锂同位素分馏机制讨论

作为一种新兴的稳定同位素示踪工具, 锂同位素地球化学的研究近年来受到了国际地学界日益广泛的关注.其应用领域涵盖了从地表到地幔的流体与矿物之间的相互作用.在地表风化作用过程中, 轻锂同位素(6Li) 优先进入固体相, 而7Li则进入流体相, 因而地表风化作用淋滤出了岩石中的重锂, 致使河水具有重的锂同位素组成, 河水又将重锂同位素组分补给海洋, 洋壳的低温蚀变作用使得海水的锂同位素组成进一步变重.在俯冲带, 由于俯冲板片释放的流体具有重锂同位素组成的特征, 它们上升并交代上覆的地幔楔和相邻的地幔, 使得地幔楔的锂同位素组成变重.同时, 深俯冲的板片由于脱水而具有较轻的锂同位素组成, 它们在地幔中可能形成一个局部轻锂的地幔储源.影响地幔橄榄岩锂同位素分馏的因素主要有3个方面: 温度、扩散机制以及外来熔体的反应.由于高温下地幔矿物之间的锂同位素分馏很小, 而单纯的扩散分馏机制不能够很好的解释我国华北汉诺坝地区地幔橄榄岩中矿物之间的锂同位素分馏.因此, 具有轻锂同位素组成的熔体与橄榄岩之间的反应是上述现象的一个合理解释.需要指出的是, 在橄榄岩-熔体反应的过程中, 锂同位素的扩散作用也对地幔矿物之间的同位素分馏有一定的贡献.      

拉萨地块北部白垩纪多尼组火山岩的地球化学: 形成的构造环境

拉萨地块上广泛分布有中生代的岩浆活动, 研究它们对于认识特提斯构造域的演化和理解整个青藏高原的形成过程有着重要的启示.对出露于拉萨地块北部的白垩纪多尼组火山岩进行了系统的年代学以及元素地球化学研究, 达过和马跃乡地区的多尼组火山岩主体为酸性岩, 包括少量的玄武岩和玄武安山岩(中基性岩).火山岩的地球化学组成表明多尼组中基性岩具有高的Cr (平均为184×10-6) 和Ni (平均为43×10-6), 富集强不相容性元素Rb、Th、U, 而亏损Nb、Ta、Ti的特点, 显示明显的弧火山岩成分特征, 可能来源于具有较厚陆壳背境下的大陆边缘地幔楔的部分熔融; 而酸性岩具有相对高的SiO₂、K₂O、K₂O/Na₂O以及低的Mg# (最大值为32.4), 富集大离子亲石元素Rb、Ba以及Th、U、LREE等, 具有很高的Rb/Sr (1.06~4.47, 平均为2.73), 并且与拉萨地块南部林子宗群酸性火山岩具有非常相似的蛛网图曲线, 表明多尼组酸性岩与中基性岩可能来自不同的岩浆源区, 前者很可能来源于上覆地壳的部分熔融.通过对两个酸性岩样品中锆石的U-PbLA-ICPMS定年, 分别获得了116±1Ma和115±1Ma的年龄值, 显示多尼组火山岩形成于早白垩世中期.该地区多尼组火山岩形成的构造环境仍然存在两种可能性, 其一是新特提斯班公湖-怒江洋岩石圈向南俯冲导致了该火山岩的产生; 其二可能是早白垩世该地段的构造伸展作用导致加厚地壳的广泛部分熔融形成酸性火山岩, 并伴随陆下地幔的熔融事件产生的少量中基性火山岩.      

长江中下游地区白垩纪富碱火山岩浆作用

根据长江中下游地区中生代火山岩与成矿作用的研究现状, 选择研究工作较为薄弱的、最东端的溧水盆地火山岩为研究对象, 进行了详细的锆石U-Pb同位素分析, 并结合本区4个不同中生代火山盆地火山岩地球化学、岩性地层学资料, 对各盆地中4个火山旋回的火山岩进行了对比研究.研究表明: 溧水盆地龙王山组粗面岩的结晶年龄为128Ma, 这标志着长江中下游地区由西向东中生代火山作用的全面展开.4个火山旋回的时代分别为: > 125Ma、125~120Ma、120~110Ma和110~90Ma.庐枞盆地的浮山组与宁芜盆地的姑山组+娘娘山组(即溧水盆地的观山组+甲山组) 对应较为恰当, 应属第三火山旋回.本区白垩世火山岩的地球化学特征, 反映这些幔源碱性岩浆在上升过程中受到了陆壳物质的混染, 早期火山岩(如溧水盆地龙王山组) 则是Sr矿的矿源层.      

