中国大陆科学钻探（CCSD）主孔地区岩石圈热结构

岩石圈热结构是指地球内部热量在壳幔的配分比例、温度以及热导率和生热率等热学参数在岩石圈中的分布特征。岩石圈的热结构直接影响着岩石的物理性质和流变学性质,同时还控制了化学反应的类型和速度,从而制约着岩石圈的发展和演化。本文在前人CCSD主孔岩石主、微量元素研究基础上,利用Rybach生热率公式计算了钻孔岩石的放射性生热率,并结合岩石热导率的测定研究了CCSD主孔100-2000m岩石的热结构和主孔榴辉岩在不同退变质程度下生热率、热导率的变化:钻孔中岩石的平均生热率为0.95μWm-3,平均热导率为2.96mWm-1K-1。,其中片麻岩生热率高迭1.01-1.7μWm-3,热导率为2.76-2.96mWm-1K-1;基性超基性岩石生热率最低(<0.21μWm-3),热导率则高达3.20mWm-1K-1以上;新鲜榴辉岩生热率、热导率居中,分剐为0.16-0.44μWm-3和3.31-3.85mWm-1K-1。钻孔中榴辉岩生热率、热导率变化主要受岩性控制:从新鲜榴辉岩到完全退变榴辉岩,热导率总体上降低,但从强退变榴辉岩到完全退变榴辉岩,岩石热导率升高;而在此过程中岩石生热率总体上升高,仅当从中等退变质榴辉岩退变为强退变质榴辉岩时,岩石生热率出现降低趋势。在综合研究的基础上预测CCSD主孔5000m深度处温度为139℃,温度范围为131-151℃。根据区域深部地球物理探测成果对CCSD主孔地区岩石圈热结构进行了研究:上地壳底部温度为256℃,中地壳底部温度为492℃,Moho面温度为683℃,岩石圈底部温度为1185℃,来自地幔的热流为44.1mWm-2,对地表热流的贡献率为58%。研究结果表明,由岩石物理方法获得的CCSD主孔地区岩石圈地温曲线与石榴石-二辉橄榄岩包体推断的中国东部地温曲线十分吻合,本文从实验岩石物理学角度为CCSD主孔地区岩石圈热结构研究提供了重要约束     

苏鲁超高压变质岩区深部流体He-Ar的系统关系：中国大陆科学钻探工程在线流体监测的解析

中国大陆科学钻探工程在线监测从泥浆中分离出的气体地球化学组成揭示了一段重要的气体异常,从2004年12月24日夜里开始到12月29日晚上结束。从12月10日到24日晚上11点30分的气体的Ar、He和N2基本上沿着趋势A分布,而12月26日早上7点半到29日晚上7点半的数据沿趋势C分布。相对于趋势A,趋势C中的气体含有相对升高的Ar,Ar/He和Ar/N2的平均值分别为3653和0.0142,明显高于空气的比值1800和0.0119。趋势A中的气体的Ar/He和Ar/N2比值分别围绕1851和0.0118变化,其中的Ar/He比值稍微高于空气的比值,但Ar/N2比值近似于空气比值,表明背景地下流体含非常低的Ar,而He和N2主要是大气组分。在趋势A和趋势C之间的数据(时间段B)具有和空气接近的Ar/N2比值,但平均Ar/He比值为3265,明显高于空气比值,反映了该段气体具有相对亏损的He。苏鲁-大别山地区的热年代学研究已经表明云母和角闪石的Ar/Ar的冷却年龄大大地高于磷灰石或锆石的He的冷却年龄,说明Ar在超高压变质地体折返早期就已封闭,而He一直保持开放状态,直到超高压变质岩接近地表。这种Ar和He对温度变化的不同反应,导致大部分的He在超高压岩石折返过程中脱气并释放到空气中,Ar则相对圈闭在固体岩石或封闭的断裂带中。在He-Ar的系统关系上,表现为来自于超高压岩石或断裂带中的流体具有富集Ar、亏损He及升高的Ar/He比值。气体组分从趋势A向趋势C的骤然跳跃,反映了地下流体组分的强烈变化,即具有相对富集Ar的深部流体的贡献大大增强。     

