坦桑尼亚古元古代姆柏兹地体锆石U-Pb-Hf同位素特征及其指示的构造环境研究

通过研究坦桑尼亚乌本迪变质活动带内姆柏兹地体(初)糜棱岩的锆石U-Pb-Hf同位素特征,认为初糜棱岩物质来源于古老地壳的再循环.对比研究坦桑尼亚鲁呼呼盆地和鲁夸盆地卡鲁超群沉积特征,结合卡鲁超群底部砂岩的碎屑锆石年龄谱系特征,推测鲁夸盆地内卡鲁系的最大沉积时限为晚石炭纪-早二叠纪,其物质来源于乌本迪带或南部伊鲁米德带内的新元古代-寒武纪岩浆岩.通过计算碎屑锆石年龄与地层沉积时代差值的累频分布特征,确定了晚古生代时期的鲁夸沉积盆地构造属性为拉张背景的陆间裂谷.结合本次锆石U-Pb-Hf同位素特征研究和区域地质资料分析结果,认为姆柏兹地体经历了两次俯冲-造山-裂解(伸展)构造旋回,响应了哥伦比亚超大陆、罗迪尼亚超大陆的聚合、裂解.冈瓦纳大陆裂解期间形成的裂谷盆地接受沉积,形成了卡鲁超群沉积.     

西昆仑山古近纪隆升变形：时间、证据和争论

西昆仑山新生代隆升变形过程对于中亚的地貌与水系演化、资源和能源矿产分布、气候及环境变迁等都具有重要的影响,然而至今尚没有形成统一的认识。西昆仑山新生代初始隆升与变形的时间存在三种不同观点,分别为古新世、中—晚始新世、渐新世末期—中新世早期。本文通过对塔西南地区地层学、沉积学、物源分析和热年代学的研究综述,详细讨论了西昆仑山古新世、中—晚始新世隆升变形的时间、证据、解释和争议。在此基础上,确定了西昆仑山在古新世发生了隆升变形,中—晚始新世是新生代变形中的一个加速节点。这两期隆升变形分别对应于印度—亚洲大陆初始碰撞、新特提斯洋俯冲板片断离的远程响应,反映了印度板块向北的碰撞拼贴与持续挤压的过程。     

四川稻城海子山方枝柏树轮宽度与气候因子的响应关系研究

对四川稻城县海子山高原上的方枝柏进行树芯采集,经交叉定年后建立林线上限位置的方枝柏树轮宽度年表。标准化年表与气象资料的响应分析结果揭示了该地区树木生长主要受当年生长季前期温度条件的控制。轮宽指数与前一年9月到当年2月的平均气温呈显著正相关（R=0.56,P<0.01）。由此重建了该地区1850—2019年这170 a的前一年9月到当年2月平均气温的变化,转换函数方差解释量31.7%。重建结果与邻近地区树轮记录的温度变化具有较好的一致性。重建序列显示工业革命以来,研究区经历较冷的时期有：1870—1890年和1960—1980年;较暖的时期有：1884—1892年、1919—1925年、1940—1960年以及1980—2019年。1940—1960年是20世纪最暖的时期,20世纪60年代后温度呈现下降趋势,1980年开始气温保持持续升高,2010年之后气温有小幅下降。重建气温序列与太阳黑子数变化和北大西洋多年代际涛动AMO有较强的响应,揭示了太阳活动、海温等因子可能对该区温度变化产生重要影响。     

