山东山旺中新世火山喷发对生物生存环境的影响

山东临朐山旺及其邻区广泛出露中新世基性火山岩, 并保存完整的火山机构, 与之同时代的玛珥湖位于这些基性火山岩的环绕之中. 玛珥湖内保存了完整的沉积序列, 湖相沉积物中赋存有丰富的、种类繁多的、保存异常完好的动植物化石. 研究表明, 本区玄武质火山岩属于裂隙式和受断裂控制的中心式火山活动的产物. 在对研究区火山岩及其玛珥湖沉积物内呈稀散状态的火山灰系统取样的基础上, 利用电子探针分析方法, 重点开展了山旺中新世玄武质火山喷出气体成分和含量的实验室定量测试研究. 测试结果表明: 山旺地区中新世玄武质火山喷出的S, Cl, F 和H₂O含量分别为0.18~0.24, 0.03~0.05, 0.03~0.05和0.4~0.6 wt%(质量分数); 与世界上其他地区的火山活动相比, 山旺中新世火山喷出气体S的含量较高. 山旺中新世火山喷出气体(包括S, Cl和F)对当时周围地区的环境变化造成了严重影响, 火山喷发除喷出大量氟化物气体导致周围地区动物死于氟中毒外, 还喷出了以S和Cl及其化合物为主要成分的火山气体造成当时火山盆地内温度急剧下降、形成酸雨, 甚至破坏大气臭氧层. 山旺中新世火山活动的综合环境效应能够引起周围地区生物非正常死亡或集群死亡级别的环境变化, 可以导致山旺火山盆地内生物大批死亡. 山旺玛珥湖沉积物内保存异常完好的动植物化石多数赋存在富含火山灰的页岩中, 并且其上覆的页岩中火山灰含量也较高. 这些证据支持火山活动导致了本区生物非正常死亡或集群死亡, 并被其后火山喷出的火山灰快速覆盖和埋葬, 形成保存完好的山旺古生物化石.     

华北北部下地壳的流变学特征——河北汉诺坝下地壳包体提供的信息

由玄武岩浆快速带到地表的下地壳包体可以提供有关下地壳的直接信息. 通过对华北汉诺坝玄武岩中下地壳麻粒岩相包体的详细研究探讨该地区下地壳的流变学特征. 采用适宜于麻粒岩包体的温压计计算其平衡温度和压力: 平衡温度在750~900℃之间, 平衡压力在0.8~1.2 GPa之间, 对应的来源深度为28~42 km之间. 这些数据补充和完善了原先所建立的下地壳-上地幔地温线. 采用动态重结晶颗粒粒度应力计计算出包体在下地壳条件下发生变形时的差异应力为14~20 MPa. 在综合对比了当前常用的下地壳岩石高温流变律, 认为Wilks等(1990)提出的麻粒岩流变律符合本区下地壳包体的流变特征, 由此计算的下地壳应变速率为10^-13~10^-11 s^-1, 高于该区上地幔的应变速率(10^-17~10^-13 s^-1); 其对应的等效黏滞度为10¹⁷~10¹⁹ Pa·s, 低于上地幔的等效黏滞度. 由所获数据做出的研究区下地壳流变学剖面表明, 差异应力随深度而变化的趋势不明显, 随深度增加应变速率变大而等效黏滞度变小. 研究结果支持软弱下地壳的观点.     

青藏高原东缘麻当新生代钠质碱性玄武岩成因及其深部动力学意义

麻当新生代玄武岩出露于青藏高原东缘,位于青藏、华北和扬子三大构造域的交接转换部位.岩石SiO2介于42%～51%之间,Na2O/K2O>4,为一套钠质碱性玄武岩系列.微量及稀土元素显示典型板内洋岛型(OIB-type)碱性玄武岩的特征,明显富集Ba,Th,Nb,Ta等元素,而K和Rb相对较低;Sr-Nd-Pb同位素体系显示了明显的混合源区特征.新生代以来青藏东缘西秦岭-松潘地区受青藏、扬子及华北三大构造体系域的控制,西秦岭-松潘构造结处于从下部地幔到上部陆壳物质的总体汇聚拼贴阶段,地幔具有显著的混合特征.麻当玄武岩正是在这种特定的构造背景下,由西秦岭-松潘构造结多源混合的软流圈地幔部分熔融的产物.     

