热液羽状流研究进展

热液羽状流是全球洋中脊热泉场的重要组成部分,在深海热量和物质循环中有重要地位,是探测热泉场和热液喷口位置最直接有效的手段。介绍了热液羽状流的主要研究内容、探测技术方法、在不同海域洋脊的研究进展和21世纪的新成果,从地球系统科学和热泉场资源探测的角度归纳了主要科学问题和发展趋势。热液羽状流对全球海洋循环及大洋化学有重要影响,其位置探测在近期将经历一次“小型革命”,正在成为大洋研究前沿热点。     

中国北方典型中小盆地城市大气颗粒物污染特征及趋势对比

分析了2014～2018年北方5个典型中小盆地城市(兰州、银川、临汾、太原、南阳)PM₁₀与PM_2.5的浓度变化特征和大致来源类型。除2018年银川PM_2.5浓度外,各市PM₁₀和PM_2.5年均浓度均超标;兰州、银川和南阳PM₁₀与PM_2.5呈逐年下降趋势,南阳下降最明显;临汾PM₁₀与PM_2.5呈逐年上升趋势;太原PM₁₀与PM_2.5稳定维持在一个高浓度状态。5个城市颗粒物浓度的季节变化特征一致:冬春高、夏秋低。对PM_2.5/PM₁₀值而言,冬季和夏季该比值较高,分别受取暖和降水的影响;春季和秋季该比值较低,分别受沙尘和秸秆焚烧及高强度建筑施工的影响。5市PM_2.5和PM₁₀浓度具有良好的线性关系,细颗粒占比大小顺序为临汾>南阳>太原>银川&...     

山东莱芜盆地碳酸盐岩热液溶蚀特征及水文地质意义

鲁中山区莱芜盆地在燕山期发生大规模岩浆侵入活动,岩浆岩体外围碳酸盐岩区分布有水源地、富水块段等岩溶发育富水区,且靠近岩体含水层多发生大理岩化。富含CO₂、H₂S等酸性成分的岩浆热液流体,能对碳酸盐岩产生明显的溶蚀作用。基于岩石样品化学组分分析、水文地质调查及数据统计分析、热液溶蚀地质点详细观测,构建热液溶蚀模式,对莱芜盆地及外围热液溶蚀特征及机理进行研究。结果表明:高温高压岩浆侵入使得接触带碳酸盐岩发生热液变质大理岩化;沿渗透性断裂、裂缝以及不整合面等运移的热液流体,对碳酸盐岩地层产生酸性热液溶蚀和混合溶蚀作用,形成不同规模溶蚀孔洞,构成地下水富集空间,为寻找城镇地下水后备水源地提供新方向。     

南大西洋14.0°S热液区热液硫化物矿物学特征及地质意义

南大西洋14.0°S热液区是由我国在大西洋中脊首次发现的热液区,该热液区位于南大西洋中脊与卡蒂诺(Cardno)转换断层相交的离轴内角位置。本文利用透反显微镜和X射线衍射(XRD)方法,对14.0°S热液区的热液硫化物进行了矿物学研究。结果显示,热液硫化物按照矿石构造可分为块状硫化物和烟囱残片两类,块状硫化物包括富铁和富铜硫化物,烟囱残片为富铁硫化物。块状硫化物矿石根据孔隙发育程度的差异,又可分为致密型和多孔硫化物矿石,这种致密程度的差异取决于硅质物质的含量。块状硫化物矿相学特征表明,本区热液活动至少存在3个期次,表层堆积矿石中硅质物质的大量产出很可能与侵入型网脉矿的发育有关。表层堆积矿石贫Zn的特征,指示虽然该区热液具有多期次性,但热液系统内Zn再活化作用不显著,这种特征很可能是由于本区洋壳较好的渗透性导致。     

微区原位X射线荧光光谱法测定银合金及首饰

利用带微区分析功能的新型X射线荧光光谱仪,对银合金及首饰中Ag、Cu、Zn等元素进行微区原位分析,建立合理的定量分析方法。该方法具有良好的精密度和准确度,可应用于银合金及首饰的无损检测,并象电子探针测量那样避开焊点,准确地测定各元素的含量。     

