科学大洋钻探中的新技术

大洋钻探诸多科学目标的实现与包括钻探、取芯、测试和海底观测技术在内的各种新技术的开发和革新密不可分。即将开展的IODP计划,将对各种技术提出新的要求。在钻探技术上,将联合使用多平台,以实现区域更广深度更大的钻探作业;在取芯技术上,取样范围更广,从各种岩石取样到地下流体的取样,并要求样品保持原始状态,同时确保获得更高的岩芯采收率;在测试上,要求采用随钻测试技术,以适时地获得地下真实信息;在观测技术上,要求开发各种工具,去除由于钻探造成的扰动,使得各种观测仪器能够进行长期的跟踪观测。     

西准噶尔克拉玛依花岗岩体地球化学特征及其意义

西准噶尔克拉玛依岩体为二长花岗岩和斜长花岗岩等,为海西中期侵入岩体,具有高钠、铝等特点,A/CNK=0.71~0.78,NK/A为0.8~0.89,为偏铝质钙碱性花岗岩.轻稀土元素中等富集,Eu弱亏损,富集大离子亲石元素,Nb、Ta亏损,富Sr,La/Yb值相对低.多种主微量元素和同位素的综合图解分析表明,该岩体为I型花岗岩,与达拉布特断裂西侧同时期的庙尔沟A型花岗岩具有明显的区别,盆地具有较为年轻的地壳基底.克拉玛依岩体为岛弧花岗岩,晚石炭世准噶尔地区仍存在着洋盆体制.     

大别山区域低温剥露作用: 基于(U-Th)/He和裂变径迹年代学数据的模拟

大别山高温剥露作用研究已相当成熟, 而白垩纪特别是晚白垩世以来的区域低温剥露研究还比较薄弱, 低温年代学即是解决这一问题的重要途径之一. 本文依据大别山现有岩浆岩与变质岩的磷灰石、锆石裂变径迹和(U-Th)/He数据, 综合考虑热传导、热对流、地形及放射性热产生等因素对地温场造成的影响, 应用Mancktelow法和Braun法, 系统地对整个区域的低温年代学测年结果进行剥露速率计算, 获得了大别山白垩纪以来尤其是晚白垩世以来的剥露速率等值线图以及区域差异剥露趋势. 大别山白垩纪以来天堂寨地区及郯庐断裂带南部剥露速率(0.08~ 0.10 km/Ma)大于大别山其他地区(0.04~0.07 km/Ma). 这种区域差异剥露可能与NNE向断裂系区域差异走滑引发的构造推隆作用有关.     

(U-Th)/He测年技术:α离子射出效应及其校正

(u-Th)/He测年技术是近年来低温热年代学研究领域快速发展的一个重要分支,被应用于磷灰石、锆石、榍石、石榴子石等多种矿物,并且磷灰石(U-Th)/He在目前已知的所用低温热年代学指标中具有最低的封闭温度和较强的热敏感性,此外矿物的(U-Th)/He分析还可用来反演样品所经历的热历史,因此该技术在地质学中得到了广泛的应用.随着对(U-Th)/He方法研究程度的提高,影响测年结果的各种因素也被相继发现和认识.从(U-Th)/He测年的基本原理出发,详细介绍了矿物内 α离子的射出效应及其对氦年龄计算的影响与校正,进一步说明了矿物成分环带、晶体形状、比表面积等因素对于氦年龄校正的作用,并详细阐述了已有的针对这些因素的不同校正模型的原理、特点、发展历程以及前缘研究方向.     

地形地貌发育时间与古地形反演

地形地貌是构造过程与地表过程等相互竞争的结果,古地形重建与地貌演化研究将有助于理解这些过程及其相互作用关系。传统的地形地貌演化研究多基于14 C、释光、磁性地层等定年手段,定性或半定量地分析构造活动与地表侵蚀对地形地貌发育的影响。随着相关技术手段的发展,低温热年代学方法已不仅仅局限于构造地质学领域的造山带构造-热演化历史研究,目前已用于重建地形地貌演化历史。基于这一背景,在概述低温热年代学基本原理的基础上,结合自己的研究,主要介绍了该方法在地形地貌发育时间、古地形反演等方面的研究进展以及研究中需要注意的一些问题。文章最后指出,寻求具有更低封闭温度的低温热年代学测年体系是这方面研究的努力方向。     