江汉平原东北缘末次冰消期沉积物粒度特征及环境意义

麻城剖面位于江汉平原东北缘山地丘陵与平原过渡带半封闭的宽浅碟形洼地,是江汉平原北缘末次冰消期代表性沉积剖面。沉积环境主要由山麓坡洪积相和沼泽相组成,形成年代为距今18.00~8.60 ka。麻城剖面粒度组成主要以粉砂为主,达60.73%,其中,粗粉砂达40.83%。剖面粒度变化可划分为7个变化阶段。结合剖面的岩性与沉积环境特征等综合分析,发现末次冰消期气候环境经历了四个气候期:第一气候期17.90~17.02 ka B.P.,为冰盛期之后气候开始回暖升温期。此时降水相对较多,地表径流强度中等偏强。第二个时期17.02~12.02 ka B.P.,为快速升温期。总体暖湿多雨,是末次冰消期最显著暖湿期,在江汉平原北缘坡麓地带的洼地广泛发育了沼泽。粒度变化进一步表明气候存在波动,早、晚期降雨强度大,时有强降水发生,地表径流稳定性差;中期（14.47~12.64 ka B.P.）降水明显减少,但雨量相对均匀,地表径流变幅小,此与长江中下游地区石笋记录的冰消期气候特征是一致的。第三气候期12.02~10.80 ka B.P.,该期是新仙女木事件之后的快速升温期,平均粒径和分选系数为剖面最大。表明当时降雨量大,气候稳定性较差,强降雨时有发生。第四气候期10.80~8.60 ka B.P.,气候总体为偏温湿环境。地表径流较第三气候期明显降低,早期降水偏多,后期温湿程度降低,地表径流变小。剖面中有两个明显的气候事件记录,一是新仙女木事件,表现为第④层与第⑤层之间的短暂沉积间断和沼泽环境的结束;二是9.8~9.2 ka B.P.干旱期,为厚约15 cm的黄土状土的沉积。研究表明,长江和汉江洪泛影响不到的江汉平原边缘洼地沉积可能是记录本地区气候特征的良好载体。     

四川盆地二叠纪栖霞—茅口期古地理格局转换及勘探启示

层序岩相古地理的重建工作对认识盆地的构造—沉积演化、沉积建造时空分布和油气勘探具有重要意义。特殊的构造位置和演化历史造就了四川盆地二叠纪的构造—沉积分异的复杂性。前人对四川盆地二叠纪的原始地理格局认识差异较大,一定程度上制约了栖霞—茅口组有利勘探相带的预测。在综合油气勘探地震、钻井及盆地周缘的露头剖面资料上,通过沉积旋回和层序界面的识别,将栖霞组划分为SQ1和SQ2两个三级层序,茅口组划分为SQ3—SQ5三个三级层序;基于沉积相标志和地层层序的宏观分布特征,重建了四川盆地栖霞—茅口期各层序的岩相古地理。结果表明:岩相古地理相带宏观展布揭示了盆地构造形迹由栖霞期的北东向转变为茅口期的北西向;构造—沉积格局由栖霞期准稳定背景的“隆—坳”分异向茅口期非稳定背景的“台—槽”分异转换;准稳定期的栖霞组有利勘探相带以相对平坦地貌的水下微幅隆起控制为主,呈现出“一带一环”的白云岩浅滩分布,非稳定期的茅口组则在区域张裂构造背景及同沉积正断裂活动的影响下,有利勘探相带受“一槽一半岛”的控制;栖霞—茅口期的台地边缘性质是先成浅水地貌成因的边缘,有利勘探区主要分布在边缘内侧的岸后云质浅滩相带,不同于礁滩沉积铸造的有利勘探相带为滨岸高能礁滩体的镶边台地边缘。     

湖相碳酸盐岩沉积微相类型及沉积模式

巴西大坎波斯盆地下白垩统湖相碳酸盐岩油气资源丰富,但是硅化碳酸盐岩的出现不仅使原始碳酸盐岩沉积微相类型和沉积模式有待系统研究,还给深水油气勘探开发带来了挑战。基于古地貌、壁芯薄片、测井响应等数据,分析了坎波斯盆地东部下白垩统硅化碳酸盐岩原始沉积的古水介质、湖平面变化及沉积微相,厘清了湖相碳酸盐岩发育的主控因素,建立起相应的沉积模式。借助Fischer曲线可将硅化碳酸盐岩发育段划分为一个可容空间由大减小再增大的三级旋回,湖平面表现为先下降后上升;湖盆中央古隆起周缘类似远端变陡缓坡,发育了灰泥坪、藻礁、颗粒滩、滩前前积体和滑塌体等5种沉积微相;古地貌决定了藻礁和颗粒滩发育在构造高部位的相对深水区,同时受湖平面变化而发生垂向互层叠置;该段碳酸盐岩沉积时期,湖平面至少出现过两次下降、三次上升,可以划分为高位湖退、低位湖退、低位湖侵、高位湖侵四个演化阶段。研究成果为湖相碳酸盐岩硅化成因分析、硅化作用过程研究及硅化碳酸盐岩中有利储层的寻找奠定了基础。     

