华北克拉通大红峪组高钾火山岩的地球化学特征及其岩石成因

华北克拉通中元古代大红峪组火山岩是一套高钾(K2O Na2O)、富铝、贫硅的碱玄岩-响质碱玄岩-响岩组合。地球化学特征显示其富集轻稀土(LREE)和大离子亲石元素(LILE)(Rb,Ba,K等)、贫高场强元素(HFSE)(Th,Zr,Hf,HREE等)和弱亏损Nb,Ta的微量元素特征。稀土元素配分模式为右倾,有轻微的Eu正异常,类似于OIB的特征。较稳定的La/Nb比值和εNd(t)值,说明岩浆在上升过程中并未遭受到明显的地壳混染作用;结合岩石Nb,Ta弱亏损以及εNd(t)值为-0.66~0.63的特征,表明其地球化学特征更多的是其地幔源区的反映。因此,岩浆来源于富集地幔,可能为被俯冲交代作用改造过的深部岩石圈地幔,并有OIB特征的软流圈组分加入。构造环境分析表明,大红峪组火山岩形成于板内裂谷,其深部地球动力学过程可能与地幔柱有关。     

氢气还原富铁矿石制备零价铁富集磷

以褐铁矿、菱铁矿、赤铁矿和磁铁矿为原料,在600 ℃下氢气焙烧制备零价铁(ZVI).采用X射线衍射仪、X射线荧光光谱仪、比表面积和孔结构分析仪、扫描电镜、X射线光电子能谱、红外光谱表征了富铁矿石矿物组成及制备产物ZVI的形貌、比表面积和孔结构特征,考察了接触时间、初始磷浓度和pH值对磷富集的影响,并分析了pH值为3和5时,富铁矿石中Pb(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)、Hg(Ⅱ)的释放情况,探讨了零价铁对磷的富集性能及作用机制.结果 表明,磁铁矿制备的ZVI中铁含量较高(Fe2O387.4％)、杂质较少、拥有大量的微纳米孔隙且矿石原样在15天内未检出Pb(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)、Hg(Ⅱ)的释放,磁铁矿制备的ZVI表现出最好的磷富集效果,w(P)可达13.45 mg/g.使用NaOH (2.2 mol/L)溶液可以回收ZVI富集的磷,回收率可达到99.9％.表面络合、静电吸附和Fe氧化产生的Fe(Ⅱ)/Fe(Ⅲ)对磷的共沉淀作用是ZVI富集磷的主要机制.研究结果有助于推动富铁矿石的综合利用及其在磷的深度处理或磷资源循环利用方面的应用.     

U-Pb Age and Hf Isotope Study of Detrital Zircons from the Wanzi Supracrustals： Constraints on the Tectonic Setting and Evolution of the Fuping Complex, Trans-North China Orogen

Located in the middle segment of the Trans-North China Orogen, the Fuping Complex is considered as a critical area in understanding the evolution history of the North China Craton （NCC）. The complex is composed of various high-grade and multiply deformed rocks, including gray gneiss, basic granulite, amphibolite, fine-grained gneiss and marble, metamorphosed to upper amphibolite or granulite facies. It can be divided into four rock units： the Fuping TTG gneisses, Longquanguan augen gneisses, Wanzi supracrustals, and Nanying granitic gneisses. U-Pb age and Hf isotope compositions of about 200 detrital zircons from the Wanzi supracrustals of the Fuping Complex have been analyzed. The data on metamorphic zircon rims give ages of 1.82-1.84 Ga, corresponding to the final amalgamation event of the NCC, whereas the data for igneous zircon cores yield two age populations at -2.10 and -2.51 Ga, with some inherited ages scattering between 2.5 and 2.9 Ga. These results suggest that the Wanzi supracrustals were derived from the Fuping TTG gneisses （-2.5 Ga） and the Nanying granitic gneisses （2.0-2.1 Ga） and deposited between 2.10 and 1.84 Ga. All zircons with -2.51 Ga age have positive initial εHf values from ＋1.4 to ＋10.9, suggesting an important crustal growth event at -2.5 Ga through the addition of juvenile materials from the mantle. The Hf isotope data for the detrital zircons further imply that the 2.8 Ga rocks are important components in the lower crust, which is consistent with a suggestion from Nd isotope data for the Eastern Block. The zircons of 2.10 Ga population have initial εHf values of-4.9 to ＋6.1, interpreted as mixing of crustal re-melt with minor juvenile material contribution at 2.1 Ga. These results are distinct from that for the Western Block, supporting that the Fuping Complex was emplaced in a tectonic active environment at the western margin of the Eastern Block.     

