流变学:构造地质学和地球动力学的支柱学科

地球是一动态系统,其各层圈的构造运动归根到底就是多矿物复合岩石在各种物理条件(例如,温度、围压、差应力、应变速率、应变方式等)下和化学环境(例如,氧逸度和水含量)中的形变。流变学作为研究岩石力学性质和变形行为的科学,现已成为地球动力学和构造地质学的支柱学科。本文对国际上近年来岩石流变学的最新进展做些扼要的介绍,呼吁中国固体地学界加强流变学的研究,做出经得起时间淘洗、实践检验的原创性成果来,使中国的构造地质学研究迈进国际先进的行列。     

岩石中的渗透率、流体流动及热液成矿作用

热液成因的固体金属矿床形成过程中都曾拥有一段流动的历史。成矿物质以溶液的形式从矿源地穿过孔隙或断裂达到了现在的栖身之所,在此过程中流体通过的路径决定了它们的走向,而溶液本身也改变了路径的特征。因此,对于此类矿床的研究不能仅仅囿于眼之所见,而应将古流体流动的观念融入其中,并考察它们的跋涉之路。文中总结了近年来国内外在岩石孔隙、断裂介质及与其相关渗透率对热液成矿作用的控制等领域的研究成果和最新进展,对岩石渗透率、渗透率的影响因素、岩石中流体流动的特征等问题进行了阐述,讨论了渗透率对于热液成矿作用深度、成矿规模、矿质沉淀机制等方面的重要影响,藉此在固体金属矿床研究中强化流"体运动"的观念,并促进构造地质学和成矿作用地球化学间一个新研究方向的发展。     

三峡库区消落区土壤磷释放的环境影响因子

以三峡库区消落区万州段为试验基地,选取释磷能力较强的紫色冲积土,根据三峡水库消落带的"干湿交替"空间和时间特征,进行万州断面土壤磷释放的影响因子的实验室模拟试验和万州江面淹没的对照试验。研究发现,随着淹水时间的变化,各种形态的磷在前5~10d各形态磷变化有相当的差异,随后变化趋势趋于稳定。TP有降低的趋势,土壤磷有一定的释放。野外研究表明Olsen-P在淹水10周左右到达最大值,以后缓慢降低。淹水时土壤Olsen-P增加,干燥后降低。多次淹水时每次淹水后土壤的有效磷水平都略有增加,落干后相较上次落干后有效磷水平降低,最后一次淹水后相较与初始时Olsen-P水平低16.7%。随着淹水深度增加,土壤的Olsen-P水平在淹水时由淹水前20.53mg/kg提高到43.23mg/kg,增加110.6%。当上覆水磷浓度较低时(<2mg/L),磷吸附到达平衡的时间较短,约需要6周。当上覆水磷浓度较高(>2mg/L)时,磷吸附到达平衡的时间较长。微生物活动对淹水土壤的磷释放有一定影响,有微生物时磷的释放高于无微生物者0.048mg/L。种植植物的土壤在淹水后Olsen-P含量大于土壤直接淹没时的释放量,种植狗牙根(Cynodondactylon)和野地瓜藤(Ficustikoua)的土壤中Olsen-P分别较未种植物土壤释放量高出21.5%和12.7%。     

湖南万古金矿地质地球化学特征及其成因探讨

万古金矿位于江南古陆金成矿带中段的湘东北金成矿区.地质地球化学研究表明,万古金矿的成矿作用受区域构造控制,NE向断裂断为主要控矿构造,含矿构造是低序次的NWW向扩容断裂构造;成矿物质具有多源性,成矿流体具有岩浆水与变质水的混合水特征.结合区域大地构造背景的分析,认为在中生代中国东部受太平洋板块向西俯冲的影响,形成一系列NE向大断裂,万古金矿的形成与NE向长平大断裂密切相关,携带成矿物质的深部流体沿该断裂上升与浅部残余变质热液混合,并通过淋滤抽提地层中的成矿物质,使流体系统中的成矿物质不断富集,最终在适宜的温压条件下于剪切扩容空间中沉淀成矿.     

