海水的氯同位素组成特征

本研究采用基于Cs2 Cl+离子的正热电离质谱法测定了海水中的氯同位素组成。结果表明海水的3 7　Cl 3 5Cl值基本上是均一的 ,平均值为 0 .3190 93,变化范围为 0 .318782～ 0 .3192 2 1。相对于某一标准海水的表面海水的δ3 7Cl值与包括海水温度、盐度、经纬度在内的所有因素基本无关。但不同深度的海水的δ3 7Cl值随深度而降低 ;δ3 7Cl值也显然与大陆注入水和区域有关。     

再论“关于板块运动启动时间的争论”

笔者在"关于板块运动启动时间的争论"一文(陆松年等,2016)基础上,参阅公开发表的部分文章,介绍了前板块岩浆洋和停滞盖研究的新进展,并再次讨论有关板块运动启动时间的不同认识和观点。根据太阳系30个类地行星天体图像资料,硅酸盐质行星体在它的生命期由于冷却和岩石圈增厚似乎经历过多种构造样式,包括岩浆洋、多类型停滞盖以及板块构造。硅酸盐类行星由于增生、分异、撞击和放射性活动,使星体变热,发生熔融反应而形成"岩浆洋"。硅酸盐星球体早期很可能是大面积但寿命很短的岩浆洋,之后的星球可能受两种构造模型控制:停滞盖构造和板块构造。已有资料表明,停滞盖构造是类地行星的主要构造类型,而板块构造在类地行星中是十分罕见的。停滞盖构造是一个单一的、围绕天体的板块,基本由硅酸盐质岩石圈组成。停滞盖构造有三种主要变化形态——热管、滴状及柱状体、拆沉及上涌流。板块构造启动时间从>4.4Ga到0.85Ga至少有11种不同观点:认为板块构造始于冥古宙的有1种、始于始-古太古代的有3种、始于中-新太古代的有4种、始于古元古代有1种、始于新元古代的有2种。本文重点介绍了地球冥古宙-太古宙板块运动启动的地质学证据和特点。     

勉略缝合带三岔子辉绿岩墙锆石U-Pb年龄及Hf同位素组成——古特提斯洋壳俯冲的年代学证据

为了弄清楚勉略构造带中三岔子岛弧火山岩的形成时代及源区特征,对南秦岭勉略缝合带三岔子岛弧蛇绿混杂岩中的辉绿岩墙样品进行了锆石U—PB年代学、锆石Hf同位素组成及微量元素组成研究。结果表明,三岔子辉绿岩中的锆石主要包括2个年龄区间：有8颗锆石记录古生代年龄信息,其n（205Pb）／n（238u）年龄为264～487Ma,Ⅷ（Th）／w（U）为0．4～0．8,其中有6颗锆石的N（176Hf）／N（177Hf）初始值为0．281934～0．282292,埘应的EHf（f）值为9．4～-16．4,为典型的壳源岩浆锆石,另外2个测点（BQG-014,BQG-021）的N（176Hf）/N（177Hf）为0．282722～0．282798,对应的εHf（f）值为4．5～6．3,为典型的幔源岩浆锆石;有15颗锆石记录厂元古代-太古代的年龄信息,N（207Pb）/N（206Pb）年龄主要为1713～2559Ma,N（176Hf）／N（177Hf）初始值为0．281288～0．282263,对应的εHf（t）值为-1．3～8．7,绝大部分锆石的εHf（t）值大于2,显示出幔源岩浆锆行的特征。根据锆石Hf同位素组成,BQG-014和BQG-021样品为典型的幔源岩浆锆石,因此,其形成年龄（264～295Ma）应代表了勉略洋消减过程中一次重要的大陆弧岩浆作用时间。     

昆仑造山带二叠纪岩相古地理特征及盆山转换探讨

昆仑造山带基本构造-地层格架主要奠基于古生代,是早古生代和晚古生代多次洋陆转换、碰撞造山的结果。早中二叠世是晚古生代昆仑多岛洋盆(昆南洋)伸展裂陷最为强烈期,海相沉积广布,昆北为活动边缘裂谷,大部分区域为滨浅海相沉积,局部为火山盆地相沉积;昆中洋岛大部分为海水淹没,发育滨浅海相沉积;康西瓦—木孜塔格—阿尼玛卿一线及其以北昆南区为深海-半深海相沉积。早中二叠世总体表现为南深北浅的多岛小洋盆构造-古地理格局。中二叠世晚期昆仑地区发生了一次显著的汇聚作用(华力西运动),洋盆和活动大陆边缘裂谷闭合,隆升遭受剥蚀,完成了一次盆山转换。晚二叠世早期,大部分地区仍为剥蚀区,局部地区形成陆相红色碎屑岩建造,其后东昆仑东部海水从东南进入,西昆仑东部海水从西北进入,在较局限的区域内沉积了滨浅海相碎屑岩和碳酸盐岩沉积,进入了另一个盆山发展时期。笔者通过多年的野外观察、分析测试和综合研究,结合覆盖全区的1∶25万区域地质调查资料及其他前人研究成果,选择昆仑造山带晚古生代盆山转换关键时期——二叠纪,对其地层、岩相特征及构造古地理环境进行研究,并探讨了其构造演化,以期对提高昆仑造山带的研究水平和指导找矿工作有所禆益。     

