长江下游南漪湖沉积记录的全新世以来温度变化

了解全新世的温度变化能为理解目前日益突出的全球变暖、评估未来全球气候变化给出重要的参考。在这项研究中,基于长江下游南漪湖沉积岩芯深度为0~450cm中161个样品的brGDGTs代用指标,对过去12.0ka的大气温度进行重建,以进一步深化对全新世温度变化的理解。发现湖泊周边土壤与湖泊沉积物brGDGTs分子组成存在显著差异：土壤以brGDGTs-Ⅰ系列为主,占到总比重的80%以上,计算得的MBT'_5ME平均值为0.81;湖泊表层和柱状沉积物的brGDGTs分子组成更相似,其brGDGT-Ⅰ和brGDGT-Ⅱ分别为43%、48%和62%、35%,对应的MBT'_5ME平均值分别为0.44和0.62,因此认为湖泊沉积物brGDGTs主要为自生来源,进而选用基于MBT'_5ME的湖泊温度经验计算式进行古温度的重建。重建的南漪湖年均大气温度自12.0 ka B.P.以来变化范围为13.8~22.4℃,根据变化趋势,可以分为4个阶段：①阶段,早全新世（约12.0~8.2 ka B.P.）,温度变化范围为15.1~20.6℃,属低温阶段;②阶段,中全新世（约8.2~6.0 ka B.P.）,温度为16.8~20.0℃,为稳定高温阶段;③阶段,中晚全新世（约6.0~3.0 ka B.P.）,温度为13.8~19.4℃,快速降温阶段;④阶段,晚全新世（约3.0 ka B.P.以来）,温度在17.4~22.4℃,快速升温阶段。通过对比其他古气候记录,可以得到以下结论：长江下游地区在约12.0~8.2 ka B.P.时期温度变化主要受高纬度冰川残留的影响,为低温时期;在约8.2~6.0 ka B.P.时期的温度变化主要受到较强的太阳辐射量控制,属稳定高温期,对应全新世大暖期;约6.0 ka B.P.后,温度受到6.0~3.0 ka B.P.中低纬度冷事件以及上升温室气体辐射强迫共同影响,呈现先降后升的"V"型变化趋势。本研究表明长江下游地区自12.0 ka B.P.以来温度变化主要受全球温度变化控制,自晚全新世以来温室气体辐射强迫是影响其温度变化的主要因素。

     

三峡库区大型斜倾顺层滑坡失稳机理分析

长江三峡库区位于我国地形第二、三级阶梯过渡地带,地质环境复杂,斜倾顺层基岩滑坡较为发育。本文以重庆石柱龙井滑坡为例,详细分析了大型斜倾顺层基岩滑坡的变形特征、成因机理和破坏模式、并采用极限平衡法计算了滑坡在四种工况条件下的稳定性。结果表明：（1）龙井滑坡位于扬子准地台石柱向斜北西翼,体积约1.42×106 m3,主滑方向162°,前缘发育两个次级滑坡;（2）受地形地貌、地层构造、地下水和降雨等因素影响,滑坡目前处于蠕滑变形阶段,变形方式主要为拉张裂缝、剪切裂缝和局部鼓胀变形;（3）滑坡同时处于暴雨和前缘次级滑坡滑动条件下,稳定性为1.03,处于欠稳定状态,滑坡易沿软弱夹层发生整体滑动破坏。     

火山岩与地形联合约束下海岛土壤稀土元素地球化学空间分布异质性——以广西涠洲岛为例

海岛土壤地球化学特征的研究对于认识海岛表生地质环境有重要意义。本研究以我国最大的第四纪火山海岛——涠洲岛为案例,重点研究亚热带海岛环境下火山岩风化土壤的稀土元素（REE）地球化学特征,并探讨影响其空间分布的关键因素。结果表明,涠洲岛土壤REE总量（ΣREE）自然变化范围较大,介于59.07~575.30 mg/kg,平均值为285.53 mg/kg,高于中国大陆土壤背景值（163.86 mg/kg）,指示火山岩风化海岛具有较高的土壤REE丰度。反距离权重插值法（IDW）分析指示,岛内土壤的REE含量高低变化呈现出以带状和斑块状为主体形态的空间分布不均一性,推断其成因与母质岩石类型和地形位置等因素密切相关。3种不同岩性的成土母岩的ΣREE含量变化序列为：玄武岩（236.66 mg/kg）>火山碎屑岩（215.58 mg/kg）>含生物碎屑海滩沉积物（18.99 mg/kg）,对应的土壤ΣREE含量具有类似变化规律,即玄武岩土壤（307.20 mg/kg）>火山碎屑岩土壤（297.46 mg/kg）>含生物碎屑海滩沉积物土壤（89.73 mg/kg）。该证据指示母岩是控制岛内土壤REE含量变化的首位因素,玄武岩整体上易形成具有较高REE丰度的土壤,火山碎屑岩次之,而含生物碎屑海滩沉积物反之。此外,本研究还发现火山碎屑岩单一岩性区内,发育的土壤REE含量也会随地形地貌差异而出现显著变化,其原因是地形地貌制约了土壤矿物和化学风化程度,海蚀丘陵比海积平原更利于海岛土壤中REE次生富集作用的发生。

