中国大陆科学钻探（CCSD）主孔100-2000m区间磁化率的变异特征及其地质意义

对中国大陆科学钻探主孔100—2000m区间岩心样品磁化率与钻孔原位测井磁化率进行系统时比研究。结果表明,控制岩石磁化率的主要因素是岩性和退变质作用,其中蛇纹石化石榴石橄榄岩的磁化率最大,样品平均磁化率为86．277×10-3SI,正片麻岩,退变质榴辉岩,榴辉岩,副片麻岩次之,角闪岩的磁化率最小,样品平均磁化率为1．698×10-3SI。不同退变质程度榴辉岩的磁化率特征具有明显的差异:中-强程度退变质榴辉岩由于退变质过程所产生的磁铁矿和钛铁矿-钛磁铁矿,其磁化率最大;随着退变质作用的进一步加剧,这些磁铁矿和钛铁矿-钛磁铁矿被完全分解,导致完全退变质榴辉岩的磁化率最小;新鲜榴辉岩的磁化率介于两者之间。在该深度区间,约70％岩心样品磁化率与测井磁化率的比值小于4．0,其中以<2．0为主,相同岩性岩石(如榴辉岩,退变质榴辉岩和副片麻岩)磁化率的比值随深度变化较小。岩心样品磁化率和测井磁化率之间的欧氏距离位于3．0-6．4范围,且随深度变化不明显,如在100～600m和1500～2000m两个深度范围的欧氏距离分别为3．0-5．2和3．2～5．3,表现出相似的变化特征,显示了在此区间深度范围内,地层压力对磁化率的基本没有影响。     

超高压榴辉岩退变质作用对岩石磁化率的影响

系统测量了中国大陆科学钻探(CCSD) 主孔10 0~ 2 0 0 0m超高压榴辉岩的磁化率及其各向异性, 并进行了相应的岩石学和矿物学分析.研究结果表明, 不同退变质程度榴辉岩的磁化率特征具有明显差别: 新鲜-弱退变质榴辉岩对应超高压榴辉岩相, 平均体积磁化率κ=1.4× 10-3SI, 磁化率各向异性度Pj=1.0 9, 磁性载体主要是顺磁性矿物石榴子石和绿辉石; 中等-强退变质榴辉岩对应角闪岩相, κ =5.1× 10-3SI, Pj=1.2 0, 磁性载体主要是退变质所产生的磁铁矿和钛铁矿-钛磁铁矿; 完全退变质榴辉岩对应绿帘角闪岩相-绿片岩相, κ =1.3× 10-3SI, Pj=1.08, 磁性载体主要来自顺磁性矿物角闪石、绿帘石、黑云母等.该研究为超高压变质岩石地区磁异常的解释提供了基础数据和重要的科学约束, 同时也为大陆深俯冲峰期变质岩石和折返阶段岩石退变质程度提供了磁化率鉴别特征.      

大别山超高压变质岩带的岩石磁学和磁组构研究及其地质意义

本文对采自大别山碧溪岭、新店、石马、花凉亭和朱家冲等地点的102块定向超高压和高压变质榴辉岩、片麻岩和大理岩等样品,进行了岩石磁学和磁化率各向异性(AMS)研究。磁化率和磁化强度随温度变化以及磁滞回线参数的分析结果表明,岩石剩磁载体以假单畴-多畴磁铁矿为主。新鲜榴辉岩和大理岩的磁化率很低,经过退变质作用的榴辉岩具有最大磁化率值,片麻岩的磁化率变化范围较大。这表明这些岩石中的磁性矿物含量主要受退变质作用和原岩成分差异的控制。磁化率各向异性度(P)主要受磁面理(F)的控制,显示出在其发育期以挤压构造环境为主;新鲜榴辉岩、退变质榴辉岩和片麻岩的 F 和 P 值依次增大。榴辉岩和片麻岩的 AMS 椭球的展布近似。在地理坐标下,这些 AMS 椭球的最小主轴(K_3)以向北倾为主,最大主轴(K_1)多为南倾。     

