大陆下地壳研究的新进展

伴随地球物理、捕虏体岩石学、同位素年代学等方面新资料的不断丰富，大陆深部地质作用及其过程的研究取得了不少新进展。重建下地壳的形成和改造历史，对探讨岩石圈的演化变动具有十分重要的意义。幔源岩浆分异作用、板底垫托作用及局部地壳熔融等在太古代至今下地壳的形成改造和麻粒岩相变质事件中起着关键的作用。活化大陆岛弧的下地壳较为全面地记录了下地壳复杂的演化历史，它是我们研究大陆动力学富有前景的构造区域。     

莫霍面,下地壳与岩浆作用

美国地质学会近期在意大利北部阿尔卑斯山区召开的关于地壳分异作用的Ｐｅｎｒｏｓｅ会议,以Ｉｖｒｅａ带大陆地壳剖面为样板,讨论了与大陆生长和演化有关的主要过程。文中结合会议情况,评述了岩浆作用与大陆生长、莫霍面演化和地壳动力学的关系。大陆壳特有的成分和大的花岗岩基的形成,要求下地壳有大体积的基性超镁铁质岩存在。这样的基性超镁铁质岩,既可能代表囤积在下地壳的幔源岩浆,也可能是幔源岩浆分异的堆积岩,或是在壳内分异作用过程中产生出花岗质熔体后的残余体。在伸展构造区,幔源岩浆的底侵作用强烈地影响了大陆壳的结构、组成和热状态,而在陆陆碰撞带,由于地壳加厚,下地壳的基性超镁铁质岩石会转变为“榴辉岩”,促进地壳沉没作用和下地壳拆沉作用。由于地壳岩石的榴辉岩相变质作用,地球物理莫霍面与壳幔边界可能并不对应。莫霍面和地壳对岩浆的密度过滤作用,又控制了大陆壳中岩浆的侵位和演化。     

含水玄武岩体系角闪石/熔体NbTa分配:对弧岩浆演化和大陆壳形成的制约

<正>铌钽的地球化学行为特别是Nb/Ta比值的变化对于研究壳幔分异和大陆形成有非常重要的意义。岛弧玄武岩的Nb/Ta比值约在15~16(Munker et al.,2003;Munker et al.,2004),而全大陆地壳为12~13(Barth et al.,2000),因此在弧岩浆的结晶过程中必然存在铌钽的分异。弧岩浆演化的主要结晶相中只有角闪石和铁钛氧化物具有大于0.1的铌钽分配系数。金红石是铌钽在地壳岩石特别是榴辉岩中     

巽他古陆核东南边缘新生代埃达克质岩的成因和源区:回顾

本文介绍了巽他古陆核东南边缘(包括印度尼西亚群岛的爪哇岛和加里曼丹岛中部、苏拉威西岛、南苏门答腊楠榜省)和越南西北部的新生代埃达克质岩地球化学特征、成因类型及大地构造环境,并讨论其岩浆成因和源区。本区埃达克质岩成因类型由C-型(大陆型)和O-型(岛弧型)组成,其La/Yb比值变化范围很大。爪哇、加里曼丹中部和南苏门答腊楠榜省的埃达克质岩,形成于陆缘岛弧和火山弧环境。苏拉威西岛在空间上具有更加广阔的构造环境:从大洋岛弧、陆缘岛弧、大陆边缘火山弧至弧后裂谷盆地环境。越南西北部新生代埃达克质岩的成因类型为单一的C-型,属于活动大陆边缘火山弧。本文通过对比本区岩浆作用和源区,认为苏拉威西岛、爪哇岛、加里曼丹岛中部的新生代埃达克质岩具有相同的成因,起源于俯冲洋壳板片局部熔融,在其形成过程叠加上地幔楔(或埃达克质岩石下地壳)局部熔融和混染作用(MASH)以及上地壳混染结晶分异(AFC)作用,而越南西北部C-型高钾埃达克质岩显示更强烈的地壳岩浆结晶分异作用。     

准噶尔盆地腹部陆西地区二叠系-石炭系火山岩地球化学特征及构造背景分析

通过对准噶尔盆地腹部陆西地区基底二叠系佳木河组-石炭系107个火山岩样品的全岩元素分析表明,其中38.7%属钙碱性系列,碱性系和强碱性系列占61.3%.该区火山岩不仅在纵向上分异、演化特征明显,在平面上也存在明显的分区分带性.研究表明,陆西地区火山岩喷发的构造环境具有岛弧体系特征,同时由于火山岩的主量元素和微量元素均具有明显的大陆稳定构造区派生的碱性火山岩特征,说明其岩浆源深度较大,可能为上地幔或洋壳物质在高等选择性熔融条件下形成.因此盆地腹部陆西地区火山岩的喷发环境应该是在岛弧发展后期,属于岛弧近大陆一侧、在地壳增厚的环境下喷发.     

