冀北金台子盆地早白垩世酸性火山岩地球化学、锆石年代学及其地质意义

华北克拉通在中生代以来遭受了显著破坏。前人的研究对克拉通破坏的机制和峰期取得了较大共识, 但是关于克拉通破坏的启动时间一直存在争议。本文通过对冀北金台子中生代盆地构造特征及其填充的火山岩地球化学和年代学进行分析, 为华北克拉通破坏启动时间提供新的约束。研究表明, 金台子盆地为一伸展断陷盆地。盆地呈北东-南西向展布, 东侧被正断层控制, 西侧为地层超覆边界。盆地内自下而上发育后城组、白旗组、啕北营组、九佛堂组火山-沉积组合。后城组是一套稳定的河流相红色砂砾岩沉积地层;白旗组和啕北营组主体为巨厚层流纹岩、流纹质凝灰熔岩, 局部夹安山岩和火山碎屑岩;九佛堂组是一套以砾岩、砂砾岩等为主体的碎屑岩。地球化学分析表明金台子盆地中发育的酸性火山岩源于地壳重熔。锆石U-Pb年代学研究显示, 金台子盆地内流纹岩自约145 Ma开始广泛喷发并形成巨厚层的酸性火山岩地层, 表明此时在华北北缘地区的岩石圈减薄和破坏可能就已非常剧烈, 据此华北克拉通在其北缘的破坏至少应早于145 Ma。     

Zircon U-Pb Geochronology and Geochemical Characteristics of the Volcanic Host Rocks from the Tongyu VHMS Copper Deposit in the Western North Qinling Orogen and Their Geological Significance

Precise in situ zircon U-Pb dating and Lu–Hf isotopic measurement using an LA-ICP-MS system, whole-rock major and trace element geochemistry and Sr–Nd isotope geochemistry were conducted on the volcanic host rocks of the Tongyu copper deposit on the basis of further understanding of its geological characteristics. Three zircon samples from the volcanic host rocks yielded 206Pb/238 U weighted average ages ranging from 436±4 Ma to 440±5 Ma, which are statistically indistinguishable and coeval with the ca. 440 Ma northward subduction event of the Paleo-Qinling oceanic slab. The volcanic host rocks were products of magmatic differentiation that evolved from basalt to andesite to dacite to rhyolite, forming an integrated tholeiitic island arc volcanic rock suite. The primitive mantle-normalized trace element patterns for most samples show characteristics of island arc volcanic rocks, such as relative enrichment of LILE(e.g. Th, U, Pb and La) and depletion of HFSE(e.g. Nb, Ta, Ti, Zr and Hf). Discrimination diagrams of Ta/Yb vs Th/Yb, Ta vs Th, Yb vs Th/Ta, Ta/Hf vs Th/Hf, Hf/3 vs Th vs Nb/16, La vs La/Nb and Nb vs Nb/Th all suggest that both the volcanic host rocks from the Tongyu copper deposit and the volcanic rocks from the regional Xieyuguan Group were formed in an island arc environment related to subduction of an oceanic slab. Values of ISr(0.703457 to 0.708218) and εNd(t)(-2 to 5.8) indicate that the source materials of volcanic rocks from the Tongyu copper deposit and the Xieyuguan Group originated from the metasomatised mantle wedge with possible crustal material assimilation. Most of the volcanic rock samples show good agreement with the values of typical island arc volcanic rocks in the ISr-εNd(t) diagram. The involvement of crustal-derived material in the magma of the volcanic rocks from the Tongyu copper deposit was also reflected in the zircon εHf(t) values, which range from-3.08 to 10.7, and the existence of inherited ancient xenocrystic zircon cores(2616±39 Ma and 1297±22 Ma). The mineralization of the Tongyu copper deposit shows syn-volcanic characteristics such as layered orebodies interbedded with the volcanic rock strata, thus, the zircon U-Pb age of the volcanic host rocks can approximately represent the mineralization age of the Tongyu copper deposit. Both the Meigou pluton and the volcanic host rocks were formed during the ca. 440 Ma northward subduction of the Paleo-Qinling Ocean when high oxygen fugacity aqueous hydrothermal fluid released by dehydration of the slab and the overlying sediments fluxed into the mantle wedge, triggered partial melting of the mantle wedge, and activated and extracted Cu and other ore-forming elements. The magma and ore-bearing fluid upwelled and erupted, and consequently formed the island arc volcanic rock suite and the Tongyu VHMS-type copper deposit.     