中国大陆科学钻探主孔正片麻岩磁性及深部流体活动

通过对中国大陆科学钻探工程主孔花岗质片麻岩进行详细的岩石磁学研究及岩石矿物学分析表明: 花岗质片麻岩磁化率(0.570×10-7~120.450×10-7m3·kg-1, 平均29.996×10-7m3·kg-1)在主孔所有岩石中仅次于蛇纹石化石榴石橄榄岩, 而其天然剩余磁化强度(0.002×10-3~2.109×10-3Am2·kg-1, 平均0.210×10-3Am2·kg-1)则是所有岩性中最低的.磁化率随温度变化曲线、交变退磁曲线及磁滞回线特征表明, 花岗质片麻岩中磁性矿物组合主要成分为磁铁矿, 小部分样品中含有赤铁矿, 其中磁铁矿以多畴为主, 伪单畴磁铁矿仅在少量样品中出现.和同为完全退变质岩的角闪岩(完全退变质榴辉岩)相比, 花岗质片麻岩具有相似的磁性矿物组合, 但其磁铁矿的颗粒明显较大.多畴磁铁矿的形成, 可能和超高压变质岩折返过程中, 花岗质片麻岩较强的流体活动相关.部分分布于花岗质片麻岩主体岩性段外的样品, 具有较高的天然剩余磁化强度, 则可能反映了花岗质片麻岩及周围榴辉岩之间的流体交换.      

磁化率和密度对中国大陆科学钻探主孔100～2000 m岩石类型的判别

为查明磁化率和密度对于中国大陆科学钻探工程(CCSD)主孔100~2000m岩性的响应和判别特征,利用SPSS10.0统计分析软件进行了判别分析.研究结果显示,岩石的密度和体积磁化率主要受岩性的控制.采用迫入法建立全模型,对CCSD主孔100~2000m井段岩心的岩性判别率达84.8%.其中,蛇纹石化橄榄岩、正片麻岩、副片麻岩、榴辉岩、角闪岩和退变质榴辉岩的判别率分别为100%、87.1%、89.7%、89.6%、96.7%和63.7%.该研究表明,密度和磁化率可以为超高压变质岩石的岩性鉴别和区分提供定量约束,有利于地球物理探测成果和测井资料的准确解析.同时,本文也是SPSS统计分析软件在超高压变质岩石类型判别方面的一个应用实例,对于其他岩石类型的判别分析具有借鉴意义.     

中国大陆科学钻探主孔100～2000米超高压变质岩岩相学特征与变质变形史

中国大陆科学钻探工程的实施，为超高压变质带的研究打开了新的生面，加深了对苏鲁超高压变质带的认识。从100～2000米获得的岩心的岩石学观察，得知主要岩石类型有：(1)榴辉岩及石榴辉石岩；(2)榴辉岩质片麻岩；(3)石榴橄榄岩；(4)黑云(角闪)二长片麻岩和(5)碎裂岩等。榴辉岩可分幔源和壳源两类，壳源榴辉岩在钻孔中分布较广，上部最为集中；幔源榴辉岩，包括石榴辉石岩，在空间上与超镁铁岩有密切共生关系。榴辉岩质的片麻岩是一种中酸性的超高压岩石，与壳源的榴辉岩共生，显微镜下可以追索出它们之间的结构演化关系。石榴橄榄岩以石榴单辉橄榄岩为主，是俯冲带上部地幔楔加入于俯冲板片变质而成。石榴橄榄岩中的石榴子石富镁，单斜辉石为绿辉石并常含钛斜硅镁石，说明其经过超高压变质的过程。从变质岩石的组合，面理和线理产状的差异，地震反射面和构造角砾岩带的发育，发现以1600米为界，可大致分为2个岩片。上部岩片中多金红石榴辉岩而且出现频率很高，下部岩片中多为多硅白云母榴辉岩出现频率较低。由于隆升进入中下地壳，超高压变质岩普遍发生退变质。榴辉岩的早期退变质成为具后成合晶结构的石榴角闪岩，榴辉岩质片麻岩退变质形成绿帘黑云(角闪)斜长片麻岩，变质条件为角闪岩相，它可以部分熔融或受到钾交代作用而转变为黑云角闪二长片麻岩。后期的伸展造成了局部碎裂和角砾岩带，新生矿物为绿泥石，方解石和赤铁矿、绿帘石等，属绿帘角闪岩相和绿片岩相。主孔100～2000米的超高压变质岩石组合的确定，进一步说明了巨量的地壳物质可以深俯冲进入地幔并迅速折返；超高压变质岩石记录了陆壳俯冲折返和壳幔相互作用的过程，它们是板块下覆构造和地幔动力学的信息载体。     

大别超高压变质地体的岩石组合及其演化--以皖西南碧溪岭和双河地区为例

碧溪岭和双河地区是大别超高压地体内2个典型的露头区，通过野外露头观察、岩相学和岩石化学研究发现，岩石组合主要为榴辉岩、斜长角闪岩、片麻岩和面理化花岗岩。榴辉岩具有壳源的特点，是地壳岩石在地幔深处发生超高压变质作用形成的；斜长角闪岩为板块折返期间榴辉岩的退变质产物；片麻岩为斜长角闪岩在折返过程中在合适的环境下深熔递进演变的产物；而面理化花岗岩是片麻岩部分熔融的结果。榴辉岩与片麻岩和面理化花岗岩之间为经过改造的原地关系。     

