扬子东南缘新元古代地质演化

华南陆块在新元古时期经历了复杂的地质演化过程,其中以江南褶皱带的形成和南华盆地的裂解为标志。江南褶皱带是一套浅变质强变形的新元古代早-中期沉积-火山岩组合,之后经历了820Ma酸性岩浆岩侵入。新元古代晚期地层沉积在南华盆地中,以不整合上覆于江南褶皱带和过铝质花岗岩。过去几十年,科学家们对这一系列地质过程提出了多种演化模型,如地幔柱模型,裂解模型和岛弧模型。笔者通过该区沉积岩和岩浆岩的详细研究,结合已有模式,建立了全新的演化模型——俯冲-弧后伸展模型,该模型认为:扬子东南缘新元古代俯冲作用开始于850Ma左右,四堡群及其相应地层为弧前盆地沉积;扬子与华夏板块的拼接发生在830Ma左右;扬子西北缘持续的俯冲作用引发弧后拉张,导致了南华盆地的形成和大规模花岗质岩石侵位。     

南秦岭柞水-山阳矿集区小河口矽卡岩型铜矿床矿物化学及其成矿意义

秦岭造山带燕山期斑岩-矽卡岩型铜矿床因过去发现的数量有限,限制了对区内铜矿床成矿机制的深入研究。小河口铜矿床是南秦岭柞水-山阳矿集区内的典型矽卡岩型铜矿床,矿体产于燕山期花岗闪长玢岩与泥盆系桐峪寺组地层接触处的矽卡岩带内。成矿作用划分为4个阶段:Ⅰ干矽卡岩阶段、Ⅱ湿矽卡岩-氧化物阶段、Ⅲ石英-硫化物阶段和Ⅳ碳酸盐-石英阶段。本文在对该矿床矽卡岩矿物(石榴子石和辉石)和金属矿物(磁铁矿和硫化物)详细的岩(矿)相学观察基础上,针对这些矿物进行系统的电子探针成分分析,来示踪矽卡岩的成因和形成环境,讨论成矿元素的沉淀富集过程。研究表明,小河口铜矿床为典型的接触交代成因钙质矽卡岩型矿床。干矽卡岩矿化阶段从早到晚依次形成钙铝榴石(Adr_(24-31)Gr_(68-74))、钙铝榴石组分-钙铁榴石组分交替系列(Adr_(26-68)Gr_(31-72))和透辉石(Di_(73-91)Hd_(8-24))-纯钙铁榴石(Adr_(68-100)Gr_(0-30))。伴随着岩浆结晶分异,初始岩浆-热液流体与灰岩发生接触交代作用首先形成无环带钙铝榴石(Grt-a)矽卡岩,此时成岩环境为低氧逸度、酸性还原环境,不利于矽卡岩铁、铜矿化的形成;成矿流体不断从岩浆中出溶并发生多次沸腾,引起残留热液的氧化还原状态发生周期性变化,成矿热液由酸性逐渐向弱碱性演化,进而导致Fe~(3+)和Al~(3+)活度的变化,在振荡的物理化学环境中形成了钙铝榴石-钙铁榴石组分交替生长的宽环带石榴子石(Grt-c)矽卡岩;随着岩浆演化和流体作用的扩大,成矿体系处于较稳定的碱性和高氧逸度环境,Fe和Al的过饱和程度此消彼长,形成了透辉石-密集振荡环带钙铁榴石(Grt-b和Grt-d)矽卡岩。成矿流体演化进入湿矽卡岩-氧化物阶段后,富含挥发分的热液活动起主导作用,沸腾作用将H~+和CO_2分离进入气相,导致流体体系碱性和氧逸度程度进一步升高,进而形成磁铁矿和镜铁矿大量沉淀富集。石英-硫化物阶段,随着温度和氧逸度骤减导致黄铁矿、磁黄铁矿和黄铜矿等硫化物发生沉淀,并以石英-硫化物脉的形式充填于构造裂隙或矽卡岩内。     

