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基于PSO−SVR的掘进工作面风温预测 被引量：2
1
作者 李延河 万志军 +6 位作者 于振子 苟红 赵万里 周嘉乐 师鹏 甄正 张源 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第1期183-191,共9页
随着我国浅部煤炭资源的逐渐枯竭,矿井开采深度日益增大,热害问题也随之加剧。采掘作业空间是井下的主要热害场所,对其进行热害防治是矿井安全高效生产的重要基础。矿井热害治理的前提是明确其冷负荷,因此对采掘作业空间风温进行精准预... 随着我国浅部煤炭资源的逐渐枯竭,矿井开采深度日益增大,热害问题也随之加剧。采掘作业空间是井下的主要热害场所,对其进行热害防治是矿井安全高效生产的重要基础。矿井热害治理的前提是明确其冷负荷,因此对采掘作业空间风温进行精准预测意义重大。建立了基于PSO-SVR(基于粒子群的支持向量回归)的掘进工作面风温预测模型,利用模型中的惩罚因子C和核函数参数g对模型进行了寻优。通过现场实测及文献调研,建立了掘进工作面风温预测训练样本集。通过与最小二乘法估计MLR模型和经“试错法”标定参数的常规SVR模型进行对比,分析了PSO-SVR算法的优势。将PSO-SVR算法模型应用于平煤十矿己-24120保护层风巷风温预测,并依据风温预测结果,指导了制冷机组的选型和降温方案设计。结果表明:PSO-SVR模型预测性能最优,模型绝对误差百分比仅为1.85%,较常规SVR模型减小了55.9%,可见PSO优化模型参数对于提高SVR拟合度、泛化性及预测精度具有重要作用。巷道每掘进100m,工作面风流平均温升0.16℃,掘进至2000m时巷道迎头风温升至35.8℃。己-24120保护层风巷需冷量为1083.28kW,设计制冷机组总制冷量为1085 kW。己-24120保护层风巷实施降温后,工作面平均温降8.6℃,降温效果显著,表明了PSO-SVR掘进工作面风温预测模型的可靠性和可行性。 展开更多
关键词 掘进工作面 风温预测 粒子群 支持向量回归 矿井降温
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平顶山东部矿区煤系气资源量估算及有利开发层段预测 被引量：2
2
作者 李延河 倪小明 +1 位作者 王保玉 赵锦程 《大庆石油地质与开发》 北大核心 2025年第2期147-155,共9页
近年的勘探开发实践已经证实平顶山矿区煤系气资源潜力巨大,但煤系气富集规律不清、有利区分布不明的问题制约了平顶山矿区煤系气勘探开发的快速推进。以平顶山东部矿区为例,从煤系气赋存地质条件、煤储层物性特征出发,剖析煤系气富集特... 近年的勘探开发实践已经证实平顶山矿区煤系气资源潜力巨大,但煤系气富集规律不清、有利区分布不明的问题制约了平顶山矿区煤系气勘探开发的快速推进。以平顶山东部矿区为例,从煤系气赋存地质条件、煤储层物性特征出发,剖析煤系气富集特征,提出有利层段优选模型。结果表明:二1煤层和四2煤层的平均实测含气量分别为12.36和9.77 m^(3)/t,平均含气量梯度分别为2.56和1.60 m^(3)/(t·hm);二煤段、三煤段和四煤段的平均实测全烃值分别为0.39%、1.04%和0.85%,含煤岩系的含气量随全烃值的增加呈线性增大;平顶山东部矿区的煤系气总资源量为214.20×10^(8) m^(3),资源丰度为2.15×10^(8) m^(3)/km^(2);在区域分布上,首山一矿煤系气的总资源量最高,平煤八矿和十三矿中等,平煤十矿较低;垂向上,二煤段煤系气总资源量最高,四煤段次之,三煤段最小;研究区的有利指数为0.005~0.475,平均为0.172,煤系气开发有利层段3个,较有利层段5个,不利层段4个;区域上的优先开发顺序依次为首山一矿、平煤十矿、平煤十三矿和平煤八矿,垂向上的优先开发层段依次为二煤段、四煤段和三煤段。研究成果可为平顶山东部矿区煤系气有利开发层段的优选提供地质依据。 展开更多
关键词 煤系气 含气量 资源量 有利层段 平顶山矿区
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平顶山煤田岩溶地热水中稀土元素的分布特征及其影响因素
3
作者 李延河 武占辉 +3 位作者 李洁祥 于振子 张波 王心义 《河南理工大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2025年第1期88-99,共12页