辽东半岛早元古宙海相拉斑玄武岩特征及其意义

辽东半岛早元古宙北部辽河群中层状基性岩发育广泛,与上覆层状岩系呈沉积接触关系,并发现多处枕状熔岩。层状基性岩的岩石学、岩石化学和地球化学的研究结果表明,这些层状基性岩是辽河群早期沉降阶段的海相拉斑玄武岩。辽东半岛早元古宙海相拉斑玄武岩的发现,将改变对辽河群下亚群火山—沉积建造内涵的传统认识,表明其产出为大陆边缘或类似弧后盆地的大地构造环境。这将为重新认识和评价辽东半岛早元古宙金属矿床开拓新思路。     

山东省临朐—沂水地区橄榄玄武岩地质特征及开发利用研究

玄武岩纤维是国际上重点发展的新材料之一,附加价值极高。以天然玄武岩拉制的连续纤维是一种新型无机环保绿色高性能纤维材料,具有强度高,电绝缘、耐腐蚀、耐高温等多种优异性能。笔者等通过对山东省临朐—沂水地区橄榄玄武岩地质特征、岩相学特征及岩石地球化学特征进行分析研究,发现产出于中新世临朐群牛山组偏基性火山岩的致密块状橄榄玄武岩,是拉丝纤维用的理想原矿石。笔者等梳理了国内部分生产企业和学者研究关于天然玄武岩成功拉丝的研究进展,分析研究了山东省临朐—沂水地区橄榄玄武岩影响连续纤维用玄武岩矿拉丝性能的七大参数指标,结果表明,研究区橄榄玄武岩除酸度系数偏低外,各项参数均符合连续拉丝纤维生产各项指标,可为后续开展纤维用玄武岩地质调查工作提供参考,助力资源的开发利用研究。     

海南岛玄武岩石粉废渣制备连续纤维实验研究

玄武岩石粉废渣是玄武岩石材破碎加工过程中产生的废料,其粒度细、销路差,尚无成熟的大规模综合利用方法。本文采集海南岛不同地区的8组玄武岩石粉废渣,利用电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)和X射线衍射仪(XRD)分析其化学成分和矿物组分,通过差示扫描量热仪(DSC)、能谱仪(EDS)及熔融实验分析其结晶性能,筛选出最符合玄武岩纤维原料特征的样品进行纤维制备研究。通过扫描电子显微镜(SEM)及XRD分析纤维表面形貌与结晶晶相,将其性能与标准纤维进行对比。结果表明,1 450℃时制得的纤维频繁断丝,表面结晶出大量树枝状及针状的硅灰石、石英、黄长石和磁铁矿;升温至1 480℃并保温1 h后成功制得的连续纤维,仍含有黄长石和磁铁矿,断裂强力略低于标准纤维。研究结果表明利用海南岛玄武岩石粉废渣制备连续纤维具有一定可行性,本研究为海南岛玄武岩石粉废渣的处理提供了导向性建议和理论基础。     

藏东江达中石炭世弧火山岩的厘定及其构造意义

金沙江特提斯洋盆是三江地区重要的洋盆之一,然而目前对于金沙江洋壳俯冲时限认识不一,弧火山岩对限定洋壳的俯冲消减过程具有重要意义.在西藏东部江达地区首次识别出一套中石炭世晚期的火山岩,主要岩性为玄武岩及安山岩,安山岩锆石U-Pb年龄为332±3.3 Ma（MSWD=2,n=14）,指示该火山活动为中石炭世晚期.江达火山岩SiO₂含量为45.65%~55.73%,具有高Al₂O₃含量（15.48%~16.79%）,TiO₂含量为0.82%~1.12%,富Na低K;轻重稀土分异明显,无δEu异常,强不相容元素Th、U等富集,高场强元素Nb、Ta等亏损,具有弧火山岩的地球化学性质.安山岩锆石ε_Hf（t）值为较均一的正值（+11.0~+15.6）,指示岩浆源区为受到富集组分影响的岩石圈地幔.研究表明江达中石炭世晚期火山岩形成于岛弧的构造环境,其火山活动与金沙江特提斯洋壳俯冲消减过程有关;结合区域地质资料认为金沙江特提斯洋壳在332 Ma之前已经开始了俯冲消减活动,进而为金沙江特提斯洋演化过程提供了岩石学证据.      

晋北中新世汉诺坝玄武岩中木化石的发现及其古气候意义

首次在晋北中新统汉诺坝玄武岩沉积夹层中发现了木化石。通过木化石的沉积环境分析,认为其为洪积扇上发育的辫状河道环境。对树木高度进行了估算,结果表明其为中等高大的乔木。结合前人对中新世中国北方孢粉、古植物、哺乳动物化石等的分析认为,中中新世晋北左云一带处于湿润的森林,且已向较干旱的疏林草原环境过渡,季节性降水导致的洪水携带大量砂砾将平缓地带的乔木迅速埋藏。这一发现,对于研究中新世时中国北方古气候变化及植物地理区系演化具有重要意义。     

东非裂谷、盆岭省和南极洲裂谷玄武岩源区特征对比

大陆裂谷是大陆岩石圈局部拉张伸展的狭长地带,常伴有高热流,广泛分布的区域性隆起和岩浆作用等现象。新生代大陆裂谷玄武岩(CRB)的全球分布图显示大多数数据来源于东非裂谷、盆岭省和南极洲。数据库数据研究表明,东非裂谷、盆岭省和南极洲CRB的地球化学特征虽然存在一些差别,但总体上类似。与盆岭省CRB相比,东非裂谷和南极洲CRB富集Ta和Nb,亏损Ba和Pb,可能与岩浆混染程度较高及源区有俯冲带物质进入的影响有关。