
创刊于1922年, 月刊
主编 :杨经绥
主管单位 :中国科学技术协会
主办单位 :中国地质学会
国际标准刊号 :ISSN 0001-5717
国内统一刊号 :CN 11-1951/P
国内邮发代号 :2-113
国外发行代号 :M 78
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2016, 90(8):Ⅰ-Ⅰ.
摘要:
2016, 90(8):1669-1678.
摘要:木化石在陆地生态系统古气候、古环境和古生态研究方面具有重要的意义。辽西北票地区中晚侏罗世髫髻山组保存有数量丰富、类型多样且解剖构造保存完好的木化石。基于北票木化石树木年轮、树桩直径等数据计算了木材早材与晚材的比率(E/L),并推算了松柏类树木古树高。通过已有测量的树木年轮直径,应用Niklas (1994) 和Mosbrugger (1994)两种方法恢复了化石森林中松柏类树木的古树高约为25m。推断中晚侏罗世的裸子植物森林树木生长的环境为以火山岩和湖相沉积为主,降水丰富。推断髫髻山组属于温暖、湿润、季节性明显的亚热带到暖温带气候,有利于植物的生长与发育。木化石木材组织中呈现的特殊解剖构造包括假轮、创伤树脂道、年轮扭曲、虫孔等,也能够揭示辽西北票中晚侏罗世植物生长过程中的古气候与古环境状况。表明辽西北票地区中晚侏罗世古气候虽然有利于植物生长,但生长期间受到了火山喷发、虫害、大风、降温等多种不利气候变化的影响与干扰。
2016, 90(8):1679-1691.
摘要:甘肃和政古动物化石地质遗迹是一个以丰富的渐新世至更新世的古动物化石为特色的地质奇观。和政古动物化石地质遗迹主要发育4个古动物化石群:底部红色砂砾岩中埋藏着距今30Ma的巨犀动物群;下部河湖地层中,埋藏着13Ma前的铲齿象动物群;中部以红土为主,埋藏着距今10Ma左右的三趾马动物群;上部黄土堆积中埋藏着2Ma前的真马动物群。这些古动物化石地质遗迹记录了渐新世以来地球历史的丰富信息和演化过程,是研究青藏高原隆升历史的重要证据。甘肃和政古动物化石地质遗迹孕育了分布密集、保存完好、种类繁多的古动物化石,且甘肃和政临近我国“一带一路”战略中“丝绸之路经济带”的中联点。这些世界罕见的古动物化石,具有不可替代的珍藏价值、游览价值、科普价值和科学研究价值。
2016, 90(8):1692-1702.
摘要:INDEPTH IV深反射地震测线横跨可可西里-巴颜喀拉地块和东昆仑-柴达木地块,为揭示青藏高原东昆仑造山带深部构造提供了直接地球物理证据。针对地表和地下“双复杂”地质构造条件,地震数据处理中通过剩余折射波静校正技术、异常振幅噪声衰减技术和CRS优化叠加技术,获得了较高信噪比的地震反射叠加剖面。INDEPTH IV深反射地震剖面揭示,在东昆仑造山带岩石圈上、下地壳之间存在不连续的古洋壳反射同相轴,该反射界面应属古特提斯域松潘-甘孜洋壳向北俯冲遗迹,不连续特征反映中生代东昆仑-柴达木地块南缘属于被动大陆边缘碰撞带。利用INDEPTH IV深反射地震单炮、速度和叠加剖面等成果,综合解译数据,提出东昆仑造山带隆升过程的另一种模式,以助于深化东昆仑造山模式认识。
李冉 , 陈群策 , 张重远 , 孟文 , 牛琳琳 , 邱君 , 陈利忠
2016, 90(8):1703-1714.
摘要:台湾海峡西岸地区受到欧亚板块、太平洋板块和菲律宾板块的共同作用,具有复杂的应力场特征,但本地区现阶段地壳应力状态研究程度较低。为深入了解本区地应力特征,本文采用水压致裂法在福建平潭和广东饶平钻孔中进行了地应力测量,并结合其他实测及震源机制解资料,讨论了台湾海峡西岸构造应力场特征。结果显示平潭和饶平钻孔地应力优势作用方位分别为N19°W和N37°W;由震源机制解资料得到的研究区应力场方向表现为从北向南由NNW方向转向EW方向的扇形分布。地应力状态的水平变化趋势,大致以沙县-南日岛断裂为界,北部为低应力区,南部为高应力区,且南部大致以九龙江下游断裂附近开始,呈现由北向南,地应力水平逐渐降低的趋势。在研究区北部、中部、南部分别选取平潭、泉州、饶平三个钻孔,利用库伦准则对断层活动性进行判断,认为海峡西岸北部地区应力水平较低,断层活动性较弱;泉州所在的海峡西岸中部地区应力已积累到较高的水平,断层失稳滑动的可能性比较大;饶平邻近区域在近期断层失稳滑动的可能性不高。
2016, 90(8):1715-1724.
摘要:通过对INDEPTH III宽频地震资料的处理,采用最新发展的接收函数深度偏移叠加方法,获取羌塘盆地南部及与拉萨地块北侧的剖面。偏移图像勾画了羌塘地区的两盆夹一隆的基底,以及羌塘下地壳内存在的北倾构造序列。冈底斯的基底与羌塘地区有一定的延续性,而拉萨地块的上地壳则完全不同。同时通过与人工深反射地震剖面,发现主要大型的断裂构造在接收函数剖面上均可进行追踪对比,对于羌中隆起和和羌塘南北凹陷的深部成因有启示作用。同时发现班公-怒江缝合带Moho面错断并不明显,而在拉萨地块下方呈现的双Moho在色林错下方进行了合并。在南羌塘Moho面转换波强度不大,而北羌塘又重新恢复正常,推测这是拉萨地块向北的推挤造成羌塘下地壳部分地区重新分异的结果。双Moho的成因有待进一步分析,应该与拉萨地块下方大规模低速物质活动和MHT拆离断层的延伸有关。
2016, 90(8):1725-1736.
