中国大陆科学钻探主孔榴辉岩中重晶石的发现及其意义

在中国大陆科学钻探主孔榴辉岩中发现了重晶石。重晶石以包裹体形式保存在石榴子石中,多为浑圆状,表面积平均约250μm2。通过电子探针测试,重晶石中SrO含量大多超过20%,为锶重晶石,其化学分子式为(Ba0.4836~0.6180Sr0.3787~0.4722Ca0.0064~0.0889)S0.9688~0.9963O4。同时还发现榴辉岩中的石榴子石有柯石英假象,温压条件计算表明该榴辉岩的峰期温压条件为696~730℃,2.9~3.2GPa。电子探针成分测定包裹这些重晶石的石榴子石为峰期变质矿物,这进一步说明重晶石也经历过超高压变质。重晶石通常形成于强氧化和高盐度流体作用的条件下,本文的研究表明超高压变质过程中至少出现了一定范围内的强氧化环境和高盐度流体作用,但其地球动力学意义有待进一步研究。     

台湾车笼埔断层深井钻探计划(TCDP)概述

台湾车笼埔断层深井钻探计划(TCDP)是台湾车笼埔断层上进行的科学钻探工程。该计划于2004年开始实施,拟通过深达2 000 M的钻探,获取台湾1999年集集MW7.7地震深部断层带的岩芯样本和流体观测资料,并通过一系列的深井探测和观测研究,分析车笼埔断裂产生剧烈错动的原因。本文介绍了台湾车笼埔断层深井钻探计划(TCDP)的基本情况,论述了TCDP项目的科学假设、工作计划、合作项目以及近期的进展。全面了解TCDP相关内容,对我国大陆进行地震研究和深井钻探工作具有重要借鉴意义。     

The Situation of Scientific Data Management and Its Enlightenment to Earth Sciences of China

Scientific data is an important scientific and technological basis and national strategic resource. With the coming of the era of big data, countries all over the world have added scientific data management into their national development strategies. In order to improve the scientific data management in our country and make full use of the development opportunity from big data, the General Office of the State Council officially issued “The Measures for the Administration of Scientific Data” in March, 2018. In the new international and domestic policy on data management, this study analyzed and summarized 11 aspects of international situation of scientific data management, and dissected the development models of developed countries’ scientific data centers deeply. And also, the study put forward new ideas for the policy-making of scientific data, the construction of scientific data centers, the life cycle management of scientific data, the capacity building of data organizations, the authentication of scientific data, the publication of data, the return mechanism of the data and the comprehensive integration, and the safety management of the data in the scientific data management of Earth sciences in China.     

特大自然灾害预测研究的科学方法论

本文讨论了特大自然灾害预测研究中的若干科学方法论问题。指出: 首要关键在于开放系统; 必须开展全方位的整体研究,从中抓住关键因子进行深入研究; 内外因耦合是引起突发性特大自然灾害的主要缘由; 在科学观念上需由过去注重线性、均匀、连续、平均与距平、平滑和数量分析,转变为侧重非线性、非均匀、不连续、奇异、高频脉冲、结构等信息的提取和分析, 以及形与数的统一; 宇宙中还可能存在一种最大最广泛的整体联系。最后,简要讨论了涉及的几个哲学问题。     

我国科学数据共享现状的调查与分析

为了解我国科学数据共享现状, 规范科学数据汇交、 共享、 管理, 笔者开展了科学数据共享现状调查。 在基本情况调查的基础上, 对我国科学数据资源现状、 科学数据共享机制、 制约科学数据共享的主要因素进行了初步分析, 指出了在我国实施科学数据共享应强化的基础工作。     

稀散金属超常富集的主要科学问题

稀散金属对国民经济、国家安全和科技革新具有重要的意义,特别是对高、精、尖科技和未来能源的发展具有举足轻重的地位。稀散金属的储量相对稀少且地域分布高度不均,供需矛盾日益突出,存在较高供应风险;另一方面,其"稀"、"伴"、"细"的特点决定了对其地球化学性质和行为认识的薄弱,元素超常富集机理的问题仍存在较大争议。近20年以来关于稀散金属的研究主要集中在矿床类型和成矿专属性、资源储量评估、超常富集机制等方面,突破了"稀散金属不能形成独立矿床"的认识,初步建立了稀散金属成矿理论体系。稀散元素的超常富集往往需要十分苛刻的条件和特殊的地球化学过程:铼的超常富集受制于地幔熔融过程和洋壳沉积物的再循环,以及岩浆氧逸度、去气过程;铟与锡的关系紧密,岩浆中镁铁质矿物结晶过程及挥发组分控制成矿热液中铟的金属量;碱性岩的幔源性、高氧逸度、高挥发性促进碲的迁移和富集,铁锰结壳中δ-Mn O2或Fe OOH可以吸附大量的碲;镉的超常富集行为主要与锌相关,不同类型铅锌矿床中镉的富集程度具有明显的差别;锗在铅锌矿床中主要以类质同象替代锌进入闪锌矿中,煤层中倾向于和有机质结合形成锗的络合物及有机化合物。基于已有认识,今后应当重点加强元素地球化学行为对稀散金属富集控制的研究,壳幔相互作用、热液过程、表生风化沉积以及多期多阶段地质事件耦合机制的研究,以及非常规类型稀散金属矿床的成矿潜力研究。本专辑报道了近年来这些方面的最新研究进展,包括13篇文章,主要涉及岩浆热液型矿床、低温热液型铅锌矿床、表生风化-沉积过程中稀散金属的富集成矿,以及稀散金属矿床的探测技术与预测方法研究等。     

