郯庐断裂带张八岭隆起段晚中生代岩浆岩继承锆石U-Pb年代学:源区属性及构造意义

大别与苏鲁造山带之间的郯庐断裂带张八岭隆起段,构成了华北与扬子板块之间的断裂边界。该边界带的深部结构状态长期以来存在着不同的认识。本文利用张八岭隆起带沿线出露的晚中生代岩浆岩中继承锆石U-Pb年代学信息,结合地球物理资料及Nd、Pb、Hf同位素资料,分析了其深部的岩浆源区属性及结构状态。张八岭隆起带北段晚中生代岩浆岩继承锆石年龄以1.9~2.7Ga为主,最大峰值年龄为2.5Ga;南段继承锆石年龄以2.2~2.6Ga为主,峰值年龄也为2.5Ga;郯庐断裂带庐江段则以含大量新元古代锆石为特征,在0.7Ga形成显著的分布峰值,并有早元古和少量太古代年龄信息。分析结果表明,张八岭隆起带北段的晚中生代岩浆岩源区为华北下地壳,南段的源区兼有华北和扬子陆壳的信息,而更南部庐江段则以扬子地壳源区为特征。电法剖面揭示,郯庐断裂主边界在张八岭隆起带下向南东倾斜,从而深部存在华北地壳;而南部庐江段转变为向北西陡倾,从而深部皆为扬子地壳。郯庐断裂深部产状特征支持其印支期应为斜向汇聚边界。而其中三叠纪继承锆石的缺失指示隆起带上变质岩应为原地岩石,而非来自大别造山带。     

新疆“帕米尔式”铁矿床成因与成矿背景分析

帕米尔式"铁矿床是新疆西昆仑地区重要的磁铁矿床类型之一,其矿床地质特征、形成时代明显有别于典型的BIFs类型磁铁矿床。本文以塔什库尔干地区翁吉勒磁铁矿床和孜勒依磁铁矿床作为研究对象,通过研究其赋矿围岩和岩体的岩石地球化学特征、矿石矿相学特征、磁铁矿微量元素地球化学特征和原位Pb-Pb同位素特征,探讨了"帕米尔式"磁铁矿床的矿床成因和成矿背景。岩石地球化学研究表明翁吉勒黑云母二长花岗岩具有高SiO_2、Al_2O_3、K_2O和Na_2O。低MgO、CaO和TiO_2,而Na_2O/K_2O值变化范围很小。铝饱和指数为(1.44~1.51),显示其具有为弱过铝质岩石的特征,稀土总量富集,具有强的负Eu异常。在微量元素蛛网图上显示其富集大离子亲石元素(LILE),如K、Rb、Sr、Ba及轻稀土元素(LREE),亏损Nb、Ta,P、Ti等高场强元素。而黑云母石英片岩稀土含量亦较富集,具有中等强度的负Eu异常。低的Rb/Sr比,明显的Th、Zr、Hf、Nb、Ta,P、Ti负异常,明显的Ba正异常,显示岩石具有古大陆边缘环境的富铝沉积岩特征。翁吉勒黑云母二长花岗岩和布伦阔勒岩群黑云母石英片岩地球化学性质非常相似,表明翁吉勒黑云母二长花岗岩的形成与布伦阔勒岩群黑云母石英片岩的重熔有关。锆石LA ICP-MS定年结果表明翁吉勒黑云母二长花岗岩形成于15.0±0.3Ma和15.4±0.2Ma。磁铁矿LA ICP-MS微量元素地球化学特征表明翁吉勒铁矿床中的磁矿床中主要Si、Mn、Zn、Sn、Hf和Pb相对较高,其中Mn和Ga变化范围较大,而孜勒依铁矿床中的磁铁矿具有相对较高的亲石元素,如Mg、Al、Ti、V、Co、Ni、Ga和Sc等,其Mn和Zn含量较低且变化范围较大,其它元素变化范围均相对较窄。二者相比,翁吉勒铁矿床中的磁铁矿中微量元素变化范围相对较大,而孜勒依铁矿床中的磁铁矿变化范围较小。两个矿床的磁铁矿的原位Pb-Pb同位素存在明显的不同,两类岩石全岩Pb同位素与两个矿床中磁铁矿Pb-Pb同位素研究表明翁吉勒铁矿床中磁铁矿可能与黑云母二长花岗岩有关,为热液成因。综上所述,在塔什库尔干地区不仅存在与沉积作用有关的铁矿床,还可能存在一部分与年轻岩浆岩有关的热液型磁铁矿床。     