摘要:阿拉善地块北缘地区位于中亚造山带的南缘中段,连接了东、西部的构造单元。恩格尔乌苏蛇绿混杂岩是该地区出露的重要蛇绿岩,本次研究在混杂岩带中发现早古生代的黑云母花岗岩。通过锆石LA ICP-MS U-Pb年代学测试发现其年龄为423±4.5 Ma和434±1Ma,表明该侵入岩形成于志留纪期间,是阿拉善地块北缘地区最早发现的早古生代侵入体。该志留纪岩体的发现,表明恩格尔乌苏混杂岩带志留纪期间已经出现岩浆活动,具有多期活动的特征。结合相关研究发现阿拉善地块北缘地区早古生代期间存在岩浆活动,可能并非稳定的被动大陆边缘。
2016, 90(8):1737-1754.
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摘要:在北喜马拉雅萨迦片麻岩穹窿东南侧发育有麻迦淡色花岗岩体,出露于南北向申扎-定结裂谷正断层的下盘,属一处较大规模的晚中新世淡色花岗岩体。该岩体具有较均一的元素和同位素(Sr和Nd)组成,但与多数喜马拉雅淡色花岗岩相比,具有异常高的(87Sr/86Sr)i比值(0.85033~0.85034)和异常低的εNd值(-19.26~-18.30)组成,指示其部分熔融源区有更成熟古老地壳物质的参与。麻迦淡色花岗岩SHRIMP锆石U-Pb定年结果显示:(1) 该岩体主要记录了至少两阶段岩浆结晶作用,分别发生在11.6±0.2 Ma和9.6±0.2 Ma;(2)个别13.8~16.0 Ma的岩浆作用年龄;(3)多数锆石继承核年龄分布于泛非期,少数年龄为中元古代(1558~1584 Ma)。在麻迦淡色花岗岩体南侧约40km处,同位于申扎-定结南北向正断层的下盘,出露有大量原岩年龄为古元古代的糜棱岩,元素地球化学特征上类似于变泥质岩,显示高SiO2 (70.6%~74.6%),Al2O3 (12.3%~14.0%),K2O (4.22%~4.93%),A/CNK (1.50~1.58)和K2O/Na2O (1.42~2.18),代表了部分熔融源区可能存在的古老地壳物质岩石单元。因此,以麻迦淡色花岗岩为代表的北喜马拉雅晚中新世地壳深熔作用可能与青藏高原后碰撞阶段东西向伸展作用相关,泛非期变泥质岩及少量更古老的岩石单元在16.0 Ma开始发生部分熔融,并在11.6 Ma至9.6 Ma之间达到深熔作用峰期,熔体活动可能持续了~2 myr,延南北向正断层上升,构成侵位至北喜马拉雅特提斯沉积岩系之中的晚中新世麻迦淡色花岗岩体。
田永飞 , 叶会寿 , 李正远 , 毕珉烽 , 王鹏 , 原瑞杰 , 刘艺博
2016, 90(8):1755-1777.
摘要:内容提要:华北陆块南缘外方山店房金矿区内出露后沟、水漉塘和店房钾长花岗斑岩体(脉),其与隐爆角砾岩筒及金矿化有密切的空间关系。为查明钾长花岗斑岩体的侵位时代、岩石成因和源区性质,本次开展了锆石U-Pb定年、锆石Hf同位素及岩石地球化学分析等研究。结果表明岩体具有高硅、高钾、富铝、低镁的特征,属钾玄岩系列I型花岗岩,轻重稀土元素分馏明显,具有弱的Eu负异常,岩石富集Rb、K、Ba等,亏损Nb、Ta、Sr、P、Ti等元素。锆石具有核—边结构,其中锆石边SHRIMP U-Pb年龄142.6±2.1Ma(MSWD=1.4),εHf(t)=-23.0~-13.8,两阶段模式年龄主要集中于2652~2075 Ma;锆石核LA-ICPMS U-Pb年龄可分为两组,即2169~2336Ma和1732~1881Ma,Hf同位素组成可分为两组,εHf(t)分别集中于-13.1~-4.8和-4.5~3.7,模式年龄主要集中于2376~2805Ma。表明钾长花岗斑岩体形成于142.6±2.1Ma的早白垩世早期,岩浆可能由2169~2336Ma的古老下地壳新太古代太华群部分熔融而成,并有地幔组分参与,岩浆在上升过或定位程中捕获了1732~1881Ma熊耳群火山岩的锆石。结合区域构造背景认为,该岩体是早白垩世古太平洋板块向欧亚大陆俯冲致使华北陆块岩石圈减薄伸展而引起的岩浆活动的产物。
2016, 90(8):1778-1797.
