青藏高原南部及邻区深部碳释放规模与成因

不同构造背景下的深部碳释放通量与机制研究对于深刻理解长时间尺度的气候变化具有重要意义,以往的相关研究多集中在洋中脊、大洋俯冲带和大陆裂谷等地质单元,缺少对大陆碰撞带深部碳释放规模与机理的关注,从而制约了对大陆碰撞带深部碳循环过程及其气候环境效应的进一步认识。青藏高原起源于印度和欧亚大陆的碰撞,是研究大陆碰撞带深部碳循环的理想地区。为此,在近年来青藏高原温室气体释放野外观测与研究的基础上,本文估算了高原南部及邻区火山-地热区的CO₂释放规模并探讨了其释放模式。气体He-C同位素地球化学与温泉水热活动特征等显示,青藏高原南部及邻区的深部碳释放主要受深部岩浆房、断裂和浅部水热系统等因素的控制。依据深部流体源区和上升运移控制因素的差异,可以将青藏高原南部及邻区的深部碳释放划分为三大类：(1)以壳内水热系统脱碳为主的藏南地区;(2)深大断裂控制的以水热系统脱碳为主的川西地区;(3)深部岩浆房和浅部水热系统共同控制的滇西南地区。青藏高原南部土壤微渗漏CO₂释放通量介于18.7～52.3Mt/yr之间,温泉溶解无机碳释放通量约为0.13Mt/yr;高原邻区...     

赣东北地区矽卡岩典型矿物形成与演化的光谱证据:以朱溪钨多金属矿为例SCIEI北大核心CSCD

朱溪是近年来在江西塔前-赋春成矿带发现的一个世界级超大型钨铜矿床。本文采用短波红外+热红外光谱技术对矿区13个钻孔进行了光谱测量,结合岩石-矿物地球化学分析,探讨了朱溪矿床矽卡岩中典型蚀变矿物的形成与演化过程,厘定了矽卡岩形成不同阶段矿物组合的光谱特征,构建了朱溪矿床的短波红外+热红外光谱勘查模型。研究发现:(1)区内不同矿物组合形成了明显的蚀变分带,由内向外依次为绢云母(富Si)+长石(岩体顶层蚀变,多期流体叠加综合作用)→外矽卡岩:钙铝榴石+透辉石+(绢云母)→透辉石+蛇纹石+绿泥(帘)石+滑石→绢云母(富Al)+绿泥(帘)石(基底不整合面蚀变);(2)Al-OH波长的移动可指示成矿流体压力、温度及pH值的变化;(3)研究区透辉石的形成、演化与矿体之间关系密切,虽然富矿体赋存于矽卡岩形成早期的透辉石-石榴子石蚀变带,但大量矿体则赋存于矽卡岩退蚀变阶段的蛇纹石-绿泥石蚀变带;(4)矿体的形成与流体的混合作用关系极大,伊利石光谱吸收特征能够指示外部冷水(大气降水或地下水)的灌入轨迹。     

