中国科学院地理科学领域知识创新工作进展与展望

地理科学领域知识创新工作是中国科学院知识创新工程的重要组成部分。在知识创新工程的启动阶段和全面推进阶段,通过研究机构的结构性调整与重组、重要科研项目的启动和实施、学科支撑体系的加强等,在地理科学领域的理论创新与技术进步、人才队伍的培养与形成、可持续发展能力的增强等方面均取得重要进展。对地理科学的发展态势及知识创新中需要关注的几个问题进行了探讨,对下一阶段中国科学院地理科学领域知识创新工作进行了展望。     

西藏班公湖-怒江缝合带中段侏罗纪高镁安山质岩石对中特提斯洋演化的制约

班公湖-怒江缝合带中段地区南北向分布了三条分支蛇绿岩亚带,它们记录了该地区中特提斯洋复杂的构造演化过程。目前对于该地区洋盆俯冲消减动力学过程一直缺乏有效制约。为探讨这一问题,本文对班公湖-怒江缝合带中段新近厘定的安山岩和闪长岩开展了系统的野外、岩石地球化学和锆石U-Pb年代学研究。安山岩主要呈不整合覆盖于晚三叠世沉积地层之上,或与侏罗纪俯冲增生杂岩和橄榄岩以断层接触,闪长岩主要呈岩脉体侵入于橄榄岩中。锆石U-Pb定年表明,安山岩和闪长岩均形成于中晚侏罗世(165～161Ma)。安山岩和闪长岩地球化学组成类似,它们大都具有高的MgO含量和Mg#值,这与高镁安山岩相类似。稀土和微量元素组成显示出典型的岛弧岩浆岩特征,富集轻稀土(LREE)和Rb、Th、U、Pb等元素,亏损Ba和高场强元素(HFSE; Nb,Ta和Ti)。同时,样品还显示出较低的Ba/Th和较高的(La/Sm)N比值,以及负的锆石εHf(t)值和古老的锆石Hf模式年龄。这些特征表明这些高镁安山岩和闪长岩是大洋板片俯冲沉积物部分熔融的熔体交代地幔楔的产物。结合区域地质和前人研究,认为这些岩石可能形成于靠近海沟的大陆边缘环境,是班公湖-怒江中特提斯洋中段北拉-拉弄分支洋盆初始俯冲消减的产物,该初始俯冲作用可能与安多微陆块和南羌塘地块碰撞导致的俯冲南向跃迁有关。     

青藏高原纳木错西缘新元古代中期岩浆事件:对北拉萨地块起源的约束

本文报道了青藏高原北拉萨地块纳木错西缘变质辉长岩和花岗片麻岩的锆石U-Pb定年、岩石地球化学和锆石Hf同位素分析结果。锆石LA-ICP-MS定年结果表明,变质辉长岩和花岗片麻岩的原岩形成时代分别为720±6Ma和732±7Ma,相当于新元古代中期。变质辉长岩为钙碱性系列,具有Nb、Ta和Ti负异常,与岛弧玄武岩类似。变质辉长岩中锆石具有较高的εHf(t)值(+5. 2～+9. 7),应当是源自俯冲环境下相对亏损的地幔楔。花岗片麻岩原岩为I型花岗质岩石,并且具有较为均一的锆石εHf(t)值(-3. 3～+0. 3),可能形成于地壳内古元古代变质火成岩的部分熔融作用。结合区域地质资料,变质辉长岩和花岗片麻岩的原岩应当形成于新元古代中期的洋壳俯冲消减过程。北拉萨地块上的前寒武纪岩浆和变质记录与东非造山带的活动时限较为一致,因而北拉萨地块可能与东非造山带具有亲缘性。     

中国蛇绿岩与造山带大地构造研究:前言

<正>肖序常院士是我国著名的构造地质学家,他一生致力于蛇绿岩与中国大地构造的研究工作,为中国西部青藏高原、中亚造山带等地区的区域构造与大地构造,以及有关能源、矿产勘查等的研究做出了重要贡献。在肖先生90华诞暨从事地质事业70年之际,我们出版本专辑,向先生致敬!以此     

