全新世环境考古研究进展

环境考古研究是国际上的热点问题之一,尤其是针对全新世以来的研究.以往的研究主要集中在气候突变事件对新石器文化的影响、人类对环境变迁的调整与适应、人类对于环境的影响与干预以及史前农业与气候环境的相关等方面.研究结果表明:极端气候事件的确对人类文化与农业文明产生了深远影响,但是人类也一定程度上对气候变迁做出了调整与响应.尽管在很长时间内,人类处于被动角色,但是随着时间延续,人与自然间关系也发生重大变动,逐步演变为人类对于自然的强烈影响与干预.目前各国科学家对此两个问题的讨论已经逐步摆脱定性阶段,开始向定量化方向发展.孢粉、磁化率、有机质等代用指标的运用,使得这一领域具有了更为广阔的前景和生命力.史前农业的研究牵涉的内容较为复杂,包括农业起源、农业传播以及农业发展过程中的诸多问题,它们与气候以及人类活动的关系一直是环境考古学家努力探索的方向,至今该领域的研究仍然存在很大争论和分歧.     

新街台格庙矿区煤层气参数井钻井关键技术

针对鄂尔多斯盆地东部台格庙勘查区煤层气勘探中,部署和钻探的6口煤层气参数井,经常出现井漏、卡钻、井垮、井斜超标、钻头堵死等问题,在钻探期间采用合理的钻孔结构和钻具组合、优选钻井液性能和钻井参数,引用成熟的绳索取心钻进技术,保证取心效果;完井后采用注入/压降试井技术,获取台格庙目标煤层含气性及储层数据,评价煤层气产能。结果表明:参数井取心收获率为93%～98%,机械钻速1.63～2.55 m/h,井斜控制在2.69°～3.22°,地层压力系数0.93,煤层渗透率1.16×10–3μm~2,降低煤层气钻井和测试成本,为今后相似地区的煤层气钻探施工和测试提供借鉴和参考作用。     

湖北永兴洞降水对2015年厄尔尼诺的响应

通过对湖北永兴洞为期3年（2013年6月至2016年7月）的地表降水δ¹⁸O观测,发现该地点降水δ¹⁸O在2015夏季显著偏正。利用HYSPLIT后向轨迹方法对永兴洞降水水汽来源进行分析,结果表明在厄尔尼诺事件的影响下2015年夏季来自远源印度洋的水汽显著减少,而近源太平洋水汽相对增多,即降水δ¹⁸O因"环流效应"而偏正。本研究提供的观测证据表明永兴洞石笋δ¹⁸O记录在重建ENSO主导下的亚洲季风大气环流方面具有重要潜力。

     

青藏高原东缘古近纪沙漠及其对季风起源的启示

沙漠沉积是地质历史演化过程中的一种特殊沉积,是特殊气候条件下的产物,对研究全球气候变化、大气环流样式具有独特的作用。沙漠沉积在地质历史中普遍存在但极少保存,它的发现和研究对恢复地质历史具有重要意义。研究表明,现代东亚季风系统建立前,尤其是古近纪早、中期,青藏高原东缘仍然处于行星环流所控制的干旱带内,发育了大量代表干旱炎热气候的石膏与盐类沉积,但至今尚未找到沙漠存在的确切记录。近年来,笔者采用沉积学、古气候学、古地理学等手段,并结合前人研究资料,对青藏高原东缘沉积盆地的古近纪早、中期红色地层进行了综合研究。结果表明,青藏高原东缘存在一个厚度稳定的古近纪早、中期风成沙丘富集带。在此基础上,通过古地理、沉积模式及古气候替代指标等分析,论证了青藏高原东缘存在古近纪盆山型沙漠沉积体系的可能性。沉积相、古流向分析揭示,青藏高原东缘存在一个由干旱向潮湿、由行星风系向季风风系转换的界面,可能暗示了东亚季风建立事件的发生。本研究相关成果可为新生代中国干旱带演化与全球气候变化研究提供可贵的沉积学资料,也可为青藏高原隆升与东亚季风起源研究提供重要的大气环流证据。     