因子分类法在黑龙江塔河地区地质填图中的应用

利用因子分类法在黑龙江塔河地区进行地球化学单元识别,根据各单元的理论地球化学意义及其与地质单元的对应关系,进行浅覆盖区地质填图研究。充分提取区域化探资料中的地球化学信息,将研究区识别为具有特定地质、地球化学意义的5个地球化学单元。其中:Be、Nb、Sn、Y、Rb单元主要反映研究区古生代花岗岩和中生代酸碱性火山岩的分布;Co、TFe、Cr、Ni、V、Ti、MgO单元主要反映研究区早元古代侵入岩、变质岩和古生代基性岩体的分布;SiO2、K2O、Na2O单元反映的地质单元主要为古生代侵入岩、中生代酸碱性火山岩和沉积岩;Al2O3、Li、F单元主要反映中生代火山岩的分布;CaO、Sr、Ba单元反映的是中生代沉积岩,可能与生物沉积作用有关,代表比较稳定的沉积环境。同时,根据不同单元的分布形态和边界走向,识别和推断了研究区的北东、北西、南北及东西向断裂构造。     

西天山艾肯达坂一带铁木里克组的确立及对造山时限的制约

新疆西天山艾肯达坂以东出露一大套陆相磨拉石建造,厚度约2 800 m,角度不整合在含煤系的石炭系科古琴山组之上,主要岩性是砾岩、粗砂岩夹少量细砂岩、粉砂岩.由于其中化石稀少,时代难以确定.1971年新疆地质局区域地质测量大队完成的1:20万小布鲁斯台幅称其为早二叠世下亚组和上亚组.作者于2004年在此处进行1:5万区域地质矿产调查时发现了一层灰岩,其中找到了蚌壳等淡水动物化石,确定其时代为晚二叠世,并将其划归为铁木里克组.铁木里克组经受了二叠纪末期的构造运动,被产状平缓的侏罗系中下统水西沟组角度不整合覆盖,三叠系缺失,以此来确定本回造山时间应在二叠纪末结束.     

河北宣化土城子组恐龙足迹化石新发现

本文报道了新近发现于河北宣化地区土城子组的恐龙足迹化石及沉积环境。为确定足迹化石的地质年代、土城子组的沉积环境及足迹化石属种，本文在对恐龙足迹化石层及其上、下地层进行剖面测制、沉积相划分和沉积环境分析的基础上，对化石层上覆凝灰岩层进行了LA- ICPMS锆石U- Pb测年，并对保存较好的足迹化石进行了测量和对比研究工作。研究结果表明，土城子组底部为冲积扇扇中沉积环境，足迹化石上、下地层则表现为河流相沉积环境，而足迹化石的赋存层位形成于滨湖相沉积环境，发育暴露构造并含有大量裸子植物碎屑化石。凝灰岩锆石U- Pb加权平均年龄为152. 3±0. 3 Ma（MSWD=0. 00106），说明化石层位于土城子组一段，时代属于晚侏罗世钦莫利期（Kimmeridgian）中晚期。已发现的足迹化石以兽脚类三趾型足迹为主，包括跷脚龙足迹属（Grallator）、安琪龙足迹属（Anchisauripus）和实雷龙足迹属（Eubrontes），其次为一些疑似蜥脚类恐龙足迹，是华北北缘土城子组中群落丰富度最高的恐龙足迹点，其中一处或许为中国北方面积最大的恐龙足迹点。因此，我们认为宣化- 下花园盆地土城子组一段以河流、湖泊相沉积环境为主，当时裸子植物繁茂，恐龙动物群庞大，偶尔存在火山喷发活动。新发现的宣化恐龙足迹不仅填补了宣化- 下花园地区恐龙足迹化石的空白，也丰富了燕辽地区土城子组生物群的组合面貌，为土城子组内年代地层划分及陆相J/K界线的确定提供了新的证据。     

重视和加强岩矿物性的测量研究

本文从物探科学技术的进步,勘查任务的发展变化、物探方法应用范畴的扩大和物性勘探等几个方面,论述了岩石和矿物物理性质测量、研究的重要性,指出：物性工作不可能毕其功于一役,并提出了五点建议：１．深入研究各类矿藏及其围岩（直至地面）物性的空间变化规律,为选择、研究合适的物探方法,提高物探效果,进一步探讨“直接”找矿问题,提供依据;２．这项工作可专门进行,但最好尽可能利用为其他目的而设计的钻井进行;３．物     

改进的模拟退火－单纯形综合反演方法

实际中的大量地球物理反演是一个多参数、非线性优化问题,所采用的目标函数,即度量由参数化的理论模型得出的预测值与观测值的吻合程度,往往具有多个局部极值．针对这类问题,本文综合全局反演方法具有的全域搜索能力强、局部方法收敛速度快和“均匀设计”布点效率高的特点,提出了模拟退火－单纯性综合反演方法,并通过一维声波非线性反演验证了这种综合方法的搜索能力和效率．     

卵砾石地层潜孔锤同心跟管钻具的研究

卵砾石地层是钻探工程中常见的一种典型的不稳定地层。通过分析目前在卵砾石地层的钻进方法，并针对这一地层的特点，提出了潜孔锤同心跟管钻具在该地层中应用的可行性，并分析设计了钻具的原理、结构及特点。结合实验结果，认为潜孔锤同心跟管钻具在卵砾石地层中具有广阔的应用前景。