热扩散驱动的元素分异和同位素分馏:一种不容忽视的硅酸盐成分分异机制

热扩散在地质过程中是否发挥重要作用一直存有争议。本文回顾了热扩散的研究历史和现状,重点总结了热扩散驱动的元素和同位素行为规律,并探讨了温度、硅酸盐组分、压力和氧逸度等因素对热扩散行为的影响。已有的研究表明,稳定热梯度下的硅酸盐热扩散效应类似于结晶分异或AFC过程,可以造成轻、重同位素分别在高温端和低温端富集,而主、微量元素的扩散方向则取决于两端化学势的高低和熔体中的电价平衡。从基性岩浆到酸性岩浆,熔体聚合度增大,黏度增加,热扩散速率明显降低,成网元素的热扩散效应减弱,变网元素则反之;水、氟、氯和硫化氢等挥发组分能增加熔体的非桥氧比例,降低熔体聚合度,因而能显著增强硅酸盐熔体中元素和同位素的热扩散效应。在此基础上,本文提出了当前硅酸盐体系热扩散研究中存在的五个亟需解决的问题,即:1)对不同硅酸盐体系的热扩散规律的研究还不够全面;2)对微量元素的热扩散行为认识不足;3)硅酸盐体系热扩散作用的影响因素及尺度还不够明确;4)热扩散作用的地质与地球化学关键识别标志有待确立;5)硅酸盐体系热扩散作用的理论模型有待建立。尽管硅酸盐体系热扩散的研究还存在诸多不足,但越来越多的证据表明,热扩散是地质过程中不容忽视的一种成分分异机制。这种机制会造成岩浆房或岩浆通道中的元素分异和同位素分馏,可能对于一些成分分异的岩石和矿床的形成具有重要的意义。     

冻融作用对兴安型多年冻土区森林腐殖层土壤温室气体通量的影响

多年冻土区森林土壤是重要碳库,对于全球CO₂、N₂O和CH₄平衡具有重要意义,冻融循环是多年冻土区的重要特征,但冻融作用对不同林型腐殖土有机质分解和温室气体排放的影响需进一步研究。本研究对兴安落叶松林(针叶林)、白桦林(阔叶林)、兴安落叶松和白桦混交林(针阔混交林)三种林型的腐殖层土壤进行了42天的短期室内培养实验,探索冻融作用对土壤理化性质和温室气体排放的影响。结果表明,冻融导致森林腐殖层土壤溶解性有机碳(DOC)增加,针叶林、阔叶林和针阔混交林分别增加了314.8%、91.4%和43.2%,但冻融后短期内土壤有机碳分解的温度敏感性(Q₁₀)均明显下降,CO₂排放量在25℃时分别下降24.7%、36.4%和29.5%。同时冻融作用也降低了森林土壤吸收CH₄的能力,但没有发现对土壤N₂O排放产生明显影响。冻融作用短期内降低了森林土壤温室气体全球增温潜势(GWP),其中对CO₂的抑制作用最为明显,阔叶林腐殖层土壤受...     

准噶尔盆地东部石炭纪富火山岩海相油气盆地原型:一个工作假说

准噶尔盆地石炭系中发现自生自储的大型火山岩油气藏,这不仅大大拓宽了油气勘探领域,而且从含油气盆地原型恢复角度为我们提出了一个新的命题。本文对准噶尔盆地东部的石炭纪盆地进行了剖析,在井间地层对比和锆石U-Pb同位素年代学测定基础上,确定了准噶尔盆地石炭系划分方案,建立了准东地区及邻区石炭系的5条联井对比骨干地质剖面,进而把准东地区石炭系盆地的充填过程划分为两个旋回、7个阶段,其中第一旋回为早石炭世,进一步分为4个阶段,第1至第3阶段以各种火山岩发育为特征,第4阶段为火山活动的间歇期,发育了暗色泥质岩。第二旋回为晚石炭世,进一步分为3个阶段,第5和第6两个阶段以发育中基性火山岩为特征,第7阶段以沉火山凝灰岩和与泥质岩、砂岩互层发育为特征。文中归纳了准东地区石炭纪盆地及其中火山岩油气藏烃源岩和储层的发育特点,建立了其盆地原型,指出准东地区石炭系在沉积时的构造古地理以多岛洋为特征,受准噶尔洋的持续向北东方向俯冲的影响,准东地区盆地基底向南西方向倾斜,造成了沉积中心的向南西迁移。考虑到盆地位于增生型造山带内,将其原型盆地称为增生楔盆地。文中特别指出,任何构造位置上形成的盆地都有形成大油气田的潜力,能否形成大油气田的关键在于有没有优质烃源岩、优质储层和有效圈闭。准东增生楔盆地中烃源岩与火山岩储层的空间关系十分密切,二者往往形成互层状或穿插状,这一特征决定了盆地中油气产出具有近源性,而圈闭的形成则因火山岩储层的成层性差而呈形态和类型的多样性。     

