Early Cambrian high pressure/low temperature metamorphism in the southeastern Tarim craton in response to circum-Gondwana cold subduction

The circum-Gondwana subduction initiated by the early Cambrian has been suggested to reflect the establishment of the modern plate tectonics. The metamorphic rocks with low thermobaric (T/P) ratios indicative of cold subduction in the present tectonic regime have not been well investigated. To better understand the circum-Gondwana subduction and to test its possible link with the emergence of the modern plate tectonics, this study focused on blueschist-facies metamorphic rocks in the Altyn Tagh of the southeastern Tarim craton. Mineral assemblage and chemistry, phase equilibrium modelling, and quartz-in-garnet Raman elastic geobarometry reveal that the zoisite blueschist and glaucophane (Gln)-bearing quartz schist in northern Altyn Tagh were metamorphosed to lawsonite to epidote blueschist-facies at 520–545 °C and 16–19 kbar. It reflects high-pressure (HP)/low temperature (LT) metamorphism with low T/P ratios of <300 °C/GPa and thermal gradients of <10 °C/km. These blueschist-facies metamorphic rocks underwent rapid decompression starting at P-T conditions of <495 °C and <9.6 kbar during exhumation. Ar-Ar geochronology records paragonite Ar-Ar plateau ages of 520–506 Ma for the zoisite blueschist samples and phengite Ar-Ar plateau ages of 522–516 Ma for the Gln-bearing quartz schist samples, suggesting that the peak HP/LT metamorphism occurred prior to ca. 522 Ma. Based on new results and available data from the major Gondwana blocks, cold subduction was suggested to profoundly operate along circum-Gondwana in the early Cambrian after the amalgamation of Gondwana. The extensive circum-Gondwana subduction represents the earliest global cold subduction in Earth’s history associated with the establishment of the modern plate tectonics, as directly recorded by the studied early Cambrian blueschist-facies metamorphic rocks and a dramatic drop in the mean T/P of metamorphism since the early Paleozoic.     

稀有金属矿物溶解度对花岗伟晶岩成矿作用的制约

花岗伟晶岩型矿床是稀有金属矿床重要的类型之一。在花岗伟晶岩中,稀有金属元素Li、Be、Nb和Ta主要以独立矿物的形式存在,前人对稀有金属独立矿物在硅酸盐熔体中的溶解度及其影响因素展开了系统研究。本文综合分析了已有的实验数据,其结果表明,影响稀有金属独立矿物溶解度最为重要的2个参数是温度(T)和铝饱和指数(ASI)。因此本文建立了稀有金属独立矿物,尤其是铌锰矿和钽锰矿溶解度,与温度(T)和铝饱和指数(ASI)之间的定量关系: lg [w(Li)/10^-6]=-0.37×[1 000/(T/K)]+4.56,R²=0.44 lg [w(BeO)/10^-6]=-4.21×[1 000/(T/K)]+6.86,R²=0.91 lg [K_sp(Nb)/(mg²·kg^-2)]=-(2.86±0.14)×ASI_(Mn+Li)-(4.95±0.31)×[1 000/(T/K)]+(4.20+0.28),R²=0.86 lg [K_sp(Ta)/(mg²·kg^-2)]=-(2.46±0.11)×ASI_(Mn+Li)-(4.86±0.30)×[1 000/(T/K)]+(4.00+0.30),R²=0.80 式中,温度T为热力学温度,ASI_(Mn+Li)(ASI=Al₂O₃/(CaO+Na₂O+K₂O+Li₂O+MnO),摩尔分数比)和T的适用范围分别为0.6~1.2和1 073~1 373 K的范围内。上述公式为估算硅酸盐熔体中稀有金属含量提供了便利,为量化花岗伟晶岩成矿模型提供了基础。 稀有金属独立矿物溶解度随温度降低和铝饱和指数的增加而急剧降低,因此,在岩浆演化过程中,由岩浆侵位、分离结晶以及流体作用等因素引起的岩浆温度降低和铝饱和指数的增加,是导致稀有金属独立矿物结晶的主要机制。     

地球早期大陆地壳的形成与演化

现代地球岩石圈主要由镁铁质上地幔和长英质地壳两个储集层组成,研究大陆地壳的形成和演化对揭示地球早期地质过程和物质循环、厘定板块构造启动时限具有重要意义。冥古宙—始太古代具有更高的地幔潜能温度和地温梯度,岩浆海冷却形成薄的原始地壳;大洋岩石圈表现为韧性,主要构造机制应为停滞盖层模式,有地幔柱参与。太古宙片麻岩中奥长花岗岩—英云闪长岩—花岗闪长岩（TTG）的出现标志着镁铁质原始地壳向长英质陆壳转变的开始。本文总结了地球早期停滞盖层模式到现代板块构造模式下含水玄武岩部分熔融、结晶分异形成大陆地壳的过程,主要包含幔源岩浆停滞盖层（“自下而上”的热管火山岩和“自上而下”的深成侵入岩构造模式）、增厚镁铁质地壳部分熔融、俯冲洋壳、岛弧及洋底高原部分熔融模式;陆壳的破坏和消减主要受陨石撞击、分层沉降、重力不稳导致拆沉控制;板块构造的出现进一步促进了地球内部的热量扩散,俯冲作用加快了洋壳和陆壳之间的物质循环。最后,结合太古宙变质岩、古老克拉通岩石学特征和锆石Hf、O及全岩Nd、Sr、Ar、Ti同位素组成,讨论了陆壳的形成时间和演化过程： 3.0 Ga之前形成了现有陆壳体积的60%~70%,厚度约为20~40 km;3.0~2.5 Ga,地壳改造速率明显增加,陆壳生长和破坏速率达到动态平衡,表明全球性现代板块构造体制逐渐成为控制大陆形成、裂解和陆壳演化的主要因素。     

