长江流域沿江镉异常源追踪与定量评估的方法技术研究:以长江流域安徽段为例

长江全流域性的Cd异常是被中国正在进行的多目标地球化学调查发现的重大生态环境问题。以长江流域安徽段为研究对象,对沿江镉异常源追踪与定量评估的方法技术进行了系统研究。通过对安徽段长江干流及其主要支流悬浮物中元素含量的测量查明:悬浮物是流域内重金属元素大跨度迁移的主要载体;Cd在悬浮物中的富集程度远远大于其他重金属元素,这或许正是Cd可以形成沿江流域性异常的主要原因;长江干流悬浮物中重金属元素含量的变化明显受到沿江支流的影响。安徽段长江干流及其主要支流重金属元素输出通量定量计算结果表明:秋蒲河是安徽段重金属元素输出通量最大的支流,每年在安徽段长江两岸土壤中沉积下约4.45t的Cd。利用悬浮物加密测量、1∶5万土壤测量和岩石测量对顺安河流域Cd异常源追踪结果显示:内生金属矿床特别是铅锌矿是悬浮物中Cd的最大的供应源。采用河漫滩沉积物分层采样技术和同位素测年技术,初步恢复了研究区Cd等重金属元素沉积和污染的地球化学历史,对研究区Cd等重金属元素异常的未来演变趋势进行了预警预测。     

基于卡尔曼滤波的时间序列影像背景估计

文章将卡尔曼滤波理论应用于时间序列影像的背景估计,引入衰减记忆因子解决滤波的发散问题,最终实现了对背景信号的估计。     

新疆布鲁斯台辉长岩岩石学特征及对南天山洋俯冲时限的制约

布鲁斯台辉长岩位于中天山南缘缝合带中段古洛沟蛇绿岩以北30km,是该带上出露的为数不多的较大的基性侵入岩体。辉长岩主要由斜长石(35%~45%)、单斜辉石(20%~25%)和角闪石(30%~35%)组成,角闪石主要为交代辉石后的产物。岩石化学成分显示,辉长岩具有高Al2O3(15.43%~23.20%)和CaO(12.96%~14.48%),低碱K2O(0.13%~0.19%)、Na2O(1.47%~3.00%)、P2O5(0.03%~0.07%)和TiO2(0.34%~0.61%)的特征。辉长岩稀土元素球粒陨石标准化配分模式与E-MORB相似,但ΣREE低(12.91×10-6~23.14×10-6),微量元素具有Ba、U、K、Sr等LILE富集和Nb、Ta、Zr、Hf、Th等HFSE亏损的特点。锆石原位εHf(t)值为+9.7~+15.0。上述特征反映辉长岩形成的构造背景为活动大陆边缘,源区为受俯冲流体影响的亏损地幔橄榄岩,且在上升的过程中未遭受地壳的明显混染。La、Sm、Yb判别图解显示岩石可能是亏损的尖晶石二辉橄榄岩发生5%~10%的部分熔融的产物。锆石LA-ICP-MS测年表明,辉长岩形成年龄为316.8±2.1Ma(MSWD=3.4,n=36)。结合区域地质、年代学和地球化学的资料,我们提出至少在晚石炭世,南天山洋还存在洋内和洋陆俯冲事件,南天山洋闭合的时间可能在更晚的早二叠世,而不是志留纪或者早泥盆世。     