目的为了探究华北型煤田深部岩溶地热水中稀土元素地球化学行为的指示意义,方法以平顶山煤田为例,通过野外调查取样,室内测试,再结合稀土元素配分模式分析和赋存形态模拟等手段,探究深层岩溶地热水中稀土元素(rare earth elements,REEs... 目的为了探究华北型煤田深部岩溶地热水中稀土元素地球化学行为的指示意义,方法以平顶山煤田为例,通过野外调查取样,室内测试,再结合稀土元素配分模式分析和赋存形态模拟等手段,探究深层岩溶地热水中稀土元素(rare earth elements,REEs)的分布特征与迁移规律。结果结果表明,寒武系灰岩含水层中REEs质量浓度较低(0.054~0.244μg/L),沿径流路径呈下降趋势;稀土元素(post-archean Australian shale,PAAS)标准化配分模式表现为MREEs和HREEs相对富集,LREEs相对亏损,并且具有明显的Eu正异常和程度不一的Ce负异常,且Ce负异常程度和Eu正异常程度从补给区到排泄区呈降低趋势;水化学平衡软件MINTEQ 3.1模拟结果表明,地热水中REEs以Ln(CO_(3))^(2-)和Ln CO_(3)^(+)络合态为主,随原子序数增大或p H升高,Ln(CO_(3))^(2-)摩尔分数明显增大,而Ln CO_(3)^(+)摩尔分数依次递减,另外,地热水中还存在少量Ln SO_(4)^(+),Ln_(3)^(+),Ln HCO3^(2+),Ln F^(2+)和Ln(SO_(4))^(2-),其摩尔分数随原子序数增大依次减小,同时受地热水p H和HCO_(3)^(-),SO_(4)^(2-),F^(-)浓度共同控制;此外,岩溶地热水中还表现出明显的Y正异常和高ρ(Y)/ρ(Ho),可能与地热水富集Ca^(2+)有关。结论研究结果拓展了稀土元素在煤田水文地球化学研究中的应用,可为揭示矿区深部岩溶地热水补径排过程提供重要依据。 展开更多
关键词 平顶山煤田 岩溶地热水 水化学 稀土元素
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广西大石围天坑中洞洞穴硝石的成因
4
作者 秦燕 范昌福 +3 位作者 李延河 刘锋 孙鹏程 胡斌 《地质学报》 北大核心 2025年第6期2160-2170,共11页
我国岩溶洞穴硝石数量多、分布广,是古代采硝制作火药的主要对象,在古代战争和社会发展中发挥了重要作用。虽然岩溶洞穴硝石的开采历史悠久,但研究程度低,成矿机制不明。本文对广西大石围天坑中洞正在形成的洞穴硝石开展野外地质调查和... 我国岩溶洞穴硝石数量多、分布广,是古代采硝制作火药的主要对象,在古代战争和社会发展中发挥了重要作用。虽然岩溶洞穴硝石的开采历史悠久,但研究程度低,成矿机制不明。本文对广西大石围天坑中洞正在形成的洞穴硝石开展野外地质调查和氮、三氧同位素研究。发现中洞下部连接地下暗河,地面和洞壁上发育很多与下部洞穴连通的喷气孔,白色硝石粉末均围绕这些喷气孔集中分布,硝酸盐等气溶胶正从这些气孔中喷发出来。硝石的氮氧同位素具有土壤铵硝化形成硝酸盐的典型特征,提出这些硝酸盐来自地下暗河河水。河水中部分硝酸盐等易溶盐类组分随着河水蒸发进入水汽中以气态形式在洞穴中迁移。该硝石洞由一系列巨大洞厅和狭窄洞道组成,这种天然的多级气体压缩制冷系统是形成洞穴硝石的关键。当溶洞内气流由容积巨大的洞厅进入狭窄的洞道时,压力增大,流速加快,温度升高;相反,当气流穿过狭窄的洞道进入容积巨大的洞厅时,由于压力突然释放,气体温度快速下降,水汽中溶解的硝酸盐等盐类组分逐渐达到过饱和,析出形成盐类气溶胶沉降。盐类饱和析出的先后顺序与其溶解度大小相反,溶解度最小的硫酸盐类首先析出沉降,在洞穴系统下部的洞厅富集;然后是溶解度较大的氯化物类,在中部的洞厅聚集;溶解度最大的硝酸盐类,最后在上部洞厅/洞口聚集成矿。地下暗河与上部洞口的距离越大,洞厅数量越多,不同溶解度的盐类分离得越彻底,形成的硝石品位越高;积累时间越长,形成的洞穴硝石规模越大。 展开更多
关键词 大石围天坑 洞穴硝石 氮同位素和三氧同位素 天然气体压缩制冷系统 气溶胶
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沉积建造中大气成因硝酸盐的吸附保存及影响因素
5
作者 孙鹏程 范昌福 +1 位作者 李延河 胡斌 《地质学报》 北大核心 2025年第6期2171-2180,共10页
大气成因硝酸盐是地球上氧同位素异常(O-MIF)最大的矿物,其氧同位素异常值(Δ^(17)ONO_(3))是潜在的灵敏记录古老大气中氧气等氧化组分浓度及演化的有效指标。目前大气成因硝酸盐的O-MIF仅用于近现代大气过程和古代冰芯研究,未能将其应... 大气成因硝酸盐是地球上氧同位素异常(O-MIF)最大的矿物,其氧同位素异常值(Δ^(17)ONO_(3))是潜在的灵敏记录古老大气中氧气等氧化组分浓度及演化的有效指标。目前大气成因硝酸盐的O-MIF仅用于近现代大气过程和古代冰芯研究,未能将其应用拓展至晚更新世之前的沉积记录中。实际上,硝酸盐能够被黏土矿物、铁氧化物等吸附,而保存在沉积记录中。我们在硝酸盐氮/氧同位素分析过程中也发现了黏土矿物、铁氧化物等吸附硝酸盐的现象。在此基础上,我们通过实验模拟测定了不同矿物和岩石样品对溶液中硝酸盐的吸附情况。结果表明大部分样品的吸附率在20%左右,最高达32%。黏土矿物成分及其含量、铁氧化物及有机质含量、pH值等对硝酸盐的吸附量也有一定影响。吸附过程不会改变母液硝酸盐的初始氮/氧同位素组成,后期硝化和反硝化作用只会降低不会升高大气成因硝酸盐氧同位素非质量分馏值。岩芯样品能够避免近现代大气成因硝酸盐的污染影响,极端干旱、寒冷、生物活动极其微弱的沉积环境有利于大气成因硝酸盐的积累和原始氮氧同位素信号的保存,是示踪古老大气氧化组分含量及演化的研究理想对象。该研究为利用沉积岩中硝酸盐的氧氮同位素示踪地球早期大气成分及雪球地球等重大地质事件提供了依据。 展开更多
