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生物样品中汞的电感耦合等离子体质谱分析与干扰校正方法

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岩矿测试 2025年第1期44卷 140-148页

作者：张灵火马娜陈海杰张鹏鹏胡梦颖徐进力白金峰中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所河北廊坊065000 自然资源部地球化学探测重点实验室河北廊坊065000

电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)在测定生物样品中的Hg时,由于Hg元素的电离能高、电离效率低,且存在W的氧化物等多原子离子干扰,很难进行直接准确测定,加之生物样品中有机质含量高,基体复杂,也会导致分析结果产生偏差。本文通过比较标... 详细信息

电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)在测定生物样品中的Hg时,由于Hg元素的电离能高、电离效率低,且存在W的氧化物等多原子离子干扰,很难进行直接准确测定,加之生物样品中有机质含量高,基体复杂,也会导致分析结果产生偏差。本文通过比较标准模式(STD)和动能歧视模式(KED)下测定Hg的质谱干扰情况,表明在STD模式下200Hg、202Hg均受到W、Re、Os、Er、Dy等元素多原子离子的干扰,而KED模式有效地降低了干扰;在KED模式下选择202Hg作为分析同位素,Er、Dy、Re、Os等对Hg的干扰可以忽略不计,而W的氧化物干扰仍难以完全消除。进而详细研究了KED模式下W对Hg测定的质谱干扰,Hg所受干扰程度与W含量呈线性相关(R2=0.9997),可利用KED模式结合数学校正法消除W的质谱干扰;优选了样品稀释倍数和内标元素,选择稀释倍数为100倍,50μg/L的Rh作为内标补偿基体效应。在此基础上建立生物样品中Hg的ICP-MS分析与干扰校正方法,检出限为1.2ng/g。采用该方法对9个标准物质中Hg含量进行测定,测定值与标准值(或参考值)一致,尤其是国家标准物质GBW10028(黄芪)、GBW10025(螺旋藻)、GBW10015a(菠菜)的准确度显著提高,相对标准偏差(n=10)为0.7%~7.0%。该方法操作简便,适用于W含量范围在0~1000ng/g,Hg含量范围在3.2~670ng/g的生物样品的测试。

关键词：生物样品汞电感耦合等离子体质谱法干扰校正

鲁西七星台地区韧性剪切带变形特征及样式:对华北克拉通东部新太古代演化的构造约束

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岩石学报 2025年第1期41卷 237-259页

作者：张书慧张健赵辰苗亚洲刘晓光陈国楷中山大学地球科学与工程学院珠海519000 香港大学地球科学系中国香港中国地质调查局沈阳地质调查中心沈阳110034 山东科技大学地球科学与工程学院青岛266590

鲁西地区是华北克拉通东部陆块的重要组成部分,整体呈NW-SE向带状展布,保留有完整的新太古代地质记录和丰富的新太古代构造样式,对深入研究华北克拉通新太古代构造演化历史具有重要意义。过去的研究主要集中于地球化学、年代学、变质岩... 详细信息

鲁西地区是华北克拉通东部陆块的重要组成部分,整体呈NW-SE向带状展布,保留有完整的新太古代地质记录和丰富的新太古代构造样式,对深入研究华北克拉通新太古代构造演化历史具有重要意义。过去的研究主要集中于地球化学、年代学、变质岩石学等方面,但在构造地质学方面缺乏详细的证据制约。七星台地区位于鲁西西北部,新太古代不同岩性均有出露,保留丰富新太古代时期构造,是研究鲁西地壳形成与演化的经典地区。因此,本文选择在该地区进行了详细的野外构造解析、显微构造分析以及有限应变测量和地质年代学研究。详细野外填图揭示七星台韧性剪切带整体呈NW-SE向展布,剪切带内面理产状近直立,并且发育近水平矿物拉伸线理,而剪切运动学标志不发育。两条代表性构造剖面表明,在二长花岗岩体西侧与新太古代晚期TTG岩石构造接触区域,二长花岗岩为S-L构造岩发育糜棱面理,向东侧变形程度逐渐降低且最终变为块状构造。两条剖面中岩石分布及变形特征相似,不同变形程度的岩石间无明显界限,表明该地区带状分布的近直立岩石面理可能为水平向挤压所致。镜下显微特征也显示变形强度自西向东逐渐减弱的相似趋势,在变形二长花岗岩中普遍存在由强烈拉长的石英颗粒形成的多晶条带,矿物变形行为表明变形温度约450~550℃。利用三种不同方法获得的岩石有限应变测量结果和Flinn图解表明岩石应变类型为压扁型应变。应变强度分布图也显示岩石应变强度中间最强,向东远离构造接触带则呈逐渐降低趋势。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果显示七星台二长花岗岩形成时代为~2525Ma,结合前人研究,认为鲁西七星台地区变形时代约为2525~2500Ma。综上所述,鲁西地区在新太古代晚期经历了近NE-SW向水平压扁应变和近NW-SE向水平拉伸应变,指示新太古代晚期水平向构造挤压体制在华北克拉通东部陆块可能已经存在。同时,鲁西线性带并不具备典型的俯冲-碰撞造山带变形特征,如复杂的构造应力场变化、大型逆冲推覆构造以及高级变质作用等。这可能与其所处的特殊构造位置有关,如远离俯冲带的陆内应变集中区,但俯冲带的确切位置则需要未来更多详细工作来综合确定。

