山东汤头盆地钾质及钠质火山岩的年代学与地球化学:对华北克拉通岩石圈减薄的启示

山东汤头盆地位于沂沭断裂带南段,盆地内广泛发育以粗安质岩石为主体的晚中生代火山岩,这套岩石主要可归为碱性系列,按化学组成可进一步区分为钾质和钠质二种类型。钾质火山岩的主要岩性为黑云母粗安质火山碎屑岩和潜火山岩,钠质火山岩主要为辉石粗安质潜火山岩,其中钾质火山岩是盆地内火山岩的主体。锆石LA-ICP-MS U-Pb定年获得钾质和钠质火山岩的成岩年龄分别为124.0±1.3Ma和106.4±4.0Ma,表明钠质火山岩较钾质火山岩形成晚。在化学组成上,钾质火山岩较钠质火山岩全碱含量更高,二者的K2O+Na2O含量分别为11.02%～11.37%和8.75%～8.93%。它们均富轻稀土和大离子亲石元素,但钾质火山岩较钠质火山岩稀土总量更高,且更富轻稀土,二者的∑REE值分别为360.1×10-6～417.0×10-6和232.3×10-6～291.0×10-6,(La/Yb)N比值分别为62.02～64.66和40.32～40.52。钾质火山岩的Cs、Rb、Ba、Th、U、Pb等大离子亲石元素和Zr、Hf等高场强元素均较钠质火山岩富集,但Sr、Ti的含量偏低。钾质与钠质火山岩均具有富集的Sr-Nd同位素组成特征,但钠质火山岩的ISr值偏低、而εNd(t)值偏高,二者的ISr和εNd(t)值分别为0.7107～0.7119和-15.48～-16.96,以及0.7098和-10.03。元素和Sr-Nd同位素组成的系统分析表明浅部地壳混染对火山岩地球化学特征未产生显著影响,二类火山岩地球化学特征的变异应主要受控于岩浆源区组成的不同,而不是岩浆演化过程的差异所致。二元混合模拟指示二类火山岩均最可能起源因华北克拉通下地壳拆沉而形成的富集地幔的熔融,但钠质火山岩源区含有较高比例的亏损软流圈地幔组分。根据对火山岩地质与地球化学特征的综合分析,表明郯庐断裂持续的引张促使岩石圈减薄,并诱发深部软流圈熔体上涌,这一上涌的软流圈熔体随后又与原先富集的岩石圈地幔混合,从而导致晚期的钠质火山岩源区中含有较高的亏损软流圈地幔组分。火山岩成分由钾质向钠质演化,是软流圈地幔上涌并置换原有岩石圈地幔,最终导致华北克拉通减薄的直接响应。     

庐枞早白垩世火山岩的地球化学特征及其源区意义

从中生代到新生代,华北东部岩石圈地幔发生了减薄以及地球化学性质置换, 而扬子地块东部中生代岩石圈地幔也表现出类似的过程,对中生代火山岩的地球化学研究有助于了解这一变化过程以及发生置换时的时空关系。庐枞火山岩出露于扬子地块东部,为一套包括粗玄岩–玄武粗安岩–粗面岩的富碱橄榄安粗岩系。研究了双庙组基性火山岩,这些岩石富集Rb,K,Sr,Th和轻稀土元素,亏损高场强元素。(87Sr/86Sr)i = 0.7060~0.7063,εNd(t )=-3.9~-6.2,(206Pb/204Pb)i=17.788~18.125,(207Pb/204Pb)i= 15.511~15.546,(208Pb/204Pb)i =37.735~38.184。在喷出地表过程中,火山岩没有受到明显的地壳物质混染,因此元素和同位素组成反映了地幔源区的地球化学特征。 其地幔源区具有同位素富集特征,表明火山岩源区曾受到地壳物质的影响,是富集地幔部分熔融的产物,并经历明显的结晶分异作用。庐枞火山岩的岩浆成分和源区特征反映该地区在晚中生代岩石圈地幔的伸展和软流圈地幔上涌的演化过程。     

