钾稳定同位素研究综述

钾稳定同位素是重要的非传统稳定同位素体系,也是近年来迅速发展的热门研究课题。对钾同位素研究历史和现状进行综述,具体包括以下内容:(1)总结了钾元素的地球化学和宇宙化学性质,包括钾在主要地质储库(地幔、地壳、海洋)中的丰度及其分配,钾在岩浆演化中的不相容大离子亲石性,常见含钾火成岩/沉积岩矿物以及钾在表生过程中的循环,也包括主要行星物质(球粒陨石、非球粒陨石、火星和灶神星陨石以及月球样品)中钾的含量、赋存状态、主要矿物,钾在太阳星云冷凝、行星积聚以及岩浆海过程中的中等挥发性质;(2)介绍了钾同位素的研究历史,从1922年Dempster利用最早的质谱仪测量钾同位素在自然界的丰度,到Taylor和Urey在1938发表的经典的钾同位素分馏实验,再到Humayun和Clayton在1995年发表的钾同位素领域的经典研究,最后到近几年的进展;(3)介绍了对钾的前处理(离子交换柱法)以及钾同位素的主要测量方法,包括早期热电离质谱仪法(TIMS),二次离子质谱仪法(SIMS)和近十几年以来高速发展的多接收电感耦合等离子体质谱仪法(MC-ICP-MS)及其不同的技术路线;(4)介绍了高精度钾同位素比值在低温地球化学和生物地球化学中的应用,包括钾同位素在地表的风化过程中、海水洋壳的反向风化作用中的分馏及其在示踪全球钾元素循环和洋壳俯冲等过程中的应用;(5)介绍了高精度钾同位素比值在高温地球化学中的应用,包括钾同位素在岩浆分异和矿物结晶过程中的分馏;(6)介绍了高精度钾同位素比值在宇宙化学中的应用,包括在太阳星云冷凝、行星凝聚、月球形成大碰撞、岩浆海、火山喷发去气过程中的分馏作用。     

中国大陆科学钻探现场分析与地下流体异常识别

对中国大陆科学钻探深孔中泥浆进行脱气,采用质谱仪、气相色谱仪和测氡仪在线测定He、CO2、CH4、H2、N2、O2、Ar、C2H6、C3H8、n-C4H10、H2S、CO、Rn等多种气体。在排除钻井过程、钻具磨损、泥浆性能、仪器波动、气路设计等对气体分析的严重干扰后,可以发现气体异常与岩心和地层裂隙、破裂面及构造破碎带等具有相关性。同时采用高效液相色谱分析泥浆清液,也发现了来源于地下的流体。     

扬子克拉通东南缘新元古代陆缘弧型TTG的厘定及其构造意义

在扬子克拉通东南缘的江山-绍兴结合带沿线多处出露新元古代深成杂岩,以往被认为是沿扬子克拉通和华夏地块碰撞缝合带侵入的板内型深成岩类。本文选择其中的浙江金华罗店中酸性深成杂岩进行了系统的岩石学、年代学和地球化学研究,提出它们属TTG岩石组合,包括英云闪长岩-奥长花岗岩-花岗闪长岩组合(T1T2G1)和二长花岗岩-花岗岩组合(G2QM)两类,普遍以明显富集Rb、Ba、K、Pb等大离子亲石元素而强烈亏损Nb、Ta、Ti、P等高场强元素为特征,δCe为弱负异常或无异常,属典型的弧岩浆岩类。T1T2G1组合富钠贫钾,εNd(t)值=+2.6~+9.4,Mg#值为41.5~63.1,推断由玄武质俯冲板片脱水部分熔融而成,并受到地幔楔橄榄岩熔体的混染。G2QM组合与T1T2G1组合地球化学特征类似,但又明显富K2O(2.75%~5.08%)、LILE和LREE,低Mg#值(27.2~52.31)和εNd(t)值(+1.7~+2.0),应是T1T2G1源区继续部分熔融的产物,可能未受到明显的地幔楔橄榄岩混染。测得花岗闪长岩(G1)锆石SHRIMP U-Pb年龄为841±10Ma,奥长花岗岩(T2)锆石LA-ICPMS U-Pb年龄为793±13Ma,前人报道之花岗岩(G2)年龄为832±44Ma,结合上述地球化学特征,说明T1T2G1和G2QM组合是由新元古代古华南洋向扬子东南缘持续俯冲形成的。综合区域地质资料及前人研究结果,提出金华罗店与诸暨璜山、绍兴平水等地的深成杂岩共同构成了扬子克拉通东南缘一条长达200km的青白口纪(930~793Ma)陆缘弧型深成杂岩带,反映迟至793Ma前仍存在强烈的洋壳俯冲,扬子克拉通尚未与华夏地块发生碰撞拼合,且T1T2G1-G2QM组合的出现指示洋壳俯冲正处于早-中期阶段。     

再探青藏高原十大关键地学科学问题——《地质学报》百年华诞纪念

本文重新审视了青藏高原的关键科学问题,为解决板块构造理论的"登陆"难题提供新的线索,为理解板块汇聚边界的大陆岩石圈演化及其能源资源、地质灾害和全球环境效应提供新的思路.本文探讨了青藏高原如下十大关键地学问题:①印度大陆北漂模型;②印度-亚洲初始碰撞时限;③青藏高原的古特提斯造山作用;④古近纪喜马拉雅造山带的地壳缩短;⑤...     