华北东南部中生代岩石圈地幔性质、组成、富集过程及其形成机理

本文通过对我国华北东南部中生代幔源岩浆活动的时空分布规律及其地球化学特征的系统总结来进一步厘定该地区中生代岩石圈地幔的性质和组成,并通过与华北内部如鲁中地区中生代岩石圈地幔的对比研究探讨华北东部岩石圈的时空演化规律、富集过程及其形成机理。幔源岩石的 Sr-Nd-Ph 同位素特征表明华北东部中生代岩石圈地幔存在明显的时空不均匀性,其中心部位如鲁中地区以弱富集地幔为主体;而东南部如鲁西南和胶东地区则为类似 EM2型地幔(~(87)Sr/~(86)Sr_i 可高达0.7114)。华北东南部中生代岩石圈地幔随时间的演化特征也很明显。这些幔源岩石的地球化学特征和玄武岩中地幔岩捕虏体(橄榄岩和辉石岩)和捕虏晶(橄榄石和辉石)的组成和结构特征皆证明华北东南部中生代岩石圈地幔曾受到过富硅熔体的强烈改造。橄榄岩-熔体的相互反应是该区岩石圈改造和组成转变的重要方式,从而造成古生代高镁橄榄岩转变为晚中生代低镁橄榄岩和辉石岩。进入岩石圈地幔的熔体具下/中地壳物质重熔的特征,从而导致该区晚中生代岩石圈地幔的快速富集。有关华北东部中生代岩石圈减薄和改造的时限、过程和机制等问题也进行较详细的讨论。     

内蒙古巴特敖包地区早古生代洋壳消减的岩石证据

内蒙古白云鄂博北部巴特敖包、查干呼绍一带分布着一系列岛弧型侵入岩,其岩石地球化学特征与典型的埃达克岩(adakite)一致:SiO2 多≥56 %,Al2O3 >15 %,MgO<3 %(很少大于 6 %),Yb(0.726 ~ 2.789)×10-6,La/Yb>10 ~ 20,Y(6.842 ~ 28.734)×10-6,Sr>400×10-6,Sr/Y≥20 ~ 40;Mg#值在0.51 ~ 0.58之间,多大于0.40;稀土元素分析,显示为轻稀土富集、重稀土亏损型,具正铕异常或微弱负铕异常;微量元素蛛网图中具明显的Sr峰和Nb、Ti低谷。9组锆石 U Pb同位素年龄值(206 Pb/238 U)范围在 345.06 ~ 552.671 Ma间,反映了本区大洋板块消减事件的年龄。构造环境判别证明它们是在岛弧环境下形成,为早古生代期间南蒙古洋板块向宝音图微陆块发生强烈斜向俯冲(oblique subduction),古洋壳板块发生部分熔融、消减而形成的产物。     

内蒙古武川西乌兰不浪高级区岩石及其形成环境

西乌兰不浪高级变质的兴和岩群是1：5万、1：25万区域地质调查时从海西期岩体和五台群中重新厘定出来的地质体。通过野外宏观地质特征、岩石化学、地球化学等综合分析，认为西乌兰不浪地区高级区岩石不只是由表壳岩组成，还有大量的TTG岩系、紫苏花岗岩、脉岩和岩墙，它们是不同构造环境、不同时代的构造拼合体。其中表壳岩称为兴和岩群，为一套火山-沉积岩系，形成于活动大陆边缘。     

琼西抱板群变质沉积岩地球化学研究

琼西中元古代抱板群变质沉积岩可分为白云母石英片岩组和石英二云母片岩组，其原岩为砂岩质泥质沉积岩夹火山物质。白云母石英片岩组和石英二云母片岩组在地球化学成分上的差异是原始沉积化学分异作用的结果。对主元素、微量元素（含稀土元素）及Sm-Nd同位素的综合研究表明，海南岛存在古元古代或更早的古老基底，抱板群变质沉积岩一部分来源于成熟度较低的古老地壳物质，另一部分来源于含地幔火山物质较多的初生地壳，或与研究区大规模造山运动、构造－岩浆活动所伴生的地幔物质加入有关。初步研究显示，琼西抱板群变质沉积岩可能是造山带岛弧和活动大陆边缘区（扩张弧后或弧间盆地）大地构造环境下的沉积产物。     