沂沭断裂带中生代青山群火山岩地球化学特征及其岩石成因

以沂沭断裂带安丘地区中生代青山群火山岩为研究对象,在进行系统的元素-同位素分析的基础上,探讨其岩浆源区和岩石成因。安丘火山岩SiO2含量变化于56.5%~65.8%,主要为高钾钙碱性系列岩石,岩石组合为英安岩和粗面安山岩;安丘火山岩富集大离子亲石元素和轻稀土元素,亏损高场强元素,显示富集但变化范围较大的Sr-Nd同位素组成((~(87)Sr/~(86)Sr)t=0.708 7~0.710 7,εNd(t)=-13.7~-5.93)。综合分析表明,安丘火山岩为大陆下地壳物质经拆沉作用于地幔环境中发生部分熔融作用,与上地幔岩石发生交代作用后进入地表形成,且其源区中可能有软流圈物质的加入。     

华北克拉通燕辽裂谷长城纪碱性岩锆石U-Pb年代厘定和Hf-O同位素特征

基性的碱性岩通常形成于伸展环境,具有富碱和不相容元素富集等地球化学特征,它们来源于深部富集地幔,是探索地幔交代和深部地球动力学的"岩石探针"。华北克拉通北缘燕辽裂谷内发育团山子组和大红峪组钾质火山岩以及侵入串岭沟组的钠质岩脉,它们共同组成了长城纪碱性岩系列。本文利用SHRIMP锆石U-Pb同位素方法对平谷-蓟县地区钾质火山岩进行年代学测试,获得误差范围内一致的年龄:1613±11Ma、1634±18Ma(团山子组)和1605±19Ma、1630±10Ma(大红峪组),说明钾质火山岩喷发的持续时间短,且与侵入串岭沟组的钠质岩脉同期(~1625Ma)。钾质火山岩和钠质岩脉的锆石Hf-O同位素组成相似:εHf(t)=-2~+4(正态分布峰值+0.6),δ^18O=4.5‰~7.7‰明显高于正常地幔锆石的值,钾质火山岩和钠质岩脉的母岩浆源自相同的富集地幔,源区受到高δ^18O物质的交代作用而富含钾质矿物,如角闪石或金云母。华北克拉通中-新元古代岩浆事件是伸展环境的产物,其锆石Hf同位素组成在~1.32Ga发生突变,由富集到亏损,暗示岩石圈地幔经历强烈的交代改造作用,可能成为检验地幔柱或者板块深俯冲驱动超大陆裂解机制的窗口。     

溧水盆地晚中生代基性火山岩成因与深部动力学过程探讨

下扬子地区溧水盆地晚中生代龙王山组基性火山岩属高钾钙碱性-钾玄岩系列,具有低MgO(3.16%～4.97%)和相容元素含量(如Cr11～34μg/g、Ni 9～27 μg/g),强烈富集大离子亲石元素(Ba/Nb=94～144)、轻稀土元素(La/Nb=3.7～4.6)和亏损Nb-Ta,稍高的Sr同位素组成[(87Sr/86Sr)i=0.705 73～0.706 17]和具弱负εNd(t)值(-3.0～-1.9).龙王山组基性火山岩的元素-同位素地球化学特征反映其来源于富集轻稀土元素和大离子亲石元素的岩石圈地幔;它们在Sr-Nd同位素组成上与大别-苏鲁造山带同时代的基性火成岩具有明显的差别,暗示其熔融源区不大可能受到俯冲陆壳的改造富集作用,更可能是早期具高Rb/Sr、低Sm/Nd和亏损高场强元素的流体/熔体交代作用的结果,总体上具有俯冲大洋板片交代作用的特征.在岩浆熔融深部动力学方面,晚中生代高钾钙碱性-钾玄岩浆的起源主要归结于深部岩石圈地幔的热扰动作用和岩石圈伸展-减薄作用,在时空上匹配于同时代郯庐断裂带的巨大走滑活动.     

