U-Pb Age and Hf Isotope Study of Detrital Zircons from the Wanzi Supracrustals： Constraints on the Tectonic Setting and Evolution of the Fuping Complex, Trans-North China Orogen

Located in the middle segment of the Trans-North China Orogen, the Fuping Complex is considered as a critical area in understanding the evolution history of the North China Craton （NCC）. The complex is composed of various high-grade and multiply deformed rocks, including gray gneiss, basic granulite, amphibolite, fine-grained gneiss and marble, metamorphosed to upper amphibolite or granulite facies. It can be divided into four rock units： the Fuping TTG gneisses, Longquanguan augen gneisses, Wanzi supracrustals, and Nanying granitic gneisses. U-Pb age and Hf isotope compositions of about 200 detrital zircons from the Wanzi supracrustals of the Fuping Complex have been analyzed. The data on metamorphic zircon rims give ages of 1.82-1.84 Ga, corresponding to the final amalgamation event of the NCC, whereas the data for igneous zircon cores yield two age populations at -2.10 and -2.51 Ga, with some inherited ages scattering between 2.5 and 2.9 Ga. These results suggest that the Wanzi supracrustals were derived from the Fuping TTG gneisses （-2.5 Ga） and the Nanying granitic gneisses （2.0-2.1 Ga） and deposited between 2.10 and 1.84 Ga. All zircons with -2.51 Ga age have positive initial εHf values from ＋1.4 to ＋10.9, suggesting an important crustal growth event at -2.5 Ga through the addition of juvenile materials from the mantle. The Hf isotope data for the detrital zircons further imply that the 2.8 Ga rocks are important components in the lower crust, which is consistent with a suggestion from Nd isotope data for the Eastern Block. The zircons of 2.10 Ga population have initial εHf values of-4.9 to ＋6.1, interpreted as mixing of crustal re-melt with minor juvenile material contribution at 2.1 Ga. These results are distinct from that for the Western Block, supporting that the Fuping Complex was emplaced in a tectonic active environment at the western margin of the Eastern Block.     

不连续面在双重介质热-水-力三维耦合分析中的有限元数值实现

在建立双重介质热-水-力耦合微分控制方程的基础上,提出了裂隙岩体热-水-力耦合的三维力学模型,对不同介质分别建立以节点位移、水压力和温度为求解量的三维有限元格式,开发了双重介质热-水-力耦合分析的的三维有限元计算程序,在有限元数值分析中不连续面应力计算采用等厚度空间8节点节理单元进行离散,而不连续面渗流和热能计算时采用平面4节点等参单元进行离散,这样保证了不同介质之间的水量、热量交换和两类模型接触处节点水头、温度和位移相等。通过高温岩体地热开发算例,揭示了在热-水-力耦合作用下不连续面处于低应力区,其张开度随运行时间的延长呈非线性增加,非稳定渗流阶段不连续面显著地控制着渗流场的整体分布,它的水头远高于拟连续岩体介质的水头,而进入稳定渗流阶段不连续面的控渗作用不明显,由于高温岩体地热开发系统中存在大规模的热量补给,不连续面对岩体温度场分布的影响并不显著。     

天然火山作用探测华北下地壳组成、结构及其形成过程

与中上地壳相比，对下地壳组成、结构的认识受限于样品的获取，然而天然火山作用携带的下地壳捕虏体可以为了解下地壳提供关键样品。华北克拉通是世界上最古老的克拉通之一，显生宙以来的火山作用携带有丰富的下地壳捕虏体，为探测华北下地壳组成、结构及其形成过程提供了可能。通过对这些捕虏体定深、定性及定年的综合研究，构建了以信阳，莒南，汉诺坝和女山等典型地区为代表的下地壳组成、结构剖面模型。这些剖面表明，华北克拉通下地壳具有分层的特点，且上老下新，暗示可能与底侵作用有关。其中捕虏体的锆石U- Pb年龄和Hf同位素的研究，揭示了该克拉通下地壳复杂的形成与演化过程：最古老的组成部分可能老至~4. 0 Ga冥古宙，此后经历了3. 80~3. 65 Ga古太古代的再造作用，2. 8~2. 5 Ga 新太古代和2. 3~1. 8 Ga 古元古代的增生与再造共存，同时还经历了显生宙以来包括462~220 Ma，140~90 Ma和47~45 Ma的增生与再造事件。     

