地球的层圈结构与穿越层圈构造

从1906年发现地核到20世纪60年代,地球物理学、地质学和矿物物理学的研究揭示了地球具有物理化学性质截然不同的层圈结构,并根据全球地震波速度和密度的变化建立了初始参考地球模型。1967年提出的板块构造理论假定刚性的岩石圈板块在塑性的软流圈之上发生运动,在洋中脊不断形成的洋壳逐渐在海沟俯冲,由于板块是刚性的,变形将主要集中在板块边界。板块构造理论成功地解释了大洋岩石圈的形成和消亡、火山和地震活动带的分布以及全球构造格局,给地球科学带来了一场革命。但是,经典的板块构造理论尚未解决板块运动的起源和驱动力、大陆岩石圈的弥散性变形、大陆深俯冲等问题,因此大陆动力学成为对板块构造理论的重要补充。近年来的研究表明:在板块汇聚边界,大洋岩石圈可以俯冲至地幔过渡带、下地幔,乃至核幔边界;而大陆岩石圈可以俯冲至150~300 km深度,然后相对低密度的陆壳物质快速折返形成含柯石英和微粒金刚石的超高压变质带。地幔柱活动是是俯冲板块再循环的产物,不仅可以形成大火成岩省和洋岛玄武岩,还可以把俯冲到地幔过渡带的物质带回浅部,导致蛇绿岩中保留金刚石和深地幔矿物。因此,俯冲带和地幔柱不仅提供了穿越层圈的物质和能量交换的通道,也驱动了对地球宜居性至关重要的水循环和碳循环,是研究地球物质组成和动力学演化的重要窗口。     

浅谈阿尔泰山湿地保护与可持续利用

阿尔泰山分布着众多的河流、湖泊、沼泽等湿地,蕴育了我们赖以生存的额尔齐斯河和乌伦古河。由于各种原因和历史变革,湿地退化已不容忽视,但目前尚未失去自我修复能力。依据阿尔泰山湿地保护与可持续利用存在的问题和制约因素,应尽快建立机构、明确职责、加强湿地教育科研和执法力度,采取实施退耕、退牧还湿、生态补水、人工恢复等措施,保护与合理利用阿尔泰山珍贵的湿地资源,为阿勒泰地区乃至新疆经济社会的可持续发展做出贡献。     

华北克拉通南部前寒武纪重大地质事件构造响应的GIS统计分析——以中条-豫西地区为例

位于华北克拉通南部的中条-豫西地区记录了华北克拉通复杂、多阶段构造演化历史。其中,前寒武纪时期经历了新太古代末期(2550~2350Ma)地壳增生、古元古代(2350~1850Ma)活动带和早中元古代(1800~1600Ma)多期裂解活动,是研究区构造-岩浆活动最为剧烈的阶段。丰富的构造事件形成多层构造层,并发育大量构造形迹。本文依据GIS数据统计分析断裂切穿地层单元年代新老关系的规律,即构造运动的发生时间晚于构造形迹切穿的所有地层单元时代;如果构造形迹的发育被某一地层单元所限制,则表明构造运动的发生早于该地层的结束时间,并结合构造形迹的样式、规模、方位、强度和构造建造特征来解析构造作用性质,探讨构造演化,挖掘前寒武纪不同构造演化阶段形成的主体构造形迹的数字特征。在本项研究中,首先提取研究区内切穿Ar构造单元并限制在Pt地层单元内的构造形迹,代表前寒武纪时期的主体构造形迹特征。其次,运用GIS技术提取Pt1-Pt2期间不整合面,删去切穿不整合面的构造形迹,进一步筛选出Ar-Pt2期间主体构造形迹并统计其走向和长度,进而初步确定了Ar-Pt2期间的主要构造方位特征是NEE/NWW/近SN向。最后,依据构造形态、构造建造特征和地球物理场特征,结合区域构造演化史确定不同构造层主体构造方位特征,代表了不同构造演化阶段形成的主体构造形迹。其中,新太古代末期形成的主体构造形迹的方位特征是NE/NW向;古元古代构造层主体构造形迹的方位特征是NEE/NWW向;早中元古代构造层主体构造形迹的方位特征是近EW向。     

电子背散射衍射（EBSD）技术在大陆动力学研究中的应用

电子背散射衍射（Electron backscatter diffraction,简称EBSD）技术可以快捷准确地进行物相鉴定,确定矿物晶体的晶格优选定向和多相岩石中各矿物的空间分布,使其成为定量研究岩石显微构造的理想工具。将岩石组构测量、野外地质观察与矿物的变形实验研究相结合,可以判别物质运动的剪切指向和变形的温压条件,从而进行运动学和动力学机制的分析。本文首先介绍了EBSD技术的原理和主要矿物组构的实验研究进展,然后以国土资源部大陆动力学重点实验室5年来的成果为例,总结了EBSD技术在研究大陆深俯冲和折返的动力学机制和大陆造山带动力学研究中的应用。结果表明：橄榄石和绿辉石的组构揭示了板块深俯冲阶段的组构运动学特征,而石英、斜长石和夕线石的组构可以用来研究地壳内大型韧性剪切带的变形历史,如与苏鲁超高压变质岩折返相关的韧性剪切带、龙门山逆冲剪切带、西昆仑康西瓦走滑剪切带和喜马拉雅造山带的康马拆离剪切带。因此,EBSD技术的应用有助于实现显微构造与宏观构造相结合,建立变质-变形-运动学相统一的地球动力学模型。     

