胡安·德富卡消减板块内地壳与地幔地震的证据

研究了不列颠哥伦比亚省西南部地下胡安·德富卡消减板块内高精度的震源与从接收函数分析和反射地震数据所得速度结构之间的关系。用双差算法对深度在40～65 km的108个地震进行了重新定位,得到了精确的地震位置。重新确定的地震活动与构造信息间的互相关显示出地震集中在消减的洋壳的顶部,而更深层位的地震活动性位于地幔顶部胡安·德富卡消减板块内。消减板块的构造与地震活动性之间的强相关性表明,地震破裂是由板块内的力学强度改变引起的,这支持了相变和热岩状态在双重地震层的地震成因中起重要作用的假说。     

青海湖西岸镭同位素的解吸和扩散特征

对青海湖布哈河河口悬浮颗粒物、底部沉积物和青海湖湖底沉积物中的镭(Ra)同位素进行不同盐度和pH值的解吸实验以及扩散实验,得到不同盐度湖水(2.8‰、5.8‰、8.8‰、11.8‰和14.8‰)对悬浮颗粒物中镭的解吸活度,和不同时间段沉积物中镭同位素的扩散速率,探讨盐度、pH值与颗粒物中镭同位素解吸的关系.结果表明,224Ra的解吸活度均高于~(226)Ra和~(228)Ra的解吸活度;在盐度为12‰附近时布哈河河口悬浮颗粒物中223Ra、~(226)Ra和~(228)Ra的解吸程度达到最大值,当盐度9‰时,~(226)Ra解吸活度大于~(228)Ra,当盐度9‰时,~(228)Ra的解吸活度大于~(226)Ra,这可能与当地岩石中富铀矿有关.河流沉积物~(226)Ra和~(228)Ra的扩散速率分别是0.039和0.290 dpm/(m~2·h);湖底沉积物~(226)Ra和~(228)Ra的扩散速率分别为0.018和0.092 dpm/(m~2·h),湖底沉积物扩散速率小于河流沉积物扩散速率.     

西南印度洋脊中段Indomed-Gallieni洋中脊岩浆-构造动力模式

利用西南印度洋脊中段Indomed-Gallieni洋段49-51°E区段全覆盖高分辨率多波束水深地形资料,应用构造地貌学分析方法,结合区域地形及其他地球物理等资料,在分段分析49-51°E区段岩浆-构造动力学模式的基础上,进一步探讨了约10 Ma以来Indomed-Gallieni洋段的演化史.28、29洋段目前岩浆供应不足,在轴部不对称深断层的控制之下不对称扩张,属于超慢速扩张洋脊较常见的演化方式.轴部火山建造主要向北翼增生,发育与火山脊相关的火山地貌;南翼构造拉张作用强烈,地貌上可观察到大量断块,拆离断层可能大量存在.而27洋段水深浅、火山密集、轴部缺失裂谷,超慢速扩张下却具有较高的岩浆通量.Indomed-Gallieni洋段地形高地建造于一次岩浆增强事件,但应该不是因为Crozet热点的影响.27洋段为目前仍受该岩浆增强事件影响的唯一区段,但其强度和规模也在逐渐减小;包括28、29洋段在内的Indomed-Gallieni段其他部分,已重新恢复到岩浆供应不足的正常超慢速扩张洋脊演化模式.28、29洋段和27洋段岩浆供应均存在岩浆通量由多至少的周期,周期内岩浆供应较多时期轴部建脊,减少时期轴部火山建造裂离.但27洋段由于仍受岩浆增强事件的影响,与28、29洋段表现形式不同,主要表现为火山建造裂离方式、岩浆供应周期长短以及构造活动强烈程度的不同.     

