地球内部物质电学性质原位测量的影响因素和导电机制——以地壳矿物为例

高温高压下矿物岩石电导率的实验研究数据,不仅是人们了解地球内部物质组成及其演化过程的重要窗口,而且可以为野外大地电磁测深和地磁测深反演提供重要约束.重点介绍了温度、压力、水含量、铁含量、氧逸度、熔融等矿物岩石电导率的影响因素,深入阐述了存在于矿物岩石的4种主要导电机制,即离子、质子、小极化子和大极化子.回顾近年来地壳主要造岩矿物(长石、石英和辉石)的电导率实验研究取得的新成果,讨论了它们的导电机制和地球物理意义,并对其目前存在的问题及尚需进一步展开的工作进行了探讨.     

铁同位素分析测试技术研究进展

铁是地球上丰度最高的变价元素,在自然界大量分布于各类矿物、岩石、流体和生物体中,并广泛参与成岩作用、成矿作用、热液活动和生命活动过程。铁同位素组成对地球化学、天体化学和生物化学方面提供重要的信息,是同位素地球化学研究领域的热点。铁同位素的精确测量是开展相关研究的重要基础。本文评述了铁同位素测试技术的研究进展,主要包括:①溶液法测试铁同位素样品纯化过程中阴离子树脂的改进;②质谱分析从传统的热电离质谱法发展为多接收电感耦合等离子体质谱法;③激光微区原位测试技术的研发等。在此基础上,对测试过程中会导致产生铁同位素分馏的步骤和校正方法进行了总结,并对各种测试方法的优缺点进行了评述。本文认为:溶液法分析流程长且复杂,但分析精度高(0.03‰,2SD)、方法稳定;微区原位分析方法从纳秒激光剥蚀发展为飞秒激光剥蚀,脉冲持续时间更短、脉冲峰值强度更高(可达10~(12)W),聚焦强度超过10~(20)W/cm~2,使其具有分析速度快、空间分辨率高的优势。微区原位法可以从微观角度去讨论铁同位素变化的地球化学过程,但基体效应的存在限制了微区原位铁同位素的广泛应用。因此,缩短溶液法分析流程,开发系列基体匹配的标准样品,是铁同位素分析方法研发的方向。     

Deep Structure and Dynamics of Passive Continental Margin from Shelf to Ocean of the Northern South China Sea

To study the deep dynamic mechanism leading to the difference in rifting pattern and basin structure from shelf to oceanic basin in passive continental margin,we constructed long geological sections across the shelf,slope and oceanic basin using new seismic data.Integrated gravity-magnetic inversion and interpretation of these sections were made with the advanced dissection method.Results show that the basement composition changes from intermediate-acid intrusive rocks in the sheff to intermediate-basic rocks in the slope.The Moho surface shoals gradually from 31 km in the sheff to 22.5 km in the uplift and then 19 km in the slope and finally to 13 km in the oceanic basin.The crust thickness also decreases gradually from 30 km in the northern fault belt to 9 km in the oceanic basin.The crustal stretching factor increases from the shelf toward the oceanic basin,with the strongest extension under the sags and the oceanic basin.The intensity of mantle upwelling controlled the style of basin structures from sheff to oceanic basin.In the Zhu 1 depression on the shelf,the crust is nearly normal,the brittle and cold upper crust mainly controlled the fault development;so the combinative grabens with single symmetric graben are characteristic.In the slope,the crust thinned with a large stretching factor,affected by the mantle upwelling.The ductile deformation controlled the faults,so there developed an asymmetric complex graben in the Baiyun (白云) sag.     

