俯冲带橄榄岩及其记录的壳幔相互作用

俯冲过程是板块构造运动的核心过程,而地幔楔作为俯冲系统中连接俯冲盘和仰冲盘的关键构造单元,在地球层圈之间物质循环和能量交换等方面发挥了重要作用.本研究汇总了全球代表性俯冲带橄榄岩(包括俯冲带型蛇绿岩和地幔楔型造山带橄榄岩)的研究现状,并展望未来需要解决的关键科学问题.俯冲带型蛇绿岩地幔单元和地幔楔型造山带橄榄岩分别代表着大洋和大陆俯冲带侵位的地幔岩石,是研究俯冲带壳幔相互作用的关键对象.该相互作用的本质是俯冲板片和地幔楔之间在物理过程主控下发生复杂的化学交换作用.俯冲带型蛇绿岩能够记录从大洋岩石圈产生到俯冲启动直至成熟到消亡等不同阶段复杂的熔-岩和水-岩相互作用、变形变质过程、金属成矿元素富集以及壳幔物质交换等.地幔楔型造山带橄榄岩则反映洋-陆和陆-陆俯冲/碰撞、折返等阶段强烈的变形变质历史,多种性质的熔/流体交代作用(硅酸盐熔体、碳酸盐熔体、含硅酸盐组分的C-H-O流体/超临界流体),以及复杂的壳幔物质循环过程等.利用俯冲带橄榄岩进一步探索壳幔相互作用,需要采用高空间分辨率、高精度的测试方法从微观尺度上约束复杂的化学交代过程和变质变形历史,并与宏观构造的时、空演化相联系.     

自动站数据质量控制中关联规则挖掘的应用

为进一步提高自动气象站数据的业务可用性,提出了基于关联规则挖掘技术的自动气象站数据质量控制算法,以相对湿度与风向、风速观测要素变化间的关联关系为例,总结了自动气象站相关观测项目间可能存在的关联规则,进而指导建立适合不同地域、不同气候特征的专家知识规则库,用以完善自动气象站数据质量控制系统,为天气预报和气象服务提供更加精准的气象观测数据。文章还对关联规则专家知识库的可靠性进行了验证,具备了一定的实用价值。     

内蒙古白乃庙铜金矿床的成矿时代和成矿构造背景

内蒙古白乃庙铜金钼矿床位于华北板块北缘的中亚造山带的温都尔庙加里东期增生带内,其成矿时间、成因类型和构造环境一直存在分歧。为确定成矿时间,作者运用高精度单颗粒激光熔融氩氩法对含矿石英脉中的黑云母和白云母矿物进行了年龄测定。获得黑云母样品22点~(40)Ar/~(39)Ar等时线年龄为396±2 Ma(MSWD=20),白云母样品23点~(40)Ar/~(39)Ar等时线年龄为358±2 Ma(MSWD=11),确证矿床形成于泥盆纪。矿区斑岩等岩浆岩类侵位年龄为428～466 Ma,早于成矿年龄至少40 Ma;赋矿地层白乃庙群形成于1130Ma左右,早于成矿时间约700Ma。如此大的年龄差表明白乃庙矿床不是斑岩型或海底喷流沉积型矿床,而是通过矿床地质和流体包裹体研究所确定的造山型铜金矿床。白乃庙矿床的成矿年龄与赋矿地层白乃庙群的峰期变质作用年龄(384.5±6Ma)基本一致,也与晚志留世-泥盆纪时温都尔庙增生岩浆弧与华北克拉通北缘的碰撞拼贴时间吻合,因此认为白乃庙铜金矿床形成于碰撞造山体制,是世界首例造山型铜矿床。     