雅克拉凝析油气田油水界面甲烷天然释放及其源示踪

为评价油气田天然释放CH₄对大气CH₄源与汇的贡献, 采用静态箱法实地监测了新疆塔里木盆地雅克拉凝析油气田油水界面处甲烷的释放通量, 并采用在线大气甲烷碳同位素制样系统与稳定同位素质谱仪联机测试了通量箱甲烷碳同位素组成.结果表明, 由于油水界面边水活跃程度不同, 甲烷通量在空间变化很大, 最高的日释放通量达2.28 mg/m2·d, 最低-1.32 mg/m2·d, 日平均释放通量0.51 mg/m2·d, 标准偏差达1.23 mg/m2·d.油水界面处甲烷通量日变化规律基本相同, 凌晨至清晨时达到相对高点, 随后逐渐降低, 下午至傍晚时段为释放低值甚至负值, 夜晚时分又逐渐增加.通量箱中甲烷δ13C组成白天随甲烷浓度的线性降低而逐渐偏重, 夜晚δ13C随着甲烷浓度的线性增加而逐渐偏重.可见, 油水界面边水活跃, 其上方的土壤形成相对氧化的环境, 油气藏甲烷及烃类在向地表运移的过程中不断被土壤吸收氧化, 仅有少量运移至地表并逸散到大气中, 局部甚至均被吸收氧化, 而成为大气甲烷的汇.      

黔东南地区褶皱构造样式及其断层突破模式

黔东南地区发育隔槽式褶皱组合和逆冲断层.通过对褶皱和地层的平面展布、断层的产状和性质以及滑脱层的分析, 结合典型地震剖面解释和平衡剖面恢复, 对黔东南地区构造特征及其成因进行了探讨.结果表明, 隔槽式褶皱的发育不仅与滑脱深度和剥蚀差异有关, 而且与逆冲断层的推覆距离、逆冲断层的产状、断坪断坡长度比、断层突破方式和多层次滑脱等方面存在着密切联系.结合区域构造演化和推覆距离的制约, 建立了黔东南地区的隔槽式褶皱构造样式的几何学和运动学模型, 确定其主要影响因素是断坪断坡长度比较小、多种方式断层突破和多层次滑脱.      

Spectral Characteristics of Wind-Waves in Laboratory

Spectral characteristics of wind-generated waves in labortaory are presented on the basis of asystematic measurement in a large-scale wind-wave channel and compared with those in the field.A ma-rked characteristics of the measured spetra is the existence of secondary spectrum-peak.The dependenceof spectral peak-frequency,peak-value and zeroth-order moment on wind speed and fetch are presentedand found roughly similar to those in the field represented by the JONSWAP spectrum,regardless of thedifferences in coefficient.The spectral slope β at high-frequencies are found somewhat greater than thoseof field wind-waves in both cases of deep and shallow waters.Except for the low-frequency part,the spec-tral forms measured in different wind conditions are similar and fit for the JONSWAP spectrum with γ=6andβ=5.5.Some relevant problems are discussed.     

河北秦皇岛灵仙洞斑鬣狗化石的古DNA初步分析

鬣狗科动物曾是一个数量十分可观的群体,在5百万年前曾达到演化的鼎盛时期,留下已鉴定化石种100余种.现生的鬣狗科动物仅有4种,仅分布在亚洲和非洲部分地区.由于该科动物演化至今种类剧减、分布区退缩,部分化石种与现生种的谱系演化关系尚不明确,因此成为古生物学家和进化生物学家关注的生物类群之一.采用现代分子生物学方法,提取扩增河北秦皇岛灵仙洞中鬣狗类化石的线粒体基因组古DNA片段,通过与基因库中已有鬣狗科动物各属种同源序列的对比分析,从分子水平确定该化石为斑鬣狗化石;基于古DNA序列数据构建的系统进化树显示,该地的斑鬣狗个体与我国东北地区及俄罗斯的化石斑鬣狗具有较近的亲缘关系,而与西欧洞穴鬣狗及非洲现生斑鬣狗亲缘关系较远,显示出斑鬣狗演化的分子地理谱系.     