     

内蒙古索伦山蛇绿岩锆石U-Pb年代学、地球化学特征及其地质意义

为加深对中亚造山带东段晚古生代构造背景的认识,选取内蒙古索伦山蛇绿岩中较新鲜的玄武岩和辉长岩开展岩相学、年代学和地球化学研究。结果表明,玄武岩和辉长岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb谐和年龄分别为(276.4±1.4) Ma和(273.9±3.3) Ma,形成于早二叠世。二者均为亚碱性拉斑系列,Mg^#分别变化于41～50和62～65之间,均低于幔源原生岩浆值;主量元素与SiO₂含量之间具有一定的线性关系,反映岩浆演化过程中分离结晶占主要地位。两种岩石的Th/La、Th/Ce和Lu/Yb值均低于大陆地壳的平均值,而与幔源岩浆的比值接近,推测岩浆演化过程中地壳混染的影响不大。稀土元素组成上,玄武岩表现为轻稀土亏损的N-MORB特征,可能起源于尖晶石二辉橄榄岩亏损地幔的5%～10%部分熔融;辉长岩具有轻稀土略亏损、整体平坦的稀土特征,但稀土元素总量明显比N-MORB更亏损,是源区熔融程度更大所致。此外,二者都富集K、Sr、Ba和Pb等大离子亲石元素而亏损Nb、Ta等高场强元素,具有岛弧岩浆特征,指示它们遭受了俯冲板片含水流体或者俯冲沉积物熔体的影响...     

大兴安岭南段晚中生代侵入岩时空分布及主脊与东坡岩体特征对比

通过岩相学、地球化学、锆石U-Pb年代学对位于大兴安岭主脊上的马勒根坝岩体、朝阳沟岩体和大兴安岭东坡区域的野猪沟岩体、布敦化岩体的4个不同花岗岩岩体的岩石类型、主量和微量元素特征、年代学及构造背景进行对比分析,讨论了研究区在晚侏罗世—早白垩世的岩浆活动及地质背景。LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄显示:主脊朝阳沟岩体和东坡布敦化岩体年龄分别为(154±1) Ma和(154.1±1.6) Ma,属于晚侏罗世岩体,主脊马勒根坝岩体和东坡野猪沟岩体年龄分别为(144.62±0.74) Ma和(140.2±2.7) Ma,属于早白垩世岩体。岩相学和地球化学特征显示:主脊岩体为高钾钙碱性-准铝质-过铝质花岗岩岩体,东坡岩体为钙碱性-高钾钙碱性-准铝质-弱过铝质TTG型岩体;主脊比东坡岩体更加亏损Ba、Nb、Sr、P、Ti、Eu元素,为高分异I型花岗岩,东坡岩体为正常的I型花岗岩。结合区域地质资料分析,认为在晚侏罗世—早白垩世伊泽奈崎板块NNW向俯冲和蒙古—鄂霍次克洋闭合共同作用于大兴安岭南段地区,在大兴安岭主脊形成断裂带,导致幔源岩浆上涌底侵下地壳而形成沿断裂带分布的花岗岩体;主脊处于碰撞向伸展...     

