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中国大陆科学钻100～850m深度岩心的贵金属地球化学

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地球学报 2005年第6期26卷 535-540页

作者：王登红陈毓川徐珏余金杰李纯杰中国地质科学院矿产资源研究所北京100037 中国地质科学院北京100037

本文对CCSD超深钻中首次获得的铂族元素及金、银的地球化学特点进行了分析和研究,结果表明各类样品的铂族元素含量均偏低,100～850m深度平均Ir小于0.1×10-9,Os小于0.3×10-9,Pd小于0.5×10-9,Pt小于0.4×10-9,Rh小于0.1×10-9,Ru小于0.... 详细信息

本文对CCSD超深钻中首次获得的铂族元素及金、银的地球化学特点进行了分析和研究,结果表明各类样品的铂族元素含量均偏低,100～850m深度平均Ir小于0.1×10-9,Os小于0.3×10-9,Pd小于0.5×10-9,Pt小于0.4×10-9,Rh小于0.1×10-9,Ru小于0.4×10-9,只有个别橄榄岩样品的铂族元素含量接近于地壳丰度,但远远低于超基性岩的一般含量。这种极低的铂族元素含量,属于“负异常”,表明在变质作用过程中铂族元素发生了活化转移。榴辉岩和橄榄岩的铂族元素含量都偏低,但其球粒陨石标准化配分明显具有明显不同的特点,利用铂族元素仍然可以帮助对变质岩进行分类或恢复原岩。前人在蒋庄超基性岩岩体的人工重砂中发现有铂族矿物,其中包括有铱铂矿。可见,铂族元素是可以活化转移的,其活化转移的原因还需要探讨,是在结晶分异过程中转移的、还是在折返过程中活化的、或者是在造山运动结束之后由于其他原因而造成的,尚需要深入研究。

关键词：贵金属铂族元素地球化学中国大陆科学钻探

中国大陆科学钻探工程主孔石榴石单辉橄榄岩的岩石化学研究

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岩石学报 2007年第12期23卷 3116-3136页

作者：李天福杨经绥国土资源部大陆动力学实验室中国地质科学院地质研究所北京100037

中国大陆科学钻探工程主孔石榴石橄榄岩产出于603.20～683.53m之间,主要为石榴石单辉橄榄岩,内部还见有巨晶状角闪石岩(曾经是岩脉)和榴辉岩与橄榄岩之间厘米级的方辉辉石岩.石榴石橄榄岩多数含有钛斜硅镁石.从其内部所夹的榴辉岩条带可... 详细信息

中国大陆科学钻探工程主孔石榴石橄榄岩产出于603.20～683.53m之间,主要为石榴石单辉橄榄岩,内部还见有巨晶状角闪石岩(曾经是岩脉)和榴辉岩与橄榄岩之间厘米级的方辉辉石岩.石榴石橄榄岩多数含有钛斜硅镁石.从其内部所夹的榴辉岩条带可知,橄榄岩发生过褶皱等构造变形作用.其围岩和内部夹层榴辉岩中的锆石中舍柯石英的事实可能表明岩体经历过超高压变质作用.石榴石橄榄岩的主要造岩矿物橄榄石的Fo端员低(0.82～0.86)、全岩岩石化学的低Mg#值(77.26～85.07)和高易熔元素以及低于典型阿尔卑斯型橄榄岩的(Mg+Ni)/(Fe+Mn)比值,意味着该石榴石橄榄岩体的原岩为岩浆固结成因.石榴石橄榄岩的稀土元素总量低,配分型式有LREE富集型((La/Lu)N比值为9～16.6)、LREE适度富集型((La/Lu)N比值为1.47～8.22)和LREE亏损型或平坦型((La/Lu)N比值为0.62、1.19～1.92)三种,并构成从亏损或平坦型到富集型的韵律,反映了结晶分异的特点.微量元素蛛网图上,石榴单辉橄榄岩微量元素的丰度总体上低于N-MOBB的丰度.Cu、Ni和MgO的判别图表明,石榴石橄榄岩的原岩岩浆的固结成岩时期主要为镁铁质矿物的分离结晶作用而硫化物不是重要的矿物相.Ti和P的剧烈变化表明了有磁铁矿和磷灰石的堆积作用.微量元素判别图表明岩体受到了明显的地壳物质混染作用.铂族元素丰度总量低,其丰度分布型式图表明原岩岩浆的部分熔融程度高,而且元素的判别图表明岩浆具有S不饱和特点.硫化物残留在地幔中而使得岩浆中PGE相对Cu、Ni亏损,在Ni-PGE-Cu图上呈总体上的凹形分布.同属PPGE的Pt比Pd所显示的更高的相容性也表明了岩浆中S的不饱和特点.而Ir的负异常可能说明原始岩浆在侵入前的分离结晶作用其间发生了Ir的结晶析出,或者是在地幔部分熔融时Ir残留在地幔残留体中.因此,主孔石榴石橄榄岩的原始岩浆是上地幔适当部分熔融程度的产物((Pd/Ir)N≥1),可能在源区有硫化物的残余而造成了PGE相对Cu、Ni亏损而在Ni-PGE-Cu图上呈总体上的凹形分布.后S不饱和的岩浆经历分离结晶作用而造成了Pt相时于Pd亏损的特点.