印度-亚洲碰撞：从挤压到走滑的构造转换

印度-亚洲板块碰撞导致喜马拉雅山脉的崛起、青藏高原的生长、两倍于正常地壳厚度的巨厚陆壳体,以及大量青藏高原腹地的物质沿着大型走滑断裂朝东、东南、西的方向逃逸。印度-亚洲碰撞如何造成板块汇聚边界由挤压到走滑的构造转换对认识大陆岩石圈的变形机制具有重要意义。本文通过总结喜马拉雅造山带及青藏东南缘~55Ma以来的构造、变质、岩浆记录,发现高喜马拉雅的挤出起始于始新世加厚的喜马拉雅造山带中—下地壳的部分熔融,受控于渐新世以来同期发育的向南逆冲和平行造山带的韧性伸展,并建立了高喜马拉雅"三维挤出"构造模式。晚始新世以来,羌塘地块和拉萨地块的物质通过"岩石圈横弯褶皱和壳内解耦"的运动学机制,围绕东构造结发生顺时针旋转并向青藏高原东南缘逃逸。结合东南亚板块重建的资料,我们认为:印度-亚洲的"陆-陆碰撞"到印度洋板块-亚洲东南大陆的"洋-陆俯冲"的转换是导致从印度-亚洲主碰撞带的挤压到青藏东南缘走滑转换的根本原因。     

广元市主要农作物需水量时空特征分析

选取广元地区1971—2000年（30a）地面气象资料及1985—2009年（25a）农气观测站发育期资料,采用联合国粮农组织（FAO）推荐的Penman-Monteith公式及作物系数,计算出广元市主要农作物逐月（日）平均需水量,并利用Kriging插值法得到各作物需水量的空间分布。根据典型年（丰水年、枯水年及平常年）作物需水量与当月降水量相关分析结果,降水接近多年平均时,腾发量与之基本持平,丰水年腾发量小于降水量,枯水年腾发量远大于降水量;作物需水量空间分布上,东部与南部大于西部与北部。     

塔里木盆地北缘库车前陆盆地地温梯度分布特征

结合塔里木库车前陆盆地的109口井的地温数据，给出了库车盆地的地温场分布特征. 库车盆地各构造单元的平均地温梯度值为18～28℃/km，与我国其他大、中型沉积盆地相比，仍然偏低. 库车前陆盆地整体上是属于低温冷盆，山前带部位，依奇克里克、克拉苏和大宛齐等构造分区是低温冷盆中的高地温梯度带；从山前带由北向南，地温梯度逐渐降低. 在盆地的南部，地温梯度又存在明显差异. 总体上，地温梯度随深度的增加而降低，趋于一致，但在不同地质构造条件下其变化的速率不同. 在此基础上，进一步探讨地温梯度与盆地形成和构造演化的关系以及油气勘探意义.     

西藏班戈-嘉黎地区铀矿远景调查中地球化学异常的识别方法

地球化学元素的背景值一般服从正态分布或对数正态分布,假定服从正态分布,用图方法可以求出它的数学期望值(μ)和标准差(σ),进而可以求出每个观测数据的背景值。观测数据由背景值和剩余异常值组成,剩余异常值等于观测数据减去背景值。定义异常为剩余异常值在背景值上发生的小概率事件,即剩余异常值≥μ+3σ,称为剩余异常法。以西藏班戈-嘉黎地区铀矿远景调查项目的化探数据为例,通过与传统方法圈出的异常进行对比显示,剩余异常法可以有效地降低异常数量和剔除假异常,减少不必要的异常查证,节约经费,提高找矿效率。     

藏北多龙矿集区尕尔勤枕状玄武岩地球化学及SHRIMP测年

多龙是西藏班—怒成矿带中最大的斑岩Cu(Au)矿集区,其区域动力学演化历史一直是研究的热点。矿集区内尕尔勤地区侏罗系海相沉积地层中发现了枕状玄武岩块,对其成岩时代和岩石地球化学的研究,将有助于了解班公湖—怒江洋盆的演化历史。岩石地球化学分析显示,枕状玄武岩稀土元素总量较低(∑REE为38.01×10~(–6)~63.56×10~(–6)),轻重稀土分异不明显,标准化配分曲线属于平坦型,表现出E-MORB的特征。离子探针分析(SHRIMP)获得其锆石U-Pb年龄为(298±11)Ma,与区域晚石炭—早二叠地层中基性岩脉和玄武岩时代一致,可能是早二叠世班怒洋初始裂解时期大规模火山活动的产物。