高烈度区双洞隧道洞口段地震响应分析与振动台模型试验

强震作用下,隧道地下结构损伤严重,其中洞口段更是抗震的薄弱环节,但其影响规律和特点目前尚缺乏系统的计算分析和研究。以强震区扯羊隧道为例,首先采用FLAC^3D对双洞隧道洞口段地震响应进行分析,再用模型试验的方法进行洞口段模型试验,测量其地震响应应变规律,观测其震害发展情况,并与数值分析结果相互验证。结果表明:地震作用下,隧道仰拱横向位移较大;随着隧道埋深增加,内力逐步增加,其中墙角部位内力较大;洞口处隧道围岩在强震作用下会产生贯通性裂缝,影响隧道洞口稳定;地震作用下的明洞与暗洞交接处内力较大;地震作用下的双洞隧道之间存在较强的动力相互作用。     

柱色谱分离-分子筛络合洗脱过程中正构烷烃单体碳同位素分馏研究

应用气相色谱-气体同位素质谱（GC-C-IRMS）分析正构烷烃单体碳同位素之前,需要对饱和烃样品中正构烷烃和异构烷烃进行预分离、富集,在预分离和富集过程中正构烷烃单体碳同位素是否发生分馏是高精度分析正构烷烃单体碳同位素比值（δ13C）的关键。本文以正构烷烃混合溶液为对象,利用柱色谱、5Å分子筛络合、环己烷-正戊烷混合溶剂两次洗脱,GC-C-IRMS分析正构烷烃单体碳同位素,研究前处理过程中正构烷烃单体碳同位素是否发生分馏。结果表明：使用柱色谱分离前后,多数正构烷烃单体碳同位素比值相差-0.2‰~0.2‰;当5Å分子筛不完全络合时,未络合的正构烷烃单体碳同位素比值偏重约0.7‰,可能发生了微弱的碳同位素分馏,但并未影响洗脱后的正构烷烃单体碳同位素比值;使用环己烷-正戊烷混合溶剂洗脱前后,碳同位素比值相差-0.2‰~0.5‰,以同样方式洗脱第二次,获得的正构烷烃单体碳同位素比值与模拟样品相差-0.3‰~0.2‰。分析不同回收率（>20%）正构烷烃的单体碳同位素比值,处理前后的差值基本在0.3‰以内,可见当正构烷烃回收率低至20%左右时,其单体碳同位素仍未发生明显分馏。柱色谱分离-5Å分子筛络合-混合溶剂洗脱方法适用于回收率大于20%的正构烷烃单体碳同位素分析。     

河南洛阳市土壤和农作物中钼分布规律与影响因素研究

钼是人体和农作物必需的有益元素,具有防癌抗癌作用。由于不同地区土壤中钼含量和土壤酸碱性的不同,农作物中钼含量有很大差异,同时不同农作物对钼的吸收也不相同。研究不同农作物中钼富集规律可以为健康地质发展、富钼农产品开发、功能农业发展、种植结构调整提供依据。本文以洛阳市硒资源详查区及其他农业种植区为研究区,通过采集22种大田种植的农作物及其根系土,采用电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）测定土壤和农作物钼含量,研究了不同农作物钼含量特征及其影响因素。结果表明：洛阳市土壤钼含量较高,是中国土壤富钼特色地区。绿豆、豇豆、黑豆、黄豆、红小豆和花生是富集钼的主要农作物,钼平均含量>9mg/kg,富集系数>500%,属于钼的超富集农作物。芝麻、豆角、谷子、小麦、玉米和油菜籽钼含量较高,钼含量均值介于0.446~2.437mg/kg,富集系数介于40%~300%,属于富钼农作物。辣椒、大蒜、红薯、秋葵的钼含量介于0.1~0.3mg/kg,富集系数介于10%~30%,属于高钼农作物。苹果、梨、葡萄、石榴、樱桃与中药材银条的钼含量 < 0.05mg/kg,富集系数 < 5%,是低钼农作物。大多数农作物钼含量与根系土钼含量呈正相关,而苹果、葡萄、石榴、樱桃等水果钼含量与根系土钼含量呈负相关。研究揭示了在碱性环境下土壤中的钼更容易被农作物吸收。区内农作物与中国其他地区相比均呈富钼特征,是开发富钼农业产业的有利地区。依据不同农作物钼含量,选择出绿豆、豇豆、黑豆、黄豆、红小豆和花生是研究区特色富钼农产品,芝麻、豆角、谷子、小麦、玉米和油菜籽是富钼农产品,辣椒、大蒜、红薯、秋葵属于高钼农作物。本成果为研究区富钼农产品开发、调整种植结构提供了科学依据。     

