全球早古生代造山带(Ⅰ):碰撞型造山

自新元古代罗迪尼亚超大陆裂解以来,早古生代是板块构造运动活跃时期,具有板块运动速度较快、构造格局不稳定、块体之间相互作用复杂多变等特征,造山带演化极其复杂,导致全球早古生代古大陆重建现今仍较模糊。特别是,早古生代末450~400 Ma存在全球性准同时的造山运动,已经出现俯冲增生、碰撞、陆内3种类型的全球尺度造山带。本文侧重论述全球早古生代碰撞类型造山带的特征,总结典型碰撞造山带最新的年代学、变质、变形和岩浆作用特征及其时空分布。早古生代全球碰撞型造山带主要分布在南半球的泛非造山带和北半球的加里东期造山带,分别与南方冈瓦纳大陆和北方劳俄古陆的初步集结密切相关,早古生代碰撞造山主要体现在大陆块之间的碰撞作用为特征。这些早古生代碰撞造山带具有近似的碰撞年龄,大致相同的演化过程。其中,南方大陆主体碰撞完成于540 Ma,而北方大陆主体集结完成于420 Ma,从全球构造意义上可能意味着全球一个420~400 Ma的超大陆初步形成。     

藏北羌塘比隆错一带新生代火山岩的成因:壳幔过渡带局部熔融的地球化学证据

羌塘比隆错新近纪火山岩主要岩石类型为安粗岩—粗面岩,为一套中基性—中性的碱性系列岩石组合,SiO2含量介于52%～62%之间,Al2O3>15%,Na2O/K2O>1,MgO<3.30%。岩石轻稀土元素较强富集,LREE/HREE=10～13,(La/Yb)N=15～19,弱负Eu异常,δEu=0.71～0.89。Mg#与SiO2的相关关系和La/Sm-La、Cr-Tb等亲岩浆元素与超亲岩浆元素协变关系表明,该套岩石为共源岩浆分离结晶的产物。岩石组合类型和低的Sm/Yb值(3.23～3.97)表明,它们应来源于岩石圈地幔尖晶石二辉橄榄岩的局部熔融;弱的负Eu异常和Nb、Ta、Ti的相对亏损,又反映了陆源岩浆的特征,可见,比隆错新近纪碱性火山岩应为青藏高原特殊的壳幔过渡带局部熔融的产物。     

藏北羌塘比隆错一带新生代火山岩的成因：壳幔过渡带局部熔融的地球化学证据

羌塘比隆错新近纪火山岩主要岩石类型为安粗岩-粗面岩,为一套中基性-中性的碱性系列岩石组合,SiO2含量介于52%～62%之间,Al2O3＞15%,Na2O/K2O＞1,MgO＜3.30%.岩石轻稀土元素较强富集,LREE/HREE=10～13,(La/Yb)N=15～19,弱负Eu异常,δEu=0.71～0.89.Mg#与SiO2的相关关系和La/Sm-La、Cr-Tb等亲岩浆元素与超亲岩浆元素协变关系表明,该套岩石为共源岩浆分离结晶的产物.岩石组合类型和低的Sm/Yb值(3.23～3.97)表明,它们应来源于岩石圈地幔尖晶石二辉橄榄岩的局部熔融;弱的负Eu异常和Nb、Ta、Ti的相对亏损,又反映了陆源岩浆的特征,可见,比隆错新近纪碱性火山岩应为青藏高原特殊的壳幔过渡带局部熔融的产物.     

基于密度泛函理论研究K对Li2CO3晶体影响规律

以盐湖卤水为原料提取并制备Li2CO3的过程中,共存离子对其结晶过程影响较大,尤其西藏盐湖卤水为原料制备碳酸锂的原料中,K/Li约为0.3左右,所以研究K+对Li2CO3晶体的影响具有重要意义。本研究通过实验和计算模拟相结合研究不同K/Li条件下K+对Li2CO3晶体的影响程度,建立晶体中K+含量与比表面积关联式。实验结果表明,K+的存在对Li2CO3的高品质性影响较大,且随着钾离子含量增加,晶体比表面积增大易于吸附杂质离子,表面粗糙度增强,且K+存在对碳酸锂晶体的收率影响较大,而当K/Li控制在0.1以内时,K+对碳酸锂晶体的影响相对较小;通过第一性原理计算,计算并分析了K掺入碳酸锂晶体中的几何结构、缺陷形成能及态密度,结果表明K原子在碳酸锂晶体中更易替代晶体中的Li原子,且K原子的掺入对碳酸锂晶体的晶格参数以及电子结构性质的影响较小。本文对西藏盐湖高效提锂和制备高附加值碳酸锂晶体提供理论依据。     

