化学沉积过程中元素间线性关系的研究──以盐类沉积为例

本文研究了半封闭体系的盐类化学沉积过程。在获得单个元素浓度变化规律的基础上，推导了元素间线性关系的数学模型。提出元素定性分配系数和定量分配系数概念，给出元素拟合直线截距和斜率的地球化学意义，并讨论了制约元素间关系的影响因素。最后给出了应用实例。     

升平-兴城气田营城组火山岩储层流体包裹体研究

升平-兴城气田营城组火山岩储层经历多次构造活动,具有多期天然气的充注特征。采自该气田20口井45块岩芯样品的流体包裹体系统分析揭示了该区复杂的天然气充注过程。对各期次流体包裹体的均一温度、盐水包裹体的盐度,以及含烃盐水包裹体的荧光强度等测试的综合分析表明,火山岩储层经历了6期热流体活动,前4期分别对应于4期天然气充注过程。结合埋藏史分析可知,4期充注分别发生于泉头组沉积末期-青山口组沉积时期、嫩江组沉积早-中期、嫩江组沉积末期和明水组沉积早期至今。综合考虑生烃层、储层和盖层之间的组合关系,最终确定升平-兴城气田营城组火山岩储层天然气主要的成藏时期为嫩江组沉积早-中期。     

95 Ma是华南晚中生代岩浆演化转折点吗？——来自浙闽典型花岗岩体的证据

中国东南沿海地区出露的大面积中生代岩浆岩与矿化作用与区域构造域转换密切相关,在100~90 Ma左右浙闽地区壳幔作用强烈,前人大多数的研究工作是针对单个岩体或几个复式岩体展开的相应研究工作,缺少对浙闽沿海中生代花岗岩类的跨区域研究,特别是具体时间节点的对比和剖析。本研究选取浙闽地区100~90 Ma形成的典型花岗岩体为研究对象,通过对其进行地球化学数据分析和整理,并与前人在华南地区的研究数据相结合,认为100~90 Ma的浙闽花岗岩不同于日本和安第斯型的典型岛弧酸性岩。浙闽花岗岩的母岩浆可能起源于古太平洋板块俯冲引起基性岩浆上涌,少量基性岩浆与花岗质岩浆以不同比例混合形成了这一时期东南沿海中生代花岗岩类的母岩浆。地壳厚度的差异造成浙闽一带形成的母岩浆的不同,而花岗质岩体则是在这种不同母岩浆基础上高度演化的结果。利用Rhyolite MELTS方法计算浙闽地区在100~90 Ma的岩浆过程,以福建长泰岩体为例,在含水量为6 %,压力为300 MPa 的条件下进行模拟,计算结果显示98 Ma岩体的分离结晶程度约37%,而从95 Ma开始,岩浆演化开始趋向于无明显规律。浙闽中生代花岗岩体显示以斜长石、钾长石、黑云母的分离结晶为主导的结晶过程,不同岩体的分离结晶程度有所不同。特别是在95 Ma时,浙闽一带的岩体同时出现了斜长石的分离结晶作用,随后又进入由钾长石和黑云母的分离结晶控制的阶段,结合Sr、Ba的变化特征和Nd同位素等变化,认为95 Ma左右存在地幔物质的介入,从而导致浙闽地区在晚中生代岩浆演化上出现了转变,而且95 Ma很可能是浙闽晚中生代花岗岩形成的转折期,岩浆温度的计算结果也显示了这一点     

塔里木盆地二叠纪大火成岩省的特点及其与峨眉山大火成岩省对比的启示

塔里木板块在中亚大地构造的演化过程中具有十分重要的地位,而且塔里木盆地是中国最大的含油气盆地,石油和天然气资源丰富,是中国油气资源的战略接替区.塔里木板块内部发育了大量由早-中二叠世板内岩浆作用所形成的、以玄武岩类为主的基性岩浆岩,包括玄武岩、辉绿岩、玄武安山岩等,残余分布面积约20万km2,厚几十米至几百米,规模与蛾眉山玄武岩(25万km2)相当.     