滇西北北衙超大型金多金属矿床铁质来源于玄武岩的新证据

北衙超大型金多金属矿床是三江特提斯成矿域中喜马拉雅期斑岩成矿系统的典型代表。通过对石英二长斑岩、玄武岩、蚀变玄武岩、斑岩型黄铁矿及夕卡岩型块状磁铁矿的Fe同位素、稀土元素与微量元素组成的研究,示踪了该矿床Fe质来源。Fe同位素组成分析结果表明,石英二长斑岩δ~(56)Fe值变化范围为0.542‰~0.641‰,比地质储库中的火成岩明显富集Fe的重同位素;矿区外围玄武岩δ~(56)Fe值变化范围(0.082‰~0.186‰)基本与地球化学储库的玄武岩δ~(56)Fe值变化一致,但是蚀变玄武岩δ~(56)Fe值变化范围为0.288‰~0.404‰,明显高于矿区外围未蚀变玄武岩;夕卡岩型磁铁矿δ~(56)Fe值介于0.257‰~0.347‰之间,较外围玄武岩也明显富集Fe的重同位素;斑岩型黄铁矿δ~(56)Fe为0.554‰~0.642‰,基本与石英二长斑岩一致。稀土元素分析表明,夕卡岩型磁铁矿稀土元素分布模式具有从轻稀土富集的右倾型到重稀土富集的左倾型过渡的趋势(LREE/HREE=0.88~2.37),其Eu元素也具有从负异常到正异常变化的特征(δEu=0.60~1.36);斑岩型黄铁矿稀土元素分布模式总体呈LREE富集的右倾型(LREE/HREE=3.38~8.78),且具Eu负异常(δEu=0.36~0.74)、Ce多呈弱负异常(δCe=0.84~1.10)。微量元素分析表明,矿区内各类岩石、矿物亲铁元素特征基本一致,总体上富Co、Cu和In,贫Cr和Ni。综合矿床地质特征、Fe同位素、稀土元素与微量元素地球化学研究,认为北衙金多金属矿床铁质主要来自于岩浆热液对玄武岩的淋滤萃取,部分来自于石英二长斑岩流体出溶。     

雅鲁藏布江缝合带西段东波蛇绿岩OIB型玄武岩的厘定及其形成环境

雅鲁藏布江缝合带(YZSZ)西段分为两支,南带蛇绿岩的成因对整个缝合带的性质和构造背景的探讨起到十分关键作用,但由于地区偏远、交通不便,研究程度一直十分薄弱.本文报道了南带的东波蛇绿岩中洋岛型玄武岩及有关沉积岩的发现和成因探讨.东波蛇绿岩主要由地幔橄榄岩(方辉橄榄岩、含单辉方辉橄榄岩和透镜状纯橄岩)和上覆火山-沉积岩组成,未见堆晶岩和枕状熔岩等典型洋壳端元.火山-沉积岩盖层为一套稳定的海相层序,主要由硅质灰岩、红色硅质岩等沉积岩和玄武岩和玄武火山碎屑岩组成.OIB型玄武岩的特征表现为低SiO2和MgO,高TiO2、P2O5和(K2O+Na2O),富集Nb、Ta,亏损Th、K、Pb、Sr.微量元素和Sr、Nd、Pb同位素数据显示,该玄武质源区来自石榴石尖晶石二辉橄榄岩2％ ～ 5％的部分熔融.成分研究显示,硅质岩形成于大陆边缘环境,为洋岛或海山和大陆边缘物质在生物作用下形成的.以上证据表明,东波火山-沉积岩层序具有典型海山特征,与世界上典型的地幔柱型蛇绿岩可对比,属于地幔柱热点活动的产物.因此,可以认为,地幔柱热点在与冈瓦纳大陆北缘岩石圈地幔相互作用过程中,不但促使YZSZ西段南带(达巴-休古嘎布)特提斯洋盆打开,还可能与YZSZ蛇绿岩中普遍包含金刚石等异常地幔矿物群有直接的动力学关系.     

