华北克拉通南缘小秦岭地区花岗质浅色脉体锆石U-Pb年龄、稀土元素特征及其地质意义

小秦岭地区发育有大量古元古代晚期的花岗质浅色脉体, 这为理解同时期华北克拉通南缘的深熔作用和构造演化提供了重要的窗口。本文对小秦岭地区三条花岗质浅色脉体中的锆石开展了CL图像、LA-ICP-MS U-Pb年代学及稀土元素的研究。浅色脉体中的锆石具有深熔成因锆石的斑杂状、平面状或弱振荡环带的内部结构及较为自形的外部形态特征, 测得的锆石207Pb/206Pb年龄分别为(1867±13) Ma (MSWD=0.22, n=21)、(1849±17) Ma (MSWD=0.79)和(1828±15) Ma (MSWD=0.33, n=20), 代表了该区深熔作用发生的时间。与上述三组年龄相对应, 其锆石稀土元素配分曲线由具较弱负Eu异常(Eu/Eu*=0.12~0.81)的重稀土相对富集型, 转变为中等负Eu异常(Eu/Eu*=0.29~0.61)的近平坦重稀土型、再到显著负Eu异常(Eu/Eu*=0.15~0.54)的重稀土富集型, 结合锆石Ti温度计获取其结晶温度为574~708 °C, 表明地壳深熔作用的发生可能与高角闪岩相-麻粒岩相的退变质作用有关。结合前人的变质年代学数据可知, 小秦岭地区1.87~1.82 Ga的深熔作用应与~1.95 Ga时东、西部陆块碰撞造山所致增厚地壳的长期抬升和冷却过程有关。     

青海昆仑河北地区岩浆活动、金矿成矿特征及找矿前景分析

青海昆仑河北地区靠近昆中断裂带,经历早古生代、晚古生代—中生代多期岩浆活动,近年来自西至东陆续发现黑海北、拉陵灶火、苏海图、加祖它士西、向阳沟、加祖它士东、大灶火、黑刺沟等多个金矿床（点）,形成一条东西长度近150 km长的成矿带。文章在总结带内金矿成矿基本特征基础上,选取黑海北金矿和加祖它士东金矿的赋矿围岩开展锆石U-Pb定年,结果显示黑海北硅化二长花岗岩锆石206Pb/238U加权平均年龄为443±8 Ma,形成于原特提斯洋向柴达木地块俯冲碰撞后伸展环境;加祖它士东的花岗闪长岩脉含有较多的继承锆石,锆石206Pb/238U加权平均年龄为250±1 Ma,继承锆石206Pb/238U加权平均年龄为420±2 Ma,加祖它士东花岗闪长岩侵位于古特提斯洋向北俯冲背景下的大陆弧构造环境。综合分析认为昆仑河北地区金矿成矿作用与早中生代三叠纪岩浆活动关系更为密切,其矿床类型存在造山型金矿与岩浆热液型金矿两种不同认识。昆仑河北地区土壤化探异常、低阻高极化激电异常、主要断裂（穿矿区）的次级断裂形成的蚀变破碎带等可以作为区内主要的找矿标志,推测该成矿带具有较大的找矿前景。      

锆石Ce 氧逸度计和早期地球的氧化还原状态

氧逸度可以用于定量描述一个体系的氧化还原状态,是地球科学非常重要的一个热力学指标。早期地球的氧逸度及其变化趋势的重建,对大气圈、水圈、生物圈乃至整个地球的起源和演化具有重要的科学意义,也是地球科学长期探索的重要目标。锆石提供了地球上已发现的最古老天然样品,几乎是目前研究早期(冥古宙)地球的唯一可靠对象。近年来的研究发现,锆石中Ce的含量对其母岩浆体系的氧逸度很敏感,并由此发展出了锆石的Ce氧逸度计。这一技术对认识早期地球的氧化还原状态十分关键。文章对锆石Ce氧逸度计进行了简单介绍,进而对早期地壳和地幔的氧化还原状态进行了综合评述。在此基础上,对早期地球几个重要圈层(大气圈、大陆地壳和上地幔)氧逸度的演化及相互间的耦合关系进行了讨论。     

黄河上游物质在新近纪未流入晋陕峡谷*

河流的出现是其流域内构造活动和气候变化综合作用的结果。晋陕峡谷位于黄河上游和中游的衔接部位,对于研究上游黄河何时进入晋陕峡谷具有无可替代的地理位置优势。目前对于黄河何时进入晋陕峡谷一直存有较大争议,存在中新世、上新世和更新世几种主要观点。基于此,作者对晋陕峡谷北段新近纪地层开展碎屑锆石U-Pb年龄分析和沉积相观察。首次报道了磨扇沟、大烟墩、高家窨子3个剖面270颗碎屑锆石 U-Pb 年龄结果。通过和区域内潜在源区进行对比,以及古流向都是自东向西的现象,判定磨扇沟和大烟墩2个剖面的物质来自近源的吕梁山北段; 高家窨子剖面底部的砂岩流向为自南向北,其物源区来自鄂尔多斯地块北部中生代地层。结合这些地层已经报道的古地磁年龄,认为晋陕峡谷北段在6.2~3.7 Ma期间以近源堆积为主,是对青藏高原隆升远程效应和东亚夏季风增强的沉积响应,而和黄河上游物质不存在物源联系。     