摘要:八大关斑岩型Cu-Mo矿床是我国内蒙大兴安岭成矿带北段典型的斑岩型Cu-Mo矿床之一,矿体主要产出在成矿斑岩体与围岩的内外接触带。通过详细的岩相学和矿相学观察,矿床可以划分出5个成矿阶段,即钾长石阶段→辉钼矿-石英阶段→磁铁矿-黄铁矿(黄铜矿)石英阶段→铜(铅锌)石英阶段→石英-绿泥石±碳酸盐阶段。矿床内石英中的流体包裹体类型有富气相包裹体、富液相包裹体、含子矿物多相包裹体和含CO2的三相包裹体,但石英-绿泥石阶段石英中明显缺乏后两类包裹体。显微测温和激光拉曼结果显示,石英斑晶中早期成矿流体的均一温度为460℃~572℃,盐度高达59.76%,子矿物有石盐和代表氧化环境的硬石膏,气相成分富含CO2,液相成分以H2O为主,富含CO32-。辉钼矿-石英阶段流体包裹体的均一温度为320℃~440℃,盐度介于0.83~63.13%NaCleqv,子矿物有石盐、赤铁矿和未知硫化物,可见富气相、富液相和含CO2或子矿物的多相包裹体共存,且其具有相近的均一温度,但盐度相差悬殊,指示成矿流体曾发生过沸腾作用;而铜(铅锌)-石英阶段的均一温度为260℃~340℃,盐度介于0.42~37.40%NaCleqv,子矿物有石盐和硬石膏,气液相成分以H2O为主,富含CO32-。与辉钼矿-石英阶段相比,该阶段成矿流体的温度变化尤为显著。石英-绿泥石阶段中流体包裹体的均一温度为237℃~306℃,盐度则低于10.86%NaCleqv,无子晶,贫CO2。综合O-H同位素,初始成矿流体属于中高温、高盐度、高氧逸度和富CO2的岩浆热液;随着成矿过程的进行,大气降水的混合比例越来越高,成矿流体逐渐演化为岩浆热液和大气水的混合热液;晚阶段成矿流体主要以大气降水为主。通过系统的流体包裹体研究,我们认为矿床的成矿物质由相同流体带入成矿热液系统,但其沉淀机制却发生了解耦,即辉钼矿的沉淀主要与减压沸腾作用有关,而铜(铅锌)硫化物的沉淀主要与温度降低有关。
2016, 90(8):1798-1816.
摘要:撰山子金矿床产出在赤峰-朝阳矿集区北段,是赤峰地区唯一位于兴蒙造山带内的金矿床,构造-岩浆控矿作用明显。金矿化主要受断裂控制,呈脉状、细脉状产出,矿化至少经历了三个阶段:石英-黄铁矿阶段、石英-硫化物阶段和石英-碳酸盐阶段。本次主要开展对撰山子矿区的矿(岩)石硫同位、铅同位素和氢氧同位素研究,讨论撰山子金矿床的基本特征及成因机制。研究结果表明:撰山子成矿流体主要以岩浆水和大气降水的混合水为特征,矿石中的硫和铅主要源于岩浆,部分继承了围岩的特征。需要指出的是,矿石铅同位素和撰山子岩体铅同位素组成具有良好的相似性,指示其具有同源性的成因联系。因此,撰山子金矿床可能为深部大规模富金的烧锅营子岩浆侵入活动的晚期隆起(撰山子岩体)的产物,可能为一个典型的与侵入岩有关的金矿床,而非造山型金矿。
蒋喆 , 江思宏 , 刘翼飞 , 刘云杰 , 薄进兴 , 陈建志 , 张洪鹏
2016, 90(8):1817-1834.
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摘要:大西沟金矿床位于华北克拉通北缘中东段,是冀北地区近年来发现的一处重要金矿床。矿区范围内主要侵入岩体的U-Pb同位素测年分析结果显示,似斑状花岗闪长岩的结晶年龄为(1858±12)Ma,中细粒花岗岩为(1829±14)Ma,蚀变辉长岩脉为(1807±18)Ma,花岗斑岩为(135~136)Ma,流纹斑岩为(133.8±1.0)Ma,主要集中于古元古代(1807~1858Ma)与早白垩世(133-136Ma)2个时期,分别是古元古代与中生代燕山期构造-岩浆活动的产物。矿区南部花岗斑岩可能为大西沟金矿成矿提供了重要的热源和成矿流体,成矿时代推测为早白垩世。该时期华北克拉通北缘及邻区处于岩石圈减薄作用阶段,伸展体制的张裂构造作用诱发的富碱性岩浆作用及相关流体活动为该区金、钼矿床的形成提供了重要的动力和物质来源,是该区多金属成矿作用的主要控矿因素。
2016, 90(8):1835-1845.
摘要:双尖子山银多金属矿床是近年来在大兴安岭南段发现的一超大型规模矿床,但该矿床的成矿时代还未得到精确的厘定,这制约了对矿床成因及区域成矿规律的认识。本文在详细的矿床地质特征调查基础上,识别出了与成矿有关的斑状花岗岩,对其进行了LA-MC-ICP-MS锆石U-Pb测年。斑状花岗岩的锆石U-Pb年龄为159.3±2.3 Ma,该年龄可近似代表双尖子山矿床的成岩年龄,这表明矿床为与晚侏罗世斑状花岗岩有关的热液脉型矿床。鉴于双尖子山矿床银、铅、锌的资源量均已达超大型矿床规模,我们认为大兴安岭南段侏罗纪成矿作用的强度可能并不亚于早白垩世,在后期的找矿勘察中应得到足够的重视。
2016, 90(8):1846-1859.
