我国海洋生态文明建设重大问题探讨

海洋在我国经济社会发展中占有极为重要的地位,是保障国家安全、缓解陆域资源紧张、拓展国民经济和社会发展空间的重要支撑系统。海洋生态文明建设作为国家生态文明建设的重要组成部分,是一项长期任务和系统工程。文章从海洋生态文明建设的内涵与意义出发,深刻分析当前海洋生态文明建设面临的形势与存在的问题,提出海洋生态文明建设的主要任务和重大项目工程,期冀为推进我国海洋生态文明建设作出贡献。     

扬子陆块西缘安益南华纪火山岩的厘定及其地质意义

扬子陆块西缘安益大湾山地区出露一套由变质玄武岩等组成的变质基性火山岩,前人将其归为中元古界,并作为寻找磁铁矿的主要对象。调查发现,安益大湾山变质基性火山岩与下伏浅变质岩系间发育一套稳定沉积的砾岩。应用LA-ICP-MS技术对其底砾岩之上最底部的变质玄武岩进行了锆石U-Pb年龄测定,获得了781.3±1.9Ma的岩浆锆石~(206)Pb/~(238)U年龄加权平均值和1008±14Ma、1142±15Ma、2714±10Ma的继承性岩浆锆石~(207)Pb/~(206)Pb年龄,指示该套变质基性火山岩形成于南华纪,并将其从浅变质岩系中解离出来,对比为澄江组。继承性锆石年龄数据指示,扬子地块西缘安益地区存在新太古界和中元古界物质记录。结合前人研究成果和近来获得的年龄数据,将滇中澄江组的时代界定于820～740Ma,并将南华系的底界界定于820Ma。大湾山中-大型磁铁矿产于扬子地块西缘澄江组的变质基性火山岩中,其主成矿期为南华纪,可能属于热液氧化物-铜-金矿床。     

滇西云县地区团梁子岩组变质岩锆石U-Pb年龄及其构造意义

滇西云县—景洪一带广泛出露的中元古界团梁子岩组是一套与扬子基底岩系密切相关的中低变质沉积岩夹火山岩系,其形成时代、沉积充填序列及大地构造属性一直存在争议。出露于云县漫湾地区的团梁子岩组发育厚数米的绿片岩(原岩玄武岩)及绢云石英千枚岩(原岩流纹岩)。采集绢云石英千枚岩样品进行LA-ICP-MS锆石U-Pb定年,分别获得1497±14Ma的岩浆结晶年龄和893±17.3Ma、425±15.7Ma、321±27Ma的变质年龄。认为团梁子岩组中以绿片岩、绢云石英千枚岩为主体的原始沉积岩系形成于中元古代中期,在新元古代全球性的格林威尔造山过程中被青白口纪花岗岩侵入并发生变质作用;在古特提斯洋俯冲过程中,经历古生代造弧作用;同时还获单颗粒2310±15Ma的碎屑锆石,推测滇西云县地区应存在古元古代的结晶基底,由此可知,团梁子岩组应是扬子陆块褶皱基底岩系的组成部分。     

滇东南富宁地区基性侵入岩及喷出岩时代

在滇东南富宁地区基性侵入岩、喷出岩较发育,前人将其划分为"半瓦型"侵入岩、"安定型"侵入岩和"龙康型"喷出岩3类,3类岩石普遍缺乏可靠的同位素年代学资料。在对富宁地区基性侵入岩、喷出岩进行区域地质调查的基础上,应用LAICP-MS技术对其进行锆石U-Pb测年,在半瓦型侵入岩和安定型侵入岩中分别获得了254.0±2.0Ma和244.2±4.4Ma的加权平均年龄,在龙康型喷出岩中获得251.9±3.0Ma和255.92±0.72Ma加权平均年龄。结合野外调查和综合研究,将富宁地区"安定型"侵入岩的时代界定于中三叠世,将"半瓦型"侵入岩和"龙康型"喷出岩的时代界定于晚二叠世。     

