Global Correlations of Ocean Ridge Basalt Chemistry with Axial Depth: a New Perspective

The petrological parameters Na₈ and Fe₈, which are Na₂O andFeO contents in mid-ocean ridge basalt (MORB) melts correctedfor fractionation effects to MgO = 8 wt%, have been widely usedas indicators of the extent and pressure of mantle melting beneathocean ridges. We find that these parameters are unreliable.Fe₈ is used to compute the mantle solidus depth (P_o) and temperature(T_o), and it is the values and range of Fe₈ that have led tothe notion that mantle potential temperature variation of T_P= 250 K is required to explain the global ocean ridge systematics.This interpreted T_P = 250 K range applies to ocean ridges awayfrom ‘hotspots’. We find no convincing evidencethat calculated values for P_o, T_o, and T_P using Fe₈ have anysignificance. We correct for fractionation effect to Mg^# = 0·72,which reveals mostly signals of mantle processes because meltswith Mg^# = 0·72 are in equilibrium with mantle olivineof Fo_89·6 (vs evolved olivine of Fo_{88·1–79·6}in equilibrium with melts of Fe₈). To reveal first-order MORBchemical systematics as a function of ridge axial depth, weaverage out possible effects of spreading rate variation, local-scalemantle source heterogeneity, melting region geometry variation,and dynamic topography on regional and segment scales by usingactual sample depths, regardless of geographical location, withineach of 22 ridge depth intervals of 250 m on a global scale.These depth-interval averages give Fe₇₂ = 7·5–8·5,which would give T_P = 41 K (vs 250 K based on Fe₈) beneathglobal ocean ridges. The lack of Fe₇₂–Si₇₂ and Si₇₂–ridgedepth correlations provides no evidence that MORB melts preservepressure signatures as a function of ridge axial depth. We thusfind no convincing evidence for T_P > 50 K beneath globalocean ridges. The averages have also revealed significantcorrelations of MORB chemistry (e.g. Ti₇₂, Al₇₂, Fe₇₂,Mg₇₂, Ca₇₂, Na₇₂ and Ca₇₂/Al₇₂) with ridge axial depth. Thechemistry–depth correlation points to an intrinsic linkbetween the two. That is, the 5 km global ridge axial reliefand MORB chemistry both result from a common cause: subsolidusmantle compositional variation (vs T_P), which determines themineralogy, lithology and density variations that (1) isostaticallycompensate the 5 km ocean ridge relief and (2) determine thefirst-order MORB compositional variation on a global scale.A progressively more enriched (or less depleted) fertileperidotite source (i.e. high Al₂O₃ and Na₂O, and low CaO/Al₂O₃)beneath deep ridges ensures a greater amount of modal garnet(high Al₂O₃) and higher jadeite/diopside ratios in clinopyroxene(high Na₂O and Al₂O₃, and lower CaO), making a denser mantle,and thus deeper ridges. The dense fertile mantle beneath deepridges retards the rate and restricts the amplitude of the upwelling,reduces the rate and extent of decompression melting, givesway to conductive cooling to a deep level, forces melting tostop at such a deep level, leads to a short melting column,and thus produces less melt and probably a thin magmatic crustrelative to the less dense (more refractory) fertile mantlebeneath shallow ridges. Compositions of primitive MORB meltsresult from the combination of two different, but geneticallyrelated processes: (1) mantle source inheritance and (2) meltingprocess enhancement. The subsolidus mantle compositional variationneeded to explain MORB chemistry and ridge axial depth variationrequires a deep isostatic compensation depth, probably in thetransition zone. Therefore, although ocean ridges are of shalloworigin, their working is largely controlled by deep processesas well as the effect of plate spreading rate variation at shallowlevels. KEY WORDS: mid-ocean ridges; mantle melting; magma differentiation; petrogenesis; MORB chemistry variation; ridge depth variation; global correlations; mantle compositional variation; mantle source density variation; mantle potential temperature variation; isostatic compensation     

桃山铀矿田桃山断裂及其保矿作用

桃山铀矿田位于江西省中部,断裂构造发育,既有成矿构造,也有保矿构造,其中斜贯桃山矿田的桃山断裂即是一保矿构造,它形成于车免近时期,走向北东,倾向南东,右行正断,并具铰链断层性质,上盘地块掀斜下落,致使上盘成矿壳层向NW和NE倾斜,由于倾末端的侵蚀深度较小,保矿条件较好,加强这些地带的铀矿勘查和评价具有重要意义。     