苏皖地区石炭纪海相碳酸盐岩碳和氧同位素演化规律

对江苏南京孔山和安徽巢湖凤凰山石炭系碳酸盐岩C、O稳定同位素进行了测定。结果表明，苏皖地区石炭系δ^13C,δ^18O记录是以4个同位素演化阶段为特征，前3个同位素演化阶段与同时代的北美石炭纪相似，仅仅是内部演化特征略有不同，这反映了区域性的沉积环境的不同变化。在金陵组下部、和州组下部、黄龙组中下部和船山组层段，δ^13C表现出明显的正漂移，这可能是受植物和生物量增长、有机碳储藏量增加所引起的。δ^18O记录总体上与δ^13C值呈相似的变化趋势。δ^18O增加记录了气候变冷和冰川作用的结果。δ^18O负漂移与气候变暖和冰川消融是一致的。在浅水潮坪环境，大气淡水的淋滤作用使δ^13C和δ^18O值明显降低。     

碳酸盐岩差异性风化成土特征及其对石漠化形成的影响

碳酸盐岩极低的酸不溶物含量使岩石风化产生的残积土壤物质数量极少，并产生巨大的体积缩小，促使早期形成的残积土在重力作用下不断向下塌陷。显著的差异性风化使基岩面强烈起伏，甚至形成大量的岩溶尘洼地、裂隙、地下管道、洞穴系统等。在重力和水的作用下，土粒沿垂直和水平方向上经微距离或短距离搬运到上述低洼或地下空间中，甚至由地下河带到更远的地方，这是碳酸盐岩地区土壤丢失的重要方式，也是形成石漠化最主要的地质因素。土壤在地表分布高度不均匀，是碳酸盐岩地区的地表少土的重要原因。对于酸不溶物含量相当的石灰岩和白云岩而言，由于白云岩的差异性风化明显弱于石灰岩，以及受各种应力作用后，白云岩形成的节理及裂隙密集而均匀，从而提高了近地表白云岩的含水能力，延长了风化过程中的水－岩反应时间，使风化作用可以相对集中于地表或近地表进行，有利于岩石的整体风化作用的进行，同时使白云岩风化壳基岩面起伏相对较小，风化残积形成的土壤分布也相对均匀。因此，白云岩区地表土层较厚，石漠化程度也稍弱于灰岩区。     

中国煤系高岭岩(土)资源成矿机理与开发利用

中国含煤地层中高岭岩（土）分布广泛，成矿时代多，成因复杂，储量丰富，质地优良，是一种重要的自然资源和非金属矿产，具有极高的开发利用价值，在全世界独具特色。本文研究了中国煤系高岭岩（土）资源概况、研究简史；根据成分、结构、地质产状等特征，提出了中国煤系高岭岩（土）的成因类型；对生物和有机质在其形成中的作用进行了分析和探讨，并结合有机酸溶解矿物模拟实验对其成矿作用做了初步探索；最后对煤系高岭岩的某些关键性加工技术进行了简述。     

The gravity method in groundwater exploration in crystalline rocks: a study in the peninsular granitic region of Hyderabad, India

The application of variations in the earth's gravity in groundwater exploration on a regional scale, especially in sedimentary basins, metamorphic terrains, valley fills, and for buried alluvial channels, is well established. However, its use in hard crystalline rocks is little known. In granite, for example, the upper weathered layer is a potential primary aquifer, and the underlying fractured rock can form a secondary aquifer. Fracturing and weathering increases the porosity of a rock, thereby reducing the bulk density. Changes in gravity anomalies of 0.1–0.7 mGal for granites, due to weathering or variations in lithology, can be detected. To test the use of gravity as a groundwater exploration tool for crystalline rocks, a gravity survey of the peninsular shield granites underlying Osmania University Campus, Hyderabad, India, was undertaken. At the site, gravity anomalies reflect variations in the lithology and in the thickness of weathered zones. These anomalies also define the position of intrusives and lineaments. Areas of more deeply weathered granite that contain wells of higher groundwater yield are represented by negative gravity values. In the weathered zone, well yield has an inverse relation to the magnitudes of residual gravity. The study confirms the feasibility of gravity as a tool for groundwater exploration in crystalline rocks. Electronic Publication