长江流域岩溶区资源的开发利用

长江流域是我国岩溶主要分布区,蕴藏的各种资源,对国民经济建设有着十分重要的意义。本文就不同岩溶区蕴藏的地下水资源,地表水能资源、热水资源,岩溶矿产和旅游资源等利用问题,以及一些环境地质问题分别进行了讨论。      

川东北楼房洞洞穴系统水体元素含量季节变化与影响因素

通过对川东北诺水河地区楼房洞洞穴系统水体Ca、Mg、Sr、Ba和U元素含量变化进行为期一年(2011年7月至2012年6月)的监测,结果发现:(1)各监测点的元素含量变化一般具有较明显的季节性,但不同的监测点之间、不同的元素之间季节变化趋势并不一致,反映了在不同的环境下不同的元素含量变化的影响机制存在差异;(2)对于2011年9月的强降水事件,河水的元素含量明显受到稀释作用影响,而洞穴内水体尤其是池水的元素含量变化明显较弱,这反映了洞穴上覆地层对外部降水事件的缓冲作用,特别是洞穴内池水由于存在更复杂的影响机制,其对外界的降水事件的响应最不敏感;(3)在所有监测点,Sr含量和Sr/Ca比值变化均表现出冬春季节相对较高而夏秋季节较低的特点,可能反映了水岩相互作用和大气沉降活动是影响Sr含量和Sr/Ca比值变化的主要机制。这对该地区岩溶洞穴沉积中的Sr含量(或Sr/Ca比值)和87Sr/86Sr比值作为研究大气粉尘活动和冬季风强度变化指标的观点给予了支持。     

分布式空间分析运算关键技术

为了提高分布式环境下海量空间数据的空间运算的效率,解决空间分析处理模块在设计上与底层的数据库服务协议、空间数据模型等透明一致的设计问题.分析了分布式空间运算具备的基本特征,从空间运算任务分解和分布式空间数据的划分方法、共享数据复制策略、基于负载的数据划分策略和空间运算框架的缓存机制等几个方面讨论分布式空间信息的运算技术体系,并提出现阶段可行的实现框架.基于本框架开发的系统用于实际应用中,较好地解决了分布式环境下的大规模复杂空间数据运算的效率问题.以分布式环境下的经典空间运算为例进行的试验表明:该框架设计新颖,提高了空间运算效率.      

Effect of melt composition on basalt and peridotite interaction: laboratory dissolution experiments with applications to mineral compositional variations in mantle xenoliths from the North China Craton

Interaction between basaltic melts and peridotites has played an important role in modifying the lithospheric and asthenospheric mantle during magma genesis in a number of tectonic settings. Compositions of basaltic melts vary considerably and may play an important role in controlling the kinetics of melt–peridotite interaction. To better understand the effect of melt composition on melt–peridotite interaction, we conducted spinel lherzolite dissolution experiments at 2 GPa and 1,425 °C using the dissolution couple method. The reacting melts include a basaltic andesite, a ferro-basalt, and an alkali basalt. Dissolution of lherzolite in the basaltic andesite and the ferro-basalt produced harzburgite–lherzolite sequences with a thin orthopyroxenite layer at the melt–harzburgite interface, whereas dissolution of lherzolite in the alkali basalt produced a dunite–harzburgite–lherzolite sequence. Systematic variations in mineral compositions across the lithological units are observed. These mineral compositional variations are attributed to grain-scale processes that involve dissolution, precipitation, and reprecipitation and depend strongly on reacting melt composition. Comparison of mineral compositional variations across the dissolution couples with those observed in mantle xenoliths from the North China Craton (NCC) helps to assess the spatial and temporal variations in the extent of siliceous melt and peridotite interaction in modifying the lithospheric mantle beneath the NCC. We found that such melt–rock interaction mainly took place in Early Cretaceous, and is responsible for the enrichment of pyroxene in the lithospheric mantle. Spatially, siliceous melt–peridotite interaction took place in the ancient orogens with thickened lower crust.     

火成碳酸岩的实验岩石学研究及对地球深部碳循环的意义

火成碳酸岩是地表出露较少的幔源岩石之一。实验岩石学研究表明碳酸盐化的橄榄岩和循环的地壳物质(如碳酸盐化榴辉岩或泥质岩)的低程度(<1%)部分熔融均可以产生碳酸岩质的熔体,其中碳酸盐化泥质岩具有最低的熔融温度且更加富碱质、CO2和不相容元素;富CO2的霞石质等硅酸盐岩浆也可以通过不混溶或分离结晶作用产生碳酸岩,用于解释碳酸岩在空间中常与碱性硅酸岩的共生关系。由于碳酸岩熔体具有极低的粘度和高的活性,形成后在上升过程中会将二辉橄榄岩转变为异剥橄榄岩,是引起地幔交代作用和地幔地球化学不均一性的重要介质之一。实验表明在俯冲作用过程中,大多数的碳酸盐在位于岛弧之下的含水熔融并不分解而是被带入到深部地幔并且稳定存在,含碳地幔的熔融又会形成碳酸岩质的熔体,这说明俯冲循环物质可能对碳酸岩的成因也起着重要的作用。然而,对于碳酸岩的初始熔体成分、岩浆演化、地幔交代作用、成矿特征以及碳从地球深部返回到地表的途径和过程等都存在着很大的争议。我国火成碳酸岩出露相对较多,分布广泛,因此,加强我国碳酸岩以及伴生硅酸岩的成因研究,同时开展与碳酸岩相关的实验岩石学工作,不仅可以检验现有的成因理论,而且有助于提高我国对火成碳酸岩的研究水平;由于其特殊的成因背景,还可为许多存在很大争议的重大地质事件提供新的科学依据。     