陕西陇县李家下滑坡风险评价

在野外勘查及室内实验的基础上,应用滑坡风险评价方法,对李家下滑坡进行了较为完整的风险评价,包括滑坡失稳概率计算、承灾体承灾概率计算、承灾体易损性计算和承灾体价值核算,最后得出滑坡总风险值,并将风险值用价值的形式量化表示。     

长江中游动床阻力计算

动床阻力计算是水沙数学模型中的重要研究内容。三峡工程运用后，进入长江中游河段的沙量剧减引起河床冲刷及床沙粗化，导致动床阻力的变化特点更复杂，有必要研究长江中游动床阻力的计算方法。采用长江中游枝城、沙市及汉口等5个水文站2001—2012年的1 266组实测数据，选取弗劳德数（Fr）和相对水深（h/D₅₀）作为动床阻力计算的主要影响因子，建立基于水流能态分区的动床阻力公式并利用多元非线性回归的方法率定相关参数，采用长江中游上述5个水文站2013—2017年的651组实测数据对公式进行验证。结果表明:①长江中游的动床阻力主要处于低能态区和过渡区；②基于水流能态分区动床阻力公式的计算精度明显高于现有阻力公式，决定系数（R2）约为0.89，阻力系数n的计算偏差小于±30%的数据达97.7%。     

洋-陆转换与耦合过程

洋-陆转换/耦合地带就是大陆与大洋岩石圈转换/耦合的特殊构造地带。探索该区动力学对于深入理解人类密集区的地质过程具有重要的意义。这里洋-陆转换/耦合过程不是指陆壳向洋壳或陆幔向洋幔之间的物质转换,因洋壳向陆壳或洋幔向陆幔的物质转换过程也是不可逆的,而是特指构造动力作用或能量的转换交接过程。洋-陆转换/耦合带的狭义定义为被动大陆边缘的陆壳明显减薄到洋壳出现的深水区;但广义定义包括上述被动陆缘裂解作用涉及的区域范围,或是大洋岩石圈俯冲作用所能影响到的区域,其核心依然是俯冲带和/或大陆边缘,也就是说,其内涵是俯冲带和大陆边缘概念的总和,包涵浅部的地理要素和深部的地质因素。当前,对于洋-陆转换/耦合带的国际关注点很多,国际地学前沿问题较多,其中主要侧重以下几个方面:(1)物质:洋内弧形成与初始陆壳生成、俯冲脱水-相变、岩浆工厂、变质工厂;(2)结构:俯冲带类型、分段性、洋-陆转换/耦合带变形型式、地幔楔精细对流结构、俯冲面糙度-孔隙度-渗透率时空特征;(3)过程:俯冲过程、构造跃迁、构造转换、深部底侵、拆沉、高压-超高压岩石剥露、弧后扩张过程、板片窗、俯冲侵蚀与增生、物质迁移-转变-运聚、多圈层耦合过程;(4)机制:俯冲起源与板块机制起源、陆缘互换机制、地震触发机制、深部拆沉与底侵动力学机制、大陆裂解与(火山型和非火山)被动陆缘形成、洋-陆转换/耦合带构造跃迁机制、高压-超高压岩石剥露新机制、岩浆动力学、主动与被动俯冲机制、海山俯冲;(5)效应:源-汇效应、地表地形过程与深部流变关联、板片窗的构造-岩浆-成矿效应、边缘海盆地与资源-能源效应、俯冲与地震-海啸-滑坡灾害链。西太平洋和印度洋更是我国走向深海大洋、实现"海洋强国"的关键海域,蕴含着诸多中国的国家利益,也具有极其丰富的洋-陆转换/耦合过程的关键科学问题。现阶段可初步概括为以下几点:(1)板块重建的洋陆转换/耦合带检验;(2)深部过程(底侵-拆沉)与机制;(3)西太平洋陆缘构造体制和机制转换;(4)俯冲带分段性、过程与地震触发机制;(5)地表地形过程与深部流变、岩石圈强度关联;(6)地史期间的板片窗及其构造-岩浆-成矿效应;(7)洋陆转换/耦合带变形型式、构造跃迁和机制;(8)俯冲脱水、岩浆工厂与岩浆动力学;(9)边缘海盆地与资源、能源和灾害;(10)西太平洋板块格局与华北克拉通破坏;(11)太平洋板块格局与华南大陆再造;(12)印度洋过程重建与青藏高原隆升;(13)东亚地史期间的洋陆转换/耦合过程。     