胶东前垂柳金矿区花岗岩锆石U-Pb年代学和地球化学特征及其地质意义

前垂柳金矿为胶东胶莱盆地东北缘地区新发现的金矿床,推断其金资源量为13.5 t,金矿体主要赋存于厚大的构造-蚀变带内。主控矿构造-蚀变带上盘岩石为牧牛山岩体二长花岗岩和荆山群地层,下盘岩石为鹊山岩体糜棱岩化二长花岗岩。构造-蚀变带上下两种花岗岩在变质程度、矿物组合方面存在明显差异,为深入研究两类花岗岩的成因类型及其与金成矿的关系,选取岩心中的两类花岗岩作为研究对象,进行了详细的锆石U-Pb年代学和岩石地球化学、锆石Hf同位素研究。牧牛山岩体二长花岗岩的锆石U-Pb年龄为(1 844.1±4.4) Ma,说明其形成于古元古代造山纪;二长花岗岩具有高的SiO₂、Y、Yb含量,较低的MgO、Sr含量和Sr/Y比值,同时具有明显Eu负异常(δEu=0.30~0.48),表现为钙碱性、强过铝质板内花岗岩特征;锆石ε_Hf(t)大部分为负值(变化范围-9.5~3.0),但两颗锆石ε_Hf(t)为正值(0.2和3.0),对应的两阶段Hf模式年龄介于2 492~3 083 Ma之间,指示二长花岗岩是由古老的加厚下地壳熔融形成。鹊山岩体糜棱岩化二长花岗岩的锆石U-Pb年龄为(154.6±1.5) Ma,表明其侵位时代为晚侏罗世,与区域上著名的玲珑岩体、昆嵛山岩体属同期产物。糜棱岩化二长花岗岩全岩地球化学分析显示其具有较高的SiO₂含量,高Sr含量和Sr/Y比值,低MgO、Y和Yb值,以及显著的Eu正异常(δEu=1.61~2.20),属高钾钙碱性、过铝质花岗岩,其地球化学特征与典型的埃达克岩特征类似,具有活动大陆边缘火成岩特点;锆石ε_Hf(t)均为负值(变化范围为-26.6~-14.1),对应的两阶段Hf模式年龄介于2 681~3 860 Ma之间,表明花岗岩可能由古老的多期次加厚下地壳熔融形成,与太平洋板块俯冲导致地壳增厚和地壳重熔有关。上述研究表明两种花岗岩在成岩时代、岩石地球化学特征、构造背景等方面存在显著差异,牧牛山岩体不是鹊山岩体的组成部分。两种花岗岩与主控矿构造空间上关系密切,但时间上与金成矿时间相距较远,因此两种花岗岩与金成矿没有直接成因关系。控矿构造三层结构与鹊山变质核杂岩地质特征一致;前垂柳金矿的发现表明鹊山变质核杂岩周边广泛分布的韧性剪切带和低角度主拆离断层是该区金矿勘查的理想部位,该区找矿潜力十分巨大。     

基于机器学习的表层土壤成矿元素空间预测: 以稀有金属铷元素为例

近些年随着土地质量地球化学调查工作的开展,获取了大量表层土壤样品数据。然而,这些数据也存在一个明显的缺陷,即1∶50 000大比例尺表层土壤数据往往缺少成矿元素。鉴于土壤成矿元素含量对于矿产资源勘查的重要指示作用,尝试基于现有数据对大比例尺表层土壤成矿元素含量提供一个补全方案。以稀有金属铷元素为例,采用随机森林算法把同一区域2 548组1∶250 000小比例尺表层土壤数据按照8∶2的比例随机分为两组,用80%的数据进行训练建模,20%的数据对模型进行验证。采用变量重要性度量排序和构建学习曲线的组合方法优选了8种元素(K、B、Ni、V、Zn、As、Co、Cu)作为预测变量,模型对训练数据和测试数据的拟合优度R²分别达到0.983 2和0.895 6,说明预测变量的优选方法是有效的。随后将1∶50 000表层土壤的上述预测变量数据作为输入变量导入模型中,得到预测的Rb元素含量,预测结果比较符合实际特征。本研究表明将大数据机器学习随机森林算法引入表层土壤地球化学元素含量空间定量预测具有可行性,可进一步拓展土地质量地球化学数据的服务应用维度。     

Felsic Igneous Rocks in the Hua’aobaote Pb-Zn-Ag Polymetallic Orefield, Southern Great Xing’an Range: Genesis, Metallogenetic and Tectonic Significance

