东太平洋海隆13°N附近Fe-氧羟化物的形成: 矿物和地球化学证据

测定了东太平洋海隆13ºN附近1个站位(103º54.48′W, 12º42.30′N, 水深2655m)的Fe-氧羟化物的矿物和化学组成. Fe-氧羟化物为隐晶质, 含少量闪锌矿微晶. 与其他海区的Fe-氧羟化物相比, 其化学组成的变化范围较小, Fe, Si, Mn含量分别达39.90%, 8.92%和1.59%, 具有高Cu(0.88%~1.85%)和Co(66×10^-6~704×10^-6)含量, 以及Co+Cu+Zn+Ni>1.01%的特点, 微量元素As, Co, Ni, Cu, Zn, Ba, Sr和常量元素Fe, Ca, Mg, Al的含量落在东太平洋海隆13ºN附近热液硫化物的变化范围内, 反映出其是热液硫化物经次生氧化作用形成的产物. 东太平洋海隆13ºN附近1个站位Fe-氧羟化物的SREE较低(5.44×10^-6~17.01×10^-6), 具有明显的负Ce异常(0.12~0.28), 与海水具有相似的球粒陨石标准化REE配分模式形态, 明显不同于热液柱中悬浮物和喷口流体的REE组成特征, 表明Fe-氧羟化物形成过程中REE主要来自海水, 可构成海水中REE的一个汇. 热液柱颗粒物的快速沉淀导致了其REE含量较低和Mn含量偏高, Fe-氧羟化物对海水的吸附作用, 使其从海水中捕获了部分V和P等元素. 东太平洋海隆13ºN附近该站位Fe-氧羟化物的形成过程是一个低温、有氧条件下的硫化物次生氧化过程, 所形成的Fe-氧羟化物与东太平洋海隆13°附近的硫化物平均值相比, 具有较高的Fe, Cu, Co含量, 和较低的Zn, Pb, Cd含量.     

塔中地区奥陶纪碳酸盐岩热液岩溶及其对储层的影响

通过塔中地区与热液作用有关的奥陶系样品的显微观察、包裹体测温、微量元素、锶同位素和稀有气体同位素分析等综合研究,提出热液溶蚀的判识标志为岩石热褪色、热碎裂和典型热液矿物的发育,如萤石、重晶石、黄铁矿、石英、闪锌矿等,热液矿物的原生包裹体均一温度主体高达260～310℃之间,为热液流体的主体温度.热液流体的地球化学特征表现为贫Na,Mg等元素和富集Fe,Mn,Si等元素;3He/4He比值为0.02Ra,表现为典型的壳源流体特征.热液岩溶的发育模式为来源于深部壳源岩浆流体,可能来源于该区二叠纪岩浆活动,热液流体有效溶蚀组分为CO2和H2S等特征,沿断裂与不整合面等主要通道发生运移,并对其流经的碳酸盐岩围岩发生溶蚀作用.热液溶蚀作用的机理主要是两种或两种以上流体因离子强度和pH值等不同时混合而产生一种对碳酸盐岩不饱和的新的流体造成的.热液溶蚀是塔中地区奥陶系碳酸盐岩次生溶蚀孔隙发育的重要因素,同时热液矿物的形成对储层物性也有有利的影响.     

大西洋中脊TAG热液区硫化物中流体包裹体的He-Ne-Ar同位素组成

对大西洋中脊TAG (Trans-Atlantic Geotraverse)热液区硫化物中流体包裹体的He, Ne和Ar同位素组成进行了测定, 流体包裹体的3He/4He比值为2.2～13.3 Ra, 均值为7.2 Ra, 与该区喷口热液流体(3He/4He=7.5～8.2 Ra)和MORB(3He/4He=6～11 Ra)相比, 其变化范围明显较大. 20Ne/22Ne比值为10.2～11.4, 明显高于大气值(9.8). 而40Ar/36Ar比值的变化范围从287到359, 接近大气值(295.5). 这些结果表明, 热液硫化物中流体包裹体的稀有气体是地幔和海水端员混合的产物, 热液流体捕获的地幔源稀有气体中有部分可能来自下地幔, 且流体包裹体中的He主要来自上地幔, Ne和Ar主要来自海水.     

