地壳风化系统中的Sr同位素地球化学

近20年来,人们利用Rb－Sr同位素体系对地表－近地表地球化学过程、尤其是水圈－岩石圈之间化学物质的循环进行了广泛而深入的研究。大陆地壳风化物质以及地表径流的Sr同位素组成变化揭示了不同流域盆地的地质背景和风化作用的特征。古海洋的Sr同位素组成变化则是地壳和地幔演化以及不同地质历史时期壳－幔相互作用的共同结果。本文对地壳风化系统Sr同位素地球化学研究的全面而详细的综述表明,Rb－Sr同位素体系仍将是研究地壳风化、水圈－岩石圈之间化学物质循环的重要手段,根据古海水及其化学沉积物的Sr同位素记录研究壳－幔演化和地球圈层演化过程中的物质循环特征以及地表古环境变化将是本研究领域的重点。     

制约深部大陆地壳物质成分与构造作用的地质证据

地震反射研究在深部陆构造认识取得了重要突破。区域麻粒岩区常具有下地壳的一般特征，代表上部地壳与最下部地壳之间的过渡区，记录了板垫托作用过程。许多麻粒岩区在深部地壳经历长期近等压冷却，最终上隆至地表常由与麻粒岩相变质无关的构造事件造事件造成，指示下地壳具有稳定性。其中，板底垫托的镁铁质岩浆岩根带可能是其难以出露地表关保持稳定的重要原因。对地表出露的地壳剖面的研究揭示了陆壳具有垂向分带特征，下地壳以麻     

青藏高原新生代地壳变形对同碰撞岩浆侵位的制约

同碰撞岩浆作用是青藏高原新生代构造-岩浆活动的一种重要形式，各种类型岩浆岩广泛分布于高原内不同的构造单元中，其中有的来自地幔，不过规模都不大，它们是如何穿过异常厚的地壳侵位到近地表或喷出地表，这还是个未解之谜。根据构造分析，这些岩浆岩均侵位于新生代向斜构造中，例如侵入于高原东南边缘的楚雄复向斜、兰坪．思茅复向斜和老君山向斜的碱性岩，侵入于高原南缘的北喜马拉雅拉轨岗日向斜的片麻状花岗岩以及喷出于高原北部巴颜喀拉和雁石坪复向斜的安山-玄武岩。文中通过一个力学模式，说明这些岩浆岩的侵位受控于地壳应力场特征，即：向斜构造的下部承受的是张应力，地壳发生减薄和张裂，下地壳或上地幔熔融物质以此为通道发生向上的侵位。不过，因向斜顶部地壳承受的是挤压应力，地壳发生挤压缩短，所以只有少量岩浆能侵位到近地表并发生变形。与此相反，背斜构造的下部地壳产生的是挤压应力，阻止了下伏地壳内岩浆的侵入。因此，岩浆的侵位一般不会沿背斜发生。这一力学机制解释了为什么青藏高原规模很小的同碰撞岩浆能穿过异常厚的地壳沿一系列向斜构造侵位到近地表或喷出地表的原因。     

塔北隆起二叠纪岩浆岩产状的地震解释及其侵位模式

塔北隆起西部发育大面积岩浆岩,岩浆岩发育产状的研究不仅对岩浆岩油气藏勘探具有重要意义,而且对塔北隆起碳酸盐岩油气藏研究具有重要意义。本文利用钻井和地震资料,提出塔北隆起二叠纪岩浆岩岩性主要为玄武岩、流纹岩、辉绿岩、正长岩、花岗岩和凝灰岩。岩浆岩发育模式与构造作用密切相关,在英买力低凸起北部地区,主要发育一条逆冲断层,地层受构造作用扰动较少,岩浆岩主要为玄武岩,通过近于垂直的通道到达地表; 英买2地区,构造挤压作用在盐上形成大量的构造裂缝,岩浆岩侵入其中,形成辉绿岩侵入体; 哈拉哈塘地区构造变形微弱,岩浆岩通过垂直的火山通道到达地表,在地表形成了一层平行分布的喷发岩; 而在塔北隆起的中部,由于受拉张作用的影响,地壳发育一定的减压熔融,形成中酸性岩浆,岩浆侵位产生了大量的中酸性侵入体和喷出岩。     