下扬子地区若干上地幔橄榄岩的显微构造研究

本文对下扬子区内２个玄武岩产地（江苏六合瓜埠山、安徽当涂釜山）的幔源包体进行研究,结果表明本区上地幔尖晶石二辉橄榄岩具原生粒状结构、碎斑结构、板状镶嵌等粒结构及部分熔融结构四种类型。在光学岩组图上显示出从原生粒状结构→碎斑结构→板状镶嵌等粒结构,其橄榄石光性方位优选性逐渐增强。变形橄榄石滑移轴为［１００］,滑移面以｛０ｋ１｝为主,（０１０）次之。高温高压人工变形实验证实,这种滑移系形成于高温低应变速率条件下。橄榄石位错类型多样,（１００）、（００１）位错壁分布广泛,位错壁间距显示对数正态分布特征．估算的本区上地幔高温蠕交流动差异应力为（１０．９～１１．５ＭＰａ）。上地幔流变速率、流动应力、等效粘滞度与深度关系指示本区新生代大地构造性质为大陆拉张带或大陆裂谷带。     

汶川地震远场黄土场地地震动场地放大效应机制研究

通过汶川地震震后科学考察发现,汶川地震局部场地的震害和地震动放大效应明显,地震对甘肃省境内远离震中的黄土地区造成了较为严重的破坏。在此基础上,结合钻孔波速测试,运用二维等价线性时程响应动分析法对甘肃省平凉市典型黄土塬进行了地震动力响应计算,分析了该地区局部场地条件对地震动放大效应的影响。研究发现,黄土塬具有地震动放大效应,随着塬高的增加,加速度、速度、位移均出现放大效应;随着地震动在黄土覆盖层中的传递,卓越频率向低频移动,高频成分被吸收,加速度反应谱中长周期分量逐渐增大。数值计算结果与实际震害基本吻合,其结果对黄土地区进行合理的抗震设防具有一定的科学意义。     

山西铝土矿Rb-Sr同位素定年

采用Rb Sr全岩与粘土矿物等时线年龄方法测得山西五台剖面 (RS0 1) ,临县剖面 (RS0 2 )和孝义剖面 (RS0 3)的 3个含矿粘土岩的Rb Sr同位素年龄分别为 :316 .9± 1.2Ma ,87Sr/86Sr为 0 .710 5 4± 14 ;315 .5± 1.3Ma ,87Sr/86Sr为 0 .710 86±18;317.3± 1.1Ma ,87Sr/86Sr为 0 .710 5 0± 14。它们代表了铝土矿和含矿系列成矿的同位素年龄 ,相当于晚石炭世早期     

Structure and Fluid Transportation Performance of Faults in the Changxing-Feixianguan Formation,Xuanhan County,Northeastern Sichuan Basin

On the basis of field observations, microscopic thin-sections and laboratory data analysis of ten faults in Xuanhan County area, northeastern Sichuan Basin, central China, the internal and megascopic structures and tectonite development characteristics are mainly controlled by the geomechanical quality in brittle formation of the Changxing-Feixianguan Formation. The fluid transportation performance difference between the faults formed by different geomechanics or different structural parts of the same fault are controlled by the mcgascopic structure and tectonite development characteristics. For instance, the extension fault structure consists of a tectonite breccia zone and an extension fracture zone. Good fluid transportation performance zones are the extension fracture zone adjacent to the tectonite breccia zone and the breccia zone formed at the early evolutionary stage. The typical compression fault structure consists of a boulder-clay zone or zones of grinding gravel rock, compression foliation, tectonite lens, and dense fracture development. The dense fracture development zone is the best fluid transporting area at a certain scale of the compression fault, and then the lens, grinding gravel rock zone and compression foliation zones are the worst areas for hydrocarbon migration. The typical tensor-shear fault with a certain scale can be divided into boulder-clay or grinding gravel rock zones of the fault, as well as a pinnate fractures zone and a derivative fractures zone. The grinding gravel rock zone is the worst one for fluid transportation. Because of the fracture mesh connectivity and better penetration ability, the pinnate fractures zone provides the dominant pathway for hydrocarbon vertical migration along the tensor-shear fault.     