东太平洋海隆13°N附近枕状玄武岩中斜长石微斑晶和玻璃边缘的热液蚀变:SEM和EDS研究

海底热液流体-岩石相互作用可从岩石中淋滤出元素,形成成矿流体,进而能对近海底水体的化学组成产生影响.本文使用扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)分析了东太平洋海隆13°N附近,取自一个拖网站位(103°57.62′W,12°50.55′N,水深2480 m)的枕状玄武岩中斜长石微斑晶和玻璃边缘的热液蚀变特征.结果表明,斜长石微斑晶和玻璃的边缘呈现出轻微的化学蚀变,而枕状玄武岩样品内部的辉石和橄榄石微斑晶没有受到热液流体的影响.进一步,可以将斜长石微斑晶和玄武质玻璃边缘的化学蚀变分别划分为5和4种类型.斜长石微斑晶和玻璃边缘中热液蚀变所导致的化学变化意味着枕状玄武岩表面发生的热液流体-斜长石微斑晶和/或玻璃相互作用的程度不同.如果热液流体-斜长石微斑晶和/或玻璃相互作用的程度相对较弱,则Si,Al,Ca和Na呈现出由斜长石微斑晶和/或玻璃内侧向外扩散的趋势,并导致这些元素分别在斜长石微斑晶和玻璃的边缘外侧聚集.在热液流体-斜长石微斑晶和/或玻璃相互作用程度相对较强的期间,Si,Al,Ca和Na也由斜长石微斑晶和/或玻璃内侧向外扩散,但这些元素在斜长石微斑晶和玻璃边缘的含量均相对较低.基于斜长石微斑晶和玻璃边缘的化学变化,可估算出在热液流体和海底枕状玄武岩相互作用期间,导致斜长石微斑晶边缘中Si,Al和Fe含量的变化率分别达到10.69%,17.59%和109%.类似地,玻璃边缘中Si,Al和Fe含量的变化率则分别达到9.79%,16.30%和37.83%.     

台湾南投7.6级地震地下流体远场异常及其前兆意义

深入分析了 1999年 9月 2 1日 0 1时 47分台湾南投 (2 3°42′N ,12 1°0 6′E) 7 6级地震时浙江省地下流体观测井出现的显著中、短期前兆异常。异常出现时间早 ,持续时间长 ,阶段性变化明显 ,特征明显 ,易于识别 ,与本区 (震中距≤ 40 0km)地震前兆异常有明显的区别 ,是具有预测意义的地震前兆异常。震中距约 70 0km左右 ,微动态异常基本没有显示 ,属场兆异常     

南海扩张期岩浆流体对洋壳厚度的影响：数值模拟

扩张期洋中脊热液循环系统的热排出与岩浆系统的热注入共同控制着洋壳厚度的生成,而岩浆流体是热液循环系统的流体成分之一,往往与下渗海水混合参与各圈层能量和物质传递,但其能量传递对洋壳厚度的影响机制目前还不清楚.利用有限元的数值模拟手段,对扩张期热液循环系统中岩浆流体与洋壳厚度的关系进行研究.结果表明：(1)相较于只有海水参与的对流循环,含有岩浆流体的热液循环造成的洋壳厚度的减薄量更大、热液喷口温度更高.(2)岩浆流体对洋壳厚度的二次减薄作用随其含量的增大而减弱,热液喷口温度随其含量的增大而升高.(3)南海岩浆水、地幔水含量和洋壳厚度的分布具有非均质性,东部次海盆的地幔水、岩浆水含量高于西南次海盆,前者的平均洋壳厚度也大于后者,并且在海盆残余扩张脊附近存在异常薄洋壳.结合模型结果分析认为,残余扩张脊附近的薄洋壳可能受到扩张期热液循环或后期岩浆流体的影响,而东部、西南次海盆的洋壳厚度差异可能是由于前者的岩浆流体含量高于后者而造成的.     

