The Fragmentation in a Protoplanetary Disk and the Properties of the Resultant Self-Gravitating Clumps

We study the fragmentation properties in the protoplanetary disk and properties of the resultant self-gravitating clumps using our newly constructed disk model. Our disk model includes the mass inflall term from a molecular cloud core and the photoevaporation winds effect. We adopt the conventional fragmentation criterion to judge whether a protoplanetary disk can fragment. In this work, we follow our previous work to investigate the properties of the resultant self-gravitating clumps. In our calculation, the initial masses of the resultant self-gravitating clumps lie in the range of tens of M_J to more than one hundred of M_J, where M_J is the Jupiter mass. These initial masses can seemingly account for the masses of extrasolar planets in magnitude. We also calculate the subsequent gas accretion of clumps in 1.27 × 10⁴ yr after the formation of self-gravitating clumps. We find that the subsequent gas accretion of self-gravitating clumps is very efficient, and the clump masses grow to hundreds of M_J and the physical radii R_c of clumps increase to about 10 AU. Additionally, we also calculate the orbital migration of clumps. We find that most clumps have short migration timescale to be accreted onto the protostar, and only a small fraction of clumps have long migration timescale (>10⁶ yr) to successfully become gas giant planets. These results are consistent with previous studies.     

合肥盆地安参1井前侏罗纪基底地层的孢粉组合特征与时代归属

大别山北缘的安参1井是合肥盆地最深的一口参数井,钻遇前侏罗纪基底地层达千米以上,为一套不含煤层(线)或灰岩以泥岩为主的地层,与周缘华北陆块和大别造山带等构造单元的地层对比困难。因缺少宏观化石记录和明确的定年依据,其时代归属一直存在争议,制约了对这一套特殊地层所反映的地质信息的进一步挖掘。为进一步明确该套特殊地层的地质时代,本项研究对安参1井4160~5152m井段大量岩心和岩屑样品进行了微古化石分析,在其中5块样品中发现了保存良好的孢粉化石647粒,共计23属51种及部分未定种。根据对孢粉化石的类型、属种和含量的分析,将其自下而上划分为两个孢粉化石组合:Ⅰ.Densosporites reynoldburgensisLaevigatosporites perminutus;Ⅱ.Triquitrites-Macrotorispora media。孢粉组合Ⅰ中蕨类植物孢子以平均含量87.67%占绝对优势,代表分子有Laevigatosporites perminutus,Lycospora rotunda,Patellisporites meishanesis等,裸子植物花粉均为单囊粉属Florinites;孢粉组合Ⅱ中,蕨类植物孢子平均含量降低至53.78%,其中蕨类孢子Lycospora rotunda消失,Leiotriletes adnatus,Triquitrites,Crassipora等含量下降,并有特征分子大一头沉孢属Macrotorispora出现,裸子植物花粉含量和丰富度明显增加,以柯达粉属Cordaitina为主。经过与华北其他地区孢粉组合特征的对比分析,上述两个孢粉组合分别与华北陆块晚古生代二叠系太原组和上石盒子组具有明确的相似性,与早期和中晚期华夏植物群面貌相一致,反映了裸子植物逐渐繁盛、属种越来越丰富的过程,孢粉组合Ⅰ和Ⅱ的地质时代分别为晚石炭世晚期至早二叠世早期和晚二叠世,为安参1井前侏罗纪基底存在石炭—二叠系提供了直接证据,也为合肥盆地沉积环境和古气候分析提供了新资料。     

云南会泽铅锌矿区地下水化学和同位素分析

本文通过调查和采样测试,分析云南会泽铅锌矿区地下水的水化学特征,划分其水化学类型;根据不同水文年、不同埋深δ2 H和δ18 O的变化,分析了地表水体与地下水的相互关系,认为矿区中部含水层受到地表水的入渗,地表水与深部岩溶水的混合作用加大,中部岩溶含水层水力活动范围不断扩大,相对长江流域同位素分布规律,矿区降雨中重同位素偏富,深部岩溶水有显著的埋深效应,季节效应不明显。提供了一个矿区地下水水化学和同位素研究实例,对同类研究有借鉴价值。     