滇中新元古代裂谷盆地充填序列及演化模式:对Rodinia超大陆裂解的响应

以滇中新元古代裂谷盆地沉积充填为研究对象,开展了系统的沉积学和盆地分析研究。结果表明,滇中新元古代裂谷盆地具有4个充填序列,分别代表盆地的4个发展阶段。其中,序列I为柳坝塘组及陆良组下段,沉积时限为820~800 Ma,属低密度浊流和深水饥饿沉积,代表裂谷盆地的快速沉降阶段;序列II为澄江组、陆良组上段及牛头山组,沉积时限为800~725 Ma,属扇三角洲-湖泊沉积,代表裂谷盆地的成熟发展阶段;序列III为南沱组,沉积时限可能为725~635 Ma,属大陆冰川沉积,代表裂谷盆地开始向被动大陆边缘盆地转换的阶段;序列IV主要为陡山沱组,沉积时限为635~551 Ma,属潮坪沉积,为裂谷盖地层。进一步研究揭示,滇中新元古代裂谷盆地由幼年期分布局限的小型同向半地堑盆地群演化为成熟期统一的大型半地堑盆地,属上叠滑脱盆地。综合研究证实,滇中新元古代裂谷盆地应为陆内裂谷盆地,是Rodinia超大陆裂解的产物。     

江南造山带新元古代中期(830～750Ma)岩浆活动及对构造演化的制约

连接扬子地块和华夏地块的江南造山带是华南前寒武纪最重要的构造单元,其形成和演化长期以来备受关注。在江南造山带的范围内广泛发育了新元古代岩浆岩,它们是探讨江南造山带构造演化的重要对象,但其成因和形成的构造背景却备受争论。本文系统收集和分析了江南造山带830~820 Ma花岗岩、800~780 Ma酸性岩和800~750 Ma基性岩的地球化学数据。研究表明,不同时间段的岩石成因类型存在系统差异,830~820 Ma的花岗岩主要为S型花岗岩,800~780 Ma的酸性岩主要为A型酸性岩,而800~750 Ma的基性岩以拉斑系列和碱性系列为主,并在构造判别图中显示了板内玄武岩(WPB)和洋中脊玄武岩(MORB)的特征。综合同位素年代学、岩石地球化学和沉积学等学科领域的研究成果我们认为:扬子北缘和西缘应先于东南缘在1000~900 Ma期间发生碰撞,而此时的东南缘仍为活动大陆边缘;直到~830 Ma,扬子地块与华夏地块沿江南造山带发生拼贴,但只是陆-弧-(微)陆之间的"软碰撞",而无山脉隆升和高级变质作用,各个块体之间处于"联而不合"的状态,大洋岩石圈拆沉之后的软流圈上涌和由拆沉所引起的拉张作用导致了上覆岩石圈和陆壳发生部分熔融,产生了江南造山带830~820 Ma的S型花岗岩;随着全球Rodinia超大陆的裂解,~820 Ma,华南裂谷盆地开启,并在随后的裂解过程中发育了大量与伸展有关的800~780 Ma A型酸性岩和基性岩脉/墙,而其明显高于同时代MORB源区的地幔潜能温度显示,导致Rodina超大陆裂解的地幔柱可能对该时期岩浆岩的地幔源区有一定影响;随着拉张作用的不断加强,出现了760~750 Ma碱性系列和具MORB特征的基性岩,此时的软流圈地幔既提供热量又有物质供应。     

论我国北方晚更新世冰缘环境

根据年代资料,地貌部位和相对的层位关系,可把我国华北、东北晚更新世以来的古冰缘现象划分成三个阶段。晚更新世晚期第一寒冷阶段(相当于武木I)简称晚寒I。年代为距今26000-35000年或450D0年(相对温暖阶段为距今23000-26000年)。     