更多的证据表明厄尔尼诺现象与地震活动性有关

在1988年就有迹象表明,1964至1987年间南太平洋区振荡指数(SOI)五个极小值跟南纬20°至40°沿东太平洋洋脊(EPR)的间歇性地震活动相关。这个地区是地球上扩张最快的众多洋脊之一(图1),该处巨大能量通过海底火山和热液活动释放出来。现在另一次厄尔尼诺(南部振荡)期可能快要结束,此刻正是补充检验地震活动及南太平洋区振荡指数值的时侯。观察到的巧合往往是发现(新事物)的前提,并促使我们加倍注意对可用资料的再检查。尽管厄尔尼诺和震群这两类不同现象各自的复现期和持续时间均不规则,     

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.     

西南印度洋洋中脊热液活动区综合地质地球物理特征

西南印度洋洋中脊(SWIR)是超慢速扩张洋脊的代表,是海洋地学研究热点.本文从SWIR多波束水深数据、重、磁数据和地震结构等几方面,阐述了SWIR热液活动区(49°39′E)的综合地质地球物理特征.SWIR热液活动不仅与扩张速率有关,构造作用更是一个重要控制因素;热液活动区位于Indomed和Gallieni转换断层之间,从水深地形上看,该区段洋脊是SWIR上水深最浅的区域之一,水深与MBA存在良好的镜像关系,MBA和RMBA低值意味着较厚的地壳厚度与较高的地幔温度,洋脊段27地壳厚度大于9km,可能是受到Crozet热点的影响;磁条带数据表明,此区段洋脊南北两翼呈不对称扩张,形成南翼的浅离轴域比北翼宽;在洋脊段28发现的活动热液喷口刚好位于热液蚀变形成的低磁强区内,具有良好的硫化物资源.这些认识必将为在该区首次实施的三维地震探测研究的地质地球物理解释及活动热液喷口的动力学机制研究打下坚实基础.     

超慢速扩张西南印度洋中脊硫化物成矿模型

洋中脊多金属硫化物已经成为人类重要的战略资源,科学的成矿模型是对其调查研究和勘探的重要依据.相较快速、慢速扩张洋中脊,超慢速扩张洋中脊在岩浆供给、构造和围岩等特征均存在明显差异,但目前对其热液循环及硫化物成矿模型缺乏系统梳理,制约了其资源勘探评价与研究的有效进程.本文系统总结了超慢速扩张西南印度洋中脊热液活动分布以及典型热液区的构造、热源、热液通道、围岩类型、流体性质和硫化物等特征,根据其成矿地质背景的差异性特点将该洋中脊赋存的热液系统分为局部强岩浆控制型、单向拆离/高角度大偏移距断层控制型以及双向拆离控制型三类,根据岩浆供给率(M值)的大小进一步将其划分为五种类型,从而建立了超慢速扩张西南印度洋中脊的局部强热供给-深大断裂控制硫化物成矿模型.超慢速扩张西南印度洋中脊扩张速率整体变化不大(14～18mm/a),岩浆供给呈分段不均匀性.通过近20年的调查研究,发现其发育类型多样的热液系统和硫化物.在岩浆供给充足的洋脊段,发育局部强岩浆供给条件下的深部岩浆房(4～9km).而在岩浆供给贫瘠的洋脊段,发育长期持续活动的深大拆离断层(可达13km),并沿拆离断层形成成矿带.因而超慢速扩张洋脊具...     

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.     

东昆仑造山带早古生代火山岩锆石SHRIMP年龄及其地质意义

东昆仑造山带诺木洪地区早古生代火山岩以玄武岩岩片和变火山岩岩片形式存在, 对两种岩片中锆石的SHRIMP U-Pb定年结果表明, 玄武岩岩片的形成年龄为(419±5) Ma, 变火山岩岩片的形成年龄为(401±6) Ma, 证明在东昆仑地区存在早古生代的洋陆转换, 其中玄武岩岩片代表大洋拉张的中脊环境, 而变火山岩岩片则代表挤压的俯冲碰撞环境. 火山岩中继承锆石的年龄1734 Ma反映了东昆仑的基底可能为中元古代.     