华北克拉通晚太古代下地壳演化——来自麻粒岩地体、麻粒岩包体和不同时代花岗岩的证据

下地壳是联系地幔和地壳的桥梁和纽带,是大陆生长、壳-幔物质交换的重要场所,目前国际上很多前沿重大科学问题如大陆地壳的分异演化、岩浆底侵作用、岩石圈拆沉作用等都与下地壳密切相关,因此对下地壳进行深入研究有着重要意义.     

弧地壳深部岩浆结晶分异过程:来自中祁连西段哈马尔达坂杂岩体的年代学、地球化学和热力学模拟研究SCIEI北大核心CSCD

俯冲带弧岩浆分异是大陆地壳形成的主要过程,对研究大陆地壳的演化与生长机制具有重要意义。本文通过对中祁连弧地体西段盐池湾地区的哈马尔达坂杂岩体进行野外地质、地球化学、年代学和热力学模拟研究,来讨论弧岩浆分异过程。哈马尔达坂杂岩体主要存在两类岩石类型:镁铁质-超镁铁质堆晶岩(包括辉石角闪石岩、角闪辉长岩和角闪石岩)和闪长岩类(包括闪长岩、石英闪长岩)。锆石U-Pb定年结果显示辉石角闪石岩的形成时代为473±1Ma,与相邻高钾岛弧玄武岩的形成时代一致。哈马尔达坂杂岩体与高钾岛弧玄武岩具有相似的全岩Sr-Nd-Hf同位素组成,(^(87)Sr/^(86)Sr)_(i)比值在0.7035~0.7053之间,ε_(Nd)(t)=+3.9~+5.1,ε_(Hf)(t)=+10.8~+13.1,表明它们来自同一岩浆源区。结合野外地质关系与岩石地球化学特征,推测该侵入杂岩体的原始熔体为相邻的高钾玄武质弧岩浆。岩石学和地球化学特征表明:闪长岩类是来源于受沉积物熔体交代的俯冲带地幔楔部分熔融形成的原始玄武质岩浆在中下地壳发生(以角闪石为主)结晶分异的产物;镁铁质-超镁铁质岩石具有堆晶结构,地球化学特征呈现富铁贫硅的特征,具有较高的MgO含量(6.19%~14.29%,Mg^(#)=52.3~74.6),代表原始玄武质岩浆分离结晶形成的堆晶体。热力学模拟计算与实验岩石学资料对比,进一步说明该杂岩体中的闪长岩是玄武质岩浆在中压(约0.7GPa)和氧逸度为NNO+1的条件下、发生50%~67%分离结晶的产物。闪长岩类与镁铁质-超镁铁质堆晶岩具有相似的矿物结晶顺序与全岩同位素组成,指示它们具有发生分离结晶作用的互补成分特征,分别代表了玄武质岩浆分离结晶后的衍生熔体和堆晶岩。因此,本文研究表明角闪石分异是弧岩浆分异的主要机制,它导致富SiO_(2)熔体的形成,推动岩浆成分向富硅的方向演变,从而产生新生的安山质地壳。     

东秦岭丹凤群火山岩系及其包体地球化学研究

本文对东秦岭褶皱带中古生界丹凤群火山岩系及其包体进行了研究。从火山岩浆演化角度,指出丹凤群不是一套蛇绿混杂岩体,其主体火山岩为岛弧地幔在洋壳俯冲诱导下重熔形成A类岩浆演变所形成,并含有少量的洋壳物质在俯冲带中发生熔融形成B类岩浆的衍生产物。岛弧的地壳结构控制着两类岩浆的演化,它是造成丹凤群火山岩岩石系列、岩石组合、元素地球化学分布及分异在空间上差异的原因。     

