Highly fractionated I-type granites in NE China (I): geochronology and petrogenesis

Northeastern (NE) China is the easternmost part of the Central Asian Orogenic Belt (CAOB), which is celebrated for its accretionary tectonics and the world's most important juvenile crust production in the Phanerozoic era. Abundant granitoids occur in the Great Xing'an, Lesser Xing'an and Zhangguangcai Ranges in NE China. This paper presents partial results of a series of studies on the granitoids from this region, aiming to understand their role in the building of new continental crust in eastern Asia. Three composite granite plutons (Xinhuatun, Lamashan and Yiershi) were chosen for geochemical and isotopic study in order to determine their emplacement ages and petrogenesis. Petrographically, they range from granodiorite (minor), monzogranite, syenogranite to alkali-feldspar granite. Quartz and perthitic feldspar are principal phases, accompanied by minor amounts of plagioclase, biotite (<5%) and other accessory minerals. In addition, many contain abundant miarolitic cavities which suggest that they were emplaced at shallow levels with extensive fractional crystallization. Geochemically, the granites are silica-rich, peraluminous and have high contents of alkalis. They invariably show enrichment in light rare earth elements (LREE) and significant negative Eu anomalies. All the granitic rocks demonstrate the characteristic negative anomalies in Ba, Nb, Sr, P, Eu, and Ti, and a positive anomaly in Pb in the spidergram.

The emplacement of the Xinhuatun pluton took place at 184±4 Ma as revealed by zircon SHRIMP U–Pb data. This is also supported by the slightly younger Rb–Sr whole-rock (WR) isochron age of 173±3 Ma. A whole-rock (WR) Rb–Sr isochron age of 154±3 Ma was obtained for the Lamashan pluton, which is interpreted as close to the time of emplacement. The Yiershi pluton was intruded at about 140 Ma as evidenced by a zircon U–Pb age of 137±2 Ma and WR Rb–Sr isochron age of 143±5 Ma. Biotite-WR Rb–Sr isochrons and ⁴⁰Ar/³⁹Ar ages of feldspars allow us to estimate the cooling rate of each pluton.

Geochemical data suggest that the rocks are highly fractionated I-type granites. Fractionation of biotite and feldspars was the principal process of magmatic differentiation and responsible for major element variation. Rb, Sr and Ba concentrations were controlled by feldspar separation, whereas REE elements were fractionated by accessory minerals, such as apatite, allanite and monazite.     

吉黑东部中生代两种机制的碰撞构造

吉林、黑龙江东部地区中生代存在两种机制的碰撞构造，即由南北陆块碰撞（华北古板块与张广才—佳木斯地块）所形成的近东西走向的构造（古洞河—富尔河碰撞带）和东部地体向陆缘增生挤压所产生的南北走向的褶皱—推覆构造。前者由早期构造杂岩带及叠加于其上的印支期韧性剪切带和推覆构造所代表，后者是在印支期的褶皱和糜棱岩化带之上发育的推覆构造。两种碰撞构造的主要发育时期为晚中生代（Ｊ＿３—Ｋ）。     

河南罗山金城金矿床成矿物质来源探讨

河南省金城金矿床位于桐柏—商城韧性剪切带南部、大别山西北侧。矿床赋存于中元古界苏家河群浒湾岩组变质岩中。在详细分析金城金矿床地质特征的基础上,研究共生花岗斑岩脉的微量元素、稀土元素地球化学特征,共生石英的氧同位素、共生石英流体包裹体中CO2的碳同位素及共生黄铁矿的硫、铅同位素组成特征,并与老湾金矿和燕山晚期灵山花岗岩体对比。研究发现,本区花岗斑岩脉的稀土配分曲线和微量元素蛛网图与灵山花岗岩体几乎完全重叠,稀土元素和微量元素特征参数较为一致,结合区域资料推断本区与矿体共生的花岗斑岩脉来源于燕山晚期岩浆活动。黄铁矿δ34S值变化范围为-6.9‰～5.5‰,均值为2.3‰,与区域上地层和岩浆岩硫同位素对比,认为金城矿床载金黄铁矿的硫主要来源于浒湾岩组围岩。载金黄铁矿铅同位素和浒湾岩组地层铅同位素范围相当,均有下地壳铅源的特征,结合硫同位素分析,认为金城金矿床载金黄铁矿的铅主要来源于浒湾岩组围岩。δ18OSMOW变化范围为5.5‰～11.4‰,极差为5.9‰,均值为8.4‰,具有岩浆热液石英的特征;δ18CPDB变化范围为-6.3‰～-2.8‰,极差为3.5‰,均值为-4.4‰,具有岩浆源或深部源碳(-7‰)和沉积碳酸盐岩来源碳(0)混合的特征;综合研究表明,本矿床成矿物质主要来源于浒湾岩组含金岩石建造,部分来源于燕山晚期岩浆热液活动。     