南京汤山温泉区地热水成因模式分析

汤山温泉是中国四大著名温泉疗养胜地之一,阐明其成因模式对于该温泉区的进一步开发和热水资源的可持续利用具有一定意义。基于硅-焓图解法和水文地球化学方法对其进行了系统研究,结果表明该区热储温度为90℃,岩溶热水与岩溶冷水、孔隙潜水和地表水之间在水化学和同位素组成上存在明显差异,地热井深度越大,冷水混入相对较少,地热水温度相对较高。经分析,该地热系统成因上属于中低温对流型。其补给区主要来自汤山山体(宁镇山区)及句容盆地东侧茅山山脉,循环深度为2.6~2.9 km,地热水通过汤山-东昌街断裂在浅部与区内NW向断裂、NE向断裂交汇形成温泉水。     

利用气温与云顶亮温差值检测云方法研究

利用2005年7-12月卫星资料、地面观测资料、探空资料和地形资料,统计分析了无云条件下气温与云顶亮温的差值,结果表明：无云情况下气温与云顶亮温差值平均为5.04℃,且具有较大的日变化性。由此提出了按时次分别求取阈值用以检测云。通过个例对比分析,初步得出该方法检测云具有以下特点：可用于全天候云检测;不受地形地貌等因素的影响;该云检测方法应用于反演计算,不仅反演的中、高云区域与实测的比较一致,而且反演的低云区域与实测结果也比较一致。     

Last Glacial Maximum Sea Surface Temperatures: A Model-Data Comparison

In this study,the authors investigated changes in Last Glacial Maximum(LGM)sea surface temperature(SST)simulated by the Paleoclimate Modelling Intercomparison Project(PMIP)multimodels and reconstructed by the Multiproxy Approach for the Reconstruction of the Glacial Ocean Surface(MARGO)project,focusing on model-data comparison.The results showed that the PMIP models produced greater ocean cooling in the North Pacific and Tropical Ocean than the MARGO,particularly in the northwestern Pacific,where the modeldata mismatch was larger.All the models failed to capture the anomalous east-west SST gradient in the North Atlantic.In addition,large discrepancies among the models were observed in the mid-latitude ocean,particularly with models in the second phase of the PMIP.Although these models showed better agreement with the MARGO,the latest models in the third phase of the PMIP did not show substantial progresses in simulating LGM ocean surface conditions.That is,improvements in the modeling community are still needed to describe SST for a better understanding of climate during the LGM.     

揭阳市低温的气候变化特征

选取了揭阳市4个市县1966-2015年50年国家站地面观测气温资料,采用线性回归、Mann-Kendall非参数检验和Morlet小波分析等方法,分析了揭阳市低温的气候变化特征,结果表明:50年来,揭西县低温日数最多,最主要影响时段在1月份。低温日数呈显著减少趋势;低温初日呈延后的趋势,低温终日则是提前的趋势。揭阳市区低温日数在1981年出现突变;揭阳市的低温期下降趋势不显著;揭阳市区低温日数在13年尺度上,平均周期约为8年,约经历了4个周期的从多到少的振荡,在2004年之后表现较平稳;在4年的尺度上,20世纪70年代之前经历了4个周期的从多到少的振荡,1978年之后振荡幅度变小,周期变化不明显。     

1957—2011年牙克石市低温气候特征分析

文章主要通过利用牙克石市1957—2011年(历年1—3、11—12月)的低温气候资料进行分析,找出牙克石市近55a来的低温气候变化特点。得出了低温天数的年、月变化以及与极端最低气温的对应关系,牙克石55a来共计出现低温天气673d,低温日数年际变化大,最长为47d,最少为1d,低温出现的高峰期在历年的1月份,低温强度最大值也在1月份。55a中≤-37℃低温最长连续日数长达17d,其次是13d。文章还利用Mann-kendall检验方法对低温年际变化进行了突变分析,分析发现在1984年发生了明显的突变,突变呈减少的趋势。     

云南不同气候带极端气温变化趋势

利用1975-2008年云南6个气候代表站的最高气温、最低气温和平均气温资料,分析了气温序列的变化趋势,探讨了可能的形成原因.结果显示,各代表站的气温总体上呈上升趋势,但气温变化率的大小与其所处的气候带之间没有明显的规律性差异.代表高原气候的香格里拉站其气温增暖趋势最突出,代表北亚热带、中亚热带和南亚热带站点的气温与其有相似的变化趋势,主要表现为最低气温增温速率最大,平均气温次之,最高气温最小,而气温日较差(DTR:Differenceof Temperature Range)有明显减小趋势.温带和北热带代表站气温的变化则有不同的特征,温带的变化表现为最高气温显著上升,最低气温上升速率略小于平均气温的上升速率,DTR变化不显著;北热带的变化表现为平均气温增温速率最大,最低气温次之,最高气温最小,DTR变化不显著.对各站相对暖日、冷日、暖夜、冷夜和霜日的逐年统计分析表明,总体上云南的冷事件在减少,而暖事件增多.     

中尼公路多年冻土工程地质性质分析及整治设计

通过对中尼公路嘉措拉山多年冻土工程地质性质的分析,确定其为高温多年冻土,热稳定性属不稳定型;并对此多年冻土的整治原则、路基合理高度、路基路面综合设计进行了探讨。