大陆壳的化学成分及其演化—稀土元素证据

沉积岩中稀土元素曲线的一致性,可用来估算后太古代上部地壳的成分,这种成分近似于花岗闪长岩。大陆生长的岛弧模式可用来制定整个地壳成分,上部地壳是其中局部熔融而成,所剩余的部分便是下部地壳。太古代沉积岩的曲线图显示了当时上部地壳的不同成分。这些成分与推断的和太古代地壳成分相类似的现代岛弧型系列非常近似(除Cr、Ni含量较高之外)。因而,人们认为太古代地壳很少有分异作用,浅部花岗闪长岩更不发育。看来大陆演化是分幕的,而不是均匀地发展的。距今25亿年左右是产生分异上部地壳的一个重要时期,长期以来人们就把这个时间作为太古代和元古代的分界线。太古代地壳的厚度与现代地壳的厚度差不多。在太古代期问虽然产生了与现代岛弧型火山岩系列化学成分相似的火山岩,但似乎没有发生过传统的板块构造作用。没有表明原始硅铝壳广泛存在的证据,也没有证据说明存在一个与月球高地相似的斜长岩壳。在整个地质时代中,地球的半径没有经历多大的变化(>50公里)。     

晶粥储存、侵入体累积组装与花岗岩成因

花岗质岩浆在地壳内的储存、迁移和分异,是导致大陆地壳生长演化的基本过程.有关地壳岩浆冷储存的新发现,挑战了数十年来深部存在以熔融体为主要组成的大岩浆房的观点.对活火山区的地球物理探测、岩石矿物学研究以及热历史模拟都一致证明,岩浆储库中的物质以晶粥为主,它们长时间处于固相线下的温度条件,属于冷储存状态.今天出露地表的大型侵入岩体,是古岩浆储库的代表,它们大都是在数百万年甚至更长的时间跨度内,多幕式的岩浆输运、累积侵位和多次添加组装而成的.侵入体的累积组装,可以通过岩石单元间接触关系的观察、岩石和矿物成分的不均一性研究以及侵入体内大的结晶时间跨度来证明.地壳浅部大型侵入体的形成,大体积的火山喷发,都要求存在穿地壳的岩浆通道系统,该系统中岩浆主要以岩墙形式将不同深度的岩浆储库串联起来,并通过无数岩床的堆垛而形成巨大的岩株或岩基等侵入体.高分异花岗岩和高硅流纹岩的存在,尤其是火山的超级喷发现象,要求岩浆储库的晶粥体发生活化和分异,而晶粥的解体往往是由于从下部侵入的新岩浆注入了额外的热和流体.保留在岩石中的晶体种群蕴含了侵入体累积组装、晶粥活化和岩浆分异的线索.尤其是再循环晶可以提供岩浆通道系统结构和演变的新信息.未来,在花岗岩成因研究中,重点要从晶粥活化与岩浆分异演化过程、岩浆上升和组装机制、火山岩与侵入岩的成因联系等方面入手,开展岩浆通道系统的跨学科研究,构建花岗岩岩浆过程研究的新范式,深入认识大陆地壳的生长和演化机理.      

Partition of magnesium and iron between Olivine and spinel,and between pyroxene and spinel

Partition of Fe²⁺ and Mg between coexisting (Mg, Fe)₂SiO₄ spinel and (Mg, Fe)SiO₃ pyroxene was investigated at pressures 80 and 90 kbar and at temperatures 840 and 1050° C, using tetrahedral-anvil type of high pressure apparatus. Olivine-spinel solid solution equilibria in the system Mg₂SiO₄-Fe₂SiO₄ were discussed in the light of the partition reaction. Partition of Fe²⁺ and Mg in both olivine-spinel and pyroxene-spinel systems can not be regarded as that between ideal solid solutions. By applying the simple solution model for the partition of Fe²⁺ and Mg, sign of the heat of mixing was estimated to be positive for all olivine, spinel and pyroxene. Relative concentration of Fe²⁺ in spinel in the pyroxene-spinel system is likely to cause some change in the chemical composition of modified spinel () or spinel () in the transition zone of the mantle. A considerable change is also expected in the transition pressure of to ( + ) and ( + ) to .Presented at the symposium Recent Advances in the Studies of Rocks and Minerals at High Pressures and Temperatures held in Montreal, 1972. Jointly sponsored by the International Mineralogical Association and the Commission on Experimental Petrology.     