关键词 大气成因硝酸盐 吸附 氮/氧同位素 黏土矿物 沉积建造
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前寒武纪条带状硅铁建造的形成机制与地球早期的大气和海洋 被引量：85
6
作者 李延河 侯可军 +2 位作者 万德芳 张增杰 乐国良 《地质学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第9期1359-1373,共15页
前寒武纪条带状硅铁建造(BIFs)是地球早期特有的化学沉积建造类型,记录了当时大气和海洋的化学成分、氧化还原状态及演化。本文系统测定了华北地台条带状硅铁建造的硫硅氧同位素组成。不同时代和不同类型条带状硅铁建造中石英的硅同位... 前寒武纪条带状硅铁建造(BIFs)是地球早期特有的化学沉积建造类型,记录了当时大气和海洋的化学成分、氧化还原状态及演化。本文系统测定了华北地台条带状硅铁建造的硫硅氧同位素组成。不同时代和不同类型条带状硅铁建造中石英的硅同位素组成非常相似,强烈亏损30Si,δ30SiNBS-28大部分位于-2.0‰～-0.3‰之间,平均-0.8‰;硅铁建造中石英的δ18OV-SMOW相对较高,8.1‰～21.5‰,平均13.9‰;二者均与现代海底黑烟囱、泉华及热水沉积硅质岩的硅氧同位素组成相似。在同一样品中,磁铁矿条带中石英的δ30SiNBS-28普遍低于相邻硅质条带中石英的值,而δ18OV-SMOW刚好相反,反映了硅铁建造沉积时的初始特征。BIFs中硫化物的δ34SV-CDT变化范围很大,-22.0‰～+11.8‰,但大部分集中分布在0值附近。Δ33S=-0.89‰～+1.2‰,显示出了明显的硫同位素非质量分馏特征,说明当时大气氧浓度很低。与火山活动关系密切的Algoma型硅铁建造的Δ33S多为负值,而远离火山活动中心的Superior型硅铁建造的Δ33S多为正值。提出无论是Algoma型,还是Superior型BIFs都是由海底热液喷气作用形成的。富含溶解硅和铁的热水溶液喷发到在海底以后,由于温度突然下降,硅酸H4SiO4在海水中达到过饱和状态,导致SiO2首先沉淀,形成硅质层;随着热水溶液与海水的不断混合,温度不断降低,Eh值不断升高,Fe2+逐渐被氧化生成Fe3+随后沉淀,形成富铁层。一套硅铁韵律层代表了一次大的海底喷气活动;海底热液喷气的周期性活动形成了规律性的硅铁韵律层。BIFs的广泛分布和硫同位素非质量分馏效应的普遍存在,表明当时大气氧水平很低,可能不足现在氧水平的1‰;火山和海底喷气活动非常强烈,海水温度较高,呈酸性,pH值在3.0～5.5之间;海洋中可溶解硅H4SiO4和Fe2+的浓度很高;而可溶硫酸盐的浓度极低,<1mM。早元古代(1.8Ga)以后海洋硫酸盐浓度升高,由富铁海洋转化为富硫酸盐的海洋,是造成BIFs消失的根本原因。大规模火山喷发和海底喷气活动对海洋的成分和氧化还原状态影响很大,使海洋的氧化时间较大气至少推迟了6亿年。 展开更多
关键词 条带状硅铁建造 硫硅氧同位素 海底喷气 缺氧大气 富铁海洋
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膏盐层氧化障在长江中下游玢岩铁矿成矿中的作用 被引量：38
7
作者 李延河 段超 +5 位作者 韩丹 陈新旺 王丛林 杨秉阳 张成 刘锋 《岩石学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期1355-1368,共14页
长江中下游是我国著名的铁铜金等多金属成矿带，其中宁芜和庐枞盆地产出一系列与白垩纪中基性火山-次火山岩有关的玢岩铁矿床。前人根据玢岩铁矿的地质特征、空间分布规律及其与火山-次火山岩的关系建立了著名玢岩铁矿成矿模式，发展了... 长江中下游是我国著名的铁铜金等多金属成矿带，其中宁芜和庐枞盆地产出一系列与白垩纪中基性火山-次火山岩有关的玢岩铁矿床。前人根据玢岩铁矿的地质特征、空间分布规律及其与火山-次火山岩的关系建立了著名玢岩铁矿成矿模式，发展了成矿理论，有效指导了玢岩铁矿找矿工作。但三叠系膏盐层在成矿中的作用没有引起应有的重视，深部矿化基本没有涉及。最新研究和勘查结果揭示中下三叠统周冲村组顶部膏盐层与矿化关系密切，但膏盐层的控矿机理还不清楚，“膏盐层氧化障”在玢岩铁矿成矿中的作用鲜有报道，宁芜-庐枞盆地深部矿化类型和矿体赋存部位知之甚少。本文研究了长江中下游玢岩铁矿的硫同位素组成，探讨了膏盐层氧化障在玢岩铁矿成矿中的作用。宁芜和庐枞盆地玢岩铁矿、硫铁矿中普遍含有石膏，玢岩铁矿、硫铁矿和石膏矿三者密切共生。玢岩铁矿及伴生硫铁矿中黄铁矿的δ^34 Sv-CDT值异常高，平均值均在5‰以上，石膏的δ^34SV-CDT，值大部分位于20％。左右，与海相硫酸盐的值相似，指示矿床中硫主要来自三叠纪膏盐层。矿床中黄铁矿的硫同位素组成与矿床成因类型密切相关。宁芜盆地姑山矿田的δ^34 SV-CDT值最高，为10．8‰，梅山矿田次之，为7．85‰，凹山矿田最低，为5．01‰；矿床成因类型也发生相应变化，矿浆型→矿浆→热液型→热液型。矿床中黄铁矿的硫同位素变化主要由硫酸盐的还原温度和原始岩浆硫所占比例不同引起，还原温度越高，δ^34S值越高；原始岩浆硫所占比例越高，δ^34S值越低。