内蒙古道伦达坝铜多金属矿床成矿流体特征及其演化

内蒙古自治区锡林郭勒盟西乌旗道伦达坝中型铜多金属矿床位于大兴安岭南段西坡,矿体主要产于粉砂质板岩与黑云母花岗岩的接触带.本文通过系统的岩相学、矿相学、流体包裹体和氢、氧同位素研究表明,道伦达坝铜多金属矿床属岩浆期后气化热液矿床,成矿过程包括早、中、晚3个阶段,温度区间分别为388～＞500℃、302～463℃、179～359℃.钨-锡矿化主要发生在中阶段、铜矿化主要发生在晚阶段.初始成矿流体为CH_4-CO_2-H_2O-NaCl体系,随着温压降低,CO_2、CH_4大量逸失,而演化为H_2O-NaCl体系.流体盐度变化范围大,但从早到晚逐步降低.流体临界分离导致钨、锡矿化;流体CH_4、CO_2逃逸和大气降水热液混入导致铜矿化.黑云母花岗岩的侵入活动导致了成矿流体的聚集,而粉砂质板岩有利于成矿流体封闭,致使二者接触带成为有利的成矿和找矿部位.     

内蒙古镶黄旗哈达庙金矿床含矿斑岩体形成时代和成矿构造背景

内蒙古中部镶黄旗哈达庙金矿床位于华北板块北缘的中亚造山带中东段,矿体受控于花岗斑岩体与围岩接触带,为斑岩型金矿床.运用激光剥蚀等离子体质谱仪(LA-ICP-MS)测定了含矿花岗斑岩中单颗粒锆石U-Pb年龄,获得15个测试点的加权平均年龄为271.8±3.3Ma(MSWD=2.3,n=15),表明花岗斑岩侵位年龄(或成矿年龄)为早二叠世.结合前人的岩相学、微量元素地球化学和同位素地球化学研究结果,认为哈达庙金矿区花岗斑岩可能形成于古生代末-三叠纪初的华北板块与西伯利亚古板块之间的大陆碰撞背景,俯冲板片部分熔融或者深熔作用形成的岩浆上侵为金矿的形成提供了成矿物质.     

基于GIS和统计学的土壤监测指标时空变化分析

土壤监测对于查清土壤生态质量家底,积极开展土壤污染生态修复与防治,实现可持续土地资源监测与利用有重要指导价值。为了研究江苏省宜兴市土壤监测指标的时空变化,根据宜兴市2004年多目标地球化学调查的426个土壤样本以及2015年1∶5万土地质量地球化学调查的4 458个土壤样本的数据,利用地理信息系统(GIS)和统计学方法研究了该区重要土壤环境参数的变化,通过箱线图和t检验对参数或元素浓度变化进行了检测,利用基于半变异函数的块金值(C₀)进行了误差分析,并评估分析了不同的空间变量。结果表明,宜兴市土壤中有机质(OM)、氮、磷、硼等营养元素(指标)在11年间呈增长趋势,土壤pH值呈现明显下降趋势,土壤中镉、铜、铅、锌等重金属元素和硒含量呈上升趋势,砷含量没有明显变化。     

