Bulk-rock Major and Trace Element Compositions of Abyssal Peridotites: Implications for Mantle Melting, Melt Extraction and Post-melting Processes Beneath Mid-Ocean Ridges

This paper presents the first comprehensive major and traceelement data for 130 abyssal peridotite samples from the Pacificand Indian ocean ridge–transform systems. The data revealimportant features about the petrogenesis of these rocks, mantlemelting and melt extraction processes beneath ocean ridges,and elemental behaviours. Although abyssal peridotites are serpentinized,and have also experienced seafloor weathering, magmatic signaturesremain well preserved in the bulk-rock compositions. The betterinverse correlation of MgO with progressively heavier rare earthelements (REE) reflects varying amounts of melt depletion. Thismelt depletion may result from recent sub-ridge mantle melting,but could also be inherited from previous melt extraction eventsfrom the fertile mantle source. Light REE (LREE) in bulk-rocksamples are more enriched, not more depleted, than in the constituentclinopyroxenes (cpx) of the same sample suites. If the cpx LREErecord sub-ridge mantle melting processes, then the bulk-rockLREE must reflect post-melting refertilization. The significantcorrelations of LREE (e.g. La, Ce, Pr, Nd) with immobile highfield strength elements (HFSE, e.g. Nb and Zr) suggest thatenrichments of both LREE and HFSE resulted from a common magmaticprocess. The refertilization takes place in the ‘cold’thermal boundary layer (TBL) beneath ridges through which theascending melts migrate and interact with the advanced residues.The refertilization apparently did not affect the cpx relicsanalyzed for trace elements. This observation suggests grain-boundaryporous melt migration in the TBL. The ascending melts may notbe thermally ‘reactive’, and thus may have affectedonly cpx rims, which, together with precipitated olivine, entrappedmelt, and the rest of the rock, were subsequently serpentinized.Very large variations in bulk-rock Zr/Hf and Nb/Ta ratios areobserved, which are unexpected. The correlation between thetwo ratios is consistent with observations on basalts that D_Zr/D_Hf< 1 and D_Nb/D_Ta < 1. Given the identical charges (5⁺ forNb and Ta; 4⁺ for Zr and Hf) and essentially the same ionicradii (R_Nb/R_Ta = 1·000 and R_Zr/R_Hf = 1·006–1·026),yet a factor of 2 mass differences (M_Zr/M_Hf = 0·511 andM_Nb/M_Ta = 0·513), it is hypothesized that mass-dependentD values, or diffusion or mass-transfer rates may be importantin causing elemental fractionations during porous melt migrationin the TBL. It is also possible that some ‘exotic’phases with highly fractionated Zr/Hf and Nb/Ta ratios may existin these rocks, thus having ‘nugget’ effects onthe bulk-rock analyses. All these hypotheses need testing byconstraining the storage and distribution of all the incompatibletrace elements in mantle peridotite. As serpentine containsup to 13 wt % H₂O, and is stable up to 7 GPa before it is transformedto dense hydrous magnesium silicate phases that are stable atpressures of 5–50 GPa, it is possible that the serpentinizedperidotites may survive, at least partly, subduction-zone dehydration,and transport large amounts of H₂O (also Ba, Rb, Cs, K, U, Sr,Pb, etc. with elevated U/Pb ratios) into the deep mantle. Thelatter may contribute to the HIMU component in the source regionsof some oceanic basalts. KEY WORDS: abyssal peridotites; serpentinization; seafloor weathering; bulk-rock major and trace element compositions; mantle melting; melt extraction; melt–residue interaction; porous flows; Nb/Ta and Zr/Hf fractionations; HIMU mantle sources     

北京市顺义区农田景观格局变化研究

通过对1980,1995,2006年顺义区农田景观规模和空间格局演变的分析,总结出其作为典型的大城市近郊区域农田景观变化的显著特征:第一,农田景观规模呈加速缩减趋势,农村居民点等低密度建设用地是侵占农田的主体;第二,农田景观斑块的空间重心由原来较为居中的位置,持续向远离城市组团中心的东北方向移动;第三,从全境镶嵌体和农田单一景观水平上分析,其景观格局演变均呈破碎化、离散性和均一化趋势.顺义区农田景观因社会经济结构和区域发展方向的调整而发生巨大改变,被道路和大量小规模的无序建筑侵占和切割,正在逐步丧失农田景现美感,应通过探索不同模式的农田景观治理和建设途径,对城市远郊农田景观加以保护和利用.     

