The dominant driving force for supercontinent breakup: Plume push or subduction retreat?

Understanding the dominant force responsible for supercontinent breakup is crucial for establishing Earth's geodynamic evolution that includes supercontinent cycles and plate tectonics. Conventionally,two forces have been considered: the push by mantle plumes from the sub-continental mantle which is called the active force for breakup, and the dragging force from oceanic subduction retreat which is called the passive force for breakup. However, the relative importance of these two forces is unclear. Here we model the supercontinent breakup coupled with global mantle convection in order to address this question. Our global model features a spherical harmonic degree-2 structure, which includes a major subduction girdle and two large upwelling(superplume) systems. Based on this global mantle structure,we examine the distribution of extensional stress applied to the supercontinent by both subsupercontinent mantle upwellings and subduction retreat at the supercontinent peripheral. Our results show that:(1) at the center half of the supercontinent, plume push stress is ～3 times larger than the stress induced by subduction retreat;(2) an average hot anomaly of no higher than 50 K beneath the supercontinent can produce a push force strong enough to cause the initialization of supercontinent breakup;(3) the extensional stress induced by subduction retreat concentrates on a ～600 km wide zone on the boundary of the supercontinent, but has far less impact to the interior of the supercontinent. We therefore conclude that although circum-supercontinent subduction retreat assists supercontinent breakup, sub-supercontinent mantle upwelling is the essential force.     

“白烟型”热液喷流岩研究进展

现代和地质历史中的海底、湖底的“黑烟囱型”热液活动及相关成岩、成矿和古生物活动已成为当今多学科的研究热点,而与“白烟型”热液喷流岩相关的研究相对薄弱.在阅读大量国内外文献基础上,结合实际的研究工作,回顾了热液喷流岩的研究历史及现状,重点介绍了作为标志性低温型热液矿物白云岩成因方面的进展,认为新疆三塘湖地区的二叠系芦草沟组“白烟型”热液喷流沉积的白云岩是“原生白云岩”的典型样本.现有资料表明已经报道的“白烟型”热液喷流岩发育层位(酒西盆地下沟组与三塘湖盆地芦草沟组)是所在地区的重要生烃层系,据此讨论了如下值得关注的问题:①热液活动及其伴生的嗜热细菌生物及食物链的特殊环境,使有机质得以富集,为油气生成提供了物质基础;②幔源物质的加入很可能带来了幔源烃类;③热液活动可使沉积盆地地温总体升高,加速烃源岩的快速成熟.最后对该领域的研究提出了问题和建议.     

陕南镇坪地区黑色岩系含矿性及找矿潜力分析

黑色岩系是构成许多重要矿床的赋矿岩系,与它有关的有用元素和组份,呈自然金属、硫化物、氧化物、碳酸盐、硫酸盐、磷酸盐等形式产出。陕南镇坪地区下寒武统鲁家坪组黑色岩系具有较好的含矿性及成矿地质条件,找矿潜力大。     

钻孔雷达定向测量技术与应用

介绍了钻孔雷达定向测量技术的原理,结合实例说明资料解释方法及探测效果。     

陕西凤太地区唐藏—黄柏塬构造带内各时代火山岩对比研究

唐藏一黄柏塬构造带是商丹结合带的向西延伸,有两套不同时代火山岩系相依分布,其中新元古代丹凤岩群火山岩系主要为玄武岩—安山岩—流纹岩,早古生代罗汉寺岩群火山岩系为苦橄岩—安山玄武岩—安山岩—流效岩,通过岩石常量元素和稀土、微量元素地球化学特征研究,证明丹凤岩群火山岩系形成千岛弧构造环境,罗汉寺岩群火山岩系形成于陆壳增厚的活动陆线构造环境。     

针铁矿和菱苦土强化养殖粪污厌氧发酵液中氮、磷固定的研究

对比研究了养殖粪污厌氧发酵体系中添加针铁矿和/或菱苦土对N、P固定的作用。实验过程中对溶液pH进行监控,厌氧发酵44 d后,对发酵液中氨氮和磷浓度进行了分析,对固体产物进行了XRD和SEM分析。结果表明：单独或同时添加针铁矿、菱苦土的厌氧发酵罐中,发酵液中N、P浓度均降低,其中N浓度降幅小于P,添加菱苦土厌氧发酵罐中P浓度降幅较大,达90%以上。单独添加针铁矿的厌氧发酵罐中,针铁矿发生还原分解,转化为铁白云石;添加菱苦土的厌氧发酵罐中,形成了大量鸟粪石。研究认为在养殖粪污厌氧发酵体系中,由于碱金属离子的影响,针铁矿和菱苦土对N的固定作用不明显;针铁矿对P的固定效果一般,菱苦土对P固定效果显著,固P产物鸟粪石可作为优质缓释肥使用。     

