月球的化学演化

月球是一个发生了化学分异的星球,它由月壳、月幔±一个小的金属月核组成。大量观察事实显示月球曾经有过岩浆洋,岩浆洋的结晶分异主导了月球的化学演化。目前主流观点认为,月球是在太阳系演化的早期,至少45亿年前,一个火星大小的星球,与即将完成原始吸积的地球胚胎发生偏心撞击,造成地球的熔融,形成岩浆洋,飞溅出来的物质迅速吸积形成绕地球运动的月球,并且在月球上形成了全球规模的岩浆洋,进而发生了结晶分异。,由于月球上没有海洋和板块俯冲,岩浆洋分异是其化学演化的主要途径。月球岩浆洋的80％～85％在大撞击后的100Ma内已经固化,这可能是由于月球体积小、表面没有大气包裹所致。月球极贫水,因此在岩浆结晶过程中斜长石首先结晶。斜长石由于密度小于玄武质岩浆而漂浮在岩浆洋的表层,橄榄石等密度大的矿物则堆积在岩浆洋的底部。随着结晶分异的进行,残余岩浆不断富集不相容元素,包括K、U等放射性元素;与此同时,密度较大的钛铁矿开始结晶,造成高钛堆晶岩密度大于其下的橄榄石堆晶岩的不稳定结构,进而发生月幔翻转,引发一系列岩浆活动,进而形成月球上特有的镁质系列、碱质系列等岩石。由于月球氧逸度较低,Eu主要以＋2价形式存在,因此斜长石高度富集Eu,相应地除高地斜长岩外,其他岩石均表现为Eu高度亏损的特点。与此同时,Re在低氧逸度下表现为强亲铁元素的特点,Re／Os在月球岩浆过程中不发生分异。月球的体积远小于地球,因而其演化时间远远短于地球,很多原始的分异被完整地保留下来。因此月球的化学演化是类地行星早期演化过程的“化石”,尽管与现代的地球存在较大差异,但是对于认识地球早期演化具有借鉴意义。     

北秦岭清岩沟镍-钼矿床成矿特征及成因

经野外调研和室内研究发现,位于商州市大荆镇北的清岩沟镍-钼矿床赋存于庙湾组下部黑色岩系中,岩系由绢云斜长石英千枚岩、黑云斑点状二云母千枚岩、石墨化绢云千枚岩、白云母细晶大理岩-碳质白云岩、含石墨石英透辉透闪岩、含钛方解-石英片岩等组成,含Mo、Ni、Ti、Cu、Pb、Zn、P及碳质高。宏观及微观地质特征表明,岩石经历了区域变质变形、后期强烈韧-脆性剪切构造作用叠加、改造。正是这种地质过程导致Mo、Ni等成矿元素在沉积期形成之后,发生迁移、沉淀,形成硫化物型镍、钼矿化,矿(化)体就位于岩系强烈揉皱与膨大的片理化带、赋存于强变形的刚性与塑性构造体接触带。研究表明区内的岩脉与矿化关系不明显。最后认为,清岩沟镍-钼矿床为黑色岩系容矿的层控型沉积-变质叠加-韧脆性构造改造的后生热液成因矿床。     

层次分析-多级模糊评判法在贵州普晴锑(金)矿区综合信息成矿预测中的应用

因综合信息成矿预测涉及的控矿因子较多,各度量指标间具有一定的层次性,有些定性指标还具有模糊性特征,高精度和定量化一直是制约其发展的难题。为了实现对研究程度较低的新矿区的成矿预测,并解决上述难题,本文试图将专家的主观判断与精确的数学运算巧妙地融合,将复杂问题及定性指标定量化,使评价过程和评判结果更具客观性,建立一种层次分析-多级模糊评价的成矿预测模型。以贵州大厂锑(金)矿田普晴矿区为例,选取地质、化探和遥感多元致矿信息,基于GIS平台,建立了层次分析-多级模糊评判的综合信息成矿预测模型,最终圈定出锑(金)矿远景区18个,其中Ⅰ、Ⅱ和III级远景区分别有4个、5个和9个。根据勘查验证,预测结果较为客观有效。     