摘要:地球内部极端条件下流体原位观测实验研究有了巨大进展。使用金刚石压砧结合各种谱学方法及同步辐射光源技术,在高温超高压条件下原位直接测量水和水合物结构性质,已经获得关于地球内部流体的分子-原子尺度信息的新实验数据。本次研究通过金刚石压砧对高压(10GPa)和高温高压(800℃/3GPa) NaCl H2O和NaCl D2O H2O的红外谱原位直测,研究了高压和高温高压下水分子结构。发现高压高温水分子OH振动频率随温度升高向高波数变化,而且,在临界态区域时水分子间的氢键网络破坏。水分子OH振动频率随盐度升高向高波数变化。水分子的其它方式运动的频率也随温度改变。实验说明了水分子在极端条件下的结构和运动方式。地球内部由深到浅,不同深度上的流体性质不断变化,如水的密度、介电常数等物理参数随温度压力改变,水的性质在临界态会出现突变。这些变化可以用高压高温的水的各种谱学特征来表征。水的性质取决于水的分子结构(键态)、分子振动方式。在跨越临界区时的水性质异常涨落与水分子结构变化、分子振动形式变化和氢键网络破坏有关。高温超高压流体原位红外谱观测实验是从分子尺度认识地球内部流体性质。水分子尺度的信息有利于我们深入理解地球深部流体性质、活动及物质相互作用,有利于理解岩石圈和地球深内部过程。
2016, 90(8):1860-1873.
摘要:桌子山地区位于鄂尔多斯盆地西缘北段,保留相对完整的奥陶统地层。本文通过对该地区中-上奥陶统乌拉力克组16件碎屑岩样品进行地球化学分析,对碎屑岩的源区特征和形成构造环境进行了研究。结果表明:乌拉力克组碎屑岩主要为成熟度较低的岩屑砂屑岩,SiO2 为 62.74%~85.47% , K2O/Na2O比值为2.2~12.9,tFe2O3+MgO值为2.6%~7.21%。稀土元素标准化配分曲线呈现轻稀土富集、 重稀土平坦和 Eu、 Ce 负异常特征。砂岩风化蚀变指数(CIA)为 66~75,反映温暖、湿润条件下中等的化学风化程度。Zr /Sc 和 Th /Sc 比值共同表明乌拉力克组的碎屑组成不具备“沉积再旋回” 的特征。砂岩物源区组成判别图研究表明,乌拉力克组碎屑岩的物源区主要出露长英质沉积岩。砂岩形成构造环境判别图解及特征指数分析表明,乌拉力克主要形成于大陆岛弧和活动大陆边缘相关沉积盆地,具有多物源的特征。
喻顺 , 陈文 , 孙敬博 , 尹继元 , 张彦 , 刘新宇 , 袁霞 , 马勋
2016, 90(8):1874-1885.
摘要:沉积盆地碎屑岩记录了相邻造山带构造演化及隆升剥蚀的重要信息。本文对库车盆地白垩系砂岩中白云母进行了电子探针及40Ar/39Ar定年分析,并与天山造山带的数据对比研究表明:库车盆地白垩系砂岩中白云母为多硅白云母,硅原子数小于西南天山蓝片岩及榴辉岩中的多硅白云母,形成时的压力低于目前保留在西南天山蓝片岩中多硅白云母;白垩系砂岩多硅白云母40Ar/39Ar年龄为396.6 Ma,与在低温高压变质带中获得的多硅白云母40Ar/39Ar年龄419-310 Ma一致,表明了在白垩纪西南天山低温高压变质岩带已抬升至地表遭受剥蚀,为库车盆地提供大量的物质,也表明了在白垩纪西南天山低温高压变质岩带高度(海拔)高于其南部的哈尔克山,而现今天山地貌形态显示低温高压变质岩海拔低于哈尔克山,这可能是由于新生代天山地区差异隆升剥蚀引起的。
2016, 90(8):1886-1899.
摘要:沿扬子板块北缘大巴山弧形断裂出露的新元古代龙潭河组主体为一套富火山碎屑沉积岩夹原生火山碎屑岩组合。长期以来,它们以及被认为南华纪冰蹟岩的上覆砂砾岩组合(木座组)统被解释为扬子板块北缘新元古代陆内裂谷和被动陆缘沉积。龙潭河组岩石组合包括杂砂岩、含砾粗砂岩、砾岩、凝灰质粉砂岩夹(含砾)凝灰岩。砂岩碎屑组成研究表明,龙潭河组碎屑以火山岩岩屑和斜长石为主,少量石英,砾岩砾石主要为玄武岩、玄武安山岩/安山岩。这些特征表明物源区主要出露中、基性火山岩和富火山碎屑沉积岩,少量长英质岩石,源区大地构造背景为岛弧。本文对一套具有近源堆积特征的火山质砾岩进行了碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb定年分析,结果显示锆石具有两组集中年龄群,峰值分别为~770 Ma和~705 Ma,表明源区存在至少两期岩浆活动。龙潭河组砾石、岩屑和锆石较差的磨圆度和分选性共同表明它们为一套近源沉积,碎屑组成表明物源区为~705 Ma岛弧,形成于弧后环境。龙潭河组物源区岛弧构造背景的确定暗示南秦岭造山带北大巴山地区与俯冲相关的岛弧构造体制一直持续到~705 Ma。
2016, 90(8):1900-1907.
