深部探测揭示中国地壳结构、深部过程与成矿作用背景

深部探测技术与实验研究专项(SinoProbe;以下简称"专项")是目前中国实施的规模最大的地球科学研究计划之一,涉及从地表到深部的地质、地球物理和地球化学多学科多领域探测实验。专项自2008年实施以来,完成了全国4°×4°、华北和青藏高原1°×1°的大地电磁阵列观测,建立了全国地球化学基准网(单元大小为160km×160km,含78种元素);完成了青藏高原、华南—中央造山带、华北和东北等多条超长深地震反射与折射剖面联合探测、宽频带地震与大地电磁剖面观测,其中深地震反射剖面约6 160km,成功研究、实验了地壳与地幔深部探测的一系列技术方法,积累了丰富经验,极大地加快了中国深部探测的进度,使中国进入国际深部探测大国的行列。专项在中国东部长江中下游和南岭成矿带开展的矿集区立体探测卓有成效,矿集区三维"透明化"技术不断成熟与完善;揭示了中国东部长江中下游和南岭成矿带深部成矿的动力学背景。专项部署了罗布莎、金川、南岭、庐枞和铜陵矿集区和腾冲火山地热构造带等12口大陆科学钻探实验与异常验证钻孔,在西藏罗布莎等地发现一系列深部地幔物质,在南岭于都-赣县和安徽庐枞矿集区发现深部厚大矿体、矿化异常和重要矿化线索。专项开展了青藏高原东南缘和华北地区的地应力监测网建设,有效提高了地应力测量与监测技术水平,深化了地震与地质灾害链成因研究;岩石圈三维结构与地球动力学数值模拟的能力得到不断提高。专项开展的大陆地壳结构与演化综合研究,加深了对中国中生代以来一系列重要地质问题及其深部动力学机制的认识。专项成功研制的中国首台"地壳一号"万米超深科学钻探钻机,在深部探测仪器装备自主研发方面具有里程碑式意义;同时,成功研制了地面电磁探测(SEP)系统、固定翼无人机航磁探测系统、无缆自定位地震勘探系统、移动平台综合地球物理数据处理与集成系统等深部探测关键仪器装备与软硬件系统。专项实现了技术创新与重大科学发现的并举,适应中国地质地貌条件和岩石圈结构特征,初步形成了针对不同层次、不同尺度、不同精度深部探测问题的技术方法体系,建立了一系列探测试验基地,为组织实施中国地壳探测工程奠定了坚实基础。深部探测已经成为我国地学发展的一个重要趋势。     

中国区域地质研究的十大进展

今年,欣逢中国地质学会成立100周年,特以此文恭贺中国地质学会百年来所取得的光辉成就和对中国地质事业发展做出的卓越贡献。2008年,中国地质调查局下达了重编中国区域地质志的科研项目。经过十多年志书的编写获得了诸多创新性的区域地质研究成果,主要成果可以概括为十个方面：① 大幅度地提高了全国地质研究程度和地质科技水平;② 提出发展洋板块地质的学术思想,初步建立了洋板块地质构架; ③ 地层研究取得重要新进展,完成全国显生宙构造- 地层区划和地层格架研究; ④ 开启了蛇绿岩研究新思路,拓宽了蛇绿岩研究范围; ⑤ 前寒武纪地质研究获颠覆性科学成果,阐明了太古宙地壳演化规律,提出中—新元古界新的划分方案; ⑥ 取得多项岩浆岩创新性科研成果,建立了中国及邻区侵入岩时空演化格架;⑦ 中国地质构造研究获突破性进展;⑧ 地球深部探测研究步入国际先进行列,建立了全方位“深地”探测研究科技支撑体系;⑨ 为资源环境评价开辟了新方向,海洋地质与第四纪地质调查研究取得长足进展; ⑩ 探索了地质图件研编新模式,总结了地质制图的基本经验。     

