中国三维固体地球可视化网站的规划与设计

建立固体地球结构可视化网站是当今全球地球科学研究的迫切要求．在国家自然科学基金委的资助下．中国三维固体地球结构网站紧跟国际潮流,应运而生．该网站利用三维可视化成像技术和计算技术,综合我国现有地球物理观测资料,为研究者提供了一个可方便获取数据和交互处理图像的平台．在技术上．该网站采用交互式开放结构,用户可以按自己的需要和研究目的,下载或上传数据．实时处理数据和显示图像结果．并对计算过程进行交互控制和引导,充分提高地学数据的利用效率．     

从20年国际地学计划中看地震观测台网与现代数字地震仪的发展

本文简要介绍现今国际地球科学观测的现状和最新动向．最近20多年来由于地震台网、台阵理论的发展以及数字宽频带地震观测技术在一系列国际地学计划的广泛使用,使人类对地球的了解在深度、广度和精度上都取得巨大进步．并用大量统计数据说明了现代地震观测中数字地震仪器的使用情况、国际上主流地震检波器及采集器的性能及其相关问题,以期对我国未来各类地震台网的设计以及台网在观测能力和数据质量上与国际接轨提供有用的线索。     

相山铀矿田成矿流体特征:来自微量、稀土元素地球化学证据

相山铀矿田的成矿流体性质和来源存在争议,为进一步探讨相山铀矿田成矿流体的性质和来源,本文对相山铀矿田西部的居隆庵铀矿床和北部的沙洲铀矿床中的新鲜围岩、蚀变围岩及矿石的微量、稀土元素含量及其变化进行了研究。结果显示:在含较多热液成因萤石的居隆庵铀矿床中,从新鲜围岩到蚀变围岩到矿石,Zr、Hf含量先降低再升高;而在含少量热液萤石的沙洲铀矿床中,新鲜围岩、蚀变围岩和矿石的Zr、Hf含量基本一致。鉴于富F流体易汲取岩石中的Zr、Hf,因此,这两个矿床中不同类型样品Zr、Hf含量的不同变化趋势,可能与居隆庵铀矿床的成矿流体富F、而沙洲铀矿床的成矿流体相对贫F有关。这两个铀矿床中矿石的稀土配分曲线与其各自的新鲜及蚀变围岩的稀土配分曲线形态相似但又存在差异,说明每个矿床的新鲜围岩、蚀变围岩和矿石之间的稀土元素既具有继承性、又受到不同性质的流体的影响。居隆庵铀矿床中矿石显示Eu负异常,可能主要是继承了围岩的Eu负异常;沙洲铀矿床中矿石Eu显示弱负异常至弱正异常的特征,可能与围岩中斜长石因热液蚀变作用而释放出的Eu的进入流体有关。基于新鲜围岩、蚀变围岩及矿石的U和REE研究,推断居隆庵铀矿床成矿流体中U和REE均以F的络合物形式迁移;但沙洲铀矿床中铀矿石品位较低,可能是与流体中相对贫F有关。     

稀土氧化物及黏土负载La2O3除磷性能的实验研究

地表水体富营养化现象与磷的积累有密切关系,去除水体中溶解态磷是降低富营养化风险的技术关键。近十余年来,稀土元素被用于污水除磷剂的开发,并获得了良好的应用成效。本文实验比较了8种结晶态稀土氧化物(Y_2O_3、La_2O_3、CeO_2、Pr6O11、Nd_2O_3、Sm_2O_3、Eu_2O_3和Dy_2O_3)的除磷性能,结果表明La_2O_3的除磷性能最好,Pr6O11、Y_2O_3、Eu_2O_3、Nd_2O_3次之,Sm_2O_3和Dy_2O_3效果微弱,CeO_2完全没有除磷能力;研究表明稀土氧化物表面磷吸附的动力学行为更符合准一级反应模型,吸附等温线符合Langmuir模型。实验表征了除磷后的稀土氧化物和除磷过程中溶液p H值的变化,认为稀土氧化物除磷是一个表面吸附占主导,氧化物溶解出来的离子辅助沉淀的吸附过程。为了避免稀土氧化物颗粒在水体中发生团聚并降低表面吸附能力,将稀土氧化物La_2O_3微纳米颗粒负载在不同黏土矿物上,发现负载于黏土矿物表面的稀土氧化物除磷能力有较好提升,磷吸附量均提高25%左右。负载等量La_2O_3的3种黏土矿物的除磷性能差异不显著,黏土矿物提高稀土氧化物颗粒分散度可能是后者除磷能力提升的主要原因。     