塔里木盆地早-中二叠世岩浆作用过程及地球动力学意义

通过对塔里木盆地早-中二叠世基性岩类的做量元素、稀土元素和沉积特征的分析．提出了盆地早-中二叠世基性岩类的物质来源和岩浆作用的深部地质过程认勾基性岩浆来自于均一的富集地幔．并经历了较强的分异作用。深部岩浆向地表上升迁移过程中,导致了上部岩石圈的快速隆升．并造成塔里木盆地的区域性抬升和海水向西退出．并进入陆相碎屑岩沉积阶段。当隆升的作用力超过了岩石圈的扰曲强度时,岩石圈发生破裂,导致了塔里木盆地大规模的岩浆作用塔里木盆地早-中二叠世的岩浆作用与古特提斯洋的演化密切相关,并与吐哈盆地、红柳河地区、北山地区、扬子板块西缘地区的二叠纪岩浆作用共同构成了古特提斯北缘一次强烈岩浆作用事件。     

卡罗琳海板块实验:初始俯冲、初始扩张与流固耦合

西太平洋具有全球最活跃的板块构造与海陆相互作用过程,西太平洋的卡罗琳(Caroline)海盆形成于特提斯海与太平洋之间,处于印尼海道的咽喉区域,海盆范围正好对应了西太平洋暖池的大部分海域。其内部地形复杂,具有特征的隆起和残留洋中脊,而周围具有年轻活跃的俯冲带和洋中脊,并且与菲律宾海、太平洋、Ontong-Java大火成岩省、众多深海沟等相互作用,是研究俯冲带和洋中脊初始形成机理与动力学以及固体地球与海水相互作用的理想场所。过去对Caroline海盆的研究主要是美国和日本科学家在20世纪70—80年代完成的,在很多构造单元的成因和属性的解释上存在很大争议,很少涉及多圈层相互作用方面的研究。国家自然科学基金委重大研究计划"西太平洋地球系统多圈层相互作用"的实施推动了西太平洋基础海洋科学研究的步伐,通过综合地球物理和地球化学分析,对Caroline海盆的构造边界过程和海盆岩石圈蛇纹岩化程度等开展详细研究,探索深部过程与海底过程之间,特别是在水和热流通量方面的联系。Caroline海盆是提出典型海洋微板块演化模式和未来进一步深入研究(包括科学大洋钻探)的关键区域,其复杂多样的边界发育初始俯冲边界、初始扩张边界以及火山链和张裂中心,其板内地质构造也曾存在复杂的海底扩张和构造转换,并且显示强烈的板块边界和板内构造耦合过程。     

塔里木盆地二叠纪玄武岩的地球化学特征及其与峨眉山大火成岩省的对比

中国西部地区发育了塔里木大火成岩省和峨眉山大火成岩省,分别形成于280Ma左右和258~260Ma。对比两个大火成岩省的玄武岩的地球化学特征,发现塔里木玄武岩的岩石地球化学特征与峨眉山玄武岩相似,Fe ₂O₃＝15.29%~17.97%,大于10%,比MORB富铁,指示其深源以及地幔柱源特征,为典型的溢流玄武岩。稀土元素比值显示其落在由石榴石二辉橄榄岩组成的原始地幔熔融线上,表明该玄武岩是在厚的岩石圈下由异常热的地幔经低部分熔融形成的。微量元素特征比值分析,揭示了塔里木玄武质岩浆在上升过程中受到了一定程度的地壳混染。塔里木大火成岩省和峨眉山大火成岩省一样,可能起源同一个来自于核幔边界的超级地幔柱,它们很可能是塔里木板块和扬子板块在二叠纪北向漂移过程中先后穿越同一个超级地幔柱的结果。     