干旱生态环境及水资源对全球气候变暖响应的研究进展

西北地区现代气候变化基本特征是冬暖夏干,采用脆弱度和影响指数方法定量评价了生态环境对全球气候变暖响应,重点阐述了西北现代气候变化对干旱生态环境和水资源这两个领域的影响.结果表明: 由于现代气候变干变暖的自然和人为因素的共同作用,导致我国西北地区的黄土高原、黑河流域、石羊河流域、甘南高原和黄河首曲的地域生态环境有不断退化的趋势.气候变干使渭河上游、黄河上游(洮河和大夏河)以及黄土高原中部7条主要河流的径流量呈明显下降趋势,引起水资源短缺.     

三肇凹陷青山口组源岩生成油向下“倒灌”运移层位及其研究意义

为了研究三肇凹陷青山口组源岩生成的油向下“倒灌”运移层位,对油向下“倒灌”运移机制及条件进行了研究,得到三肇凹陷扶杨油层同时具备①青山口组源岩目前应具有足够大的超压;②存在连通青山口组源岩和扶杨油层的T2断裂2个条件,青山口组源岩生成的油能够在超压的作用下在嫩江组沉积末期、明水组沉积末期和古近系沉积末期通过T2断裂向下伏扶杨油层中“倒灌”运移。利用压力封闭原理,对三肇凹陷青山口组源岩生成的油向下“倒灌”运移距离进行了研究,得到三肇凹陷青山口组源岩生成的油向下“倒灌”运移距离一般大于500 m,而三肇凹陷扶杨油层地层厚度最大只有500 m,表明三肇凹陷青山口组源岩生成的油可以向下“倒灌”运移至整个扶杨油层的任何部位。目前三肇凹陷扶杨油层从上至下均含油,且已找到的油藏均分布于青山口组源岩生成的油能够向下“倒灌”运移分布范围内或附近,这表明青山口组源岩生成的油向下“倒灌”运移层位控制着油气富集层位,青山口组源岩生成的油向下“倒灌”运移分布范围控制着三肇凹陷扶杨油层油藏形成与分布范围。青山口组源岩生成的油向下“倒灌”运移分布范围及其附近应是三肇凹陷扶杨油层油下一步勘探的有利地区。     

柴达木盆地北缘侏罗系两类不同有机质丰度泥岩的 生物标志物特征对比研究

在柴达木盆地北缘地区,分别选取有机碳含量很低和较高的侏罗系泥岩样品,对比分析了它们在生物标志物组成上的差异。结果发现,高有机质丰度泥岩的生标组成与我国西北地区侏罗纪煤系有机质的特征差异不大,相比而言,低有机质丰度泥岩的正烷烃以前主峰为特征,Pr/Ph比值在1.0左右,三环萜烷和伽马蜡烷丰度较高,并在部分样品中检出了25 降藿烷系列。结合泥岩的有机岩石学特征,认为这些差异可能反映了泥岩沉积环境和生烃母质的不同:高有机质丰度泥岩的有机显微组分以相对弱还原条件下的形态有机质为主,包括藻类体、孢子体和角质体等,而低有机质丰度泥岩的有机显微组分以相对强还原条件下的矿物沥青基质为主,其母质可能来源于低等显微菌藻类。进一步通过对比不同有机质丰度泥岩,以及区内原油生标组成之间的相互关系,讨论了研究区的油源问题。     