四川盆地东部垫江凹陷三叠系嘉陵江组岩盐氯同位素特征与成钾指标研究

垫江凹陷位于四川盆地东部,是四川盆地三叠纪时期重要的成盐凹陷之一,但当时古卤水是否达到钾盐沉积阶段,是否具备形成海相钾盐的良好条件,一直存在争议。本文通过对垫江凹陷长平3井、高探1井和ZK001井嘉陵江组岩盐样品进行化学成分分析,以及对长平3井典型岩盐样品进行氯同位素分析来判断古卤水沉积阶段和成钾条件。结果发现垫江凹陷三叠系嘉陵江组岩盐δ37 Cl值均为负值,均小于-0.32‰,最低达到-1.18‰,绝大部分岩盐样品溴氯系数大于0.31,有很大一部分样品溴氯系数超过0.45,进一步表明垫江凹陷在嘉陵江期古卤水浓缩已达到钾石盐析出阶段,与岩盐包裹体成分分析结果一致。综合气候-物源-构造因素,认为垫江凹陷三叠纪嘉陵江期气候条件炎热,物质来源丰富,存在次级凹陷,古构造条件优越,具备良好的成钾潜力。     

黑龙江省塔河县宝兴沟金矿床中生代侵入岩及其对成矿作用的制约

宝兴沟金矿床为近年来在漠河前陆盆地南缘新发现的大型金矿床。区内发育石英闪长岩、闪长玢岩、花岗细晶岩等侵入岩,矿体主要产于石英闪长岩、闪长玢岩内部及其与二十二站组砂岩的内外接触带中。地球化学研究表明,石英闪长岩具高钾、低钛、富碱特征,花岗细晶岩具高硅、高钾、低钛、富碱特征,二者均为高钾钙碱性系列岩石,富集大离子亲石元素Rb、Ba、Sr等,亏损高场强元素Nb、Ta、Ti和重稀土元素Yb、Y,但二者稀土元素特征和配分曲线差异较大,不具成因联系。矿石与石英闪长岩、闪长玢岩具有相似的微量元素、稀土元素组成和稀土元素配分曲线,表明石英闪长岩、闪长玢岩为成矿提供了热液和成矿物质等,与成矿具有密切的成因联系。LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素测年结果显示,石英闪长岩成岩时间为118.13~121.77 Ma,限定了宝兴沟金矿床的形成时间不早于118Ma,为早白垩世,形成于太平洋板块俯冲后的伸展环境。漠河前陆盆地除中-晚侏罗世侵入岩外,早白垩世中酸性侵入岩对区域成矿也具有重要的作用,是今后找矿的重要方向之一。     

准噶尔盆地东北部侏罗系砂岩型铀矿成矿环境与找矿方向探讨

文章从蚀源区铀源条件、中新生代构造演化条件、侏罗系沉积建造特征及后生蚀变特征等角度分析了准噶尔盆地东北部砂岩型铀矿的区域成矿条件,认为卡拉麦里山的富铀花岗岩体为该区砂岩型铀成矿提供了丰富的铀源,中侏罗统含煤碎屑岩建造为砂岩型铀成矿提供了良好的容矿空间,侏罗纪以来多期次不整合面的发育为含铀含氧水的渗入改造提供了通道及时间,为大规模层间氧化带的发育提供了物质基础。研究结果显示,卡拉麦里山北坡为最有利的砂岩型铀矿找矿部位,其主要找矿目标层位为中侏罗统头屯河组,找矿类型为层间氧化带型。     

混积岩分类命名体系探讨及对混积岩储层评价的启示——以渤海海域混积岩研究为例

混积岩是一种普遍而重要的岩石组合类型。然而长期以来,对混积岩的岩石学分类与命名一直存在诸多争议,且尚未有统一的分类体系与命名规则。本文结合渤海海域混积岩岩石薄片组分鉴定、岩石储层物性分析等最新研究成果,并与相关文献结合,最终确立以陆源碎屑物、生物成因碳酸盐颗粒、化学沉淀碳酸盐为三组分端元的一套新的混积岩岩性分类体系,并将混积岩分为4大类、16亚类。通过讨论混积岩混积层系及混积岩组构界定的问题,进一步完善了混积岩定义。利用新的岩石学分类方案,可为储层评价研究提供指导。以渤海海域为例,建立起研究区不同岩性相与储层物性的对应关系,并在岩性分类体系中划分出差储层、中等储层及优质储层三个储层区。     