沂沭断裂带中南段钾质火山岩的元素地球化学与Sr-Nd-Hf同位素组成及其对岩石成因的制约

本文以沂沭断裂带中南段莒南-大店一带的钾质火山岩为对象,系统研究了它们的岩石学、元素地球化学和Sr-Nd-Hf同位素组成特征,据此探讨了源区地幔富集机制及岩石成因。莒南钾质火山岩主要为一套安粗质火山-潜火山岩组合,大店多发育粗面质火山岩,二者的锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄基本一致,均约为118Ma。在化学组成上,这套火山岩均偏碱性,里特曼指数(σ)介于4.10~5.07,且富钾(K_2O=4.21%~5.77%),在SiO_2-K_2O和K_2O-Na_2O关系图上,均投影在钾玄岩系区。安粗质和粗面质火山岩均富大离子亲石元素(Cs,Rb,Th,U,Pb)和轻稀土元素,贫高场强元素(Nb,Ta,P,Ti),但粗面质火山岩具较显著的Ba、Eu负异常,且轻重稀土比值较低。二类火山岩均具有富集且较均一的Sr-Nd同位素组成(I_(Sr)=0.7086~0.7091,ε_(Nd)(t)=-16.9~-18.2),锆石ε_(Hf)(t)值均为显著的负值(安粗质岩:-22.3~-24.3,粗面岩:-19.7~-23.6)。元素和同位素组成的综合分析表明,区内钾质火山岩的源区地幔极可能遭受了因扬子板块深俯冲和华北克拉通岩石圈拆沉等多次富集事件的影响。至早白垩世,随着郯庐断裂引张的加剧,诱发了软流圈地幔上涌,同时在断裂减压作用的影响下,促使了这一经叠次改造的富集地幔的部分熔融,由此产生的岩浆经进一步分异演化,导致了区内钾质火山岩的形成。     

郯庐断裂带晚中生代富碱侵入岩Nd、Sr、Pb同位素特征及源区性质探讨

郯庐断裂带是中国东部一条巨大的深大断裂带,它纵切华北克拉通、扬子克拉通、兴蒙-吉黑造山带和大别-苏鲁造山带四个大地构造单元,特别是在该断裂带出露许多晚中生代富碱侵入岩体,构成一条长达近2000km的富碱侵入岩带.本文是在前人研究基础上首次从大尺度对整个郯庐断裂带富碱侵入岩的Nd、Sr、Pb同位素做了比较系统深入的研究,发现四个大地构造单元的富碱侵入岩具有明显不同的Nd、Sr、Pb同位素特征,暗示四大构造单元富碱侵入岩的源区性质差别较大:兴蒙-吉黑造山带晚中生代富碱侵入岩源于和亏损地幔有成因联系的年青地壳(εNd(t)为ft.,平均值 2.25);华北克拉通、扬子克拉通和大别-苏鲁造山带三大构造单元晚中生代富碱侵入岩都主要源于EMI型富集地幔(εNd(t)均为负值).但是这三大构造单元岩石圈地幔富集程度差别较大.大别-苏鲁造山带岩石圈地幔相对富集程度最高(εNd(t)平均值为-17.06);华北克拉通次之(εNd(t)平均值为-10.03);扬子克拉通岩石圈地幔富集程度最低(εNd(t)平均值为-6.41).本文认为大别.苏鲁造山带岩石圈地幔相对最富集的原因可能是在早中生代扬子克拉通陆壳向华北克拉通深俯冲之后的折返过程中,因压力释放有利于熔/流体的形成、析出和向上交代并改造华北岩石圈地幔使之成为富集地幔.     

沂沭断裂带高桥盆地早白垩世火山岩的地球化学及岩石成因

沂沭断裂带内高桥盆地早白垩世火山岩SiO₂含量为51.97%～68.94%;由玄武粗安岩、 粗面岩和流纹岩组成;都属于碱性岩。岩石富集Rb、 Ba、 K等大离子亲石元素和轻稀土元素;相对亏损Nb、 Ta、 Ti等高场强元素和重稀土元素;并具有富集的Sr-Nd-Pb同位素组成。钾质粗面岩具有高稀土Cr、 Ni含量、 La/Yb、Sr/Y和Th/U高比值;这类似于华北克拉通东南缘早白垩世富集岩石圈来源的基性岩（如方城玄武岩、 沂南辉长岩）;其可能主要来源于富集岩石圈地幔部分熔融。与之相比;钠质玄武粗安岩具有低Cr、 Ni含量 、 ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr（t）、 Th/U和高ε_Nd（t）值;表明它可能由岩石圈地幔熔体与软流圈物质混合而成。沂沭断裂带高桥盆地火山岩形成于岩石圈伸展背景下;沂沭断裂带的活动可能诱使软流圈物质的上涌;导致岩石圈地幔升温发生部分熔融;并为软流圈物质的上升提供了通道。     

