地质构造变形数值模拟研究的原理、方法及相关进展

地质构造变形数值模拟实验研究是遵循自然科学规律,依据数学、物理学、化学等学科中已为人们认识的规律为原理;依靠计算机先进的综合处理系统;以固体地球科学资料为基础所构建的地质模型为实验研究本体。因而,地质构造变形数值模拟是采用数学物理方法对相关地质学问题的科学描述,并采用理论分析和数值模拟实验方法,对所描述的相关地质学过程进行定量化求解。由于数值模拟可以综合利用其它学科的研究成果,建立和模拟不受时空限制的各种地质模型,为定量化地解决一些复杂的地质学问题,提供有效的分析工具,已经引起了国内外地学界的重视和深入研究。数值模拟实验研究方法的发展,将极大地促进我国地学界从采用了多年的传统的描述性研究方法向科学的定量化研究方法的转变。     

New U-Pb zircon ages document Late Triassic Tianqiaoling flora of eastern Jinlin,NE China

The Late Triassic Tianqiaoling flora is well-known in China, and its discovery has changed our understanding of Chinese Late Triassic phytogeographical divisions. More broadly, this flora has great significance for the study of phytogeography in East Asia during this time. However, the previous dating of this flora was only evidenced by plant fossils and stratigraphic correlation, and the accurate dating has still not been achieved. In this study, rhyolite samples were collected from the bottom of the Tianqiaoling Formation, which is conformally contacted the Tianqiaoling flora-bearing beds. The results of new U-Pb dating gave ages for the rhyolites of 212.8±2.5 Ma, indicating the end of Malugou Formation and initial Tianqiaoling Formation in deposition occurred in the late Norian(～227–208.5 Ma), which is contemporaneous with the peak of the Tianqiaoling flora in development. Our radiometric dating results are basically consistent with paleobiological evidence. The new age provides a key anchor point for regional stratigraphic correlation of the Tianqiaoling flora with its related Late Triassic floras,and contribute to a better understanding of the geology and phytogeography in the East Asia, particularly in the "triangle region"covering the eastern Jilin(China), South Primorye(Russia) and Southwest Japan, during the Late Triassic.     

中国区域ZTD、ZWD高程缩放因子的时空特性分析

考虑到当前已有的ZTD、ZWD垂直剖面模型时空分辨率低等不足,以NASA提供的2014~2016年气象再分析资料MERRA-2为基础,分析中国区域ZTD、ZWD高程缩放因子的时空分布特性。结果表明,ZTD、ZWD高程缩放因子均具有明显的年周期和半年周期变化,与经度、纬度相关性显著,且两者时空分布特性具有明显差异。     

火山碎屑岩对CO2的矿物捕获能力

CO2矿物捕获是指将大气中排放的CO2气注入到地下深部的含水层、油气田等渗透性储层中,通过一系列物理、化学反应,最终将CO2气以碳酸盐矿物的形式“固结”在岩石中。火山碎屑岩具有铁、镁离子含量高且容易释放及分布广泛等特点,是有前途的矿物捕获岩石类型。塔木察格盆地塔南凹陷铜钵庙组火山碎屑岩中发育大量的片钠铝石特征矿物,进一步证实了火山碎屑岩的矿物捕获能力。在火山碎屑岩中,CO2注入之后形成的矿物有片钠铝石、铁方解石、铁白云石等碳酸盐矿物,碳酸盐总量高达30%,说明CO2矿物捕获的能力较大。     

Trachytic Rock and Associated Fenitization in the Bayan Obo Ore Deposit, Inner Mongolia, China: Evidence for Magmatic-Hydrothermal Mineralization Related to a Carbonatitic Complex

Trachytic rock and its altered rock-fenite-in the Bayan Obo ore district, Inner Mongolia, China, were referred to as slate or feldspar rock before, and identified by the authors for the first time (in 1992). In the paper the mineral assemblages, structures and textures and petrochemical compositions of the rocks, as well as the electron microprobe analysis of feldspars in the rocks are described. The Sm-Nd isochron age of the trachytic rock is 1096±56 Ma, with INd=0.51100+4 (2σ) and εNd(t)= -4.4±0.7. Alterations of the trachytic rock, including microclinization, riebeckitization, aegirinization and biotitization, and accompanied rare element and REE mineralizations are discussed. Based on the occurrence of the trachytic rock and associated fenitization it is deduced that the Bayan Obo Fe-Nb-REE ore deposit is genetically related to magmatic-hydrothermal activity of an alkali carbonatite complex.     

