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关于现代海底热液活动系统模式的思考

地球科学 2018年第3期43卷 835-850页

作者：王淑杰翟世奎于增慧国坤张侠中国科学院海洋研究所深海中心山东青岛266071 中国海洋大学海洋地球科学学院海底科学与探测技术教育部重点实验室山东青岛266100 中国科学院海洋研究所海洋地质与环境重点实验室山东青岛266071

现代海底热液活动往往与岩浆作用相伴生.传统的热液系统循环模式认为:海水沿裂隙(通道)下渗,被加热并与围岩发生水岩反应,萃取岩石中的金属元素,形成热液流体并上涌喷出海底,沉积生成多金属硫化物矿体.这一模式合理地解释了构成现代海... 详细信息

现代海底热液活动往往与岩浆作用相伴生.传统的热液系统循环模式认为:海水沿裂隙(通道)下渗,被加热并与围岩发生水岩反应,萃取岩石中的金属元素,形成热液流体并上涌喷出海底,沉积生成多金属硫化物矿体.这一模式合理地解释了构成现代海底热液系统的3个基本要素:流体、通道和热源,与我们现今条件下所观察到的许多事实相吻合.然而,基岩渗透率、热液流体性质、热液生态系统和热液产物上的差异表明现代海底热液活动系统可能存在另一种注入式循环模式,即热液流体来自深部岩浆房流体和挥发性组分的直接注入.据此提出现代海底热液活动系统可能存在两种模式:一种是浅层循环模式,即传统的热液循环模式;另一种是岩浆后期热液注入模式(简称"注入模式").在岩浆作用强烈和构造裂隙发育的环境中,两种模式可能同时存在,形成双扩散对流循环模式.双扩散对流循环模式可以很好地解释现代海底热液活动研究中近期所发现的多种现象和事实.对弧后盆地而言,在研究其岩浆作用与热液活动时,还要考虑板块俯冲的构造背景和俯冲组分及陆壳组分加入等因素,同时构建了适用于弧后盆地海底热液活动系统的理论模型.

关键词：岩浆作用海底热液活动系统双扩散对流循环模式弧后盆地冲绳海槽

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江汉平原东部浅层地下水氮的空间分布特征

环境科学与技术 2018年第2期41卷 47-56页

作者：沈帅马腾杜尧於昊天邓娅敏罗可文中国地质大学(武汉)环境学院湖北武汉430074 生物地质与环境地质国家重点实验室湖北武汉430074 中国地质大学(武汉)地质调查研究院湖北武汉430074

江汉平原水体氮污染问题日趋严重,但相关研究仍较为薄弱。以江汉平原东部为研究区,对区内459组浅层地下水样品的水化学成分进行测试分析,旨在查明地下水氮污染的空间分布特征,并探讨地下水氮污染的成因机制。结果显示:硝态氮在孔隙潜水... 详细信息

江汉平原水体氮污染问题日趋严重,但相关研究仍较为薄弱。以江汉平原东部为研究区,对区内459组浅层地下水样品的水化学成分进行测试分析,旨在查明地下水氮污染的空间分布特征,并探讨地下水氮污染的成因机制。结果显示:硝态氮在孔隙潜水中明显富集,最高约300 mg/L,而高含量的氨氮则集中分布于中层孔隙承压水,平均值达2.58 mg/L;孔隙潜水中NO_3^-含量随着Cl^-含量的增高而表现出增高趋势,指示了浅层地下水中NO_3^-是人类工农业活动输入的结果;中层孔隙承压水处于富含有机质的强还原环境,NH_3-N含量随着DOC含量的增高而表现出增高趋势,且高含量的NH_3-N对应着低含量的Cl^-,表明该层地下水中NH_3-N主要为天然来源,而非人类活动输入。氧化还原环境控制着区域内浅层地下水中氮的赋存形态,在氧化环境下主要以硝态氮的形式存在,而在还原环境下主要以氨氮的形式存在。

关键词：江汉平原地下水氮水文地球化学

黔南地区中二叠世碳酸盐台地边缘沉积演化及古海洋意义

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古地理学报 2018年第1期20卷 87-103页

作者：孟琦黄恒颜佳新陈发垚中国地质大学(武汉)地球科学学院湖北武汉430074 中国地质大学(武汉)生物地质与环境地质国家重点实验室湖北武汉430074 广西第四地质队广西南宁530031

华南地区二叠纪为东特提斯地区一个大型碳酸盐台地。中二叠世茅口亚世,上扬子碳酸盐台地经历了从全盛到萎缩的重要转折。黔南地区地处该台地南缘,是通过地层结构及其变化探讨台地演化控制因素的最佳地区。文中选取黔南罗甸纳水和沫阳2... 详细信息

