俯冲带温度条件下橄榄石中硅氧四面体的非谐振动:透射红外光谱研究

橄榄石既是上地幔的主要矿物,又是俯冲板块的主要矿物。在正常地幔温度条件下,橄榄石中原子之间的振动是非谐振动,这已成为学界共识;然而,对于俯冲带的较低温情况,橄榄石中原子之间的振动的非谐性是否重要,目前还没有比较一致的结论。本研究利用透射红外光谱的方法,系统研究了室温下不同厚度橄榄石中硅氧四面体的红外光谱特征,并着重对其在2100~1500cm-1区域形成的二倍频峰/合频峰进行了指认。在此基础上,本研究通过采集不同温度下的透射红外光谱数据(最高温度达约450℃),确立了橄榄石中硅氧四面体的相应基频峰及二倍频峰峰位对温度的依赖性,进而得出其相应红外振动的非谐系数(χ)随温度(T)的变化关系,具体为:χ838=6.37(2)×10-7×T+0.0014(1)及χ993=7.86(3)×10-7×T+0.0015(1),其中温度的单位为℃。外推到600℃时,有χ838=0.0018(1)及χ993=0.0020(2)。这些结果表明,在俯冲带的较低温条件下,橄榄石中硅氧四面体的内部振动的非谐性可能不重要。     

云南羊拉铜矿床成矿流体特征及成矿过程

云南羊拉铜矿床位于金沙江构造带中部,是中-晚三叠世金沙江洋盆向西俯冲闭合碰撞造山过程中形成的一个大型铜矿床。矿体多呈层状、似层状顺层产出,但明显受层间破碎带和滑脱带控制。从流体包裹体研究入手,讨论了该矿床成矿流体的特征、演化以及流体不混溶(沸腾)作用与成矿的关系。流体包裹体研究表明,干夕卡岩阶段(Ⅰ)、湿夕卡岩磁铁矿阶段(Ⅱ)、石英硫化物阶段(Ⅲ)以及方解石硫化物阶段(Ⅳ)中发育多种类型的包裹体,主要为气液水两相包裹体和含子矿物多相包裹体,纯液相水包裹体次之,少见纯气相有机质包裹体。其中,含子矿物多相包裹体发育于Ⅰ阶段石榴石、Ⅱ阶段绿帘石,尤其是Ⅲ阶段石英中。Ⅰ、Ⅱ阶段成矿流体具有高温、高盐度特征,均一温度分别为413~593 ℃和336~498 ℃,盐度分别为19.1%~49.7% NaCleq和15.7%~53.3% NaCleq;Ⅲ阶段成矿流体均一温度为148~398 ℃,并具有低盐度(2.1%~9.6% NaCleq)与高盐度(35.5%~65.3% NaCleq)共存的特征;Ⅳ阶段成矿流体具有低温(132~179 ℃)、低盐度(3.4%~10.4% NaCleq)特征。根据流体包裹体的微观特征并结合矿区的宏观地质特征,认为流体不混溶(沸腾)是导致本矿区金属沉淀成矿的主要机制。     

碱金属离子及碱溶液对膨润土性能影响的研究进展

基于前人有关膨润土在碱性环境下的室内试验和数值模拟的研究结果 ,重点阐述了碱金属离子及碱溶液对膨润土矿物成分、微观结构、膨胀性和渗透性等方面的影响,讨论了温度、pH值与溶液浓度等对上述过程的影响。碱金属离子及碱性溶液不仅可交换膨润土中蒙脱石层间阳离子,而且可溶解膨润土中的蒙脱石,生成非膨胀性矿物,并随着温度和pH值升高,蒙脱石被溶解程度增加,从而导致了膨润土膨胀力减小,且随着温度、溶液浓度及pH值的增加,膨胀力削弱程度加强;同时,膨润土与碱金属离子及碱溶液接触时孔隙增多,进而渗透性增强,随着温度和溶液浓度增加,渗透性也明显增强。数值模拟可实现膨润土与碱性溶液长期接触时发生的矿物成分及渗透性变化的预测。高温、不同pH值的低碱性溶液及其耦合作用对膨润土的矿物化学成分、微观结构、膨胀力和渗透性的影响及机理研究应该是今后研究的重点。     