塔西南坳陷石炭系碎屑储集岩的成岩演化

研究区石炭系碎屑岩储集层的主要成岩作用为机械压实作用、胶结作用、交代作用、溶解作用和破裂作用。机械压实作用和胶结作用对储层物性改善有破坏作用；溶解作用、交代作用、破裂作用在一定程度上有利于改善碎屑储集岩的孔隙结构及储集物性。研究区碎屑岩储集层处于早成岩阶段B期一晚成岩B期。晚成岩期，烃类从源岩中进入储集层发生石油侵位，改变了岩石的成岩环境。由于烃类的侵位，使石英的次生加大、自生铁白云石的生长受到抑制，同时也对自生伊利石生长有抑制作用，黄铁矿由于烃类侵位分布在油层、油水层，尤其在油水层中较为发育。     

角闪石族和辉石族矿物的系统矿物学分类命名

角闪石族和辉石族矿物是链状硅酸盐矿物的重要组成部分,它们中的许多矿物种属于造岩矿物和/或工业矿物,具有重要的成因矿物研究意义和工业应用开发价值。国内学者对它们的分类命名和基本系统认识主要源自于王璞等(1984)编著的《系统矿物学》。随着科学技术发展和矿物学研究的不断深入,原有的矿物基础资料和分类命名都在不断更新与完善,迄今已有专业学术机构和学者在不同年代陆续发表了不同版本对该两类矿物的修订或修改意见,但一直没有统一整合,导致在涉及该两类矿物的应用研究中,在分类命名上与国际标准不统一。根据本课题组在国家公益性行业科研专项项目(新编《系统矿物学》)所承担的研究任务和当前国内外研究进展,本文系统归纳、梳理并综述了角闪石族和辉石族矿物的分类方案和命名原则,使分类命名统一标准、原则和认识并与国际接轨,这有利于该两类矿物的理论研究与开发应用,更好地支撑地质学及相关学科的研究与发展。     

湖南新田锶矿泉水文地球化学分带特征分析

以湖南新田县大型富锶矿泉为研究对象,通过采样、水化学组分分析,运用ArcGIS、AquaChem软件揭示富锶地下水水化学组分、水化学类型及水平和垂向分带特征。结果表明:下降泉中锶元素含量具有很好的分带特征,但机井中锶的分带性较差,TDS与锶元素含量变化基本一致。下降泉、机井中离子的变异系数具有较好的一致性,Ca2+、HCO3 - 含量较为稳定,而Sr2+、Mg2+、Na+、SO4 2-、Cl-质量浓度变化较大,下降泉和机井的水动力环境均有较大变化,或含水岩组的差异性较明显。下降泉、机井中主要离子毫克当量数所占百分比排次相同,但其垂向变化范围较大,机井水化学组分受含水岩组和人类活动等因素影响较大,水化学类型也由下降泉单一的HCO3-Ca型水演变为HCO3-Ca型、HCO3-Ca·Mg型、HCO3-Na·Mg·Ca型等复杂水化学类型,表现出垂向上正向的地球化学分带特征。锶元素在垂向上的分带呈现出异常,在50~80 m深度达到最大值。      