华北板块南缘伏牛山花岗岩锆石LA-MC-ICP-MS U-Pb定年、Lu-Hf同位素特征及岩石成因

伏牛山花岗岩体出露于华北板块南缘,南召县城以北,面积超过4200km~2。岩体的岩石组合为花岗岩+花岗闪长岩+石英闪长岩,具有I型花岗岩的特征。花岗岩锆石的LA-MC-ICP-MS U-Pb定年得到145.4±1.0Ma和118.5±0.6Ma,说明岩体形成于燕山期,并经历了至少两期岩浆活动。锆石Hf同位素分析表明,第一期花岗岩的ε_(Hf)(t)平均值为-16.53,二阶段模式年龄(t_(DM2))平均为2216Ma,表明其源岩以壳源物质为主;第二期花岗岩的源岩分为两个部分,一部分花岗岩的ε_(Hf)(t)平均值为-13.67,二阶段模式年龄(t_(DM2))平均为2044Ma,表明其源岩以壳源物质为主,另一部分花岗岩的ε_(Hf)(t)平均值为1.61,二阶段模式年龄(t_(DM2))平均为1073Ma,表明其源岩以新生地壳为主。根据研究结果及区域地质构造分析,认为第一期岩浆作用是由于太平洋板块俯冲导致秦岭造山带断裂构造再活动,发生部分熔融形成小规模的岩浆作用;而第二期岩浆作用是由于太平洋板块俯冲导致岩石圈拆沉,使地幔软流圈的物质上升,形成巨大的热场,引起大陆地壳大规模的部分熔融形成花岗岩浆。最终形成的花岗岩浆沿着华北板块与扬子板块之间的断裂上侵至地壳浅处,形成了伏牛山复式岩体。     

用于变形监测的最小二乘滤波数据处理

随着全站仪在测量工作中的广泛使用,以坐标为观测值的数据处理成为内业工作的主要内容。根据最小二乘滤波原理,将工程岩土体变形监测中所获得的坐标观测值及其他常规观测值进行联合平差。结果表明,滤波后变形点的点位精度最大可提高1.35 mm,最弱点亦提高0.94 mm,均明显高于直接观测结果,而且各类观测值之间所形成的约束条件进一步增强了平差结果的可靠性。     

辽宁北票地区江沟山岩体锆石U-Pb年代学和地球化学

辽宁北票地区江沟山岩体主要岩性为二长花岗岩,属高钾钙碱性岩系.SiO2含量高（71.4%~73.78%）,富碱并相对富Na2O（Na2O/K2O平均为1.17）,Mg#较低（平均为0.18）.岩石的铝饱和指数（A/CNK）较高（1.09~1.24）,为过铝质岩石.标准矿物中普遍出现刚玉分子（1.36~3.01）,应属S型花岗岩特点.稀土总量较低（平均为96.99×10-6）,轻、重稀土分馏明显（（La/Yb）N=6.27~32.88）,有中等程度的负铕异常（0.77~0.87）.在微量元素蜘蛛网图上,强烈富集大离子亲石元素（如Rb、Ba）,高场强元素（如Ti）强烈亏损.在R1-R2图解中,江沟山岩体投影在同碰撞环境.该岩体锆石U-Pb年龄加权平均分别为239±2 Ma和233±4 Ma,表明该岩体为三叠纪侵位.前人研究发现,本区西部有中三叠世（229.2~237.5 Ma）侵入的S型花岗岩体,认为是西伯利亚板块与华北板块碰撞的产物.本文结论与之完全一致,从而为两大板块边缘大陆岩石圈演化提供了新的依据.     

第四纪沉积物天然热释光测量方法技术研究——山东草桥油田研究实例

第四纪沉积物天然热释光测量是一种累积间接油气勘查新方法。文中给出了首次系统研究的成果 ,从数百个样品中总结出的适用油气勘探的预热线形升温、恒温最佳加热程序 ,升温速率以 β=6℃ /s为宜 ,恒温温度 40 0℃ ,40 0℃恒温时间为 12s。在沉积物辐射剂量响应及日光晒退实验数据的基础上 ,总结了样品采集、预处理及测量方法。通过对山东草桥油田第四纪沉积物天然热释光与游离气烃野外实测资料的分析 ,发现天然热释光异常与气烃异常完全吻合 ,在油水边界上方 ,热释光、甲烷、乙烷出现高值异常 ,油田上方是低值带 ,为串珠状异常模式。热释光最大值为 2 0 4.2 μGy ,平均值为 79.45μGy ,标准差为 3 4 .14 μGy ;甲烷浓度异常下限为 2 5μL/L ,乙烷浓度异常下限为 4.4μL/L。