多年冻土退化下碳、氮和污染物循环研究进展

多年冻土储存了大量的有机碳、氮素以及持久性有机污染物和汞等污染物.全球变暖背景下,目前全球大部分的多年冻土都处于退化状态.多年冻土区土壤温度升高、多年冻土层解冻后,土壤温度水分会发生变化,从而改变微生物的生长代谢过程,进而改变多年冻土区的物质循环.通过综述多年冻土区的碳、氮及污染物的储量及其在多年冻土退化下的迁移转化及输出特征,研究发现:多年冻土退化增加活动层厚度、形成热喀斯特地貌,一方面导致碳基和氮基温室气体快速释放到大气中,另一方面也向水生系统中输出溶解性碳氮组分及可溶性污染物,这些过程会导致多年冻土由碳、氮和污染物储存的"汇"转变为"源",并最终影响全球生物地球化学循环.明确多年冻土区碳、氮和污染物的生物地球化学循环过程对于全面理解气候变化对自然和人类社会系统的影响具有重要作用.未来研究中,还需要结合多学科技术手段,开展多年冻土退化过程、水文过程与生物化学循环过程的系统集成研究,此外,还需加强汞、POPs等污染物的二次释放过程与碳氮循环的耦合关系研究,定量多年冻土中污染物二次释放的环境效应,以深刻认识多年冻土中物质循环过程并为气候和环境变化提供预测依据.     

班公湖-怒江缝合带东段丁青地幔橄榄岩成因:来自钻孔ZK02地幔橄榄岩矿物学及地球化学特征约束

丁青蛇绿岩位于班公湖-怒江缝合带东段,是该缝合带出露面积最大的蛇绿岩。为查明岩体成因,在丁青东岩体中实施了一口165.19m的钻孔。除最顶部有约0.5m厚的第四系残坡积物外,其余均为地幔橄榄岩。结合显微镜鉴定将岩心划分出17个岩性单元层,岩性主要以方辉橄榄岩为主,夹少量纯橄岩和含铬铁矿纯橄岩。地幔橄榄岩中橄榄石的Fo变化于88.79~93.73,铬尖晶石的Cr^#变化于44.33~81.66,揭示丁青地幔橄榄岩可能经历过约20%~40%的中高度部分熔融作用;全岩地球化学分析表明其具有富镁（MgO=45.98%~49.45%）、贫铝（Al₂O₃=0.19%~1.37%）和贫钙（CaO=0.28%~0.70%）的特点,属于熔融程度较高的地幔残余物质。岩石具有明显不同于阿尔卑斯蛇绿岩的轻稀土元素富集特征,指示区内地幔橄榄岩先经历了较强程度的部分熔融,后经历了俯冲消减过程中的流体交代。利用地幔橄榄岩中的铬尖晶石成分计算母熔体Al₂O₃含量对应的FeO/MgO值,与不同构造环境原始岩浆成分相比较,发现丁青地幔橄榄岩母熔体大多处于玻安岩中。纯橄岩氧逸度估算FMQ=-3.05~-0.71,方辉橄榄岩氧逸度FMQ=-3.89~+1.47,显示丁青地幔橄榄岩有俯冲作用的参与。通过丁青钻孔岩心的研究,提出丁青东岩体可能形成于俯冲带之上的弧前环境这一观点。     