南天山区域大地构造与演化

塔里木和中天山之间的南天山造山带,经历了复杂的构造演化与地壳增生过程。综合分析南天山造山带的构造、地层、古生物、岩石、地球化学和同位素年代学等方面的资料,特别是放射虫、蛇绿岩、蓝片岩等方面的最新研究成果,讨论了南天山的区域构造格局和演化过程。南天山主体为一上百公里宽的增生-碰撞混杂带-南天山(蛇绿)混杂带;其北侧为中天山岛弧,是仰冲壳楔;南侧为塔里木陆块,是俯冲壳楔。古南天山洋为一广阔的大洋,南天山碰撞造山作用起始于二叠纪末-三叠纪初,新近纪-第四纪进入陆内造山作用阶段。     

北京市地面沉降分布及典型灾害类型初探

地面沉降为北京主要次生地质灾害之一,近年来呈现快速发展趋势,对城市规划发展和经济建设的影响日趋明显。目前对于北京地面沉降灾害类型及特征认识较为局限,缺乏全面、系统认识。本文通过区域水准测量监测数据及以往调查资料的搜集整理,结合现场调查,阐明了北京地面沉降分布特征,总结归纳了地面沉降灾害类型及特征,发现区域性地面沉降形成的以井管抬升为代表的点状破坏现象,该类灾害以点为中心呈辐射状分布,影响范围较小。局部差异沉降形成包括墙体开裂、地表开裂及桥梁开裂等具有线状破坏形式的灾害,该类灾害多呈线性沿固定方向延伸,影响范围较大。     

硅酸盐和金属氧化物矿物氧同位素组成的CO_2激光氟化分析

我室采用MIR 10型CO2 激光器 ,在一种富BrF5的氛围中使激光对硅酸盐和氧化物矿物样品加热形成O2 ,经多次纯化后用 5 的分子筛吸收 ,再直接送至气体质谱仪进行氧同位素比值测定。这个实验流程与传统方法相比的改进不仅在使用激光加热技术及样品的放置上 ,而且在直接采用O2 而不是CO2 进行质谱测定。采用O2 进行直接分析的优点不仅避免了向CO2 转化过程中的潜在同位素分馏 ,而且能够得到样品的δ1 7O值 ,因此为宇宙样品分析提供了可能。CO2 激光氟化技术的优点是所需样品量小 (可低达 1～ 2mg) ,因此能够分析微小岩石区域或单矿物晶体内的氧同位素分布。同时 ,激光可以达到非常高的温度 (>40 0 0K) ,因此能够对某些难熔矿物 (如锆石、蓝晶石、橄榄石等 )进行氧同位素分析。     

格子玻尔兹曼方法及其在大气湍流研究中的应用

文章的目的是对格子玻尔兹曼方法进行系统的介绍，格子玻尔兹曼方法(Lattice Boltzmann Method)的出现直接来源于20世纪60年代的元胞自动机(Cellular Automata)思想，而这一方法用于解决流动现象时，又可以追溯到19世纪的分子运动论，求解的是Boltzmann提出的玻尔兹曼输运方程，因此将这一方法称为格子玻尔兹曼方法，之前也被称为格子气自动机(Lattice Gas Automaton)。该方法多用于研究复杂现象，如材料晶体凝聚时的生长过程、城市土地利用的演化等方面。在20世纪70年代由Hardy、Pomeau和Pazzis建立了第一个用于研究流体运动的格子气自动机，此后，这一方法被广泛用来模拟各种流动问题，诸如二相流、孔隙介质中的渗流等，并根据这一方法开发了相应的商业软件PowerFlow。同时，格子玻尔兹曼方法由于其在微观水平描述运动的特点，成为研究湍流的一个很好的数值计算工具，特别是用其进行直接数值模拟(DNS)计算，成为继传统的差分法、有限体积法和谱方法之后的又一有力的手段。而作为大气运动的一个主要现象的大气湍流，比普通湍流更加复杂，在这里着重介绍了大气湍流的特点和应用格子玻尔兹曼方法模拟湍流的发展过程。