大洋富钴结壳资源调查与研究进展

富钴结壳是继多金属结核资源之后被发现的又一深海沉积固体矿产资源,在太平洋、大西洋和印度洋的海底均有分布。据估算,全球三大洋海山富钴结壳干结壳资源量为(1081.1661~2162.3322)×108t。世界各国对富钴结壳的调查始于20世纪80年代初,截至目前,已有日本、中国、俄罗斯和巴西等4个国家与国际海底管理局签订了富钴结壳勘探合同,而韩国的矿区申请也于2016年获得核准。富钴结壳按形态可分为板状结壳,砾状结壳和钴结核3种类型。富钴结壳内部结构构造在宏观上通常表现为三层构造,即底部亮煤层、中部疏松层和顶部较致密层;在微观下主要表现为柱状构造、叠层构造、斑块状构造、纹层状构造等多种类型。富钴结壳的矿物成分主要为自生的铁锰矿物,包括水羟锰矿、钡镁锰矿、羟铁矿、四方纤铁矿、六方纤铁矿、针铁矿等。富钴结壳富含Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Pb、Zn等金属元素以及稀土元素和铂族元素,其中Co含量尤为显著。三大洋中,以太平洋富钴结壳的Co平均含量最高。富钴结壳的生长过程极其缓慢,平均仅几毫米每百万年。研究表明,西太平洋富钴结壳最早于始新世-早中新世开始生长。目前通常认为富钴结壳为水成成因,即Co、Fe、Mn等金属元素来源于海水。此外,有研究表明微生物在富钴结壳的形成过程中也起着非常重要的作用。富钴结壳的分布及特征受地形、水深、基岩类型、海水水文化学特征、经纬度等多种因素的影响,其主要分布于碳酸盐补偿深度以上、最低含氧带以下、水深800~2500 m的海山、岛屿斜坡和海底高地上,西、中太平洋海山区被认为是全球富钴结壳的最主要产出区。     

1:100万中华人民共和国数字地质图空间数据库

中华人民共和国1∶100万数字地质图数据库是根据统一标准和要求编制的专题数字地质图,以中华人民共和国1∶50万数字地质图数据库为数据源,在综合研究的基础上,充分吸收近年来地质调查1∶25万、1∶20万、1∶5万等区调工作新成果、新资料,应用地质编图新技术、新理论和新方法编制而成。以年代地层单位为主、辅以岩石地层的表示方法,侵入岩按“岩性加年代”表示方法,进一步提高了基础地质的研究程度。地质图数据库内容丰富,信息量大,数据量约为1.2 GB,标示了岩石地层单位5347个图例,侵入体“岩性加时代”单位1780个图例,跨省区重要断裂93条,各省（市、自治区）内重要断层558条,同位素年龄数据1545个（组）,有代表性的钻孔382个。所有地质体的面元及线元、同位素年龄和钻孔都建立了相应的属性,相邻图幅之间进行了接图处理,编写了编图说明书和元数据。数据库采用统一的线型库、符号库、色标库等,成图过程全部采用MapGIS6.5平台计算机辅助成图,成图精度高,质量好,符合设计要求,全国64幅图采用分4个片区的工作方法,最后统一编制而成。该数字地质图是目前中国资料最全、内容最新的1∶100万地质图,是中国第一份应用GIS技术的1∶100万数字地质图的最新成果,充分反映了中国地质构造特点和当前地质研究的新水平。     

安徽省巢湖地区二叠纪栖霞组、孤峰组硅质岩地球化学特征对比及大地构造背景分析

为探讨下扬子地区二叠系硅质岩的硅质来源和形成背景,以巢湖地区二叠纪栖霞组和孤峰组硅质岩为研究对象,收集了前人大量有关栖霞组和孤峰组的研究成果和数据,并对采自栖霞组和孤峰组硅质岩样品进行了主量元素、微量元素、稀土元素测试。栖霞组、孤峰组硅质岩样品测试结果显示,硅质岩的稀土元素经北美页岩标准化后的配分曲线近似平坦型向左倾斜,有弱Ce负异常,且HREE弱富集,反映了热水沉积硅质岩的特征。研究区硅质岩样品的Al Fe Mn三角图中,样品投点分布较广,即Al比值变化范围较大,认为是岩浆在喷发过程中受硅-铝质陆壳混染作用的结果。结合沉积环境判别指标分析认为：栖霞组硅质岩沉积时期其沉积环境主要为大陆边缘环境;孤峰组硅质岩沉积时期其沉积环境为大陆边缘-海盆过渡环境。从栖霞组到孤峰组沉积时期,海侵规模不断变大,水体变深,海盆面积扩大,研究区在不同时期沉积环境存在差异。研究区栖霞组、孤峰组硅质岩的沉积与大陆边缘裂陷活动紧密相关。     

