吉尔吉斯天山造山带晚白垩世- 古新世小规模大陆溢流玄武岩的成因及深部地球动力学过程

以短时间内巨量喷发为特征的大火成岩省一般被解释为是地幔柱作用的产物,但是关于小规模大陆溢流玄武岩的源区和形成机制上仍然存在较大的争论。本文选择吉尔吉斯北天山造山带中小规模大陆溢流玄武岩为研究对象,通过~(40)Ar/~(39)Ar同位素定年精确厘定这些玄武岩的形成时代,并利用全岩地球化学以及单矿物成分分析揭示其岩石成因和深部地球动力学过程。吉尔吉斯北天山中Uchkuduk小规模大陆溢流玄武岩的喷发年龄为81.5～84.0 Ma,明显早于吉尔吉斯天山造山带中其它地区玄武岩(58～76 Ma)。其主要斑晶矿物为橄榄石(Fo_(72.5～91.4))、铬尖晶石(Cr#=13.2～50.1,58.0%～76.2%FeO_T和12.5%～20.4%TiO_2)和单斜辉石(Wo_(47.3-51.3)En_(35.5-43.2)Fs_(9.37-14.2))。Uchkuduk玄武岩微量元素特征与OIB极其相似,富集大离子亲石元素和高场强元素,显示Pb、Sr、Nb-Ta的正异常以及K的负异常,并且具有正的ε_(Nd)(t)值(+5.28～+5.42)、适度高的(~(87)Sr/~(86)Sr)i(0.7038～0.7047)和(~(206)Pb/~(204)Pb)i(18.231～18.339),暗示其来源于一个富集的软流圈地幔源区。橄榄石斑晶中高的NiO含量和Fe/Mn比值、低的CaO含量,与典型的来源于辉石岩熔体所结晶的橄榄石特征一致。此外,计算的原始岩浆成分落在L+Ol+Cpx+Grt共结线附近,同时具有高的FeO_T(11.2%～11.7%),TiO_2(2.01%～2.12%)含量,表明Uchkuduk玄武岩来源于石榴石辉石岩为主的地幔源区。该石榴石辉石岩源区可能与早期的地幔交代事件有关,通过俯冲再循环洋壳物质与周围橄榄岩的固相相互作用形成。Uchkuduk玄武岩原始岩浆形成所对应地幔潜能温度1574～1598℃,与地幔柱边部的热异常相当。因此,我们提出吉尔吉斯天山造山带及其邻区的晚白垩世-古新世小规模大陆溢流玄武岩可能是地幔柱活动的产物,地幔柱在上升过程中发生低程度(10%)的部分熔融产生—系列的碱性玄武质岩浆。     

蚀变粗面岩中再平衡结构黑云母的电子探针分析

黑云母的化学成分中蕴含着重要的成因信息,对具有交代结构的黑云母进行微区成分分析,能够精细反映交代蚀变过程中元素迁移情况,为解决矿床形成机制方面的科学问题提供矿物学证据。本文以北大巴山平利地区蚀变粗面岩中具有再平衡结构的黑云母斑晶为研究对象,进行电子探针面扫描和剖面成分分析。结果表明,斑晶内部为岩浆成因黑云母,边缘为"扩散-反应"过程所致的再平衡成因黑云母。斑晶边缘与内部相比,TiO_2含量由平均5.78%降至2.22%,表明在交代蚀变过程中黑云母中Ti等高场强元素被淋滤出进入流体;而CaO含量由平均0.06%升至0.14%,F含量由平均0.60%升至0.80%,指示蚀变流体内富含Ca、F等组分。本研究揭示了粗面岩中铌矿床的形成与热液作用关系密切,成矿流体中Ca、F等组分在铌元素的迁移及富集过程中具有重要作用。     

综合找矿模型在甲基卡隐伏区稀有锂金属找矿中的 应用

锂金属是重要的战略新兴关键矿产之一。寻找超大型稀有锂金属隐伏矿是中国矿床学界的一大难题。甲基卡广为第四系覆盖,以往的找矿和勘查工作主要局限在南部"就脉找矿"。笔者通过对超大型X03锂矿床的找矿实践,建立了"岩浆-变形-变质-成矿"四位一体控矿要素和成矿模式,归纳总结了地质-地球物理-地球化学异常的内在关联,从远景区分析、找矿靶区圈定、矿床(矿)预测定位的层次与流程,建立的第四系掩盖区隐伏稀有锂金属的综合找矿模型,在指导稀有金属找矿中取得了快速突破,是一个典型的成功实例。建议继续加强该矿田花岗岩基的深部延伸及岩石组合特征、伟晶岩(矿)脉的形成富集规律等研究,注重隐伏花岗岩株(枝)与伟晶岩(矿)脉的找矿相连部位的找矿,开展深部锂等稀有金属的资源潜力预测。     

临汾—运城盆地上古生界演化、改造及油气资源潜力分析

临汾—运城盆地位于山西省中南部,属新生代汾渭地堑系的一部分。以往勘探表明,该地区新生界缺乏有效烃源岩和有利生油条件,油气资源潜力不容乐观。但近年来邻区鄂尔多斯盆地、沁水盆地等上古生界天然气勘探的持续突破,为该地区前新生界油气勘探提供了重要启示。本文通过地震、重磁资料解释,并结合近年来区内钻孔资料,较全面地刻画了盆地上古生界的赋存分布状况,指出石炭系—二叠系主要分布在临汾坳陷中—北部和峨嵋隆起区西北部。由周邻露头资料推测,该盆地上古生界煤系烃源岩较为发育,有机质达到中等—高成熟演化阶段。结合后期改造、埋藏史和生烃史模拟、保存条件分析等,认为盆地北部临汾凹陷为煤层气或常规天然气勘探的较有利选区。     