耐230 ℃高温海水钻井液室内实验研究

为了解决深海油气井工程和大洋科学钻探深部高温井段钻井液流变稳定性和护壁性能等变差问题,以复合粘土为造浆材料,通过优选抗温抗盐降滤失剂、防塌剂和高温稳定剂等关键处理剂及钻井液配方优化研究,研发了一套耐230 ℃高温海水钻井液配方。采用高温高压流变仪、六速旋转粘度计和高温高压滤失仪等仪器,开展耐230 ℃高温海水钻井液的综合性能评价,如热稳定性、高温流变性等。实验结果显示,密度1.5 g/cm³的钻井液在230 ℃老化16 h前后,表观粘度变化率为2.5%,高温高压滤失量为23 mL。研究结果表明,该海水钻井液抗温可达230 ℃,具有良好的抗高温稳定性、高温流变性能以及较低的高温高压滤失量,可满足深海高温硬岩钻探要求。     

昌宁－孟连结合带斜长角闪岩锆石U-Pb年龄、地球化学特征及其地质意义

昌宁-孟连结合带牛井山地区发育以构造岩片和透镜体形式产出的斜长角闪岩,其对于认识和恢复昌宁-孟连结合带特提斯演化历史具有重要意义。本研究对牛井山蛇绿混杂岩带内的斜长角闪岩进行了系统的岩石学、锆石U-Pb定年、Hf同位素及全岩地球化学研究。锆石CL图像揭示斜长角闪岩锆石为岩浆成因锆石。锆石U-Pb定年结果为272±1.2 Ma(MSWD=1.1,n=21),代表斜长角闪岩原岩时代。岩石地球化学分析表明,斜长角闪岩Si O2含量为51.83%~52.6%,全碱(Na2O+K2O)含量为3.33%~4.16%,Na2O/K2O比值为5.8~19.8,属于低钾拉斑玄武岩系列。微量元素结果表明斜长角闪岩具有N-MORB的地球化学特征。原岩恢复研究揭示斜长角闪岩的原岩为272±1.2 Ma的N-MORB型辉长岩。斜长角闪岩锆石初始(176Hf/177Hf)i值为0.282906~0.282956,对应的εHf(t)为10.7~12.5;单阶段亏损地幔Hf模式年龄tDM1为416~499 Ma(平均值为466Ma),明显老于原岩结晶时代。岩石地球化学特征和锆石Hf模式年龄揭示昌宁-孟连特提斯洋在272 Ma时具有一个长期亏损的地幔,地幔年龄为早古生代416~499 Ma。结合该带存在早古生代洋壳残余及洋壳俯冲成因埃达克岩的事实,我们认为昌宁-孟连带是一个连续演化的原-古特提斯洋,晚古生代272 Ma时还存在洋中脊扩张并产生具有N-MORB性质的洋壳。     

利用碳酸盐岩的Fe/Mn比值恢复海洋的氧化还原状态

碳酸盐岩的Fe/Mn元素比值,作为一项新的地球化学指标,可以用于恢复海洋的氧化还原状态.在氧化条件下,Fe³⁺和Mn⁴⁺均不可溶,因此氧化海水中的溶解Fe和Mn的含量均很低.Fe³⁺和Mn⁴⁺在还原条件下可以被细菌还原为可溶的Fe²⁺和Mn²⁺,而氧化还原电位的计算表明,Mn⁴⁺的还原要早于Fe³⁺的还原,因此细菌的Mn还原过程发生在沉积物的更浅层.可溶的Fe²⁺和Mn²⁺向上扩散到海水中,替代碳酸盐岩晶格里的Ca²⁺,因此碳酸盐岩晶格中的Fe²⁺和Mn²⁺的含量受控于来自沉积物孔隙水的扩散,而后者又与水岩界面的氧化还原状态相关.因此可以预测,随着海水变得逐渐缺氧,碳酸盐岩中的Fe/Mn比值会逐渐增高.为了验证这一假说,我们分析了中元古代高于庄组白云岩的Fe/Mn比值.研究发现,几乎所有的样品的Fe/Mn比值介于20～30之间,显著高于泥盆纪末期深水碳酸盐岩和浅水台地碳酸盐岩的Fe/Mn比值.高于庄组碳酸盐岩高的Fe/Mn比值一方面可能指示了中元古代低的大气氧气浓度和海洋的广泛缺氧,也可能反映了白云岩形成于缺氧的沉积物空隙水里.     