地质样品中铂族元素的分析测定方法

文中阐述并归纳了近年地质样品中铂族元素的分离、富集及测试方法方面的最新进展。铂族元素本身的超痕量性,要求实验过程中对空白值的控制,干扰元素的扣除和检测限的降低更为严格,同时要克服块金效应。文中对消解过程中常用的火试金法、酸溶、碱熔方法和卡洛斯管法(Carius tube),分离富集过程中的Te共沉淀和离子交换法,测试手段中的原子光谱法、中子活化法和等离子质谱法等方法的最新进展进行了总结。由于复杂的地质样品中PGE的浓度范围不一、赋存形式多样,要求在具体样品分析过程中灵活地搭配使用各种分离富集和检测方法,结合笔者所在实验室在实验过程中发现的问题,对各种不同类型地质样品中铂族元素的分离富集、样品处理及测定方法也进行了总结。     

基性岩流变的复杂性与成分对岩石流变影响的实验研究

在采用天然基性岩样品进行的流变实验中,存在因实验温度低而样品处于半脆性变形域与因实验温度高而样品颗粒边界出现熔体的矛盾。文献中给出的流变参数中,应力指数n的可靠性高,具有良好的重复性,激活能Q在一定范围内具有重复性,而系数A重复性差。采用6种样品进行流变实验。结果表明,矿物成分对岩石流变的影响比根据端员组分确定的双组分和多组分岩石流变物理模型要复杂得多。由斜长石、单斜辉石和角闪石组成的样品中,当斜长石和单斜辉石含量接近,而角闪石含量低于10%,斜长石和单斜辉石控制了岩石的流变;如果样品中有超过10%的角闪石参与流变,角闪石在变形中所起作用非常显著。由斜长石、石英和角闪石组成的样品,当石英含量小于10%而斜长石和角闪石含量接近时,斜长石和角闪石控制了岩石的流变;当斜长石含量达到70%时,样品变形更接近长石特性;如果石英含量超过20%时,石英在变形中起到主要作用。选择与基性麻粒岩中主要矿物成分接近的天然辉长岩(辉绿岩),或者从天然基性麻粒岩中挑选出主要矿物,通过热压合成人工样品,进行高温流变实验是研究基性麻粒岩流变的最有效途径。     

中天山东段中元古代晚期—古生代构造-热事件:SHRIMP锆石年代学证据

星星峡杂岩是中天山构造带东段出露的最老岩石,主要岩性为斜长角闪岩和各种副变质岩,并被中—新元古代花岗片麻岩和古生代片麻岩所侵位。文中利用SHRIMP定年方法,对星星峡杂岩的一个片岩和侵入其中的一个花岗片麻岩样品进行了锆石U-Pb测年。其中片岩样品中的碎屑锆石给出1800、1530和1200Ma3组大约年龄,表明其源区不仅包括古元古代和中元古代早期还含有中元古代晚期的地壳物质。在这些碎屑锆石中,最年轻的年龄为(1189±65)Ma,与该区中元古代大约1200Ma岛弧岩浆活动相近,可代表其沉积时的最大年龄。同时获得约910和470Ma的两组较年轻年龄;前者解释为变质年龄,后者为岩浆扰动年龄,与花岗质片麻岩样品的侵位时代相一致。中天山构造带东段的中元古代晚期岩浆(大约1200Ma)和变质作用(大约910Ma)的发生时间与华南、南极洲东部、澳大利亚南部和北美西南部所报道的格林维尔期增生-造山事件在时间上接近,表明中天山构造带东段与Rodinia超大陆的汇聚过程密切相关。