研究"钾质和钠质两个地幔富碱岩浆体系"的刍议

钾质富碱岩浆岩组成的岩带研究表明,这类岩石普遍富碱和CaO,高钾,富Rb,Sr,Ba和放射性元素Th,U等,Rb/Sr相对较低;稀土元素总量较高,强烈富轻稀土,δEu较小;ISr多数介于0.705～0.706之间;INd较低,铅同位素较均一.Sr-Nd-Pb同位素特征表明,该岩类岩石的岩浆来源于EMⅡ型地幔源区,岩浆很可能直接来源于钾质富碱地幔.钠质富碱岩浆岩带岩石具富碱、高钠(Na2O＞K2O)的特点,同时富钛及大离子亲石元素和相对富集Nb,Ta,Zr以及Rb/Sr偏高等;ISr相对低,而INd稍高.这类岩石起源于钠质的富碱地幔源区.这些异常地幔源的形成与地幔流体交代作用有关.而超深大断裂作为岩浆上升的通道,是钾质和钠质地幔富碱岩系形成的重要条件.     

沂沭断裂带北段早白垩世高钾钙碱性火山岩地球化学特征与岩石成因

沂沭断裂带内发育了大量的中生代火山岩，其成因研究对剖析断裂带活动规律具有重要意义。本文对断裂带北段潍坊、安丘、鄌郚地区中生代火山岩进行了详细的岩石学、锆石U-Pb年代学和主量元素、微量元素、Sr-Nd-Pb同位素分析。探讨了沂沭断裂带中生代火山岩成因及其形成的地球动力学过程。断裂带北段火山岩年龄集中在131~124Ma之间，喷发于早白垩世。岩石为一套高钾钙碱性火山岩，包括玄武安山岩、粗安岩、粗面岩、英安岩。火山岩富集Rb、Ba等大离子亲石元素，相对亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素。稀土元素含量高（∑REE=140.5×10^-6~433.1×10^-6），富集轻稀土、亏损重稀土（∑LREE/∑HREE=9.8~31.0），无明显的Eu负异常。火山岩具有富集且变化范围较大的Sr-Nd-Pb同位素组成，（⁸⁷Sr/⁸⁶Sr）_i=0.708054~0.711692，ε_Nd（t）值为-15.3~-7.4，（²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb）_i=17.213~17.962，（²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb）_i=15.425~15.590，（²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb）_i=37.597~38.365。研究表明，高钾钙碱性火山岩的源区与区域基性岩源区一致，均为富集岩石圈地幔。玄武安山岩、粗安岩、粗面岩经基性岩浆分离结晶作用形成，英安岩则遭受了华北下地壳强烈混染。三叠纪末期，由于扬子板块向华北克拉通俯冲，扬子地壳析出的流体/熔体交代了华北古老岩石圈地幔，形成富集岩石圈地幔。早白垩世，受古太平洋板块俯冲和后撤作用，富集岩石圈地幔部分熔融形成基性岩浆，岩浆在上升过程中发生分离结晶作用，受沂沭断裂深切作用影响，部分地区遭受华北下地壳混染，最终形成区内各类高钾钙碱性火山岩。     

红藻石和蓝藻石概念及分类归属的综述和修订

在分析和总结前人对红藻石和蓝藻石研究成果基础上,结合岩石薄片显微镜下观察实例,发现在以往碳酸盐岩颗粒分类中没有红藻石和蓝藻石的合适位置。鉴于红藻石重要的成因意义和造礁作用,有必要明确红藻石的概念和归属。珊瑚藻本身极易钙化,经生物矿化作用最终保存下来的珊瑚藻屑一直放在生物碎屑中,而红藻石是由非固着的珊瑚藻构成的钙质独立结核,因此也可以被划分到生物碎屑中。蓝藻石作为蓝细菌钙化作用的产物,同时鉴于蓝藻石的广泛存在,把钙化蓝细菌形成的核形石命名为蓝藻石,这一重要概念从提出到现在一直被使用。然而蓝绿藻概念已变更为蓝细菌,蓝藻石的形成与藻类无关,显然将其称作蓝菌石更加确切。因此,应将红藻石和蓝藻石分别归为生物碎屑和核形石当中,并用新的术语蓝菌石替代蓝藻石。其意义在于使红藻石和蓝藻石的概念及归属更为规范,并为碳酸盐岩颗粒的深入研究提供有益线索。     