广西中酸性岩浆岩风化区风化矿床类型及成矿作用研究

广西区内139个主要风化矿床(点)中有近4成集中分布于中酸性岩浆岩风化区。新近纪以来新构造运动活跃,东亚季风盛行产生了湿热气候,致使近2.0×105 km 2不同时代、不同岩性的中酸性岩浆岩广泛出露并遭受强烈风化,大面积的厚层风化壳在低山丘陵地貌景观区得以保存,这为风化矿床的发育提供了得天独厚的气候、地质、构造和地貌等条件。广西中酸性岩浆岩风化作用形成的矿床主要包括残积型(以钛铁砂矿为代表)、淋积型(以离子吸附型稀土矿为代表)和残余型(以高岭土矿和膨润土矿为代表)三个类型。这些不同类型的风化矿床在成矿条件上表现出显著的母岩专属性和风化环境偏在性,二者联合约束了风化矿床的成矿作用及成矿类型。风化过程中复杂的水岩反应(淋积作用、残积作用和残余作用)是导致中酸性岩浆岩风化形成各类矿床的内在机制。     

湘西柑子坪黑色页岩土壤地球化学分析

近年来,黑色页岩风化的地球化学研究受到学界的重视。这是因为富含有机质和硫化物矿物(主要为黄铁矿)的黑色页岩暴露地表极易被风化分解,淋滤释出重金属元素(Littke et al.,1991;Peucker-Ehrenbrink,2000;Peng et al.,2004),而影响地表(水、土壤)环境(Peng et al.,2004;彭渤等,2005)。由于黑色页岩成岩物源条件、沉积环境等方面的差异,使得不同地区、不同     

大陆深部地壳物质成分识别方法综述

本文系统总结了大陆深部地壳物质成分识别研究方法和元素丰度合理性检验的方法,以期为大陆深部地壳物质成分探测提供技术方法体系。深部地壳物质成分识别的主要方法有:①因构造运动抬升出露到地表的中下地壳剖面;②地表出露的高级变质地体;③产于火山岩中的深部地壳捕掳体,如麻粒岩捕掳体;④地球物理测深资料与深部岩石物理性质的高温高压实验测定结果之间的拟合和⑤壳源岩浆岩源区地球化学示踪。元素丰度合理性检验的方法主要有地表热流和元素比值法。     

区域重磁圈定贵州基性—超基性隐伏岩体及地质意义

贵州地表除峨眉山玄武岩外,其他岩浆岩出露不多。为了解深部的基性-超基性岩体隐伏情况及分布形态,本文结合地表该类岩体反映的地球物理场响应特征,利用区域重磁资料综合研究。在镇远马坪(钾镁煌斑岩)、贞丰鲁容-阴河(钙碱性煌斑岩)、罗甸沟亭-望谟大观(辉绿岩)、晴隆-织金西北(玄武岩)等岩浆岩出露区,与重磁场同位置相对应地区表现为重力高、磁力高分布特征,且重磁异常强度表现为高低不一的幅值变化。为保证将最小的隐伏岩体圈定,尽量消除区内岩浆岩受区域性剥蚀、风化的影响,故利用重力值2×10~(-5)m/s~2、磁力值10 nT为基准,联合圈定了省内百余处基性-超基性岩体分布,对寻找有关联的矿产指明了勘查方向。     

崦岈山地质公园的发现及评价

崦岈山自然地貌景观奇特,山体主要由距今1．4～1．0亿年的燕山期岩浆熔融侵入岩体(岩株)冷凝后形成的中粗粒花岗岩,经地壳构造断裂和抬升,暴露地表后经风化剥蚀而形成地貌形态独特的各种象形石(猴石、母子石、剑鱼石等)和花岗岩洞穴(万人洞、舞阳洞、顺天宫等)、石棚等,属于地质遗迹。应建立地质公园,进行保护管理和旅游开发。作者对崦蚜山的调查和评价,对类似的地质遗迹类地质公园进行评价、保护和开发具有重要的借鉴意义。     