大兴安岭北段争光金矿英安斑岩地球化学特征、锆石U-Pb年龄及Hf同位素组成

争光金矿位于大兴安岭北段多宝山矿集区内,矿区内火成岩的成岩时代、岩石成因及成岩背景研究薄弱。因此,本文对矿区内英安斑岩进行了主微量元素、锆石U-Pb年龄和Hf同位素组成的系统研究,以期为探讨同时代火成岩的成因及矿床成矿背景提供帮助。锆石LA-ICP-MS U-Pb测年结果表明,争光金矿英安斑岩形成于早奥陶世(478~481Ma)。岩石地球化学特征显示,英安斑岩属准铝-过铝质高钾钙碱性系列,具有SiO_2≥56%(平均为63.91%)、高铝(Al_2O_3平均14.85%)、低镁(MgO平均2.70%)、低Y和Yb(Y=6.00×10~(-6)~7.74×10~(-6),Yb=0.70×10~(-6)~0.92×10~(-6))、高锶(平均368×10~(-6))、高Mg#(56.84~60.60)、轻重稀土分馏明显[(La/Yb)N=8.74~11.54]和Eu异常不明显的特点,类似于俯冲洋壳成因埃达克岩。锆石εHf(t)介于13.03~13.31之间,两阶段模式年龄(tDM2)为605~624Ma。综合岩石地球化学特征和锆石Hf同位素组成,我们认为争光英安斑岩由俯冲的新生洋壳发生部分熔融形成。本文研究结果也表明,早奥陶世,兴安地块和松嫩地块之间存在洋壳,并且该洋壳向兴安地块俯冲。     

Geochemistry of the ophiolite and oceanic island basalt in the Kangxian-Pipasi-Nanping tectonic mélange zone,South Qinling and their tectonic significance

Detailed studies indicate that Kangxian-Pipasi-Nanping tectonic zone is a complicated mélange zone which includes many tectonic slabs of different origins. Ophiolite (MORB-type basalt), oceanic island tholeiite and alkaline basalt have been identified. Moreover, this tectonic mélange zone is eastward connected with the Mianlüe suture zone. The deformation characteristics, consisting components and volcanic rock geochemical features for the Kangxian-Pipasi-Nanping tectonic mélange zone are much similar to those of the Mianlüe suture zone and Deerni ophiolite. Therefore, the Kangxian-Pipasi-Nanping tectonic mélange zone should be the westward extension part of the Mianlüe suture zone. It indicates that the Mianlüe suture zone had extended to the Nanping area.     

面向地上下无缝集成建模的新一代三维地理信息系统

地上下无缝集成三维建模是新一代3DGIS的主要标志,地上下无缝集成建模已成为当务之急。在三维空间建模技术现状与存在问题、目标层次与功能需求及三维空间模型现状与趋势分析的基础上,介绍了地上下集成建模的两个层次和无缝集成的基本原理;阐述以CD-TIN为纽带、以BRep-TIN-GTP为核心、以三层混合模型为成份的地上下集成空间数据模型的概念结构与典型逻辑关系。并结合城市与矿山应用,介绍该集成模型在GeoMo3D系统中初步实现后的可视化效果。同时,指出了与地上下集成建模相关的近年3DGIS的主要攻关方向和重点理论难题。     

基于Bernese软件的CORS网基线解算

介绍了高精度GPS数据处理软件Bernese的功能及数据处理流程,基线解算前先利用TEQC软件对GPS数据进行质量检核,再利用Bernese软件对某一区域CORS网数据进行静态基线解算,将解算结果与GAMIT软件处理结果进行比较,从而验证了Bernese软件解算精度的可靠性。     