闽西行洛坑钨矿流体演化过程与成矿机制: 白钨矿原位微量元素、Sr同位素的制约

行洛坑钨矿位于武夷山成矿带中部,是该带目前规模最大的钨矿床。钨矿体主要产于强烈蚀变的似斑状黑云母花岗岩岩株顶部,发育细脉浸染状、网脉状及大脉状多种矿化类型,黑钨矿与白钨矿含量近1∶1。关于矿床的流体演化过程与成矿机制目前仍不清楚,成因存在较大争议。本文在详细成矿阶段划分的基础上,对不同阶段产出的不同世代白钨矿开展了系统的原位LA-ICP-MS微量元素和Sr同位素、以及流体包裹体和H-O同位素的研究工作。行洛坑钨矿由早至晚可以划分为3个成矿阶段：细脉浸染状白钨矿-辉钼矿阶段（阶段Ⅰ）、钾长石-白钨矿-黑钨矿-绿柱石阶段（阶段Ⅱ）及硫化物-黑钨矿-白钨矿-碳酸盐阶段（阶段Ⅲ）。流体包裹体研究显示成矿流体为中高温、低盐度的NaCl-H₂O-CO₂体系。H-O与Sr同位素表明成矿流体主要为岩浆流体,仅成矿晚期阶段有少量的大气降水加入。阶段Ⅰ白钨矿相对富REE、Mo、Na和Nb,贫Sr;而随着流体演化,白钨矿REE、Mo、Na、Nb含量逐渐降低,Sr含量显著升高。阶段Ⅰ白钨矿呈自形-半自形粒状,CL图像显示细密的、均匀的震荡环带,稀土元素主要与Na和Nb结合进入白钨矿晶格;阶段Ⅱ、阶段Ⅲ白钨矿呈半自形-他形,不发育或仅发育宽缓的、不规则震荡环带,稀土元素与□_Ca（Ca的离子空位）结合置换白钨矿中的Ca。结合蚀变与矿化特征,认为阶段Ⅰ白钨矿形成于低水岩比环境,由初始岩浆流体沿微小裂隙渗透交代而形成;而阶段Ⅱ、Ⅲ白钨矿形成于高水岩比环境,CO₂的不混溶作用伴随强烈的水岩反应导致了钨的富集沉淀。结合矿床地质特征,认为行洛坑钨矿属于广义的斑岩型钨矿,细脉浸染状矿化构成了钨成矿的基础,而网脉状、大脉状矿化的叠加是钨进一步富集的关键。

     

江西大湖塘矿田两期岩浆作用与钨成矿的关系: 来自锆石矿物地球化学的证据

大湖塘矿田是我国新发现的世界级钨多金属矿产资源基地,位于江南造山带中段,地处九岭山脉北部的武宁、修水、靖安三县交界区域,面积约500km²,储藏着近二百万吨WO₃资源（伴生Cu和Mo）。该区以晋宁期花岗岩类的大面积出露为特色,而燕山期花岗岩为全隐伏,前者作为矿田最主要的细脉-浸染型白钨矿的赋存载体,后者则在成岩时代上与钨成矿时间基本一致。两期岩浆岩对区内大规模钨成矿作用的贡献问题,及其内在成因联系问题具有重要的研究意义。本文在矿田地质和岩石地球化学研究基础上,以锆石的矿物地球化学研究为切入点,对晋宁期和燕山期花岗岩类的年代学、Hf同位素、微量元素特征进行系统的对比研究。结果显示,大湖塘矿田石门寺花岗岩成岩时代为147.7Ma、靖安钨矿成矿时代为134.9Ma、赋矿花岗岩成岩时代为815.8Ma,两个时代的岩浆岩均为过铝质S型花岗岩系列;更有意义的是,燕山期花岗岩（石门寺）中发现多颗继承锆石,且继承锆石与晋宁期岩浆锆石具有相近的Hf同位素和微量元素组成,这指示燕山期花岗岩与晋宁期花岗岩具有亲缘关系,包括晋宁期花岗岩在内的中新元古代基底岩石可能参与了该区中生代花岗岩的源区重熔。锆石微量元素特征表明,这两期重熔的岩浆结晶温度都在700℃左右,经历了低氧逸度、水近饱和条件下的熔融。晋宁期花岗岩富含W、Ca等成矿所需元素,在中生代华南岩石圈地幔上涌导致的中上地壳大规模熔融的背景下,燕山期岩浆期后含矿热液与晋宁期花岗岩围岩发生交代,成为本区大型白钨矿为主的钨多金属矿床形成的必要条件。