大气影响下平顶山膨胀土地表蒸发研究

为探索膨胀土的蒸发特征,对平顶山市区膨胀土进行了不同初始含水量土体的室内和室外蒸发试验研究,测试了蒸发过程中土体含水量在不同深度的变化。对室内、外试验结果及其差异性进行了分析,发现室内和室外土样的蒸发强度差别较大,但是蒸发系数相差不大,蒸发系数与土体含水量、含水量梯度有较强的相关性。地表土体接近饱和时,蒸发系数在1上下波动。随着蒸发的持续,蒸发系数随地表含水量降低而下降,含水量梯度随地表含水量的降低而升高。当地表含水量达到残余含水量时,含水量梯度达到极大值,持续蒸发含水量梯度将继续减小。土体蒸发系数与蒸发历时进行拟合,呈较好的对数关系。     

萍乐坳陷中部(赣丰地1井)二叠系乐平组获“三气”发现

1研究目的(Objective)萍乐坳陷位于江西省中部,坳陷内广泛发育海陆过渡相二叠系乐平组,该组泥页岩厚度大、有机质丰度高,具备较好的页岩气成藏条件,是本区页岩气主要目的层系。萍乐坳陷油气调查始于20世纪50年代,前期工作主要针对乐平组老山段的煤层气,缺乏其他层段的系统评价参数,页岩气富集层段尚不明确。本次于萍乐坳陷丰城地区实施地质调查井——赣丰地1井,目的是系统获取乐平组相关参数,探索本区页岩气、煤层气、致密砂岩气资源潜力。     

Geochemical Characteristics of Wuyang Siliceous Rocks in the Southern Margin of North China Craton and its Constraint on the Formation Environment of BIF of Tieshanmiao Formation

Precambrian banded iron formation(BIF) is one of the most important mineral resources in China, mostly abundant in the North China Craton(NCC) with relatively less common in South China. Since the BIF and siliceous rocks both originated from chemical deposition, the syngenetic BIF and Siliceous rocks can help evaluate their environment of formation. We examine here the mineralogy and geochemistry of siliceous rocks associated with the Tieshanmiao Formation BIF, aiming to decipher the conditions of formation of both BIF and Siliceous rocks in the Wuyang area in the NCC. Analysis of the geochemical characteristics of whole rock shows that the Si O2 content of the siliceous rock ranges from 90.11% to 94.85% and is relatively high overall. Trace element contents of Ba and U are also high, the Ba/Sr ratio ranges from 3.89 to 25.28 and the U/Th ratio ranges from 0.09 to 0.20. Finally, the ΣREE value of rare earth elements ranges from 57.03 ppm to 152.59 ppm, and these indexes all indicate that siliceous rock resulted from hydrothermal deposition. Plots of Al2 O3-Si O2, Si O2/(K2 O+Na2 O)-Mn O2/Ti O2 and Mn-10×(Cu+Co+Ni)-Fe in discrimination diagrams also verify this interpretation. However, both the Mg O content, ranging from 0.16 to 0.32, and the Fe/Ti ratio, ranging from 2.50 to 9.72, suggest that terrigenous material was added during the depositional process. Major and trace element parameters of siliceous rock, such as the Al/(A1+Fe+Mn) ratio(from 0.81 to 0.93), Mn O/Ti O2(from 0.00 to 0.17), Al/(Al+Fe)(from 0.82 to 0.93), Sc/Th ratio(from 0.21 to 0.50), U/Th(from 0.09 to 0.20),(La/Yb)N(from 0.83 to 3.04), and the(La/Ce)N(from 0.01 to 0.02) all imply that the siliceous rock formed in a continental margin. In addition, the Sr/Ba ratio from 0.08 to 0.26, the δCe value from 0.31 to 0.90, and the δEu value from 0.14 to 0.58, all indicate that the siliceous rock was formed at a relatively deeper water depth and under weak hydrodynamic conditions. Siliceous rock and BIF formed in the same geological setting, with the Si O2/(K2 O+Na2 O) ratio of siliceous rock ranging from 28.61 to 47.43, the Si O2/Al2 O3 ratio from 16.53 to 32.37, and the Si O2/Mg O ratio from 287.28 to 592.81, which are all in agreement with chemical deposition associated with volcanic eruptions. The Al2 O3/Ti O2 ratio from 37.82 to 50.30 indicates that the magma source of siliceous rock was of slightly intermediate composition. During the Late Archean in the Wuyang area, the high concentration and high purity Si O2 quickly precipitated from hydrothermal fluids to finally result in the accumulation of siliceous rock in a marginal sea, while the input corresponding to iron formation components was deposited to form iron formation layers, and limestone was only the product formed during the deposition intervals of siliceous rock and iron formations. In this study, the synsedimentary siliceous rocks of BIF act as a new way to provide direct evidence to understand the formation environment of BIF due to its high geochemical stability.     