鄂尔多斯盆地杭锦旗地区上古生界砂岩中储层粘土矿物特征分析

鄂尔多斯盆地杭锦旗地区上古生界砂岩储层中普遍发育粘土矿物,根据岩心薄片观察,自然γ能谱测井交会图识别出的粘土矿物类型有高岭石、伊利石、蒙脱石、绿泥石。薄片分析按粘土矿物形成方式划出沉积粘土和成岩粘土(蚀变、转变及化学成因粘土),以及按其产出状态尚划出构造(骨架)粘土和结构(填隙)粘土,并定量分析出构造粘土和结构粘土含量在多数层段分别为20%以上与10%~18%。依据自然γ能谱测井分析采用多元线性逐步回归分析法,查明各粘土矿物含量同T h,U,K质量分数之间的相关系数都大于0.85,建立了粘土矿物定量计算模型X=a-b×T h c×U d×T h/K还对储层中粘土矿物进行预测及粘土矿物的纵向分布特征分析。     

胶州湾李村河口沉积物中硫化物形成的控制因素

在胶州湾李村河口,对多个短柱状岩芯沉积物中的有机质（有机碳和有机氮）、酸可挥发性硫化物（AVS）、黄铁矿及活性铁等进行了分析。结果表明,样品的有机质含量较高,有机碳含量为0．16％～3．21％,有机氮含量为0．002％-0．2％;6个短柱状样的AVS含量变化较大：198．4—0．4umol／g,平均35．6umol／g;活性铁含量为47．5～169．3umol／g,平均91．4umol／g;黄铁矿含量为14．8～41．0umol／g,平均28．7umol／g。通过计算沉积物中活性铁的黄铁矿化度（DOP）与硫化度（DOS）指标,及分析各参数间相关性,发现以下现象：（1）胶州湾李村河口沉积物中的活性铁被转化为硫化物的程度较高,被转化为黄铁矿的程度较低,沉积物中的黄铁矿得到了较好保存。DOP不适宜用作河口区氧化还原状态的判断指标,DOS对氧化还原状态的响应更加灵敏;（2）距河口较近的区域,受李村河河水的影响较大,易分解有机质供应充足,AVS大量形成,其向黄铁矿的转化并不充分,活性铁成为硫化物形成的控制因素。距河口较远的站位,活性铁含量相对充足,有机质含量相对不足,因此有机质含量成为硫化物形成的控制因素,AVS向黄铁矿的转化比较充分;（3）有机质尤其是易分解有机质含量是李村河口硫化物形成、活性铁富集及其黄铁矿化度的主要控制因素。AVS的形成主要受到有机氮的限制,而黄铁矿的形成主要受到有机碳的限制。因此,河流输入物质对河口区沉积物中C、S和Fe的循环具有显著的影响。     

雅鲁藏布江蛇绿岩带西段达机翁地幔橄榄岩组成特征及其形成环境分析

雅鲁藏布江蛇绿岩带自萨嘎以西分成南北两个亚带。对两个亚带蛇绿岩的各自特征及成因联系的研究,是探讨雅鲁藏布江西段的新特提斯洋构造演化的关键。北亚带蛇绿岩呈构造岩块产于冈底斯山前喀喇昆仑断裂带的南侧。其中,位于北亚带西北段的达机翁蛇绿岩,主要由地幔橄榄岩,玄武岩夹硅质岩组成,各单元间断层接触。对达机翁蛇绿岩的地幔橄榄岩开展的组成特征研究表明:(1)地幔橄榄岩主体为方辉橄榄岩,含少量的纯橄岩。方辉橄榄岩内产有豆荚状铬铁矿(呈豆状,块状以及浸染状),铬铁矿有一层纯橄岩的外壳;(2)达机翁方辉橄榄岩单斜辉石含量低,组成矿物以及全岩的地球化学特征均指示了这些样品经历了相对高的部分熔融作用;(3)方辉橄榄岩具有U型的球粒陨石标准化的稀土元素分配模式,Nb相对亏损,Ta,Zr和Hf具有弱的正异常,同时Sr和U具有强烈的正异常,这些特征可能与残余地幔和俯冲带熔/流体之间相互作用导致的轻稀土元素和部分微量元素的选择性富集有关。定量计算表明,达机翁地幔岩中的方辉橄榄岩来源于一个尖晶石相地幔源区的部分熔融,部分熔融程度大于25%,高于深海地幔橄榄岩的部分熔融程度(10%~22%)。这些橄榄岩形成时的氧逸度条件位于FMQ和FMQ+1之间,高于深海地幔橄榄岩(FMQ-1),与俯冲带环境的氧逸度条件一致。因此,我们认为达机翁蛇绿岩中的地幔橄榄岩形成于大洋中脊的环境,随后发生了洋内俯冲作用,位于俯冲带上部的地幔橄榄岩经历了俯冲带流/熔体的交代作用。     