重庆秀山南沱冰期后的海陆环境变化

扬子地区发育地层所记录的南沱冰期在时间上与Marinoan冰期相当,被认为是"雪球事件"的产物,受到广泛关注。借助于重庆秀山长河桥剖面的南沱组冰碛岩上覆陡山沱组盖帽白云岩和页岩样品的精细采集,选取冰碛岩之上2.5 m内的地层进行同位素比值和元素含量测试,并尝试性的使用酸不溶物的元素地球化学数据,对冰期后可能出现的环境变化进行了综合分析,结果表明:盖帽白云岩C同位素数据基本符合海水分层混合模式特征;U/Th值也反映出该地区在雪球后经历了由缺氧-贫氧环境向贫氧-氧化环境的迅速转变,可能反映了雪球后缺氧富有机质的深部大洋水随上升洋流上涌并被迅速氧化的过程;强烈的Eu正异常的出现,可能与埃迪卡拉纪海底火山、热液活动频繁出现或近源热液活动相关;盖帽碳酸盐岩样品中出现Ce轻微负异常,表明其形成于弱氧化环境;87Sr/86Sr值和Y/Ho值均呈现伴有大量陆源碎屑物输入的特点;盖帽碳酸盐岩的酸不溶物可以反映当时的大陆风化背景,其化学蚀变指数（CIA）稳定在72左右,说明当时的大陆环境具有温暖湿润的特征,化学风化作用强度中等。综上所述,在南陀冰期结束后,秀山长河桥剖面的沉积环境经历了缺氧-贫氧环境向贫氧-氧化环境的迅速转变,同时,随着上升洋流的出现原有的冰期海水分层被迅速破坏,并可能伴随着地表径流的不断增强,同时热液活动在这一时期也频繁发生。在这一时期,剖面附近的大陆环境也迅速由冰期过渡为温暖湿润的环境。     

柴北缘腹部深层异常高孔-渗储层成因分析

根据钻井岩芯及铸体薄片鉴定结果,结合扫描电镜、物性统计及测、录井资料,探讨了柴北缘腹部埋深大于3 000 m的异常高孔-渗储层的形成原因及主控因素。结果表明深部异常高孔-渗储层主要分布在古近系下干柴沟组,是一套辫状河三角洲到滨-浅湖沉积,粒度较细,以粉砂岩和细砂岩为主,岩性为长石岩屑砂岩和岩屑长石砂岩。孔隙类型以原生粒间孔为主,其次为次生溶蚀孔隙和少量裂隙,孔-喉匹配性好。深部异常高孔-渗带主要受控于沉积环境,后期成岩作用和异常高压系统也促使了优质储层的形成。古近系下干柴沟组发育的辫状河三角洲分流河道砂体和滨-浅湖砂体具有良好的成分成熟度和结构成熟度,泥质杂基含量较低,是形成优良储层的基础条件;早期碳酸盐胶结物和高含量的刚性颗粒在深埋过程中有效抵御了压实作用对孔隙的破坏;储集层上、下部发育大套厚层泥岩,在沉积成岩过程中泥岩层内流体排出受阻而滞留在孔隙空间内,孔隙流体承担了部分负荷从而削弱了正常压实作用对中间砂岩层的影响,保存了大部分原生孔隙,在柴北缘腹部深层形成了优质碎屑岩储层。     

滇西芦子园远程矽卡岩Pb-Zn-Fe(Cu)多金属矿床流体包裹体初探及矿床成因探讨

滇西镇康芦子园是"三江"成矿带保山地块内迄今发现的唯一超大型Pb-Zn-Fe(Cu)多金属矿床,是区内系列同类层控热液铅锌矿床的典型代表。矿体呈似层状、脉状及透镜状产于寒武系碳酸盐岩建造的矽卡岩和大理岩层间破碎带,矿石构造以条带状、浸染状和脉状-网脉状为主要特征;围岩蚀变复杂、分带明显,由下至上依次为石榴子石-透辉石-透闪石-阳起石化带→绿泥石-绿帘石-阳起石-蔷薇辉石化带→碳酸盐-大理岩化带。矿床成矿流体从早期到晚期经历了多个矿化阶段。本文选取了该矿床早矽卡岩阶段、晚矽卡岩阶段、石英硫化物阶段和石英碳酸盐阶段的多种脉石矿物及闪锌矿进行了系统的流体包裹体研究。结果显示,早矽卡岩阶段发育微溶CO_2富液相和纯液相水溶液包裹体,并含大量K~+、Na~+、Ca~(2+)、F~-和Cl~-和少量SO_4~(2-),气相成分主要为H_2O、CO_2及少量CH_4和N_2,包裹体均一温度为233.6~315.6℃,盐度为10.6%~17.6%NaCleqv;晚矽卡岩阶段发育含CO_2和子矿物三相包裹体,均一温度214.9~388.0℃,盐度5.9%~16.4%NaCleqv;石英硫化物阶段发育含CO_2的水溶液包裹体,气相成分为CH_4、H_2O和少量CO_2,均一温度150.0~285.0℃,盐度为2.5%~13.8%NaCleqv;石英碳酸盐阶段为单一成分的水溶液包裹体,均一温度为105.0~187.5℃,盐度为0.5%~12.3%NaCleqv。结合H-O同位素研究表明,成矿流体最初来源于具中高温、中高盐度、高K、Na,富CO_2、Cl、F等特征的深部岩浆热液,在石英硫化物阶段开始有大气降水混入,演化为中阶段中低温、低盐度、贫CO_2的热液流体,至成矿晚阶段转化为以大气降水占主导。该矿床成矿环境的改变、流体混合以及流体的沸腾作用可能是导致成矿物质富集沉淀的重要机制。综合矿床地质特征、成矿流体包裹体和HO同位素研究认为,该矿床为与陆陆碰撞造山和深部隐伏岩体有关的远程矽卡岩成矿系统。     

