Sc、Mg、Cu、F、N、Cr、Ni、V、Sb、Al、Se、Zn、I组合,后期红土化作用不强,表征信息度的方差贡献率为19.91%;有较弱的富铁红土化(方差贡献率仅为14.65%),元素组合为As、Ce、Nb、Fe、Th、P、La、W、Sn、U、Mn等的富集与 Si、Zr、Mo 的贫化;值得关注的是 Cd、Hg、Au、Bi、TOC、TC、Cl、Ag、Pb、W、Sb、Zn等,重金属与有机碳共生,说明其富集与生物作用有关。
全新世(Qh)有61%的信息表现为脱硅富铝作用,并且与大部分重金属元素与有机质正相关,说明风化淋溶成壤作用占主导,人类及生物活动对重金属元素的富集有影响。
(3)红土的元素含量及其比值是地层对比、古气候恢复、环境变化研究的有效指标
红土的元素含量及其相对含量或比值是环境变化的结果,如硅-铁-铝三组分图可作为红土地球化学分类的指标;随着红土化作用的增强,Ca/Sr、Ca/Mg、Sr/Ba、K/Rb、B/Ga、Co/V、Mn/Cr、Ca/Cd等比值逐步减小,Fe/Mn、Rb/Sr、Cl/Br、K/Na、V/Ti、Zn/Cu、Zn/Cd、Ce/Y、Cr/Th、Ti/Nb、Zr/Nb、Al/Zr等比值增大,其变化反映了区域生态地球化学环境的变化过程,可以将红土的元素含量及其比值进行地层对比、古气候恢复和环境变化研究,红土可作为生态地球化学环境变化研究的有效介质。
2.平原区沉积层元素含量等的规律变化是对物源及沉积区生态地球化学环境的综合反映
(1)地球化学与孢粉指标的综合可较好表征区域生态地球化学环境特征
洞庭湖平原区沉积物的地球化学指标与各种冷暖干湿类孢粉间的相关性显著,如孢粉总量与TOC、Ca/Sr正相关,水生植物类与Br/I负相关,指示干旱环境的蒿/藜比值与Al/Zr、Rb/Sr等正相关,说明本区气候条件或植物(孢粉)类型等与元素的地球化学分布关系密切,据其不仅可帮助查明元素及其比值组合的气候环境意义,而且其各种组合可相互补充和印证,可综合表征地球化学环境和气候环境,为本区的生态地球化学环境分区及演化研究提供依据。
(2)沉积物的磁化率是对区域生态地球化学环境的综合反映
洞庭湖区沉积物的磁化率在空间上大致有从盆地四周向中心逐渐升高的趋势,与物质来源、搬运、沉积过程及人类活动有关,湘江源沉积物磁化率值较低,反映物质来源于南华地槽年轻的沉积岩——酸性岩类;西北部澧水、长江源沉积物磁化率较高,与来源于扬子地台较古老的变质岩——偏基性岩类有关。时间上,地层时代变老,磁化率有渐降的趋势。磁化率与常量组分Ca、Mg、Na、Fe,及TOC、pH值、粘粒、常绿与落叶植物孢粉比值等呈显著正相关,与Si呈显著负相关,其与 Cr、V、Ti、Ni、Sr、Sc、Nb、F、Cu、Co、La、Y、Ce、Zn、Zr、Ba、Li、Ga、N、Br、P、Mn、U等铁族、亲碎屑微量元素等的组合(方差贡献为40 %)是铁磁性颗粒富集所表征的特征微量元素组合;其与Ga、Th、Cl的负相关是铁磁性颗粒贫化、顺磁性和抗磁性物质富集的元素组合。可见沉积物的磁化率记录可作为区域生态地球化学环境变化可靠的综合性因子。
(3)不同流域、不同时代沉积物元素组成规律变化反映了物源及沉积区生态地球化学环境变化
从沉积物元素分布得知其含量变化受沉积时物源及气候环境的影响明显,后期的改造使元素丰度发生改变不是很显著。
