苏鲁地体超高压和退变质时代的厘定:来自片麻岩锆石微区SHRIMP U-Pb定年的证据

锆石微区矿物包体的激光拉曼和阴极发光测试以及相应的SHRIMP U-Pb定年结果表明,苏鲁地体片麻岩锆石微区记录了十分复杂的年代学信息。其中副片麻岩锆石核部记录了345～743 Ma的继承性锆石年龄,标志着原岩碎屑锆石来源的复杂性;含柯石英的锆石微区记录了220～234 Ma的超高压变质年龄;而含石英包体的边部则记录了202～219 Ma的退变质年龄。正片麻岩继承性锆石核部所记录的年龄为574～680 Ma,表明原岩锆石曾经历了部分Pb丢失,原岩的形成年龄应大于680 Ma;含柯石英锆石微区所记录的超高压变质年龄为224～242 Ma;而锆石边部所记录的退变质年龄为209～219 Ma。两类片麻岩锆石微区所隐藏的超高压变质和退变质年龄信息十分相近,平均值分别为229±4Ma和211±4Ma,标志着苏鲁地体超高压变质时代应为印支期,相应的构造抬升速率约5.6 km/Ma。该项成果不仅确定了苏鲁地体超高压变质和退变质时代,而且对于深入探讨苏鲁地体快速折返过程中的动力学机制有着重要的科学意义。     

喜马拉雅造山带变泥质岩系及其地球化学特征

高喜马拉雅结晶岩系和北喜马拉雅穹隆都发育高角闪岩相-麻粒岩相变泥质岩,岩石组合以富铝质片麻岩类为主,伴生钾质花岗片麻岩、大理岩及基性麻粒岩等.元素地球化学特征表明,其原岩主要为较富铝的长石质砂岩和石英岩质砂岩及少量粘土岩,形成于大陆边缘浅海相沉积环境.这些变泥质岩具有相似的微量元素和稀土元素地球化学特征,表现为大离子亲石元素相对高场强元素较富集,轻稀土较重稀土富集,稀土总量较高,具有较显著的Eu负异常.在变质矿物组合、元素地球化学特征及锆石组成等特征上,它们与青藏高原北缘的康西瓦和阿尔金孔兹岩系相似,可能是来源于冈瓦纳大陆边缘的同一套岩石.     

地下多组分反应溶质运移数值模拟:地质资源和环境研究的新方法

地下多组分反应溶质运移数值模拟(RTM)是解释地球系统中的耦合过程和不同时空尺度对其影响的重要工具。RTM是研究地球科学基础理论、地质资源和环境等复杂地球化学过程的一个新方法,可用于如废物处置安全性评估、地下水污染研究、二氧化碳地质储存、金属矿床的地浸开采等的研究中。笔者首先回顾了反应溶质溶质运移模拟的发展历史,然后总结了反应溶质运移模拟的发展现状,再从耦合过程、空间尺度、裂隙和非均质介质处理角度说明了反应溶质运移模拟所面临的挑战。结合地下水质的演化、生物降解、CO2地质储存等具体实例讨论了反应溶质运移模拟的广泛应用前景,探讨了反应溶质运移模拟的未来发展方向。     

基于GeoDatabase的中国岩石圈三维结构数据库设计

数据对于GIS是非常重要的,但目前在各领域的GIS应用中,普遍对数据的重视程度不够。“中国岩石圈三维结构数据库”是基于GIS（地理信息系统）平台下建立起标准、规范的空间数据库,是整个数据库系统稳定运行的基础。CASE工具是建立复杂地理数据库的最佳方法之．,本文依据面向对象的地理数据模型——GeoDatabase,讨论用CASE工具来建立基于GeoDatabase的中国岩石圈三维结构数据库的具体过程。     

大陆科学钻探与深井地球物理长期观测研究最新进展

随着地球系统科学研究的深入开展以及解决人类所面临的环境、资源、防灾等科学问题的需要，20世纪90年代以来，世界大陆、大洋科学钻探工程研究以及在钻孔深井内进行的地震、地球物理长期观测得到飞速发展，并取得了初步的观测研究成果。本文介绍了日本、德国、美国在深井长期观测方面的最新进展和科研成果，结合中国现实情况，展示了中国大陆科学钻探工程江苏东海现场开展深井地球物理综合观测的初步方案及其观测研究前景。该深井观测站将成为中国第一个无地面干扰的综合性深井地球物理和流体长期实验观测站，预期可以获取客观真实的深井综合地球物理资料，开创中国零干扰条件下地球科学观测研究的崭新局面。     

