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浅析歙砚纹理的成因及发墨机制

岩石矿物学杂志 2024年第3期43卷 562-574页

作者：唐甘宇赖勇北京大学造山带与地壳演化教育部重点实验室北京100871

歙砚作为我国四大名砚之一,具有很高的经济及艺术价值。为探究歙砚特有纹理的成因和歙砚发墨机理,对江西婺源的歙砚样本进行了光学显微镜、环境扫描电镜、电子探针和能谱等的观察和测试,结果表明歙砚原石的主要组成矿物为绢云母、石英... 详细信息

歙砚作为我国四大名砚之一,具有很高的经济及艺术价值。为探究歙砚特有纹理的成因和歙砚发墨机理,对江西婺源的歙砚样本进行了光学显微镜、环境扫描电镜、电子探针和能谱等的观察和测试,结果表明歙砚原石的主要组成矿物为绢云母、石英和绿泥石;歙砚的不同纹理形态受控于原生矿物的变质作用程度以及原岩的应力变形作用。结合镜下微观结构和砚锋机制,提出在发墨过程中石英提供了粗磨作用,绢云母和绿泥石提供了细磨作用。通过计算砚锋密度,认为歙砚属于高密度锋一类,从数值的角度定量评估了歙砚的实用属性。再结合自磨刃机理解释了歙砚能够长久维持“滑不拒墨”优异表现的原因。在与其他砚台的比较中,歙砚从观赏性和实用性两方面都表现出了突出的优势。

关键词：歙砚纹理成因发墨机制

大氧化事件在山西滹沱群中的记录:碳酸盐岩碳同位素资料分析

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岩石学报 2018年第12期34卷 3709-3720页

作者：陈威宇陈衍景北京大学造山带与地壳演化教育部重点实验室北京100871

古元古代早期爆发了全球性大氧化事件(GOE),诱发了休伦冰川事件(Huronian Glaciation Event,HGE)和2. 3～2. 06Ga的拉玛岗地-瓦图里碳酸盐碳同位素正漂移事件(Lomagundi-Jatuli Event,LJE)。滹沱群是华北克拉通最具代表性的古元古代沉... 详细信息

古元古代早期爆发了全球性大氧化事件(GOE),诱发了休伦冰川事件(Huronian Glaciation Event,HGE)和2. 3～2. 06Ga的拉玛岗地-瓦图里碳酸盐碳同位素正漂移事件(Lomagundi-Jatuli Event,LJE)。滹沱群是华北克拉通最具代表性的古元古代沉积地层,变质程度最低,地层学研究程度高,是探索GOE以及HGE和LJE的理想研究对象。通过总结和分析滹沱群碳酸盐岩碳同位素研究结果,我们发现:(1)滹沱群主体未显示δ^(13)C_(carb)正漂移现象,但下部大石岭组有高达3. 5‰的δ^(13)C_(carb)正异常;(2)显示δ^(13)C_(carb)正异常的大石岭组可能形成于2. 08Ga之前,未显示δ^(13)C_(carb)正异常的东冶亚群可能形成于2. 06Ga之后;(3)五台地区记录休伦冰川事件的冰碛岩应发育在大石岭组之下,即四集庄组砾岩。总之,滹沱群形成于2. 3Ga之后,下部豆村亚群沉积于HGE或LJE期间,可能保留了更显著的δ^(13)C_(carb)正漂移信息及冰川沉积记录,中部的东冶亚群沉积于LJE之后,不存在δ^(13)C_(carb)正漂移。

关键词：古元古代碳同位素正漂移事件大氧化事件滹沱群华北克拉通

阴山东部固阳地区晚石炭世碱性火山岩的发现及其地质意义

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岩石学报 2023年第3期39卷 670-688页

作者：朱伟鹏田伟魏春景北京大学地球与空间科学学院造山带与地壳演化教育部重点实验室北京100871

在华北克拉通北缘阴山地块东部固阳地区发现了假白榴石粗面玄武岩和钾质粗面岩两种高钾准铝质碱性火山岩。地质年代学数据显示,假白榴石粗面玄武岩的磷灰石U-Pb年龄为322±14Ma,钾质粗面岩的锆石U-Pb年龄为315.6±7.5Ma,说明其形成时代... 详细信息