不同时代沉积物中Si由老到新呈逐渐降低的趋势,全新世晚期为最低;Al含量变化不明显;Fe从中更新世以后为相对高值;K总的变化不大;Na、Ca、Mg、N、C均显示从老到新由低到高的变化,与气候环境变化关系密切。在各时期SiO2/Al2O3-K2O/Na2O-CaO/MgO三角图上不同流域样品聚集一起且表现出演化性趋势,说明该3组组分的相对含量可作为成因分析和地层对比的指标。
不同区沉积物的元素含量及其组合的规律变化反映了地质背景区、物源区、沉积区的气候环境、水动力环境、物理化学环境的不同。如长江物质分流进入洞庭湖沉积引起地球化学组分发生较大的变化,可由其在钻孔中出现的部位确定其进入洞庭湖的时间,不同区沉积物的元素组合可以作为区分主导作用、地质背景及物源的标志。从全孔样品的元素组合来看,长江物源区为Hg、Se、Sb,湘江尾闾区为Au、Sn、W,澧水下游区为Cu、Co、Sb、W、Sn、Zn、Hg,东洞庭湖湖区为Au、W、Co。从同一时段不同区域的元素组合来看,如从全新世晚期沉积物地球化学参数的对比可知,四水物源微量元素最丰富,长江物源次之,湖区微量元素较贫乏;湖区及长江物源的Ca/Cd、Cr/Th、C/N比值普遍高,四水物源比值则较低,可以其作为区分物源的标志。
3.文化层赋存了古代自然和人文环境信息,其地球化学记录是解读人地关系的钥匙
(1)文化层常量元素更多反映了自然环境状况,新石器中期以后的文化层微量元素则多反映人类活动特征
澧阳平原农耕文化区不同文化层常量元素由老至新的变化与丘岗区红土由老至新脱硅富铝化减弱的规律一致,说明文化层亦受表生地质作用控制;但文化层比其下生土层略富硅及碱(土)金属,较贫铝铁,亦别于表土层,说明文化层是在古风化壳上堆积而成的,其元素组合特征可表征文化堆积形成时的环境状况。
澧阳平原农耕文化区不同时期文化层微量元素地球化学分布控制因素差异明显:
旧石器不同时期的微量元素组合既有继承性(相似),又有演化性(相异),亲石元素较富,亲硫(或说亲生物)元素较缺,且愈老(往旧石器早期)愈明显,亦反映气候由温暖到干凉的转换。
新石器早期气候相对寒冷至中期逐渐变为暖湿,汤家岗至石家河时期微量元素丰度普遍较高,特别是大溪和石家河两时均出现峰值,元素多以与人类关系密切的重金属为主,说明人类制陶、烧土等活动对金属元素的富集有影响。
历史时期以来微量元素的丰度变化与铜、铁器冶炼等金属利用有更大的关系。春秋以Au、Hg和Mo等及TOC为特征,重金属Cd等普遍较低。战国文化及其以后重金属元素有增加的趋势,如Cd在唐代文化层出现高峰。
(2)农耕与城市不同文化属性文化层的元素组合不同
澧阳平原农耕文化层有多种元素组合,主要组合为Cr、V、Ga、Bi、Fe、Al等富集及Si的缺乏,代表了文化层的自然成土作用;次为P、Ca等“磷灰石型”的元素组合特征,可作为人文景观的指标;再次为TOC、TC、N、Cu、Hg等,与植物和有机物丰富、气候湿润有关,代表气候温润宜农宜人;第4组合为Mg、K及负相关的Ti、Si、Nb,反映了文化层堆积中的粘土类矿物特点,表明当时的气候相对较干热,雨水较少,掩埋古人生活器物的泥沙为较细的物质。