锡的地球化学性质与华南晚白垩世锡矿成因

锡在地质过程中表现出亲氧、亲硫和亲铁三重特性。在地幔岩浆过程中,锡是一种中等不相容的金属元素。锡成矿主要与酸性岩浆活动有关,其地球化学性质决定了其成矿主要受源区性质、氧逸度以及挥发分含量、岩浆结晶分异等因素控制。高度结晶分异可使锡在岩浆中进一步富集,是锡成矿相关花岗岩的普遍特征;锡为变价元素,岩浆体系氧逸度影响源区中锡的迁移能力和分离结晶过程中锡的元素行为,还原性岩浆体系有利于锡富集成矿。富含F、Cl和B等挥发组分对锡元素的迁移和富集起积极的作用。全球锡矿床分布与俯冲带关系密切,特提斯和环太平洋构造域是主要蕴藏区。重要的锡成矿事件表现出区域性和阶段性的特征。结合锡的地球化学特性以及锡矿分布特征,我们认为最有利锡成矿的动力学机制是俯冲板片后撤机制。俯冲板片后撤引发深部软流圈地幔上涌,导致强烈的壳幔相互作用,形成低氧逸度、富F、Cl和B等花岗岩,有利于锡成矿。对于华南晚白垩世锡成矿事件,新特提斯洋俯冲板片发生后撤是其成矿地球动力学背景。     

内蒙古白音诺尔铅锌矿床印支期成矿的年代学证据

内蒙古白音诺尔铅锌矿床是大兴安岭地区最大的铅锌矿床,矿体主要沿碳酸盐岩与花岗闪长岩的接触带产出.对矿区内及外围主要岩体的锆石LA-MC- ICP-MS测年结果表明,矿区外围花岗岩岩基的形成年龄为(134.8±1.2)Ma(MSWD=2.40),矿区内花岗闪长岩的形成年龄为(244.5±0.9)Ma(MSWD=0.85)...     

