河套灌区西部浅层地下水咸化机制

浅层地下水水位埋深浅、含盐量高,是导致河套灌区土壤次生盐渍化的重要原因.以河套灌区西部地区为研究区,通过对浅层地下水的水化学和氢氧同位素特征分析以及水文地球化学模拟,探讨了灌区浅层地下水的补给来源和主控水-岩作用过程,并定量估算了蒸发作用对浅层地下水含盐量的影响.研究区内浅层地下水为弱碱性咸水,pH为7.23~8.45,总溶解性固体（total dissolved solids,TDS）变化范围为371~7 599 mg/L;随着地下水咸化程度增大,水化学类型由HCO₃-Na·Mg·Ca型向Cl-Na型过渡.引黄灌溉和大气降水是浅层地下水的主要补给来源,径流过程中浅层地下水受蒸发作用和植物蒸腾作用影响,地下水化学组分主要来源于蒸发盐溶解和硅酸盐风化水解,并受强烈的蒸发作用和离子交换作用影响.水文地球化学模拟和主成分分析结果显示,蒸发作用和岩盐溶解作用对区内浅层地下水咸化贡献最大,石膏和白云石等矿物的溶解、硅酸盐的水解、Na-Ca离子交换以及局部地形起伏对地下水咸化过程也有较大贡献.      

中亚造山带伊犁北缘早古生代海相斑脱岩地质意义

伊犁地块位于西天山北部,通常认为其北缘经历了晚古生代活动陆缘的演化,但对其早古生代构造沉积演化（尤其是同位素定年）的研究仍较为薄弱.在伊犁北缘果子沟地区的奥陶系黑色硅质页岩中发现多层斑脱岩（蚀变凝灰岩）夹层,奥陶系发生了强烈褶皱变形,在其中一个倒转向斜的核部和翼部选取两层斑脱岩进行了锆石U-Pb测年.2个斑脱岩样品中的锆石显示岩浆锆石的特征,其加权平均年龄分别为458±2 Ma和460±2 Ma.结合前人研究成果,认为该斑脱岩的沉积时代为中奥陶世末期（达瑞威尔阶顶部）,该时代与温泉地区大陆弧岩浆岩年龄基本一致,是准噶尔洋在中-晚奥陶世向伊犁地块之下俯冲的又一证据;该斑脱岩与全球范围内的大规模火山活动时代一致,该期火山活动可能是中-晚奥陶世全球气候变化与生物大灭绝的重要原因.      

巴布亚湾两期前陆盆地叠置结构及其形成演化

巴布亚湾受澳大利亚板块与太平洋板块高速斜向汇聚的控制,经历了复杂的中、新生代构造演化.前人对巴布亚湾盆地结构构造特征的研究多是局部的、分散的,关于盆地的形成时间和动力学机制仍存在争议.利用覆盖全盆的钻井约束的高精度2D、3D地震资料,精细地刻画了盆地的结构和构造特征,揭示了巴布亚湾发育潘多拉和奥雷两期叠置的前陆盆地.潘多拉前陆盆地是形成于渐新世不整合面之上的晚渐新世-中中新世微型前陆盆地,走向为NNE.奥雷前陆盆地是发育在复杂的裂谷边缘之上的早中新世-现今的周缘前陆盆地,沿着弧形的巴布亚半岛延伸480 km;盆地走向在148°E发生转变,由西部的NW向转为东部的近EW向.潘多拉微前陆盆地被奥雷前陆盆地向南逐渐超覆的沉积地层覆盖,两个前陆盆地走向相互垂直,垂向上形成叠置结构.阐明了巴布亚湾新生代经历三期挤压事件及两期叠置的前陆盆地的形成演化,解决了盆地结构及区域构造演化认识的不足,理清了复杂陆缘环境从伸展到挤压多期构造事件的时序及动力学机制,为澳大利亚板块北缘的板块构造重建提供了盆内证据.      

湘东南中泥盆统石英砂砾岩物源分析及其大地构造意义

早古生代江南隆起的形成与剥蚀作用可以用来制约华南广西期造山作用及其动力学机制.通过对江南隆起南侧湘东南南湾地区中泥盆统跳马涧组石英砂砾岩的碎屑锆石U-Pb年代学、锆石微量元素地球化学以及全岩地球化学的分析,讨论了其物源及其大地构造意义.4件样品的270颗有效碎屑锆石U-Pb年龄谱由430~440 Ma主峰与800~1 100 Ma、1 700~2 000 Ma和2 400~2 600 Ma次峰组成.锆石CL图像、Th/U比值以及稀土元素配分图指示碎屑锆石以岩浆锆石为主,仅有少量变质锆石和热液锆石.矿物形态、组成以及成熟度指示其源区为近源,沉积于滨海环境.综合源区分析表明,湘东南中泥盆统跳马涧组石英砂砾岩的物源来自其北侧的江南隆起.江南隆起形成于广西期陆内造山作用.早古生代岩浆锆石的微量元素地球化学特征表明其为大陆型锆石,形成于大陆弧构造环境.结合区域地质特征,华南广西期造山作用是其南侧大洋俯冲作用的产物,与冈瓦纳大陆的聚合有关.      