“西南河流源区径流变化和适应性利用”重大研究计划进展综述

西南河流源区是中国的水资源战略储备区,但其未来水资源演变趋势不明,为厘清气候变化下的径流变化规律以开展适应性利用,国家自然科学基金委于2015年启动了“西南河流源区径流变化和适应性利用”重大研究计划,本文对重大研究计划的总体情况和主要进展进行综述。重大研究计划实施以来取得了一系列研究成果:构建了西南河流源区天空地一体化监测体系,有效提升了西南河流源区的监测能力;创新了高原寒区径流水源组成的多元综合解析方法,揭示了高原寒区典型径流水源的形成机理及气候驱动下流域下垫面与水文系统的协同变化机理;创建了综合冰雪冻土寒区水文过程和示踪过程的分布式同位素水文模型,揭示了雅鲁藏布江径流变化的历史规律和未来趋势;提出了河流全物质通量概念,开展了大量取样检测,揭示了高原河流生源物质循环及生物响应规律,量化了澜沧江梯级水库运行的环境累积效应;发展了多目标互馈系统理论,从水量、水能、水质3个方面创新了梯级水库适应性利用技术,为西南水电消纳、澜沧江-湄公河水资源合作等国家重大需求提供了支撑。     

克拉玛依侏罗纪玄武岩地球化学特征及其壳幔作用过程研究

新疆北部中新生代岩石圈深部过程一直备受关注但研究较少。在详细的野外地质和室内岩相学的研究基础上,对西准噶尔克拉玛依侏罗纪玄武岩开展了全岩主元素、微量元素和Sr-Nd同位素以及锆石U-Pb年代学和Hf同位素分析。这些玄武岩与下伏下石炭统太勒古拉组地层呈角度不整合接触关系,具有明显柱状节理、块状构造、斑状结构,斑晶主要由富Ca斜长石、普通辉石和橄榄石组成,部分含有菱铁矿,基质为间粒间隐结构。玄武岩属于碱性玄武岩系列(σ=3.87~4.68),强烈富集大离子亲石元素(如Rb、Ba、K等)和轻稀土元素,没有Eu的负异常(δEu=1.02~1.06),具有相对较低的正εNd(t)值(+2.95~+3.02)和较高的(87Sr/86Sr)i值(0.7048~0.7049),暗示其具有与OIB型源区相似但较为亏损的源区特征。这些玄武岩可能来源于80 km以下深处的石榴石二辉橄榄岩的低程度部分熔融作用。玄武岩中获得锆石的U-Pb谐和年龄为(357.3±5.1)Ma,这一年龄与围岩太勒古拉组的时代相当,指示这些锆石主要来自早期岩浆作用。与晚古生代岛弧及后碰撞基性火山岩不同,侏罗纪玄武岩形成于相对稳定的板内构造环境,其地幔源区亏损程度不及晚古生代火山岩源区。这样的源区可能与俯冲下沉洋壳和拆层岩石圈发生变质重熔形成富集熔体并不断交代亏损地幔有关。     

藏北南羌塘盆地曲瑞恰乃地区中侏罗世色哇组、莎巧木组、布曲组的生物地层特征

对藏北南羌塘盆地曲瑞恰乃地区的晚三叠世-侏罗纪地层进行了研究,自下而上划分为晚三叠世日干配错群,晚三叠世～早侏罗世索布查组,早侏罗世曲色组,中侏罗世色哇组、莎巧木组、布曲组、夏里组和晚侏罗世索瓦组。其中,对中侏罗世色哇组、莎巧木组、布曲组生物地层的研究为本文的主要内容,研究成果为该区中侏罗世地层层序的建立和详细对比提供了重要的依据。     