使用视电阻率预测安县-绵竹间5.0级地震的实践

1999年 11月 30日在四川省安县、绵竹间 (10 4°2 4′E ,31°2 4′N)发生了Ms5 0地震。笔者根据成都台地电NE道视电阻率观测资料 ,在震前发现了异常现象 ,经过落实后确认了异常 ,并结合地震活动形势作出了其后一段时间在绵竹附近地区可能发生 5级以上地震的判断。事实证明成都台地电资料具有一定的前兆反映能力。     

泥盆纪F-F之交海底热液活动与海洋酸化：来自稀土元素的证据

利用ICP-MS对采集于广西桂林杨堤弗拉阶-法门阶（F-F）之交碳酸盐岩地层样品的测试分析,表明测试样品稀土元素总含量平均值为33.32μgg？1;轻稀土与重稀土含量比值的平均值为6.35,明显富轻稀土,呈现轻稀土富集的分布模式;Eu异常值的平均值为1.13,普遍呈正异常,并在F-F界线附近出现两次明显的Eu正异常峰值;测试样品稀土元素具明显的四素组效应,并在两次Eu正异常层位表现为明显的M型四素组效应.综合杨堤剖面稀土元素及相关微量元素特征,认为杨堤剖面在上、下Kellwasser层位（KWH）发生了两次明显的热液活动,并导致海水酸化.热液活动带来的多金属离子和酸性液体对生态系统产生重大影响,破坏海洋生物的生存环境和自身组织结构,引起以层孔虫-珊瑚礁为标志的宏体生物大灭绝.     

基于卫星重磁资料的南海深部构造研究

南海深部构造对研究南海构造演化和油气勘探具有重要意义.本文对南海地区的自由空气重力异常进行布格校正、海水层校正和沉积层校正,得到布格重力异常,再对布格重力异常进行区域异常和局部异常分离,利用位场界面反演方法对区域布格异常进行反演计算得到研究区域的莫霍面深度分布;采用全变倾角化极方法对研究区域的卫星磁异常数据进行化极处理,并进一步对化极磁异常作向上延拓,得到延拓后化极磁异常结果.分析布格重力异常、莫霍面深度及化极磁异常特征,结合天然地震层析成像的证据,得到以下结论：推测南海北部陆缘的古俯冲带位置是从118.5°E,24°N沿北东向延伸至109°E,15°N;红河断裂入海后经过莺歌海盆地在海南岛南部转为南北向与越东断裂相接并延伸至万安盆地;推测中特提斯洋的部分闭合位置是从110°E,2°N到101°E,21°N.     

东太平洋海隆13°N附近热液硫化物中的元素、同位素组成及其变化

测定了东太平洋海隆13°N附近1个站位（103°54．48′W,12°42．30′N,水深2655m）热液硫化物的矿物、元素和同位素组成．热液硫化物主要由闪锌矿、黄铜矿和黄铁矿等组成,且在ep—s—1层含有次生氧化形成的针铁矿,为富Zn型硫化物,其稀有元素Li（0．15×10^-6～0．30×10^-6）,Be（0．01×10^-6～0．05×10^-6）,Zr（73．8×10^-9～134.4×10^-9）,Nb（8．14×10^-9～64．7×10^-9）,Hf（2．54×10^-9～28．0×10^-9）和Ta（0．203×10^-9～1．21×10^-9）含量远低于洋壳,具有相对高Au含量,低Co,Ni,Sr,Cs,Ba,Bi和U含量的特点．热液硫化物中Zn．Cr,Cd-Ga,Cu-P和P—In之间均存在显著的正相关关系（R^2〉0.8）,而Zn—Fe和Cu—Ba之间均存在显著的负相关关系（R^2〉0．8）．从低温矿物组合到高温矿物组合,热液硫化物中的分散和稀有元素（In,Li,Cs等）含量在空间上的分布也发生了相应的变化,且热液硫化物中锌、铁和铜硫化物分别控制了Cd,Cs和P等元素含量的变化．由于海底风化作用,使得含次生氧化矿物的红褐色硫化物氧化层中V,Mn和REE等元素相对富集,使ep-s-1层具有与海水一致的REE配分模式,并对热液硫化物中元素比值之间的相关性产生明显的影响．同时,从高温矿物组合到低温矿物组合,热液硫化物中Fe含量和矿δ^34S值逐渐增加,Zn含量和铅同位素比值逐渐减小,反映出海水对热液硫化物形成过程中的元素和硫、铅同位素组成的影响逐渐增加．     