地体的单向和多向聚合与离散

地体构造是对板块构造理论的发展和补充,它受控于全球板块动力学体系,因此不能将地体与板块割裂开来去研究。其相对于刚性板块的小规模、多样性和广泛性,对了解全球板块的离散和大陆的拼贴增生过程具有十分重要意义。地体构造无处不在,它不仅存在于中、新生代陆缘造山带中,也存在于古老造山带中,一些古老的克拉通实际上也是由不同的地体拼合而成的。地体的运动包括聚合、离散和走滑三种方式,地体的增生作用是聚合的主要表现形式,并导致大陆的生长扩大,而地体的离散作用联合增生作用,决定了现代大陆的轮廓。分析地体聚合和离散的过程,可以发现有两种不同的模式,即单向聚合-离散和多向聚合-离散,它们对应了不同的地球动力学过程。地体的单向聚合-离散可以由大洋的俯冲增生或大陆汇聚碰撞而导致,但在这个过程中,大洋向大陆的单向俯冲起到了主导作用。地体的多向离散和聚合与岩石圈的裂解与汇聚有密切联系,从全球构造演化的格局来看,岩石圈裂解与汇聚的方向本身具有多向性,这就导致了一些微陆块地体与具洋壳性质的地体一同发生多向离散和聚合。地体的单向离散和聚合会因构造变动而转变为多向离散和聚合,俯冲板片回转与海沟后撤会导致俯冲带弯曲和俯冲方向的改变,这是引起上述转变的原因。     

从洋-陆俯冲到陆-陆碰撞:回眸与展望

大陆造山带的经典含义是指由于大陆地壳岩石在板块俯冲-碰撞的巨大挤压应力下,遭受强烈变形、变质和熔融作用,地壳发生大规模缩短、加厚和隆升而形成的地带。分布在大陆边缘和内部的造山带,经历从洋壳扩张、洋-陆俯冲到陆-陆碰撞的造山过程,形成"俯冲增生型"、"陆陆碰撞型"和远离板块边界的"陆内型"造山带。造山带类型的分析是识别地球上造山带机制的钥匙。本文在阐述经典造山带分类的基础上,根据造山带的几何学、热历史、构造样式等特征,讨论了弧形造山带、特殊几何学造山带和走滑造山带的结构、运动学和动力学,以及从洋-陆俯冲到陆-陆碰撞造山在时空上的转化和演化。在回顾造山带研究的基础上,突出在板块汇聚边界的大洋和大陆俯冲带研究的重大进展,提出俯冲带和地幔柱提供了穿越地球层圈物质和能量交换的通道,它们的结合研究是探索全球单层壳-幔大循环假说与板块驱动力的新方向,是统领造山带研究的大思路。对于大陆动力学研究的一些前瞻性问题的思考,强调了造山过程的热扩散模式和变形-变质-深熔-成矿作用的自组织行为,以及地壳熔融在造山中的重要性;强调了流变学在大陆造山带形成和演化中的基础地位,并认为这是造山带研究中亟待解决的问题。作者认为板块水平运动是致使地壳挤压缩短和加厚、形成造山带的主要驱动力;而在板块离散边界(包括大洋中脊)垂直上升流所形成"地貌"上的山链,被称为"伸展造山带",不应属于经典"造山带"的范畴。     

蓟县中、新元古界的成岩作用——源于矿物学的数据

本文运用系列黏土矿物学和碳酸盐结构占位的方法研究了蓟县中、新元古界剖面出露的碎屑岩和碳酸盐岩.这些方法包括了伊利石结晶度、绿泥石结晶度、黏土矿物组合、粒度分布、多型、有序度、Mg/Ca离子占位以及地质温压计.结果表明:伊利石结晶度Kübler指数范围为0.37°～1.37°Δ2θ,绿泥石结晶度árkai指数范围为0.31°～2.40°Δ2θ,以及1Md的多型,一致指示本区处于晚期成岩作用影响范围,仅非常有限局部达到了初始变质的状态;黏土矿物组合主要是伊利石、伊蒙混层、绿蒙混层和高岭石;粒度分布范围为8～24 nm,其上界(23～24 nm)达到了NEWMOD计算的理论成岩带/近变质带界限,与结晶度数据一致,也表明了本区处于晚期成岩阶段.白云石有序度的数据表明,本区碳酸盐岩白云石的有序度值范围为0.19～0.99,可分为4个带:甚低级有序带、低级有序带、中级有序带、高级有序带.与川东石炭-二叠系碳酸盐岩相比,中低级有序带有一定的油气前景.本区由西向东,由甚低级有序带变化到高级有序带,白云石有序度升高.估计的成岩作用温度为183～200±20℃,压力为330 MPa,古地热梯度为17～21℃/km.     