华南地区二叠纪为东特提斯地区一个大型碳酸盐台地。中二叠世茅口亚世,上扬子碳酸盐台地经历了从全盛到萎缩的重要转折。黔南地区地处该台地南缘,是通过地层结构及其变化探讨台地演化控制因素的最佳地区。文中选取黔南罗甸纳水和沫阳2个代表性剖面,通过对茅口组的岩石类型和骨屑颗粒组合统计分析,从碳酸盐生产工厂的角度开展研究。野外和室内研究共识别出15种岩石类型、5种沉积相和6种骨屑颗粒组合,并恢复了各组合对应的碳酸盐生产工厂的特征。沉积相及碳酸盐生产工厂分析表明,黔南地区自晚孤峰期开始经历了由热带浅水、暖水工厂到热带较深水、温凉水工厂的明显转变,表现为孤峰阶上部开始出现较深水沉积。这一碳酸盐生产工厂的转变现象在华南地区孤峰期—早冷坞期普遍存在,表现为台地萎缩、台地边缘被淹没。中二叠世晚孤峰期至晚二叠世吴家坪期是全球重大地史转折期,光合作用生物遭受重创、海洋生态环境急剧恶化,上述碳酸盐生产工厂的急剧转变与当时热带浅海碳酸盐生产工厂被抑制或破坏有关。

关键词：台地边缘沉积演化古海洋中二叠世

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湘东南太和仙铅锌矿床流体包裹体研究

岩石矿物学杂志 2018年第2期37卷 281-295页

作者：言奇邵拥军熊伊曲伍式崇朱浩锋程路平中南大学有色金属成矿预测与地质环境监测教育部重点实验室湖南长沙410083 中南大学地球科学与信息物理学院湖南长沙410083 湖南省地勘局416队湖南株洲412007

太和仙铅锌矿床位于东南地洼区之南岭成矿带中段,为了了解其流体性质及演化,探讨成矿机制,通过现场调查,对矿区不同成矿阶段的矿石进行了流体包裹体岩相学、显微测温和激光拉曼探针分析。该矿区成矿作用分为3个阶段,依次为石英-黄铁矿... 详细信息

太和仙铅锌矿床位于东南地洼区之南岭成矿带中段,为了了解其流体性质及演化,探讨成矿机制,通过现场调查,对矿区不同成矿阶段的矿石进行了流体包裹体岩相学、显微测温和激光拉曼探针分析。该矿区成矿作用分为3个阶段,依次为石英-黄铁矿毒砂阶段(早阶段)、石英-铅锌多金属硫化物阶段(中阶段)、石英-方解石-黄铁矿阶段(晚阶段)。包裹体研究表明:矿床中主要发育富液相水溶液包裹体(Ia型)、富气相水溶液包裹体(Ib型)、CO_2包裹体(Ⅱ型)、含CO_2的三相水溶液包裹体(Ⅲ型)4类。早阶段中均一温度为235~349℃,盐度为2.03%~7.44%(NaCleq,质量分数,下同);中阶段包裹体均一温度为159~272℃,盐度为1.39%~10.86%;晚阶段包裹体均一温度为128~205℃,盐度为1.39%~7.58%。激光拉曼探针测试表明,3个阶段中包裹体的组分主要为H2O,其次有少量CO_2和还原性气体CH4、N2。早阶段成矿流体在演化过程中发生了不混溶作用,表现为CO_2等气相成分的逸失是导致金属元素沉淀富集的主要因素。中阶段成矿流体在演化过程中发生不同流体间的混合作用,表现在以大气降水及层间水的混入是导致大量金属元素沉淀成矿的主要因素。晚阶段流体以大气降水为主,推测可能流体自然冷却致使成矿元素沉淀富集。

关键词：流体包裹体成矿机制铅锌矿床湘东南太和仙

塔什库尔干塔吐鲁沟寒武纪岩体的厘定及其地球化学特征与构造意义

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地质与勘探 2018年第2期54卷 286-299页

作者：和志鹏刘继顺康亚龙王天国孙连宇中南大学教育部有色金属成矿预测重点实验室湖南长沙410083 中南大学地球科学与信息物理学院湖南长沙410083 四川省核工业地质调查院四川成都610061

为研究塔什库尔干陆块的构造-岩浆演化,对塔吐鲁沟地区原中生代花岗岩体进行了LA-MC-ICP-MS锆石U-Pb同位素定年和岩石地球化学的研究。结果表明,塔吐鲁沟岩体实为以中晚寒武世侵入为主体的复式岩体,寒武纪花岗岩前三阶段锆石206Pb/238U... 详细信息