多频可控源电磁法三维有理函数Krylov子空间模型降阶正演算法研究

本文采用有理函数Krylov子空间模型降阶算法实现了同时求解多频可控源电磁法三维正演响应的快速计算.首先采用基于Yee氏交错网格的拟态有限体积法实现控制方程的空间离散,将任意频率的电场响应表示为关于频率参数的传递函数.采用有理函数Krylov子空间算法求解该传递函数.针对构建m维有理函数Krylov子空间需要求解m次（几十到上百）关于有理函数极点和离散控制方程系数矩阵的线性方程组的问题,本文提出采用单个重复极点的有理函数Krylov子空间模型降阶算法,结合直接法求解器PARDISO,采用Gram-Schmidt方法,只需要1次系数矩阵分解和m次矩阵回代即可实现有理函数Krylov子空间的构建,极大地减少了计算量.针对最优化有理函数极点选取问题,本文根据传递函数的有理函数Krylov子空间投影算法的误差分析理论,引入关于单个重复极点的收敛率函数,通过求解有理函数的最大收敛率直接给出最优化的单个重复极点公式.最终实现了不同发射频率的可控源电磁法三维正演响应的快速计算.分别计算了典型层状模型多发射频率的CSAMT和海洋CSEM的正演响应,通过与解析解的对比验证了本文算法在多发射频率正演的计算精度和计算效率;并通过一个三维海洋CSEM勘探设计最优化发射频率和接收区域选取的例子进一步说明本文算法的优点.

     

南京地区冬季大气冰核特征及其与气溶胶关系的研究

2011年11月15日～12月2日期间对南京地区近地面大气气溶胶和冰核进行了同步观测,综合分析了 冰核浓度的特征及其与气溶胶粒子浓度的关系。结果表明:活化温度T_a为-20℃,水面过饱和度为1%时,南京地区冰核浓度N_IN为0.352 L-1,与0.01～10 μm气溶胶数浓度比值仅为4×10-8。冰核活化温度越低,湿度越大,冰核浓度越高。雾和降雨对冰核都有明显的清除作用。对比不同气团对南京地区冰核的影响发现,偏东方向的污染气团中冰核以及气溶胶的浓度最高,但是来自西北地区的气团中冰核占气溶胶的比例最高,这可能是由于冰相核化能力较强的沙尘气溶胶导致的。分析冰核与不同粒径段气溶胶的相关性发现,较大粒径气溶胶的表面积浓度与冰核相关性更高,本文也得到了由活化温度T_a和粒径大于0.5 μm气溶胶数浓度N_{0.5～10 μm}共同计算冰核浓度的经验公式。     

Presence of Antibiotics in Shallow Groundwater in the Northern and Southwestern Regions of China

Antibiotics are widely used, and there is a serious concern about its adverse impacts on the environment and human health. To our knowledge, prior to this work, there was no evidence of the potential presence of antibiotics in groundwater in China, despite populous speculations. This study reported the detection of 35 target antibiotics of 6 groups (chloramphenicois, lincosamides, marcrolides, quinolones, sulfonamides, and tetracyclines), in shallow groundwater samples collected in northern and southwestern China. Thirty‐four of thirty‐five target antibiotics were detected in the groundwater samples; 73 of 74 monitoring wells contained at least one antibiotic; and at least two antibiotics were detected in 72 of the 74 wells. Ofloxacin (1199.7 ng/L), lincomycin (860.7 ng/L), and norfloxacin (441.9 ng/L) as well as antibiotics with the highest detection frequency such as sulfapyridine (70%), norfloxacin (69%), and lincomycin (64%) were detected at elevated concentrations. The highest detection frequency and concentration of lincosamides were observed in those groundwater samples, but no clear distribution patterns were observed for the six antibiotic groups. Moreover, shallow groundwater in southwestern China seemed to contain most antibiotics, likely due to the high antibiotics discharge and frequent exchange of groundwater with surface matrices. The findings from this work suggest that groundwater in China has been widely contaminated by antibiotics, and presumably other pharmaceutical compounds that have not been investigated to date.     