塔里木二叠纪玄武岩的铂族元素特征及其对岩浆演化和硫化物成矿作用的启示

二叠纪大陆溢流玄武岩在新疆塔里木盆地中部及西部地区广泛出露,其覆盖面积达25万km2,它们与大规模辉绿岩墙、层状基性-超基性侵入杂岩体、超基性隐爆角砾岩筒、超基性岩脉和石英正长岩体以及双峰式岩墙等共同构成了约274～290Ma的塔里木大火成岩省。与俄罗斯的西伯利亚大火成岩省及我国西南部的峨眉山大火成岩省相似,在塔里木大火成岩省内已发现有不少铜镍铂族元素岩浆型矿床,这些矿床主要分布在塔里木盆地周缘的东天山、北山等地区,但是在塔里木盆地的内部尚未有具经济价值     

浙西北木瓜燕山期花岗斑岩的定年、地球化学特征及其地质意义

浙晥赣相邻区形成于晋宁期的木瓜岩体中发现有花岗斑岩和两期辉绿岩脉的出现。对其中花岗斑岩中锆石采用LA-ICP-MS技术测年,结果显示其侵位时间为142.2±1.2Ma,即形成于早白垩世。花岗斑岩具有高的SiO₂,K₂O+Na₂O含量和K₂O/Na₂O比值,属过铝质的花岗岩。花岗斑岩和早期辉绿岩比晚期辉绿岩富集K、Rb等大离子亲石元素和Ta、Zr、Hf等高场强元素,但亏损Sr和Ti。花岗斑岩和两期辉绿岩的稀土元素配分模式均为LREE富集的右倾型,花岗斑岩中负Eu异常明显,早期辉绿岩次之,晚期辉绿岩无Eu异常,反映它们的斜长石结晶程度不同。在微量元素蛛网图中花岗斑岩和早期辉绿岩有较明显的Nb亏损,而晚期辉绿岩Nb亏损不明显。花岗斑岩的Y/Nb比值>1.2以及Nb,Ti和Sr亏损可能指示其来自壳源或具有来自与俯冲有关的物质。Sr-Nd-Pb同位素组成分析结果表明花岗斑岩的(⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_i 值为0.71134~0.71748,ε_Nd(t)值为-3.3~-6.4,Pb同位素比值(²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb)_i为18.49~18.56,(²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb)_i为15.62~15.65,(²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb)_i为38.57~38.68;早期辉绿岩的(⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_i 值为0.71408~0.73010,ε_Nd(t)值为-0.05~+0.85。地球化学和同位素特征表明花岗斑岩为壳源成因,与早期辉绿岩脉和晚期辉绿岩脉均形成于陆内拉张环境中。而两期辉绿岩均来自地幔源区,且岩浆作用过程以部分熔融为主。通过对木瓜花岗斑岩与两期辉绿岩的研究并对比浙皖赣邻区的相关地质特征,笔者认为木瓜花岗斑岩和早期辉绿岩侵位于早白垩世早期华南岩石圈伸展背景下,随着拉张的持续,有广泛的晚期辉绿岩墙的侵位;结合浙皖赣地区123~129Ma时期出现的A型花岗岩也形成于陆内造山后伸展环境,指示了从145Ma以前的活动大陆边缘向145Ma以后陆内岩石圈减薄和伸展环境转变的一系列构造体制转换过程。结合前人的研究成果,认为浙西北及邻区从晚侏罗世至晚白垩世岩浆-构造演化过程如下:约170Ma开始,在古太平洋板块俯冲作用的构造体制下伴随有陆内深大断裂的再活化作用,华南开始进入碰撞造山阶段。从约145Ma开始至约123Ma,华南板块可能逐渐进入碰撞造山后的陆内拉张环境,在扬子地块南缘如浙西北及其邻区早白垩世形成少量花岗斑岩和两期辉绿岩脉及随后形成较多的A型花岗岩。在约117~121Ma,进入太平洋板块俯冲碰撞阶段,117Ma以后进入碰撞后的伸展阶段,在东南沿海地区形成了大量的中酸性火山岩和A型花岗岩及辉绿岩墙群。