基于机器学习的锆石成因分类研究

锆石是在自然界中多种温压条件下能够稳定保存,并记录原岩年龄信息的副矿物。锆石微量元素能完整记录地质演化过程信息。通过微量元素分析锆石成因的研究已久,通常利用Th-U图解和La_N-(Sm/La)_N图解等二元图解对锆石进行分类研究。然而,随着锆石研究的深入,以及二元图解无法呈现数据高维度信息的局限性,传统图解已经不能满足对锆石类型进行准确判别,且对已知类型的锆石出现判定偏差。因此,本文将地质大数据与机器学习相结合,训练出高维度锆石成因分类器。文中收集了3 498条不同成因类型的锆石微量元素数据,并通过测试和运用随机森林、支持向量机、人工神经网络和k近邻等4种机器学习算法,最终得出准确率为86.8%的线性支持向量机锆石成因分类器,用于锆石类型的判定与预测。这项工作为锆石分类研究提供了更高维度的判别手段,极大提高了微量元素分析成因结果的精度。将锆石微量元素数据与机器学习方法相结合,是大数据分析与机器学习技术在地球化学研究中的积极探索。     

大兴安岭中段林西组砂岩LA-ICP-MS碎屑锆石U-Pb年代学及其地质意义

大兴安岭中段扎赉特旗西北部分布大面积的晚二叠世林西组沉积地层,该沉积地层主要为长石砂岩、粉砂岩、长石岩屑砂岩夹不同规模的含砾砂岩及灰岩,中部含有较为丰富的双壳类、植物化石。本次研究针对林西组下部的长石岩屑砂岩进行LA-ICP-MS碎屑锆石U-Pb测年工作,共获得98个有效年龄,年龄分布范围为（2 552.3±22.5）~（227.6±5.4）Ma,大部分年龄位于谐和曲线上,部分结果偏离曲线,根据测试数据按年龄值和频率分布特征大致分为以下几组：上泥盆世—晚二叠世（380.0~246.1 Ma）、志留纪—寒武纪晚期（489.0~413.8 Ma）、中元古代—新元古代（1 239.5～808.1 Ma）、古元古代（2 554.0～1 784.3 Ma）。上述年龄与区域上的岩浆事件基本吻合。综合研究表明研究区内林西组沉积下限为（253.4±1.5） Ma,林西组的物源主体应来自于西拉木伦河—延吉一线,其余锆石来源主要为兴蒙造山带内部、华北板块北缘和东北各地块,1.8和2.5 Ga的碎屑锆石更有可能来自华北板块北缘,华北板块和西伯利亚板块在（253.4±1.5） Ma之前已经完成碰撞、拼合,古亚洲洋已经闭合,兴蒙海槽形成。林西组海相核形石的发现表明晚二叠世大兴安岭中段地区应以海相环境为主,直到三叠纪早期才逐渐转变为陆相沉积环境。     

湖南锡田矿田花岗岩时空分布与钨锡成矿关系:来自锆石U-Pb年代学与岩石地球化学的约束

锡田钨锡多金属矿田位于南岭成矿带中段,发育多期次岩浆活动与钨锡成矿. 为了厘清花岗岩与钨锡成矿的时空关系,采用野外调查、显微鉴定、锆石U-Pb同位素定年与岩石地球化学的方法对矿田内多期次花岗岩岩体（脉）的空间分布、岩石类型、成岩时代、地球化学组成等进行了研究. 结果表明,锡田矿田发生了三期岩浆事件,分别为加里东期（435~441 Ma）、印支期（220~230 Ma）、燕山期（141~160 Ma）;三期花岗岩普遍富集大离子亲石元素Rb、K、U、Th等,亏损Ti、P、Sr、Ba等微量元素,具明显的负Eu异常,其中加里东期花岗岩与印支期花岗岩为S型花岗岩,而燕山期花岗岩为A型花岗岩;不同时期花岗岩中的成矿元素从加里东期→印支期→燕山期逐渐升高,特别是W、Sn元素在燕山期白云母与二云母花岗岩中最为富集,这与华南地区燕山期钨锡大爆发的时间是一致的;印支期岩体接触带发育少量矽卡岩型Fe-Cu-W多金属矿床,燕山期岩体接触带也发育矽卡岩型W-Sn多金属矿床,并在附近陡倾的张裂隙中发育多个中大型石英脉型W-Sn矿床,而加里东期岩体附近尚未发现钨锡矿化. 因此,锡田矿田的多期次花岗岩与钨锡多金属成矿是时空耦合的,且成矿以燕山期矽卡岩型与石英脉型钨锡矿为主.      