河南省洛宁县寨凹钼矿床流体包裹体研究及矿床成因

寨凹钼矿床位于华北克拉通南缘的熊耳地体．矿床定位受马超营断裂带的次级断裂控制,矿体呈脉状贼存于太华超群石板沟组黑云角闪斜长片麻岩中。成矿过程包括3个阶段：石英-辉钼矿阶段（I）、石英-多金属硫化物阶段（Ⅱ）、石英-碳酸盐阶段（Ⅲ）,其中,I阶段为主成矿阶段。寨凹钼矿床可见2类流体包裹体,即水溶液型和含子晶包裹体;激光拉曼指示包裹体成分主要为H2O。从早到晚,流体包裹体均一温度从I阶段100～260℃,经Ⅱ阶段110～160℃．变化为Ⅲ阶段120—180℃．矿床总体属于低温热液矿床：流体包裹体盐度从I阶段的2～25wt％NaCl．eqv演化至Ⅱ阶段的6—30wt％NaCl．eqv．然后降为Ⅲ阶段的7～25wt％NaCl．eqv。I阶段均一温度范围宽广、流体包裹体盐度由双峰式演化为单峰式以及包裹体温度-盐度双变图的负相关性指示了流体混合是主要的成矿机制。寨凹钼矿流体包裹体以高密度、高盐度的低温低压流体为特征,是含CaCl,流体参与成矿的结果,热的岩浆流体与冷的含CaCl,的卤水的混合．导致了辉钼矿的沉淀。寨凹钼矿床地质和流体包裹体特征与侵入岩相关的成矿系统一致．指示其成因类型为与侵入岩有关的钼矿床．     

无外加流体、350℃和差异应力条件下硫化物再活化实验研究

红透山块状硫化物矿石主要成分为黄铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿和石英、角闪石、黑云母等脉石矿物。将此矿石烘干后作为试料置于岩石三轴应力试验机,在13h内将轴压、围压和温度分步升至1276MPa、414MPa和350℃,然后在空气中自然冷却至室温。实验产物中黄铁矿、石英、长石等以脆性碎裂为主,而磁黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿和云母等以塑性变形为主。再活化的黄铜矿、磁黄铁矿和少量闪锌矿呈脉和网脉穿插黄铁矿碎斑。实验结果表明,即使没有外来流体加入．构造动力作用所导致的流体包裹体破坏所释出的流体,就足以使成矿物质发生活化转移和再活化。     

PSO-RBFNN模型及其在岩土工程非线性时间序列预测中的应用

岩土工程受力变形演化是一个典型的非线性问题,其演化的高度非线性和复杂性,很难用简单的力学、数学模型描述,但可用粒子群优化径向基神经网络对岩土工程应力、位移非线性时间序列进行动态实时预测。网络径向基层的单元数通过均值聚类法确定后,所有其它参数：中心位置、形状参数、网络权值,均通过粒子群优化算法在全局空间优化确定。工程实例应用表明,该模型预测结果准确、精度高,有良好的应用前景。     

西天山特克斯达坂库勒萨依序列埃达克岩的确立及钼找矿意义

库勒萨依序列斑岩体δ平均3.05,属于钙碱性系列岛弧浅成岩。 SiO₂含量为57.06％~70.74％,高Al₂O₃、Na₂O、Sr和相对富集LREE,低MgO、Y、Yb,强烈亏损HREE。Na₂O/K₂O＞1,Sr/Y平均57.67,正Eu异常,因而具有典型O型埃达克岩特征。库勒萨依序列斑岩体与Mo异常套合好,已发现钼矿体,找矿前景良好。该埃达克岩的确立,对深化西天山区域成矿规律和指导今后找矿具有借鉴和指导意义。     

新疆东天山葫芦岩体岩石学与地球化学研究

葫芦岩体位于康古尔—黄山韧性剪切带东段,地表出露面积0.75km²。主要岩石类型有辉长闪长岩、辉长岩、辉石岩、辉橄岩、橄揽岩。岩相之间多呈渐变过渡关系,局部也有侵入接触。主量元素化学组成基本上属拉斑玄武岩系列。岩石相对富集LREE、适度亏损高场强元素(Nb、Ta、Ti)。岩浆演化过程中发生了较弱的同化混染作用。橄榄石、斜方辉石、单斜辉石和斜长石的分离结晶作用是岩浆演化的主要机制。四件样品ε_Nd(t)值(＋6.4~+7.1),一件样品的ε_Sr(t)=+3.4,其余三件的ε_Sr(t)值(-10.1~-9.3),²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb(18.091~18.513)、²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb(15.459~15.528)、²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb(37.526~38.126)。元素地球化学和Nd、Sr、Pb同位素体系表明,源区软流圈来源的岩浆中混入了富集岩石圈地幔来源的岩浆。稀土元素地球化学证明,熔融作用发生于尖晶石稳定域内。由此可见,岩体是尖晶石稳定域内占主体的软流圈地幔与富集岩石圈地幔相互作用的结果。