喜马拉雅东段库曲锂辉石伟晶岩锡石研究及指示意义

锡石是花岗伟晶岩中重要的含锡矿物。喜马拉雅淡色花岗岩带中多个花岗岩-伟晶岩系统均产出锡石。富锂伟晶岩中锡石的显微结构与化学组成及其对岩浆分异演化的指示意义尚不清楚, 亟待开展相关研究。本文调查了喜马拉雅东段库曲岩体西侧产出的多条含锂辉石伟晶岩脉, 其规模不等, 岩相分带简单, 主要岩相带为锂辉石-石英-钠长石带或锂辉石-块体长石-石英-(白云母)带, 也见钠质细晶岩。选取3处含锂辉石伟晶岩脉中的锡石开展阴极发光(CL)和原位微区分析测试(EPMA和LA-ICP-MS)研究。锡石的元素替代机制以2(Nb, Ta)⁵⁺+Fe²⁺→3Sn⁴⁺和同价置换(Ti⁴⁺, Zr⁴⁺, Hf⁴⁺, U⁴⁺)→Sn⁴⁺为主, 部分锂辉石伟晶岩中的锡石出现Fe对Sn和Nb的置换。锡石呈现4种阴极发光特征(黑色、灰色、振荡环带以及白色): 黑色区域具有明显高的Nb、Ta、Fe、Zr、U和Ga含量, 相对高的Hf含量, 以及较大的Ti含量变化范围; 灰色区域和振荡环带区域的化学组成相近, 振荡环带具有略高的Nb、Ta和Fe含量, 相对低的U含量; 白色区域具有相对低的Nb、Ta、Fe、Zr、U和Ga含量, 以及略低的Hf含量。锡石阴极发光特征与化学组成密切相关, Zr、U、Ga、Hf含量与锡石阴极发光特征具有一定联系。锡石的阴极发光结构(CL结构)主要为均一结构和不均一结构(核-边正环带、补丁以及核-边反环带), 包括黑色晶体、灰色晶体、振荡环带晶体, 黑色核+振荡环带/灰色边及补丁、灰色核+振荡环带/灰色边及补丁、振荡环带/黑色区域+白色丝带状边/棉絮状补丁、以及振荡环带/灰色/黑色核+黑色边。锡石CL结构的演化序列自内向外表现为黑色核部/晶体→灰色或振荡环带区域/晶体→(白色/黑色区域), 向亏损Nb、Ta、Fe、U、Ga, 弱亏损Zr、Hf、Y、Ti元素, 以及高Ta/(Nb+Ta)值和低Zr/Hf值的方向演化, 晚期可出现Fe的富集。锡石的CL结构和化学组成对比发现: 同一伟晶岩脉中的含锂辉石伟晶岩的分异演化程度低于锂辉石伟晶岩, 共存矿物的结晶分异可能产生富Nb和富Ta两组锡石, 不同含锂辉石伟晶岩脉在岩浆化学特征和演化过程具有明显差异。锡石CL结构与化学组成能够揭示锂辉石伟晶岩的化学特征与形成过程。

     

涪江上游流域盆地地貌特征及构造指示意义

对涪江上游流域盆地地貌特征及成因进行研究,有助于揭示青藏高原东缘晚新生代以来新构造活动的差异性。本文以ArcGIS水文分析模块为技术平台,在研究区域内系统提取涪江上游流域盆地地表水系网络和涪江干流东西两侧36个亚流域盆地,并对亚流域盆地面积、周长、水系总长度、水系分支比、流域盆地演化阶段进行统计分析,结果表明,涪江干流河道东西两侧典型地貌参数存在显著差异。通过对该区域构造运动、岩石抗侵蚀能力、降水特征等几方面因素与河流下切过程相关性的分析可知,降水条件和岩性差异并不是涪江上游亚流域盆地不对称发育的主要影响因素,该区域断裂活动导致的地形不对称分布格局及岩层破碎程度的差异是涪江上游流域地貌差异演化的主控因素。另外,涪江上游干流展布呈现出两个特征：涪江干流河道因雪山断裂、北川-映秀断裂、彭县-灌县断裂的右旋（或左旋）走滑作用而沿断裂发生同步弯曲;涪江干流河道在北川-映秀断裂北侧由西北-东南流向转变为近正南流向,究其原因,主要是龙门山断裂带3条主干断裂的区域性右旋走滑活动驱动该区域物质产生相应右旋运动,从而使长期处于断层右旋作用控制之下的涪江干流河道发生转向。

     