长江中下游地区下蜀黄土成因研究的回顾

为了进一步认识下蜀黄土的成因及其在我国东部环境演为研究中的意义，回顾了20世纪30年代以来下蜀黄土研究的主要成果，系统地评述了下蜀黄土的风成说、水成说和多成因说。下蜀黄土的成因，从营力的先后及主交看，风成应是第一位的。因此，在利用下蜀黄土保存的古环境信息研究我国东部变化时，应慎重选择剖面，以获得良好的结果。     

青海治多多彩地区火山岩岩石特征

多彩地区处于西金乌兰-义敦晚三叠世岛弧带的东段,成矿区带位于三江成矿带的北西段,区内已发现了尕龙格玛铜多金属矿床和拉迪欧玛铜矿点.重点分析了与该区成矿关系密切的火山岩的岩石特征,初步恢复了该区火山岩的喷发环境和火山机构,并探讨了火山活动与成矿的关系.研究表明,本区火山岩主要为英安岩及英安质火山碎屑岩,其次为安山岩、安山质火山碎屑岩.火山岩微量元素具有富集亲石元素Rb、Sr、Th及亲铁元素Co、Ni,亲Cu元素Zr与参照值相近,V、Ba元素的含量高于地壳的丰度值,Sc、Cr等元素亏损的特征.中-酸性火山岩稀土总量较高,稀土配分曲线上普遍出现Eu负异常,总体特征与造山带火山岩相似,火山岩相为溢流相.本区海相火山喷发发生在浅海地带,火山岩构造环境总体属于岛弧环境.成矿作用主要与古火山机构和后期动力变质作用有关.     

卫星遥感技术在内蒙古多伦县土地沙化调查中的应用

在内蒙古多伦县土地沙化现状的调查中 ,利用多波段卫星图象 ( TM)数据 ,根据多伦地区各类地物的波谱特征 ,采用了假彩色合成及比值假彩色合成等遥感图象处理方法 ,在地理信息系统技术的支持下 ,对多伦地区沙化土地的空间分布和面积进行了详细的解译和测算。同时结合常规调查方法 ,对区内沙化土地的沙化程度、成因机理、发展趋势及危害等方面做了详细的研究和分析。作者向多伦县地方政府提供了真实可靠的各类土地利用现状的数据和其他信息 ,为多伦的土地的合理利用及沙化治理提出了相应的治理对策     

北京一次罕见夜间突发性强增温事件成因分析

夜间降温是正常的地表气温日变化,但统计表明北京及周边地区冬半年时常出现入夜后气温不降反升的现象,甚至出现了小时升温超过10℃的剧烈增温事件。这种增温具有明显的突发性,且很快转为降温,常对业务预报造成困扰。2010年11月26日夜间冷锋过境该区域造成了最强达12℃·h^-1的夜间急剧增温事件,与气候统计结果相比,该次增温幅度和影响区域范围非常罕见且极端。文章对其进行了详细诊断分析,使用的资料包括自动气象站、常规地面和探空、铁塔、卫星、风廓线雷达等观测资料和美国环境预报中心(NCEP)最终分析资料。分析结果表明:该次过程对流层低层有非常显著的冷平流;垂直速度诊断、卫星和风廓线雷达观测都表明,对流层中低层都存在显著的强下沉运动;铁塔观测和北京探空观测演变都表明增温过程中近地面大气有显著的湍流运动。分析此次罕见过程的机理包括三个方面:高原地区地面位温显著高于平原地区(二者最大可差10 K),是该次罕见增温事件形成的首要条件;强下沉运动使得低密度高位温空气强迫下沉到边界层,是增温必要条件;强湍流混合作用则是地面空气增温的必要机制。估算结果表明,边界层急流伴随的强湍流混合可引起约8℃的罕见地面空气增温。最后,给出了该次事件的机理概念模型。