摘要:当雄错盐湖为大型硼矿床。大气降水、地表径流和地下径流以及蚀源区岩石是当雄错盐湖卤水中硼等稀有、稀散元素的三个来源途径。本文通过国标法(GB/T8538-2008)、电感耦合等离子光谱法(ICPAES)、电感耦合等离子质谱法(ICPMS)对当雄错硼的这三个来源分别进行元素地球化学研究,发现:①大气降水对当雄错B2O3的年估算输入量约为 005×10-3t~15×10-3t,与地表径流和地下径流893t相比可以忽略不计;②河流对当雄错B2O3的贡献量最大,其中湖南岸的3条河流B2O3的年估算输入量达10个水源的95%,这3条河流的地球化学特征与热泉马尔作相同,B同位素δ11B值也与热泉马尔作相同。说明当雄错地表径流和地下径流中的B2O3主要来自热水;③当雄错湖周蚀源区岩石主要为二叠纪,白垩纪岩石与第四纪碳酸盐粘土与钙华。其中二叠纪与白垩纪岩层中B2O3的含量较中国东部同类岩石低,不是当雄错B2O3的主要来源。第四纪碳酸盐粘土与钙华B2O3含量较高,高于世界碳酸盐岩与中国东部富泥碳酸盐岩。碳酸盐粘土稀土元素分布模式与已报道的热水湖相沉积的白云岩相同,都是中稀土富集,Dy的正异常,说明碳酸盐粘土是主要受热水影响。当雄错碳酸盐粘土是热水湖相沉积的一个典型实例。综上可知,热水是当雄错硼的主要来源。这一研究不仅为探索盐湖硼的成因提供重要依据,也为扩大寻找硼酸盐矿床指明方向。
2016, 90(8):1908-1921.
摘要:稀有气体包含He、Ne、Ar、Kr、Xe、Rn六种元素,由于其化学性质十分的稳定,一般不参与各种化学反应过程。其在地球不同圈层及地外物质中的丰度和同位素组成差别巨大,是地球科学研究的重要示踪剂。稀有气体同位素组成的测试方法主要有分阶段加热熔融、真空压碎、激光微区熔蚀等气体采集方式,获得的气体经多级纯化后在静态稀有气体同位素质谱中进行测试。在矿床学研究中,作为灵敏示踪剂的稀有气体同位素大多用于判别成矿物质、成矿流体的来源,特别是幔源物质的贡献大小及壳幔相互作用与成矿的关系,用于揭示矿床在成矿各阶段(期)中的物质和流体源区差异,用以追踪和揭示成矿流体的演化、反演成矿过程并在一定程度上指示成矿流体在成矿过程中的行为。稀有气体同位素为精细成矿作用研究、不同矿种成矿作用差异分析、探寻大规模成矿作用提供了重要的科研手段。
任坤 , 潘晓东 , 兰干江 , 焦友军 , 曾洁 , 孟小军 , 庞园
2016, 90(8):1922-1932.
摘要:茶店桥地下河位于西南岩溶区,流域内“三水”转换迅速,地下水是当地的重要饮用水源。本文对流域内雨水、地表水、地下水中的SO42-浓度进行了测试,利用氘(DH2O)、氧(18OH2O)同位素示踪地表水、地下水补给来源,用硫酸盐硫(34SSO4)、氧(18OSO4)同位素探讨了地表水、地下水中SO42-的来源,并计算了地下河出口河水中不同SO42-来源的贡献比例。结果表明:①地表水、地下水的主要补给来源为大气降水,硫酸不仅和HCO3-共同参与了流域内碳酸盐岩的溶解,也参与了雨水中含钙镁颗粒物的溶解。②不同水体中SO42-浓度大小顺序为地表水>地下水>雨水,与邻近区域相比,茶店桥地下河流域雨水、地表水、地下水呈现富集SO42-的特征。③地表水34SSO4、18OSO4值分别介于-12.98‰~-10.19‰和-0.54‰~+9.13‰之间,地下水34SSO4、18OSO4值分别介于-14.32‰~+16.58‰和+2.81‰~+14.35‰之间,SW02的SO42-主要来源于大气降水,SW01、SW03、GW02、GW03、GW06主要来源于煤层,GW05主要来源于石膏,GW01、GW04为混合输入源。④地下河出口河水中大气降水带来的SO42-贡献比例为13%,煤层硫化物氧化的贡献比例为40%,石膏溶解的贡献比例为47%。
2016, 90(8):1933-1943.
摘要:流域的岩石化学风化过程是全球碳循环中的重要环节。以往的流域水化学碳汇通量估算大多是基于碳酸的风化作用。而实际上,硫酸和碳酸一样,也参与了流域碳元素的地球化学循环,从而对全球碳循环过程产生影响。长江流域水体近几年出现酸化现象,大部分河段SO42-和Ca2+含量增高,其对应的岩石风化过程和大气CO2消耗速率也发生变化。文章对长江干流及主要支流2013年不同季节的离子组成进行监测,利用水化学平衡法和Galy估算模型,对长江流域岩石化学风化速率和CO2消耗通量进行了估算,对硫酸参与下的长江流域岩石风化和碳循环过程进行了分析。结果表明,长江流域水体离子主要来源于硅酸盐岩风化和碳酸盐岩风化。其中碳酸盐岩风化对河水离子贡献率为92%。在硅酸盐岩广泛分布的赣江流域,碳酸盐岩风化离子贡献也达85%。分析表明,硫酸参与了长江流域的岩石风化过程,对水体中离子产生一定影响。硫酸的参与加快了碳酸盐岩的化学风化速率,平均提高约30%,但是使流域大气CO2消耗速率降低。在不考虑蒸发岩溶蚀作用下,平均从516×103 mol/km2·a降至356×103 mol/km2·a,降低约31%。在各支流中,硫酸对乌江流域碳酸盐岩的风化和碳循环的影响最大,而对雅砻江的影响最小,这与乌江流域的含煤地层、矿床硫化物及大气酸沉降有关。
肖琼 , 杨雷 , 蒲俊兵 , 梁作兵 , 袁道先 , 邱述兰
2016, 90(8):1945-1954.