关键词：石榴石橄榄岩地球化学主量元素微量元素铂族元素中国大陆科学钻探工程

中国大陆科学钻探主孔100～2000m岩心的磁化率各向异性及其地质意义

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岩石学报 2006年第7期22卷 2081-2088页

作者：徐海军金振民欧新功中国地质大学研究生院武汉430074 中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室武汉430074 中国科学院广州地球化学研究所广州510640

在常温常压条件下获得了中国大陆科学钻探(CCSD)主孔331块岩心的磁化率各向异性(AMS)数据,并建立了主孔100—2000m的体积磁化率和AMS连续剖面。数据统计分析显示,主孔100—2000m岩心的磁化率(κ)介于1．05×10-4SI和0．12SI之间,几何平... 详细信息

在常温常压条件下获得了中国大陆科学钻探(CCSD)主孔331块岩心的磁化率各向异性(AMS)数据,并建立了主孔100—2000m的体积磁化率和AMS连续剖面。数据统计分析显示,主孔100—2000m岩心的磁化率(κ)介于1．05×10-4SI和0．12SI之间,几何平均值为1．855×10-3SI;磁化率各向异性度(Pj)介于1．04和2．10之间,几何平均值为1．155。该井段出露的主要岩石类型有榴辉岩、退变质榴辉岩、角闪岩、正片麻岩、副片麻岩和蛇纹石化橄榄岩,它们的垂向分布特征控制着磁化率剖面的变化。主孔的超高压变质岩石在折返过程中普遍经历了强烈的角闪岩相退变质作用的改造。其磁化率特征也发生相应的改变。蛇纹石化橄榄岩具有很高的磁化率(8．58×10-2SI)和各向异性度(1．335)。这主要源于橄榄岩蛇纹石化过程中产生的大量磁铁矿。榴辉岩、退变质榴辉岩和角闪岩代表榴辉岩从新鲜到完全退变质的三个阶段,它们的磁化率和磁化率各向异性度分别为榴辉岩(1．28×10-3SI、1．077)、退变质榴辉岩(3．19×10-3SI、1．206)、角闪岩(1．02×10-3SI、1．104)。正片麻岩的磁化率和各向异性度分别为5．34×10-3SI和1．167。副片麻岩的磁化率和各向异性度分别为3．46×10-4SI和1．150。对58个变形岩石的AMS测试结果显示,其磁化率椭球体的主轴方向与岩石组构基本一致,即最大磁化率主轴κ1平行矿物线理,最小磁化率主轴κ3垂直岩石面理。同时,这些变形岩石的AMS椭球体多呈现明显的压扁状特征,反映超高压变质岩石在折返过程中处于强烈挤压变形的构造应力环境,为苏鲁超高压变质板片的挤出折返模式提供了佐证。该研究成果也为超高压变质岩石地区磁学研究、地球物理调查和测井成果的解释提供了重要的实验约束。

关键词：磁化率各向异性超高压变质岩石中国大陆科学钻探

中国大陆科学钻探(CCSD)主孔地区岩石圈热结构

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岩石学报 2005年第2期21卷 439-450页

作者：吴耀金振民欧新功徐海军王璐中国地质大学研究生院武汉430074 中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室武汉430074 中国科学院广州地球化学研究所广州510640

岩石圈热结构是指地球内部热量在壳幔的配分比例、温度以及热导率和生热率等热学参数在岩石圈中的分布特征。岩石圈的热结构直接影响着岩石的物理性质和流变学性质,同时还控制了化学反应的类型和速度,从而制约着岩石圈的发展和演化。本... 详细信息

岩石圈热结构是指地球内部热量在壳幔的配分比例、温度以及热导率和生热率等热学参数在岩石圈中的分布特征。岩石圈的热结构直接影响着岩石的物理性质和流变学性质,同时还控制了化学反应的类型和速度,从而制约着岩石圈的发展和演化。本文在前人CCSD主孔岩石主、微量元素研究基础上,利用Rybach生热率公式计算了钻孔岩石的放射性生热率,并结合岩石热导率的测定研究了CCSD主孔100-2000m岩石的热结构和主孔榴辉岩在不同退变质程度下生热率、热导率的变化:钻孔中岩石的平均生热率为0.95μWm-3,平均热导率为2.96mWm-1K-1。,其中片麻岩生热率高迭1.01-1.7μWm-3,热导率为2.76-2.96mWm-1K-1;基性超基性岩石生热率最低(中国东部地温曲线十分吻合。