南海北部甲烷渗漏的沉积地球化学指标(Sr/Ca和Mg/Ca)识别

自生碳酸盐矿物是揭示甲烷渗漏过程及其周期性变化的重要指标。为了方便、快速地识别出自生碳酸盐矿物,在探讨了前人建立的端元组分模型(文石、高镁方解石、生物成因方解石和碎屑)在我国南海北部适用性的基础上,利用沉积物全样中Sr/Ca和Mg/Ca值计算了南海北部神狐海域两支沉积物柱状样中自生碳酸盐矿物的质量分数,计算结果表明,在不同沉积深度均有含量不等的自生碳酸盐矿物。这一结果被X射线衍射结果和沉积物中存在晶形完好的自生高镁方解石和文石矿物所验证,表明利用前人建立的端元组分模型计算的结果具有可靠性。自生碳酸盐矿物的出现显示该海域深受甲烷渗漏作用影响。利用地球化学指标(Sr/Ca和Mg/Ca)获得的自生碳酸盐矿物含量垂向变化显示该区域甲烷渗漏具有强弱交替的周期变化。运用端元组分模型来获取沉积物柱状样中自生碳酸盐矿物的高分辨率剖面,从而识别甲烷渗漏信息非常方便,在大范围寻找甲烷渗漏和天然气水合物方面具有较大潜力。     

2011年1月普里兹湾埃默里冰架附近水文特征

分析“雪龙”号2011年在普里兹湾埃默里冰架外缘24个站位的CTD观测结果,发现有以下一些水文特征：普里兹湾西部,在71°E-72°E范围内,存在一个顺时针运动的中尺度涡。由于这个涡旋存在,冰架水主要扩散方向偏东,在73°30′E附近,流向东北;夏季表层水厚度,东部基本在20m,西部受中尺度涡和其他因素的影响,夏季表层水厚度深达50m左右;在50m以浅的水层内,表面以下温度会出现稍微增大现象,我们称之为逆温层,它是结冰、融冰和海冰覆盖变化造成的;在观测断面西部,在160m～200m水层内,多站出现“静力不稳定”：即上层密度大于下层,厚度有几米,平流混合扩散可能是这一不稳定现象主要原因。     

北冰洋阿尔法脊晚第四纪沉积有机质的来源变化及其古环境意义

为探讨晚第四纪有机碳埋藏情况变化与海冰覆盖和环流等变化之间的关系,分析了北冰洋阿尔法脊08B85-D孔沉积物的Mn和Ca含量、粒度组成、有机碳含量和有机碳δ13C组成。结果表明有机碳含量并不具备冰期-间冰期旋回性,有机碳来源具有4种不同模式,海冰覆盖程度和波弗特环流的强度共同决定了阿尔法脊处有机碳来源的构成,在MIS7内若干时段海冰覆盖极少,极盛的波弗特环流可将陆源有机质直接输送至阿尔法脊处,使沉积有机质中陆地来源占主导,形成了具有地层对比意义的独特信号。在MIS6-MIS1,08B85-D孔有机碳始终以海洋源贡献占主导,与海冰覆盖程度维持在较高水平,限制了陆源有机碳的输送有关,特别是在MIS6和MIS4-MIS3时,海冰很盛,波弗特环流有可能消亡。     

虚拟城市仿真中1种基于GPU的绘制加速算法

为了提高虚拟城市仿真中的渲染速度,常采用z-buffer消隐算法进行深度裁剪,如此将导致远处背景信息,特别是城市标志性建筑信息的丢失。在此,提出1种基于GPU的绘制加速算法,利用帧间的相关性,在深度裁剪算法的基础上,将离视点远处的建筑信息实时动态的投影到天空盒上。实验表明,该算法在不丢失重要仿真信息的前提下,加速了场景的绘制,并起到一定的导航定位作用。     