斑岩铜矿热液流体的K-Mg同位素示踪

文章系统分析了德兴斑岩铜矿热液蚀变岩的K-Mg同位素组成,发现蚀变斑岩和围岩的K-Mg同位素组成变化显著,其中δ41K值为-1.02～0.38‰,δ26Mg值为-0.49～0.32‰.除少量蚀变岩具有异常低的K-Mg同位素值外,大多数蚀变岩的K-Mg同位素值都高于相应的上陆壳基线值.这指示了在热液蚀变过程中,蚀变产物尤其是层状硅酸盐矿物优先富集重的K-Mg同位素.德兴斑岩铜矿蚀变岩的K-Mg同位素值与其K-Mg含量以及矿物学特征之间无相关性,可能指示了具有不同物理化学性质或同位素组成的流体作用.基于蚀变岩的K-Mg同位素特征,在德兴斑岩矿床中识别出了至少三种不同的热液流体.研究显示K-Mg同位素可用于示踪复杂热液体系中的不同地质流体.     

EPR 9-10°N热液烟囱体的结构特征与生长历史

对Alvin深潜器采集的4个EPR9-10°N热液烟囱体样品进行了结构和矿物地球化学研究,建立了不同烟囱体的形成环境和生长历史. EPR9-10°N热液烟囱体在形态、结构和组成上的差异, 反映了不同的两类热液沉积环境: 类型Ⅰ烟囱体形成于高温、较强酸性、强还原性热液集中流环境, 类型Ⅱ烟囱体则形成于相对低温、较弱酸性、富锌的还原性热液环境. 类型Ⅰ烟囱体的生长始于硬石膏的形成, 在此基础上, Cu-Fe-Zn硫化物在烟囱内各方向上的交代和沉淀过程决定了类型Ⅰ烟囱体的最终结构. 早期、中期、晚期硫化物形成阶段的建立恢复了类型Ⅰ烟囱体形成过程中温度变化和化学反应变化的历史. 与类型Ⅰ烟囱体不同, 类型Ⅱ烟囱体早期黄铁矿淬火结晶和闪锌矿结晶为烟囱体的生长提供了基础.     

大别造山带壳幔界面的断错结构和壳内低速体

2001年4月~2002年3月, 北起河南兰考附近的崔林(34°40′N, 114°49′E), 南到江西大冶附近的大箕铺(30°20′N, 115°03′E), 横跨大别造山带, 布设了总长度约500 km, 由34台宽频带流动地震仪组成的二维地震台阵观测剖面. 台站采用不等间距布设. 在大别造山带范围内, 台站间距为3~8 km, 其他地区为15~20 km. 利用台阵记录的远震P波波形数据和接收函数方法, 获得了横穿大别造山带的接收函数剖面和各台站下方100 km深度范围内地壳上地幔的Ｓ波速度结构. 研究结果表明: 大别造山带地壳在垂直山体走向的方向上具有明显的非对称分块结构; 地壳最大厚度为42 km; 壳幔界面具有与地壳分块结构相应的断错结构, 最大断距达到8 km; 在造山带核部, 存在壳内横波低速体; 壳内低速体分为两部分, 分别对应南大别和北大别; 在垂向上两者可能曾有差异运动; 其下方地壳速度具有随深度增加的梯度结构, 上地幔顶部直到70 km深度范围内速度异常偏低, 而其下方70~100 km的深度上有高速异常体.     