中国西秦岭碎屑锆石U-Pb年龄及其构造意义

西秦岭是北接华北克拉通、西接祁连与柴达木、南接松潘—甘孜地块的东秦岭造山带的西延。文中研究了该区从前寒武纪到三叠纪的碎屑沉积岩。这些碎屑沉积岩中分离出的锆石由LA-ICPMS(激光剥蚀等离子体质谱)进行了U-Pb定年。全岩Nd亏损地幔模式年龄类似于扬子克拉通年龄,主要分布于1.55~1.98Ga,峰值为1.81Ga,而与华北克拉通主要为古元古代与太古宙的模式年龄形成明显的对比。泥盆系中的碎屑锆石930~730Ma的U-Pb年龄指示其与扬子克拉通具亲缘性。930~730Ma是源区地壳的强烈增长阶段。二叠系—三叠系的碎屑沉积岩主体以含老于1600Ma的碎屑锆石为特征。碎屑锆石U-Pb年龄与Sm-Nd同位素组成指示此时华北克拉通南缘的基底岩石成为二叠系—三叠系碎屑沉积岩的重要物源。扬子克拉通在三叠纪时与华北克拉通拼接。西秦岭二叠系—三叠系碎屑沉积岩含有高达50%的华北克拉通南缘的基底岩石。     

西藏雅鲁藏布江缝合带西段发现高铬型和高铝型豆荚状铬铁矿体

豆英状铬铁矿按其矿物化学组分分为高铝型(Cr#值为20～ 60)和高铬型(Cr#值为60～80)两类(Thayer,1970),在全球已报道的豆英状铬铁矿中普遍为在一岩体内只存一种类型的矿体,而在同一岩体内发现两种类型的铬铁矿体较少见.位于雅鲁藏布江缝合带西段普兰岩体中首次发现同时存在高铬型和高铝型铬铁矿,岩体由地幔橄榄岩、辉长辉绿岩、火山岩等组成.地幔橄榄岩主要为方辉橄榄岩、纯橄岩和少量二辉橄榄岩.在方辉橄榄岩中发现7处透镜状的铬铁矿矿体露头,矿石类型主要有致密块状、稠密浸染状和稀疏浸染状等.矿体长2～6m,厚0.5～2m,矿体的最大延伸方向为北西-南东向,与岩体的展布方向一致,矿石的Cr#=52～88,高铬型铬铁矿包括Cr-2～5矿体,Cr#值为63～89,高铝型铬铁矿有Cr-1和Cr-6矿体,Cr#=52 ～55.矿石中脉石矿物主要为橄榄石、角闪石、蛇纹石等.普兰地幔橄榄岩的矿物结构显示,岩体经历了强烈的部分熔融以及塑性变形作用,地幔橄榄岩的地球化学特征显示岩体形成于MOR,后受到SSZ环境的改造.并且依据铬尖晶石-橄榄石/单斜辉石的矿物化学成分,识别出普兰地幔橄榄岩至少经历了3次不同的部分熔融,包括早期部分熔融(～10％)、晚期部分熔融(20％～30％)和局部的减压部分熔融作用(～15％).对比其他铬铁矿矿体和地幔橄榄岩的矿物组合,矿物化学和地球化学等,显示普兰豆荚状铬铁矿矿体与典型高铬型、高铝型铬铁矿具相似性,并存在较大的找矿空间.