Tectonics and oil and gas potentials of the Kolyma and Primor'ye lowlands and adjacent shelves

The impact of gigantic meteorites momentarily creates extremely high pressures and temperatures, leading to the formation of distinctive objects — impact breccias and impactites — at the points where they fall. The Zhamanshin crater is one such place. This annular structure has a diameter of about 10 km, contoured by a low rim made up of a body of shattered Paleozoic rocks thrown out from the ring's center, from depths exceeding 100 - 200 m. Among these breccias have been found pieces and lenticular bodies of remelted rocks — impactites, called zhamanshinites. These thermally altered rocks from a series ranging from baked clays to cinder-like, partly recrystallized substances, glass, and black drops and spattered droplets (up to 1 - 5 cm) of isotropic glass that undoubtedly hardened as they fell through the air. The refused neogenic substances formed by selective evaporation are characterized by a considerable deficit of K and Na, excess Al₂O₃ and SiO₂, a lack of H₂O, and a sharp predominance of Fe⁺² over Fe⁺³. Their characteristic shape and distinctive structure and composition suggests that these remelted droplets are tektites, which were called irgizites when first found in the USSR. Their occurrence in the meteorite crater confirms the idea of a genetic unity between tektites and impactites. Selective evaporation of the more volatile elements is characteristic of the surfaces of small planets lacking an atmosphere, but is not characteristic of the earth's surface. The processes and substances occurring at the impact points of gigantic meteorites are therefore unique on the earth, but highly typical of the surfaces of the Moon, Mars, Mercury, and other relatively small celestial bodies.     

RS和GIS技术集成及其应用

本文简要地介绍了ＲＳ（遥感图像处理系统）和ＧＩＳ（地理信息系统）技术及其集成的基本概念和方法。讨论了ＲＳ和ＧＩＳ技术及其集成的内在涵义、相互关系,认为ＲＳ是ＧＩＳ重要的外部信息源,是其数据更新的重要手段,尤其对于全球性的 地理动力学分析,更必须有ＲＳ所提供的覆盖全球的动态数据与ＧＩＳ的结合。反之,ＧＩＳ则可以提供ＲＳ所需要的一些辅助数据,以提高ＲＳ图像的信息量和分辨率,同时,ＧＩＳ可以将实地调查所     

自动化智能化地质岩芯钻探技术装备研发与应用

为解决5000 m地质岩芯钻探基础准则与依据缺失问题，提高钻探装备的自动化、智能化水平，启动了5000 m智能地质钻探技术装备研发工作，通过钻机装备、钻探器具研制，钻探工艺技术研究并经试验示范验证，取得多项创新成果，形成了5000 m地质岩芯钻探技术体系。通过特深孔钻孔口径与管柱规格优化研究、钻杆规格设计、装备性能参数选配，形成了5000 m地质岩芯钻探技术规范体系；基于5000 m特深孔地质岩芯钻机、孔口自动化作业装置等关键设备研制，实现了绳索取芯钻进的孔口作业全流程自动化，形成了轻量化钻机孔口管柱柔顺控制技术；基于复杂地层孔内工况判别、钻进参数优化与轨迹优化控制等技术问题研究，形成了多源信息融合的地面与孔底一体化钻进过程智能控制技术；基于高性能薄壁绳索取芯钻杆和系列小口径高效钻具研制，形成了大深度绳索取芯系列钻杆钻具技术；研发了耐高温环保型冲洗液、生物破胶废浆处理技术、“广谱型”双浆堵漏技术，形成了绿色环保型冲洗液体系与护壁堵漏技术。     

自动化智能化地质岩芯钻探技术装备研发与应用

为解决5000 m地质岩芯钻探基础准则与依据缺失问题，提高钻探装备的自动化、智能化水平，启动了5000 m智能地质钻探技术装备研发工作，通过钻机装备、钻探器具研制，钻探工艺技术研究并经试验示范验证，取得多项创新成果，形成了5000 m地质岩芯钻探技术体系。通过特深孔钻孔口径与管柱规格优化研究、钻杆规格设计、装备性能参数选配，形成了5000 m地质岩芯钻探技术规范体系；基于5000 m特深孔地质岩芯钻机、孔口自动化作业装置等关键设备研制，实现了绳索取芯钻进的孔口作业全流程自动化，形成了轻量化钻机孔口管柱柔顺控制技术；基于复杂地层孔内工况判别、钻进参数优化与轨迹优化控制等技术问题研究，形成了多源信息融合的地面与孔底一体化钻进过程智能控制技术；基于高性能薄壁绳索取芯钻杆和系列小口径高效钻具研制，形成了大深度绳索取芯系列钻杆钻具技术；研发了耐高温环保型冲洗液、生物破胶废浆处理技术、“广谱型”双浆堵漏技术，形成了绿色环保型冲洗液体系与护壁堵漏技术。     