“三江”北段沱沱河地区的成矿规律与找矿方向

"三江"成矿带的北段沱沱河地区是中国首批整装勘查区之一,区域成矿规律和找矿方向亟待了解。研究表明,区内主要发育3期成矿事件,形成5种主要矿床类型。早期成矿发生在晚二叠世至早三叠世,为龙木错-双湖洋向北俯冲下的弧间或弧后盆地环境,形成开心岭火山岩容矿块状Fe(-Cu-Zn)矿床(VMS型);第二期成矿作用发生于新生代40~25 Ma期间,对应印-亚大陆晚碰撞环境,形成那日尼亚与钾质火山岩岩浆活动有关的脉状PbZn矿床、扎日根玢岩型铁矿床及扎拉夏格涌与碱性斑岩有关的热液脉状Pb-Zn矿床;第三期矿化出现在新生代23Ma以来,对应印-亚大陆后碰撞环境,形成以茶曲帕查为代表的密西西比河谷型(MVT)Pb-Zn矿床。综合分析表明,区内应优先寻找MVT型矿床,在区域逆冲带的前锋带中,老于新生代的碳酸盐岩内、碳酸盐岩与碎屑岩地层界面附近是找矿的主要方向;晚二叠世至早三叠世及晚三叠世地层中双峰式火山岩建造是寻找VMS矿床的有利部位;新生代闪长玢岩分布区的正磁异常、Cu化探异常、发育绿帘石和绿泥石化的地区有利于寻找玢岩型铁矿床;而热液脉状Pb-Zn矿床的成矿潜力有限。     

伟晶岩型锂矿成矿构造背景研究

锂是银白色的、自然界最轻的金属,广泛应用于纺织、陶瓷、冶金、核能、新能源等领域,有“高能金属”、“21世纪的能源金属”之称。锂矿床按成因类型可分为内生和外生两种类型,内生型可具体分为花岗伟晶岩型、花岗岩型、云英岩型和岩浆热液型,外生型则包括盐湖型及地下卤水型（赵一鸣等,2004）。伟晶岩型锂矿主要开采锂辉石、透锂云母、锂云母、磷铝锂石等,是锂矿资源的重要来源。     

班怒带西段尕尔穷铜金矿两套侵入岩源区及其地质意义——来自Hf同位素特征的指示

尕尔穷铜金矿位于班公湖—怒江缝合带西段南缘的措勤—申扎火山岩浆弧内,为与侵入岩有关的矽卡岩型-破碎带型铜金(铁)矿床。在已有石英闪长岩LA-ICP-MS锆石U-Pb测年的基础上,进一步对其进行锆石Hf同位素研究,同时对最新勘查成果显示具有一定成矿潜力的花岗斑岩进行LA-ICP-MS锆石U-Pb定年和Hf同位素研究,确定了两套侵入岩的形成顺序;结合前人总结的岩石地球化学特征,利用Hf同位素对其岩浆源区进行示踪。结果显示:花岗斑岩锆石206Pb/238U年龄加权平均值为(83.2±0.7)Ma,较石英闪长岩晚4 Ma左右,其初始176Hf/177Hf值为0.282 235～0.283 073,εHf(t)值为-17.2～12.5;石英闪长岩锆石初始176Hf/177Hf值为0.282 800～0.283 015,εHf(t)值为3.5～10.5。结合二者地球化学特征显示:石英闪长岩和花岗斑岩可能是同一岩浆系统不同分异阶段的产物,前者主要起源于具有幔源印记的初生地壳,而花岗斑岩具有和石英闪长岩相似的岩浆源区,但明显混入上地壳基底物质;暗示晚白垩世班怒带西段南缘内随着南羌塘—三江复合板片与冈底斯—念青唐古拉板片之间的弧-陆碰撞,先成的具有幔源印记的初生地壳重熔形成岩浆,随着碰撞的继续和岩浆的上涌分异,部分上地壳受挤压或热效应进一步重熔并参与岩浆系统中,由早至晚形成了由幔源特征向幔-壳混合源特征源区逐渐转变的花岗岩演化系列。尕尔穷铜金矿是起源于具有幔源印记的初生地壳的花岗岩的成矿专属性表现。     

