全球钾盐资源分布规律及其构造成因

全球钾盐矿床分布广泛,总储量达35×10~8t,是最重要的蒸发岩型矿床之一,主要分布在加拿大、白俄罗斯、俄罗斯、中国、美国、智利以及德国等地。文章分析了全球钾盐资源分布的时空特征,认为其主要以固体矿床形式分布于北半球海相、海陆相蒸发盐盆地中,主要成钾时期为寒武系、泥盆系、二叠系、侏罗系和白垩系。其中古生代的钾盐资源规模较大,分布于地壳相对稳定的板内坳陷区和板块边缘的坳陷带;而中新生代钾盐盆地在板内多位于拉张区域,而在板块边界上则可出现在伸展区或前陆盆地。结合古板块再造、古地理与古气候分析,认为全球钾矿资源形成和时空分布的因素包括:(1)古气候带。全球重要的钾盐矿床均形成于干旱气候,而其它无法保持长期干旱的气候环境,难以沉积钾矿资源;(2)全球海平面波动。海平面由高水位向低水位转换的海退环境最有利于钾盐的形成,在全球海平面处于非峰值且比较平稳的时期形成的钾盐较多;(3)大地构造环境。全球构造比较平静的时期(造山活动初期或造山后)与地区容易形成、聚集钾盐,而在造山事件频繁发生的时期钾盐形成较少。在此基础上,进一步讨论了中国钾矿资源分布广、规模小、分布集中的原因,即在全球最重要的钾盐沉积期,中国华北、华南与塔里木三大主要板块不能同时满足干旱环境和被浅海覆盖两个条件,不利于蒸发岩的形成。     

塔里木陆块在Rodinia超大陆中位置的新认识——来自地层对比和古地磁的制约

塔里木周缘的新元古代地层中均记录了涉及Rodinia聚合和裂解的构造热事件,但塔里木在Rodinia超大陆中位置尚存争议.本文综合地层对比以及古地磁的研究方法,将塔里木陆块在Rodinia超大陆中置于澳洲板块的西北缘,并且塔里木的西南缘(现今位置)和澳洲的西北缘(现今位置)相连.基于塔里木周缘的构造热事件和塔里木、澳洲运动学特征分析,认为塔里木陆块周缘在约800~700 Ma中发生了强烈的裂谷事件,导致塔里木从Rodinia超大陆中裂解,但塔里木并没有完全从澳洲裂离,而是随澳洲一起,加入冈瓦纳大陆.在约450 Ma左右,塔里木与澳洲发生分离,其原因为古特提斯洋的扩张.     

内蒙古中南部古元古代高温型双变质带及其构造意义

内蒙古中南部集宁-丰镇-土贵乌拉地区发育了一条超高温变质岩带.通过对土贵乌拉地区超高温变质岩的矿物组合研究,发现其中包含了尖晶石+石英、假蓝宝石+石英、斜方辉石+夕线石+石英的超高温标型矿物组合,并且在超高温变质作用区域内,经历了初始近等压冷却,随后近等温降压的逆时针退变质过程.已有的年代学数据表明,超高温变质作用峰期变质时代为1 920 Ma左右,降压退变质时代为1 850 Ma左右.在超高温变质岩带的东南地区,包括怀安-宣化一带,还出露了高压麻粒岩带.高压麻粒岩经历了近等温降压的顺时针退变质过程.年龄数据表明高压麻粒岩峰期变质时代为～1 900 Ma,退变质时代为1 850 Ma左右.内蒙古中南部超高温变质岩带和高压麻粒岩带相邻分布、产状相似且变质时代接近,共同构成了类似都城秋穗提出的双变质带;由于其温度偏高,故称为高温型双变质带,为世界上最古老的双变质带之一.该高温型双变质带可能反映了内蒙古中南部不同层次地壳物质在早前寒武纪碰撞作用中经历了P-T演化截然不同的变质作用,两条变质带在经历了各自的峰期变质作用后,作为一个共同的地体抬升.对内蒙古中南部古元古代高温型双变质带开展进一步研究,为认识华北克拉通早期构造背景、地壳热演化,特别是板块构造、不同地壳层次的构造作用提供了难得的科学机遇.     

遵化豆荚状铬铁矿岩浆流变学性质

对遵化豆荚状铬铁矿中250个铬铁矿豆体的形态、大小、向椭球体转变的程度等统计分析表明,豆体在上升期间与岩浆作用的过程中伴有由等轴体(近似为球体)向椭球体转变的过程。其主要原因是豆体在相对岩浆运动的过程中,豆体的表面与岩浆之间的粘滞摩擦造成的。粘滞摩擦力的大小、作用于豆体表面的时间又取决于岩浆的粘度、豆体相对于岩浆的沉降速度、豆体半径的大小及岩浆上升的速度,所以这些因素将决定豆体变形(磨蚀、椭球化)的程度。因此,可用豆体与岩浆相互作用的物理过程来模拟豆体的变形特点,而反过来据实测的豆体变形程度数据又可推算岩浆真实的上升速度。     