关键词：新太古代晚期七星台韧性剪切带二长花岗岩有限应变测量鲁西

华北克拉通和巴西圣弗朗西斯科-刚果克拉通新元古代早期岩浆作用(ca.940~890Ma)序列与成因

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岩石学报 2025年第1期41卷 167-182页

作者：苏向东彭澎郑州大学生态与环境学院地热与生态地质研究中心郑州450001 中国科学院地质与地球物理研究所中国-巴西联合地学研究中心北京100029

华北克拉通和巴西圣弗朗西斯科-刚果克拉通新元古代早期的岩墙和岩床及玄武岩(ca.940~890Ma)岩浆活动时间对比和古地磁研究结果表明,上述克拉通在新元古代可能相邻。这些阶段性岩浆作用的演化趋势和源区特征及其所反映的地质过程与构造... 详细信息

华北克拉通和巴西圣弗朗西斯科-刚果克拉通新元古代早期的岩墙和岩床及玄武岩(ca.940~890Ma)岩浆活动时间对比和古地磁研究结果表明,上述克拉通在新元古代可能相邻。这些阶段性岩浆作用的演化趋势和源区特征及其所反映的地质过程与构造背景对进一步开展大陆重建有重要意义。本文系统总结和对比分析了两个克拉通新元古代镁铁质岩石的岩相学、地球化学和同位素年代学数据。研究发现,这些岩石大致可分为两类多期:(1)年龄较老(ca.940~920Ma)且演化的高Ti岩石(MgO2%),负Eu异常明显(Eu/Eu^(*)=0.7~1.0);(2)年龄较年轻(ca.915~890Ma)且较为原始的低Ti岩石(MgO>6.5%,TiO_(2)地球化学动力学过程,支持两个克拉通在该时期相邻。

关键词：华北克拉通圣弗朗西斯科-刚果克拉通新元古代大火成岩省

燕山地区北京中生代上庄辉长岩-闪长岩-花岗岩杂岩体的壳幔岩浆混合成因及意义

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岩石学报 2025年第1期41卷 31-65页

作者：李友连郭敬辉欧阳东剑王浩彭澎钱青杨进辉中国科学院地质与地球物理研究所岩石圈演化与环境演变全国重点实验室北京100029 中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049

华北克拉通北缘东部的燕山地区,在晚中生代发育了广泛的中酸性岩浆岩。但是,在这期规模巨大的岩浆活动过程中,地幔的贡献方式和程度,一直不甚明了。在燕山西段北京上庄地区,发育一套辉长岩-闪长岩-花岗岩杂岩,其中包含空间上密切共生的... 详细信息