桩-岩摩擦黏着特性的试验与分析

研究桩与岩石的侧摩阻力组成及影响因素,有助于准确地把握桩与岩石的侧摩阻力取值原则。在对桩与岩层的摩擦黏着机制分析的基础上,指出界面力与岩层抗剪力的区别,并提出岩层的极限侧摩阻力由界面强度及岩石强度两者较弱一方决定的观点。进行了中风化岩中4组混凝土短桩的抗压及抗拔极限摩阻力对比试验,获得了相应的极限侧摩阻力值以及抗拔与抗压极限侧摩阻力值的比值。抗拔时由于上部岩层对桩侧岩层的约束作用较弱,会使侧摩阻力相对抗压时有较大降低。通过有限元计算及其与试验值的比较分析,研究短桩与岩层的界面强度条件,发现岩层和混凝土灌注桩间的侧摩阻力中界面黏着力占很大比例。     

现代微区测试技术在确定宝玉石产地来源中的应用及其研究进展

宝玉石产地来源的研究是近几年地质学、宝石学和考古学界的热门话题之一。一方面,不同产地来源的宝玉石可能具有不同的品质特征及经济价值,其研究有助于珠宝首饰价值的判断,为各国海关执法提供技术支持;另一方面,古代宝玉石产地的确定对了解古代宝玉石的开采与古代科技的发展水平及不同区域的文化交流均具有重要意义。在总结前人研究成果的基础上,结合现代微区测试技术的最新研究成果,从微量元素、包裹体以及同位素分析等方面探讨总结了微区测试技术在确定宝玉石产地来源研究中的应用。当前的研究结果显示,不同的技术方法对确定宝玉石的产地来源均有一定的意义,但宝玉石产地来源的最终确定往往需要依赖更大范围和更深入地对宝石矿床的地球化学进行多技术手段的交叉分析。显然,确定各种不同类型宝玉石产地来源的标型特征及建立相关重要宝石产地的地球化学数据库,是最终解决宝玉石产地来源鉴定问题的关键。     

RS和GIS技术集成及其应用

本文简要地介绍了ＲＳ（遥感图像处理系统）和ＧＩＳ（地理信息系统）技术及其集成的基本概念和方法。讨论了ＲＳ和ＧＩＳ技术及其集成的内在涵义、相互关系,认为ＲＳ是ＧＩＳ重要的外部信息源,是其数据更新的重要手段,尤其对于全球性的 地理动力学分析,更必须有ＲＳ所提供的覆盖全球的动态数据与ＧＩＳ的结合。反之,ＧＩＳ则可以提供ＲＳ所需要的一些辅助数据,以提高ＲＳ图像的信息量和分辨率,同时,ＧＩＳ可以将实地调查所     

Progress and Prospect of Statistics and Assessment of Large-scale Natural Disaster Damage and Losses

In June 2014, the "Statistics System for the Damage and Loss of Large-scale Natural Disasters" (SSDLLND) was issued by the Ministry of Civil Affairs and the Office of National Disaster Reduction Committee, which marked that the statistics and assessment of China's catastrophic natural disaster damage and losses formally entered a new stage of institutionalization. On the basis of analyzing the five major international disaster damage and loss assessment systems, including HAZUS-MH, ECLAC, DaLA, EMA-DLA and PDNA, the differences between the “SSDLLND” of China and five major international systems were compared from the statistics and assessment contents and indicators. Combined with the statistics and assessment practices of China’s large-scale disaster damage and losses and the characteristics of international systems in recent years, the future development of the SSDLLND were proposed in three aspects: Enriching and improving the framework of damage and loss statistics content, stepwise improvement of disaster impact assessment methods (such as the ecological capital loss assessment, tourism industry loss assessment due to the disasters, etc.), and improving indicators and parameters of loss statistics. The study has an important practical significance for improving the statistics and assessment system of the damage and loss of major natural disasters and better serving the post-disaster recovery and reconstruction decision-making.     