The Hua’aobaote Pb-Zn-Ag Polymetallic orefield is situated in the southern section of the Great Xing’an Range(GXAR),which has experienced extensive magmatism.Since the Paleozoic,there are two stages of magmatism in Hua’aobaote orefield occurred in the Paleozoic and Mesozoic.The Mesozoic magmatism is of great significance for the PbZn-Ag Polymetallic mineralization in Hua’aobaote orefield.In this study,new geochemical data was obtained to discuss the timing and petrogenesis of the magmatic rocks and its geodynamic and metallogenic significance.Zircon U-Pb ages reveal that the felsic igneous rocks from the Hua’aobaote orefield were formed in the Early Permian(294.8±3.2 Ma)and Early Cretaceous(132.6±1.4 Ma).Geochemically,the Early Permian granodiorite porphyrite is characterized by high Sr/Y(42-63)ratios and Mg^#(62.24-70.74)values and low heavy rare earth element(HREE)(5.09-6.79 ppm)contents.The granodiorite porphyrite is also characterized by depleted Sr-Nd initial isotopic signatures[ε_Nd(t)=5.91-7.59,(⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)i=0.7029-0.7030],exhibiting adakitic characteristics.The Early Cretaceous granite porphyry and rhyolite are A-type felsic igneous rocks,and demonstrate high SiO₂,Na₂O+K₂O and rare earth element(REE)contents,low CaO and MgO contents,low(⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)i ratios(0.7044-0.7058),and positive ε_Nd(t)values(2.57-4.65).Whole-rock Pb isotopic compositions in granodiorite porphyrite are:206Pb/204Pb=17.631-18.149,²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb=15.422-15.450,and ²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb=37.325-37.729.The granite porphyry and rhyolite have initial ²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb,²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb,and ²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb ratios of 18.106-19.309,15.489-15.539,and 37.821-38.05,respectively.Sr-Nd-Pb isotopic evidence suggests that the Early Permian granodiorite porphyrite is likely to derive from slab melts and modified by peridotitic mantle wedge in the subduction tectonic setting of the Paleo-Asian Ocean.The Early Cretaceous A-type felsic igneous rocks were derived from juvenile lower crust,accompanied by limited crustal contamination and various degree of fractional crystallisation during magma emplacement.The Early Cretaceous magmatism and related mineralization were formed in a post-orogenic tectonic setting that attributed to the closure of the Mongol-Okhotsk Ocean.Pb isotopic data for the various rock units in the study area indicate that the Mesozoic magma source contributed substantial Pb,Zn,and Ag to the Hua’aobaote deposit.     

电感耦合等离子体发射光谱法测定硼硅酸盐玻璃中的硼等常见元素

硼硅酸盐玻璃中的硼、钙、镁、铝、铁、钛、硅等常见元素普遍采用各元素分别测定的方式进行分析,分析效率很低;而且硼的测定普遍采用容量法,当B2O3含量低于1%时,容量法测定误差较大。本文以KOH熔融的方式消解样品,采用电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-AES)进行分析。通过实验研究了KOH用量和不同称样量对B2O3测定结果的影响。结果表明,KOH用量在3 g以上时有较好的熔样效率和熔样效果,称样量低于0.4 g对B2O3测定结果无明显影响,考虑到其他元素的测定,确定了KOH用量优选3 g,称样量优选0.1 g。在此条件下,测定B2O3等常见元素的精密度(RSD,n=6)≤2%,加标回收率在96.0%~105.6%之间,除Si O2测定误差较大外,其他元素的测定结果均令人满意。本方法确定的B2O3的定量限为0.067%,且对于B2O3最高含量达到16%的测定结果也令人满意,因此可测定B2O3含量的范围至少为0.067%~16%。当样品中的B2O3含量高于4%时,方法准确度和精密度与国家标准分析方法(容量法)相当;当B2O3含量低于1%时,方法准确度和精密度都优于容量法。与现有报道相比,本方法显著拓宽了B2O3的测定范围,并具有良好的准确度,而且在B2O3准确测定的同时,也实现了Ca、Mg、Al、Fe、Ti的定量分析和Si的半定量分析,大大提高了分析效率,可以实现硼硅酸盐玻璃中B2O3等常见元素的准确快速分析。     