东天山三岔口铜矿床类型、赋矿岩石成因与矿床矿物学特征

在野外系统考察及采样基础上,以等离子光谱（ICP）对东天山三岔口铜（钼）矿床赋矿石英闪长玢岩、花岗闪长岩、花岗闪长斑岩的主、微量元素及Sr-Nd同位素组成进行测定,揭示了该矿区容矿岩石实属C型埃达克岩类,形成于二叠纪早期,产于碰撞增厚背景。通过扫描电镜、电子探针及X射线衍射,重点分析并研究了以黑云母为主的暗色硅酸盐矿物、硫化物、铁-钛氧化物以及其它有关副矿物的标型特性,旨在对判别矿床成因类型、预测成矿远景提供依据。据多数黑云母中的Mg/Fe比值＞0.52之事实,可推断出本地区虽具一定成矿潜力,但因赋矿埃达克岩中Mg^#＜40,且不属于俯冲洋壳成因,找到大型规模矿床的可能性不大。磁铁矿的标型显示本矿床具有部分夕卡岩型特色,而富锰钛铁矿与其寄主埃达克岩有同样的形成物理、化学条件,显示二者成因密切相关。通过对辉钼矿多型的X射线分析,以及硫化物中Au/Ag比的研究,进一步证实本矿床属于斑岩型-叠加热液脉型矿床。对硫化物微量元素的测定,揭示了本矿床富钴的事实,一种少见的硫铜钴矿的发现更加证实这一认识,进而指出对钴综合利用的重要性。     

增强地热系统热储层-盐水-CO2相互作用

增强型地热系统(EGS)是采用人工形成地热储层的方法,从低渗透性岩体中经济地采出深层热能的人工地热系统。以CO₂为载热流体的增强地热能系统(CO₂-EGS)是实现CO₂减排和深部地热资源开发的有效手段,系统运行时的水-岩-气相互作用对热储层孔渗特征有着重要影响,最终会影响储层的产热能力。笔者利用高温高压反应釜模拟CO₂-EGS高温下的热储层-盐水-CO₂的相互作用,通过对实验中反应液离子成分变化和岩样扫描电镜进行分析,结果表明:实验后的钾长石和方解石出现溶解现象,且方解石溶蚀剧烈;岩样表面出现极少量次生方解石和钠长石,并有新矿物析出,其主要组成元素为C、O、Si、Fe,为菱铁矿的中间产物。通过TOUGHREACT建立反应性溶质运移模型,模拟上述实验的化学反应过程,模拟结果和实验数据拟合较好。该研究可为CO₂-EGS的水-岩-气作用机制提供地球化学数据。     

善于运用成矿规律指导找矿

铜陵地区位于扬子准地台下扬子台坳与江南台隆之间的过渡带，长江中下游铜铁成矿带的中段，是一个铜金多金属的矿集区。     

苏鲁地体南部高压变质带岩石地球化学特征及其地质意义

苏鲁地体南部的高压变质带由中温高压变质岩片和低温高压变质岩片两部分组成,前一岩片自下而上依次为含砾白云石英岩、云母二长石英片岩、大理岩磷块岩、白云钠长石英片岩;后一岩片的主要岩石类型为二长石英片岩钠长石英片岩。两岩片中片岩内的斜长石端员组成为钠长石,长石斑晶具有明显的火山晶屑特征,锆石具有岩浆成因韵律环带,其Th/U>0.5。此外,它们都具有高硅、高碱、低钙,轻稀土元素富集、分馏程度高,重稀土元素亏损、分馏程度低,Eu强到中度亏损及Nb、P、Ti负异常的特征,在Si O2A·R图解上均位于碱性岩区,在铝饱和指数图解中分布在偏铝质过铝质区,在(K2O Na2O)/CaO Zr Nb Ce Y图解上落在A型岩区。这些特征说明其原岩为火山岩,其岩石类型为过铝质偏铝质碱性流纹岩类,其成因类型为A型。常量元素和微量元素组成特征及其判别图解反映其原岩形成于板内拉张环境,是新元古代Rodinia大陆裂解、扬子地块陆内裂谷形成过程中伴生的产物。     

江苏东海前寒武纪变质花岗岩

东海变质岩区广泛分布多种类型的长英质片麻岩,构成片麻岩杂岩区。这一套长英质片麻岩,前人曾认为是变质的火山岩、火山-沉积岩经混合岩化作用形成的混合岩,并根据岩石类型、混合岩化作用程度以及所含表壳岩包体的多少,按沉积地层学原理划分了地层单位,建立了群、组、段。近年来,有关国内外这方面的研究成果表明,无论是在太古宙花岗—绿岩地体,还是麻粒岩一片麻岩地体中,花岗岩类侵入体均占主导地位。我