中国东部金伯利岩中的富钛矿物及矿物新变种——富铬黑镁铁钛矿

本文研究了中国东部金伯利岩中富铬黑镁铁钛矿、沂蒙矿、钛铁矿、硅铁石及其富钛物相以及未定名的富钛矿物。富铬黑镁铁钛矿是首次报道的黑镁铁钛矿的新变种,产于山东金伯利岩岩管中。富铬黑镁铁钛矿和沂蒙矿都是上地幔交代产物。河南金伯利岩中的钛铁矿表明该区金伯利岩岩浆为未分异的硅酸盐和碳酸盐岩浆。     

中国的全球构造位置和地球动力系统

现今之中国位于亚洲大陆东南部,西太平洋活动带中段;在全球板块构造图上,中国位于欧亚板块的东南部,南为印度板块,东为太平洋板块和菲律宾海板块。地质历史上,以中朝、扬子、塔里木等小克拉通为标志的中国主体属于冈瓦纳和西伯利亚两个大陆之间的转换(互换)构造域:古生代时期,位于古亚洲洋之南,属冈瓦纳结构复杂的大陆边缘;中生代阶段,位于特提斯之北,属劳亚大陆的一部分。显生宙中国大地构造演化依次受古亚洲洋、特提斯-古太平洋、太平洋-印度洋三大动力体系之控制,形成古亚洲洋、特提斯和太平洋三大构造域。不论古亚洲洋,还是特提斯,都不是结构简单的大洋盆地,而是由一系列海底裂谷带(小洋盆带)和众多微陆块组合而成的结构复杂的洋盆体系。加之中、新生代的太平洋构造域和特提斯构造域叠加在古生代的古亚洲洋构造域之上,使中国地质构造图像在二维平面上呈现镶嵌构造,在三维空间上呈现立交桥式结构,使中国不仅是亚洲,也是全球构造最复杂的一个区域。不同阶段的地球动力体系在中国的叠加、复合,使多旋回构造-岩浆和成矿作用成为中国地质最突出的特征。因而中国的造山带大多是多旋回复合造山带,成矿(区)带大多是多旋回复合成矿(区)带,大型含油气盆地大多是多旋回叠合盆地。     

川西雀儿山花岗杂岩体锆石U-Pb年龄、地球化学特征及其成矿专属性

川西义敦岛弧碰撞造山带北段雀儿山复式花岗杂岩体的年代学和全岩地球化学研究表明,雀儿山杂岩体主要由花岗闪长岩、二长花岗岩和正长花岗岩组成。锆石LA--ICP--MS U--Pb测年结果显示,该岩体中的花岗闪长岩形成时代为晚三叠世(224±3 Ma),二长花岗岩则形成于早白垩世(102±1 Ma)。地球化学数据表明,晚三叠世花岗闪长岩为火山弧岩石序列,形成环境为碰撞前俯冲环境;早白垩世二长花岗岩和正长花岗岩为后碰撞岩石序列,形成于造山期后板内或陆内环境。结合区域地质资料,认为雀儿山杂岩体为印支期—燕山期义敦岛弧碰撞造山带经历俯冲--碰撞--隆升过程中的产物。     

朝鲜狼林地块东南缘太古宙岩石及其对古元古代构造热事件的响应

朝鲜狼林地体是中朝克拉通的重要组成部分,其早前寒武纪基底岩系的岩石组成、形成和变质作用时代,直接影响到人们对古元古代辽吉活动带乃至整个华北克拉通地质演化历史的理解和认识。本文选取位于狼林地块东南缘,狼林群变质杂岩中的3个花岗片麻岩样品进行锆石U-Pb定年分析。锆石的LA-ICPMS和SIMS定年结果显示,3个片麻岩原岩的岩浆结晶时代为2521~2567Ma,并且它们都经历了古元古代1.87~1.89Ga的构造热事件改造,表现为原始岩浆锆石不同程度的铅丢失以及变质锆石的形成。基于这一认识,并结合其他学者的最新研究结果可知,太古宙片麻岩存在于狼林地块平南盆地的南缘和东缘地区,由此推测狼林地块太古宙基底岩系的规模可能远大于目前所识别的这几个地区。这些太古宙片麻岩普遍遭受了古元古代强烈变质作用(深熔作用)改造,并且变质作用的时代可以与华北克拉通三条古元古代活动带的变质-深熔作用时代相对比,表明狼林地块可能至少在古元古代之前,就已经与华北克拉通组成了统一的大陆。     