CO2驱微观可视化技术在超低渗储层中的应用可行性研究:以鄂尔多斯盆地为例

CO₂驱油是提高特低渗、超低渗油藏驱油效率的重要途径,但目前由于匮乏CO₂驱油微观可视化实验技术,制约了CO₂驱油微观机理研究及驱油效果评价。本研究提出特低、超低渗油藏高温高压下CO₂驱油微观可视化实验技术,为该类油藏CO₂驱油机理研究提供良好的研究手段。以鄂尔多斯盆地超低渗储层为例,利用首次研制成功的高温、高压、防暴真实砂岩模型,成功进行了CO₂驱油微观可视化实验研究,首次镜下观察不同相态CO₂在超低渗储层复杂孔喉中驱替原油的动态现象,重新认识超低渗油藏注CO₂驱油时不同孔喉结构中CO₂赋存状态和渗流规律。结果表明,储层微观孔喉结构,尤其是孔喉大小分布的均匀程度,对CO₂驱油效率的重要影响超出预期,直接决定着CO₂能否进入储层以及其后的渗流路径。CO₂驱油微观可视化实验技术可有效进行CO₂驱油微观机理研究及驱油效果评价研究,并为后期进行油藏矿场试验提供指导意见。     

关于秦岭造山带

纪念老一代地球科学家李四光先生,思考地球科学与大地构造学的创新发展。文章以秦岭造山带为例思考大陆复合造山及其动力学,认知概括秦岭造山带基本属性与特质,探索认识中小多板块多期洋陆俯冲造山-陆-陆板块俯冲碰撞造山的板块复合造山,并又强烈叠加复合陆内造山,造成复杂组成与结构,形成立交桥式四维流变学分层的多层非耦合动态演化的大陆复合造山带模型,及其新的演化趋势动态和构成国家人类需求的成矿成藏物质财富与宜居的地表系统环境等,期望前瞻探索认知地球发展的未来。文章还就秦岭造山带几个有争议的问题,进行简要讨论,共求新的探索研究发展。期盼学习李四光先生学术理论精华,尤其在深化发展板块构造,探索认知大陆构造与动力学方面,创新发展地质力学,以宇宙太阳系视野探索地球动力学,推动大地构造新发展。      

京津冀一次重度雾霾天气能见度及边界层关键气象要素的模拟研究

本文利用GRAPES_CUACE大气化学模式对京津冀地区2015年12月重度雾霾过程进行了模拟和评估。京津冀地区能见度和PM_2.5模拟值与观测值的对比表明:该模式能较好地模拟京津冀地区能见度和PM_2.5的逐日变化情况,但模式存在对伴随着重污染发生的低能见度模拟偏高的问题。以12月5~10日的重度雾霾过程为重点,针对地面风速、边界层高度、相对湿度、PM_2.5及其对能见度的影响进行了详细分析,研究结果表明:污染过程中大部分地区过程平均风速低于2 m s-1,边界层平均高度低于600 m,相对湿度较高。模式低能见度模拟偏高可能因为:（1）模式模拟重雾霾时段的PM_2.5极大值浓度偏低。（2）模拟相对湿度存在系统性偏低的误差,这一误差对能见度的影响表现为两方面,一是相对湿度会通过影响可溶性气溶胶的吸湿增长过程影响气溶胶质量浓度,导致气溶胶消光系数的计算偏低;二是目前模式中采用的能见度的参数化公式考虑了相对湿度对气溶胶吸湿增长的影响,没有考虑雾滴的直接消光作用。     

黄土高原植被恢复潜力研究

黄土高原从1999年开始大规模退耕还林（草）,植被覆盖发生了较大变化,对黄土高原植被恢复现状和恢复潜力进行评估具有重要意义。本文使用1999-2013年SPOT VEG NDVI数据,采用线性回归、Hurst指数分析法、统计学方法以及地理空间分析技术,对黄土高原植被恢复状况和潜力进行了探讨。结论主要为：① 1999年退耕还林（草）以来,黄土高原植被覆盖度呈显著上升趋势,黄土高原三分之二地区的植被将会持续改善;② 植被响应曲线分析表明,黄土区植被覆盖度和干旱指数呈显著的指数关系,且缓坡相关性大于陡坡。土石山区植被响应函数为线性函数,相关系数下降;③ 整个黄土高原地区平均植被恢复潜力为69.75%。植被恢复潜力值东南高而西北低,黄土高原东南地区植被恢复状况较好,其植被恢复潜力指数较小,而植被恢复潜力指数较高的地区主要为北方风沙区及西部丘陵沟壑区;④ 不同降水量条件下,植被恢复速度差别显著,其中降水量在375~575 mm之间的地区,植被恢复最快。植被恢复措施应该“因水制宜”,避免因造林带来的土壤干化加剧。研究结果以期为黄土高原生态文明建设提供科学支撑。