摘要:稳定同位素硫广泛用于示踪地下水、地表水的来源、物质组成以及水-岩作用过程。不同条件下,不同的水体中,硫同位素具有不同的环境指示意义。通过对位于我国西南川东平行岭谷区温塘峡背斜地区地表水(嘉陵江水)、矿坑水、岩溶地下河水(青木关地下河)、岩溶区浅层地下热水(北温泉水和青木关温泉水)的水化学及δ34S-SO42-的值的研究,发现嘉陵江水和姜家泉水的水化学组成显示出碳酸盐岩化学风化的特征,浅层地下热水的水化学组成反映了硫酸盐岩化学风化的特征,砂岩矿坑水即没有体现碳酸盐岩的风化也没有体现硫酸盐岩的风化。各水体的SO42-含量与δ34S-SO42-的值揭示不同水体中硫具有不同的环境来源。嘉陵江水中的SO42-含量与δ34S-SO42-的值的表明其水的来源主要是流经地区的地表水和雨水;研究区砂岩矿坑水中SO42-含量与δ34S-SO42-的值表明其水是由原有矿坑水、雨水以及地表水组成;青木关岩溶地下河水中SO42-含量与δ34S-SO42-的值表明青木关岩溶地下河水主要受到岩层、降雨以及农业活动和生活污水的影响;而浅层地下热水中SO42-含量与δ34S-SO42-的值的示踪则反应了地下热水的储水层的水-岩作用主要是石膏的溶解。
杨帆 , 郝志红 , 张舜尧 , 刘华忠 , 王成文 , 凌其聪
2016, 90(8):1955-1964.
摘要:本文对长江武汉段沿岸的冲积土壤中主要重金属元素(镉、铜、铅、镍、铬)的含量和形态进行了较系统地分析,同时,配套分析了部分蔬菜样品中的重金属含量,以便了解其元素环境地球化学特征。结果显示:研究区土壤样品中重金属镉含量超标。铅、铜、镍含量接近国家土壤环境质量标准二指标,其含量和活动性强的弱酸提取态分量随着采样点位置距离武汉钢铁厂越近而增大显示重金属的污染部分原因可能是工业生产造成的。铬含量较低,接近其背景值。研究区土壤中重金属元素在表层土壤中存在积累效应表现出表层高于对应深层的趋势,活动性强的弱酸提取态含量高,具有其潜在的危害。这些土壤中种植的蔬菜重金属元素镉、铅含量超标,而铜、镍、铬含量正常。
2016, 90(8):1965-1976.
摘要:为了解岩溶区控制溪流中溶解无机碳(DIC)和NO3-昼夜变化的生物地球化学过程以及DIC和NO3-日变化量,于2014-07-22~2014-07-24期间,在广西壮族自治区融安县官村地下河出口(CK)和下游雷崖村(LY)设置两个监测点同时对水体物理化学参数以及C、N同位素(δ13CDIC、δ15N-NO3-和δ18O-NO3-)展开了为期2d的高分辨率昼夜监测采样工作。结果发现CK点各物理化学参数没有表现出昼夜变化,但是LY 点Ca2+、DIC以及PCO2表现出明显的昼夜变化规律,即白天下降夜间上升且与DO和pH表现出明显的负相关关系。相对于CK点,在白天水生光合生物光合作用导致LY点DIC下降的同时δ13CDIC上升,而在在夜间呼吸作用导致LY点DIC上升的同时δ13CDIC下降且部分时间段要低于CK点δ13CDIC值。溪流中的NH4+在监测期间基本上都在下降而NO3-离子在夜间和上午时间段都在上升,δ15N-NO3-却表现出下降的趋势,且比较接近δ15N-NO3-初始值,而NO3-离子在下午时间段出现下降的趋势。结果表明溪流中DIC昼夜变化主要受到水生植物的光合作用和呼吸作用控制,且通过质量平衡方程计算得知溪流中由于光合作用吸收无机碳而转为有机碳的量为0.94kgC•d-1,这部分有机碳可以形成相对长期稳定的自然C汇。溪流在夜间和上午时间段发生了N的硝化作用,增长量为2.08 kgN•d-1,但在下午时间段(12:00~18:00)发生了N的同化作用,损失量为0.42 kgN•d-1。溪流输出的NO3--N的量为1.66 kgN•d-1,表明在富碳、富钙的岩溶溪流中,有利于水生光合生物的生长,促进N的同化作用的发生,从而减少溪流输出NO3--N的量,说明岩溶区溪流N的生物地球化学过程可能在昼夜尺度上改变水质。
2016, 90(8):1978-1987.
摘要:本文采用基于多元统计的APCS-MLR和基于GIS技术的地统计学相结合的方法,以广西南宁市郊区典型丘陵水稻种植区酸性土壤为例,有效的对土壤重金属的空间分布特征和来源分异进行了解析和验证。结果表明:(1)研究区8种重金属中除部分样点的Cd以外,其它元素含量均未超过国家土壤环境质量的二级标准。研究区土壤大部分未受到污染,少部分受到了轻污染,其中Cd处于轻污染的样品数最多;(2)重金属在不同岩性岩石中的含量差异较大;(3)研究区水稻产区农田土壤重金属来源主要包括土壤母质继承和农田施肥,其中值得注意的是农田施肥中引入较多的重金属为Hg和Cd。此外,研究区主要的岩石类型碳酸盐岩中含有较高含量的Cd和Hg。(4)本文研究结果对于南方丘陵区酸性土壤重金属污染的特征与防治的研究具有重要的参考意义,同时,本文所提出的绝对主成分得分(APCS)与GIS相结合的方法能够有效的对主成分分析的结果进行有效的补充和有力的验证,对于相关研究具有一定的示范意义。
2016, 90(8):1988-1997.