板块俯冲起始与大陆地壳演化

组成大陆地壳的物质主要来自两个地质过程:地幔柱活动和板块俯冲。目前大多数研究认为板块俯冲起始于30多亿年前。在板块俯冲起始之前,基性的初始地壳物质受热重熔是大陆地壳生长的主要方式,其中,地幔柱活动是关键。地幔柱不仅向地壳输送玄武质岩浆,同时导致已有玄武质岩石和沉积岩通过部分熔融向中酸性岩石转化。当原始岩石圈强度足够大时,地幔柱会导致岩石圈倾斜、破裂,产生下滑力,诱发板块俯冲。板块俯冲引发岩浆活动,产生大量的岩浆岩,如岛弧安山岩、弧后盆玄武岩等。这些岩浆岩通过喷发、侵位,再经由块体拼贴、增生等过程加入到大陆地壳,是大陆地壳生长的主要途径。同时,板内岩浆活动乃至地幔柱活动等也与板块俯冲有直接或者间接的联系。俯冲再循环物质促进地幔柱发育,也为大陆地壳的生长提供物源和热能。与此同时,大陆地壳不断风化剥蚀,其中一部分沉积物随俯冲板块再循环到地幔,而板块俯冲过程也通过俯冲剥蚀等过程,将仰冲盘岩石圈物质刮削带入地幔。这些是大陆地壳消减的主要途径。目前大陆地壳增生和消减基本处于动态平衡。     

Migration-circulation processes and enrichment-mineralization mechanism of lithium-beryllium elements in the continental crust.SCIEI北大核心CSCD

锂铍金属是世界关键金属资源,矿床类型多样,成矿作用发生在大陆地壳。但大陆地壳中锂铍元素的迁移-循环规律及不同锂铍矿床间的成因联系尚不清楚。本文系统地总结与梳理了大陆地壳结构与物质循环特征和不同类型锂铍金属矿床间的成因联系,提出大陆地壳锂铍循环-成矿系统的概念与模型,并将大陆地壳锂铍的迁移与循环划分为四个过程:变质过程、深熔过程、花岗岩浆过程、花岗质岩浆岩风化、淋滤与蚀变的浅-表生过程。沉积岩中锂铍元素在变质过程中可富集到一些变质矿物中,一些富锂铍黏土矿物也在变质过程转变成新的富锂铍变质矿物(如绿泥石、云母与堇青石);地壳深熔过程使得锂铍元素从变质矿物中释放出来并聚集在花岗岩浆中,麻粒岩相深熔(如黑云母脱水熔融与堇青石分解熔融)可能是锂铍大规模成矿的主要熔融方式;绝大多数锂铍矿床与花岗岩浆及其岩浆岩有关,是花岗岩浆与花岗质岩浆岩在不同演化阶段与不同方式富集成矿的结果;浅-表生过程对锂铍花岗岩-伟晶岩和流纹岩与流纹质凝灰岩的物理化学改造,可形成盐湖卤水型锂矿床、黏土型锂矿床以及各种次生锂铍矿床。变质过程中锂铍的迁移与富集机制,大型-超大型花岗岩-伟晶岩型锂铍矿床形成条件与关键控制因素等问题,是亟待研究与思考的科学问题。     

宇宙成因核素测年方法及其在地球科学中的应用

宇宙成因核素地表暴露测年方法,是近年来迅速发展起来的一种新的同位素地质年代学方法.宇宙成因核素主要是由来源于银河系的宇宙射线与暴露于地表的物质作用形成的,作用机制主要包括裂变、中子捕获和介子反应.产生宇宙成因核素宇宙射线粒子主要是次生快中子、热中子和负慢介子,由于这些宇宙射线粒子在空间分布上的不同,地球上不同纬度、海拔高度和深度处的宇宙成因核素生成速率也表现出较大的差异.地表物质中宇宙成因核素浓度除了受到核素生成速率和地表物质的暴露时间制约外,还与地表侵蚀速率密切相关,此外,地磁场强度、遮蔽、化学风化及样品的几何位置等也会对核素浓度产生一定影响,在求算样品的地表暴露年代时,应对这些因素进行相应的校正.宇宙成因核素地表暴露测年技术的理论和方法日臻完善,目前它已被广泛到第四纪冰川、撞击坑、火山地貌、断层面等地学问题中来.     