华北克拉通北缘东部的燕山地区,在晚中生代发育了广泛的中酸性岩浆岩。但是,在这期规模巨大的岩浆活动过程中,地幔的贡献方式和程度,一直不甚明了。在燕山西段北京上庄地区,发育一套辉长岩-闪长岩-花岗岩杂岩,其中包含空间上密切共生的辉长岩、辉长闪长岩、二长闪长岩、正长岩和花岗岩5个岩相单元,完整记录了从基性到中性、酸性连续的成分变化,是壳幔相互作用的理想研究对象。本文最新的高精度离子探针原位锆石U-Pb定年结果显示,这5个岩相单元的形成时代在125.9±1.1Ma~127.2±1.1Ma之间,相差不超过2Myr。成分差异显著的5个岩相,在如此短的时间内相继侵位形成,暗示了其成因上的密切关联。上庄杂岩体5个岩相单元的主、微量元素组成和主要地球化学指标,都不同程度地表现出连续变化的趋势,进一步指示了5个岩相单元之间密切的成因演化关系。结合全岩Sr-Nd同位素组成资料,我们提出上庄杂岩体的5个岩相单元来自富集岩石圈地幔和古老下地壳两个岩浆源区,经历了两类岩浆的混合作用,以及各自的分离结晶作用,最终形成这一杂岩体。具体来说,上庄杂岩体成因特征可以概括为:(1)作为基性端元的辉长岩单元,主体岩性为辉长岩和辉长苏长岩,以及少量橄长岩,ε_(Nd)(t)集中在-10.0~-8.5,来自EM1型的富集陆下岩石圈地幔。(2)辉长闪长岩和正长岩单元具有和辉长岩单元相同的Nd同位素组成范围,是由同源岩浆经历分离结晶作用所形成。(3)辉长闪长岩单元是稍早期侵入相中面积最大的,其中发育稍晚期沿裂隙贯入的多种类型的岩脉。其中,有一组花岗质岩脉,具有最低的ε_(Nd)(t)值(-19),其两阶段Nd模式年龄为2.5Ga,代表了来源于古老下地壳部分熔融的熔体。(4)将这些花岗质岩脉作为古老下地壳组成端员,二长闪长岩单元的元素和同位素组成,正好落在其与上述岩石圈地幔组成的混合线上,具有鲜明的壳幔组分混合特征;二长闪长岩中发育丰富的暗色微粒包体,斜长石斑晶发育复杂的内部结构和成分环带,如正环带、反环带和震荡环带等,且An值变化范围大(56~2),这些证据更直接表明其形成于基性和酸性岩浆的岩浆混合作用;岩浆混合模拟结果表明,二长闪长岩可以是约20%~30%幔源基性岩浆注入到壳源花岗质熔体的产物。(5)花岗岩单元具有与二长闪长岩单元相同的Nd同位素组成,高的SiO_(2)含量(71%~76%),显著Eu负异常、低Sr、Ba含量和高Rb/Sr比值,表明其应该是二长闪长质岩浆经由长石为主的分离结晶作用形成。上庄杂岩体的上述成因特征,显示出幔源岩浆活动的主导作用,不仅为大规模地壳熔融提供热流,更有相当高比例的直接物质贡献。综合区域上晚中生代中酸性岩浆岩资料,有相当高比例的岩体,其组成特征与上庄杂岩体的中酸性部分相当;相关岩性单元不能简单地归为埃达克质岩石,其成因不是由加厚下地壳部分熔融,而可能是古老下地壳受到幔源岩浆强烈影响的产物。

关键词：燕山侵入杂岩体岩石成因岩浆混合中生代

四川大岗山水库蓄水对地震活动影响的数值模拟研究

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地球物理学报 2022年第10期65卷 3930-3943页

作者：朱家正孙玉军中国地质科学院地球深部探测中心北京100037

水库地震问题是我国西南地区大型水电工程建设所面临的重要科学问题.四川大岗山水库处于龙门山断裂、鲜水河断裂和安宁河断裂等几条大型断裂的交汇区域,属于地震高烈度区域.库区的地震观测显示在水库达到正常蓄水位后,库区周边地震表现... 详细信息

水库地震问题是我国西南地区大型水电工程建设所面临的重要科学问题.四川大岗山水库处于龙门山断裂、鲜水河断裂和安宁河断裂等几条大型断裂的交汇区域,属于地震高烈度区域.库区的地震观测显示在水库达到正常蓄水位后,库区周边地震表现为丛集增强的特征,在鲜水河断裂南段磨西断裂的西侧地震活动性明显增强,而在龙门山断裂带南段即大渡河断裂的东侧,地震活动性则有一定的降低.大岗山水库蓄水过程是否以及如何影响该区域断层的活动性呢?本研究依据四川大岗山水库的实际构造地质特征及高精度数字高程模型数据,建立了该区三维孔隙弹性数值模型,并利用有限元的方法计算了水库蓄水过程造成的附加应力对该区域断层的库仑应力影响.从断层和水库主要水体的空间分布来看,大岗山库区的主蓄水区域位于磨西断裂的下盘以及大渡河断裂的上盘.因此,水库蓄水的弹性载荷效应造成磨西断裂的活动更加活跃并抑制了大渡河断裂的活动.数值模型的计算结果表明,在库水的重力作用和水渗流引起孔隙压力增加的叠加影响下,磨西断裂以西地区库仑应力变化量为正值,5 km深度最大增加45 kPa;库水的弹性效应使得大渡河以东区域库仑应力变化量为负值,最大降低约-12 kPa.这与该区域蓄水前后的地震活动性变化一致.进一步的计算结果表明,当水库蓄水维持在正常水位时,随着蓄水时间持续增长,渗流造成的孔隙压力增加会使得整个库区库仑应力变化量趋于正值,从而导致该区地震活动性整体增强.