海底热液区的磁性特征

现代海底热液系统广泛分布于全球大洋中脊、海山、弧后盆地等地.根据基岩环境的不同,海底热液系统主要分为玄武岩型热液系统和超基性岩型热液系统两种,这两种不同类型的热液系统呈现出不同的磁异常特征.玄武岩型热液区主要呈现低磁异常特征,超基性岩型热液区则呈现高磁异常.这些热液区所呈现的磁场异常主要都来源于热液流体对基底岩石的蚀变作用.热液过程既可以破坏玄武岩中的磁性矿物,也可以与超基性岩作用产生磁性矿物.然而,即使是同一类型的海底热液系统,在不同的地质环境下其磁异常特征也有些许差异.如在中快速扩张脊、慢速和超慢速扩张脊、弧后盆地、火山海山等不同地质环境下的玄武岩型热液系统中,热源活动程度和流体通道形态的不同会造成弱磁区在形状和范围上的差异.通常情况下,海底热液区的磁异常区只有几百米的范围甚至更小,它所产生的短波长磁异常通常难以在海面上分辨出来,近底高分辨率磁力测量则是探测热液场磁性结构、寻找热液矿床的有效方法.     

是什么诱发了地震?

地震的发生往往是无序和不可预测的 ,这不仅困扰着地震学家 ,有时也使城市疏于防范。不过目前一个地球物理学家研究组报道说 ,大约每 1 4个月在太平洋西北部深层就爆发一次所谓的慢地震。这种规律可能会有助于阐明称为俯冲带的构造板块边缘的运行机制 ,甚至有可能预测强地震爆发的危险期。通常当处于挤压和受力状态的断层突然破裂时 ,地震就会爆发。在太平洋西北部 ,由于胡安·德富卡板块 ( Juan de Fuca plate)试图挤压入北美板块边缘下面而使应力增加 (图1 )。在表面看来 ,板块之间连接紧密。但在断层深处 ,岩石却越来越热 ,可塑性也越来…     

厄尔尼诺现象与地震活动性之间的关系仍不清楚

在刊登于近期的《EOS》的论文中,Walker(1995)提出了南太平洋区振荡指数特别低跟东太平洋南部地震活动幕之间相关的证据。他推测,地震活动与厄尔尼诺因果关系可能跟伴生震群的大规模海底火山及海底热活动直接和间接产生的热效应有关。为此,他引证了1991-1992年一个发生在18°S,116°W的异常震群,并指出在东太平洋洋脊15°S到19°S附近海域分布着大量火山和年青的熔岩流(Scheirer等,1993)。这一异常震群中的多数地震发生在Walker所关注的时间域内。该震群实际上     

运用228Ra-NO-3法测定南沙海域的新生产力

运用MnO₂纤维富集-²²⁸Ac b计数法测定了南沙海域两个测站3个时间点水柱的²²⁸Ra比活度, 得其值介于0.38至 3.60 Bq×m^-3. 发现²²⁸Ra的分布能满足稳态条件. 采用一维稳态模型, 以²²⁸Ra-NO^- ₃法测得测站NS97-43, NS99-53(T₁)和NS99-53(T₂)的新生产力分别为4.4, 5.1和5.7 mmolC·m^-2·d^-1. 结合初级生产力的文献报道值, 计算得南沙海域的f比介于0.12~0.15.     

新疆三塘湖地区石炭纪火山岩年代学、地球化学及其大地构造意义

三塘湖地区石炭纪火山岩出露于新疆准噶尔盆地东北缘考克赛尔盖山、三塘湖乡、大黑山及淖毛湖一带,位于克拉美丽断裂带北侧.主要岩石组合为基性、中酸性熔岩及火山碎屑岩.岩石地球化学研究显示基性-中酸性火山岩为同源岩浆产物,其中的玄武岩样品富集大离子亲石元素(LILE),相对亏损高场强元素(HFSE),具有明显的Nb-Ta-Ti负异常.石炭系火山岩源于亏损地幔,岩浆在上升过程中未曾受到地壳物质的混染,并经历了岩浆结晶分异作用过程.综合地层岩石组合、岩石地球化学研究,认为三塘湖石炭系火山岩应形成于与俯冲作用有关的构造环境.利用锆石U-PbLA-ICPMS获得安山岩的锆石U-Pb同位素年龄(328.9±1.9)～(331.3±2.3)Ma,该年龄代表了安山岩的成岩年龄.结合区域内的地质记录、同位素年代学资料的综合分析研究,表明准噶尔洋北缘的俯冲消减作用在早石炭世已经存在,三塘湖火山岩形成于准噶尔洋早石炭世俯冲作用诱发的岛弧岩浆作用.     