黔东北地区MVT型铅锌矿床闪锌矿Rb-Sr定年及其地质意义

贵州东北部是中国著名的MVT型铅锌成矿带,长期以来,由于缺少精确成矿同位素年代学数据,对该区矿床成矿类型及其成矿作用的争议较大。文章对铜仁市下寒武统清虚洞组中的卜口场铅锌矿床和中寒武统敖溪组中的大硐喇汞锌矿床进行了同位素年代学研究,获得了闪锌矿的Rb-Sr等时线年龄,分别为(349.6±9.1)Ma(MSWD=0.51,n=5)和(349.2±5.2)Ma(MSWD=0.031,n=4),两个矿床闪锌矿的共同Rb-Sr等时线年龄为(348.6±1.9)Ma(MSWD=0.46,n=9),初始值(87 Sr/86 Sr)i为0.7095。Rb-Sr同位素测年结果表明,黔东北地区不同碳酸盐地层中铅锌、汞矿床的成矿时代是一致的,均为后生矿床类型,其成矿物质可能主要来源于包括震旦系碳酸盐岩在内的下伏地层。区内铅锌、汞矿床在加里东运动后期至华力西运动早期,华夏板块与扬子板块后碰撞过程中,可能与保铜玉深大断裂(中元古代末期上扬子古陆与江南古陆结合带,即最重要的控矿因素)的继续活化、扭动、撕裂紧密相关。     

扬子地台西南缘康滇断隆带海孜双峰式侵入岩体年代学、地球化学及其地质意义

海孜辉绿岩-花岗斑岩双峰式侵入岩体位于扬子地台西南缘康滇断隆带中的武定-元江裂陷槽内,本文对海孜辉绿岩和花岗斑岩主要进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年和地球化学研究。花岗斑岩的定年结果为1764±18Ma,辉绿岩的定年结果为1765±5.4Ma。岩相学及地球化学测定数据显示海孜地区辉绿岩具有细粒和粗粒两种结构,与花岗斑岩之间存在明显的组分间断,形成双峰态,其中花岗斑岩为钙碱性(Si O2=70.93%~73.04%,σ=1.28),辉绿岩属过碱性(Si O2=42.46%~48.26%,σ=15.3),Hf同位素特征表明两者可能均与幔源母岩浆相关。而海孜双峰式分布特征显示大陆裂谷拉张环境的构造背景,暗示海孜岩体是1.7Ga时昆阳裂谷裂解时期产物,与全球Columbia超大陆的裂解事件相呼应。作为扬子地台西南缘首次发现的1.7Ga双峰式侵入岩,海孜双峰式侵入岩的发现具有重要的地质意义。     

海岛型城市水资源利用及其承载力对比研究

以新加坡、香港、厦门、舟山为例,根据国民经济和社会发展指标、用水总量及用水量构成、产业用水量、人口经济规模与水资源承载力等相关数据和指标,对水资源利用管理进行分析和对比,对远期水资源利用及其对经济发展的承载力进行预测;分析了海岛型城市与内陆型城市水资源利用的差异,对舟山群岛新区的水资源利用及承栽力所面临的挑战提出了相应的对策和建议。     

川北山丘区地下水补给特征与定量研究

针对川北山丘区地下水资源和污染防护研究中地下水补给难以定量等问题,以川北典型山丘区平溪河北岸的山丘区子流域为研究对象,布设监测孔并对其地下水的水位和水温开展动态监测,并基于大气压监测数据校正地下水监测水位,分析了山丘区地下水水位及水温的年内动态变化特征;采用渗水试验和分段双栓塞水文地质试验获取含水层空间渗透系数;基于达西断面法定量计算了研究区内观测断面的地下水径流补给量,并建立了月降雨量与降水入渗系数的函数关系,结果显示:研究区多年平均大气降水入渗补给量为16.61mm,多年平均降水入渗系数为0.0182;月降雨量与降水入渗系数呈幂函数关系;此成果可为研究区地下水资源、地下水防污性能评价及地下水数值模拟等研究提供重要依据。