计算结果表明矿床中约60％-80％的硫来自膏盐层硫酸盐的还原，还原温度多在450℃以上，但硫化物的沉淀温度相对较低，就位时间稍晚。提出膏盐层（富含碳酸盐、石膏和石盐等）不仅可以为成矿提供大量Na＋、Cl-、CO3^2-等矿化剂，使围岩发生钠长石化、方柱石化（氯化）和矽卡岩化等蚀变，使Fe^2＋以NaFeCl3等络合物形式搬运，膏盐层还是地壳深处最重要的氧化障，能够将硅酸盐熔体和成矿溶液中的Fe^2＋氧化成Fe^3＋,富集形成铁矿床，是玢岩铁矿成矿的关键因素。当炽热的岩浆与膏盐层（CaSO4）发生同化混染时，SO4^2-将硅酸盐熔体中的Fe^2＋氧化成Fe^3＋，Fe^3＋无法进入硅酸盐矿物晶格之中，而形成铁氧化物Fe2O4／Fe2O3和贫铁的硅酸盐矿物透辉石／阳起石、透闪石等。铁氧化物在磷、水和氯化钠等盐类物质的作用下在岩浆房中与硅酸盐熔体发生液态不混熔，熔离形成铁矿浆。铁矿浆粘滞性强，迁移距离不远，在岩体与膏盐层的接触带附近，沿构造有利部位贯入，形成姑山、梅山等矿浆型铁矿床。以铁的络合物形式搬运的成矿热液流动性强，迁移距离远，可以在远离岩体与膏盐层接触带部位、在上部白垩纪火山岩中富集沉淀。长江中下游玢岩铁矿中矿浆充填型和热液交代-充填型矿体同时存在，二者在空间上具有明显的分带，具“双层成矿结构”。在盆地深部岩体与膏盐层的接触部位产出“大冶式”矿浆充填一接触交代型富铁矿床，规模可能超过了赋存于浅部火山-次火山中的狭义“玢岩铁矿”。位于宁芜盆地南北两端的娃山和梅山矿田是找寻“大，台式”矿浆充填-接触交代型富铁矿的有利地段。在SO4^2-氧化Fe^2＋的同时自身被还原为S^2-，S^2-与Fe^2＋结合形成硫铁矿，在铁矿的上部或边部富集形成硫铁矿矿床；这是石膏矿、铁矿和硫铁矿密切共生的根本原因。 展开更多
关键词 玢岩铁矿 膏盐层 氧化障 铁矿浆 硫同位素 长江中下游
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膏盐层在矽卡岩型铁矿成矿中的作用 被引量：46
8
作者 李延河 谢桂青 +2 位作者 段超 韩丹 王成玉 《地质学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第9期1324-1334,共11页
矽卡岩型铁矿是我国富铁矿的重要类型,约占全国富铁矿总储量的60%。虽然膏盐层与矽卡岩型铁矿的关系已引起部分矿床学家的关注,但膏盐层的控矿机制尚不清楚。本文以我国最重要的大冶式和邯邢式矽卡岩型铁矿为例,探讨了膏盐层在矽卡岩型... 矽卡岩型铁矿是我国富铁矿的重要类型,约占全国富铁矿总储量的60%。虽然膏盐层与矽卡岩型铁矿的关系已引起部分矿床学家的关注,但膏盐层的控矿机制尚不清楚。本文以我国最重要的大冶式和邯邢式矽卡岩型铁矿为例,探讨了膏盐层在矽卡岩型铁矿成矿中的作用。膏盐层富含碳酸盐、石膏和石盐等,不仅可以为成矿提供大量Na^+、Cl^-、CO3^(2+)等矿化剂,使围岩发生钠长石化、方柱石化(氯化)和矽卡岩化等蚀变,使Fe^(2+)以NaFe-Cl等络合物形式搬运,膏盐层还是地壳深处最重要的氧化障,能够将硅酸盐熔体和成矿溶液中的Fe^(2+)氧化成Fe^(3+),富集形成铁矿床,是矽卡岩型铁矿成矿的关键因素。大冶地区的膏盐层属于中三叠统下部的嘉陵江组,邯邢地区的膏盐层属于中奥陶统马家沟组—峰峰组。大冶和邯邢式矽卡岩型铁矿中硫化物的δ^(34)S_(V-CDT)值异常高,计算结果表明矿床中约80%的硫来自膏盐层硫酸盐的还原,还原温度多在500℃以上,但硫化物的沉淀温度相对较低,就位时间稍晚;硫酸盐的δ^(34)S_(V-CDT)值和还原温度越高,硫化物的δ^(34)S_(V-CDT)值越高,原始岩浆硫所占比例越高,硫化物的δ^(34)S_(V-CDT)值越低。当炽热的岩浆与膏盐层(CaSO_4)发生同化混染时,SO_4^(2-)将硅酸盐熔体中的Fe^(2+)氧化成Fe^(3+),Fe^(3+)无法进入硅酸盐矿物晶格,而形成Fe_3O_4/Fe_2O_3进入熔体,铁氧化物在磷、氯化钠、水等挥发分和盐类物质的作用下在岩浆房中与硅酸盐熔体发生不混熔,形成铁矿浆,沿构造有利部位贯入,形成矿浆型铁矿床。在矽卡岩型铁矿床中,矿浆充填型和热液交代型矿体同时存在,二者在空间上具有一定的分带性,有时渐变过渡,矿浆充填型铁矿体通常位于深部靠近成矿岩体的部位,而热液交代型铁矿体位于成矿流体运移的前方。在SO_4^(2-)氧化Fe^(2+)的同时自身被还原为S^(2-),与Fe^(2+)结合形成硫铁矿,分布在铁矿的上部或边部。 展开更多
关键词 矽卡岩型铁矿 膏盐层 氧化障 铁矿浆 硫同位素
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氧化还原障在热液铀矿成矿中的作用 被引量：39
9
作者 李延河 段超 +2 位作者 赵悦 裴浩翔 任顺利 《地质学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期201-218,共18页