张广才岭新华屯岩体的形成时代与成因研究

全岩－矿物的锶同位素研究结果表明,出露在张广才岭花岗岩带上的新华屯岩体属中侏罗世晚期的产物,其同位素年龄为１６０～１６５Ｍａ,表明该晶洞花岗岩体不属于印支期。地球化学研究结果显示,该岩体属于长英质“Ｉ”分异型,并在岩体就位和岩浆结晶过程中存在少量地壳物质的混染,但控制岩体成分变化的主要因素仍是矿物的结晶分异作用。年轻的钕同位素模式年龄表明该区存在新元古—显生宙的地壳增生。     

硼同位素分馏的实验理论认识和矿床地球化学研究进展

硼是一种中等挥发性元素,具有¹¹B和¹⁰B两个稳定同位素。两个同位素间高达10%的相对质量差使其在地质过程中引起高达-70‰至+75‰的硼同位素变化。硼在自然界主要与氧键合形成三配位(BO₃)和四配位(BO₄)结构,因而¹¹B和¹⁰B间同位素分馏主要受控于三配体(BO₃)和四面体(BO₄)间配分。本文综述了低温和高温地质过程的硼同位素分馏的理论和实验研究进展。在溶液中B(OH)₃和${B(OH)^{-}_{4}}$间硼同位素分馏受pH和热力学p-T条件控制,实验和理论表征获得常温常压条件下的B(OH)₃和$B(OH)^{-}_{4}$间同位素分馏系数(α_3-4)变化范围为1.019 4至1.033 3。低温条件下矿物(如碳酸盐、黏土矿物(蒙脱石和伊利石)、针铁矿、水锰矿、硼酸盐)与溶液间硼同位素分馏行为除了受p-T-pH影响外,矿物表面吸附引起的分馏效应十分显著。在中高温过程(蒙脱石伊利石化、富硼电气石和白云母矿物与热液流体,以及硅酸盐熔体与流体)中硼同位素分馏行为受到硼配位构型、化学成分以及物理化学条件的控制。随着硼同位素分馏机理研究的深入以及越来越完善的地质储库硼同位素端员特征表征,硼同位素地球化学指标可以灵敏示踪成矿物质来源、探究成矿作用与成因模式和重建成矿过程物理化学条件。目前矿床硼同位素地球化学研究的难点在于实现不同赋存相(如流体、矿物和熔体)中硼配位键合结构和硼同位素组成的精细化表征。     

过去2000年冷暖变化的基本特征与主要暖期

根据近年国内外相关研究结果,分析了北半球与中国过去2000 年冷暖变化的阶段性,辨识了百年尺度暖期的起讫年代及其与20 世纪温暖程度的差别。结果表明:(1) 最近新建的多数北半球温度变化序列显示公元1-270 年温暖;271-840 年冷暖相间,但总体偏冷;841-1290年温暖;1291-1910 年寒冷;1911 年以后再次转为温暖;这些冷暖阶段虽分别与Lamb 指出的罗马暖期(约公元前1 世纪-4 世纪中期)、黑暗时代冷期(约4 世纪末-10 世纪前期)、中世纪暖期(约10 世纪中期-13 世纪末)、小冰期(约15-19 世纪) 以及20 世纪增暖大致对应,但各阶段的起讫时间与Lamb确定的时段存在一定差别。(2) 尽管过去2000 年冷暖变化过程及其变幅大小在中国境内各个区域间并不完全一致,但从全国平均看,中国与北半球百年尺度的冷暖波动阶段基本一致,仅起讫年代存在一定差异;其中公元1-200 年、551-760 年、941-1300 年及20世纪气候相对温暖,其他时段则相对寒冷。(3) 多数序列显示中世纪期间北半球的温暖程度至少与20 世纪相当。中国941-1300 年间的最暖百年和最暖30 年(暖峰) 的温度也略高于20 世纪,551-760 年间的最暖百年与20 世纪基本相当,但1-200 年间最暖百年的温暖程度则较20 世纪略低。     

浙西南八都群变火山岩系及变晶糜棱岩的同位素年龄及其构造意义

浙西南八都群变火山岩系的Ｓｍ－Ｎｄ全岩等时线参考年龄为２０１４±４３Ｍａ。其中变质玄武岩具有扁平的ＲＥＥ模型。这说明在早元古，华夏古陆张裂并发生一次陆壳增生事件。对该区与具有逆掩断层性质的Ｍ１大型韧性剪切带有关的含石榴石变晶糜棱岩给出１５１８±１６Ｍａ和１００１±１４Ｍａ的Ｓｍ－Ｎｄ和Ｒｂ－Ｓｒ石榴石十全岩等时线年龄。前者指示原含石榴石变质岩的变质时代；后者指示的是糜棱岩化时代。它们可能分别与中元古时华夏古陆的再次张裂，及晚元古时龙泉群沉积盆地闭合有关。     

长石矿物的三维热释光谱图研究

通过最新研制的三维热释光光谱测量仪器，对长石热释光光谱的分析，,可以寻找其各个波段热释光信号的响应灵敏度差异。测试结果表明，长石矿物不同波长段的热释光量随辐照剂量的增加，呈现不同的增长特性；同时，长石热释光谱图显示出热释光信号光谱的红光／红外光波段的能量释放比相应蓝／紫光波段的能量的释放，提前大约10℃产生，但是各自能量释放的峰值几乎发生在同一温度处。样品发出的热释光中红光部分的峰峰值与紫光部分的峰峰值相比较，有明显的差别，三维谱图显示出该样品分布在从绿光波段直到红光／远红外光波段（500－850nm）的热释光量，明显比分布在紫光波段附近的相应热释光量要大的多。