二十一世纪城市地质工作的思考

本文阐述了城市地质工作的历史发展,着重论述了城市地质工作的内容,进而对城市地质工作的思路、方法和组织管理提出了设想。     

西菲律宾海780ka以来气候变化的岩石磁学记录:基于地磁场相对强度指示的年龄框架

文章对取自西菲律宾海本哈姆高原东部的两个钻孔岩芯进行了岩石磁学和古地磁研究,两个岩芯长度近4m,水深均超过5000m.在岩芯146底部出现了磁倾角倒转和相对磁偏角偏移,被认为是布容-松山极性转换(780ka);而岩芯89中没有发现磁倾角倒转和磁偏角偏移,表明其底部年龄比780ka年轻.岩石磁学结果表明沉积物的磁学特征符合磁性"均一性"条件:即主要载磁矿物为低矫顽力的磁铁矿,磁性矿物粒度在假单畴-单畴范围内,并且磁性矿物含量变化不超过10倍;据此构建了地磁场相对强度(RPI)的3个指标NRM/κ,NRM/ARM和NRM/SIRM.综合古地磁和地磁场相对强度与Sint800的对比结果,我们得到了两个岩芯的深度-年龄对比,在此基础上获得的岩石磁学记录表明,岩芯记录了Brunhes期以来的气候演化:冰期时,磁性矿物的粒度变粗,细粒磁性矿物含量降低;反之,间冰期时磁性矿物的粒度变细,细粒磁性矿物含量增加,与南海ODP1143孔记录的氧同位素具有一致的变化,这反映了间冰期时加强的化学风化对源区物质的影响而不是海面升降造成的沉积分选.而且,在间冰期时磁学参数反映的粒度大小亚峰谷值与氧同位素的亚峰谷值一一对应,表明间冰期沉积过程能反映气候的细微变化.这种磁学参数对气候的响应也出现在南海钻孔中,表明该特征至少是东亚海域沉积物的共同规律.对细粒磁性矿物比较敏感的ARM显示了与磁学粒度参数相似的变化,在间冰期为高值,冰期为低值,而对粗颗粒更敏感的κ和SIRM则缺乏这种与冰期-间冰期旋回的对应关系.与此同时,S-ratio变化不大并且缺乏与亚洲风尘记录的对应关系,表明自从780ka以来沉积区的低矫顽力磁性矿物一直是主要磁性载体,并且暗示物质来源应以来自陆地的悬浮体为主,而非风尘.研究区内自西向东降低的沉积速率表明了沉积物的主要来源是西部的吕宋岛和东亚大陆.400kaB.P.前后,磁学参数出现转折,粒度由逐渐变粗到稳定,磁性矿物含量降低以及变化幅度增加;同时,碳酸盐含量的变化也相应降低,反映了全球海区出现的碳酸盐溶解加剧即中布容事件.磁性矿物含量和粒度与冰期-间冰期的同步变化反证了地磁场相对强度指示年龄的正确性,同时岩石磁学参数对稳定氧同位素和碳酸盐含量的响应也揭示了岩石磁学方法是进行古气候和古海洋研究的有效工具.     

碘代异丙烷在黑碳表面的吸附研究

黑碳气溶胶由于其对大气辐射平衡和气候的影响而受到高度重视,碘化学则是大气化学中十分重要的研究领域。然而对于卤素化合物尤其含碘化合物与黑碳气溶胶表面相互作用的研究还少有报道。文中首次研究了在298K下,碘氧自由基(IO)重要源之一的碘代异丙烷(i-C3H7I)在黑碳表面的吸附,黑碳样品使用DegussaFW2(一种含有氧化态的无定形黑碳)。实验发现碘代异丙烷与黑碳表面发生相互作用,使黑碳表面逐渐被钝化,并且其吸附系数(γ)与暴露时间相关。实验测得初始吸附系数(γ0)值为(9.5±3.8)×10-2。所报道的初始吸附系数γ0可以提供一个上限值,实验结果表明在真实大气环境下,i-C3H7I在黑碳气溶胶表面的非均相消耗可能是十分重要的,也许会对i-C3H7I在真实大气中的浓度有一定影响。并且研究结果对进一步研究i-C3H7I与黑碳气溶胶相互作用对大气辐射平衡、黑碳气溶胶非均相化学作用和云雾降水凝结核(CCN)形成的影响均有十分重要的意义,研究结果也为评估i-C3H7I与碳质气溶胶非均相相互作用对大气环境的影响和深入的模式研究提供了基本参数。