创新是加强基础地质研究的灵魂——谈加强基础地质研究的重要性

地质工作是一个科学技术密集的行业。作为地质矿产工作,要想在矿产资源勘查中取得突破,在地质环境、地质灾害评价中取得成效,归根结底,取决于地矿行业的自然科学专家、管理专家对我国地质情况的认识深度,取决于对规律的把握程度。     

变质作用P—T—t轨迹若干问题评述

着重介绍了目前变质作用Ｐ－Ｔ－ｔ轨迹研究在变质作用温压确定，变持作用不同阶段时间标定，变质作用动态演化过程的组构标志，变质作用演化热模拟以及变质作用Ｐ－Ｔ－ｔ轨迹与大地构造环境之间关系等方面所存在的若干问题。     

改进的IHS变换和小波变换相结合的图像融合

在分析IHS变换时发现,IHS变换中亮度分量的计算是从红绿蓝三种颜色中平均提取三分之一作为总亮度,而人眼对绿色最敏感(占60%)、其次是红色(占30%)、再者是蓝色(占10%),故本文对亮度分量的计算公式做了修改。在此基础上,提出了一种改进的IHS变换和小波变换相结合的图像融合方法。首先对多光谱图像进行改进的IHS变换,然后利用小波变换分别对I分量和全色高分辨率图像做小波分解,并对小波低频系数基于局部能量进行融合,小波高频系数基于局部方差进行融合,最后进行IHS逆变换,得到融合结果图像。结果表明,本文提出的方法在保持光谱源图像特性方面有优势,也较多地保留了源图像的空间细节信息,融合图像的扭曲程度小。     

川西德格—巴塘一带的晚三叠世地层

四川西部金沙江畔德格—巴塘一带出露一套低级变质的火山-沉积岩系,含有丰富的双壳类、腕足类、头足类,特别是六射珊瑚等化石。由于构造复杂,过去对这套地层形成时期的构造环境和地层分层曾有不同认识。根据所含古生物化石和同邻区对比,将这套地层的时代划归晚三叠世,并自老而新划分为3个组：打马洞组、曲嘎寺组与图姆沟组。其中打马洞组为新建立的地层单位。     

赣西南下寒武统杂砂岩地球化学特征和沉积环境

赣西南地区早寒武世发育巨厚的砂泥质复理石沉积,砂岩杂基含量普遍大于15%,以杂砂岩为主。赣州市、井冈山市和萍乡市3个地区杂砂岩的主量、微量、稀土元素含量和组合特征表明,赣西南下寒武统杂砂岩具有较高的SiO2含量,高的Al2O3/(CaO+Na2O)和K2O/Na2O比值,较低的Al2O3/SiO2、Fe2O3/MgO比值和CaO含量;微量元素含量接近中国东部上地壳值,富集大离子亲石元素;稀土元素具有LREE富集、Eu亏损明显的特征。综合分析推测,物源剥蚀区为华夏陆块,其北缘显示为被动大陆边缘的地球化学特征,赣西南地区海水较深,且自南向北略微加深。     

内蒙古西乌珠穆沁旗晚二叠世花岗岩的锆石U-Pb年龄、地球化学特征及其构造意义

西乌珠穆沁旗西南部色尔崩岩体和努和亭沙拉岩体的锆石U-Pb年龄为255. 3±1. 4 Ma和254. 4±3. 4 Ma,是晚二叠世晚期岩浆活动的产物。岩石地球化学分析发现,花岗岩属于钙碱系列,富钠贫钾,具有高Sr(Sr≥741×10~(-6))低Y、Yb及高Sr/Y的特点,轻重稀土分异显著(10. 25(La/Yb)_N22. 51),弱的正Eu异常(1. 06 δEu 1. 46),富集大离子亲石元素(LILE),亏损高场强元素(HFSE),与典型的高锶低钇中酸性岩(adakite,亦有人译为埃达克岩)地球化学特征相似。岩浆锆石具有正的ε_(Hf)(t)值(+8. 1～+13. 3)和年轻的二阶段模式年龄(T_(2DM)约为430～760 Ma),高Mg~#(55～59),表明岩浆熔体与地幔橄榄岩发生了相互作用,暗示这种高锶低钇型花岗岩的形成与俯冲板片在深部发生部分熔融有关。结合区域地质资料认为,古亚洲洋在晚二叠世还未完全闭合,研究区内高锶低钇型花岗岩形成于古亚洲洋持续向北俯冲且俯冲洋壳断离并发生部分熔融构造背景下。     