红藻石和蓝藻石概念及分类归属的综述和修订

在分析和总结前人对红藻石和蓝藻石研究成果基础上,结合岩石薄片显微镜下观察实例,发现在以往碳酸盐岩颗粒分类中没有红藻石和蓝藻石的合适位置。鉴于红藻石重要的成因意义和造礁作用,有必要明确红藻石的概念和归属。珊瑚藻本身极易钙化,经生物矿化作用最终保存下来的珊瑚藻屑一直放在生物碎屑中,而红藻石是由非固着的珊瑚藻构成的钙质独立结核,因此也可以被划分到生物碎屑中。蓝藻石作为蓝细菌钙化作用的产物,同时鉴于蓝藻石的广泛存在,把钙化蓝细菌形成的核形石命名为蓝藻石,这一重要概念从提出到现在一直被使用。然而蓝绿藻概念已变更为蓝细菌,蓝藻石的形成与藻类无关,显然将其称作蓝菌石更加确切。因此,应将红藻石和蓝藻石分别归为生物碎屑和核形石当中,并用新的术语蓝菌石替代蓝藻石。其意义在于使红藻石和蓝藻石的概念及归属更为规范,并为碳酸盐岩颗粒的深入研究提供有益线索。     

Nano-Geology and Unconventional Oil and Gas

<正>Numerous Striking achievements have been made in micro and macro geology after the development for hundreds of years.Two trends branches of geology are divided into microcosmic nano-geology and macroeconomic astrono-geology with the enormous technology progress.The unique characteristics related to the nano-particles and nano-pores may be significant for     

Resource-based industrialization and country size: Venezuela and Trinidad and Tobago

There are scale advantages in resource-based industrialization (RBI). Trinidad and Tobago's small size meant that its RBI projects resulted in: relatively low revenue retention, heavy dependence on export markets, skilled personnel shortages and severe ‘Dutch disease’ effects. However Venezuela squandered its size advantage because its RBI strategy was over-ambitious. Instead of taking advantage of its ample scope for risk-reducing diversification, Venezuela concentrated largely on metals processing in a single location. Although it captured more backward linkage than Trinidad and Tobago it did so at high cost as a result of inefficient project execution. Worse, Venezuela's metals projects greatly exceeded its sizeable domestic demand, overtaxed its human resources and exacerbated existing distortions in the economy. Since poorly implemented RBI projects can overwhelm even a large developing economy, RBI is risky and should therefore only be pursued as part of a flexible, broadly-based diversification drive.     

矿物——成矿与找矿

单颗粒矿物微量元素激光原位定量分析测试数据的大量积累和研究,使矿物成为矿床地球化学研究和矿床勘查的重要示踪剂。本文重点选择磁铁矿、磷灰石、石榴子石、榍石、锆石、绿泥石和绿帘石等的原位分析研究所获得的认识,介绍单颗粒矿物成分组合及变化在矿床类型划分、成矿年龄测定、氧逸度、成矿过程与物质来源、找矿与勘探等方面的应用。不同矿床类型中普遍存在的矿物,如磁铁矿、磷灰石等的微量元素含量及组合差异,提供了矿床类型识别的标志。单颗粒矿物,特别是矿石矿物和密切共生矿物如锡石、铌钽铁矿、赤铁矿、石榴子石、方解石等的原位定年,使成矿年龄的直接准确测定成为现实。矿物中变价元素,如Fe、V、Mn、Ce、Eu含量和/或比值的变化,指示了成矿过程氧逸度及其变化特点。从矿物核部向震荡环带与边部的微量元素含量或同位素组成的变化,示踪了成矿过程中流体来源或性质的变化。斑岩和矽卡岩矿床中与成矿作用关系密切的蚀变矿物,如绿泥石、绿帘石的形成温度、特征微量元素比值,如Ti/Sr、Ti/Co、V/Ni、Mg/Sr等,与距矿床中心距离呈线性函数关系,可定量预测距矿床中心的距离,使以绿泥石、绿帘石为代表的找矿指示矿物研究迅速发展。