朝鲜甑山“群”变质岩中锆石-榍石-金红石U-Pb体系:古元古代-中生代构造-热事件记录

朝鲜甑山地区甑山"群"(杂岩)的主要岩石类型包括石榴云母片麻岩、石榴角闪岩,并有少量大理岩。其原岩为泥质岩为主的碎屑岩,并含有少量火山岩和碳酸盐岩,经历了角闪岩相到麻粒岩相变质作用。本文对甑山"群"2件石榴云母片麻岩和1件石榴角闪岩样品进行了锆石-榍石-金红石U-Pb体系年代学研究。石榴云母片麻岩中分选出的锆石均为变质新生锆石,Pb-Pb加权平均年龄为1850±5Ma,没有发现继承锆石组分,暗示原岩为缺乏碎屑锆石的泥质岩。石榴角闪岩中的榍石根据成因不同,可分为两期,即早期麻粒岩相变质生长的榍石和后期热事件生长榍石。早期榍石具有高U、高Th/U比值特点,U-Pb分析构成一条不一致线,上交点年龄1831±5Ma代表了早期变质热事件冷却到榍石U-Pb体系封闭温度时代,下交点年龄155±3Ma代表后期热事件造成Pb丢失时代;另一种榍石具有低U低Th/U比值特点,U-Pb年龄为单一的153±3Ma,为中生代构造热事件的新生榍石。两类样品中的金红石少量颗粒保存有早期U-Pb年龄信息,绝大多数在~155Ma发生完全重置,并直到~110Ma一直处于U-Pb体系开放状态。以上数据说明,甑山"群"在~1850Ma前发生高级变质,1850~1830Ma开始抬升出露,并成为中新元古界沉积岩物源与沉积基底,中生代受到朝鲜广泛发育的岩浆-热事件的影响。     

朝鲜半岛西北部古元古代高温变质-深熔作用:宏观和微观岩石学以及锆石U-Pb年代学制约

朝鲜半岛左接中国大陆右连日本岛链,其地质位置重要不言而喻,对其区域地质演化历史和构造属性的准确厘定,直接关系到对整个东北亚地质的全面理解和认识。本文对朝鲜半岛狼林地块西部的南浦群和甄山群的相关岩石进行了研究。野外露头、手标本和岩相学观察表明,南浦群和甄山群岩石保存了深熔作用的宏观和微观证据,矿物组合以及矿物间的反应结构表明南浦群和甄山群混合岩经历了角闪岩相到麻粒岩相的变质作用,并且在晚期熔体结晶过程中发生了逆反应或退变质过程。7件样品的锆石U-Pb定年结果显示,朝鲜半岛西北部地区在古元古代经历了多阶段(期)的变质和深熔作用过程。南浦群岩石在1917Ma可能经历了第一阶段(期)变质作用,在1877~1855Ma经历了第二阶段(期)变质深熔和石榴石持续生长,熔体冷却结晶时代为1842Ma。甄山群样品给出的变质深熔和石榴石生长的时代为1841~1830Ma,1785Ma可能代表深熔作用中抽取的熔体冷却的时代。但是,为何南浦群和甄山群样品记录的变质和深熔作用时代显示较大的差异,尚需更进一步的研究。综述前人研究成果可知,狼林地块与华北克拉通东部辽吉活动带,在变质和深熔作用类型方面存在不同之处,然而它们所记录的古元古代高温变质-深熔时代的一致性,表明二者可能至少在古元古代之前就形成了统一的大陆。     