新疆阿尔泰阿舍勒Cu-Zn矿床结构模型与成矿演化

阿舍勒火山成因块状硫化物(VMS)矿床是中国最大、最具代表性的VMS型Cu-Zn矿床, 但其结构模型仍缺乏系统的总结。在前人研究的基础上, 本次研究进行了野外调查、探槽剖面观察、岩芯采样, 基于观察到的大量钻孔剖面, 本文对阿舍勒矿床进行了解剖, 结果显示: (1)阿舍勒矿床矿石类型多样, 主要包括(致密)块状矿石、条带状矿石、层状矿石、角砾状矿石、浸染状矿石和网脉状矿石, 其中块状与层状矿石属于沉积相矿体, 而网脉状、角砾状矿石与部分浸染状矿石属于通道相矿体。(2) I号矿床包含3个喷流系统, 每个喷流系统都由沉积相与通道相组成。其中位于13线以北的矿体I-2主要为沉积相的块状矿体, 矿体上部的网脉状矿化蚀变带铜锌含量低、并被后期侵位的英安斑岩穿切; 主矿体I-1由2个较大的通道共同补给。(3)矿床喷流成矿具多阶段与叠置成矿特征, 晚期成矿作用交代早期矿体, 矿床顶部的铜锌矿层为后期富集交代而成。通道蚀变分带明显, 中心为硅化带与绿泥石化带, 两侧为绢云母化带; 通道相脉体也表现出垂向的变化特征, 从深部向层状矿体依次为稀疏浸染的微脉带、稀疏浸染的细脉带、中等浸染的粗脉带、稠密浸染的黄铁矿脉及块状黄铁矿。矿床侧向远端发育重晶石与含铁碧玉岩。在此基础上, 本文构建了阿舍勒Cu-Zn矿床结构模型, 探讨了阿舍勒矿床的成矿演化模型, 指出矿床的形成经历了漫长的演化历史, 包括(多期多阶段的)喷流沉积期、变质热液叠加期、剪切变形期和表生氧化期, 并在矿床形成后遭受了绿片岩相变质作用等后期的各种地质作用改造。

     

新疆库鲁克塔格地区新元古代南华纪与震旦纪冰期划分与研究

库鲁克塔格地区以发育南华纪和震旦纪冰川沉积驰名中外,从1928年瑞典地质学家诺林发现后,多年来中外地质学者在该地区进行了冰碛专题研究工作,并划分了三个冰期。2003至2006年,通过艾日斯克斯达坂幅、恰克马克铁什幅、金龙沟幅1∶5万区域地质调查,重新确认库鲁克塔格地区南华纪和震旦纪冰川沉积为四个冰期和三个间冰期。     

考虑应变软化的巷道交叉段稳定性分析

在两巷道的交叉段两支承压力区和顶板卸载区会发生相互叠加,因此,相对于巷道其他部位来说交叉段的围岩扰动范围会扩大,且导致变形加剧和原有支撑应力增加等不利于巷道稳定的情形出现。为分析地下采场巷道交叉段的稳定性,利用有限元数值模拟软件并考虑岩土体的应变软化特性,对5种具有代表性的交叉情形进行了数值模拟研究。研究结果表明：由于巷道交叉使得交叉几何中心附近的围岩变形进一步增加,不同的交叉角度对巷道交叉段的变形存在不同程度的影响,交叉角度越小,主巷（巷道1）锐角侧的变形越大,而且由于交叉角度的不同也使得交叉段主巷的顶板最大沉降区向锐角侧呈不同程度的偏移,交叉角度越小,偏移越为明显。从结果可以得出巷道2的变形同样也受到交叉角度的影响,从距离交叉中心4远的地方开始,交叉角度越小,巷道2的变形越大。研究成果可以为类似条件下的巷道设计和支护提供借鉴与参考。     

广西岑溪糯垌稀土矿床地质特征及成矿规律

文章阐述了岑溪糯垌稀土矿床地质特征及其矿石特征、矿石有用组分含量及变化规律、矿石化学成分、矿石浸取率及稀土元素配分类型等,认为岑溪糯垌稀土矿床属黑云钾长(二长)花岗岩风化壳离子吸附型稀土矿床,稀土元素配分类型为低铕富镧钕轻稀土型,矿层主要赋存于花岗岩全风化层中。     

2001年昆仑山口西8.1级地震与1927年古浪8.0级地震的相似性

对20世纪中国大陆巨大地震进行了研究,认为1927年古浪8．0级地震与2001年昆仑山口西8．1级地震在构造上,与川滇地区的相对位置上,以及孕育、发展和发生的过程都具有一定的相似性,这2个地震对其后川滇地区地震活动形势的影响也具有相似性;这2次地震的发生对中国大陆的地震活动强度有一定的缓解作用;2003年至2005年川滇地区地震活动水平为6．0～6．9级。