北大西洋Logatchev热液区多形貌黄铁矿特征及其意义

北大西洋Logatchev热液区产出的黄铁矿形貌丰富、成分各异,极具特殊性和代表性.运用扫描电镜和电子探针系统观测黄铁矿矿物学特征,发现粒状黄铁矿粒径不一,具高Fe、S,低微量元素的特点;草莓状黄铁矿见有松散莓体、球形-次球形莓体和自形结构莓体,其Cu含量总体较高,不同晶体特征的莓体成分存在差异;胶状黄铁矿见有多层环带,内核到环带由纳微米晶体聚合生成,由内到外成分具有S/Fe比、Zn含量减小,As含量增大的趋势.分析认为早期粒状黄铁矿是在较高温度下的热液体系中直接形成,随热液作用衰减,生成的粒状黄铁矿多呈纳-微米晶产出;草莓状黄铁矿是由松散纳-微米晶逐步聚集形成,受溶液过饱和度影响,莓体粒度和聚集程度存在差异;胶状黄铁矿多晶聚集环带生长方向是由内向外的,聚集程度差异指示沉积环境的反复交替.研究区多形貌黄铁矿具有由分散的微晶→多晶聚合体→自形单晶的完整演化系列特征,对于解读现代海底热液活动的方式和特点,揭示纳米晶体-宏观晶体的演化过程有积极意义.      

西罗斯海阿黛尔盆地新生代构造特征及指示意义

本文根据西罗斯海北端阿黛尔盆地及周缘地球物理资料,对地震数据进行二维F-K频率与波数滤波处理,获得噪音被压制,同相轴更连续以及深部信号被明显揭露的数据资料。基于此分析了该区新生代构造特征和岩浆活动,并结合该区冰川作用,总结了与冰川有关的沉积相。研究发现,16 Ma时受到残余岩浆加热造成的阿黛尔海槽隆升作用以及阿黛尔盆地最开始不对称扩张的双重影响,在阿黛尔海槽两翼外分别形成隆起褶皱区和掀斜隆升区。隆起褶皱区以高角度断层和褶皱为特征,分布在阿黛尔海槽东翼南部,覆盖范围较小。掀斜隆升区则以雁行断层和掀斜断块为特征,分布在阿黛尔海槽西翼南部,向南一直伸到陆地边缘。利用火成岩体与围岩间的接触关系,将本区火成岩形成时代大体分为两期:早期和晚新生代火山。早期火山形成时间不易确定,只零星散落在掀斜隆升区内,推测其形成可能与残余岩浆活动有关。晚新生代火山形成时间至少晚于5.5 Ma,分布范围广且分散,基本覆盖整个研究区。这期岩浆活动无论从时间还是空间上可能都与裂谷作用无关,而是受到上新世以来大规模冰川消退造成的地幔减压熔融作用的影响。     

Hydrothermal Fe-Si-Mn oxide deposits from the Central and South Valu Fa Ridge, Lau Basin

A series of samples from the Hine Hina hydrothermal field (HHF) and the Mariner hydrothermal field (MHF) in the Central and Southern Valu Fa Ridge (VFR), Lau Basin were examined to explain the source origin and formation of the hydrothermal Fe-Si-Mn oxide deposits. The mineralogy was studied by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), Mössbauer spectroscopy, and energy-dispersive spectroscopy (EDS). For the Fe-Mn oxide crusts in the HHF, varying amounts of volcanic fragments and some seawater contributions were recognized, along with higher concentrations of Mn, Al, Co, Ni, Zn, Sr, Mo, elevated ∑REE and negative Ce anomalies. In contrast, the Si-rich oxide samples of the MHF were enriched in Cu, Pb and Ba, indicative of proximity to a hydrothermal jet. Moreover, conductive cooling of hydrothermal fluid evoked the Si-rich deposit formation in the MHF. The Sr, Nd and Pb isotope data provided further constraints regarding the source and formation of the Fe-Si-Mn deposits in the VFR by showing that the samples of the HHF are a mixture of three components, namely, hydrothermal fluid, seawater and volcanic materials, whereas the samples of the MHF were dominated by hydrothermal fluids. The seawater had a minor influence on the Nd isotope data, and the Pb isotope data exhibited a close association with the substrate rock and preformed volcaniclastic layers in this area. The occurrence of relatively high Mn/Fe ratios in the hydrothermal deposits of this area may be a good indicator of the propagating activities of the VFR over geological time.     