GIS支持下地震与活动断裂关系研究--以上海及邻近海域为例

以MAPGIS软件为基础平台 ,利用GIS缓冲区分析和空间叠加分析技术 ,研究上海及邻近海域地震与活动断裂的关系。研究区地震活动断裂的发育程度以继承性NE -NNE向为主 ,但其活动强度不及NW -NNW向及近EW向断裂 ;沿NW -NNW向及近EW向断裂两侧 ,中强地震发生频率明显高于NE -NNE向断裂 ;不同时代活动断裂与中强地震之间存在一定的联系 ,表现为随着断裂活动时代变新 ,断裂周围中强地震发生的频率升高。     

印尼海道的两度关闭与西太平洋暖池的形成和兴衰

世界海洋表层水温最高的西太平洋暖池,是全球驱动大气环流的最大热源之一,也是全球热盐环流传输带的热源。新生代晚期印尼海道的关闭是暖池得以形成的基本条件。在印尼海道区划出了对印度尼西亚穿越流起阻挡作用的5道屏障,分析了5道屏障的形成过程和年代,据此提出了印尼海道两度关闭的模式。板块运动导致印尼海道关闭,有利于暖池发展,同时也存在不利的负面影响,本区构造运动对暖池的演变具有特有的双向复合控制作用;由此出发勾勒了近1000多万年来西太平洋暖池的形成和兴衰史：11～9MaBP为原始暖池形成期,9～6MaBP为暖池演化的第一衰退期,6MaBP以来为现代暖池的孕育和发展期,其间在1～0.2MaBP穿插着暖池演化的第二衰退期。上述暖池兴衰史的演化模式,得到了暖池区ODP1143站浮游有孔虫组合所反映的古海水温跃层深度的验证。     

浙江长兴煤山剖面P/T界线附近粘土矿物研究

通过对浙江长兴煤山(D)剖面二叠系-三叠系 (P/T)界线附近地层中的粘土矿物分析,显示粘土矿物的组合及含量的变化同粘土矿物的结晶度没有必然的联系,而同地层组段的变化相一致,粘土矿物组合的变化反映了当时的气候、物源及地理条件的变化;同时,伊利石的结晶度也不具有地层梯度的特征。但是,无论是粘土矿物组合还是伊利石结晶度,在P/T界线附近都发生了明显的变化,表明本区当时海洋酸碱度和温度的剧烈变化,这可能导致了二叠纪末期海洋生物的大规模灭绝。     

南海张裂过程及其对晚中生代以来东南亚构造的启示——IODP建议书735-Full介绍

南海的形成揭示了大陆边缘张裂和盆地形成的复杂模式,尽管已经进行了广泛研究,但是关于基底岩石和深海盆沉积层的精确年代数据还很缺乏,这使得对南海张裂年代的估计存在很大的误差,对张裂机制和历史的各种假设没有得到验证.同时只有对南海的张裂过程有了精确地分析与刻画,才能更好地理解西太平洋边缘海盆地的形成以及它们在印支块体受印度-欧亚板块碰撞而向东南挤出、青藏高原隆升中可能起到的作用.2009年正式提交的国际综合大洋钻探计划(IODP)建议书735-Full建议在南海深海盆内的4个站位上实施钻探.这4个站位分布在南海盆地4个不同的次级构造单元上(南海东北部、西北次海盆、东部次海盆和西南次海盆),这样的站位设计会确保完成本建议书的整体研究目标,即揭示南海的张裂历史和它对晚中生代以来东南亚构造的启示.位于南海盆地最东北部的站位有助于确定该区域地壳的属性和验证古南海是否存在,位于西北次海盆的站住可能会提供南海的最早张裂年代,另外2个分别位于东部次海盆和西南次海盆的站位将重点确定2个次海盆的绝对年龄、基底矿物成分与磁化率以及2个次海盆的相对张裂次序.这些站位的水深大约在2 910～4 400 m,钻探深度预计到海底以下大约700～2 200 m,总的钻透深度为5 959 m,其中5 359 m穿透沉积层,另外600 m或400 m钻入基底.所有这些站位的位置是由已有的地球物理观测数据所确定,目前计划收集更多的地质与地球物理数据以满足IODP对井位调查数据的要求.