塔里木盆地塔河油田奥陶系古风化壳储集体形成演化

塔河油田奥陶系古风化壳储集体是阿克库勒鼻状凸起长期抬升暴露并经过长达118 Ma风化剥蚀而成。塔河地区的抬升是与周边天山、塔里木地块的多期古构造运动密切相关,该区曾经历加里东中晚期、海西期运动等8次(幕)运动。地壳的不断抬升变化,使塔河地区经过多种溶蚀作用,包括地表径流溶蚀作用、渗流溶蚀作用、潜流溶蚀作用、海岸带的混合水溶蚀和局部深处热水的溶蚀作用,从而形成多期叠加的混沌网络溶洞系统。溶洞发育程度受控于基岩颗粒灰岩的溶蚀程度、古构造运动的抬升作用、各种方式的溶蚀作用以及受溶蚀时期长短等。     

藏南冈底斯岩基东段中新世中酸性高Sr/Y比岩浆岩的地球化学特征及成因探讨

藏南冈底斯带广泛发育中新世中酸性高Sr/Y比岩浆岩,对该类型岩石的成因研究可为藏南后碰撞岩浆活动提供良好的记录和约束。通过对冈底斯带东段中酸性岩浆岩进行锆石U-Pb年代学研究表明,该中酸性岩浆岩形成于16～18Ma,为中新世时期;全岩地球化学数据表明岩浆岩具有高SiO_2含量( 64%),高钾富钠,高Sr、低Y和高Sr/Y比,轻稀土富集、重稀土亏损且较平坦的特征,显示出埃达克质岩的地球化学亲缘性;与冈底斯带中段～14Ma埃达克质闪长玢岩脉相比,冈底斯带东段的中新世岩浆岩具有更高的K含量;锆石Hf同位素分析结果表明,中新世中酸性岩浆岩具有正的且变化较大的εHf(t)值(+1. 2～+14. 4);全岩(La/Yb)N值对中新世地壳厚度的估算结果为77～84km,处于壳幔边界处。综合上述数据分析表明,冈底斯带东段中新世中酸性高Sr/Y岩浆岩的成因为拉萨地块加厚下地壳(占主体的新生下地壳+少量古老地壳)的部分熔融,并在源区残留了石榴子石和角闪石,造成熔融的热量来源可能为拉萨地体岩石圈根部拆沉导致的热扰动。     

砂岩风化及其工程地质效应

在成岩条件差、胶结程度低的砂岩中进行工程活动时,经常遇到边坡破坏、井壁破裂、巷道过度变形等事故。在岩石胶结特性和室内分析试验的基础上,分析了不同胶结状态的砂岩风化特性及其工程地质效应。同时,对砂岩文物风化与保护进行了论述。研究表明:1水溶液对砂岩风化起着重要作用,其影响着砂岩风化过程中的元素迁移、化学反应类型和速率,同时溶液还改变着岩石周围化学反应的pH和Eh值;2泥质胶结、硫化物胶结和碳酸盐胶结的砂岩容易受到环境影响风化,对工程影响较大。在强还原环境中砂岩暴露于地表后,易于风化,且风化后形成的酸性水环境有利于长石胶结砂岩的风化,进而影响岩石工程性质。     

东昆仑古特提斯后碰撞阶段伸展作用:来自晚三叠世岩浆岩的证据

通过对东昆仑造山带晚三叠世岩浆岩的岩石类型、形成时代、岩石地球化学和同位素地球化学资料综合分析,对岩浆岩的岩石组合、分布特征和岩石成因进行研究,探讨东昆仑造山带晚三叠世构造演化的地球动力学背景。东昆仑造山带晚三叠世是古特提斯演化过程中重要的构造转换期,岩浆岩岩石类型多样,主要包括辉长岩、花岗闪长岩、二长花岗岩和正长花岗岩,并且广泛出露具埃达克质特征的岩浆岩和A型花岗岩。晚三叠世岩浆岩的出露规模与俯冲阶段相比,规模较小,一般以小岩体、岩株和岩脉侵入于早期岩体和地层中。东昆仑晚三叠世岩浆岩主体为准铝-弱过铝质高钾钙碱性-钾玄岩系列,轻重稀土元素具有一定分异,富集大离子亲石元素,亏损高场强元素,岩石类型不同时分异程度、富集和亏损程度有一定差异。大部分晚三叠世花岗质岩浆岩的同位素特征与晚二叠世-三叠纪镁铁质岩浆岩近似,部分具有更高的εNd(t)和εHf(t)值。镁铁质岩浆岩、普通花岗岩、埃达克质岩浆岩在东昆仑各个构造带皆有分布,A型花岗岩主要分布在祁漫塔格构造带(东昆北)的阿牙克库木湖-香日德断裂附近。东昆仑晚三叠世镁铁质岩浆岩具有弧岩浆岩特征,为俯冲流体交代的地幔楔部分熔融产物。普通花岗岩和埃达克质岩浆岩多为新生下地壳部分熔融产物,少量埃达克质岩浆岩由于与地幔的交代作用,具有幔源特征。A型花岗岩为残留下地壳部分熔融的产物。部分普通花岗岩、埃达克质岩浆岩和A型花岗岩由于岩浆混合作用,具幔源特征。构造环境研究表明,东昆仑在晚三叠世进入古特提斯演化的后碰撞阶段。巴颜喀拉地块同东昆仑地块的持续碰撞导致地壳加厚,密度增大,使岩石圈重力不稳定发生拆沉作用,引发岩石圈地幔减压熔融,产生大量的镁铁质岩浆岩;镁铁质岩浆底侵不同类型地壳熔融及拆沉地壳部分熔融而形成的岩浆交代地幔,以及岩浆混合和岩浆后期演化,形成了东昆仑造山带晚三叠世丰富多样的岩浆岩。     