Origin of Lau Basin Rise sediment

The chemistry and mineralogy of sediments in the vicinity of the active rise in the Lau Basin can be accounted for by weathering of tholeiitic basalts exposed in the Basin, the introduction of pumice fragments derived from the Tonga Ridge, precipitation of ferromanganese minerals from sea water and pore water addition.     

琼东南盆地半地堑特征及其动力学探讨

利用琼东南盆地的反射地震剖面等资料,对其中具有代表性的崖北、北礁凹陷等半地堑的几何学、运动学特征进行分析,划分出旋转半地堑、滚动半地堑和多米诺式半地堑系3种类型,认为半地堑经历了中始新世-早渐新世、晚渐新世-早中新世两个演化阶段,并且在时间上有东早西晚,空间上有"东西分块、南北分带"的特征。在盆地半地堑组合特征及区域构造分析的基础上,指出盆地的发育与演化主要受古太平洋板块俯冲带后撤、红河断裂的左行走滑和南海海盆扩张的联合作用影响,表现为裂陷前期(Tg-T7)主要受古太平洋板块俯冲后撤及红河断裂的左行走滑联合作用,后期(T-T)主要受南海海盆海底扩张作用影响;而盆地张裂是通过纯剪切作用完成的。     

塔里木盆地下古生界碳酸盐岩热液岩溶的特征及地质模型

随着塔中地区下古生界碳酸盐岩油气勘探地持续深入,分别在野外露头,塔中地区相关探井奥陶系储层中发现有萤石、闪锌矿、天青石、重晶石、硬石膏、焦沥青及热液石英等一系列热液矿物及其组合,越来越多的地质资料表明热液岩溶储层可能是塔里木盆地下古生界碳酸盐岩油气勘探中被忽视的一个重要储层类型。〖JP2〗通过总结近6年大量的针对野外露头热液岩溶现象地实地观察测量,以及通过对塔中82井区—24井区奥陶系储层发育段大量的岩石薄片观察、矿物能谱测定、地层水锶同位素测试,断裂性质的分析,深入研究热液溶蚀流体的活动特点以及对形成优质储层的控制作用,最终建立了热液岩溶储层的地质模型。研究表明,热液矿物主要沿断裂伴生的构造溶蚀缝和溶蚀孔洞发育,断裂是热液运移的主要通道,是形成优质储层的重要控制因素。塔中地区沿海西期走滑断裂附近的奥陶系灰岩将广泛发育热液溶蚀改造形成的储层,为塔中西部上奥陶统沿走滑断裂向内带拓展油气勘探打下了基础。     

Mineralization Characteristics and Structural Controls of Hydrothermal Deposits in the Gyeongsang Basin, South Korea

Abstract. Hydrothermal deposits in the Gyeongsang Basin show the genetic relationship with igneous activity from Late Cretaceous to Early Tertiary in the spatial and temporal viewpoints. Many hydrothermal Au-Ag-Cu-Pb-Zn and clay deposits are dominantly distributed within the Gyeongsang Basin. The Gyeongsang Basin is divided into seven metallogenic provinces by spatial distribution. The age ranges of igneous activity and mineralization are 140∼40 Ma and 100∼40 Ma, respectively, and the most dominant age ranges of the both activities are from 90 Ma (Coniacian) to 50 Ma (Eocene). The age consistency between igneous activity and mineralization suggests that this age range is the climactic period of the hydrothermal activity of the Gyeongsang Basin. The metallogenic epochs in the Gyeongsang Basin are divided into three epochs of 100∼80 Ma (western part of the Gyeongsang Basin), 80∼60 Ma (central part of the Gyeongsang Basin), and 60∼40 Ma (eastern part of the Gyeongsang Basin). The mineralization and igneous activity tend to become young eastward in the Gyeongsang Basin.
NNW-SSE mineralized veins from 100 to 80 Ma in the western part of the Gyeongsang Basin are interpreted as the control of the parallel tensional fissures caused by NNW-SSE compressional stress. NW-SE mineralized veins from 80 to 60 Ma in the central part of the Gyeongsang Basin seem to have been formed under the same stress as that of the Gaeum and Yangsan Fault Systems. Namely, NW-SE tensional stress is associated with a conjugate set of fracturing of the WNW-ESE Gaeum Fault System and NNE-SSW Yangsan Fault System. Also NE-SW mineralized veins from 60 to 40 Ma in the eastern part of the Gyeongsang Basin seem to be controlled by the NE-SW fractures. The fractures are related with NE-SW compressional stress and are developed as secondary fractures within the dextral strike slip Yangsan Fault System.     