贵州省地矿局钻探工程发展回顾与展望

贵州省地矿局建局63年以来,钻探工程作为地质找矿的重要技术手段,发展至今已形成门类齐全、设备精良、技术精湛的专业体系。本文在总述贵州省地矿局地质找矿辉煌成就的基础上,从小口径岩心钻探、大口径深井钻探、地下水机井钻探、浅层地温能钻探等几个重点方面详细回顾了钻探工程的发展历程,对未来发展趋势进行了展望,同时提出了相关的建议,以供今后的工作参考。     

Intersections of ellipsoids and planes of arbitrary orientation and position

This paper considers an ellipse, produced by the intersection of a triaxial ellipsoid and a plane (both arbitrarily oriented), and derives explicit expressions for its axis ratio and orientation. The relationship between central and noncentral sections, and the problem of intersection probability, are discussed. The resulting equations have obvious applications in structural geology and optical mineralogy, and in stereological modeling of grain-size and grain-shape distributions.     

相控和气洗分馏作用对油气组分及碳同位素组成的影响

油藏条件下的相控和气洗分馏作用使得油藏中油气的物理性质和化学组成发生了明显变化。通过不同温压条件下的ＰＶＴ实验及其产物测量为该观点提供了十分有意义的科学证据,其主要结论结下：（１）总的来看,气洗分馏作用较由温度和压力引起的相控分馏作用明显,气洗作用是油藏中原油性质（如：含蜡量、密度和粘度等）发生重大变化的最主要因素;（２）ＰＶＴ分馏不仅导致凝析油中饱／芳比值的异常高值,而且饱／芳比值在凝析油和正常     

Hydrologic and hydraulic characteristics of the Yellow River and impact of flow and sediment diversion

In the history, the Yellow River nurtured Chinese civilization. It is respected as the ＂ancestor of the four large rivers in China＂ and praised as ＂the mother river of China＂. At the same time, the Yellow River is regarded as ＂the misery of China＂ and considered as the most complex river hard to control in the world. Today, the Yellow River is also one large river greatly influenced by human activities in the world. The safety of the Yellow River, particularly flood control, is always the most important issue for governing and developing the country. Great achievements have been made after many years of efforts for controlling the Yellow River. However, since the nineties of 20 century, some new problems occurred, such as sharp reduction of flux to sea, dry rivercourse, worsen environment, etc. Rapidly shrinking riverbed and two-level perched stream are disadvantageous to flood safety especially. The new concepts and new practices are urgently needed to control the river. Therefore, the Yellow River Conservancy Committee of Ministry of Water Resources had continuously carded out flow and sediment diversion each year from 2002 to 2005. To timely probe into the new issues produced after flow and sediment diversion, and in order to deepen the understanding of rules for the Yellow River＇s water and sediment and provide reference and experience to the researchers for other large rivers, five hydrologic and hydraulic characteristics of the Yellow River, such as lack of water, much of sediment, different resources of water and sediment, inconsistency between water and sediment and frequency of sink switching and route changing, are described. Flow and sediment diversion of the Yellow River is also reviewed. Under flow and sediment diversion,     

富甲烷天然气溶解实验及水溶气析离成藏特征

对不同温度（90~200 ℃）和压力（20~120 MPa）条件下的富甲烷天然气在碳酸氢钠溶液中的溶解度值进行了实验测定,阐述了甲烷溶解度随温度、压力及矿化度的变化特征。综合前人的实验结果,将天然气的溶解度与温度的关系划分为3个阶段: ①缓慢递减阶段（0~80 ℃）;②快速递增阶段（>80~150 ℃）;③缓慢递增阶段（>150 ℃）。在温压的共同作用下,溶解度随埋藏深度的增加,也具有不同的阶段变化特征;且当地层水温度、压力足够高时,甲烷的溶解能力趋近于某一极限值。利用甲烷溶解度回归方程有助于对不同地区水溶气析离脱气界限的估算。我国主要存在包括侧向阶段脱气、断裂-底辟脱气、盖层渗滤脱气和构造抬升脱气4种与构造和渗滤作用有关的水溶气析离成藏模式。