韧性剪切带中片麻岩和超高压榴辉岩变形特征及其与地震波速各向异性的关系：来自中国大陆科学钻探（CCSD）680～1200米岩心的证据

中国大陆科学钻探(CCSD)680-1200米区段发育了多个韧性剪切带,带中主要岩石类型包括片麻岩和超高压榴辉岩。片麻岩中的变形石英、面理化榴辉岩中的拉长石榴石和绿辉石的应变轴比都表现为X>Y>Z,Flinn系数分别为0.11-0.27、0.22-0.23和0.23-0.24。随着糜棱岩化作用的增强,变形石英的C轴组构由Z轴极密逐渐向Y轴极密和叶理面上的大圆环带转变。在常温常压下测试了样品的波速,计算出片麻岩Vp和Vs的各向异性分别为30.17％-60.97％和11.52％-35.79％,榴辉岩Vp和Vs的各向异性分别为0.17％-11.19％和2.41％-6.70％。影响各向异性的主要因素有岩石的结构构造、矿物的晶格优选方位(LPO)、形态优选方位(SPO)和定向微裂隙。随着糜棱岩化作用的增强,岩石的P波各向异性逐 渐升高。变形岩石中的黑云母、石英、绿辉石的LPO和SPO是地震波各向异性的主要控制因素。饱水后的片麻岩样品的P波各向异性明显低于干燥片麻岩样品。在东海钻井中的强反射带主要是由于不同岩层之间的波阻抗差异而造成的,榴辉岩/强退变榴辉岩和黑云斜长片麻岩之间的接触界面会产生较强的地震深反射。此外,与LPO相关的地震波各向异性会增强地震波的反射,所以韧性剪切带中的糜棱岩化片麻岩可能是地震反射的良好载体。韧性剪切带中岩石弹性波速度的强各向     

中国大陆科学钻探主孔榴辉岩类岩石退变质过程——对超高压变质地体隆升的启示

中国大陆科学钻探的实施，揭示了深俯冲陆壳的三维结构。超高压变质岩的岩相学详细观察，发现榴辉岩类岩石占0—2000米岩心的60％。大多数榴辉岩的原岩具有长期居留地壳的历史，但是分布在607～783米附近的石榴单斜辉石岩，在成因上与石榴橄榄岩关系密切。从矿物成分，岩石化学特征上看他们构成超镁铁-镁铁质的岩浆杂岩，是俯冲过程中，地幔物质加入于深俯冲的岩片并一起遭受超高压变质作用。榴辉岩质的片麻岩，部分相当于所谓的副片麻岩，在主孔也占一定的地位。实际是中酸性成分的火成岩超高压变质的产物。花岗质片麻岩有多种类型，根据其中所夹的角闪黑云片岩残留体看来大部分应属角闪黑云斜长片麻岩选择性部分熔融的产物。榴辉岩类的变质演化可分为3个阶段。第一阶段(M1约230—240Ma)是超高压变质的峰期，其证据是石榴石、绿辉石、金红石中均发现柯石英的微粒包裹物，石榴橄榄岩中的钛斜硅镁石是其超高压变质历史的见证。第二阶段(M2，226—219Ma)早期退变质阶段，超高压变质岩退变为高压榴辉岩相和角闪岩相岩石，冠状体和后成合晶的生长是此阶段的标志，这些特征性结构反应了岩石的不平衡和再平衡的历史，说明了超高压变质地体的快速隆升。后来(219～180Ma)超高压变质地体长期处于中下地壳，在流体影响下，榴辉岩质片麻岩退变成的黑云角闪斜长片麻岩及绿帘黑云(角闪)片麻岩，他们经选择性部分熔融或经超临界流体的K交代作用转变为黑云角闪二长片麻岩(即所谓正片麻岩)。其中多含有铈褐帘石，成分环带明显，La／Ce=0．42—0．72，且边沿均有绿帘石的边，代表后期叠加的绿帘钠长角闪岩相退变质。第三阶段(M3：170—180Ma)以糜棱岩和构造角砾岩的出现为特征，代表与二次隆升的脆韧性脆性变形的过渡，这些构造岩的基质普遍发育绿泥石、阳起石和方解石，说明了绿片岩相的退变质。所有上述3期的变质作用均与榴辉岩所经历的构造过程相关。显微结构分析可以揭示结晶作用和变形作用之间的相对时序。基于现今已发表的同位素年代学数据可以将苏鲁地区中生代不同阶段的变质作用与构造过程相互联系起来。CCSD主孔所见的变质演化和相关的变形事件对中国大陆中生代大陆动力学提供如下启示；可以肯定华北和杨子两个板块在三叠纪的碰撞(-240Ma)必然引起巨量地壳物质深俯冲至地幔深度，发生超高压变质。超高压变质岩的早期退变质是一个绝热隆升的过程，而后长期滞留中下地壳，发生部分熔融，接着引发进一步的隆升导致伸展体制，伴随以绿帘钠长角闪岩至绿片岩相的退变质。     

资源环境研究中的几个科学问题

资源环境科学是当前的热点学科和基础学科。在介绍资源和环境概念的基础上,分析了资源环境科学的内涵和学科任务、学科特点及发展趋势,评述了资源环境科学研究的科学方法等有关问题。     

中国大陆科学钻探工程网络拓扑结构与管理信息系统简介

笔者简要介绍了中国大陆科学钻探工程在北京和江苏省东海县钻井现场3个局域网的需求分析、网络拓扑结构及互联方案，并以中国大陆科学钻探工程信息系统为例，给出了一个基于C／S和B／S混合结构的管理信息系统的集成方案，总结了该工程中网络建设与维护的相关经验。