潜在公海世界遗产及其保护和管理

为保护全人类共有的公海资源,尤其是具有重要价值的世界遗产,文章概述联合国教科文组织世界遗产中心与世界自然保护联盟提出的5处潜在公海世界遗产,并分析其保护和管理的问题及其原因。研究结果表明:潜在公海世界遗产分别为失落之城热液区、哥斯达黎加热穹窿、大白鲨咖啡厅、马尾藻海和亚特兰蒂斯浅滩,均为重要的海洋生物栖息地,具有极高的研究和保护价值,其中失落之城热液区有望成为全球首处公海世界遗产;由于名称和定义尚不明确等原因,潜在公海世界遗产缺乏统一的保护和管理;全球海洋世界遗产较少,公海世界遗产更处于初级发展阶段,应充分发挥国际组织的作用,促进各国的积极参与,可持续开发利用公海资源。     

深海多金属硫化物采矿研究进展及其前景探讨

随着陆地金属矿产资源的日渐枯竭,深海多金属硫化物逐渐成为海洋矿产资源勘探的新趋势。文章介绍了全球主要海底多金属硫化物矿床的成因及分布特点,阐述了多个国际矿业公司和国际海洋组织对西南太平洋、大西洋和印度洋海底块状多金属硫化物勘探活动的最新进展。从海底多金属硫化物的金属品质、深海采矿的法律政策和环境保护等方面对海底多金属硫化物的开发前景进行探讨,并提出积极投身国际海底资源开发规章制定,进一步细化国内法律制度,为深海采矿提供良好的法律制度环境;提升深海治理能力,增强我国在深海领域的话语权;完善深海技术装备体系,提高深海开发创新能力等建议。     

华北克拉通新太古代不整合事件的确定及其大陆克拉通构造演化意义

在华北北部麻粒岩相带内识别出了古老的不整合事件 ,表现为面状分布的孔兹岩系不整合覆盖在灰色片麻岩杂岩基底之上 .孔兹岩系的稀土配分模式指示其原岩主要为较成熟的沉积岩系 .同位素年龄及变质作用P T t轨迹的研究证明孔兹岩系明显晚于基底杂岩形成 ,并且孔兹岩系经历的变质事件叠加于基底杂岩 .孔兹岩系 基底杂岩的二元结构现存于整个华北克拉通的西部 ,并被五台裂谷构造截切 ,证明不整合事件发生于新太古代 ,记录了新太古代华北克拉通化的重要构造热事件     

华北克拉通中部孔兹岩系的地球化学特征及其大陆克拉通化意义

在华北中部高级变质基底内新发现一套太古代的孔兹岩系 ,它们以大离子亲石元素富集 ,Zr、Hf和Sr含量较低 ,稀土元素分布型式显示明显的轻稀土元素富集及Eu负异常 .其原岩应为一套长石砂岩、页岩或泥质岩 ,并有碳酸盐类 ,沉积于远离陆地的克拉通大陆架浅海环境 ;物源区以花岗岩类为主 ,并有少量TTG ,经历了较强的化学风化作用 .结合相关的构造制约 ,可以认为孔兹岩系代表的变质沉积盖层是华北大陆新太古代克拉通化最重要的外生标志 .     

洋壳渗透率结构对其内部热液对流的影响研究——基于热力学数值模拟

洋底特殊环境的限制使数值模拟成为研究海底热液对流与成矿机制的有效方法.本文通过数值模拟的方法,研究洋壳渗透率单因素变化对热液对流系统的形态和输出参数(热液喷发温度和热流值)进行研究.模拟结果表明,洋壳平均渗透率分别与热液喷发温度和热量输出呈反相关和正相关关系,符合达西流体热对流的基本解析规律.另外,洋壳渗透率的垂向变化不会使洋壳内部的对流系统产生明显的横向偏移,只使热液羽规模在垂向上产生规律性变化,且渗透率越大,热液羽规模越小.渗透率在水平方向的变化则是引发热液羽和热液喷发位置横向偏移的主要因素,且只有在特定的渗透率水平变化率范围内,上涌热液羽才会发生向高渗区的明显偏移,这也从一定程度上解释了现今拆离断层相关的热液系统均未发育于断层终止线上的事实.以大西洋Trans-Atlantic Geotraverse(TAG)热液区为例,断裂带高渗区必然影响相邻洋壳内部热液的上涌路径,但受区内拆离断裂带周缘的渗透率水平变化规律的影响,上涌热液羽不至于完全偏移至断裂带,从而产生拆离断层上盘的热液活动.     

下地壳流变学性质对南大西洋两岸盆地结构不对称性的控制

南大西洋两岸被动陆缘盆地蕴藏大量的油气资源,是近年来油气勘探的热点区域。南大西洋两侧共轭盆地的结构存在明显的不对称性,南美侧的桑托斯盆地垂直走向方向的宽度(约850 km)是位于非洲侧的南宽扎盆地(约200 km)的4倍。盆地结构的不对称性导致南大西洋两岸被动陆缘盆地油气分布与成藏规律具有明显的差异,但是盆地结构不对称性的动力学成因目前还存在较大争议。为此开展2D热力学耦合的地球动力学数值模拟实验,数值模拟中采用有限元方法求解黏-弹-塑性连续介质的本构方程。实验结果证明了下地壳流变学性质差异是控制盆地结构的关键因素。当下地壳流变学性质不对称时,在克拉通上发育的盆地往往为狭窄盆地,而在造山带上发育的盆地为宽广盆地。克拉通深厚地壳通过改变软流圈的流动影响地壳破裂和盆地结构。与前人数值模拟结果相比,本文的模型不仅能正演不对称盆地的形成过程,也能预测共轭盆地不对称极性,与南大西洋地质情况能够更好吻合。