含粗粒金矿样品采集加工与分析研究进展

含粗粒金矿,由于粗粒金的存在使其样品的采集、加工和分析极具挑战性,如何获得具有代表性和均匀性的化学分析样品,并提供准确的分析结果,长期以来一直是该类金矿资源勘查评价急待解决的技术难题。本文对近年来国内外含粗粒金矿样品的采集、加工和分析方法等3方面开展的研究工作及主要成果进行归纳分析,认为:1含粗粒金矿样品的采集是确保样品代表性的首要环节,含粗粒金矿样品分析结果的潜在误差有80%来源于样品采集,因此研究经济、有效的样品采集方法至关重要。2含粗粒金矿样品的加工主要从提高自然金的粉碎度,改进加工流程,选择样品加工设备等方面进行,但查明金的粒度分布及伴生矿物是拟定样品加工流程的关键。3含粗粒金矿样品的分析方法有常规的化学分析方法、批量浸金法和人工重砂加权平均法,相对于复杂的加工流程研究,后者有望成为此类样品经济有效的分析方法。本文指出,含粗粒金矿资源评价质量的误差来源于地质、采样、加工、分析等诸多方面,总体而言应最小化所有阶段误差,应特别重视样品采集方法的研究,确保采集样品的代表性是提高该类金矿资源评价质量的前提。     

长江流域河流沉积物宇宙成因核素10Be特征与侵蚀速率估算

地球表面每时每刻都在经历各式各样的侵蚀作用,了解侵蚀过程及其速率大小有助于人们认识许多重要的地质作用和过程.本文介绍的内容是长江流域河流沉积物宇宙成因核素10Be的研究工作,目的是在于定量估算长江流域及其子流域的平均侵蚀速率,更好地理解沉积物的由源到汇过程以及评价人类活动对水土流失的影响提供自然背景,分析样品来自于长江主要干流和支流的表层现代沉积.研究表明,长江干流10Be含量从金沙江流域到长江口呈现出由高到低的趋势,不同的是支流10Be含量值偏低而且比较稳定.这很可能受核素产生率和侵蚀速率两个因素的共同影响.在长江上游干流沉积物中10Be含量最高,随着低含量物质的不断从支流汇入,产生“西高东低”的现象.10Be侵蚀速率估算表明长江干流金沙江上游段平均侵蚀速率较低,在44.7～48.1m/Ma之间;长江中游段(枝江至彭泽)长江干流侵蚀速率数据变化较大,在65.7 ～ 175m/Ma的范围内波动;到长江口平均侵蚀速率比较稳定,在50～60m/Ma之间变化.与干流相比,长江支流侵蚀速率显著偏高.侵蚀速率最高的地区在大渡河-岷江流域,平均侵蚀速率在300m/Ma之上;侵蚀速率最低的区域发生在乌江流域,平均的侵蚀速率在10 ～ 30m/Ma之间.比较长江流域10Be和水文估算的侵蚀速率可以看出,水文估算总体上反映的侵蚀速率要普遍高于10Be反映的侵蚀速率.大渡河-岷江流域地表侵蚀速率高主要与构造活动、地貌发育、岩石特征以及气候条件等自然因素有关.嘉陵江、汉江等流域水文数据估算侵蚀速率明显超过10Be估算的结果,可能与地形地貌等地质因素对侵蚀作用的影响显著下降,以及人类长期活动导致水土流失加剧有关.     

中国综合气候变化风险区划

气候变化作用于自然环境与社会经济系统,产生一系列影响。随着未来社会经济发展,气候变化危险性与自然环境和社会经济承险体耦合形成有规律的风险时空格局。将此时空格局系统化表达即是综合气候变化风险区划,是适应气候变化的科学基础之一。本文基于RCP 8.5下的近中期（2021-2050年）气候情景,分析了中国未来气温和降水变化趋势与速率,评价了干旱、高温热浪以及洪涝等极端事件危险性,选取人口、经济、粮食生产和生态系统等承险体风险作为综合风险定量评估的指标。在系统性、主导因素以及空间连续性原则的指导下,提出中国综合气候变化风险区划三级区域系统方案,划分出8个气候变化敏感区、19个极端事件危险区和46个承险体综合风险区。结果发现：2021-2050年RCP 8.5情景下中国的气候变化高风险区主要包括：华北弱暖增雨敏感区,华北平原热浪危险区,人口经济粮食高风险区;华南—西南弱暖增雨敏感区,黔滇山地热浪危险区,生态经济粮食人口高风险区;华南沿海涝热危险区,生态粮食经济人口高风险区。中国综合气候变化风险区划涵盖了气候变化情景、极端事件发生、社会经济与生态系统的可能损失信息,可以为国家或地方应对气候变化及气候变化风险管理提供科技支撑。