关键词：超高压岩石生热率热导率温度预测岩石圈热结构中国大陆科学钻探东海

变质岩区地震波速度的特点及其影响因素——以中国大陆科学钻探孔区为例

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地球物理学进展 2003年第2期18卷 331-335页

作者：姜修道朱光明长安大学地球科学与国土资源学院西安710054 长安大学地质工程与测绘工程学院西安710054

地震波速度是地震勘探中最重要的一个参数 ,而VSP测量是一种比较直接且行之有效的获取地震波速度的方法。文中结合中国大陆科学钻探工程预先导孔和先导孔的VSP速度分析成果 ,总结超高压变质岩地区地震波速度的主要特征 ;探讨影响变质岩... 详细信息

地震波速度是地震勘探中最重要的一个参数 ,而VSP测量是一种比较直接且行之有效的获取地震波速度的方法。文中结合中国大陆科学钻探工程预先导孔和先导孔的VSP速度分析成果 ,总结超高压变质岩地区地震波速度的主要特征 ;探讨影响变质岩地震波速度的因素。认为除密度和岩性外 ,变质作用的类型和强度是决定性因素 ,而变质期后和 /或后期的各种构造地质作用对变质岩地震波速度的影响是显著的 ,但范围常常又是局部的。

关键词：中国大陆科学钻探变质岩地震波速度影响因素

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中国大陆科学钻探孔区的垂直地震剖面调查

地球物理学报 2008年第2期51卷 479-490页

作者：朱光明杨文采杨正华杜有成杨贵明姚虹杨占江程振炎长安大学应用地球物理研究所西安710054 中国地质科学院地质研究所北京100037 中石油东方地球物理勘探公司开发地震工程中心河北琢洲072751

苏鲁超高压变质带的研究对了解发生在地幔深处的大陆动力学作用具有重要意义.近年来在此带中进行了大陆科学钻探和以深反射地震为主导的详细的综合地球物理调查,为研究超高压变质带地壳上地幔组构提供了难得的基础资料.根据大陆科学钻... 详细信息

苏鲁超高压变质带的研究对了解发生在地幔深处的大陆动力学作用具有重要意义.近年来在此带中进行了大陆科学钻探和以深反射地震为主导的详细的综合地球物理调查,为研究超高压变质带地壳上地幔组构提供了难得的基础资料.根据大陆科学钻探工程的安排,在钻探取心,测井和地面三维地震观测的同时,还在5000m的钻孔中用三分量数字检波器,对地表激发传播到井中的地震波场作垂直地震剖面(VSP)观测,目的是将传感器放在钻孔内,近距离、高精度和高分辨率地观测井周围由于超高压变质带的构造特征和岩石岩性特征引起的波场变化.通过零偏移距和非零偏移距VSP调查,我们首次在超高压变质带取得了深度达5000m的精细的横波速度和泊松比等地球物理属性数据,作出了钻井岩心柱、测井、VSP纵波速度、横波速度和纵横波速度比、VSP上行波和地面地震资料的桥式综合对比图,使不同尺度的地质和地球物理调查资料互相连接在一起.零偏和非零偏VSP观测可以标定主孔地质剖面各深度地质体的地震反射特性、井旁地震剖面上各个同相轴的地质属性,并对井旁局部地质构造作精细成像.由此观测取得的横波速度资料,成为建立孔区横波速度模型主要的资料来源,这种模型也是地面多波观测数据处理不可缺少的.因此,建议在进行大陆科学钻探时尽可能安排VSP地震调查.

关键词：大陆科学钻探结晶岩区垂直地震剖面横波速度

苏鲁超高压变质带中国大陆科学钻探主孔(CCSD-MH)榴辉岩中发现金刚石

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岩石学报 2007年第12期23卷 3201-3206页

作者：张仲明杨经绥戎合 MAO HoKuang 国土资源部大陆动力学重点实验室 Geophysical Laboratory and Center for High Pressure Research Carnegie Institute of Washington USA

苏鲁榴辉岩中除了早前发现的一粒金刚石外,最近又发现了6粒,它们具有基本相似的外形和大小,但其晶体结构与普通自然界金刚石和人工合成金刚石存在一定差别。金刚石具有异常X-射线衍射峰以及有磁铁矿的包裹体等特征,表明可以排除这些金... 详细信息

