塔里木溢流玄武岩火山通道的三维结构及其热成因气体释放

塔里木上奥陶统-志留系沉积地层中广泛发育早二叠世溢流玄武岩的火山通道相岩床-岩墙网络。三维地震数据解释结果显示,这些火山通道以平行围岩地层的岩床和斜切围岩地层的"碟状岩床"为主要特征。在玄武岩喷发过程中,火山通道岩浆的热量可以导致沉积围岩发生热接触变质并将沉积围岩中的有机质转化为"热成因气体"。在塔北英买2井区火山通道烘烤沉积围岩模型基础上,利用有限元热模拟方法确定了该区早二叠世玄武岩喷发时火山通道热烘烤影响范围随时间的变化。基于沉积围岩有机质丰度估算,该区热烘烤成因甲烷释放量可达11.3Gt(即113亿吨)。如果整个塔里木溢流玄武岩省具有与英买2地区相同的释放强度,则塔里木溢流玄武岩省活动期间释放的甲烷总量可达7062.5Gt,必然导致非常显著的环境效应。同时,玄武岩火山通道岩浆引起的热接触变质作用对已存在的油藏具有明显的破坏作用,塔里木盆地古生界总量约8~10Gt的油藏破坏和大量沥青的形成可能与此有关。     

蔗渣生物质炭对喀斯特农田石灰性土壤氮转化过程的短期影响

生物质炭对于土壤中不同形态氮库的含量影响已有较多研究,但对西南喀斯特区石灰性土壤氮素形态,尤其是控制氮素形态的转化过程研究较为缺乏。本研究设置土壤中添加1%（C1）和3%（C2）蔗渣生物质炭2个用量水平,并以不施用蔗渣生物质炭作为对照（CK）,共3个处理,通过15NH4NO3和NH415NO3成对标记技术,结合MCMC氮素转化模型研究了不同用量的蔗渣生物质炭对石灰性土壤氮转化过程的短期影响,为该地区蔗渣资源化利用和土壤氮保持提供理论支撑。结果表明,与CK相比,添加蔗渣生物质炭能够快速提高土壤pH和有机碳含量。添加生物质炭并没有显著改变土壤氮的矿化、铵态氮（NH+4氮（NO-3物同化和异养硝化速率,但NH+4随生物质炭用量的增加而提高,以添加量最高的C2处理最大。添加生物质炭同样提高了土壤NH+4速率,但C1和C2处理的土壤NH+4放速率并无显著性差异。与CK和C1处理相比,施用高量蔗渣生物质炭通过抑制自养硝化速率而显著降低了硝态氮净产生速率。这些结果表明,施用高量蔗渣生物质炭于石灰性土壤中可快速实现对NH+4,降低自养硝化速率,减少NO-3,从而降低了其损耗和淋失风险。     

花岗岩研究的反思

花岗岩是地壳生长、发展以及再循环的地质见证,是地质科学中壳–幔相互作用研究的一个重要课题,同时也是流体与固体地球化学相互作用领域的研究前沿。近二百年来,有关花岗岩的研究经久不衰,大致可分为4个阶段。（1）混合花岗岩派与岩浆花岗岩派的论争,代表花岗岩成因研究开始进入理性认识阶段。一派以变质作用条件下地壳重熔的地质观察为基础,另一派以简单的玄武岩浆分异为依据,而展开论争。（2）地壳重熔实验阶段。以地壳岩石为源岩的热力学实验的开展,是花岗岩热力学研究的开始。（3）随着重熔实验的全面开展,包括了微量元素及同位素的研究,促使热力学熔融体系在花岗岩成因研究上进入全面应用阶段,使地质上的共生组合法则得以与热力学接轨。同时由于微量元素应用于花岗岩,它的多元机理（multiple stage mechanism）进一步确立,为动态研究的开展打下了一定的基础。（4）花岗岩成因与大地构造结合阶段,属于近代花岗岩研究的范畴,代表着花岗岩体系与动态地质演化过程的接轨,并开始建立一个地质实际的观察模式,为进一步向动力理论发展做好准备。为此,对花岗岩研究发展过程中出现的几个问题,如平衡热力学的应用,流体在花岗岩中的重要性,花岗岩成因与大地构造的结合以及热在长期的演化过程中的变化等问题进行了讨论。     