长江三峡地区的夷平面在宜昌地区白垩纪—第四纪沉积物中的反映

通过对湖北宜昌地区白垩纪—第四纪沉积演化的研究,发现存在3个明显的沉积旋回,每个旋回由下部颗粒粗大的砾石层和上部颗粒较细小的粉砂-泥质层组成。3个沉积旋回对应了宜昌以西三峡地区3期构造演化旋回,同时反映了三峡地区3期夷平面的存在。结合前人研究结果、古生物化石和对第四系善溪窑组的测年数据,认为3期夷平面形成时代分别为:鄂西期夷平面形成于白垩纪晚期—古近纪的始新世,山原期夷平面形成于上新世—早更新世初,云梦期夷平面形成于早更新世末—中更新世早期。     

白令海夏季浮游植物的群落结构与时空变化

通过1999年和2010年夏季同期7月在白令海(169°E~166°W,50°N~67°N)获取的94份浮游植物样品分析,获得了近十年的始末两个时间节点的浮游植物群落结构与时空变化,探讨了浮游植物群落动态及其与环境因素的关联。研究结果显示,共鉴定浮游植物(>10μm)5门58属153种,分为3个生态类群。硅藻是浮游植物的主体,种类多丰度高,占总种类数目的66.7%,占总丰度的95.2%。鉴于样品属性和空间范围的不同,物种组成有细微差别,丰度有较大差异且空间分布明显不同,高丰度区受控于上层营养盐供给和表层环流系统。优势种从北方温带大洋性硅藻演变为广温广盐性与冷水性硅藻,1999年以西氏新细齿状藻为第一优势种,柔弱伪菱形藻次之;2010年以丹麦细柱藻为第一优势种,冷水性的诺登海链藻次之并在陆架和陆坡占优。浮游植物群落结构较为稳定,由深水群落和浅水群落组成。深水群落分布于太平洋西北部和白令海盆,种类组成以温带大洋性的西氏新细齿状藻、长海毛藻、大西洋角毛藻和广布性的菱形海线藻、扁面角毛藻、笔尖根管藻为主,丰度低,种间丰度分配均匀,优势种多元化,物种多样性高;浅水群落分布于白令海陆坡和陆架,主要由冷水性的诺登海链藻、叉尖角毛藻、聚生角毛藻和广布性的丹麦细柱藻、旋链角毛藻组成,丰度高,种间丰度分配不均匀,优势种突出,物种多样性低。白令海夏季浮游植物种类组成及丰度变化直接受控于表层环流、营养盐、春季冰缘线等环境因素。     

Provenance Study of Fe–Ti Oxide Minerals in the Quaternary Sediments in Yichang Area and Its Implication of Formation Time of the Yangtze Three Gorges, China

The Three Gorges are considered to be critical to understand the formation of Yangtze River. Recent research results suggest that the Yangtze Three Gorges was created during the Quaternary but the exact time is debatable. Fe–Ti oxide minerals are seldom used to study sediment provenance, expecially using scanning electron microscopy(SEM), and energy dispersive spectrometer(EDS). In this study, the provenance of Quaternary sediments in Yichang area, which is located to the east of the Yangtze Three Gorges, was investigated by using SEM and EDS to research Fe–Ti oxides. The Panzhihua vanadium titanomagnetite and Emeishan basalt outcrop are located to the west of the Three Gorges. Further, the materials from them are observed in the Quaternary sediments of Yichang area. Fe–Ti oxide minerals from the Huangling granite are observed in the Yunchi and Shanxiyao Formations, which were formed before 0.75 Ma B.P., whereas Fe–Ti oxide minerals from the Huangling granite, Panzhihua vanadium titanomagnetite, and Emeishan basalt are observed in the riverbed and fifth-terrace sediments of the Yangtze River, which were formed after 0.73 Ma B.P.. Thus, we can infer that the Three Gorges formed after the deposition of the Shanxi Formation and before the fifth-terrace; i.e., 0.75–0.73 Ma B.P..     

内蒙古狼山巴音前达门地区黑云斜长片麻岩年代学研究及板块归属

内蒙古西部狼山地区的构造归属争议较大,一直以来没有直接证据证明狼山地区属于华北陆块。本文对内蒙古狼山巴音前达门地区(含石榴子石)黑云斜长片麻岩进行了年代学研究,利用LA- ICP- MS方法进行U- Pb同位素测年,所测试锆石均为岩浆锆石,锆石年龄为1946±9 Ma和1940±12 Ma,代表其原岩的形成年龄,说明狼山地区存在古元古代晚期岩浆作用。从锆石Hf同位素来看,εHf(t) 从-1.3~6.4,其Hf同位素源区既有当时华北克拉通基底物质,又有地幔的贡献,2442Ma的模式年龄指示源岩来源于早元古代地壳增生事件,可能与华北克拉通基底的形成有关。这进一步表明狼山地区同华北陆块中部地区一样,该地区存在有早元古代岩体。对宝音图群碎屑锆石的研究同样说明了狼山地区宝音图群与华北克拉通更具亲缘性,狼山地区在构造属性上可能属于华北陆块一部分。     