城市文化层元素主要反映人类的“工业”活动和城市功能进化,与气候关系不是很明显。长沙城市文化层的亲铁、亲硫元素、磁化率等、及负相关的易溶的碱(土)金属组合主要在唐代文化层为高值,说明铁族等与亚铁磁性矿物有关的元素有一定的富集作用;Au、Pb、Sn、Ag、Hg、Mo、As、Cu、Se、Sb、Zn、F的组合可能系人类“冶炼”等活动的元素组合,主要在北宋时为高,清文化层较高,说明冶炼等人类活动在此两阶段为最;Cl、I、Br、U、Ca、Ce、Sc、N、TC、TOC、Se、Sr、P的组合,以表生条件下易溶、易氧化分解的元素为主,主要在明清过渡的含煤堆积层和西周文化第三层高,前者系含煤堆积层,故该组合可作为含煤层或有机污染的标志元素;而既有表生条件下易溶,又有相对难溶的元素组合则代表了一种未经强烈表生作用改造、人为混杂堆积的元素组合特征,其在明代“废渣”状文化层高;以S、N、TOC、TC、Ce、V等亲生物元素为主的组合反映了人类城市生活排污特征,主要在汉代古井、次在明清文化层为高;Cd、P、Mn、Zn、CaO、Tl、Ni、Br的组合,可与澧阳平原农耕文化区的“磷灰石型”元素组合类比,主要在西周文化层第三层高,次在唐代文化层高,可能反映的是一种人类生活垃圾如动物骨骼的堆积;Al、Ga、F、Sc的组合,为表生条件下趋向残余富集的元素,代表了自然地质背景作用明显,主要在西周文化层之下的生土层为高。
对文化层的“少人类影响”和“人类影响”两类样品元素分布规律研究表明,Au、Ag、Pb、Sn、Cd、Hg、Zn、Cu、TOC、P等“人为源”元素,及La、Ge、Th、Tl、Sc、Co、Sr、Ni、Ga、V、Cr、Al、F、Ca、Mg、B、K、Fe、Br、I等“自然源”元素在两类文化层中均有显著差异。“自然源”元素的差异是物源区地质背景不同造成的。在少人类影响的文化层样品组中,散点图上的“人为源”元素与“自然源”元素可拟合出一呈显著相关的回归线;时间序列图上Cr/Ti、Ni/Ti比值同步呈周期性变化;Cd、Hg、Zn等元素与Cu组合;Cd和P同步变化,等等,证明大溪文化以前,人类活动较弱时期,文化层样品中影响这些“人为源”与“自然源”元素分布的地球化学过程主要为自然过程,元素含量变化受元素的地球化学性质控制,各元素的相对含量比例比较稳定,元素间的相关性明显。而将人类影响明显的(大溪文化以后)文化层样品投影到上述散点图上,则多不服从回归方程,并且镉锌与铜汞、镉与磷的分离,证明这些“人为源”元素的含量受自然与人类活动双重因素的影响。以La、Ni、Ge、V、Sc、Sr、Co、Tl等元素为参比元素,可以扣除自然作用的影响,估算“人为分量”的大小。计算结果表明“人为源”元素含量的人为分量在春秋以前是非常低的,随着生产力的提高,人类活动影响份额越来越大。据“人为源”元素的“人为分量”可将区域文化演化划分为狩猎文化、农耕文化和原始的“工业”(城市)文化3个历史阶段。在生产力低下的狩猎及初始农耕文化阶段以人类活动特征元素的“人为分量”低,Cd和P含量同步变化,Cd、Hg、Zn等与Cu组合在一起为特征;原始工业(城市)文化阶段的冶炼、铸造等人类活动造成文化层金属元素含量增高,原始的自然地球化学平衡被打破,以Ag、Au、Pb、Sn、Cd、Cu、Hg、P、TOC等元素含量高,Cd和P分离为特征。
(3)文化层的地球化学分类可实现对文化和环境的同一性认识