为研究塔什库尔干陆块的构造-岩浆演化,对塔吐鲁沟地区原中生代花岗岩体进行了LA-MC-ICP-MS锆石U-Pb同位素定年和岩石地球化学的研究。结果表明,塔吐鲁沟岩体实为以中晚寒武世侵入为主体的复式岩体,寒武纪花岗岩前三阶段锆石206Pb/238U年龄加权平均值分别为507.2±2.6Ma、506.9±1.6Ma和507.7±3.7Ma。里特曼指数δ为1.16~2.87,属钙碱性和高钾钙碱性系列,铝饱和指数A/CNK大都小于1.1(0.87~1.14),稀土总量(∑REE)为69.95×10-6~264.57×10-6,稀土配分曲线呈右倾型,具有弱到中等铕负异常(δEu=0.33~0.84),Th、K、La、Ce、Nd、Tb相对富集,Nb、Ta、Ti及P、Sr亏损,为与洋壳俯冲作用有关的准铝-弱过铝质I型花岗岩。岩浆初始来源可能为上地幔和加厚玄武质下地壳部分熔融,上侵过程中遭受上地壳混染,具有高硅富碱而低镁、铁、钛的演化特征。构造环境属于大洋俯冲期和俯冲向同碰撞转换期,且形成时代与原特提斯洋456±30~698.4Ma俯冲闭合过程是吻合的,预示着寒武纪岩体是原特提斯洋俯冲的产物,塔什库尔干陆块在中晚寒武世属于洋壳俯冲火山弧环境。

关键词： LA-MC-ICP-MS 锆石u-Ph年龄地球化学构造意义寒武纪岩体塔吐鲁沟塔什库尔干塔吐鲁沟

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风化成土过程中自生矿物的气候指示意义

地球科学 2018年第3期43卷 753-769页

作者：方谦洪汉烈赵璐璐程峰殷科王朝文中国地质大学地球科学学院湖北武汉430074 中国地质大学生物地质与环境地质国家重点实验室湖北武汉430074

地球表层的土壤沉积物记录了第四纪以来与气候、环境、人类等有关的地球演化信息,是重要的研究过去历史的载体.成土体系中土壤的诸多特性都与成土期的气候环境信息息息相关,通过地质学研究方法可以提取某些特性并作为反演风化强度以及... 详细信息

地球表层的土壤沉积物记录了第四纪以来与气候、环境、人类等有关的地球演化信息,是重要的研究过去历史的载体.成土体系中土壤的诸多特性都与成土期的气候环境信息息息相关,通过地质学研究方法可以提取某些特性并作为反演风化强度以及古气候的风化指标,即古气候替代指标.重点讨论了成土体系中新生的矿物学风化指标——粘土矿物与铁矿物的表征意义、研究方法与实例分析,并评述了其在反演气候方面的优势与局限性.成土作用中新生的粘土矿物直接受成土期盛行的环境与气候条件的影响,所以其组成、粒度、含量、结晶度等矿物学特征充分记录了成土期的气候与环境信息.另外,成土体系中也会新生成部分铁矿物.自生的铁矿物是反映成土期的湿度条件、温度范围的有效指标,因此对当时的气候演化历史也有很好的指示意义.粘土矿物与铁矿物在一定的条件下都可以作为独立的重建古气候的替代指标,但是在使用时要充分考虑研究区域的地质背景、物源供给、气候类型、风化条件等客观局限对这些风化指标的制约.另外,对于区域内风化程度及古气候的重建,通常多指标结合对比的方法更为可靠.

关键词：成土作用化学风化粘土矿物铁矿物第四纪气候矿物学

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调水调沙对黄河口颗粒态金属分布的影响

中国环境科学 2018年第5期38卷 1867-1877页

作者：付小明任景玲辛成林张桂玲刘哲中国海洋大学海洋化学理论与工程技术教育部重点实验室山东青岛266100 青岛海洋科学与技术国家实验室海洋生态与环境科学功能实验室山东青岛266071 中国海洋大学海洋环境与生态教育部重点实验室山东青岛266100

于2009年6~7月黄河调水调沙前?中?后期对黄河口水体悬浮颗粒物进行采样调查,采用ICP-AES测定Al、Fe、Mn、Cr、Cu、Ni、V、Zn的含量,探讨调水调沙对颗粒态重金属分布的影响,初步分析了调水调沙前?中?后期黄河口颗粒态重金属的污染状况.... 详细信息

于2009年6~7月黄河调水调沙前?中?后期对黄河口水体悬浮颗粒物进行采样调查,采用ICP-AES测定Al、Fe、Mn、Cr、Cu、Ni、V、Zn的含量,探讨调水调沙对颗粒态重金属分布的影响,初步分析了调水调沙前?中?后期黄河口颗粒态重金属的污染状况.结果表明,调水调沙期间颗粒态重金属的浓度升高,河口区颗粒态重金属的浓度随盐度的升高而降低.以Al为校正因子归一化消除颗粒粒径影响后,重金属的分布差异变小,表明粒径是影响重金属浓度变化的重要因素.富集因子计算结果显示,黄河口Cu?Zn相对富集,且调水调沙后其污染程度加重.在影响颗粒态重金属组成的因素中,颗粒物来源占主导地位,同时受人为活动的影响.