中条山横岭关和北峪花岗质岩体的SHRIMP锆石U-Pb年代学和地球化学

在中条山杂岩西北部的横岭关变质花岗质岩石包括奥长花岗岩和钙碱性二长花岗岩,与寨子TTG片麻岩呈侵入接触关系,通常在寨子片麻岩中表现为不同规模的侵入体。北峪变质花岗质岩石主要岩性为奥长花岗岩,分布在胡家峪背斜核部。SHRIMP锆石U-Pb年代学研究显示,横岭关变质钙碱性二长花岗岩的207Pb/206Pb加权平均年龄为2435.9Ma,北峪变质奥长花岗岩207Pb/206Pb加权平均年龄为2477Ma,并具有约2600Ma的继承锆石。全岩地球化学分析表明,横岭关变质奥长花岗岩、变质钙碱性二长花岗岩和北峪变质奥长花岗岩属于偏铝质中钾—高钾钙碱性岩浆演化系列,表现较高的碱质含量,Na2O K2O平均值为9.08%;所有岩石亏损Nb、Ta、P和Ti,并且有右倾的稀土配分模式,中等到高的(La/Yb)N比值(平均25.15)。相对横岭关变质钙碱性二长花岗岩,横岭关奥长花岗岩和北峪变质奥长花岗岩亏损Rb、Th和K。全岩Sm-Nd同位素研究表明岩石的εNd(t)=-1.2~ 2.4、tMD=2622~2939Ma。这些地球化学特征指示了岩石形成于活动大陆边缘的大陆岛弧环境,而横岭关奥长花岗岩和北峪变质奥长花岗岩主要来源于岛弧...     

冀北小张家口超基性岩体的锆石U-Pb年龄和Hf同位素组成

采用离子探针（SHRIMP Ⅱ）测得小张家口基性-超基性岩体中的锆石主要有220±5Ma和491±7Ma两组年龄,以及一个很老的继承锆石年龄2453Ma.年龄为220±5Ma的一组锆石（A组）具有典型的岩浆型振荡环带,这组年龄应代表该岩体的侵位年龄.A组锆石的^176Hf/^177Hf比值从0.282557到0.282690,εHf（220Ma）=-2.9～＋1.66.年龄为491±7Ma的一组锆石（B组）具有变质成因的蝴蝶结构（Butterfly structure）和熔蚀边,属于继承锆石.B组锆石的^176Hf/^177Hf比值从0.282239到0.282483,εHf（491Ma）=-8.6～0.06.207Pb/206Pb年龄为2453Ma的锆石应该是岩浆侵位时从华北克拉通古元古代基底中捕获的锆石.A组锆石的Hf同位素数据表明,220Ma左右由于华北北缘岩石圈伸展,导致软流圈地幔上涌,亏损的软流圈地幔流/熔体与富集的岩石圈地幔相互作用并混合,这种混合地幔源区发生部分熔融而形成小张家口基性-超基性岩体.B组锆石可能是小张家口岩体在岩浆侵位过程中捕获的来源于富集地幔或大陆下地壳的锆石.     

利用多光谱卫星遥感和深度学习方法进行青藏高原积雪判识

青藏高原积雪对全球气候变化十分重要,针对已有积雪遥感判识方法中普遍采用的可见光与红外光谱数据易受复杂地形与高海拔影响,导致青藏高原地区积雪判识精度较低的问题,提出了一种基于多光谱遥感与地理信息数据特征级融合的积雪遥感判识方法:以风云三号卫星可见光与红外多光谱遥感资料与多要素地理信息作为数据源,由地面实测雪深数据与现有积雪产品交叉筛选出样本标签,构建并训练基于层叠去噪自编码器(SDAE)的特征融合与分类网络,从而有效辨识青藏高原遥感图像中的云、积雪以及无雪地表。经地面实测雪深数据验证,该方法分类精度显著高于使用相同数据源的FY-3A/MULSS积雪产品,略高于国际主流积雪产品MOD10A1与MYD10A1,并且年均云覆盖率最低。试验结果表明该方法可有效地减少云层对积雪判识的干扰,提升分类精度。     

太行山南段中生代杂岩体的岩石成因:元素和Nd-Sr-Pb同位素地球化学证据

通过太行山南段三个中生代杂岩体(西戌、武安和洪山)的元素和同位素地球化学特征的研究。讨论其成因和地球动力学环境。结果表明，西戌和武安杂岩体主要由从二长辉长岩到二长岩的一系列岩石组成，其地球化学性质相似(高Mg^s，具微弱至正Eu异常的REE模式等)。西戊杂岩体的εNd(135Ma)=-12．3～-16．9，Isε=0．7056～0．7071，与武安杂岩体稍有不同。西戌杂岩体的(^206Pb／^204Pb)i=16．92～17．3，(^207Pb／^204Pb)i=15．32～15．42，(^208Pb／^201Pb)i=37．16～37．63，较武安杂岩体的略高。西戊-武安杂岩体都起源于EM1型富集地幔，但被下地壳物质不同程度混染。洪山杂岩体(正长岩-花岗岩)也来自EM1型富集地幔的部分熔融，但属于不同的岩浆事件，并仅受轻微的下地壳混染。太行山岩浆作用的发生可能与古太平洋板块的水平俯冲消减而形成的弧后伸展环境有关。     