准噶尔盆地及邻区地壳磁性特征及其构造意义

准噶尔地块可分为东、西准噶尔构造区和准噶尔盆地.自古生代以来准噶尔盆地及其周边大规模的火山活动和复杂的构造演化、以及有关准噶尔盆地基底及其与周边的构造关系及其演化,一直存在争议.利用EMAG2岩石圈磁异常模型,采用三维反演技术,对准噶尔及其周边地区的地壳磁化率进行成像,得到了0~60 km深度范围之内的磁性结构.反演结果显示:准噶尔盆地腹部地壳磁性结构相对完整;西准噶尔地壳具有与洋壳俯冲相关岛弧环境的磁性结构;东准噶尔和吐哈盆地磁性层较厚且连续,具有古陆基底特征.此外,地壳磁化率异常展示了区域断裂构造及其深部延伸特征,同时显示在覆盖区可能存在隐伏深大断裂带.对该地区岩石圈磁异常成因的定量解释,为深入剖析准噶尔地区岩石圈构造及其与周边构造单元之间的关系提供了有益的资料和参考.      

塔里木盆地下古生界热液白云岩储层的主控因素及识别特征

塔里木盆地下古生界中热液活动多,相应地也发育较多的热液白云岩储层.认为该类储层的规模具有局限性,更多的是对前期已经形成的储层进行叠加改造,但由于盆地内热液影响的范围大,对储层的改造作用也相当可观.对大量的岩心、薄片及露头的研究表明,具有一定孔渗性的石灰岩和白云岩地层为热液白云岩储层的发育提供了物质基础,高角度深大断裂为...     

银额盆地哈日凹陷下白垩统热水沉积岩特征及成因

银额盆地哈日凹陷下白垩统具有独特的沉积构造和矿物组成.通过开展岩石矿物和地球化学研究,论证其热水成因,探讨沉积环境和形成模式.研究区下白垩统发育方沸石、菱铁矿和白云石等矿物,富含Fe、Mn和Ba等元素,具有高∑REE、LREE富集和负Eu异常的稀土元素特征.结合Fe vs.Mn vs.（Cu+Co+Ni）×10和Ni vs.Co vs.Zn三角图解,证实下白垩统普遍含有热液成分.微量元素及碳氧同位素分析指示热水沉积岩形成于缺氧、封闭的咸水湖泊环境;氧同位素计算形成温度为43.94~86.08 ℃.研究表明,丰富的断裂系统为湖水下渗和热液喷流提供通道,湖水与热液的对流活动为湖盆持续输入热量和成矿离子.此类湖相热水沉积持续时间长、影响范围广,主要受物源供给和热液性质控制,代表一类特殊的沉积模式.      

鄂尔多斯盆地纸坊组微量元素地球化学特征及沉积环境指示意义

沉积岩中的微量元素对沉积环境的水介质变化有着较高的敏感度,是研究沉积物沉积时的古气候、古环境的有效手段。鄂尔多斯盆地纸坊组是三叠系具有油气显示的新层系,其古气候及古水体环境对于恢复该时期盆地沉积格局、重建古地理及成藏研究具有重要意义。采用ICP-MS对鄂尔多斯盆地纸坊组剖面及岩芯21件泥岩及粉砂岩样品进行了微量元素测试,选择对沉积环境介质较为敏感的锶（Sr）、钡（Ba）、钍（Th）、铀（U）、钒（V）、镍（Ni）、钴（Co）等元素作为判别指标,并结合沉积学标志及孢粉分析,对鄂尔多斯盆地纸坊组沉积环境及古气候特征进行研究。结果表明:通过Li、Sr、Ni、Ga含量及Sr/Ba值判别研究区为淡水-微咸水沉积环境;U/Th值分布在0.09~0.38,δU值分布在0.43~1.07,V/（V+Ni）值分布在0.69~0.89,V/Cr值分布在0.87~5.57、Ni/Co值分布在1.21~2.93,指示水体分层不强的氧化-弱还原过渡环境;纸坊组水体深度平均深度小于30 m,大型"汇水"湖泊尚未形成;Sr/Cu比值在0.85~16.7之间,大部分小于10,仅个别值大于10,表明纸坊组古气候已由和尚沟组干热气候趋于温暖气候。