文化层地球化学指标的最优分割及因子分析所划分的“文化大层”(或类型)能将不同文化之间隐含的相同的自然环境信息及人类活动留在文化遗存中的踪迹紧密聚合在一起,揭示了文化发展(人类文明演化)与环境演化的阶段性、统一性本质。
(4)重金属富集是与人类原始工业活动同生的另一“文化遗产”
将长沙各文化层的元素含量与生土层比较,说明长沙地区早在西周时期就有了重金属富集问题,“秦汉古城”在给长沙留下丰富文化遗产的同时,也留下了人类影响环境的痕迹。农耕与城市文化区文化层相比,元素Ag、Au、Cd、Cu、Hg、N、P、Sn、Zn、TOC等含量及磁化率在城市文化区文化层中显著高于农耕区文化层;Hg/Sr、P/Co、Ag/La、Au/Ni、Cd/V、TOC/La、Sn/Ge、Cu/Ge等比值亦在城市高于农耕区,且在城市文化区中明显有随时代前进而增加的趋势,这些比值可作为区分古代城市与农耕区人类活动的有效指标。
4.生态地球化学环境指标在空间上的数值及涵义分异,沉积区地球化学环境指标的时间序列模型揭示了区域生态地球化学环境的演变规律
(1)同一地球化学指标在风化剥蚀区与沉积区可能有不同的古气候古环境意义
在综合考虑风化剥蚀区的基岩类型、元素分布、气候环境、地形条件,以及洞庭湖沉积区的岩相古地理、气候环境、构造运动、湖泊开放封闭条件及时间因素等的基础上,参考孢粉分析结果,通过地球化学原理分析,认为反映本区生态地球化学环境的30 余对元素对比值指标有两大类:
一是剥蚀区与沉积区生态地球化学环境涵义相同者:TOC/N、Zn/Cu、Ti/Si、C值、Fe/Mn及磁化率等,其高值代表湿热(或热、或湿)气候;Ca/Cd、U/Th、F/Cl、Zn/Pb、Sa值、Saf值等,其高值代表干冷(或干、或冷)气候。
另一为剥蚀区与沉积区生态地球化学环境涵义相异者:Ce/La、Ti/Nb、Al/Zr、K/Ca、K/Na、Rb/Sr、Zn/Cd、Ce/Y、Zr/Nb,其在剥蚀区高值代表湿热(或热、或湿)气候环境,而在沉积区相反,代表干冷(或干、或冷)气候环境;B/Ga、Ca/Mg、Ca/Sr、K/Rb、Sr/Ba、Li/Si、Br/I、TC/N、Cl/Br,与上相反,其在剥蚀区值高代表干冷,在沉积区代表湿热气候环境。
虽然这些地球化学参数指示古气候的特征主要是在与本区较成熟的古气候指示剂——孢粉标志的相关关系规律之上建立的,它们仅为具有区域局部意义的参数,是否具有普遍性有待进一步探讨,但从文章的初步分析中可见古气候对这些参数的影响,不失为今后该区或其他区的研究提供了线索。
(2)沉积区18个地球化学环境指标的时间序列模型综合揭示了区域生态地球化学环境的演变规律
对沉积区全部钻孔样品按年龄排序(元素含量用Al标定),将4种重金属元素、4个环境参数(TFe2O3、TOC、磁化率和 C 值)、5 对元素比值(Rb/Sr、TOC/N、Al/Zr、Cd/Ca 和 Zn/Cd)、5 个因子(分别代表湿热、干凉、热、湿热和湿热气候环境的 F1、F2、F3、F4和“综合”)共18个指标建立的ARIMA模型结果表明,从整个第四纪2.6 Ma来看,可划分为21个生态地球化学环境演化旋回,重金属含量在0.12 Ma以来变化较小,而TOC和磁化率随时间演变而显著增高;地球化学“综合”因子的预测值显示气候环境将向湿热方向转变,约过30 a左右,有一转折点,与许多学者预测的公元2030年全球平均气温将上升0.5~2.5℃的结论吻合。对未来生态地球化学环境趋势的预测说明本区环境的变化总体上受非局部性因素控制,这对于正确把握环境趋势、指导资源合理利用意义重大。