新疆阿尔泰可可托海伟晶岩型稀有金属矿床中磷灰石地球化学特征及意义

磷灰石可以记录和保存岩浆和热液活动的信息。可可托海伟晶岩型稀有金属矿床磷灰石发育,为研究该矿床伟晶岩成岩成矿过程提供了优良的条件。已有对可可托海伟晶岩型稀有金属矿床磷灰石的研究集中在其稀土元素特征,较少讨论其对伟晶岩成岩成矿过程的制约。本文选取可可托海伟晶岩型稀有金属矿床富矿伟晶岩脉(3号脉)和相对贫矿伟晶岩脉(1号、2b号和3a号脉)中的磷灰石作为研究对象,进行磷灰石岩相学和地球化学研究。岩相学分析表明,磷灰石主要与钠长石、石英、白云母、锰铝榴石等伴生。EPMA分析显示,磷灰石F含量为3.67%～4.41%,Cl含量小于0.67%,较低的Cl含量表明伟晶岩熔体出溶的流体Cl含量较低;大部分磷灰石MnO含量为4.67%～8.71%,但2b号脉磷灰石MnO含量变化较大(1.23%～14.28%),这是由于2b号脉磷灰石具有分带结构,暗示其遭受后期热液作用,促使磷灰石溶解-再沉淀,导致MnO含量发生较大变化。LA-ICP-MS分析显示,贫矿伟晶岩脉磷灰石的稀土元素含量较低(180×10~(-6));相反,富矿伟晶岩脉磷灰石的稀土元素含量较高( 700×10~(-6)),并具有明显的四分组效应(TE_(1-3)平均值为1.7)。1号脉和3a号脉磷灰石均显示轻稀土元素富集,反映其形成过程中有含Cl热液的参与。3号脉磷灰石显示强烈Eu负异常和Ce正异常,而2b号脉磷灰石显示强烈Ce负异常和中等Eu负异常,这种Eu、Ce异常的差异可能与岩浆-热液阶段大量流体出溶密切相关。磷灰石的沉淀将导致热液中HF含量的降低,促使磷灰石周围铌钽矿结晶和Nb、Ta进入磷灰石中。可见,在伟晶岩形成过程中,磷灰石并非保持稳定,其分带结构和主微量成分变化记录了后期热液活动,暗示后期热液活动对伟晶岩的成矿具有重要作用。     

安徽滁州和管店早白垩世高镁埃达克质侵入岩的成因:锆石U-Pb年代学和Sr-Nd-Hf同位素的制约

本文以华北陆块东部早白垩世滁州闪长玢岩和管店石英闪长岩为研究对象,报道了新的全岩地球化学（主量元素、微量元素以及Sr-Nd同位素）以及锆石U-Pb年代学和Hf同位素的综合研究结果,进而约束其岩石成因和构造意义。滁州闪长玢岩中锆石发育振荡环带,管店石英闪长岩中锆石具条痕状吸收的特点,它们均为岩浆成因。锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果显示,滁州和管店闪长质锆石年龄分别为128±1Ma和130±2Ma,表明二者均形成于早白垩世。地球化学特征显示,滁州和管店闪长质岩石具有类似的主量元素和微量元素组成,整体具中等的SiO₂含量（58.55%~60.12%）和富MgO（4.43%~5.10%,Mg^#=57~61）的特征,Na₂O/K₂O比值为1.20~1.47,属于高钾钙碱性系列岩石;富集轻稀土元素和大离子亲石元素（如Rb、Ba）,亏损重稀土元素和高场强元素（如Nb、Ta、Zr、Hf）,并具不同程度的Eu负异常（δEu=0.85~0.93）。它们具高的Sr（575×10^-6~1035×10^-6）和低的Y含量（10.2×10^-6~15.3×10^-6）以及高的Sr/Y比值（57~69）,属于埃达克质岩石。此外,滁州和管店闪长质岩石具有类似的Sr-Nd以及锆石Hf同位素的特征,滁州闪长玢岩的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr初始比值介于0.7061~0.7066之间,ε_Nd（t）值为-17.7~-16.9,锆石ε_Hf（t）值变化于-23.1~-19.1之间,而管店石英闪长岩的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr初始比值为0.7046~0.7059,ε_Nd（t）值为-18.7~-15.8,锆石ε_Hf（t）值为-25.6~-20.0。综合上述,滁州和管店闪长质岩石均属于高镁埃达克质岩石,起源于拆沉的加厚下地壳部分熔融的熔体与地幔橄榄岩反应的产物,形成于早白垩世华北东部陆块拆沉作用下的伸展背景。