结构性参数在黄土地基沉降计算中的应用研究

弦线模量法建立了考虑黄土基本物性指标及附加应力综合影响的弦线模量函数,应用分层总和法计算黄土地基的变形量,并在陕西关中黄土地区工程实践中获得良好的预测结果,而在分析兰州等其他黄土地区地基沉降时,结果出现偏差,究其原因,与计算中忽视了天然状态下黄土的结构性特征有关。以弦线模量法为基础,通过西安近郊4处土样试验和大量载荷试验资料,分析黄土的构度指标与压缩模量、孔隙比、含水量的关系,并将构度指标引入弦线模量表,深化结构性参数在地基沉降变形计算中的理论。     

一种新型海底沉积物声学原位测量系统的研制及应用

为了能够精确地测量海底表层沉积物的声学参数, 自主研制了一种新型海底沉积物声学原位测量系统, 与国内外传统的声学原位测量系统相比, 该系统能够实时显示声波波形, 调整测量参数, 其工作方式除了站位式测量之外, 还实现了拖行式连续测量, 极大地提高了工作效率.根据前期海试情况, 对海底仪器结构进行了重新设计, 使之可以同时测量海底沉积物及海底海水的声学参数, 同时建立了双向数字信道, 解决了测量过程中系统信号的干扰问题.该系统的结构分为两部分:甲板控制单元和水下测量单元, 整套系统通过主机控制程序进行控制, 采用GPS定位系统测定仪器的大地坐标.为了检验系统的稳定性及准确性, 分别进行了实验室水槽实验和海上试验.利用水声测量设备对测量系统进行实验室水槽标定分析, 实验结果表明系统测量值相对误差仅为0.04%, 测量结果具有较高的精度.海上试验在青岛胶州湾和东海海域进行, 获得了试验区域海底沉积物声速和声衰减系数的测量数据, 将测量数据与他人的研究结果进行对比分析, 结果表明测量数据与前人研究结果一致, 较为准确.该原位测量系统在站位式测量和拖行式测量中都能够快速准确地测量出沉积物声速和声衰减系数, 可以作为海底底质声学测量的调查设备.     

东濮凹陷古近系沙三段、沙四段介形类生物地层及界线

根据十余口探井微体古生物分析结果和对多年来积累的大量微体古生物分析资料的复查 ,将东濮凹陷古近系沙河街三段 (ES3)和四段 (ES4 )的介形类化石群自下而上分为 3个组合和 3个亚组合 :Cyprinotus igneus组合 ,分布于沙四段下亚段 ;Cyprinotus altilis- Cyprinotus jiyangensis组合 ,分布于沙四段上亚段 ;H uabeinia sinensis组合 ,分布于沙三段 ,其中 H uabeinia obscura- H uabeinia costatispinata亚组合分布于沙三段下亚段 ,H uabeiniasinensis- Candona binxianensis亚组合分布于沙三段中亚段 ,H uabeinia huidongensis- Cyprinotus dongmingensis亚组合分布于沙三段上亚段。各化石组合特征比较清楚 ,为东濮凹陷沙三段、沙四段的划分以及与渤海沿岸盆地的对比提供了依据。虽然东濮凹陷缺少渤海沿岸盆地沙四段顶界的标志性化石 Austrocypris,但该区沙三段、沙四段介形类化石组合整体面貌与整个渤海沿岸盆地相比仍然具有可对比性 ,从介形类化石组合方面来确定本区沙三段、沙四段的界线仍然是可行的     

扬子地块北缘武当山岩群与耀岭河岩群不整合接触关系的地质意义

鄂西北南化塘地区中元古界武当山岩群由三个岩段组成，其原岩分别以火山角砾岩、岩屑凝灰岩及晶屑凝灰岩为主。它们的空间展布与上覆上元古界耀岭河岩群高角度相交，三岩段所显示出早期褶皱也只限于武当山岩群内部，与上覆岩群的构造轮廓极不谐调，耀岭河岩群没有经历过这一期变形。因此，武当山岩群与耀岭河岩群之间最初存在着明显的角度不整合接触。该区域不整合面的厘定和早晋宁运动的确认将改变以往关于扬子地块北缘构造层的划分及构造演化历史的认识，对研究秦岭造山带的造山过程具有重要意义。