不同充填介质下的溶洞跨孔电阻率CT探查数值模拟

城市地铁修建过程中常常会遇到溶洞等不良地质条件,为更加准确探查地下溶洞的位置和大小,采用有限元法和最小二乘法正反演数值模拟手段,利用孔距、电极距和与钻孔距离三个变量构建了地下溶洞的地电模型,分析并总结了跨孔电阻率CT法对充气、充水和部分充水溶洞的电阻率响应特征及规律。结果表明:部分充水溶洞的水、气分界面明显,低阻区域和高阻区域与溶洞充水、充气部分位置大小一致,且随着溶洞充水量的增加,溶洞低电阻率响应增强,其异常范围向溶洞顶部扩大;跨孔电阻率CT法能够有效识别溶洞充填性状。      

井地2.5维DC反演研究

开展了不同观测方式的井地2.5D直流电阻率反演研究。①从2.5维直流电阻率满足的边值问题出发,采用变分原理结合节点线性基函数推导了2.5维井地DC满足的积分弱解形式;②构建了二阶最大平滑稳定泛函的2.5维井地直流电阻率正则化目标函数,采用共轭梯度算法对正则化目标函数进行最优化求解,并采用逐步衰减正则化因子的求解策略来提高反演的稳定性;③设计了均匀半空间模型得到的数值解与解析解对比,电位的相对误差在2%以内,阐述正演算法的正确性和高精度。另外,分析了不同观测装置的2.5维井地直流电阻率异常体特征,并对不同观测方式对2.5维井地DC理论数据进行反演研究。研究结果表明,井中数据的引入提高了2.5DC对纵向探测的分辨率能力,同时提高了2.5DC反演有效性以及准确性。     

山东半岛石笋记录的倒数第二次冰消期δ18O变化特征及其气候环境意义

文章基于山东半岛岩溶洞穴(上小峰洞)一根长约41 cm的石笋SD1的铀系测年和稳定同位素组成分析,获得138. 0~125. 8 ka B. P.平均分辨率为30年的石笋δ18O 和δ13C时间序列,并据此讨论了倒数第二次冰消期区域气候和环境变化的特征及与全球变化的联系.在倒数第二次冰消期,上小峰洞石笋( SD1)δ18O的变化与中国南方石笋δ18O的变化具有类似的阶段变化特征,进一步确认了冰消期北大西洋气候对亚洲季风的重要影响.通过对山东石笋高分辨δ18O记录进行时间序列分析,发现该记录存在显著的约60年、 75年和1620年周期,表明太阳活动和北大西洋涛动与该地区气候变化有紧密的联系.同时,通过对比东亚季风区高分辨率石笋记录,认为在倒数第二次冰消期为"两步冰消"的变化特征.除此之外,上小峰洞石笋碳酸盐δ18O冰期和间冰期平均值的差异仅为0. 7‰,远小于内陆洞穴石笋碳酸盐δ18O冰期和间冰期平均值的差异(羊口洞约为1. 4‰,董哥洞约为2. 2‰,三宝洞约为2. 4‰).这一显著差异可能主要源于海岸线迁移造成的海陆格局的变化对区域季风降水及降水氧同位素组成的重要影响;并且冰期-间冰期海平面变化对近海环境记录、大陆架下垫面、海洋沉积物气候指标等都可能产生影响.     

废黄河三角洲典型钻孔XJ01全新世地层与微体古生物记录

钻孔XJ01位于废黄河三角洲滨淮镇附近,钻孔中上更新统顶部与全新统有4个14C测年数据控制,该孔全新统岩性特征自下而上为潮间带含贝壳砾质砂层、浅海相淤泥质黏土层、三角洲前缘相深灰色粉砂、三角洲平原相黏土质粉砂及粉砂质黏土。全新统微体古生物分析结果详细地反映了废黄河三角洲典型区域各时期的沉积环境,其中,全新统下部见大量的有孔虫与海相介形虫,中部微体古生物略少,上部地层中海相介形虫增多。整个全新世微体生物组合揭示了一个河口变化的水动力控制沉积环境。     

基于集成学习的阶跃型滑坡阶跃点判别分析

针对阶跃型滑坡阶跃点识别和预测难的问题,提出了一种基于聚类分析和集成学习的阶跃型滑坡阶跃点识别和判别模型。以三峡库区八字门滑坡ZG110钻孔2010年4月至2016年12月80个滑坡位移、库水位和降雨数据为例,通过聚类分析方法识别滑坡累积位移-时间曲线中的阶跃点和平稳点,并利用K均值聚类分析检验分类结果的准确性。基于灰色关联确定了滑坡位移的最佳诱发因素,结合随机森林模型建立阶跃型滑坡阶跃点判别模型并利用八字门滑坡ZG111钻孔验证该模型的准确性。模型阶跃点和平稳点的识别准确率均达90%以上,表明该方法在阶跃型滑坡识别中具有较好的适用性,可为阶跃型滑坡的预测提供参考。     

济南平阴氡温泉水化学成分与同位素特征研究

在系统的分析济南平阴氡温泉水化学成分和同位素特征的基础上,结合当地地形和水文条件,研究了氡温泉水的起源和形成年龄,结果显示:济南平阴氡温泉水温为28.3℃,pH值为中性,水化学类型为Cl·SO4-Na·Ca型,富含氡、锶、氟、锂、溴、偏硅酸、偏硼酸等微量元素,且含量均符合理(医)疗热矿泉水水质标准,其中氡含量特别高是该温泉的一个显著特点。氡温泉水的同位素测定资料显示,平阴氡温泉热水起源于大气降水,用氚及14C法估算出的氡温泉水的表观年龄在15.81±2.17 ka。