Petrology and geochemistry of Zijinshan alkaline intrusive complex in Shanxi Province, western North China Craton: Implication for magma mixing of different sources in an extensional regime

In situ zircon U–Pb ages and Hf isotopic compositions and whole rock geochemical and Sr–Nd–Pb isotopic data are presented for the Zijinshan alkaline intrusive complex from the Shanxi Province, western North China Craton. Salic rocks dominate the complex with the monzonite occurring in the outermost and pseudoleucite phonolitic breccia in the center. The intrusion took place 127 Ma ago with the earliest emplacement of monzonite and the termination of cryptoexplosive pseudoleucite phonolitic breccia. All rocks from this complex show LREE enrichment and HFSE depletion and exhibit enriched to depleted Sr–Nd isotopic features. The presence of inherited zircons and enriched Hf isotopic compositions in zircon rims, along with the enriched whole rock Sr–Nd isotopic compositions, indicate that the monzonite was formed through the mixing of lithospheric mantle-derived magma with lower crust-derived melts. The diopside syenite and nepheline-bearing diopside syenite are more depleted than the monzonite in terms of the Sr and Nd isotopes, together with their very high concentrations of LILE, we proposed that they originated from a mixed mantle source of enriched lithospheric mantle and depleted asthenosphere. The nepheline syenite has very low concentrations of MgO, Ni, Cr, suggesting that the magma underwent significant crystal fractionation. The most depleted Sr and Nd isotopic compositions ((⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_i = 0.7036–0.7042, ε_Nd(t) = − 0.2–0.3) among all rock types indicate a great contribution of asthenosphere to the nepheline syenite. The Zijinshan complex and its related crust-mantle interaction occurred in an extensional environment which resulted in continuously asthenospheric upwelling. Such an extensional environment might have been developed during the post-orogenic stage of the Late Paleozoic amalgamation of North China Craton with Mongolian continents and subsequent Mongol–Okhotsk ocean closure.     

饱和-风干循环过程中砂岩次生孔隙率变化规律研究

三峡工程竣工后,库水每年将在145 m和175 m水位之间或缓慢或快速的升降,在库水位大幅度涨落的情况下,库岸边坡部分岩体处于“饱和-风干”的循环动态,水-岩循环作用将造成岩体性质劣化。据此,以三峡库区库岸边坡变幅带的砂岩为研究对象,设计了“饱和-风干”循环作用试验。试验结果表明,与常规浸泡试验相比,水压力的升、降变化和“饱和-风干”循环作用对岩体的损伤有累积放大作用,浸泡时水压力变化越大,对离子浓度和次生孔隙的影响越大,而且,“饱和-风干”循环次数越多,岩体的损伤越严重。提出了基于离子浓度变化计算岩石中次生孔隙率变化规律的方法,与实测次生孔隙率变化规律基本一致。因此,可以把这种方法应用到现场监测中去,通过长期监测离子浓度的变化来推测岩体中水化学反应发生的程度,以及次生孔隙率的发育情况。分析成果为研究库岸边坡岩体在“饱和-风干”循环过程中的岩体性质劣化规律奠定了一定的基础。     

增强地热系统热储层-盐水-CO2相互作用

增强型地热系统(EGS)是采用人工形成地热储层的方法,从低渗透性岩体中经济地采出深层热能的人工地热系统。以CO₂为载热流体的增强地热能系统(CO₂-EGS)是实现CO₂减排和深部地热资源开发的有效手段,系统运行时的水-岩-气相互作用对热储层孔渗特征有着重要影响,最终会影响储层的产热能力。笔者利用高温高压反应釜模拟CO₂-EGS高温下的热储层-盐水-CO₂的相互作用,通过对实验中反应液离子成分变化和岩样扫描电镜进行分析,结果表明:实验后的钾长石和方解石出现溶解现象,且方解石溶蚀剧烈;岩样表面出现极少量次生方解石和钠长石,并有新矿物析出,其主要组成元素为C、O、Si、Fe,为菱铁矿的中间产物。通过TOUGHREACT建立反应性溶质运移模型,模拟上述实验的化学反应过程,模拟结果和实验数据拟合较好。该研究可为CO₂-EGS的水-岩-气作用机制提供地球化学数据。     

乌库尔其地区层间铀成矿过程中的流体作用研究

该文以伊犁盆地南缘乌库尔其地区各矿床为研究对象,阐述了层间氧化带砂岩型铀矿床层间铀成矿过程中的流体作用脑伊犁盆地流体演化史对砂岩型铀成矿的控制等,试图通过稳定同位素、稀土元素等示踪方法研究该地区层间流体的来源、运移及向成矿流体的演化并成矿的流体作用机制,认为Ｖ＾２２旋回层间流体主要来自受大水补给的基岩裂隙水,并且在层间流体流向上全岩氧同位素组成存在明显的变化规律．     

民勤盆地地下水地球化学演化模拟

根据稳定同位素分析,民勤盆地地下水在第四系总体补给环境较现代凉。在200m以下的深层地下水为晚更新世补给的古封存水,表现为还原环境。60m—120m左右的浅层水为古地下水与现代降水的混合水,但古地下水占的成分较多,部分水样为氧化环境。民勤盆地地下水地球化学特征主要形成于山区,在沿途运移过程强烈的蒸发浓缩作用占据主导地位,形成了浅层高矿化盐碱水,深层地下水活跃的阳离子交换作用形成高钠浓度水。通过利用PHREEEQC法对民勤盆地地下水化学进行质量平衡模拟,表明民勤盆地地下水水化学沿水流路径以HCO3^-、SO4^2-、Cl^-、Ca^2 、Na^ 升高为主要特征,方解石、白云石的饱和指数随水流路径有减少趋势,而石膏、芒硝和岩盐的饱和指数有增加的趋势：沿水流途径白云石、CO2、石膏、岩盐和芒硝溶解量逐渐增加是常量离子浓度升高的物质来源。     