河南桐柏围山城地区侵入岩年代学与地球化学特征

河南省桐柏围山城地区位于华北板块与扬子板块之间的秦岭造山带与大别造山带的衔接部位,本文对产于该区的主要侵入岩体开展了锆石SHRIMP测年和岩石地球化学特征研究.总共对8件样品开展了SHRIMP测年,其中产于破山银矿区的云斜煌岩获得的锆石SHRIMP测年结果为461.8 ± 9.7 Ma,MSWD＝1.10,表明其形成于加里东中期.在桃园岩体及其南部混染带内产出的变辉长岩、石英闪长岩、花岗闪长岩和黑云母花岗岩共获得了6组年龄数据,分别是431.7 ± 8.3 Ma (MSWD＝0.76)、432.3 ± 7.5Ma (MSWD＝0.45)、470.3 ± 8.3Ma(MSWD＝1.3)、431.5 ± 8.2 Ma(MSWD＝1.6)、433 ± 11 Ma(MSWD＝1.8)和426.7 ± 9.1 Ma(MSWD＝1.6),说明桃园岩体是加里东晚期岩浆侵位产物.梁湾岩体花岗闪长岩和二长花岗岩的锆石SHRIMP测年结果分别为132.5 ± 2.3Ma (MSWD＝1.5)和137.0 ± 3.4Ma (MSWD＝1.9),为燕山中期.锆石SHRIMP测年结果表明,围山城地区主要侵入岩的岩浆活动集中在三个时期,分别是460～470Ma,430Ma和135Ma.侵入岩体的岩石地球化学研究结果表明,与加里东晚期花岗岩相比,燕山中期花岗岩明显富K、Nb和Rb贫Na和Y.Pb-Sr-Nd同位素示踪研究表明,加里东晚期花岗岩明显富含放射性成因Pb,其206Pb/204Pb值为19.342～19.712,平均值19.512,(87Sr/86Sr)i值较低,变化于0.70211~0.704899,εNd (t)值均为正值,变化范围为+3.55～+7.53,显示成岩物质来源较深,可能来自亏损地幔;而燕山中期花岗岩的放射性成因Pb含量低,206Pb/204Pb值为17.278～17.492,平均值17.370, (87Sr/86Sr)i值相对较高,为0.707004~0.716968,εNd(t)值均为较大负值,变化范围为-16.95～-9.76,显示成岩物质来源较浅,可能来自下地壳.围山城地区加里东晚期花岗岩与燕山中期花岗岩岩石地球化学特征上的差别与它们形成时所处的大地构造环境有关,加里东晚期花岗岩形成于弧后环境,而燕山中期花岗岩则形成于华北与扬子两大板块碰撞后的岩石圈减薄与伸展构造环境.     

1997年华南汛期降水异常与大气低频振荡的关系

利用国家气象中心提供的逐日降水资料及NCEP逐日再分析资料,分析了1997年华南地区汛期异常降水低频特征与大气低频振荡的关系。研究表明,1997年华南前汛期和后汛期降水表现为不同的振荡特征;前汛期降水主要以10～20天准双周振荡为主,而后汛期降水的低频特征并不明显。进一步对降水和其它要素的低频振荡特征进行分析发现,该年华南地区前汛期降水和风场的低频振荡现象是普遍存在的;低频纬向风的传播变化与降水的时间分布有较好的对应。并且,高、低纬度低频风场同时向华南地区传输,会产生极强的降水。在对大气低频扰动动能的分析中也发现,华南前汛期降水伴随着低频扰动动能在该地区的集中释放。     

区域一体化研究综述：尺度、联系与边界

区域一体化是当今世界最具活力的经济现象之一,它是一个多维度的空间现象,也是一个多学科参与的科学问题。地理学独特的尺度、联系和边界视角对于理解区域一体化是如何改变世界经济格局及其对国家和区域发展的影响有重要意义。文章梳理了区域一体化理论和发展,以尺度、联系和边界的分析视角重新审视了快速发展的区域一体化进程,阐述了区域一体化的网络化特征和多维联系,重新定义了区域一体化中的多重边界,并从“全球―地方”联系的角度对区域一体化进程下有关区域和地方发展的研究进行了综述。区域一体化的实践表现出越来越多的网络特征,形成了以国家权力和关系为导向,涵盖多维度邻近的立体网络空间;区域一体化的边界效应重塑了全球经济格局,同时传统的领土边界依然重要;区域一体化的制度安排深刻影响了一国边境地区的发展和经济地理格局。最后,针对区域一体化,从尺度建构、内部联系、边界效应和多元分析框架等角度指出了亟待学界解决的一些问题,并展望了未来的研究趋势。     

基于改进Converse断裂点模型和加权Voronoi图的区域城镇体系结构研究——以天水市为例

在对Converse断裂点模型进行改进的基础上,通过构建评价指标体系和计算城镇中心性强度,对天水市城镇体系等级结构进行了划分;通过运用加权Voronoi图,划分了城镇影响范围和城镇经济区。研究表明:1)天水市城镇体系等级分化非常明显,可按中心性值的大小分为3个等级,其中一级城镇主要为天水各县区政府所在地;2)基于加权Voronoi图的城镇经济区打破了行政区划界线,更符合区域"城镇-腹地"相互联系和作用的实际;3)城镇影响空间既受城镇综合实力和区位交通条件的影响,也与地形、资源分布以及历史文化等因素密切相关。在天水市东部和南部,城镇空间影响范围明显大于中部和北部地区。