北秦岭古生代花岗岩组合、岩浆时空演变及其对造山作用的启示

对北秦岭2个最大的S, I型花岗岩进行了锆石年代学和相关地球化学研究. 漂池S型花岗岩锆石SIMS年龄为(495 ± 6) Ma, e_Nd(t)= -8.2~-8.8, 锆石ε_Hf(t)=-6~-39. 灰池子I型花岗岩锆石LA-ICPMS, SIMS年龄分别为(421±27)和(434±7) Ma, e_Nd(t)=-0.9~0.9, 锆石e_Hf(t) = -11~8.4. 结合收集的28个锆石年代学资料的统计, 将北秦岭古生代花岗岩浆的演化分为3个阶段. 第一阶段(505~470 Ma)主要发育于北秦岭东段, 具有I型弧岩浆的特点, 伴生有漂池等S型花岗岩. 它们与榴辉岩等(超)高压变质岩石的时空关系密切, 揭示了完整的陆缘俯冲造山作用. 第二阶段(450~422 Ma)广布全区, 以灰池子岩体为代表的I型花岗岩为主, 解释为有地幔物质混入的下地壳的部分熔融, 形成于块体碰撞过程及略后的抬升环境; 第三阶段(415~400 Ma)仅发育于北秦岭中段, 以I型花岗岩为主, 形成于碰撞晚期阶段. 北秦岭古生代花岗岩带的时空演变揭示, 秦岭古生代俯冲碰状造山作用具有长期连续性、阶段性的特点; 俯冲首先从北秦岭东段开始起动, 早于祁连-柴达木北缘、大别山北麓, 说明中国中央造山系古生代俯冲增生直到碰撞具有多块体、不等时的拼合特点.     

初论微陆块在中亚造山带演化中的作用:以锡林浩特微陆块为例

镶嵌状拼合在中亚造山带众多的古老陆壳块体或微陆块,是前期古亚洲洋的特征之一。本文重点讨论的是锡林浩特微陆块,组成微陆块基底的锡林郭勒杂岩既经历了早古生代的构造热事件,也保留了前寒武纪的古老锆石。当晚古生代(C2—P1)造山带遭受到强烈的伸展变形和底侵作用时,锡林浩特微陆块又起到支柱作用:当微陆块的南、北边缘发生裂谷活动时,微陆块内部却保持了稳定的滨-浅海相沉积环境;在微陆块受到来自上地幔的底侵作用时,微陆块通过伸展背景下非造山的双峰式岩浆活动,及其与微陆块再次重熔有关的碱性花岗岩侵位,使得陆壳发生进一步的垂向增生和固结,保持了造山带的构造格局。本文讨论的正是在底侵作用的深部背景下认识该区在晚石炭世出现的一些独特的地质现象。     

氦气资源的盖层特征探究——以塔里木盆地为例

良好的盖层封盖条件是氦气资源得到保护的关键,在氦气资源潜力评估中有着重要的意义。目前对于氦气资源盖层特征的研究仍处于空白阶段,笔者等对盖层的封盖机理及宏观—微观特征与氦气封盖效果之间的关系进行了探究,认为氦气在地层中保存的封盖机理主要包括物性、压力、浓度三重封闭。盖层对于氦气的封盖效果受一系列微观特征（孔隙度、渗透率、突破压力、中值半径）与宏观特征（岩性、厚度、成岩作用、连续性、构造作用）影响,含氦气藏载体气类型的不同也会使盖层对于氦气的封闭能力产生差异。基于笔者等归纳出的盖层特征与氦气封盖效果的关系,对塔里木盆地内具有一定的生氦潜力的和田河区块、雅克拉区块、古城区块的氦气资源盖层条件进行评估,评估结果对应实际勘探中含氦气藏的分布情况。综合分析塔里木盆地含氦气藏盖层特征,发现常规评价油气藏封盖条件的方法并不完全适用于氦气资源盖层条件的评估,精准化分析含氦气藏盖层条件的方法仍需进一步探索。