河北武安坦岭多斑斜长斑岩中基质矿物特征及其研究意义

河北武安坦岭斜长斑岩具有多斑斑状结构,基质为显微晶质结构。岩相学观察表明,斜长石斑晶有一个宽广的核部和一个宽度可变的条纹长石反应边,个别核部包含有角闪石、黑云母等矿物。基质矿物主要由蓝透闪石、条纹长石(An0Ab8.4Or91.5～An0.1Ab57.3Or42.6)、石英、钾长石(An0.3Ab5.9Or93.7～An0.3Ab4.7Or95.2)、钠长石(An0.2Ab98.3Or1.5～An0.1Ab99.2Or0.7)、磁铁矿、赤铁矿、钛铁矿、磷灰石、榍石和锆石等11种矿物组成。角闪石温压计计算结果得出,基质角闪石核部的结晶压力高于边部,核部为34.05 MPa,对应的结晶温度为660.35℃,结晶深度为1.29km;边部的结晶压力为24.32MPa,结晶温度为598.32℃,结晶深度为0.92km;而斜长石斑晶中的角闪石形成时压力为159.51～178.19MPa,温度为817.68～819.79℃,对应的形成深度为6.03～6.73km。基质角闪石在Al2O3-TiO2图上落在壳源区,而斑晶中的角闪石和黑云母都落在壳幔混合区。斜长石、条纹长石、磁铁矿和磷灰石的微量和稀土元素测试数据显示,其都具有相对富集LILE、亏损HFSE的特点,暗示了基质矿物的形成有流体参与。ICT三维扫描结果显示,斜长斑岩基质中的孔隙体积含量约为3.428%,铁质体积含量为4.371%,且铁氧化物和孔隙具弱连通性。通过讨论分析,笔者得出:(1)坦岭斜长斑岩中斜长石斑晶具有明显的交代结构,且晶体本身没有明显熔蚀现象,这些特征表明大量的斜长石斑晶快速上升,即"冻结岩浆房"的活化机制与流体密切相关;(2)斜长斑岩中基质矿物有十一种,且矿物类型复杂,不符合平衡系统矿物相律,应属于流体晶矿物组合;(3)坦岭斜长斑岩的基质"岩浆"可能是一种富Fe、K、P、Si、Na等元素的熔体-流体流;(4)多斑斜长斑岩的形成经历了(1)深度6～7km的深部岩浆房形成斜长石堆晶→(2)富Fe、K、P、Si、Na等元素的熔体-流体流加入深部岩浆房,冻结岩浆房活化→(3)由于流体超压,含大量斜长石斑晶的熔体-流体在地壳浅部(0.9～1.2km)呈小岩株状或岩脉状就位。多斑斜长斑岩为深部找矿提供了有力的线索。     

大兴安岭北段巴升河岩体锆石U-Pb年代学及其地质意义

大兴安岭北段扎兰屯地区巴升河岩体由碱长花岗岩组成.采用LA-ICP-MS方法对碱长花岗岩开展锆石U-Pb测年,结果为297.8±3.6 Ma,岩体形成于早二叠世.该岩体4个样品的全岩地球化学等特征显示：巴升河岩体中碱长花岗岩具有富Si、高K、富碱的特征,属于弱过铝质钾玄岩系列,同时,样品∑REE偏高,Eu负异常明显,富集大离子亲石元素,具有A型花岗岩特征,综合前人研究成果及同位素年代学特征,认为兴安地块与松嫩地块拼合的时间早于298 Ma.     

膨胀式尾管悬挂器的研究

为了解决常规尾管悬挂器过流面积小、密封性能差的缺点,研究了膨胀式尾管悬挂器。主要对膨胀式尾管悬挂器的工作原理,结构原理,关键技术包括替浆技术、固井技术、膨胀悬挂技术、丢手技术进行了研究;解决了膨胀管悬挂的一系列技术难题;对膨胀管受力进行了有限元分析,并将结果与室内试验进行了对比,两者结果基本一致。通过野外试验进一步证明了膨胀式尾管悬挂器能够提供足够的悬挂力,满足悬挂要求。