关键词：水库地震库仑应力孔隙压力有限元数值模拟

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密集台阵主动源与被动源联合探测珠三角地壳结构

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地球与行星物理论评（中英文） 2025年第2期56卷 193-200页

作者：魏运浩杨海燕李玮王高春中国地质科学院北京100037 云南大学地球科学学院昆明650091 中国地质大学(武汉)地球物理与空间信息学院武汉430074 郑州大学生态与环境学院郑州450001

基于密集台阵的远震接收函数探测与人工地震测深使用相同的观测系统、观测仪器,人工地震测深的优势在于构建地壳上地幔精细速度结构模型,密集台阵接收函数成像的优势在于构建地壳几何结构模型,密集台阵主动源与被动源的联合探测方法可... 详细信息

基于密集台阵的远震接收函数探测与人工地震测深使用相同的观测系统、观测仪器,人工地震测深的优势在于构建地壳上地幔精细速度结构模型,密集台阵接收函数成像的优势在于构建地壳几何结构模型,密集台阵主动源与被动源的联合探测方法可以有效地扩展和提升深部探测的成果和认识.本研究使用珠三角地区人工地震测深L1测线的连续数据,开展了被动源远震接收函数成像研究,联合人工地震测深获得的地壳P波速度结构模型,构建了L1测线下方的地壳几何结构模型以及地壳平均波速比分布,揭示了珠三角西岸的地壳结构和断裂带的特征,主要包括:(1)地壳厚度28~30 km,过吴川—四会断裂后向东南方向减薄;(2)地壳平均波速比在测线中部吴川—四会断裂附近为~1.73,两侧小于1.70;(3)中地壳内存在低速构造,横向上被恩平—开平断裂带分隔.基于上述结果认为珠三角地区的地壳经历过明显的减薄作用,偏低的地壳平均波速比和下地壳V_(P)说明主要由下地壳减薄导致,推测吴川—四会断裂和恩平—开平断裂深部向东倾斜,并深切至Moho面,断裂带的形成演化受控于区域岩石圈地幔的热隆作用以及东南向的伸展作用.基于密集台阵的主动源与被动源联合探测方法,能为认识精细的地壳上地幔结构特征提供多参数、多尺度的约束,对刻画界面属性、断裂延伸、流熔体分布等都有重要指示意义,在深部结构探测和矿产资源勘查等领域具有广阔的应用前景.

关键词：人工地震测深短周期密集台阵珠三角地区

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特深科学钻探的关键问题

科学通报 2018年第26期63卷 2698-2706页

作者：王达张伟贾军中国地质科学院地球深部探测中心北京100037

科学钻探是当今世界各大国竞相开展的科学探索活动.超过万米孔深的特深钻探更是堪比宇航难度的大科学工程,也是"上天、下海、入地、登极"四大人类科学梦想中难度最大、迄今进展最慢的科学工程.本文探讨了特深钻探的主要难题,并提出了今... 详细信息

科学钻探是当今世界各大国竞相开展的科学探索活动.超过万米孔深的特深钻探更是堪比宇航难度的大科学工程,也是"上天、下海、入地、登极"四大人类科学梦想中难度最大、迄今进展最慢的科学工程.本文探讨了特深钻探的主要难题,并提出了今后攻克这些难题的基本思路.