纳米比亚罗辛地区白岗岩型铀矿成因研究

纳米比亚罗辛地区白岗岩型铀矿床产于白岗岩穹窿边部白岗岩与达玛拉基底变质岩内外接触带,以及变质岩片理、褶皱、转折等部位.已有矿床晶质铀矿年龄介于494～508Ma之间,既是D、E两期白岗岩重熔年龄,也是近水平方向韧性剪切变形活动时代.白岗岩型铀矿床铀矿物以晶质铀矿、钍铀矿、钛铀矿为主,晶质铀矿及伴生的锆石、独居石等矿物具有全自形或半自形晶粒状结构、浸染状构造,具有岩浆分异结晶特征.铀铅同位素示踪分析表明铀来自达玛拉基底岩系和A、B、F期白岗岩.含矿的D、E白岗岩是基底变质岩和早期白岗岩部分重熔形成的.以晶质铀矿为主的白岗岩型铀矿床是在达玛拉造山期岩浆形成演化阶段,由结晶分异作用形成铀预富集基础上,在造山期后韧性变形作用下白岗岩再次重熔富集成矿的.     

沉积硼酸盐热作用过程中的硼同位素变化

建立温度与硼同位素变化的关系是研究沉积硼酸盐成岩-变质作用中硼同位素地球化学行为的关键,这有助于准确认识硼酸盐δ11 B值所代表的地质意义.本文以自然产出的三方硼砂和钠硼解石为材料,结合热分解特征研究了不同热作用过程中硼同位素变化.200℃下硼酸盐经历结晶水的脱水反应,此过程中三方硼砂和钠硼解石δ11B值分别由6.48±0.14‰降低到5.41±0.27‰和由-13.27±0.11‰降低到-15.93±0.23‰.1‰～3‰的硼同位素变化与自然界观察到的由脱水作用形成的次生硼酸盐比原生硼酸盐δ11 B值低2‰～4‰的现象一致.200～300℃间经历羟基的脱水过程,伴随着1‰～2‰的硼同位素降低,此过程中三方硼砂和钠硼解石δ11 B值分别由5.41±0.27‰降低到3.73±0.26‰和由-15.93±0.23‰降低到-17.11±0.11‰.300～670℃间硼酸盐经历物相转化过程,三方硼砂和钠硼解石δ11B值分别由3.73±0.26‰升高到4.59±0.08‰和-17.11±0.11‰升高到-16.08±0.20‰.此过程1‰的硼同位素升高是由硼-氧骨架结构改变造成的.本实验结果可以指示沉积硼酸盐的形成过程,以及埋藏过程中的硼同位素变化规律.硼酸盐脱水过程中会形成具有更高δ11 B值的流体,其可能显著影响内生硼矿的硼同位素组成,因此讨论硼同位素地质意义不能与海相-非海相环境中的硼同位素组成进行简单对比,需要考虑流体演化过程中的硼同位素变化.     

莫桑比克楠普拉省喀祖祖地区砂金成因及其对岩金指示意义

莫桑比克楠普拉省喀祖祖地区多条河流均有人工砂金开采活动.砂金分布在海拔300～450 m之间的石英砾石层,底部岩石主要为中元古代片麻状杂岩体.研究区为准平原-丘陵地貌,水动力条件受季节影响较大.砂金分布与河流不存在明显的耦合性,暗示了原生金矿化可能较分散.同时,研究区露头受第四纪覆盖严重,物化探效果不显著,砂金与重砂矿物组合因而成为重要的原生金找矿标志.结合双目镜观察及扫描电镜分析得出,与砂金密切相关的重砂矿物包括黄铁矿、钛铁矿、锆石等.砂金颗粒多呈棱角状,部分可观察到残留连生矿物,整体暗示了近源堆积的特征.根据电子探针分析结果,不同部位产出砂金成分相近,表现为较高的金成色(w(Au)均高于98％)及较低的微量元素(仅含少量Fe、Cu),暗示为同一构造背景下的产物.综上,莫桑比克楠普拉省喀祖祖地区原生金矿化可能是与黑云斜长片麻岩(及其长英质脉体)相关的低硫型热液金矿化,形成背景为泛非期造山运动.