甘肃北山地区上石炭统—下二叠统干泉组的时代、分布及其构造意义

甘肃北山地区位于中亚造山带最南端,上古生界的沉积层序对探讨该区构造与盆地演化有重要意义。上石炭统—下二叠统干泉组的时代和分布尚不明确,限制了沉积层序和构造演化的研究。本研究通过对北山南部独山地区和柳园地区的地层学研究,获得干泉组上段火山岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄293.8±4.8 Ma和"石炭系未分"火山岩年龄293.9±2.7 Ma和291.7±2.3 Ma。同位素年龄和古生物数据证明干泉组时限为晚石炭世卡西莫夫期(Kasimovian)—早二叠世萨克马尔期(Sakmarian),在研究区广泛出露。北山南部下石炭统维宪阶—中二叠统卡匹敦阶为基本连续的沉积层序,代表了研究区由小型断陷海盆发育为大型裂谷盆地的演化过程:早石炭世维宪期—早二叠世阿瑟尔期,白山组、石板山组和干泉组下段为一系列分散的断陷海盆中的滨浅海相沉积物;早二叠世萨克马尔期(约294~292 Ma),干泉组上段的火山岩表明盆地演化进入火山活动强烈的裂陷期;早二叠世亚丁斯克期—中二叠世卡匹敦期(约286~265 Ma),双堡塘组和菊石滩组组成裂谷盆地沉降期的海侵充填序列。     

1965-2015年新疆夏季不同等级降水的空间分布特征

根据新疆51个台站1965-2015年夏季逐日降水资料,将降水划分为小雨、中雨及大雨3个等级,分析了新疆近51 a夏季不同等级降水量、降水日数及降水强度的空间分布特征,并讨论了各等级降水日、降水量及降水强度与总降水量的空间相似程度以及各等级降水对夏季总降水的贡献。结果表明：新疆降水主要集中在夏季,并以小雨为主。以天山山脉为界,南北两疆降水空间分布存在明显差异,北疆夏季降水量（日）占年降水量（日）的36%~45%（36%~39%）,南疆夏季降水量（日）占年降水量（日）的51%~63%（48%~60%）;新疆夏季不同等级降水量、降水日及降水强度的空间分布不均匀。新疆夏季总降水量与各等级降水量的空间相似系数最为密切,与各等级降水强度的空间相似系数相对较小;新疆夏季小雨贡献率最大,中雨其次,大雨最小,夏季降水量和降水日的变化主要受小雨的影响。     

辽宁赛马碱性岩体异性石化学成分特征及其蚀变组合对碱性岩浆-热液演化的指示意义

辽宁赛马碱性岩体早年因产铀矿而闻名,该岩体主要由响岩、霞石正长岩和异霞正长岩组成,其中铀、锆和稀土等元素矿化主要集中于异霞正长岩岩浆阶段。异性石是异霞正长岩中特征的锆-稀土矿物,主要分为两期,晚期异性石表现出更加富集Nb、REE等高场强元素的特点。早期异性石经历了一系列的热液蚀变,根据蚀变强弱程度,蚀变矿物组合可分为:(1)异性石+钠锆石+霓石±钠沸石;(2)异性石+钠锆石+锆石+钠沸石±霓石;(3)异性石假晶,假晶主要由残余异性石+钠锆石+锆石+钠沸石+霓石+钾长石+铈硅磷灰石组成。相比于岩浆锆石,蚀变组合中次生锆石具有富Ca、Al、Fe的特点,与异性石本身化学成分和流体性质密切相关。通过对异性石及其蚀变组合的精细矿物学研究,我们得知假晶的形成可能是异性石"溶解-再沉淀"的结果,致使假晶形成的流体至少包括:(1)占主导的富Na(±K)、Al、F的自交代流体;(2)少量晚期富Ca流体。假晶中次生锆石和铈硅磷灰石的结晶说明了Zr和REE等高场强元素的热液活动性,自交代碱性流体和富Ca流体在此过程中起到"搬运"和"提纯"的作用,这对认识碱性岩稀有、稀土成矿机制具有重要的指示意义。