北秦岭西段黄牛铺岩体锆石U Pb年代学、岩石地球化学特征及其地质意义

对北秦岭西段黄牛铺岩体进行了LA ICP MS锆石U Pb年代学与岩石地球化学分析。结果显示,黄牛铺岩体的锆石U Pb年龄为(4493±49) Ma,表明其形成时代为晚奥陶世。黄牛铺岩体属于准铝质高钾钙碱性系列,在成因类型上具有I型花岗岩的岩石矿物学与地球化学特征,其稀土元素配分曲线呈轻稀土元素富集、重稀土元素亏损(LREE/HREE=983~1155)、铕弱负异常(δEu=082~095)的右倾型,微量元素Rb、Th、U、Sm等富集,Ta、Nb、Ti、Hf等明显亏损,表现为岛弧岩浆岩的地球化学特征。结合区域地质资料,认为黄牛铺岩体形成于晚奥陶世商丹洋俯冲过程中的岛弧环境,是壳幔岩浆混合作用的产物,这为进一步研究北秦岭的构造演化过程提供了更加充分准确的岩浆活动证据。     

后撤式逆冲推覆断层成因机制及物理模拟——以准噶尔盆地西北缘克-百断裂带为例

位于准噶尔盆地西北缘中段的克-百断裂带,晚二叠世以来发育了一系列后撤式逆冲断层。长期以来,关于克-百断裂带高角度逆冲断层的成因机制一直处于争论当中,后撤式逆冲断层的物理模拟在国内尚未见文献报道。论文通过地震解释研究了克-百断裂带的构造变形特征及其演化阶段;应用断层"活动性系数"理论,半定量地描述了挤压条件下断层"活动性系数"、摩擦系数与断层倾角之间的关系,证明了挤压条件下也能形成高角度逆断层;结合"造山楔"理论解释了后撤式逆冲断层的成因机制。研究认为,克-百断裂带后撤式逆冲断层是印支期、燕山期持续挤压和扎伊尔山隆升效应综合作用的产物:挤压过程中发生"泊松效应",随着断层倾角增大,断层面上的正压力迅速增大、"活动性系数"降低,当倾角增大到一个临界值后断层停止活动,形成高角度的逆断层;同时扎伊尔山隆升造成挤压应力上移,为断层的后撤奠定了基础。最后利用砂箱物理实验模拟了克-百断裂带后撤式逆冲断层的形成过程。     

南海中西部地貌单元划分及其特征和成因分析

南海中西部处于南海北部和南部的过渡带,夹持于印支地块和南海海底扩张中心之间,其特殊的地貌对于研究整个南海地质地貌有重要意义。本文基于广州海洋地质调查局在南海中西部海洋地质调查项目获取的水深、底质调查及地震剖面数据,结合该海域以往研究成果,提取了有关地貌的信息,编制了南海中西部地貌图。把研究区划分出陆架、陆坡和深海盆地三个二级地貌单元,以及水下岸坡、水下浅滩、海岭、峡谷、麻坑、阶地、盆地、海台、海山、深海扇、深海平原等众多次级地貌单元。文章详细描述了该海域各地貌单元的特征,提出了断层、火山、构造隆起和浊流等地质作用是本区地貌形成的主要因素。     

传统填图法在半覆盖区的改进——第四系岩性填图法

传统地质填图方法一般按成因划分第四系填图单位,但在半覆盖区,往往存在第四系不同成因物质混杂堆积的现象,若按成因划分填图单位,则会造成混乱。笔者在填图实践中,尝试按岩性划分第四系填图单位,这一做法能避免这种混乱,且有利于第四系中基岩信息的发掘,并能为勘查地球化学工作提供景观依据,这种新式填图方法可称为"第四系岩性填图法"。用岩性划分第四系填图单位需要使用统一的分类命名方案,本文使用了按碎屑特征进行分类的方案,主要考虑第四系松散堆积中碎屑的粒径、形态和含量变化。第四系岩性填图法中填图单位的划分需要参照这一分类命名方案,并可选用颜色、构造、次要碎屑类型等修饰性要素做为辅助划分依据。填图单位划分一般在踏勘和剖面实测中完成,第四系岩性填图法剖面测制较为复杂,除采用传统垂向测制方法外,还需运用横向测法和横向-垂向联合测法,通过剖面工作,可细化填图单位划分方案,并可评价不同填图单元基岩恢复的可靠性。第四系岩性填图法除需要编制传统地质图外,还需要编制基岩推断地质图或是在报告中制作插图以阐述此成果。     