内蒙古锡林浩特-东乌旗剖面壳幔电性结构研究

为研究二连-东乌旗贺根山一带成矿构造环境,提供矿产资源勘查、预测、评价的地质背景依据,跨贺根山和锡林浩特板块缝合带一线布设了26个超宽频带长周期大地电磁测深点,点距3～6 km,剖面长度100 km,在对获取的资料采用Robust变换、互参考处理的基础上,定性分析了视电阻率和相位曲线、二维偏离度、电性主轴,并采用二维共...     

用EOF分析方法研究强震前中国大陆水平位移场时空分布特征

利用大气科学常用的经验正交函数(EOF)分解方法, 对中国大陆连续观测的基准站的水平位移每周解时间序列进行分析。 首先对时间序列中不连续的数据进行内插处理, 并通过线性拟合从时间序列中去掉长期滑动速率的影响。 结合震例研究强震前水平位移场在NS向和EW向的时间和空间的分布特征。     

外资和尼泊尔本土能源项目建设状况遥感对比监测研究（英文）

外资在发展中国家水电站建设中发挥着重要作用。外资在水电站建设过程中会遇到哪些新问题,已成为国际投资者关注的重要问题之一。为了解决这一问题,本文比较了尼泊尔上崔树里3A水电站（由中国政府银行全额出资）和拉苏瓦加迪电站（由尼泊尔拉苏瓦区当地政府银行出资）的建设情况。利用道路、建筑物、大坝和车辆等指标,采用目视判读方法,从2012年至2020年的1m分辨率高分遥感影像中提取监测指标,对比监测两座水电站的建设情况。采用两种方法对比监测了两座电站建设对生态环境的影响。首先,在两个电站建设期内（上崔树里3A水电站监测周期为2012年至2020年,拉苏瓦加迪电站监测周期为2014年至2020年）,利用30 m Landsat 7/8卫星数据,对比评估了两座电站建设期内的归一化植被指数变化情况。然后,利用1 m分辨率高分遥感影像,采用目视判读方法,对比监测两座电站周边的土地利用变化情况。最后,分析和比较影响这两个电站施工过程、环境影响和社会经济影响的因素。结果表明：（1）尽管地质灾害、新冠疫情、印度政府禁令等诸多因素影响了尼泊尔各项目的建设,中国投资的上崔树里3A水电站与尼泊尔本土投资的拉苏瓦加迪电站...     

内蒙古东部春季三类沙尘天气气溶胶散射系数及其与PM10、能见度相关性分析

利用内蒙古东胜、锡林浩特两站2004~2006年春季（3~5月）积分浊度计的观测资料,结合同期PM10质量浓度、大气能见度等资料,分析了背景、扬沙、沙尘暴、强沙尘暴等不同强度沙尘天气气溶胶散射系数的分布特征,讨论了不同强度沙尘天气过程中散射系数、PM10、能见度的日变化规律,以及不同强度沙尘天气过程中散射系数与PM10质量浓度、散射系数与能见度的相关关系。结果表明:散射系数能够很好地反映沙尘天气强度;随沙尘天气强度增强,散射系数日变化从双峰型向单峰型转变;沙尘天气强度较弱时,PM10与散射系数的日变化不相似,强沙尘暴过程中PM10与散射系数的日变化有一定的相似性;能见度与散射系数日变化趋势相反;散射系数与PM10质量浓度呈正相关性,沙尘天气越强,相关性越好,背景、扬沙、沙尘暴、强沙尘暴相关系数分别为0.201、0.809、0.898和0.953;散射系数与能见度有指数相关关系,随沙尘天气强度增强二者相关性逐渐增强,背景、扬沙、沙尘暴、强沙尘暴相关系数分别为-0.773、-0.870、-0.918和-0.940。     

富铌玄武岩：板片熔体交代的地幔楔橄榄岩部分熔融产物

富铌玄武岩是一类具有特殊地球化学特征的岛弧玄武岩。与正常岛弧玄武岩相比，它具有硅饱和并富钠的特征；同时具有相对高的Nb（一般>7×10-6）、TiO2（1%～2%）和P含量，以及低的LILE/HFSE和HREE/HFSE比值，并富集高场强元素；它的原始地幔标准化微量元素图显示了弱的Nb、Ta负异常（有时出现弱的正异常），原始地幔标准化La/Nb比值小于2（但很少小于0.7），它是由受埃达克质熔体交代过的地幔橄榄岩部分熔融形成的。由于富铌玄武岩与埃达克岩是大洋板片俯冲作用的直接产物，因此，通过对该岩石组合及与俯冲作用有关的流体和熔体的研究，不仅可以查明洋壳俯冲作用过程中的岩浆活动特征，还可以阐明洋壳俯冲及壳幔相互作用，具十分重要的地质意义。     