山东半岛第三纪基性火成岩He-Ar同位素与岩浆起源

应用高温熔融样品释气和静态同位素比值质谱技术, 测定了山东半岛济阳盆地及其周边山旺和栖霞第三纪基性火成岩的He-Ar同位素组成. 结果表明: 古近纪的盆地火山岩和辉绿岩⁴He丰度变化较大, 为(73.70~804.16)×10^−8 cm³ STP·g^−1, ³He/⁴He比值(0.374~2.959 Ra)低于MORB但明显高于大陆地壳值; 新近纪碱性玄武岩⁴He丰度为(42.34~286.72)×10-8 cm³ STP·g^−1, 具有“陆壳型”的3He/ 4He比值(0.013~0.074 Ra). 样品还有略高于大气的40Ar/36Ar比值(395.4~1428.3), 反映着大气型Ar的混染主要发生在地幔源区. 基性火成岩低的³He/⁴He比值主要与样品中放射性4He富集有关, 但富集的放射性⁴He主要还是继承了地幔源区的特点, 说明样品的He-Ar体系可解释为地幔源区MORB型、大气、富放射性⁴He组分的三端元混合, 由此揭示山东半岛第三纪基性火成岩所反映的地幔源区总体具有低于MORB的He同位素比值. 这样的He-Ar同位素特征表明华北东部新生代以碱性玄武岩为主的火成岩不是地幔柱活动产物, 而是叠加了不同程度富集地幔组分(EMI)的亏损软流圈地幔部分熔融的产物.     

秦岭黑河镁铁质枕状熔岩年龄和地球化学特征

报道了丹凤镁铁质火山岩黑河枕状熔岩的年龄和地球化学的研究结果. 13个枕状熔岩全岩样品的Sm-Nd年龄为963±130 (2σ) Ma, INd=0.51173±16(2sσ), eNd(t)=+6.6, MSWD0.57. 全岩样品Rb-Sr同位素分析结果分散, 无等时线. 枕状熔岩矿物斑晶Sm-Nd同位素系统在后期地质作用中被扰动, 由全岩(WR)、角闪石(Hb)、斜长石(Plag)所获得的年龄不确定性很大, 但由WR-Plag, WR-Hb分别计算的年龄是930 Ma和437 Ma. 矿物斑晶Rb-Sr年龄268±47(2σ) Ma, ISr=0.70475±11(2σ ), MSWD0.96. 主、微量元素显示, 岩石形成于类似N-MORB环境.     

太平洋大塔穆火山研究进展及对巨型洋底火山成因的启示

坐落在西北太平洋的沙茨基海隆为地球上第三大洋底高原,而其中的大塔穆火山被称为"地球上最大的单体火山".本文综述了国际科学团队近期对大塔穆火山进行的多次海洋地质与地球物理调查,阐述"地幔柱"与"洋中脊"两种端元成因假说各自的重要证据以及争论的焦点问题.沙茨基海隆自南西向北东年龄逐渐变年轻、火山规模变小,是支持"地幔柱"假说的直接证据.大塔穆火山上巨厚块状熔岩、低坡度盾状单体火山构造代表地幔柱头岩浆大规模快速喷发,而奥里火山和希尔绍夫火山枕状熔岩则反映从地幔柱头过渡到地幔柱尾的过程中岩浆作用减弱.另一方面,大塔穆火山水下喷发,岩石样品显示洋中脊玄武岩的特征,以及地壳厚度与平均速度负相关性(反映化学异常来源),这些证据与"地幔柱"假说的预测不符,因而更支持"洋中脊"假说.然而"洋中脊"假说不能解释大塔穆火山单个来源如何输出如此大量的岩浆.再一方面,由人工地震长剖面观测到的莫霍面与艾里重力均衡模型所预测的莫霍面基本吻合,但此观测本身并不能区别更符合哪一种端元模型.总之,大塔穆火山既有"地幔柱"的特征,又有"洋中脊"的特征,单靠一种端元模式无法解释所有的重要观测.因此,"地幔柱-洋中脊相互作用"可能是一种更合理的替代模型,但地幔柱与洋中脊相互作用的具体过程及机制等重要问题目前尚未解决,仍需进一步研究.获取高精度地磁异常等观测资料以及开展三维地球动力学模拟将实质性地推动对沙茨基海隆等洋底高原形成机制的研究.     