摘要:皖江经济区的基本农田分布区是我国国家商品粮基地,该区基本农田地球化学特征与粮食质量安全密切相关。本文以皖江经济区的南陵-泾县国家商品粮基地为重点研究区,以野外实地调查和0-20cm土壤深度样品采集获取的海量数据作为研究基础,应用地学数理统计学方法和MapGIS空间特征分析技术,通过对该商品粮基地基本农田土壤元素含量组成、空间分布与变化特征及其成因研究,结果表明:南陵-泾县基本农田土壤中重金属Fe、Mn和Hg等元素存在异常,Fe和Mn变异系数表征为区域性异常,Hg元素为局部异常;Ca、Mg和Na等元素空间相关性显著,且含量高,源自成土母质对其影响。从总体趋势来看,南陵-泾县国家商品粮基地土壤中重金属元素和盐分分布,呈现南高、北低趋势性分布特征,这与当地水文地质条件、地下水埋深和矿化度之间存在一定的相关性,南部地区不利于高品质稻谷、小麦等粮食生产。
2016, 90(8):1998-2012.
摘要:泸沽湖地区人类活动影响较小、对气候变化较为敏感,是开展古气候研究的理想区域。本研究对采集自泸沽湖草海地区103 cm的浅钻沉积物以孢粉为研究手段开展研究,采样间距2 cm,共取得52块样品用于孢粉分析。沉积物年龄采用AMS-14C测定,经校正之后钻孔底部年龄为3455 cal. yr BP。经实验分析之后,所有样品均含有丰富的孢粉类群,反映的植被组成主要以松(Pinus)林为主,铁杉也较为常见,被子植物中则以栎属(Quercus)占绝对优势,栗属(Castanea)和木犀科(Oleaceae)植物也频繁出现,而草本植物则以禾本科(Gramineae)为主,蓼科(Polygonaceae)、菊科(Asteracea)和莎草科(Cyperaceae)植物也是重要的组成成分,林下生长有大量的蕨类的植物,主要以紫萁属(Osmunda)、石松属(Lycopodium)和膜蕨科(Hymenophyllaceae)等为主,另外,因采样点草海为季节性湿地,所以必然有水生植物生长,主要以香蒲属(Typha)和藻类植物中的双星藻(Zygnema)和海绵(Spirogyra)最为常见。为了获得该地区晚全新世以来的气候变化曲线,本研究采用共存分析法分别对划分的四个孢粉带进行了古气候的定量重建,年均温和年均降水量分别为:3455 cal. yr BP至2585 cal. yr BP, MAT (the mean annual temperature) = 11.5-18.6 ℃, MAP (the mean annual precipitation) = 797.5-1484.3 mm; 2585 cal. yr BP至1699 cal. yr BP, MAT = 11.7-18.6 ℃, MAP = 617.9-1523.1 mm; 1699 cal. yr BP至595 cal. yr BP, MAT = 8.5-18.6 ℃, MAP = 797.5-1484.3 mm; 595 cal. yr BP至今, MAT = 5.7-18.6 ℃, MAP = 617.9-1484.3 mm。结果显示该地区3455 cal. yr BP以来气候经历了略微变暖-变凉-持续变凉-回暖四个阶段。本研究还将变化曲线与其他地区同时代的研究结果进行了对比分析,显示年均温的变化趋势与格陵兰冰芯δ18O以及祁连山敦德冰芯所反映的温度变化趋势基本一致,并可观察到中世纪暖期、晚全新世小冰期及现代温暖期。
2016, 90(8):2013-2022.
摘要:巴丹吉林沙漠发育了世界上独一无二的丘间湖泊群,100多个永久性的丘间湖泊分布于沙漠的东南部。沙漠湖泊岩芯是干旱地区重要的气候、环境档案,然而受沙漠湖泊发育极端环境的影响,岩芯测年面临很大挑战。本文选择巴丹吉林的沙漠南缘的阿尔吉林和敦德吉林进行钻探,获取无扰动岩芯,利用核素(210Pb、137Cs)进行测年,并计算其沉积速率。结果表明:(1)核素(210Pb和137Cs)测年能够获取巴丹吉林沙漠丘间现代湖泊岩芯的可靠年代。(2)岩芯Ar-1的CRS测年结果为102±8a,沉积速率分布范围为0.13 ~ 0.33cma-1,岩芯Dd-1的CRS测年结果为123±2a,沉积速率分布范围为0.18 ~ 0.70cma-1。(3)沙漠岩心沉积速率空间分布具有自沙漠腹地向边缘递增的趋势,210Pbuns-CRS平均沉积速率分布范围为 0.16 ~ 0.57cma-1 ,137Cs沉积速率分布范围为0.05 ~ 0.6 cm a-1。未来对于沉积速率空间变化的可能影响因素,如高大沙山的围限阻挡效应、137Cs的分子扩散效应以及古地震等,应进行更深入研究。
2016, 90(8):2023-2034.
摘要:改则盆地位于青藏高原腹地,盆地内沉积物记录了高原古环境变化的重要信息。本文对改则盆地康托组碳酸盐岩碳氧同位素进行研究,结果显示改则盆地中-晚始新世的演化分为两个阶段:①中始新世湿润气候下开放湖盆阶段:虽然碳酸盐岩δ18O值在43层处向正值偏移,但整体18O和13C强烈亏损,并且该时期碳酸盐岩δ18O值和δ13C变化相关系数为R2=0.082。表明该阶段的研究区虽然经历过短期蒸发作用增强或补给水减少,但整体是气候湿润条件下补给水丰富的开放型湖盆。②晚始新世干旱气候下封闭湖盆阶段:经过中新世晚期(63层)气候和湖泊水文状态的过渡,晚始新世18O和13C同位素富集,δ18O值和δ13C值变化相关系数为R2=0.7762。表明该阶段气候干旱,蒸发作用强烈,湖盆萎缩成为封闭湖盆。综合前人研究,认为青藏高原腹地及北缘、东北缘在晚始新世存在明显的区域性干旱化事件。对比分析青藏高原隆升、全球气候记录、全球海水Sr和大气CO2记录,认为青藏高原腹地和北部的干旱化事件主要受青藏高原隆升的影响。
2016, 90(8):2035-2042.