大兴安岭巴雅尔吐胡硕地区碎斑熔岩锆石U-Pb年龄、地球化学特征及其地质意义

在大兴安岭中南段巴雅尔吐胡硕地区发现一套碎斑熔岩。根据野外调查,可分为中心相的细微粒斑状石英二长岩(-石英二长斑岩)和边缘相的英安流纹质碎斑熔岩。通过SHRIMP锆石U-Pb测年,获得细微粒斑状石英二长岩的年龄加权平均值为137.4±0.9Ma(MSWD=1.13),英安流纹质碎斑熔岩的年龄加权平均值为135.2±0.8Ma(MSWD=1.17),二者的形成时代均属于早白垩世早期。由元素地球化学分析可知,6件样品均属于过铝质的高钾钙碱性A型花岗岩,且具有完全一致的微量元素蛛网图和稀土元素配分曲线,均具有明显的负Eu异常,均富集大离子亲石元素Rb、Pb和轻稀土元素,亏损高场强元素Nb,Th较富集,Ba、Sr、Eu具有一定亏损,Pb强烈富集,表明岩石来源于地壳部分熔融。在构造环境判别分析的基础上,提出研究区碎斑熔岩属于碰撞后或造山期后的张性构造环境花岗岩(A2型花岗岩),形成于拉张环境,代表了伸展的大地构造背景。结合大兴安岭地区的大地构造演化特征,其形成与蒙古-鄂霍茨克闭合造山后的岩石圈伸展作用有关。     

热带生物海岸对全球变化的响应

以热带生物海岸现代过程研究成果为基础,结合国内外相关资料,分析我国红树林海岸和珊瑚礁海岸对全球变暖、海平面上升、大气CO2浓度升高和海洋酸化的响应.其中,全球变暖和大气CO2浓度升高总体上有利于红树林生长发育,海平面上升对红树林和珊瑚礁的影响取决于红树林潮滩淤积速率和珊瑚礁礁坪堆积速率与海平面上升速率之间的对比关系.海平面加速上升将威胁部分红树林、珊瑚礁及其后的海岸堤防.全球变暖海表异常高温导致珊瑚白化、海洋酸化导致珊瑚和珊瑚藻钙化率降低将成为21世纪珊瑚礁的重大威胁.全球变化的不确定性和生态系统响应机制仍然有待进一步研究.主要是人类不合理开发活动导致目前红树林和珊瑚礁的广泛严重破坏,加强海岸带综合管理和生态环境保护,加强生态系统恢复重建,是有效适应本世纪全球变化影响的重要措施.     

Discriminating characters of ore-forming intrusions in the super-large Chalukou porphyry Mo deposit,NE China

The Chalukou porphyry Mo deposit, located in the Great Hinggan Range, is the largest Mo deposit in northeast China, although the age and genesis of the associated magmatic intrusions remain debated.Here we report zircon U-Pb ages and trace elements, whole rock geochemistry and Sre Nd isotope data with a view to understand the relationship between the magmatism and molybdenum mineralization.Zircon U-Pb analysis yield an age of 475 Ma for rhyolite in the older strata, 168 Ma for the premineralization monzogranite, and 154 Ma for the syn-mineralization granite porphyry. The granite porphyry and quartz porphyry are considered as the ore-forming intrusions. These rocks are peraluminous, alkali-calcic, and belong to high-K to shoshonitic series with a strong depletion of Eu. They also display characteristics of I-type granites. The rocks exhibit wide variations of(87 Sr/86 Sr)iin the range of 0.705426 -0.707363, and ε_(Nd)(t) of -3.7 to 0.93. Zircon REE distribution patterns show characteristics between crust and the mantle, implying magma genesis through crust-mantle interaction. The Fe_2O_3/FeO values(average 1) for the whole rock and EuN/Eu*Nvalues(average 0.45), Ce~(4+)/Ce~(3+) values(average 301)for zircon grains from the granite porphyry are higher than those from other lithologies. These features suggest that the ore-forming intrusions(syn-mineralization porphyry) had higher oxygen fugacity conditions than those of the pre-mineralization and post-mineralization rocks. The Chalukou Mo deposit formed in relation to the southward subduction of the Mongol-Okhotsk Ocean. Our study suggests that the subduction-related setting, crust-mantle interaction, and the large-scale magmatic intrusion were favorable factors to generate the super-large Mo deposits in this area.