华北地台北缘集宁地区古元古代片麻状石榴花岗岩的深熔成因及地质意义

本文对华北克拉通北缘集宁地区空间上密切共生的片麻状石榴花岗岩和孔兹岩系富铝片麻岩的岩相学、地球化学及年代学特征进行了对比研究。SHRIMP锆石U-Pb定年方面,在富铝片麻岩中获得了1910±10Ma和1839±13Ma变质锆石年龄,在片麻状石榴花岗岩中获得了1919±17Ma的变质重结晶锆石年龄。在石榴花岗岩的石榴石包裹体中识别出与富铝片麻岩相对应的进变质阶段(M1)和峰期阶段(M2)的矿物组合,由此确认富铝片麻岩的变质作用和导致石榴花岗岩形成的深熔作用是同一构造热事件的产物。通过对二者变质作用演化及特征变质矿物的对比,认为深熔作用主要发生在峰期后等温降压阶段(M3),石榴花岗岩中的石榴石为深熔作用过程中的残留矿物相或转熔矿物相,而石榴花岗岩则是混合有大量残留矿物相的熔体结晶的产物。对片麻状石榴花岗岩和富铝片麻岩的地球化学组成特征进行了对比分析,片麻状石榴花岗岩既有一定的继承性,又有十分明显的变异性。变异性表现为:1)石榴花岗岩主量和微量元素含量分布极不均匀,微量元素含量普遍低于源岩(Cs、Rb、Th、U、Nb、Ta、Zr、Hf等);2)大离子亲石元素Cs和生热元素U、Th亏损明显,Sr相对富集;3)高场强元素Nb、Ta、P、Ti的明显亏损;4)铕异常变化大,存在铕富集型、铕平坦型和铕亏损型共存的稀土配分曲线的岩石,这是深熔成因石榴花岗岩最突出的表现,也可能是原地-半原地深熔花岗岩的主要地球化学标志。综合区域上的地质资料,认为深熔作用与碰撞后伸展构造背景下基性岩浆底侵事件有关。     

南极南设得兰群岛海域地质新进展:“海洋六号”南极科考初步成果

2016—2017年跨年度执行的中国第33次南极科考“海洋六号”航次, 首次获取了南极半岛南设得兰群岛北部海域、布兰斯菲尔德海峡以及欺骗岛三个区域的17 850 km2范围内多波束全覆盖高精度水深数据, 地形分辨率高于目前公开的国际数据。多道地震结果显示调查区多处存在天然气水合物地球物理标志BSR。地热测量热流值表明南设得兰群岛以北热流值与全球海洋热流值数据吻合, 不存在明显异常, 群岛以南热流值数据偏高。沉积物样品为典型的冰海沉积物, 在南设得兰群岛与南设得兰海沟之间, 沉积物以粉砂-砂为主, 夹杂砾石, 随水深增加, 沉积物粒径变细; 而在布兰斯菲尔德海区表层沉积物分布具有不对称性, 海槽南部陆架-上陆坡以及海槽东北和相邻陆架, 沉积物以砾石、砂质为主; 海槽和下陆坡为粉砂质硅质软泥。沉积物顶空气样品现场测试结果表明, 表层沉积物50 cm左右深度内的甲烷含量没有明显的差异性, 但在岛坡深水区两个测站甲烷含量在270 cm 左右深度时都存在局部高异常, 且两者总甲烷含量的变化趋势有一定的相似性, 可能与水合物分解迁移有关。     

基于BOTDR技术的深埋岩溶土洞监测分析

岩溶洞穴发育成地表塌陷影响因素复杂。为了获得岩溶土洞监测标识区域的应力特征,在太沙基松动土压力理论基础上,对岩溶土洞发育历程中松动区竖向土压力进行了分析。松动区的空间位置由洞穴特征及其上方岩土介质的物理、力学性质决定;平面应变和非平面应变条件下,松动区竖向土压力的分布特征差异明显。根据岩溶土洞上方松动区竖向土压力的分布特征,结合BOTDR技术优点,提出应用BOTDR技术监测岩溶土洞的发育,针对光纤监测系统设计中光纤布线型式进行了分析。岩溶土洞应力场变化特征的定量研究对光纤传感技术应用于岩溶土洞监测设计提供理论依据和指导。