5.洞庭湖区第四纪环境地球化学变化是对区域地质环境演化及全球环境变化的响应
(1)本区生态地球化学环境变化是全球环境变化的响应
将本区红土剖面与安徽宣城的红土剖面进行对比,发现本区红土剖面与宣城剖面反映的气候环境的变迁旋回具有明显的可比性,元素及其比值、磁化率、全氧化铁、有机质谷峰的振荡,证明了本区与我国南方红土地区从更新世早期晚时以来,发生了多次冷暖气候变化的旋回,与宣城的古土壤与古风化壳所反映的气候变迁的规律相近。证明本区红土与我国南方红土一样,存在着大量反映气候环境变迁的信息,可为全球变化研究作出新的贡献。
将本区沉积层与北方黄土的灵台剖面比较,说明本区钻孔沉积物0.7 Ma以来Rb/Sr等地球化学指标亦可相应划分5个以上旋回,年龄相当,两者具有明显的可比性。说明本区的气候环境和地球化学环境变化是与全球环境变化紧密相联的。
将本区沉积层的TFe2O3、TOC、磁化率、Rb/Sr、Al/Zr及上述5 个因子等环境地球化学指标与深海氧同位素进行对比,表明在过去的0.8 Ma期间,与全球气候波动划分出的20个同位素阶段对应,本区沉积物的TFe2O3及“综合因子”等环境地球化学指标亦呈大致相似的趋势变化,与深海氧同位素的奇数阶段对应,指示温度升高,表明是暖期;而Rb/Sr、Al/Zr等与偶数的阶段对应,指示温度降低,是冷期。
由于纬度不同,尤其秦岭和喜马拉雅山脉的分隔,本区与北方黄土区及第四纪以来的海洋区域相比属于迥然不同的气候带,沉积物类型的重大差异就是证据,但它们又同时对全球性变化有所响应,关键是要确定这种反映全球变化标志的独特因素和参数。仔细分析深海沉积、黄土、冰盖和记录全球变化的共同标志或参数,发现主要为氧、碳同位素及Rb/Sr等少数几种比值。本书采用的多参数不仅突出了本气候带中物质成分的差异,而且其综合表达的趋势与深海氧同位素变化具某种相似性,说明经Al标定的参数明显是从区域或局部环境记录中抽取了的全球变化信息,是可以确定局部区域环境对全球变化的响应的。
(2)洞庭湖区生态地球化学环境与区域地质环境演化的关系
根据更新世早期沉积与第四纪以前老地层的接触关系,全区主要钻孔及阶地区所见剖面分析,早期盆地形成是区域地壳构造沉降差异形成湖泊的雏形,第四纪早期沉积物砂砾石以快速搬运沉积至湖盆地中心,形成较厚的砂砾石层,砾石成分以硬质岩石为主,砾度变化较大,圆度较差,多以次棱角状到次圆状为主,与基底岩层有显著的地球化学差异。
更新世早、中期沉积物之间为典型的不整合界面,周边阶地区地层剖面显示明显,如长沙、赤山等地就是以中期沉积物砂、砂砾石不整合覆盖于早期沉积的砂及砂砾石沉积表部,界面线上下凸凹不平,层理显示有一定的角度差,同时更新世中期沉积底部出现底砾层砾石大小混杂的结构。上下层沉积物ESR年龄差可达0.2 Ma。在地球化学成分上反映上下层也有较大的差异。钻孔剖面中磁极性倒转变化,其下早期为松山正极性世,其上中期为布容正极性世。显示其为全球地壳运动在本地区的反应。