碘化氨除锡后封闭酸溶-电感耦合等离子体质谱测定锡矿石中的共生和伴生元素

锡矿石是难分解的矿物,主要存在形式是锡石(SnO_2),且共生和伴生元素多,常用的酸溶方法几乎不能溶解SnO_2,从而给锡矿石中的共生与伴生元素的准确测定带来困难。本文基于碘化氨在较低温度下熔融可产生无水状态的碘化氢,利用碘化氢的酸性和氨的还原性分解SnO_2,使Sn呈SnI_4升华分离的原理处理锡矿石。实验中以高纯铂丝作催化剂,加入碘化铵在450℃的马弗炉中分解锡矿石30 min,使得Sn以SnI_4形式挥发,除锡率达到98%以上,再用2 mL氢氟酸和1 mL硝酸封闭溶解残渣,电感耦合等离子体质谱测定钴镍铜铌钽钍铀等24个共生和伴生元素。元素检出限在0. 001～2. 9μg/g之间,90%以上元素的相对标准偏差(RSD)小于5%,相对误差小于10%。本方法解决了锡矿石难分解的问题,可测定共存金属元素,也适合测定Sn含量在1. 27%～62. 49%之间的锡矿石中的微量和痕量元素及锡精矿中的微量元素。     

微生物-CMC无固相钻井液固壁作用与机理初探

松散破碎性地层孔壁失稳一直是困扰钻探工程界的难题之一,增强该类地层的胶结性,提高其力学性能是有效解决孔壁失稳的技术关键。本文将微生物诱导碳酸钙沉积（MICP）技术与CMC无固相钻井液相结合,构建微生物-CMC无固相钻井液体系。通过岩心浸泡实验、X射线衍射实验（XRD）以及扫描电镜分析两种微观分析手段对微生物-CMC无固相钻井液的固壁作用与机理进行了初探。结果表明：微生物-CMC无固相钻井液对松散破碎性地层具有较明显的加固作用,且作用时间越长,初始菌种浓度越高,钙源浓度越大,固壁效果越好。在固壁过程中,微生物随钻井液渗透进入试样内部,在松散颗粒之间诱导生成碳酸钙晶体,填充孔隙空间,将松散颗粒胶结成整体,并具有一定的力学强度,从而达到加固孔壁的目的。本研究结果为解决松散破碎性地层孔壁失稳提供了新的钻井液技术方案。     

冷空气强风在大型城市中的精细结构和形成机制

地面强风可直接造成人员伤亡和经济损失,严重影响出行安全、工农业生产等社会秩序。强风的发生与天气系统和复杂下垫面的共同作用密切相关,在城市区域尤为明显。受数值模拟技术和计算资源的限制,对实际天气条件下大范围城区的强风现象进行建筑物分辨率的大规模数值模拟研究仍是一个挑战。本研究利用中尺度气象模式嵌套流体计算动力模式的超高分辨率局地气象预报系统,对强冷空气过程造成广州市区的一次强风事件进行数值模拟,深入探讨强风的精细结构和形成机制。结果表明,伴随着强冷空气入侵,广州市区的平均风速和风场高频扰动均明显增强,且在城市冠层顶尤为明显,呈现区域不均匀的三维结构,数值模拟与地面观测相一致。较大范围的强风速和阵风主要出现在建筑物较为低矮的老城区上空,并持续影响下游河道等开阔区域。在高层建筑密集的新城区,虽然整体风速明显减弱,但能在平行风向的街道狭管和下游区域形成局地强风。特别是,超高层建筑群引起显著的垂直环流,导致强风扰动向下传播,造成最大风速达8 m s?1的地面局地强风,阵风指数接近2。上游建筑群引起的风场扰动呈现大尺度湍流结构,能沿着平均气流传播影响数公里之远的下游地区。当风场扰动经过广州塔等单体超高层建筑时,可在其两侧绕流区再次加强,形成局地强风。局地强风和阵风还出现在垂直于风向排列的沿江高层建筑群的侧边,与建筑屏风的阻挡效应和缺口溢出有关。研究结果促进认识城市强风的时空特征和物理机制,有助于提升城市气象的精细化预报水平。     

九江-瑞昌主-余震的波速比变化初探

根据流动台网对九江-瑞昌地震序列的定位结果,采用单台波速比方法,计算各流动台的波速比变化,得出以下结果:①各台波速比存在一定幅度的变化,但变化形态不一致,这可能与震源区应力调整有关:九江台和武蛟台的波速比在2006年4月下中旬至6月中旬这段时间较明显处于低值区间,相应的主余震的M-T图显示余震活动在该段时间内强度和频度有较明显的增强.②沿以武蛟和狮子洞两台连线的NW走向的波速比最小,结合主-余震北西向较优势分布和震源机制解的其中一组NW向节面,推断北西向断裂可能是九江-瑞昌5.7级主震的发震构造.