铀是变价元素,氧化还原条件控制铀的迁移和沉淀。铀在氧化环境中呈U^(6+)形式存在,在还原条件下则以U^(4+)形式存在。氧化态六价铀主要以可溶的碳酸铀酰/氟化铀酰络合物形式在水溶液中迁移,还原态四价铀主要以沥青铀矿和铀石等形式富集... 铀是变价元素,氧化还原条件控制铀的迁移和沉淀。铀在氧化环境中呈U^(6+)形式存在,在还原条件下则以U^(4+)形式存在。氧化态六价铀主要以可溶的碳酸铀酰/氟化铀酰络合物形式在水溶液中迁移,还原态四价铀主要以沥青铀矿和铀石等形式富集沉淀成矿。热液铀矿的形成需要一对空间上密切共生的氧化障/氧化剂和还原障/还原剂,二者缺一不可。首先,氧化障中氧化剂将富铀岩石中的铀大量氧化形成U^(6+),溶解进入水溶液迁移;第二,高氧化性富铀溶液遇到还原障,U^(6+)还原成U^(4+)沉淀下来,富集形成铀矿。前人虽然对铀的地球化学性质及氧化还原反应在铀成矿中作用已比较了解,但如何在实际铀矿成矿系统中准确识别氧化还原障,有效利用氧化还原障的控矿机理指导找矿,还存在一些模糊认识,制约了铀成矿理论的发展和找矿方法的提升。本文以我国最重要的砂岩型铀矿、火山岩型铀矿、花岗岩型铀矿和变质型铀矿为例,总结了与铀矿化有关的氧化还原障的主要类型,探讨了红层等蒸发盐地层(氧化障),有机质、煌斑岩等中基性岩脉(还原障)与铀矿之间的关系及控矿机制,揭示了成矿盆地中铀-煤、铀-气(油)共生的机制,阐明了翁泉沟硼、铁、铀矿共生原因,建立了不同类型铀矿成矿模型。 展开更多
关键词 氧化还原障 热液铀矿 红层(红盆) 中基性岩脉 铀-煤-油-气
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Algoma型和Superior型硅铁建造地球化学对比研究 被引量：40
10
作者 李延河 侯可军 +1 位作者 万德芳 张增杰 《岩石学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2012年第11期3513-3519,共7页
前寒武纪条带状硅铁建造(BIFs)是世界上最重要的铁矿资源类型和地球早期特有的化学沉积建造类型,广泛分布于太古代-古元古代(3.2～1.8Ga),记录了地球早期岩石圈、水圈、大气圈和生物圈的状态及演化。前人根据BIFs的岩石组合和构造地质... 前寒武纪条带状硅铁建造(BIFs)是世界上最重要的铁矿资源类型和地球早期特有的化学沉积建造类型,广泛分布于太古代-古元古代(3.2～1.8Ga),记录了地球早期岩石圈、水圈、大气圈和生物圈的状态及演化。前人根据BIFs的岩石组合和构造地质环境将其划分为Algoma型和Superior型。本文对比研究了Algoma型和Superior型BIFs的硅、氧、铁和多硫同位素特征。不同时代和不同类型BIFs的硅氧同位素组成非常相似,强烈亏损30Si,δ30SiNBS-28为较大的负值。二者的铁同位素和硫同位素非质量分馏效应明显不同。Algoma型BIF的Δ33S多为负值,而Superior型BIF的Δ33S多为正值;Algoma型BIF富集重铁同位素,δ56FeIRMM-144多为高正值,而Superior型BIF相对富集轻铁同位素,δ56FeIRMM-144多为负值或小正值。研究提出无论是Algoma型,还是Superior型BIFs都是由地球早期的海底火山热液喷气作用形成的,二者属于同一成矿系统,相对而言,Algoma型BIF与火山活动关系更密切,距离同期火山活动中心更近,多形成于深水盆地,环境更加还原。 展开更多
关键词 条带状硅铁建造BIFs 硅铁同位素 硫同位素非质量分馏
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冀东马兰庄条带状硅铁建造的变质时代及地质意义 被引量：33
11
作者 李延河 张增杰 +1 位作者 伍家善 尚龙平 《矿床地质》 CAS CSCD 北大核心 2011年第4期645-653,共9页
前寒武纪条带状硅铁建造（BIF）是世界,也是中国最重要的铁矿资源类型,无论是储量,还是开采量,均居首位。前寒武纪条带状硅铁建造是地球早期特有的化学沉积建造类型,广泛分布于太古代—早元古代（3.2-1.8 Ga）,记录了地球早期大气和海... 前寒武纪条带状硅铁建造（BIF）是世界,也是中国最重要的铁矿资源类型,无论是储量,还是开采量,均居首位。前寒武纪条带状硅铁建造是地球早期特有的化学沉积建造类型,广泛分布于太古代—早元古代（3.2-1.8 Ga）,记录了地球早期大气和海洋的化学成分、氧化还原状态及演化,是广大地质工作者长期关注的焦点之一。在国外,与BIF有关的古风化壳型富铁矿广泛发育,同时也是国外重点开采的富铁矿类型,但在中国一直没有发现。本文测定了冀东迁安矿区东矿带马兰庄硅铁建造中与硅铁建造互层产出的花岗质岩石的锆石SHRIMP U-Pb年龄,确定了BIF遭受混合岩化的时代,并根据中国BIF的形成年龄和变质时代对造成中国缺失与BIF有关的古风化壳型富铁矿这一问题进行了探讨。在中国,硅铁建造形成不久可能即被深埋,遭受区域变质作用和混合岩化作用,但没有在地表长时间遭受风化剥蚀,这可能是冀东地区,乃至中国缺失与BIF有关的古风化壳型富铁矿的重要原因之一。 展开更多
关键词 地质学 条带状硅铁建造(BIF) 变质时代 古风化壳型富铁矿 冀东马兰庄
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矿浆型铁矿的氧同位素判别标志:以宁芜玢岩铁矿为例 被引量：9