苏鲁榴辉岩中除了早前发现的一粒金刚石外,最近又发现了6粒,它们具有基本相似的外形和大小,但其晶体结构与普通自然界金刚石和人工合成金刚石存在一定差别。金刚石具有异常X-射线衍射峰以及有磁铁矿的包裹体等特征,表明可以排除这些金刚石是人造或被外来样品混染的可能性。金刚石的再发现,证实苏鲁榴辉岩的形成压力可以达到4GPa以上,并且为大别和苏鲁两个超高压变质带的对比提供了一个重要标志。金刚石的异常晶胞参数和X-Ray异常峰的出现有可能与超高压变质作用有关,但需要实验岩石学研究证实。

关键词：金刚石榴辉岩中国大陆科学钻探苏鲁超高压变质作用

中国大陆科学钻探主孔100～2000m岩石弹性波速度:对地震深反射的约束

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岩石学报 2004年第1期20卷 81-96页

作者：金振民欧新功徐海军 H.Kern 金淑燕侯光久中国地质大学中国科学院地球化学研究所中国地质大学研究生院 Kiel University Kiel 24098Germany

在常温常压条件对中国大陆科学钻CCSD主孔岩心的700样品进行了弹性波速度测量,并建立了主孔2000m的波速(Vp和Vs)连续剖面,为检验地球物理模型的合理解释提供了岩石物理学方面的宝贵资料。主孔中新鲜榴辉岩纵波速度(Vp)最大(7.86km/s),... 详细信息

在常温常压条件对中国大陆科学钻CCSD主孔岩心的700样品进行了弹性波速度测量,并建立了主孔2000m的波速(Vp和Vs)连续剖面,为检验地球物理模型的合理解释提供了岩石物理学方面的宝贵资料。主孔中新鲜榴辉岩纵波速度(Vp)最大(7.86km/s),正副片麻岩波速最小,又分别为5.53km/s和5.71km/s,榴辉岩的波速随着退变质作用的增强而明显减小。主孔2000m总平均Vp速度为6.2km/s,它与地球物理探测方法获得的大别-苏鲁造山带上地壳具有6.2-6.3km/s 高速层结论是一致的。大部分岩石具有明显地震波各向异性。水饱和度使岩石纵波(Vp)速度和剪切波速度(Vs)分别增加19％和6％,而使Vp的各向异性降低3％-4％。不同岩性界面的反射系数(Rc)是产生地震反射的主要原因。金红石榴辉岩与片麻岩之间具有很高的反射系数(0.24-0.31)。韧性剪切带中糜棱岩化片麻岩和面理化榴辉岩使岩石各向异性和反射强度明显增加。岩石微裂隙与主孔原位波速变化有密切关系。饱水岩石速度(Vp和Vs)可以代表CCSD主孔原位状态的地震波速度。上述成果为本区地震反射体成因提供了重要的岩石物理性质约束。

关键词：超高压岩石弹性波速度各向异性地震反射体中国大陆科学钻探东海

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中国大陆科学钻探孔区地震反射的标定

地球物理学报 2006年第6期49卷 1682-1692页

作者：杨文采杨午阳程振炎中国地质科学院地质研究所大陆动力学实验室北京100037

利用大陆科学钻探取得的岩芯岩性、构造编录和波速、中子密度测井资料,可以比较准确地标定大陆科学钻探主孔两侧三维地震发现的反射体.二维地震剖面上的反射体可能与二维测线方向有关,三维地震提供了与方向无关的反射体信号,为结晶岩区... 详细信息

利用大陆科学钻探取得的岩芯岩性、构造编录和波速、中子密度测井资料,可以比较准确地标定大陆科学钻探主孔两侧三维地震发现的反射体.二维地震剖面上的反射体可能与二维测线方向有关,三维地震提供了与方向无关的反射体信号,为结晶岩区地壳反射波的标定提供了更加准确可信的基础数据.只有在建立准确的波速模型、由测井资料合成的地震道与三维地震剖面之间达到完美拟合之后,反射体标定才有意义.地震剖面、测井和岩芯资料的柱状对比图由于未考虑非线性时深转换和钻孔的弯曲,只能供初步分析用;反射体的详细标定还要考虑到时深转换的非线性及钻孔的弯曲,逐一制作标定分解图.引起结晶岩中反射体的机制是多方面的,文中逐一分析了过主孔的10个主要地震反射体的特点及成因,总结了结晶岩地区反射体分为三大类:(Ⅰ)与韧性剪切作用有关的反射体;(Ⅱ)与侵入岩或正变质岩岩体有关的反射体;(Ⅲ)与围岩岩性构造不均匀性有关的反射体.

关键词：大陆科学钻探结晶岩区标定反射体三维地震调查