中国蛇绿岩清理——兼论蛇绿岩研究的新思路

中国蛇绿岩研究取得了很大的成绩,也存在许多问题。文中简要评述了日喀则、三江、青海、北秦岭、中亚造山带、东北以及中国南方蛇绿岩的若干问题,指出中国划归入蛇绿岩的地质体（组合）太多了,把许多可能不是蛇绿岩的地质体（组合）也当成了蛇绿岩。当前需要做的是去伪存真,对中国蛇绿岩进行一次认真的清理。文中指出,地幔橄榄岩无疑是蛇绿岩最重要的成员,它来自洋壳下。世界上还有另一类来自陆壳下的地幔岩,被称为“造山橄榄岩”。因此,地幔橄榄岩并非蛇绿岩所独有。此外,有越来越多的数据表明,在许多不同的构造背景下都可以出现类似MORB（大洋中脊玄武岩）地球化学性质的玄武岩,例如洋岛、岛弧、大陆溢流玄武岩、板内玄武岩以及太古宙（拉斑玄武岩和科马提岩）等。因此,不能简单地认为一个地区只要有了地幔橄榄岩和MORB就是蛇绿岩了。文中回顾了蛇绿岩研究的两个发展阶段：前一个阶段以1972年的彭罗斯会议为标志,开启了蛇绿岩研究的新篇章,当时的学术界主要关注蛇绿岩的岩石学和地球化学问题,关心蛇绿岩的岩石组合。新的阶段是从20世纪后期逐渐发展起来的,于近期取得了突出的进展。笔者等强调指出,蛇绿岩（野外出露更多的是蛇绿混杂岩）即蛇绿岩套,它不仅包括一个特定的岩石组合,还包括深海沉积。文中肯定了中外学术界在蛇绿岩构造研究方面获得的许多新发现、新思路和新进展。此外,大数据和地球物理方法也是非常有意义的。蛇绿岩是一个复杂体系,不确定的问题相当多。它们的解决需要构造地质学家、地层学家、古生物学家、岩石学家、地球化学家、年代学家以及地球物理学家的共同努力。     

古地理与大地构造研究——简评目前的学术乱象*

野外调查是大地构造研究的重要基础。古地理及与之相关的沉积岩石学、古生物地层学、构造地质学等在大地构造研究中一直发挥着非常重要的作用,这在著名学者葛利普、黄汲清、王鸿祯等的著作中均有充分的体现。然而,自20世纪90年代以来,在以SCI为导向的评价体系指挥下,这些比较费时、费力的工作往往受到忽视。粉末化、简单化、模式化,新八股式的所谓研究,大行其道,成为一种时尚,形成一股十分有害的逆流。为扭转这种局面,科技界领导必须转变思想,改变政策,创造良好的科研环境,使中国的学术研究走上健康发展的道路。     

不同铁、氮转化功能微生物对Fe(Ⅱ)化学氧化的响应

在地下水位波动带、地表水-地下水交互带等氧化还原变化区域,O₂会与Fe（II）发生反应产生活性氧,如·OH、·O₂-、H₂O₂等.这些活性氧具有生物毒性,可能对微生物的存活产生影响,而不同的功能微生物对Fe（II）化学氧化产生活性氧的响应可能不同.为了验证这一科学假设,选取了一种Fe（II）氧化菌Pseudogulbenkiania sp.strain 2002（strain 2002）和两种氨氧化细菌Rhodococcus sp.（A1）和Arthrobacter oxydans（A2）作为模式菌种,并与铁还原菌Shewanella oneidensis strain MR-1（MR-1）对比,研究了Fe（II）化学氧化过程中微生物数量、细胞结构的变化,通过淬灭实验探究了活性氧的贡献.结果表明,不同功能微生物对Fe（II）化学氧化的响应截然不同.0.2 mmol/L Fe（II）氧化60 min后,MR-1数量下降了1.61个数量级,A1和A2分别下降了0.74和1.37个数量级,而strain 2002的存活几乎不受Fe（II）氧化的影响.透射电镜观察结果显示,MR-1、A1和A2菌细胞的外膜受到了不同程度的破坏,而strain 2002完好无损.淬灭实验结果表明,溶液中和胞内生成的活性氧是造成功能微生物死亡的原因,但是不同微生物由于对Fe（II）的吸附性能和对活性氧的抵御能力不同,因而对活性氧的响应机制不同.该研究结果对于诠释现代环境氧化还原变化区域微生物群落演化及地球史上氧气大爆发事件的生物地球化学过程具有重要的借鉴意义.