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作者 李延河 段超 +3 位作者 韩丹 刘锋 万德芳 王成玉 《岩石学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第11期3411-3421,共11页
自然界是否存在矿浆型铁矿以及如何判别矿浆型铁矿是地质学家争论探索了几十年的问题。大量地质现象和实验研究证实,中酸性岩浆在高氧逸度、富磷等挥发分和助熔剂的条件下,硅酸盐熔体与铁氧化物熔体之间可以发生液态不混熔,熔离出富铁... 自然界是否存在矿浆型铁矿以及如何判别矿浆型铁矿是地质学家争论探索了几十年的问题。大量地质现象和实验研究证实,中酸性岩浆在高氧逸度、富磷等挥发分和助熔剂的条件下,硅酸盐熔体与铁氧化物熔体之间可以发生液态不混熔,熔离出富铁氧化物熔体或富铁岩浆。但有些学者认为实验无法直接一次性熔离出高品位铁矿浆,因此不存在矿浆型铁矿。实际上,高品位富铁矿浆可能是经过多次熔离富集形成的,而非一次简单熔离完成;磁铁矿中钛含量偏低,可能与矿浆型铁矿遭受后期热液改造、钛大量丢失有关,最典型的例子莫过于智利拉科铁矿。长江中下游玢岩铁矿是我国重要铁矿资源类型,其中是否发育矿浆型铁矿也一直存在激烈争论。为了避免不必要的争议,本文将铁矿浆限定为由岩浆熔离形成的铁氧化物浓度>30%的富铁熔体,由铁矿浆演化形成的铁矿床称为矿浆型铁矿。根据宁芜成矿岩体中锆石的钛温度计确定了岩浆的温度,根据锆石的氧同位素组成及磁铁矿与锆石之间的氧同位素分馏方程,计算出岩浆温度下直接从熔体中熔离出来的磁铁矿的δ^(18)O_(Mt)值为4.2‰。据此建立了宁芜玢岩铁矿中矿浆型铁矿的氧同位素判别标志,如果矿体中磁铁矿的δ^(18)O_(Mt)≥4.0‰,则为矿浆型铁矿,否则为热液型或浆-液过渡型铁矿。判别结果表明,钟姑山矿田矿浆型和热液型矿体同时存在,梅山铁矿介于矿浆型-热液型之间,而凹山矿田铁矿则为热液型,与野外观测及前人研究结果一致。 展开更多
关键词 玢岩铁矿 铁矿浆 氧同位素 判别标志
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硅同位素动力学分馏的实验研究及地质应用 被引量：34
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作者 李延河 丁悌平 万德芳 《矿床地质》 CAS CSCD 北大核心 1994年第3期282-288,共7页
由于硅在自然界中没有化学价态变化，主要呈硅氧四面体形式存在，因此硅同位素的热力学分馏很小，由此产生的硅同位素变化不大。溶液中ＳｉＯ＿２沉淀过程的同位素动力学分馏是引起自然界硅同位素明显变化的主要原因。本文实验测定了溶... 由于硅在自然界中没有化学价态变化，主要呈硅氧四面体形式存在，因此硅同位素的热力学分馏很小，由此产生的硅同位素变化不大。溶液中ＳｉＯ＿２沉淀过程的同位素动力学分馏是引起自然界硅同位素明显变化的主要原因。本文实验测定了溶液中ＳｉＯ＿２沉淀过程的硅同位素动力学分馏系数α；并结合所测定的硅同位素动力学分馏系数对现代海底黑烟囱、太古代条带状磁铁石英岩、风化成因粘土矿物的δ￣（３０）Ｓｉ值明显偏低；浅海碳酸盐台地中硅质岩的δ￣（３０）Ｓｉ值明显偏高的现象做了理论上的解释。 展开更多
关键词 硅同位素 动力学分馏 地质应用
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矿物流体包裹体的氦同位素分析及地质应用 被引量：13
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作者 李延河 李金城 +1 位作者 宋鹤彬 乐国良 《矿床地质》 CAS CSCD 北大核心 2002年第S1期982-985,共4页
本文介绍了矿物流体包裹体氦同位素分析的压碎装置和实验方法。对一黄铁矿和绿柱石样品分别进行了4次和6次重复测量,分析精密度达到5%~7%。对比分析了加热熔融法和压碎法分析矿物流体包裹体氦同位素组成的优缺点。压碎法设备简单,操作方... 本文介绍了矿物流体包裹体氦同位素分析的压碎装置和实验方法。对一黄铁矿和绿柱石样品分别进行了4次和6次重复测量,分析精密度达到5%~7%。对比分析了加热熔融法和压碎法分析矿物流体包裹体氦同位素组成的优缺点。压碎法设备简单,操作方便,本底低,结果基本不含后期积累的放射性成因氦,更能代表矿物结晶时热液流体的氦同位素组成。对中国几个重要金矿的氦同位素组成进行了初步研究,3He/4He比值普遍在1×10-6以上,显示地幔流体参与了金矿的成矿过程。 展开更多
关键词 氦同位素 流体包裹体 压碎法
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还原性含碳质围岩在斑岩铜矿成矿中的作用 被引量：7
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作者 李延河 段超 +5 位作者 曾普胜 简伟 万秋 胡古月 赵晓燕 武晓珮 《地球学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期637-650,共14页