浙闽相邻区白垩纪上下火山岩系成因与壳幔作用对比研究

浙闽相邻区广泛出露的白垩纪火山岩划分为上下火山岩系。下火山岩系为大面积展布的早白垩世早期长英质火山岩,属弱过铝质高钾钙碱性系列,富集大离子亲石元素Cs、Rb、Ba、Pb等和LREE,无明显Eu异常,亏损高场强元素Nb、Ta、Ti、P等,εHf(t)值较低(-20.43~-6.39),锆石Hf同位素二阶段模式年龄TDM2集中在1.8~2.2Ga之间。上火山岩系为局限于断陷盆地内的早白垩世晚期长英质火山岩,属偏铝质高钾钙碱性系列,相对贫硅贫碱但同样富集LREE和大离子亲石元素,负Eu异常明显,εHf(t)值较高(-10.00~-4.51)。研究表明,上下火山岩系均表现出随时代变新ΣREE和LREE分异程度降低的趋势,均形成于活动大陆边缘环境,主要为幔源岩浆底侵导致古元古代陆壳基底部分熔融形成的低Sr流纹岩类,但上火山岩系成岩过程中经历了更强烈的壳幔作用;例外的是下火山岩系西山头组上部熔岩,属东南沿海罕见的橄榄玄粗岩系列高Sr粗面英安岩,以富集Sr、Ti、Co、Ni和低的εHf(t)为特征,推断由幔源基性岩浆结晶分异形成。区域晚中生代火山岩的综合对比表明,东南沿海深部壳幔作用具有从中—晚侏罗世到早白垩世晚期逐渐增强、自南往北依次减弱的时空演化规律。     

造山过程中的流体—岩石相互作用和质量传输的评述

在汇聚板块边缘,滑脱面的滑动和沉积岩系的逆冲堆叠,导致孔隙水被压实排出,流体润滑了脱面,从而引起增生楔的生长。流体对流体制是地壳深熔的先驱事件。碱性花岗岩在次固相下有丰富的岩浆水的出溶,并且促进了碱性长石的微组构重组织。上部地壳浅表流体的循环主要受岩浆侵位驱动。韧性剪切带Ｔｉ、Ｆｅ、Ｍｇ残留富集,Ｓｉ、Ｃａ、Ｓｒ带出,流体不混溶和相分离是Ａｕ沉淀的重要机制。断层带尤其深部断层带具有高的流体／岩石比     

低温热液成矿作用中铊有机络合物搬运形式的研究

文章依据等库伦反应外推原理,计算了铊的醋酸(TlAc0)、柠檬酸(TlCit2-)、苹果酸(TlMal-)、草酸(TlOx-)及琥珀酸(TlSuc-)络合物在25～100℃之间的稳定常数。将这些稳定常数输入EQ3/6的DATA0.SUP热力学数据库后,在75℃和100℃温度条件下,对铊的诸物种于低温热液中在不同pH值条件下的分配进行了计算。计算表明,在中性及偏碱性条件下,在75℃还原环境中,自由铊离子(Tl+)所占比例约为55%,TlHS0约占10%,而其余则为铊的有机络合物,并以铊的柠檬酸络合物占绝对优势。在75℃氧化环境中,自由铊离子约占55%,而铊的有机络合物则为45%左右。在100℃还原环境中,自由铊离子所占比例约为20%,TlHS0约占20%,其余则为铊的有机络合物。在100℃氧化环境中,自由铊离子所占比例约为30%,其余则为铊的有机络合物。因而笔者认为,铊的有机络合物,尤其是铊的柠檬酸络合物,在低温热液中对于铊的溶解及搬运起着重要的作用。     

围岩蚀变过程中地球化学组分质量迁移计算：以湖南沃溪金锑钨矿床为例

在以往围岩蚀变的质量迁移研究基础上,本文提出了一种判定惰性元素的方法,同时结合等浓度线和加权最小二乘法,给出研究热液围岩蚀变中组分质量迁移的计算方法。在判定惰性元素时,更多地应用了线性回归分析中的方差分析和回归诊断参数与计算方法。这一系列的参数与方法用于评述湖南沃溪金锑钨矿床裉色化围岩蚀变质量迁移,取得了较好的效果。研究表明,在沃溪矿床围岩蚀变过程中,Ｔｉ表现出了一定的活动性。     

全球陆地生态系统与大气之间碳交换的模拟研究

利用陆面物理过程和植被生理生态过程完全动态耦合的大气植被相互作用模式 (AVIM) ,对全球陆地生态系统的净初级生产力进行模拟。全球陆地生态系统植被分为 1 3类 ,土壤质地分为 7类 ,确定了各种植被和土壤的模式参数。采用全球陆地 0 .5× 0 .5网格点气候平均资料 ;以 30分钟为步长进行积分。并用全球不同地区各种植被类型的 1 9个 NPP观测样点数据校准模型。AVIM模拟全球陆地生态系统 NPP的主要模拟结果如下 :全球陆地生态系统净初级生产力 (NPP)总量约为 60 .72 Gt Cyr- 1。分析了不同植被类型的 NPP分布 ,模式较好地模拟了全球陆地生态系统净初级生产力的纬向分布和区域分布的差异 ,模拟出中国植被生产力的分布特征。陆地生态系统净初级生产力与温度、降水和辐射等气候因素在不同地区有不同程度相关性 ,北方针叶林地区气候因子与 NPP的相关性明显 ,反映出植被对环境因子的不同响应及其物候特征。赤道热带雨林地区NPP与气候因子的相关性不明显。