2017年四川九寨沟Ms7.0地震InSAR同震形变场及发震构造探讨

2017年8月8日四川省九寨沟县发生M_s7.0级地震,构造部位处于青藏高原东缘的巴颜喀拉地块东北角,震中位置是岷江断裂、塔藏断裂、虎牙断裂和雪山梁子断裂围闭的空震区。哪条断裂发震,如何界定其与周边活动断裂的关系,与青藏高原东缘近年来发生的大地震是否有成因联系等问题对于理解该区域现今构造活动模式、预判地震发展趋势和部署地震地质灾害防控等工作具有重要意义。利用地震前后两期Sentinel-1合成孔径雷达数据对地表同震形变场进行了InSAR测量,获取了极震区约2000 km²范围内的雷达视线向变形（-13~28 cm）和运动方向,呈现为主动盘单侧走滑兼逆冲的变形模式,结合震源机制、断裂展布、构造背景和近年地震迁移的分析,揭示了控震构造是巴颜喀拉地块北缘边界断裂弧形旋转体系的尾端构造,发震断层是该断裂系中塔藏断裂的南段,并有与虎牙断裂贯通的趋势,因此,应重视本次地震与虎牙断裂之间的空震区未来的强震危险性问题;从区域上看,此次九寨沟地震可能与汶川地震具有一定的时空成因联系,因在巴颜喀拉地块南北边界断裂破裂基本贯通的条件下,2008年汶川地震诱发的东缘中部锁固破裂导致块体加速向东挤出,2013年鲁甸地震又释放了东缘南段挤压构造应力,从而进一步加剧了东北角的应力集中,促使九寨沟地震的发生。     

附加GIM约束的全球电离层建模

针对目前地基GNSS台站在全球分布不均匀,导致南半球海洋和中高纬地区出现与实际不符的VTEC为负值的问题,利用IGS前1 d的最终GIM作为虚拟观测值对TEC可能为负值的地区进行约束,结合GNSS数据建立全球电离层模型(称为SGG模型),并用2014年200多个IGS台站数据对模型进行验证。结果表明,各台站VTEC的RMS优于3 TECu(赤道异常区域RMS在5~7 TECu)。同时SGG能有效消除南半球海洋(40°~90°S)VTEC为负的情况,且对原有非负VTEC几乎没有影响(其变化小于2 TECu)。SGG的卫星DCB与CODE 相比,RMS和MEAN分别优于0.2 ns和0.04 ns,不同纬度带SGG与CODE的接收机DCB估值变化基本一致,两者之差基本在1 ns以内。     

青藏高原湖泊面积动态监测

高原湖泊的动态变化对区域水循环具有重要影响。受全球气候变化的影响,青藏高原湖泊自20世纪90年代开始呈现剧烈扩张趋势。为揭示近年来青藏高原湖泊面积的时空变化规律,本文提出了一种改进的半自动湖泊提取算法,结合环境减灾卫星（HJ-1A/1B）和Landsat系列卫星影像数据,对青藏高原内流流域中面积大于50 km²的127个湖泊进行了连续6年的动态监测,并分析了该区域2009-2014年湖泊面积时空变化特征。研究结果表明,该区域湖泊整体呈现显著扩张趋势,年均变化速率为231.89 km²yr^-1（0.87 %yr^-1）,6年间湖泊面积扩张速率有所减缓。其中,扩张湖泊有104个,收缩湖泊有23个,变化速率分别为271.08 km²yr^-1（1.02 % yr^-1）和-39.19 km²yr^-1（-0.15 %yr^-1）。不同区域湖泊面积变化具有明显差异,主要表现为东部及北部大部分区域湖泊扩张,南部地区大部分湖泊面积稳定,萎缩湖泊主要分布于研究区四周。最后,本文通过分析冰川融水补给对湖泊面积变化的影响,发现存在冰川融水补给的湖泊面积变化率远大于不存在冰川融水补给的湖泊。由此可见,近年来冰川融水的增加是促进青藏高原内流流域湖泊扩张的主要因素之一。