斑岩铜矿是最重要的铜矿资源类型,高氧逸度岩浆是公认的评价斑岩成矿的有效指标。硫在成矿岩浆中主要以硫酸盐形式存在,在矿石中则以硫化物为主。什么触发了高氧化性成矿岩浆热液的还原与成矿?这是关系斑岩铜矿形成机制和高效评价的重... 斑岩铜矿是最重要的铜矿资源类型,高氧逸度岩浆是公认的评价斑岩成矿的有效指标。硫在成矿岩浆中主要以硫酸盐形式存在,在矿石中则以硫化物为主。什么触发了高氧化性成矿岩浆热液的还原与成矿?这是关系斑岩铜矿形成机制和高效评价的重大科学谜题。前人关注的焦点是成矿母岩浆的起源与演化,还原性围岩在成矿中作用长期被忽视。还原性围岩主要有两种:富碳质围岩和富亚铁围岩。本文在前人工作基础上,以甲玛、德兴、普朗等大型-超大型斑岩铜矿为例,研究了斑岩铜矿的空间分布与含碳质围岩之间的关系,发现斑岩铜矿围岩中普遍发育黑色含碳质地层,并在成矿过程中普遍发生褪色蚀变;发现蚀变围岩和矿床中方解石和矿石矿物流体包裹体的δ^13CV-PDB值普遍较低,与沉积碳酸盐围岩的值显著不同。首次提出并论证了含碳质围岩中甲烷等还原性气体组分的加入可能是引发斑岩成矿系统氧化-还原转换和矿质沉淀的关键。CH4沿构造裂隙扩散进入斑岩成矿系统,无需成矿斑岩与围岩直接接触即可将成矿溶液中SO2–4还原,解决了困扰矿床学家多年的一道难题。围岩中碳质含量高,产生的甲烷数量大,可将成矿热液中SO4^2-在斑岩体内全部还原,形成金属硫化物沉淀,则矿体主要产在斑岩体之内;围岩中碳质含量低,产生的甲烷数量不足,则矿体主要赋存于斑岩体与围岩的内外接触带。含碳质围岩中还原组分即可在岩浆阶段加入,也可在热液阶段加入。在岩浆阶段加入将造成岩浆还原,形成“还原型斑岩”,易导致成矿物质分散,不利于形成大矿富矿;在热液阶段加入,对成矿更有利。“高氧化性斑岩+还原性富碳质地层/富铁火山岩”是高效评价斑岩成矿的新指标。 展开更多
关键词 斑岩铜矿 高氧逸度 含碳质围岩 甲烷还原剂
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秦岭凤-太矿田与柞-山矿田成矿条件及环境的对比研究 被引量：11
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作者 李延河 蒋少涌 薛春纪 《矿床地质》 CAS CSCD 北大核心 1997年第2期171-180,共10页
凤－太矿田和柞－山矿田分别位于秦岭泥盆系层状多金属成矿带的中段和东段。凤－太矿田主要容矿岩石为硅质岩，其δ３０Ｓｉ、δ１８Ｏ分别为－０．６‰～－０．３‰；１８．６‰～２１．０‰。矿床的δ３４Ｓ值大部分位于４．９‰～１... 凤－太矿田和柞－山矿田分别位于秦岭泥盆系层状多金属成矿带的中段和东段。凤－太矿田主要容矿岩石为硅质岩，其δ３０Ｓｉ、δ１８Ｏ分别为－０．６‰～－０．３‰；１８．６‰～２１．０‰。矿床的δ３４Ｓ值大部分位于４．９‰～１１．３‰之间。柞－山矿田容矿岩石类型复杂，除硅质岩外尚有钠长石岩、黑云方柱石岩等，Ｎａ、Ｃｌ含量很高。容矿硅质岩的δ３０Ｓｉ、δ１８Ｏ分别为－０．２‰～０．１‰、１９．０‰～１９．６‰。矿床的δ３４Ｓ多为高正值，变化范围大，－３．５‰～３３．７‰。文中指出两个矿田的矿床均由海底喷气作用形成，其中凤－太矿田形成于半封闭－半开放的环境，成矿温度低（约９２℃），矿质堆积速度较慢；而柞－山矿田成矿早中期为一封闭海盆，晚期变为开放；成矿温度、矿质堆积速度相对较高； 展开更多
关键词 成矿条件 成矿环境 泥盆系 矿田 多金属矿床
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云南梅树村前寒武系-寒武系界线剖面硅同位素研究 被引量：5
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作者 李延河 万德芳 +1 位作者 蒋少涌 钟华 《地质论评》 CAS CSCD 北大核心 1995年第2期179-187,共9页
云南梅树村前寒武系-寒武系界线剖面是研究前寒武系-寒武系界线层型最重要的国际候选剖面之一。本文首次系统地研究了硅同位素在剖面中的变化规律,指出“C”点附近“界线粘土层”为火山成因,“B”点至“C”点之间有海底喷气活动;“C”... 云南梅树村前寒武系-寒武系界线剖面是研究前寒武系-寒武系界线层型最重要的国际候选剖面之一。本文首次系统地研究了硅同位素在剖面中的变化规律,指出“C”点附近“界线粘土层”为火山成因,“B”点至“C”点之间有海底喷气活动;“C”点附近的δ^(13)C,δ^(18)O负异常与生物大量活动有关,而非“灾变”所致。 展开更多
关键词 前寒武纪 寒武纪 界线 硅同位素 地层
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海底多金属结核和富钴结壳的He同位素对比研究 被引量：11
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作者 李延河 李金城 宋鹤彬 《地球学报（中国地质科学院院报）》 CSCD 北大核心 1999年第4期378-384,共7页