煤矿井下长钻孔分段水力压裂技术研究进展及发展趋势

“十三五”以来,围绕“我国煤矿井下煤层区域增透瓦斯高效抽采和坚硬顶板岩层弱化区域治理”两大难题,将定向长钻孔与分段压裂技术结合,通过技术攻关与装备研发及工程试验,在煤矿井下定向长钻孔分段水力压裂技术和装备研发及工程示范应用等方面均取得了明显进展。主要表现在如下4个方面:(1)开发了适合于煤矿井下煤岩层裸眼定向长钻孔不动管柱和动管柱两种分段水力压裂工艺技术与工具,不动管柱分段压裂工程应用钻孔长度突破了500 m,单孔压裂实现了5段;动管柱分段压裂钻孔长度工程应用突破了800 m,单孔压裂实现了17段。(2)研发了煤矿井下低压端加砂压裂泵组和高压端加砂压裂装置,低压端加砂泵组压力达到了70 MPa,排量达到90 m3/h,携砂比达到20%;高压端加砂压裂装备耐压能力达到55 MPa,一次连续加砂压裂的砂量达到750 kg;低压端和高压端加砂装备均在现场进行了工程应用,应用结果表明装备均具有较好携砂压裂能力。(3)建立了碎软煤层围岩分段压裂和硬煤顺层钻孔分段压裂区域增透瓦斯高效抽采技术模式,前者在山西阳泉矿区和陕西韩城矿区应用钻孔瓦斯抽采纯量均值分别达到了2 811 m3/d和1 559 m3/d,后者在陕西彬长矿区应用钻孔瓦斯抽采纯量达到了2 491 m3/d。(4)探索出了坚硬顶板强矿压煤矿井下定向长钻孔分段水力压裂主动超前区域弱化治理的新模式,工程应用钻孔长度突破了800 m,坚硬顶板分段水力压裂治理后,顶板来压步距、动载系数和最高压力值较未压裂区分别下降了18.9%~70.6%,5.8%~7.9%,13.7%~19.4%,有效治理了工作面坚硬顶板引起的强矿压灾害。随着煤矿井下分段水力压裂技术改进和煤矿智能开采发展的实际需要,提出了煤矿井下大排量高压力智能压裂泵组、井下长钻孔裸眼分段压裂智能工具等装备和煤矿井?地联合分段水力压裂技术研发方向,以更好地推动煤矿井下水力压裂技术与装备发展,为煤矿安全高效绿色智能开采提供技术和装备支撑。      

大兴安岭中南部宝日勿苏地区宝D1井早白垩世孢粉化石

通过对大兴安岭中南部宝日勿苏地区地质调查井宝D1井井深22~255.70m井段发现的孢粉化石的系统分析研究,共获得孢粉化石47属65种（包括未定种）.根据孢粉化石属种类型及其含量和变化特征,将孢粉化石组合划为Lycopodiacidites-Densoisporites-Piceaepollenites组合,时代为早白垩世早期,孢粉化石赋存地层相当于白音高老组.通过系统分析孢粉组合中主要孢粉属种及其母体植物的生长环境,推测大兴安岭中南部地区在早白垩世早期为暖温带-亚热带气候条件.同时旱生植物的大量出现,表明该区在早白垩世早期受到了干旱气候的影响,但与典型的干旱环境不同,推断与当时的火山活动有关.     

南海神狐海域地震——沉积相分析与沉积环境演化

应用高分辨率层序地层学方法在南海北部陆坡神狐海域天然气水合物的有利聚集区二级层序划分基础上共可划分出7 个三级层序,且在三级层序格架控制下,神狐海域可识别出席状、楔状、透镜状、丘状、充填状等5 个地震相和16 个地震亚相,沉积相发育以浊流和泥流为主。神狐海域沉积环境演化的总体特征以海平面下降为主,从层序C 到A 发育半深海--深海相到浅海相的地层,从上陆坡到下陆坡主要发育半深海--深海相地层。     

铂族元素地球化学研究评述

随着分析技术的发展和数据的积累,人们逐渐认识到PGE在地球化学研究方面具有潜在的应用价值。但地幔中PGE的存在形式目前尚不清楚,在许多方面还有争议。文中通过大量的实例综述了近年来PGE的分异机制和其在上地幔分布不均一性方面取得的进展以及存在的问题,结果表明:除Au外,蚀变作用并不影响PGE的分异;PGE主要以硫化物或合金的形式赋存于地幔岩石中,其分布不均匀,单一地依靠PGE与MgO,Cr,Ni的相关性来探讨部分熔融、分离结晶过程中橄榄石、尖晶石、铬铁矿对PGE分异的影响是不全面的,必须考虑硫化物的作用;地幔岩石具有包裹体和粒间两种不同PGE分配模式的硫化物。地幔源区或板内携带PGE流体交代以粒间硫化物为主的地幔岩石。使其PGE发生分异;不管是核幔分离后外核物质的返回,还是单一硫化物的作用都不能完全否定陨石撞击的地球增生假说。在大的区域,上地幔PGE的分布是均一的,但在一定范围内由于不同的大地构造背景,其PGE的分布显示不均一性。