黔中—渝南石炭纪铝土矿含矿岩系中的海相沉积特征

黔中—渝南地区于紫云运动初期的泥盆纪末已准平原化,在石炭纪铝土矿含矿岩系沉积过程中,含矿岩系下段(铁质-粘土岩段)主要为近海湖泊相,含矿岩系上段(铝质岩段)为近海平原相。在这种大环境前提下,经常会受到海泛与强风暴潮的影响与改造,使得主要是陆相环境沉积形成的铝土矿含矿岩系中,含有少量海相大化石(腕足类)和微体生物化石(疑源类和牙形石);另在下段和上段岩矿层间,时夹海相碳酸盐岩透镜体,具明显海相沉积特征。以上表明,黔中—渝南石炭系铝土矿含矿岩系形成环境具有显著的多样性和复杂性,而非单纯的陆相沉积环境所能概括的。     

大陆天然气水合物的资源开发与环境研究刍议

天然气水合物分为大陆型和海洋型两大类.大陆型天然气水合物矿床常赋存于永久冻土带,如西伯利亚,加拿大北部,阿拉斯加.近年来,中国在青海木里的冻土带也发现了天然气水合物,它们赋存在l000m深的砂岩和泥岩层中.大陆天然气水合物的资源量是相当巨大的,估计约为(1～7.4)×1014m3甲烷.现在科学家已经研究出从冻土带水合物...     

陆相断陷盆地低凸起斜坡带层序划分及其沉积充填演化特征:以埕岛东斜坡古近系为例

层序分级不一致和井震层序不统一都会导致沉积充填演化特征反映的不准确,将制约储盖组合与油气分布的预测。文中应用沉积层序的概念,利用岩心、岩性、测井与地震资料,以层序界面与内部构成特征相结合的原则,从坡下到坡上,对东斜坡古近系进行了层序划分。一级层序相当于系地层单元,与构造运动相对应,层序界面为区域性角度不整合;二级层序相当于统或组地层单元,与构造运动幕相对应,层序界面为局部不整合;三级层序相当于段或亚段地层单元,与构造幕内的次级构造作用相对应,层序界面为超覆不整合面、沉积体系转换面及重力流下切面;四级层序即体系域,相当于油组与砂组,与三级层序基准面旋回的阶段性变化相对应,层序界面为初始洪泛面、最大洪泛面,共识别出SQ1、SQ2、SQ3、SQ4、SQ5和SQ6等6个三级层序及15个体系域。井震统一的层序格架结合了钻井资料纵向高分辨率与地震资料横向好连续性的优点,从而高精度、高分辨率地揭示了层序格架充填演化特征,体现出层序旋回性与体系域及平面沉积相分布的差异性。古近纪埕岛凸起夷平,斜坡及凹陷补齐,发育超覆、披覆沉积;古地形由南低北高向南高北低转换;本地物源、邻近物源、区域物源阶段性变迁;多物源的沉积体系交叉、叠置,沉积相发生了扇三角洲-浊积扇-半深湖-滑塌浊积扇-辫状河三角洲-曲流河泛滥平原演变。埕岛低凸起斜坡带层序及沉积充填演化特征具有陆相断陷盆地的代表性,因而,此项研究对于解决层序地层学面临的工业化应用研究不足的问题以及油气储盖组合预测方面的难点可提供有益参考。     

龙门山平驿铺组沉积体系及旋回层序研究

本文首次从龙门山区下泥盆统平驿铺组中，划分出河口湾、三角洲、滨岸和陆棚四个沉积体系和三个Ⅲ级Ｔ－Ｒ旋回层序。平面上，四个沉积体系组成了扬子板块西侧的古大陆边缘由过渡相区和滨岸相区相间分布的古地理格局；垂向上，两相区中的三个Ⅲ级Ｔ—Ｒ旋回层序也由不同的沉积体系组成，旋回层序的演化虽然受构造差异沉降影响，但仍以Ⅲ级海平面升降变化为主要控制因素，并具同步演化规律，可分别代表古大陆边缘活动型和相对稳定型的两种Ⅲ级Ｔ—Ｒ旋回层序模式。     

上地幔熔体-岩石相互作用与大陆地幔演化

根据实验岩石学、幔源岩石的岩石地球化学资料以及微量元素地球化学理论模拟等,评述了上地幔熔体岩石相互作用研究领域的最新进展,指出熔体岩石相互作用不仅深刻地制约了岩石圈地幔的矿物学、地球化学和物理性质的变化以及地幔不均一性的形成及演化,而且也会最终控制各种构造环境下喷出岩浆的地球化学特征,以及深部岩浆的分离机制。