北京燕山地区薛家石梁杂岩体特征、成因、源区性质及岩石圈减薄方式

薛家石梁杂岩体位于北京北山地区,在平面上呈北西向的椭圆状,主要由辉长岩、二长辉长岩、二长岩、正长岩和花岗岩组成。根据锆石SHRI MP定年结果为132·8~123·3Ma,形成于早白垩世早期。野外地质特征、矿物学特征、岩石学特征及地球化学特征表明,薛家石梁杂岩体中二长岩是二长辉长岩岩浆与正长岩岩浆混合作用的产物,从辉长岩岩浆到二长辉长岩岩浆经历了结晶分异作用。薛家石梁杂岩体中正长岩具高Sr,低Y及Eu正异常特征,推测其可能来源于加厚陆壳的底部。薛家石梁杂岩体中辉长岩中Mg#值为65,w(Nb)/w(U)值为37·8,这些特征暗示其可能为原生岩浆。辉长岩中ε(Nd)值为-6·5,表明其源区岩石不具亏损地幔特征;而辉长岩具富集Pb、Ti、Nb正异常,Hf的负异常,与EMI型富集地幔特征(具Nb、Hf正异常及Pb的负异常)不一致;辉长岩中Rb、Th、Nb、U、La、Ce元素含量比EMI型富集地幔低一个数量级;杂岩体中N(87Sr)/N(86Sr)与N(206Pb)/N(204Pb)值具正相关关系也表明不具交代富集型地幔特征。因此,我们认为辉长岩岩浆源区应为软流圈地幔,而不是富集型地幔(EMI)。辉长岩中ε(Nd)的负值是辉长岩岩浆与太古宙下地壳相互作用的结果。因此,我们认为中国东部岩石圈减薄的主要机制是岩石圈的拆沉作用。     

内蒙古北山地区月牙山蛇绿质构造混杂岩带地质特征、形成时代及大地构造意义

月牙山蛇绿质构造混杂岩带位于红柳河—洗肠井蛇绿岩带东部的月牙山一带。月牙山蛇绿岩套出露较完整,自下而上由超基性杂岩、辉长岩、层状玄武岩、枕状玄武岩及放射虫硅质岩组成。蛇绿岩套北侧发生了强烈的构造混杂作用,形成蛇绿质构造混杂岩带,由强糜棱岩化、强蛇纹石化的辉橄岩、玄武岩基质和辉石岩、堆晶辉长岩、斜长花岗岩、橄榄岩、橄辉岩、角闪石岩、白云岩、放射虫硅质岩、蚀变玄武岩等岩块组成。通过对蛇绿岩套中辉石岩、辉长岩、斜长花岗岩、辉长闪长岩及蛇绿岩套北侧斜山——东七一山火山弧中的安山岩、花岗闪长岩等开展锆石U-Pb同位素测年研究,确定月牙山蛇绿岩套形成时代约为530Ma,相当于早寒武世;洋盆发生大规模自南向北俯冲作用的时间为421.0±15~442.4±1.5Ma,相当于志留纪。通过对蛇绿岩带两侧地层形成环境及蛇绿岩带对两侧地层单位的限定意义等研究认为,红柳河—洗肠井蛇绿岩带是代表古大洋闭合的板块缝合带,以该带为界,北侧为哈萨克斯坦板块,南侧为塔里木板块。