气袋采样法对还原硫化物测定的影响因素分析及机理研究

还原硫化物是一Z类典型的恶臭物质,其特点是活性高、不易储存,因此适宜的储存条件对还原硫化物的准确测定具有重要意义。本文使用气相色谱-质谱联用技术,从气袋材质、还原硫化物初始浓度、还原硫化物性质和储存时间四个因素探究袋采样法储存还原硫化物过程的损失情况。以Tedlar~? PVF和Teflon~? FEP为目标采样袋,使用5个初始浓度(0. 001、0. 010、0. 100、1. 000和10. 000μg/m L)的混合还原硫化物,选择0、2、6、12、24、48以及72h的储存时间,以响应因子和相对回收率作为评价因子,并使用配对t检验法和吸附动力学,研究影响储存效果的主要因素、物质损失机理以及两种采样袋的储存能力。结果表明,储存时间越长、物质初始浓度越高,物质活性越强,损失情况越严重;在环境温度达到60℃时,Tedlar~? PVF的基质背景较Teflon~? FEP更复杂;相同条件下,还原硫化物在Teflon~? FEP储存过程中损失更严重。依据研究结果建议:(1)样品采集后避光保存;(2)低浓度含硫样品的测定在采样后8h内完成,高浓度含硫样品的测定在2h内完成;(3)若待测样品气体温度较高,优先选择Teflon~? FEP采样袋,气体温度较低条件下选择Tedlar~? PVF采样袋,可最大限度保持样品的原始状态。本研究成果有利于确保还原硫化物样品的储存稳定性,最大限度还原恶臭污染现场情况,为恶臭污染的分析测试以及后续的恶臭污染控制与治理提供技术支持。     

吉林省红旗岭矿区7号岩体群地质特征及对地质找矿的指导意义

红旗岭矿区的南东部存在7、32、33号三个岩体,一般统称为7号岩体群。7号岩体是矿区发现含铜、镍矿最大的岩体,32与33号岩体分布在7号岩体的北西部。通过对这三个岩体的地质特征进行分析,利用3Dmine软件建模技术,对三个岩体、岩相、矿体建立三维模型。对模型进行观察、分析,结合成岩成矿地质理论,发现三个岩体是由来自7号岩体的南东部深部岩浆源生成的,岩浆由7号岩体的南东部深部向北西方向侵入,地质历史上三个岩体是一个大岩体,只是经过长期的风化剥蚀和地质构造改造形成目前的3个岩体,显示7号岩体的南东部深部具有找矿潜力。     

北秦岭双龙-夏馆地区大面积榴闪岩的发现及锆石U-Pb年代学研究

通过详细的野外地质调查,在北秦岭双龙-夏馆地区精确圈定出大面积榴闪岩,榴闪岩常以似层状、条带状、豆荚状和透镜状产于秦岭岩群郭庄岩组混合片麻岩内,空间上可划分三个带:南带与松树沟一带的麻粒岩构成一个较宽的高压-超高压变质带,北带则与官坡-双槐树一带的榴辉岩构成一线,而中带向西可能延伸至丹凤大寺沟一带。区内榴闪岩主体受秦岭岩群郭庄岩组的展布形态控制,呈面状遍布于整个郭庄岩组内,而非局限于某一侧或两侧,暗示秦岭岩群可能整体卷入早古生代的俯冲和碰撞作用。野外宏观特征、岩相学及锆石U-Pb年代学研究表明榴闪岩原岩为辉长岩,成岩年龄为654.1±5.6Ma、656.1±6.7Ma,获得峰期高压麻粒岩相变质年龄为472.9±6.0Ma、485.0±33.0Ma,其后分别在455.4±9.0Ma、416.7±1.9Ma和401.1±6.2Ma遭受了多期次退变作用的叠加。结合区域研究成果,初步认为北秦岭高压-超高压基性岩石的原岩至少存在于新元古代中期和晚期,其成岩时代分别与扬子地块北缘新元古代中、晚期的镁铁-超镁铁质岩床群一致,并具有相似的地球化学特征,而两者是否为同一大地构造背景下的同期侵位的产物,尚待进一步研究。