Rare Earth Elements and Yttrium (REY) Geochemistry of Reefal Limestones in the Ordovician,Tarim Basin,NW China and their Paleoenvironment Implications

This study examines the rare earth elements and yttrium (REY) concentrations of twenty-five samples from the reef outcrop exposed along the Lianglitage Mountain in the Ordovician, Tarim Basin in China. The concentration analysis provides constraints on the paleoenvironment during reef deposition. Based on the detailed sedimentology and petrographic work, we divide the reef facies into four sub-facies: the base facies, reef-core facies, reef-flank facies, and sealing facies. The geochemical data (such as major and trace elements, carbon and oxygen isotopes, and REYs) are further used to study the coeval seawater characteristics as well as potential diagenesis overprints. The result indicated that the diagenesis has little effect on the REY patterns of the reefal limestones. The REY concentrations of the reefal limestones are overall low (ranging from 3.69 to 19.60 ppm, arithmetic mean=10.22 ppm, SD=5.4). The PAAS-normalized REY patterns are consistently flat compared to the typical well-oxidized, shallow marine water patterns. However, the light REE (LREE) depletions, positive La anomalies, negative Ce anomalies and positive Y anomalies, suggest that these reefal limestones are likely an indicative of contemporaneous seawater REY signals. The seawater-like Y/Ho ratios (average at 37.51) further support that REY signals in these limestones are likely a reflection of seawater with little diagenetic modifications. The low Y/Ho ratios presented only in the reef-flank facies and sealing facies are likely a suggestion of detrital contamination. Hence, this study confirms that REY patterns of the limestones at the base facies and reef-core facies can record ancient seawater information, and reefs can be used as a potential geochemical proxy for paleoenvironment studies throughout the Earth’s history.     

碱熔沉淀分离-电感耦合等离子体质谱法测定伴生重晶石稀土矿中的稀土元素

采用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定伴生重晶石轻稀土矿中的稀土元素时,Ba以及轻稀土元素La、Ce、Pr、Nd、Sm等对中重稀土造成严重的质谱重叠干扰,因此在保证矿石完全消解的同时,若能选择合适的前处理方法实现目标元素与基体的有效分离,将有利于减少质谱干扰。本文采用过氧化钠-碳酸钠熔融分解伴生重晶石的稀土矿样品,熔融物用三乙醇胺溶液提取,将沉淀过滤去除硅、铁、锰、铝等大量基体元素,而稀土元素与钡、锶、钙等留存于沉淀中,沉淀经盐酸溶解后再用氨水进行二次沉淀,将稀土元素与伴生的高含量钡、锶、钙等元素分离,分离率超过96%,从而极大地降低了由钡的氧化物和氢氧化物对~(153)Eu等元素质量数的质谱干扰。轻稀土元素对中重稀土元素的干扰则通过测定高浓度的单元素标准溶液在m/z 138～175处的表观浓度来计算干扰校正系数,对干扰量进行扣除校正。该方法通过稀土矿石标准物质GBW07187、GBW07188验证,测定值与认定值的相对误差10%;应用于伴生重晶石稀土矿石实际样品分析,相对标准偏差(RSD,n=12)为0.5%～4.6%,证明了本方法可用于分析高钡矿石中的稀土元素。     