武当地块基性岩墙群的Sm-Nd定年及其相关问题讨论

武当地块是卷入南秦岭构造带的前震旦纪基底岩块,该基底岩块中广泛发育变形变质的基性岩墙群,获得岩墙群的ＳｍＮｄ全岩等时年龄为ｔ＝７８２±１６４（２σ）Ｍａ,ＩＮｄ＝０．５１１７１±１６（２σ）,εＮｄ（ｔ）＝＋１．５±１．０。据此并综合区域地质实际,对南秦岭元古代古陆块的存在及其裂解等相关问题进行了讨论。     

滇西漕涧地区崇山杂岩带始新世花岗岩的发现及其地质意义

崇山杂岩带为滇西三江造山系西侧边缘的一条重要边界构造,属青藏高原造山带的南东缘.带内岩浆活动强烈,前人认为其主要由晚元古代、中生代的花岗岩组成;而据地质调查发现,带内新生代的岩浆作用十分发育.本文对带内新发现的灰白色黑云二花岗岩进行研究,获得了锆石U-Pb LA-ICP-MS年龄为34.88 Ma和35.25 Ma,表明其侵位于古近纪始新世.岩石地球化学表明,黑云二花岗岩为钾玄质-高钾钙碱性系列的过铝质花岗岩类,稀土元素配分曲线为右倾,其中LREE明显富集,HREE为不同程度亏损,具明显的负Eu异常;富集Rb、Th、Ce、Sm和亏损K、Ba、Ta、Hf、Y等元素,且为淡色花岗岩特征;据锆石Hf同位素测试分析,εHf(t)值为–2.35～+2.33和TDM2为962～1259 Ma,表明了花岗岩岩浆源区为壳幔混合的产物,以及源岩主要源自中元古代—新元古代陆壳基底物质的部分熔融.综合研究认为,始新世黑云二长花岗岩形成于喜马拉雅期碰撞造山向造山晚期转换阶段,是一套典型的"超厚地壳"部分熔融和壳幔相互作用的淡色花岗岩;以及其侵位时间代表了漕涧地区喜马拉雅碰撞造山阶段的完成和造山晚期阶段的开始,且转换时间约为35 Ma.     

胜利油田博兴洼陷沙三段高青砂岩体沉积模式研究

为了预测砂体分布规律与岩性圈闭有利区带,指导下一步勘探,采用微观组分特征、岩石结构、粒度分布特征和沉积微相分析等方法,分析研究了高青砂岩体的沉积模式。研究表明,高青砂岩体的沉积微相有水下分流河道、河口砂坝、前缘席状砂沉积、砂泥互层沉积、前扇三角洲深水湖泊沉积。砂岩体的沉积模式分为三种：下部（G3）属（扇）三角洲水下部分沉积,中部（G2）属三角洲水下部分沉积,但湖泊中心和沉积中心进一步向南东方向迁移,上部（G1）与中部相似,但水下主分流河道以向南南东方向展布为主。根据高青砂体所处的构造位置及砂体与围岩的相互关系,确定了砂岩体的沉积环境为扇三角洲前缘与前扇三角洲。     

The formation of porphyry copper deposits

Copper is a moderately incompatible chalcophile element. Its behavior is strongly controlled by sulfides. The speciation of sulfur is controlled by oxygen fugacity. Therefore, porphyry Cu deposits are usually oxidized (with oxygen fugacities > ΔFMQ +2) (Mungall 2002; Sun et al. 2015). The problem is that while most of the magmas at convergent margins are highly oxidized, porphyry Cu deposits are very rare, suggesting that high oxygen fugacity alone is not sufficient. Partial melting of mantle peridotite even at very high oxygen fugacities forms arc magmas with initial Cu contents too low to form porphyry Cu deposits directly (Lee et al. 2012; Wilkinson 2013). Here we show that partial melting of subducted young oceanic slabs at high oxygen fugacity (>ΔFMQ +2) may form magmas with initial Cu contents up to >500 ppm, favorable for porphyry mineralization. Pre-enrichment of Cu through sulfide saturation and accumulation is not necessarily beneficial to porphyry Cu mineralization. In contrast, re-melting of porphyritic hydrothermal sulfide associated with iron oxides may have major contributions to porphyry deposits. Thick overriding continental crust reduces the “leakage” of hydrothermal fluids, thereby promoting porphyry mineralization. Nevertheless, it is also more difficult for ore forming fluids to penetrate the thick continental crust to reach the depths of 2–4 km where porphyry deposits form.