广西柳东地区火山岩锆石U-Pb-Hf同位素特征及其对岩浆源区的限定

【研究目的】柳东地区位于右江盆地东缘,近年来该地区早三叠世石炮组中首次发现一套火山岩夹层,为研究盆地东缘的构造演化特征提供了重要依据。【研究方法】本文以新发现的柳东地区火山岩为研究对象,通过LAICP-MS锆石U-Pb年龄及Hf同位素分析,研究右江盆地东缘火山岩的形成时代及岩浆源区特征。【研究结果】结果表明,火山岩的岩性为凝灰岩-凝灰质熔岩-凝灰质火山角砾岩组合,指示了典型的火山岩特征。其2件凝灰岩样品中锆石LA-ICP-MS U-Pb加权平均年龄分别为（244.0±1.9） Ma和（247.1±0.9） Ma,锆石微量元素（U、Th、Hf、Nb）表现出大陆岩浆弧属性特征。锆石Hf同位素结果显示ε_Hf （t）为-13.2~-1.2,二阶段模式年龄（T_DM^C）为1.35~2.06 Ga,其岩浆源区主要为地壳物质,平均地壳存留年龄为1.7~2.06 Ga。【结论】该火山岩夹层与其所出露的地层时代基本相符,属于早三叠世末期—中三叠世早期火山喷发产物,火山岩形成于火山弧-同碰撞的构造环境,代表了弧后盆地的沉积环境,与印支期古特提斯洋的闭合相关。该成果为古特提斯构造域的演化研究提供了新的基础资料,具有重要意义。创新点：柳东地区火山岩属于早三叠世末期—中三叠世早期火山喷发产物,形成于印支期古特提斯洋的闭合条件下的火山弧-同碰撞构造环境。     

柴北缘托莫尔日特地区变基性火山岩年代学、地球化学特征及地质意义

托莫尔日特-赛坝沟蛇绿混杂岩带位于柴北缘结合带东段,对该蛇绿混杂岩带中的变火山岩进行了系统的年代学及岩石地球化学研究。结果表明,变基性火山岩SiO₂含量为47.78%～50.01%,MgO含量为4.52%～9.36%,~TFeO含量为8.00%～14.94%,K₂O含量为0.04%～0.80%,Na₂O含量为1.02%～4.20%,具典型的拉斑玄武质岩浆特征。微量元素上表现出轻稀土元素弱亏损,富集大离子亲石元素,亏损Nb、Ta等高场强元素特征,表明该基性岩很可能形成于弧后盆地环境。LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果显示,变基性火山岩年龄为480.1±1.8 Ma。综合区域地质资料,认为原特提斯洋在早奥陶世已经开始了俯冲消减作用。     

液氮溶浸对不同煤阶含水煤样渗流特性的影响

中国包含多种煤阶煤层,由于煤质、地质条件等差异,不同煤层中的水分赋存情况也具有较大差异性。煤阶、饱水度作为影响液氮低温致裂效果的两个重要因素,有必要对其进行深入研究。为此,分别选择褐煤、烟煤与无烟煤3种煤阶煤样,并制备得出饱水度分别为0%、33%与99%的煤样进行液氮溶浸处理,使用摄像机定点拍摄、观察煤样表面宏观裂隙处理前后的演化规律,并对煤样进行氮气渗流试验。试验结果表明：液氮溶浸后褐煤因产生的一条与多条贯穿裂隙发生整体结构上的断裂,烟煤表面有新裂隙产生,原生宏观裂隙有一定的扩展与延伸,无烟煤表面宏观裂隙无明显发育;煤样饱水度越高,液氮的致裂增透效果越显著;液氮溶浸对3种煤阶煤样的致裂增透效果关系为：褐煤>烟煤>无烟煤,在完全干燥状态下,由于热应力不足以破坏颗粒间链接,烟煤与无烟煤的增透效果近似相等;对于褐煤,液氮溶浸处理对完全干燥状态下的煤体即产生有效致裂,渗透率平均增幅高达559.35%,对于烟煤,在饱水度为33%和99%的状态下,液氮溶浸对煤体具有明显致裂效果,渗透率平均增幅分别为330.60%和448.77%,对于无烟煤,在饱水度为99%的状态下液氮溶浸处理才能对煤体产生有效致裂,渗透率平均增幅为185.53%。