安徽峙门口铜—铁—金—硫矿床地球化学特征

峙门口铜—铁—金—硫矿床发育上部层状矿体和下部脉状矿体。上部层状矿石重晶石的δ~(34)S值为+14.10‰～+18.90‰。上部层状矿石黄铁矿和方铅矿的δ~(34)S值为+3.50‰～+5.84‰,下部脉状矿石黄铁矿的δ~(34)S值为+4.80‰～+6.80‰。下部脉状矿石中脉石英的δ~(18)O值为+14.3‰～+1 8.5‰,δ~(30)Si值为-0.3%0～-0.2‰。下部脉状矿石黄铁矿Re/Os比值为78.342～175.540,上(顶)部层状矿石中黄铁矿Re/Os比值为62.298～169.545。从下部脉状矿石到上部层状矿石,δ~(34)S值、Re/Os比值和流体包裹体温度249 ℃→97 ℃逐渐降低,~(206)Pb/~(204)Pb、~(207)Pb/~(204)Pb、~(208)Pb/~(204)Pb平均值和Os_总、Re、~(187)Re等含量逐渐增高。矿石黄铁矿Re-Os同位素等时线年龄303±33 Ma。地质地球化学特征反映峙门口铜—铁—金—硫矿床为海底热水喷流沉积成因。     

粤西高明地区晚三叠世小坪组元素地球化学特征

在粤西高明地区晚三叠世小坪组凤岗段采集新鲜炭质泥岩样品8块,用X-荧光和ICP-MS测定全岩常量、微量和稀土元素。用镁铝比值m(m=100×MgO/Al2O3)、Ca/Mg、B/Ga和Rb/K值研究本区古盐度变化,结果显示小坪组凤岗段为咸水浅海相沉积,古盐度呈现低→高→低的变化过程,于中上部古盐度达到最高,至顶部古盐度又降至最低。P元素和Sr/Cu值所指示的古气候变化趋势显示,凤岗段时期本区主要为温湿气候,中晚期出现干热气候。La-Th-Sc、Th-Co-Zr/10判别图解和稀土元素特征显示,研究区构造背景为被动大陆边缘的坳陷盆地。本区泥岩∑REE高(214.15~455.85)、富轻稀土(LREE/HREE=7.51~12.02)、Eu负异常(δEu=0.47~0.60),暗示源区以花岗岩为主,亦有玄武岩和沉积岩。     

模拟CO_2埋藏的煤储层元素迁移实验研究

采用高压超临界CO2地球化学反应器对CO2在煤储层中的地质埋藏进行模拟,利用电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)以及电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)分别对淋滤液和煤样中的10种微量元素进行测试,对煤中微量元素在CO2的地质埋藏过程中的迁移进行了实验研究。结果表明:在CO2的地质埋藏过程中对煤的有机组成和无机矿物等均具有改造作用,从而影响到煤中微量元素的赋存和迁移特征,Cr、Zn、Cu等元素迁移能力相对较强,而Co、Ba、V等元素相对较弱;元素迁移能力大小顺序为:CrZnCuNiCdMnCoBaV。     

自升式钻井平台桩靴踩脚印应对措施对比研究

基于现有规范与文献研究提出的减小桩靴踩脚印附加响应的相关措施,首先基于耦合欧拉—拉格朗日(CEL)定量分析了传统纺锤形桩靴与新型桩靴在不同工况条件下插桩时桩靴地基土体相互作用机制,明确了最不利桩靴踩脚印工况时的插桩偏心距与桩坑深度。基于该最不利工况条件,对比分析了新型六孔莲蓬形桩靴、试踩法与地基钻孔法3种桩靴踩脚印应对措施的适用性与有效性。结果表明,相较于传统纺锤形桩靴,采用六孔莲蓬形桩靴使桩靴倾斜角与桩腿偏移距分别降低了33.13%和48.26%,说明结构在位稳定性更高。此外,通过对比分析得出,采用最佳设置方式进行试踩与钻孔处理后再进行桩靴贯入时,桩靴受到的水平滑动力峰值与桩腿RP₁处弯矩峰值相较于未处理时分别降低了29.47%、29.17%、34.7%、37.7%。可见,3种应对措施均能有效降低桩靴踩脚印后产生的不利影响,提高桩靴结构的在位稳定性。以最终减小不利附加响应程度作为评定标准：地基钻孔法>新型六孔莲蓬形桩靴>试踩法,由于地基钻孔法与试踩法均需增设额外机械设备及施工工序,大幅提高了工程造价,因此,在实际工程中,需要根据实际情况恰当选择应对措施。研究成果可为实际工程中应对桩靴踩脚印工况响应提供一定参考与借鉴。     