关键词：科学钻探大科学工程探索活动

长江中下游成矿带铁-铜成矿系统结构的地球物理探测:综合分析

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地学前缘 2020年第2期27卷 232-253页

作者：吕庆田孟贵祥严加永张昆龚雪婧高凤霞中国地质科学院北京100037 中国地质科学院地球深部探测中心北京100037

成矿系统是在深部过程驱动下形成的、具有自组织的能量及物质迁移-汇聚系统。系统在形成和演化过程中,在岩石圈不同尺度上留下"痕迹",这种"痕迹"可以通过地球物理、地球化学和遥感等方法进行探测或观测。文章尝试在成矿系统理论框架下,... 详细信息

成矿系统是在深部过程驱动下形成的、具有自组织的能量及物质迁移-汇聚系统。系统在形成和演化过程中,在岩石圈不同尺度上留下"痕迹",这种"痕迹"可以通过地球物理、地球化学和遥感等方法进行探测或观测。文章尝试在成矿系统理论框架下,对近10多年来在长江中下游成矿带进行的多尺度地球物理、地球化学探测结果进行分析,识别典型陆内成矿系统"源区""通道""场所"的地球物理、地球化学"痕迹",尝试构建陆内成矿系统的空间结构模型。主要结论有:(1)长江中下游晚中生代的大规模铁、铜多金属成矿作用是一个完整的成矿系统。该系统包括3个子系统,分别为与高钾钙碱性岩浆岩有关的夕卡岩-斑岩成矿子系统、与橄榄安粗岩有关的陆相火山岩铁(硫)成矿子系统和与碱性岩有关的铜-金(铀)成矿子系统。(2)成矿系统的"源区"来自富集地幔的熔融、底侵,并在壳/幔边界与下地壳物质的混合,具有多级分布特点。幔源岩浆与地壳物质混合的比例决定了成矿金属的类型。(3)成矿带发育的"鳄鱼嘴"构造是铁铜成矿系统的主干"通道"。成矿系统"末端"矿质沉淀的"场所"主要受近地表褶皱、断裂、层间滑脱断层,以及由它们形成的断裂(裂隙)网络控制。(4)区域磁异常、放射性和地球化学异常是成矿系统残留"痕迹"的响应和"标识"。通过分析不同尺度的"标识"特征,可以深入认识成矿系统的空间结构,并可用于深部成矿预测。

关键词：长江中下游成矿带岩石圈结构深部过程成矿系统地球物理探测

南祁连哈拉湖地区早古生代岩浆侵入事件及其构造热演化历史

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岩石学报 2022年第3期38卷 793-812页

作者：李冰陈宣华王增振胡道功孙玉军中国地质科学院北京100037 中国地质科学院地球深部探测中心北京100037 中国地质科学院地质力学研究所北京100081

南祁连增生杂岩带作为祁连造山带的构造单元之一,是研究祁连造山带与柴达木地块构造演化及二者耦合关系的关键地区,得到了国内外学者的广泛关注。前人对南祁连增生杂岩早古生代以来的构造热演化历史研究相对较少,且缺少相对准确的年代... 详细信息

南祁连增生杂岩带作为祁连造山带的构造单元之一,是研究祁连造山带与柴达木地块构造演化及二者耦合关系的关键地区,得到了国内外学者的广泛关注。前人对南祁连增生杂岩早古生代以来的构造热演化历史研究相对较少,且缺少相对准确的年代学数据约束。本文通过对南祁连增生杂岩带哈拉湖地区阿腊郭勒岩体二长花岗岩开展LA-ICP-MS锆石U-Pb定年、岩石地球化学特征、锆石和磷灰石裂变径迹年龄测试及热历史模拟,并结合野外地质调查和构造演化特征,揭示南祁连增生杂岩带哈拉湖地区的构造热演化历史和山脉隆升过程。结果显示:(1)南祁连哈拉湖地区在中志留世发生一期岩浆侵入事件(425~429Ma),其形成的岩体具有壳源花岗岩特征,产出于同碰撞的构造环境,说明该期岩浆事件是与祁连洋洋壳俯冲结束后的柴北缘地区大陆碰撞过程中的岩浆活动有关;(2)该岩体经历了中志留世至晚泥盆世的岩浆侵位与快速冷却阶段以及晚泥盆世-侏罗纪的构造平稳与缓慢冷却阶段;(3)早白垩世以来的中低温冷却和快速隆升的构造热演化历史。此外,祁连山地区自始新世以来经历了多期与印度欧亚-板块碰撞有关的构造变形。

关键词：南祁连早古生代岩浆侵入事件构造热演化

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