对东太平洋海盆C- C 区海底多金属结核及西太平洋马绍尔地区富钴结壳的He 同位素组成进行了对比研究。发现结核的3He/4He 比值普遍较高,为(1.73 ～13 .26) ×10- 5 。所有结核样品的3 He/4 He 比值均高于MORB 的平均3 He/4 He 比值... 对东太平洋海盆C- C 区海底多金属结核及西太平洋马绍尔地区富钴结壳的He 同位素组成进行了对比研究。发现结核的3He/4He 比值普遍较高,为(1.73 ～13 .26) ×10- 5 。所有结核样品的3 He/4 He 比值均高于MORB 的平均3 He/4 He 比值,有些样品的3 He/4 He 比值甚至高于地幔热柱的值。磁性部分相对非磁性部分3 He/4He 比值和4 He 含量均明显偏高。结壳的3 He/4 He 比值相对较低,变化范围为6 .05 ×10 - 8 ～8 .08 ×10 - 5 。在3 He- 4He 图上大部分结壳的He 同位素数据点均位于MORB 和地幔热柱的He 同位素分布区及其附近。粒径小于10μm 的宇宙尘含有极高的3 He/4 He 比值和4 He 含量,微量宇宙尘的加入即可造成地内物质的3 He/4 He 比值明显偏高。在3 He- 3 He/4 He 图上,结核、结壳及深海沉积物的He 同位素数据点均沿着宇宙尘与陆壳物质的混合曲线分布。表明海底多金属结核和富钴结壳的He 同位素异常均是由宇宙尘注入引起的。结核中宇宙尘的含量相对较高,约1 ×10- 6 ;结壳中宇宙尘的含量相对较低,且分布不均匀,约为(80 ～800) ×10- 9 。 展开更多
关键词 多金属结核 富钴结壳 宇宙尘 氦同位素
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河北汉诺坝新生代玄武岩中幔源包体和高压巨晶的氦同位素地球化学研究 被引量：6
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作者 李延河 李金城 +1 位作者 宋鹤彬 郭立鹤 《矿物岩石地球化学通报》 CAS CSCD 2001年第4期214-217,共4页
对该地区新生代玄武岩中幔源包体和高压巨晶的氦同位素进行了初步研究。幔源包体中橄榄石的3 He 4 He值为 (0 .15～ 7.4)× 10 - 6,较MORB值明显偏低 ,甚至低于大气的值 ,说明该地区曾发生过强烈的地幔交代作用。高压巨晶辉石和石... 对该地区新生代玄武岩中幔源包体和高压巨晶的氦同位素进行了初步研究。幔源包体中橄榄石的3 He 4 He值为 (0 .15～ 7.4)× 10 - 6,较MORB值明显偏低 ,甚至低于大气的值 ,说明该地区曾发生过强烈的地幔交代作用。高压巨晶辉石和石榴子石的氦同位素组成与此明显不同 ,其3 He 4 He值为 (5 .7～ 2 4.3)× 10 - 6。提出幔源包体和高压巨晶不是同源的 ,二者可能与寄主玄武岩均无必然成因联系。在汉诺坝地区一件石榴子石巨晶中还发现了异常高的3 He 4 He值。 展开更多
关键词 幔源包体 高压巨晶 氦同位素
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河南平顶山矿区含煤地层沉积环境及其对煤系气成藏的控制 被引量：3
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作者 李延河 王保玉 +3 位作者 刘顺喜 倪小明 王娟 胡斌 《古地理学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1420-1434,共15页
近几年来,河南省平顶山矿区煤系气勘探开发取得了新突破,采动井、采空井和预抽井的单井日抽采量分别达到40500 m^(3)、20000 m^(3)和4500 m^(3)。为了查明煤系气生成与赋存的沉积背景,本次工作采用地层学与沉积学的研究方法,开展了精细... 近几年来,河南省平顶山矿区煤系气勘探开发取得了新突破,采动井、采空井和预抽井的单井日抽采量分别达到40500 m^(3)、20000 m^(3)和4500 m^(3)。为了查明煤系气生成与赋存的沉积背景,本次工作采用地层学与沉积学的研究方法,开展了精细的地层、沉积特征和沉积序列以及气测录井资料分析,从而揭示出本区主要含煤地层山西组和下石盒子组中煤系气(煤层气、页岩气和致密砂岩气)生成与赋存的沉积环境,也就是潮坪上的泥炭沼泽(泥炭坪)、三角洲分流间湾沼泽和分流河道沉积环境控制了煤系气的成藏。基于地层沉积特征在垂向上的变化规律,划分出9种不同沉积环境的沉积序列类型,并在综合分析的基础上,提出了平顶山矿区山西组—下石盒子组煤系气赋存的沉积环境模式。研究还表明,区内煤系气含量变化及区域分布特征不仅与滨岸潮坪沼泽、三角洲分流河道砂体和分流间湾沼泽的时空变化密切相关,而且还与储集层厚度变化相关。该成果可为今后平顶山地区煤系气勘探开发井的设计、部署与施工提供科学依据。同时,对华北地区相同含煤地层的煤系气开发也具有重要借鉴意义。 展开更多
关键词 煤系气开发 地质勘探 含煤地层 山西组 下石盒子组 平顶山矿区
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