大别造山带岳西地区中生代岩浆岩年代学研究

北大别岳西地区广泛分布燕山期侵入岩和火山岩。14个岩浆岩样品中锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果显示,这些岩浆岩形成于134~125 Ma之间。以130 Ma为界,岩浆岩可以分为两个期次:早期以石英闪长岩—石英二长闪长岩—似斑状二长花岗岩组合为主;晚期以二长花岗岩—钾长花岗岩组合及脉岩为主。早期岩浆岩含有古元古代(1900~2120 Ma)、新元古代(670~800 Ma)和三叠纪继承锆石;晚期岩浆岩中缺少古元古代继承锆石,以新元古代、三叠纪及140~160 Ma时期的继承锆石为主。高Sr低Y地球化学特征仅出现在早期岩浆岩中,结合继承锆石的年龄特征,表明早期岩浆岩物质来源于加厚的基性下地壳,下地壳的拆沉和岩石圈的减薄发生在约130 Ma;而晚期岩浆岩为以新元古代年龄的中—下地壳在减薄后的环境下发生深熔作用形成。     

贵州西部地区“玄武岩-古风化壳沉积(堆积)型”铁矿成矿作用与成矿模式

在阐述了"玄武岩-古风化壳沉积(堆积)型"铁矿的成矿背景和成矿地质特征的基础上,讨论了铁矿的风化、剥蚀、搬运、沉积(堆积)、成岩后期变化、淋滤富集成矿作用,并将成矿过程划分为3期6个阶段,3期分别为:矿源层形成期、含铁岩系形成期、淋滤富集成矿期;6个阶段分别为:峨眉地幔柱上隆-玄武岩浆喷溢阶段、风化蚀顶-玄武岩古风化壳形成阶段、古风化壳沉积物堆积-迁移-沉积-含矿层形成阶段,地壳振荡性升降-暴露-含矿层风化淋滤阶段、含矿层次生富集成矿阶段、含矿层被覆盖保存阶段,从而建立了"玄武岩-古风化壳沉积(堆积)型"铁矿的成矿模式。     

金坝金矿床成矿作用探讨及找矿条件、标志分析

滇东南上二叠统、下三叠统及其基性岩浆活动为金坝金矿提供成矿物质,成矿流体主要来自印支期基性岩浆期后热液及部分大气降水.桂西拗陷内隆起边缘基底断裂构造的多期次继承性活动是成矿热液循环迁移的动力.地壳深部成矿热液,沿基底断裂及与其具成生联系的断裂构造系统上涌、运移,在高渗透性、易溶性岩石及富含有机质等还原介质环境中,通过渗透、扩散交代作用使金在褶皱断裂构造的合适部位沉淀,形成原生金矿床.原生金矿抬升暴露地表,遭受风化淋失,而形成氧化矿.     

超镁铁岩和铬铁矿研究水平和现状

镁铁、超镁铁岩在地球上的分布面积并不很大,例如辉长岩类仅占地表所有已知岩浆岩的5％多一点,而超镁铁岩还不到1％。但是,由于它们在地球和地壳的形成中占有举足轻重的位置,且其中蕴藏有铬铁矿、硫化铜镍矿、钒钛磁铁矿、铂族金属以及金刚石等一系列重要矿产,因而一直受到世界各国的重视。