Geochemical anomalies of hydrothermal plume at EPR 13°N

During the DY105-12, 14cruise (R/V DAYANG YIHAO, November 2003) on East Pacific Rise (EPR) 12- 13°N, the submarine hydrothermal activity was investigated and the CTD hydrocast was carried out at EPR12°39′N-12°54′N. From the temperature anomalies and the concentrations of magnesium, chlorine, bromine in seawater samples, we discover that magnesium depletes 9.3%-22.4%, chlorine and bro- mine enrich 10.3%-28.7% and 10.7%-29.0% respectively relative to normal seawater at the stations which have chemistry anomalies, moreover temperature and chemistry anomalies are at the same layer. The depletion of magnesium in the plume may be caused by a fluid lacking of magnesium which rises after the hydrothermal fluid reaches the equilibrium with ambient seawater, the enrichment of chlorine and bromine might be the result of inputting later brine which is generated by phase separation due to hydrothermal activity. In addition, the Br/Cl ratio in the abnormal layers at the survey area is identical to that in seawater, which implies that halite dissolution (or precipitation) occurs neither when the fluid is vented nor when hydrothermal fluid entraining ambient seawater rises to form plume. From the ab- normal instance at E55 station, it is very possible that there might exist a new hydrothermal vent site.     

1996年11月9日长江口以东海域Mem>Ｓsub>6.1地震对韩国的影响及烈度分布

1996年11月9日21时56分(北京时间)长江口以东海域发生MS6.1地震, 震中位置为31°43′N, 123°04′E. 这次地震主要波及中国上海市和江苏、浙江两省, 其中长江口及杭州湾地区震感较强烈. 上海市普遍有感, 高层建筑反应强烈. 刘昌森等对这些地区作过研究(刘昌森, 金胜, 1998;刘昌森等, 1999). 此次地震还跨过海域, 波及到彼岸的韩国境内, 也是高层建筑反应较强. 本文记述了该地震对韩国的影响, 并与华东地区进行对比, 勾画出统一的等震线图.     

托克逊Ms5.6级地震前乌鲁木齐水化学前兆异常分析

0　前言1 999年 1月 3 0日在新疆托克逊南 (4 1°4 5′N,88°3 1′E)发生了 Ms5.6级地震 ,震前 ,乌鲁木齐地区地下流体水化学出现了多项前兆异常 ,其中 ,以乌鲁木齐 4号、1 0号泉硫化物 ,1 0号泉水汞、氟离子的变化尤为明显。震前 ,虽然没有对该地震做出较好预报 ,但通过震后对比分析 ,得出了一些有益的经验。1　观测事实1 .1　乌鲁木齐 4号泉乌鲁木齐 4号泉位于该市水磨沟公园内。地质构造上处于水磨沟白杨南沟压扭性断裂与水磨沟延伸断裂的交汇部位。温泉沿分支断裂呈南北线状出露 ,测点为其中流量较大的温泉 ,泉水水温 1 5℃左右 ,PH值…     

热带太平洋海洋混合层水体振荡与ENSO循环

研究了热带太平洋温跃层和海面风应力年际变率主要模态及它们之间的相互作用, 探讨了ENSO循环的可能形成机制, 得到如下结果: (1)热带太平洋温跃层异常具以160°W为纵轴的东西向偶极子分布和以6~8°N为横轴的南北向跷跷板分布等两种主要模态, 两者(相位差90°)组合构成El Niño/La Niña循环, 表现为混合层水体(指温跃层界面之上海温垂直分布较均匀的上层海洋)在赤道与12°N之间的热带太平洋海盆内反时针三维振荡; (2)热带太平洋风应力异常具两种主要分布型, 第一特征向量场反映了热带太平洋信风异常导致的赤道太平洋异常纬向风应力及散度场与离赤道北太平洋异常越赤道风应力及反相散度场, 第二特征向量场反映了热带辐合带(ITCZ)异常导致的异常风应力及相应散度场; (3)信风异常对ENSO事件的形成、强度和相变都有决定性的作用, 它导致海面倾斜, 提供了混合层水体振荡初始位能, 同时造成赤道太平洋西部与东部之间和赤道太平洋与12°N北太平洋海盆之间温跃层同步反相位移, 限定了热带太平洋混合层水体振荡的振幅和路线. ITCZ异常主要对ENSO相变过程有一定影响; (4)热带西太平洋海洋热力异常导致海面风应力异常, 它伴随热带太平洋混合层水体振荡沿赤道由西向东扩展, 造成热带太平洋信风异常, 产生有利于水体振荡的异常风应力及散度场, 反过来进一步加强混合层水体振荡. 这一海气耦合过程与混合层水体振荡一起为ENSO循环提供了相变和年际记忆机制. 研究指出, ENSO循环实质上是由信风异常和海气耦合过程共同作用下产生的热带太平洋海洋混合层水体在赤道与12°N之间热带太平洋海盆内的惯性振荡. 海气耦合过程产生的作用力大于或等于水体运动阻力时, ENSO循环将加强或维持, 不足以克服水体运动阻力时, 水体振荡减小, ENSO循环将逐渐减弱, 直至中断.     