长白山天池火山地热区逸出气体的物质来源

根据天池火山地热区逸出气体的化学成分和稳定同位素组成,讨论了这些气体的物质来源.提出该区逸出气体主要源自壳内幔源岩浆残留体;长白地热区可能与古火山喷发通道相连,其下方有一稳定的地热水和深源气储库,储库热水温度约(166±9)℃;锦江地热区逸出气体可能是通过活动构造带快速由深部向地表迁移的.     

西藏甲马多金属矿区热历史的裂变径迹证据

用裂变径迹法测试了甲马矿区矽卡岩矿石和外围砂岩总计5个磷灰石和锆石样品, 其中磷灰石裂变径迹年龄为(16.1±0.9)和(18.8±1.1) Ma, 代表成矿热液后期活动的时代; 砂岩磷灰石裂变径迹年龄为(22.0±4.3) Ma, 锆石裂变径迹年龄为(20.9±2.0) Ma, 代表早期成矿时代; 另一个砂岩锆石年龄为(341.6±79.1) Ma, 与成矿作用关系不大, 是矿物源区特征的反映. 热历史分析表明, 成矿作用开始时间应早于25～22 Ma. 矿区平均冷却速率为5～6℃/Ma, 其中在90～80℃期间降温缓慢; 矿区剥蚀程度约为2.7 km, 剥蚀速率大于抬升速率.     

中生代古太平洋板块俯冲诱发华北克拉通破坏的物质记录

华北克拉通破坏与古太平洋板块俯冲密切相关是当今学界的重要共识,但缺乏华北克拉通破坏峰期古太平洋板块俯冲的物质证据.为解决这一问题,本文对华北克拉通东北缘(辽东-吉南地区)中生代火山岩开展了详细的岩石学、锆石U-Pb年龄和Hf-O同位素、全岩地球化学和Sr-Nd-Hf同位素研究.研究发现,辽东-吉南地区中生代火山岩主要为玄武粗安岩-粗安岩-粗面岩和安山岩组合,形成于早白垩世(129~124Ma),均富集大离子亲石元素(Rb、Sr、Ba、Th等)和轻稀土元素、亏损高场强元素(Nb、Ta、Ti等),表明其来源于与俯冲相关的地幔源区.这些岩石具有不均一的同位素组成,其中,碱性玄武粗安岩-粗安岩-粗面岩具有富集的全岩Sr-Nd-Hf、锆石Hf同位素组成和与地幔类似的锆石O同位素,表明其母岩浆来源于同位素富集的岩石圈地幔的低程度部分熔融,而钙碱性安山岩则具有相对亏损的同位素组成(锆石εHf(t)高达+5.2)和高的锆石O同位素组成(δ18O=+8.1^+9.0‰),揭示它们来源于遭受俯冲流体/熔体交代的地幔源区,交代介质来源于俯冲到深部的低温热液蚀变洋壳.辽东-吉南地区早白垩世火山岩是由来源于富集地幔和交代地幔的两种不同性质的岩浆混合形成,利用锆石Hf-O同位素组成有效识别出的低温热液蚀变洋壳组分,为中生代古太平洋板块俯冲对华北克拉通破坏影响提供了确凿的物质记录和同位素证据.