新疆东天山小白石头钨(钼)矿床流体包裹体及稀土元素地球化学对成矿作用的指示

东天山小白石头中型钨(钼)矿床分布于三叠纪黑云母花岗岩与中元古界灰岩接触带的矽卡岩中。成矿过程经历了早期矽卡岩阶段、退化蚀变阶段、石英硫化物阶段和碳酸盐阶段,其中退化蚀变阶段是白钨矿的主要形成阶段,石英硫化物阶段是辉钼矿和白钨矿的形成阶段。白钨矿成矿温度为254～376℃,盐度w(NaCl_(eq))为3.06%～6.74%;石英硫化物阶段成矿温度为138～371℃,盐度w(NaCl_(eq))为1.40%～11.70%。结合前人研究成果表明,4个成矿阶段成矿温度从高温演化到低温,尽管各阶段流体盐度均为低盐度,但最晚阶段盐度最低。从早期矽卡岩阶段到石英硫化物阶段再到碳酸盐阶段,成矿流体的成分存在明显差异,呈现出规律性变化。稀土元素特征表明不同矿物组合的矽卡岩具有演化关系,含白钨矿矽卡岩为正铕异常,形成于较强氧化环境,温度相对较高;不含白钨矿的矽卡岩为负铕异常,形成于低氧化环境,温度较低。流体沸腾作用是石英硫化物阶段矿质沉淀的主要机制。     

黔东南煌斑岩类风化壳中稀土元素富集特征及找矿意义

以往研究认为煌斑岩类及其风化壳因规模小且稀土元素难以高度富集,不易形成稀土元素矿床。然而,本文通过对黔东南麻江隆昌、龙山、大塘、石板寨及和尚坟地区20件风化煌斑岩类中稀土元素进行测试分析发现,风化煌斑岩类中稀土元素含量普遍偏高,ΣREE+Y介于558. 78×10-6~2409.94×10-6(平均1461.21×10-6),其中LREE平均1346.44×10-6,HREE平均53.52×10-6,稀土元素具有高度富集甚至成矿的潜力。其中石板寨、和尚坟煌斑岩风化程度较强,稀土元素富集程度较高,隆昌、龙山等地煌斑岩风化程度相对较弱,稀土元素富集程度相对较低。煌斑岩类风化壳中高度富集轻稀土元素,且以La、Ce、Nd、Pr相对富集为特征。电子探针分析表明,风化煌斑岩类中稀土元素多以稀土独立矿物形式存在,其中以独居石为主。     

Correlation between tides and seismicity in Northwestern South America: The case of Colombia

We present the first systematic exploration of earth tides-seismicity correlation in northwestern South America, with a special emphasis in Colombia. For this purpose, we use a dataset of ∼167,000 earthquakes, gathered by the Colombian Seismological Network between 1993 and 2017. Most of the events are intermediate-depth earthquakes from the Bucaramanga seismic nest and the Cauca seismic cluster. For this purpose, we implemented a novel approach for the calculation of tidal phases that considers the relative positions of the Earth-Moon-Sun system at the time of the events. After applying the standard Schuster test to the whole dataset and to several earthquake samples (classified by time, location, magnitude and depth), we found strong correlation anomalies with the diurnal and monthly components of the tide (global log(p) values around −7.0 for the diurnal constituent and −12.1 for the monthly constituent), especially for the intermediate depth events. These anomalies suggest that around 16% of the deep earthquakes in Colombia may be triggered by tides, especially when the monthly phase is between 350°-10°. We attribute our positive results, which favor the tidal-triggering hypothesis, in contrast to previous negative ones to: 1) the size of our dataset, and 2) the method we used to calculate tidal phases. Anyone willing to reproduce our results or to apply our methodology to custom datasets can use the public information system tQuakes that we developed for this work.     

覆盖层上土石坝非线性动力响应分析的地震波动输入方法

较多已建和待建的土石坝直接修筑于覆盖层上,合理描述土石坝与覆盖层之间的动力相互作用对大坝抗震安全评价至关重要。基于等效荷载和人工边界的地震波动输入方法能较好地反映出结构-地基之间的相互作用并得到了广泛应用。等效荷载和人工边界参数在均质线弹性地基条件下易于获得,而对于覆盖层地基,土体动力非线性特性给求解带来很大困难。鉴于此,首先根据覆盖层侧向边界的位移模式,发展了能高效、精确地获取多向地震动垂直入射时均质或成层覆盖层自由场非线性动力响应的简化模型;结合能动态实时获取地基材料参数的非线性人工边界,发展了一套覆盖层上土石坝非线性动力响应分析的地震波动输入方法。算例表明,发展的地震波动输入方法可大大减小计算网格量,并能较好地反映覆盖层对地震动频谱特性的影响且具有较高的精度。