榴辉岩的地震波性质：对苏鲁超高压变质带地壳成分和折返机制的探讨

本文总结了榴辉岩的高温高压弹性波速测量结果,并将其应用于苏鲁超高压变质带地震资料的解释。由于榴辉岩具有高密度和高波速,它们和长英质片麻岩、大理岩、石英岩、角闪岩、麻粒岩、蛇纹石化橄榄岩的界面可以产生强反射。如果俯冲的陆壳物质以榴辉岩与围岩互层的形式在上地幔保留下来,就可能在造山带的上地幔产生地震反射。根据CCSD孔区地震剖面所建立的地壳成分模型表明:苏鲁超高压带地壳浅部的高速层可归因于夹在花岗质片麻岩、副片麻岩、角闪岩等岩石中的榴辉岩和超基性岩;中地壳主要由中酸性片麻岩、斜长角闪岩和副片麻岩组成;下地壳以中基性麻粒岩为主。在该超高压变质带现今的深部地壳,榴辉岩含量很少或几乎没有。因此,折返的超高压变质岩是以构造岩片的形式沿一系列剪切带逆冲并覆盖在正常的中下地壳之上,深部榴辉岩的缺乏可能与下地壳拆沉作用无关。     

大别—苏鲁超高压地体折返过程中岩石组合演化的地球化学约束

大别—苏鲁超高压地体现今的岩石组合是超高压变质岩石经历快速折返过程中各种地质作用叠加改造的最终产物, 其中拆沉、底侵、构造体制转换是改造的动力; 退变质作用、构造置换、深熔作用是改造的主要方式.超高压地体的主要岩石组合有榴辉岩、大理岩、硬玉石英岩、斜长角闪岩、片麻岩和面理化花岗岩.地质、常量、微量、同位素地球化学研究表明, 斜长角闪岩是榴辉岩退变的产物, 片麻岩、面理化花岗岩是榴辉岩退变的斜长角闪岩递进深熔的产物, 即退变榴辉岩折返到中下地壳, 初次熔融产生相当于片麻岩成分的半原地英云闪长质-花岗闪长质-花岗质岩浆, 片麻岩再次熔融产生成分相当于面理化花岗岩的A型花岗岩岩浆.      

江苏东海预先导孔（CCSD-PPl）超高压岩石变质流体及其演化

中国大陆科学钻探工程预先导1孔(CCSD-PPH1)位于大别—苏鲁超高压变质带东段的江苏东海县,孔深为432 m,其岩心为一套变质表壳岩、花岗质片麻岩和镁铁-超镁铁质侵入岩。它们经历了超高压变质作用和随后的角闪岩相退变质作用。这些岩石中存在四类流体包裹体:①中高盐度CaCl_2-NaCl-H_2O包裹体(Ⅰ型),宿主为榴辉岩中的石榴子石、绿辉石和蓝晶石石英岩中的蓝晶石,可能代表了峰期变质流体;②H2O-CO_2(±N_2)-NaCl±固体的包裹体(Ⅱ型),宿主为榴辉岩中的石英和蓝晶石石英岩中的蓝晶石,可能为超高压岩石折返和退变质期间带入岩石的流体;③中—低盐度水溶液包裹体(Ⅲ型),产于蓝晶石石英岩、榴辉岩和片麻岩中。蓝晶石石英岩中的包裹体是部分继承了俯冲阶段变沉积岩脱水-脱挥发分流体;榴辉岩和片麻岩中的中-低盐度水溶液包裹体主要是角闪岩相退变质期间或更晚期捕获的;④中-低密度的富CO_2包裹体(Ⅳ型),沿蓝晶石石英岩石英中的(切)穿颗粒裂隙分布。根据包裹体显微测温数据,从Ⅰ型包裹体的等容线得到的压力值大大低于根据矿物温压计获得的压力。这表明大多数Ⅰ型包裹体的组成和密度在捕获后均发生了不同程度改变。这些变化包括渗漏、部分爆裂和流体-岩石相互作用等。流体包裹体研究也表明本区超高压变质作用峰期流     

攀西裂谷内陆盆地自由热对流应力分析及盆地沉降

康滇地区裂谷作用已得到证实,但形成这种地堑地垒的格局有多种解释,以传统的地质力学分析为主。笔者借以热力学的自由热对流原理来加以论述：攀西巨厚的火山岩体在下覆异常地幔热作用下,发生自由热对流,引起热量散失,使地壳沉降与隆起不均衡,生成地堑地垒的格局。自由对流单元的侧向迁移,使盆地形成非对称性。     