川西坳陷东坡沙溪庙组气藏成藏演化模式

川西坳陷东坡气藏主力产层为沙溪庙组,其圈闭类型以构造-岩性圈闭为主,多为致密砂岩储层,但断层发育,有效改善了储层物性,断砂匹配样式与构造演化对油气成藏过程有重要影响。基于前人已有的认识,通过沙溪庙组气藏成藏动力演化、气水分布特征及生烃期次分析,结合构造演化、成藏幕次等研究,认为沙溪庙组天然气成藏受构造古隆起、断砂配置、储层物性、构造演化影响,形成了“构造控向、断砂控运、储层控藏、演化控调”的成藏演化模式,同中存异,高庙子地区古构造的控制作用更为明显,而中江地区岩性控制作用占主导。沙溪庙组气藏间歇性充注具“燕山期三幕成藏,喜山期调整改造”的成藏特征,多期构造演化和较强的储层非均质性影响了含气饱和度,导致沙溪庙组气藏分布、气藏产能差异大。     

新疆布鲁斯台辉长岩岩石学特征及对南天山洋俯冲时限的制约

布鲁斯台辉长岩位于中天山南缘缝合带中段古洛沟蛇绿岩以北30km,是该带上出露的为数不多的较大的基性侵入岩体。辉长岩主要由斜长石(35%~45%)、单斜辉石(20%~25%)和角闪石(30%~35%)组成,角闪石主要为交代辉石后的产物。岩石化学成分显示,辉长岩具有高Al2O3(15.43%~23.20%)和CaO(12.96%~14.48%),低碱K2O(0.13%~0.19%)、Na2O(1.47%~3.00%)、P2O5(0.03%~0.07%)和TiO2(0.34%~0.61%)的特征。辉长岩稀土元素球粒陨石标准化配分模式与E-MORB相似,但ΣREE低(12.91×10-6~23.14×10-6),微量元素具有Ba、U、K、Sr等LILE富集和Nb、Ta、Zr、Hf、Th等HFSE亏损的特点。锆石原位εHf(t)值为+9.7~+15.0。上述特征反映辉长岩形成的构造背景为活动大陆边缘,源区为受俯冲流体影响的亏损地幔橄榄岩,且在上升的过程中未遭受地壳的明显混染。La、Sm、Yb判别图解显示岩石可能是亏损的尖晶石二辉橄榄岩发生5%~10%的部分熔融的产物。锆石LA-ICP-MS测年表明,辉长岩形成年龄为316.8±2.1Ma(MSWD=3.4,n=36)。结合区域地质、年代学和地球化学的资料,我们提出至少在晚石炭世,南天山洋还存在洋内和洋陆俯冲事件,南天山洋闭合的时间可能在更晚的早二叠世,而不是志留纪或者早泥盆世。     

新疆晚古生代大陆边缘成矿系统与成矿区带初步探讨

新疆地处中亚成矿域的中段，古生代大陆边缘增生明显、构造和岩浆活动强烈、矿产资源丰富。古生代大陆边缘成矿作用主要集中在两个时期，即以阿尔泰南缘为主的早中泥盆世和以天山为主的早石炭世。本文在综合研究及与境外对比的基础上，按照北疆地区晚古生代大陆边缘的构造动力学和成矿特征，将研究区大陆边缘成矿系统划分为：活动大陆边缘海相火山岩-盆地流体成矿系统，活动大陆边缘火山岛弧-岩浆活动成矿系统和被动大陆边缘沉积盆地-热水活动成矿系统三类。同时对形成于大陆边缘的成矿区带进行划分，主要包括：阿勒泰南缘晚古生代活动大陆边缘块状硫化物成矿带；阿尔泰南缘-东准噶尔活动大陆边缘卡拉先格尔岛弧斑岩铜金成矿带；东天山晚古生代活动大陆边缘铜钼锌成矿区带；西准噶尔洋内弧斑岩-浅成低温热液铜金成矿区带；西天山（伊犁地块）活动大陆边缘金铜成矿区带；塔里木板块被动大陆边缘沉积型铅锌成矿带。本文认为大陆增生与成矿作用的关系是矿床学和成矿系统研究的重要内容，成矿区带是成矿系统发生成矿作用的响应，而成矿系统是成矿区带形成的本质。