摘要:石笋记录是第四纪研究的重要力量,但是近年来中国季风区石笋δ18O指示意义受到一定的质疑,关键问题是尚未通过石笋记录很好的衔接古气候与现代气候。基于此认识,选择桂林茅茅头大岩一个1968年以来连续生长的石笋记录。通过解译其δ18O的气候指示意义,并进行局地和区域对比,发现桂林茅茅头大岩石笋δ18O能很好的指示当地的夏季降水变化,同时响应了区域一致性的信号。在年代际尺度上表现为夏季风减弱,石笋δ18O变重,夏季风增强,石笋δ18O变轻。而通过比较东南水汽通道和西南水汽通道水汽来源比例变化,并未发现水汽来源变化与中国季风区石笋δ18O的明显相关关系。而除桂林地区外,其他记录如湖北和尚洞、福建玉华洞石笋δ18O虽然一致变化,但是与当地降水并无明显相关。因此夏季风强弱变化可能导致了中国季风区石笋δ18O的一致变化,但是由于局地降水影响因素更加复杂,中国季风区并不是所有石笋δ18O记录均指示当地降水量的变化。
2016, 90(8):2043-2058.
摘要:干热岩资源是未来重要的清洁型能源,干热岩资源靶区选址是进行干热岩资源开发利用最基础的工作。本文在综合国内外相关干热岩开发项目的基础上,系统总结了干热岩选址的地热地质学指标,并对我国东南沿海地区的干热岩赋存背景进行论述,选取了广东阳江新州、广东惠州黄沙洞、雷琼断陷盆地、海南陵水等几个地区作为我国东南沿海干热岩开发的重点潜力靶区,在综合分析各靶区深部地热地质背景、深部热异常的基础上,建立了研究区深部温度场模型,进行了干热岩资源靶区选址对比研究,对下一步优先勘查靶区及勘查方案提出了建议。
袁继海 , 孙冬阳 , 赵令浩 , 范晨子 , 胡明月 , 詹秀春
2016, 90(8):2059-2069.
摘要:榍石具有较高的U含量和封闭温度,是一种重要的适用于U-Pb定年的副矿物。然而,基体效应与普通Pb校正成为制约榍石LA-ICP-MS U-Pb定年发展的主要因素。本文以206Pb/238U为例,采用基体归一化因子(FAVG)评估了锆石与榍石U-Pb定年标准的基体效应,结果显示榍石FAVG几乎都大于1.20,而锆石FAVG明显都小于1.20,表明锆石与榍石U-Pb定年标准存在显著的基体效应。以BLR-1榍石标准为外部校准标样,OLT1榍石获得的谐和年龄1014.9±4.8 Ma(95%置信水平,n=23,MSWD=0.32)与SHRIMP谐和年龄1017.1±3.6 Ma及ID-TIMS谐和年龄1014.6±1.3 Ma在误差范围内一致,同时获得206Pb/238U、207Pb/235U、207Pb/206Pb加权平均年龄在误差范围内与其谐和年龄一致;而以91500锆石为外部校准标样,OLT1榍石获得的206Pb/238U加权平均年龄为891.3±9.5 Ma(n=23,MSWD=5.3),与ID-TIMS测得的谐和年龄相比偏低约12%。经207Pb法校正后,TCB榍石获得的206Pb/238U加权平均年龄1015.6±6.2 Ma(n=16,MSWD=0.84)与ID-TIMS谐和年龄1018.1±1.7 Ma在误差范围内一致。本研究表明,采用基体匹配的榍石标准为外部标样,利用LA-ICP-MS对榍石进行U-Pb定年也能获得与ID-TIMS相一致的年龄,精度(2RSE)小于2%。
郝志红 , 姚建贞 , 唐瑞玲 , 杨帆 , 李文阁 , 白金峰 , 张勤
2016, 90(8):2070-2082.
摘要:本文建立了交流电弧直读原子发射光谱法测定地球化学样品中银、硼、锡、钼、铅的分析方法。以K2S2O7、NaF、Al2O3、碳粉为缓冲剂,Ge为内标,优选了分析线对,曝光时间为25s,同时扣除分析线和内标线背景。选取国家一级地球化学标准物质(GBW07103、GBW07104、GBW07107、GBW07312、GBW07302a、GBW07304a、GBW07305a、GBW07307a、GBW07406、GBW07446、GBW07454、GBW07456)作为标准系列,以对数坐标二次曲线拟合标准曲线,并采取两次平行分析取平均值的计算方法。方法检出限为:Ag:0011×10-6、B:054×10-6、Sn:019×10-6、Mo:0034×10-6、Pb:066×10-6,精密度为:Ag:401%~833%、B:377%~786%、Sn:294%~817%、Mo:303%~1094%、Pb:201%~1111%。经岩石、水系沉积物、土壤国家一级标准物质验证,测定值与认定值符合。本方法操作简便、工作效率高,是一种新的测定地球化学样品中银、硼、锡、钼、铅的分析方法,可推广应用于大批量地球化学样品的分析测试。

创刊于1922年, 月刊
主编 :杨经绥
主管单位 :中国科学技术协会
主办单位 :中国地质学会
国际标准刊号 :ISSN 0001-5717
国内统一刊号 :CN 11-1951/P
国内邮发代号 :2-113
国外发行代号 :M 78