The Northwestern (Maghreb) boundary of the Nubia (Africa) Plate

A study of the present compressional deformation of the Northwestern (Maghreb) Nubia (Africa) margin is derived from the analysis of more than 20,000 km of seismic profiles. In the western part the compression is distributed in a large zone with on-land compression in Algeria, mainly strike-slip deformation on the Algerian margin and folds and strike-slip faulting in Eastern Spain. In the middle of the Algerian margin, around Algiers, the evidences of compression become more obvious. In this area a ridge trending N–S that is interpreted as a middle to late Miocene spreading center interacted with the transpressional margin that trends E–W. North of the location of the Boumerdes–Zemmouri earthquake the oceanic crust is deformed by blind thrusts up to 60 km from the coast. These thrusts are south dipping and with the northward dipping thrusts located onshore form a wedge that maybe a positive flower structure at a crustal scale related to the right-lateral transpression of the margin. In the eastern part of the Northwestern (Maghreb) Nubia (Africa) Deformed Belt, off eastern Algeria and Tunisia, the deformation is more intense but limited to the north by the continental slope. Large late Miocene Tortonian folds are cut by the Messinian erosional surface but the present deformation is also evident. It is suggested that the deformation with a double vergence may be followed up to the north of Sicily. After the docking (18 Ma) of the Kabylies to the Africa Plate, the crust has been thinned and the Algerian Basin opened during the middle-late Miocene with an E–W direction. From the late Miocene to the Present the margin has been rethickened by transpression and uplifted.     

Recalibration of the Garnet-Muscovite (GM) Geothermometer and the Garnet-Muscovite-Plagioclase-Quartz (GMPQ) Geobarometer for Metapelitic Assemblages

The garnet–muscovite (GM) geothermometer and the garnet–muscovite–plagioclase–quartz(GMPQ) geobarometer have been simultaneously calibrated underconditions of T = 450–760°C and P = 0·8–11·1kbar, using a large number of metapelitic samples in the compositionalranges = 0·53–0·81, = 0·05–0·24, = 0·03–0·23 in garnet, = 0·17–0·74 in plagioclase, and Fe = 0·04–0·16, Mg =0·04–0·13, Al^VI = 1·74–1·96in muscovite on the basis of 11 oxygens. The resulting GM thermometeryielded similar temperature estimates (mostly within ±50°C)to that of the garnet–biotite thermometer, and successfullydiscerned the expected systematic temperature change of progradesequences, thermal contact zones and an inverted metamorphiczone. The resulting GMPQ barometer yielded similar pressureestimates (mostly within ±1·0 kbar) to the garnet–aluminumsilicate–plagioclase–quartz (GASP) barometer andplaced the aluminosilicate-bearing samples in the appropriatealuminosilicate stability fields. Application of the GMPQ barometerto thermal contact aureoles or rocks within limited geographicalareas confirmed the expected constant pressures that shouldexist in these settings. The random errors of the GM thermometerand the GMPQ barometer are estimated to be ±16°Cand ±1·5 kbar, respectively. When biotite or aluminosilicateis absent in metapelites, metamorphic P–T conditions maybe determined by simultaneously applying the GM thermometerand the GMPQ barometer. KEY WORDS: application; calibration; geobarometer; geothermometer; metapelite     

Reduction of U(VI) to U(IV) on the surface of magnetite

To increase the understanding of uranium transport in the environment and in the presence of steel corrosion products, the interaction of U(VI) with natural magnetite has been studied. Sorption studies have been carried out using X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and secondary ion mass spectrometry (SIMS). The XPS results clearly indicate the reduction of U(VI) to U(IV) on the surface of magnetite facilitated by electron transfer between the Fe and U, leading to a coupled oxidation of Fe(II) to Fe(III).     

Site selectivity of the boring Rogerella isp. infesting Cardiaster granulosus (Goldfuss) (Echinoidea) in the type Maastrichtian (Upper Cretaceous,Belgium)

A burrowing spatangoid echinoid (heart urchin), Cardiaster granulosus (Goldfuss), from the type area of the Maastrichtian Stage (Upper Cretaceous) in Belgium, was infested only in the plates of the ambulacral petals by acrothoracian barnacle borings, Rogerella isp. This infestation was after the death and exhumation of the echinoid. The distribution of Rogerella may indicate the azimuth of current flow at the time of exhumation prior to final burial. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.