关键词：颗粒态重金属分布污染调水调沙黄河口

湘东北地区栗山铅锌铜多金属矿床的成因探讨：来自矿床地质、矿物学和硫同位素的证据

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南京大学学报（自然科学版） 2018年第2期54卷 366-385页

作者：郭飞王智琳许德如董国军宁钧陶王展邓腾于得水崔宇有色金属成矿预测与地质环境监测教育部重点实验室(中南大学) 长沙410083 中南大学地球科学与信息物理学院长沙410083 中国科学院广州地球化学研究所中国科学院矿物学与成矿学重点实验室广州510640 湖南省地质矿产勘查开发局402队长沙410004 湖南省地质测试研究院长沙410007

湘东北大型栗山铅锌铜多金属矿床位于幕阜山岩体边部,矿体赋存于岩体及其内外接触带中的硅化构造角砾岩带内.根据野外调查和显微岩(矿)相学观察,可将栗山矿床的主成矿期——热液成矿期划分为四个阶段:粗粒石英+萤石+绿泥石(Chl_Ⅰ)+少... 详细信息

湘东北大型栗山铅锌铜多金属矿床位于幕阜山岩体边部,矿体赋存于岩体及其内外接触带中的硅化构造角砾岩带内.根据野外调查和显微岩(矿)相学观察,可将栗山矿床的主成矿期——热液成矿期划分为四个阶段:粗粒石英+萤石+绿泥石(Chl_Ⅰ)+少量黄铁矿+黄铜矿阶段(Ⅰ)、石英+萤石+绿泥石(Chl_Ⅱ)+黄铜矿+黄铁矿阶段(Ⅱ)、石英+萤石+绿泥石(Chl_Ⅲ)+闪锌矿+黄铜矿+方铅矿阶段(Ⅲ)、细粒石英+少量黄铜矿+黄铁矿细脉阶段(Ⅳ).EPMA分析结果表明Chl_Ⅰ为蠕绿泥石,Chl_Ⅱ和Chl_Ⅲ为鲕绿泥石-铁镁绿泥石.根据绿泥石温度计,估算出阶段Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ的成矿温度分别为239℃~280℃,221℃~261℃和212℃~238℃.结合闪锌矿硫逸度计算,表明栗山矿床形成于中温、低氧逸度、低硫逸度的环境.硫化物的δ^(34)S(-4.7‰~1.5‰)变化较小且接近零值,表明成矿流体主要来源于岩浆热液.通过与钦杭成矿带上典型的铅锌矿床对比,提出栗山矿床为与岩浆热液有关的中温热液充填交代成因.

关键词：中温热液充填交代型矿床栗山铅锌铜多金属矿床幕阜山岩体湘东北地区

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适于湘西北页岩储层的携砂液的性能实验研究

探矿工程（岩土钻掘工程） 2018年第10期45卷 83-86页

作者：张政曹函王天一倪准林有色金属成矿预测与地质环境监测教育部重点实验室湖南长沙410083 中南大学地球科学与信息物理学院湖南长沙410083 西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室四川成都610500

湘西北页岩气储层致密,具有低孔、低渗等特点,需要对储层进行压裂改造,而携砂液的携砂能力实验,对其性能进行了研究。研究表明:携砂液属于假塑性流体,SDBS浓度为0.03%时,其流性指数最小,稠度系数最大,而且结构粘度相对其流阻比值最大,... 详细信息

湘西北页岩气储层致密,具有低孔、低渗等特点,需要对储层进行压裂改造,而携砂液的携砂能力实验,对其性能进行了研究。研究表明:携砂液属于假塑性流体,SDBS浓度为0.03%时,其流性指数最小,稠度系数最大,而且结构粘度相对其流阻比值最大,适合于湘西北页岩储层压裂改造;携砂液粘弹性携砂能力与其结构粘度有关,而且结构粘度(ηs)与沉降速率(v)满足v=-0.016ηs+2.304。

关键词：湘西北页岩储层携砂液结构粘度粘弹性携砂