全新世中期距今5000 a左右,长江南移江水向洞庭湖区分流明显增强。在本区北东部几个钻孔中沉积物的地球化学组分发生显著的变化,代表长江物源的物质大量进入洞庭湖区,洞庭湖成为典型的过水型湖泊,地球化学成分分析显示长江物源有更多的碱(土)元素,SiO2降低,Al2O3、Fe2O3增高,同时Cd、As、Hg、Sb、Pb、S、Se、Ge 等的降低均形成一个突变的界面,说明了长江之水大量进入洞庭湖这一重大事件的发生。
Ⅹ 成果与认识
在前人研究成果的基础上,结合大量的分析测试资料和数据,按照上述的研究路线和思路,通过对东营箕状断陷湖盆北部陡坡带沙河街组层序地层格架内成岩演化研究,取得了以下成果和认识:
1)在东营箕状断陷湖盆北部陡坡带区域构造特征以及沉积体系研究的基础上,详细研究了东营凹陷北部陡坡带沙河街组层序地层特征。将沙河街组共划分出了2个二级层序和6个三级层序,并建立了东营凹陷北部陡坡带层序地层格架。
2)通过大量岩石铸体薄片分析、扫描电镜分析、粘土矿物分析等测试数据、资料的分析,详细研究了东营箕状断陷湖盆北部陡坡带沙河街组主要成岩作用类型及特征。主要成岩作用包括压实、压溶作用、胶结作用、溶蚀作用、交代作用等类型。其中,不同的层序内以及不同构造部位的成岩作用有所差异。并详细研究了陡坡带沙河街组内5种不同沉积体系内的成岩作用类型及特征。
3)详细研究了箕状断陷湖盆陡坡带层序形成演化与成岩作用的关系。结果表明:层序界面对成岩作用有着控制作用,层序界面之下通常发育碳酸盐胶结和溶蚀作用,界面之上通常发育粘土矿物胶结和石英次生加大,此现象在盆地边缘的二级层序界面表现尤为明显;体系域对成岩作用也有一定的控制作用,例如湖盆扩张体系域通常发育有石英次生加大和铁碳酸盐胶结和黄铁矿胶结。不同层序内的成岩作用组合也存在差异,从SQ1—SQ6层序演变过程中,由于湖盆水体的变化,使成岩作用演化存在差异,导致成岩作用差异。
4)划分了东营箕状断陷湖盆北部陡坡带沙河街组成岩演化阶段。东营凹陷沙河街组主要处于早成岩A期、早成岩B期、中成岩A期和中成岩B期。SQ1—SQ6层序演化阶段对应于中成岩B期—早成岩A期。
5)对沙河街组成岩演化进行了恢复研究。结果表明,一个层序形成之后,后期的成岩作用受到了原始水介质、构造条件、成岩酸性流体的控制。同一层序,由于后期埋藏深度和地温条件的不一样,成岩作用存在差异性。总体来讲,东营凹陷北部陡坡带内带比外带的成岩演化要快。
6)首次系统详细研究了箕状断陷湖盆陡坡带不同层序内的成岩相特征,划分出了5种主要的成岩相和8种成岩亚相类型。5种成岩相分别为早期弱压实成岩相、早期弱胶结成岩相、中期溶蚀成岩相、中期再胶结成岩相、晚期紧密压实成岩相;8种成岩亚相类型分别为塑性组分溶蚀、方解石胶结、(含)铁碳酸盐胶结、石英次生加大、高岭石充填、混层粘土矿物充填、泥青质胶结和硬石膏胶结。最后,详细研究了研究区不同体系域内成岩相的平面展布特征。
7)在上述研究基础上,探讨了成岩演化与储层发育的关系。研究表明,东营凹陷北部陡坡带层序地层格架内储层发育与成岩演化过程中各类成岩作用有着密切的关系。最后,引入成岩综合指数的概念,探讨了陡坡带不同层序内成岩演化强度与储层发育的定量关系,成岩综合指数大小与储层质量优劣有很好的对应关系,成岩综合指数高的地方,储层的储集性好。