青藏高原东北部全新世常量元素地球化学特征及环境演变北大核心CSCD

对青藏高原东北部风成砂-古土壤序列泽库剖面(ZK剖面)常量元素氧化物含量及其比值进行分析,结合14C测年,揭示其常量元素地球化学特征,探讨了青藏高原东北部全新世环境演变。结果表明:(1)剖面沉积物的化学组成以SiO2、Al2O3、CaO为主,其中SiO2和CaO的标准差较高,对气候变化较为敏感。(2)自剖面底部向上SiO2含量和残积系数呈现先减少后增加的趋势,高值指示冷干的气候意义,CaO含量和退碱系数则相反,高值指示温湿的气候意义。(3)9.4 ka BP以来青藏高原东北部的气候经历了由温湿向冷干的转变过程,可划分为9.4~4.2 ka BP气候温湿期和4.2 ka BP至今气候冷干期;其中在6.6~6.2 ka BP、2.4~2.0 ka BP和1.7~1.5 ka BP存在次一级的气候波动。     

小秦岭地区金钼多金属矿成矿特征与找矿预测

小秦岭地区是中国重要的金钼矿产基地。以构造-岩浆-成矿系统为指导,综合研究认为区内金钼多金属矿床可分为印支期—燕山期与重熔型花岗岩浆侵入活动有关的金(钼)矿床成矿系列和与深源浅成型花岗岩、碱性岩有关的钼(金钨)矿床成矿系列。金(钼)矿床类型主要包括石英脉型、构造蚀变岩型、糜棱岩型、爆破角砾岩型和复合型等,以前两者为主;钼(金钨)矿床类型主要包括斑岩型、斑岩-矽卡岩型、斑岩-爆破角砾岩型、石英-碳酸岩脉型和构造蚀变岩型等,也以前两者为主。该区三叠世以来共发生过3次岩浆侵入活动,每次都伴有不同程度的钼金矿化作用,并分别对应于不同的钼金矿化高峰期。钼的成矿作用分为印支期(210~220 Ma)和燕山期早白垩世早期(140~145Ma)、早白垩世中晚期(110~138Ma);金的成矿作用分为印支期(约220Ma)和燕山期早白垩世中晚期(约130Ma);钼、金成矿在印支期和燕山期早白垩世中晚期叠合,而在燕山期早白垩世早期分离。整体上,区内岩体与断裂构造控矿特征明显,燕山期金钼成矿作用强烈发育。该区娃娃沟—峪耳沟、峪耳沟—曹家沟、太子坪—葫芦沟—荒地沟与文公岭北坡等地区为金钼多金属矿的有利找矿靶区,并应特别重视中酸性小岩体的含矿性评价。     

湘西合仁坪钠长石-石英脉型金矿床围岩蚀变及质量平衡

湘西柳林汊一带钠长石-石英脉型金矿十分发育。为了揭示该区金矿的成矿物质来源、成矿过程及成矿流体信息,对该区最典型的合仁坪钠长石-石英脉型金矿床围岩蚀变特征进行研究,并利用标准化Isocon图解法,对围岩蚀变过程中物质带入、带出进行质量平衡计算。结果表明:合仁坪金矿床的围岩蚀变主要包括绢云母化(褪色化)、黄铁矿化和绿泥石化,其中褪色化分布最为广泛,是该区金矿床最重要的蚀变类型;在合仁坪金矿床形成过程中,围岩中的Al2O3为惰性组分,Na2O、Sr、V、Cr、W、Nb、Th及部分挥发分(S、CO2和H2O)等组分被带入围岩中,而SiO2、Fe2O3、K2O、CaO、MgO、Cu、As、Pb、Zn、Ni、Co、Sb、Li、Rb、Ba等组分从围岩中迁出;轻稀土元素的迁出程度远远大于重稀土元素,围岩蚀变过程中轻、重稀土元素发生强烈的分异;矿脉中钠长石的钠质并非来自赋矿围岩,而是由成矿流体从外界带入的;矿脉石英中硅质则部分来自赋矿围岩。