2001年11月14日青新交界MS8.1地震地表破裂带的初步调查

初步的野外调查表明,2001年11月14日青新交界8.1级地震的地表破裂带位于昆仑山南麓,西端可能终止于布喀达坂峰,东端点距青藏公路以东70km.主破裂带总长度可达350km,总体走向N80°～85°W.具明显的左旋水平走滑运动性质,最大左错量为6m.宏观震中初步定在库赛湖东约30km一带,震中区烈度定为Ⅺ度根据初定宏观震中的位置,建议将该地震命名为库赛湖地震.     

海水物性对地震反射系数的相对贡献

地震剖面与海水物性之间的关系是地震海洋学亟待研究的关键问题之一.本文选取地中海涡旋、各大洋不同纬度和南海东北部不同月份的三组CTD资料,按海域、季节和深度对法向相对贡献进行计算和分析,并从地中海涡旋CTD资料中选取典型温盐界面进行非法向相对贡献的研究.结果表明声速和温度的平均法向相对贡献随着海域、季节和深度呈相似性变化,其变化范围主要由相邻海水团之间的物性差异决定,分别为78%~94%和74%~98%.声速和温度(密度和盐度)的非法向相对贡献随着入射角的增加而增大(减小).用于反演的叠前地震数据应尽量包含较宽入射角范围的道集,特别是对于相对贡献较小的密度和盐度,包含小入射角的地震道对提高反演结果的精度尤为重要.通过对比地中海涡旋的Turner角剖面和相对贡献结果,发现Turner角对相对贡献具有很好的指示作用,其密度和盐度相对贡献较大的区域对应于Turner角为-45°的双稳定区域与扩散对流区域的边界附近,在此区域的密度比为零或较小.南北极附近海域的密度比较小,从而导致高纬度站位出现声速和温度相对贡献偏小的现象.南海东北部冬季表层海水的温度和声速相对贡献偏大则可能是由于黑潮侵入导致海水层温度差异及密度比变大引起.     

汶川地震断裂带水岩相互作用及其对断裂带演化影响

汶川地震断层岩的矿物学和地球化学特征揭示出地震断层经历了漫长时间演化和复杂的水岩相互作用.间震期水岩相互作用导致断层岩中的破碎矿物蚀变,尤其是长石等矿物含量渐渐减少甚至消失,而黏土矿物（蒙脱石、伊利石、伊/蒙混层、绿泥石等）含量逐渐增高,以及如黄铁矿、石膏、重晶石、坡缕石等热液系统中常见的矿物大量出现;Mg、P、Ti、Mn、Fe等元素倾向富集在断层带中,而Si、K和Na等出现明显的亏损;元素的大量迁移导致断层带的体积巨量亏损.实验结果表明,黏土矿物的亲水性引起水渗透率比干燥气体渗透率明显偏低,并且二者偏差无法通过Klinkenberg校正消除.蒙脱石吸水膨胀和黏土矿物颗粒表面吸附孔隙流体造成孔隙度降低是导致水渗透率偏低的重要原因.断层岩碎屑结构使得其中的孔隙可能在600 MPa围压下得以保存,从而有助于流体沿断层带下渗,并在断层带深部形成高流体孔隙压.地震断层的主要矿物学及粒度分布特征并非在地震破裂过程中形成,因此利用断层岩粒度分布资料估算地震破裂能并不合适.