沙米淀粉的结构及理化特性研究进展

苋科藜亚科植物沙蓬（Agriophyllum squarrosum）是一种未来作物。沙蓬种子俗称沙米,含有丰富的蛋白质、必需氨基酸、不饱和脂肪酸等营养物质。淀粉占沙米粒重的43.85%以上。沙米淀粉颗粒为球形,表面光滑,平均粒径约1μm,晶体结构为A型。沙米原生淀粉糊化黏度和糊化焓较高,热稳定性较好。湿热和超声处理后的沙米淀粉颗粒变粗糙,仍能保持A型晶型,糊化温度变高,热焓值降低,慢消化淀粉及抗性淀粉含量增加。沙米淀粉的结构和理化特性、功能属性及改性后的变化特征是沙米在食品及其他行业中综合开发利用的理论依据。     

新疆巴里坤索尔巴斯陶金矿床成矿流体特征及矿床成因

新疆索尔巴斯陶金矿床位于博格达晚古生代弧后盆地与哈尔里克古生代复合岛弧的结合部位,矿体呈脉状产于下石炭统塔克尔巴斯陶组内。流体包裹体研究表明,该矿区石英内的流体包裹体以发育NaCl-H₂O型气液两相包裹体为特征。测温结果显示,流体包裹体完全均一温度范围为129~236℃,平均163℃;流体盐度w（NaCl_eq）为0.35%~9.86%,平均值为3.01%;计算得到的流体密度为0.86~0.98 g/cm³,平均为0.93 g/cm³。这些都表明索尔巴斯陶金矿床的成矿流体具有低温度、低盐度、低密度的特征。对成矿压力和深度的估算表明,其成矿压力为3.6~32.5 MPa,成矿深度小于1200 m,显示其具有浅成热液矿床的特征。同时,其氢、氧同位素测试表明成矿流体以大气降水为主,硫同位素测试表明其成矿物质主要来自赋矿围岩火山岩。结合矿床地质特征,索尔巴斯陶金矿床应属低硫型浅成低温热液型金矿床。     

太行山—秦岭中、新生代板内变形及交接转换机制

中—新生代,秦岭是中国大陆中轴隆升的东西向山脉,而太行山为华北地块中部隆升的南北向山脉,两者走向近垂直。为了探讨中-新生代期间同属欧亚板块内部的这两条山脉的隆升历史及其构造应力场转换过程,本文通过对其区域挤压与伸展构造的系统对比分析,结合两带中生代和新生代构造体制转换的对比,最后得出中—新生代期间这两条近垂直山脉由挤压体制转换为伸展体制的时间约为早白垩世晚期;并通过同时代应力场的转换的分析对比,揭示出其挤压变形与古老造山带形成时导致的板内岩石圈不均一性结构有关;而其伸展变形与中国东部弥散性板内裂解密切相关,因而表现出宽裂谷的特征,但其总体构造格局仍受早期基底构造格局影响。总之,板内差异构造变形受早期基底构造格局控制,同时板内不同块体多方位先存边界对板缘动力作用响应存在巨大差异;在筛除板块俯冲的远程效应外,板内自身变形机制可能与板内热—力学结构的不均匀性具有密切联系。