在华北克拉通北缘阴山地块东部固阳地区发现了假白榴石粗面玄武岩和钾质粗面岩两种高钾准铝质碱性火山岩。地质年代学数据显示,假白榴石粗面玄武岩的磷灰石U-Pb年龄为322±14Ma,钾质粗面岩的锆石U-Pb年龄为315.6±7.5Ma,说明其形成时代均为晚石炭世。岩石地球化学特征显示,二者均富Al、Fe,贫Mg;富集大离子亲石元素(如Rb、Ba和K),相对亏损高场强元素(如Ta、Nb和Ti),轻重稀土分异明显,富集轻稀土,相对亏损重稀土,Eu异常不明显;高(87Sr/86Sr)i比值(0.710028~0.714745),低εNd(t)值(-9.0~-17.2),表现出相似的交代岩石圈地幔源区和地壳混染特征。将该碱性火山岩与兴蒙造山带晚石炭世-早二叠世中基性火山岩和阴山地块白垩纪中基性火山岩进行岩石类型对比,发现华北克拉通北缘产出的火山岩多为高钾碱性系列,而兴蒙造山带中产出的火山岩则多为钙碱性系列;与兴蒙造山带晚石炭世-早二叠世中基性火山岩进行岩石成因对比,发现它们的岩浆源区和混染程度并不相同,即固阳地区碱性火山岩为受到早古生代俯冲沉积物交代的岩石圈地幔部分熔融所形成的岩浆在上升过程中混染华北克拉通TTG片麻岩后喷发的产物,而兴蒙造山带中火山岩的产出则多为亏损地幔部分熔融所形成的岩浆在上升过程中轻度混染地壳物质后喷发的结果。在固阳地区发现晚石炭世碱性火山岩,代表着古亚洲洋在该时期的后造山伸展作用范围已延伸至华北克拉通北缘。

关键词：华北克拉通北缘固阳地区碱性火山岩晚石炭世部分熔融古亚洲洋后造山伸展作用

“中年地球”的磷循环与生物泵:再谈“沉寂的十亿年”

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科学通报 2022年第15期67卷 1614-1623页

作者：黄天正王瑞敏沈冰北京大学地球与空间科学学院造山带与地壳演化教育部重点实验室北京100871

海洋初级生产力受到主量营养元素磷(P)和氮(N)的共同约束.其中P在基础的生物化学反应中起到不可替代的作用[1],包括组成遗传物质(DNA)、参与能量传输(adenosine triphosphate,ATP)、形成结构支撑(磷脂双分子层与磷酸盐骨骼)等;而N则是... 详细信息

海洋初级生产力受到主量营养元素磷(P)和氮(N)的共同约束.其中P在基础的生物化学反应中起到不可替代的作用[1],包括组成遗传物质(DNA)、参与能量传输(adenosine triphosphate,ATP)、形成结构支撑(磷脂双分子层与磷酸盐骨骼)等;而N则是蛋白质氨基酸的主要成分.海洋中生物可利用的N(氨和硝酸根)主要来自生物的固氮作用;而P的供给主要依靠陆源输入,即大陆风化作用产生的磷酸根通过河流过程输入.因此,P被认为是地质历史时期海洋初级生产力的主要限制因素[2].

关键词：海洋初级生产力生物化学反应限制因素磷脂双分子层蛋白质氨基酸能量传输磷循环硝酸根

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陶瓷材料地磁场古强度研究的可靠性探索

地球物理学报 2022年第7期65卷 2613-2621页

作者：李能韬黄宝春北京大学地球与空间科学学院造山带与地壳演化教育部重点实验室北京100871

目前来自以烧制陶瓷为主的考古磁学古强度数据存在较大的离散度,且缺少验证性的实验研究,制约了对人类历史时期地磁场强度变化的认识.本文以现代烧制的陶片为材料,采用了目前国际上接受程度最高的双加热方法测量其古强度,并进行了岩石... 详细信息

目前来自以烧制陶瓷为主的考古磁学古强度数据存在较大的离散度,且缺少验证性的实验研究,制约了对人类历史时期地磁场强度变化的认识.本文以现代烧制的陶片为材料,采用了目前国际上接受程度最高的双加热方法测量其古强度,并进行了岩石磁学实验.结果显示,仅一个样品所测得的地磁场强度与参考值相符(测量值46.4±3.7μT,参考值48.2μT).两个样品古强度数据虽然通过了各项可靠性检验,但最终结果存在约20%的偏差(测量值38.6±3.8μT、43.5±4.1μT,参考值50.4μT),岩石磁学实验结果显示其载磁能力在加热前后发生了明显变化.因此,对于陶瓷样品,pTRM系列各项检验并不能完好地验证其载磁能力是否发生了改变;岩石磁学实验应该作为其古强度研究的第一步筛选条件.

关键词：古强度考古磁学陶瓷可靠性筛选标准

俯冲板片稳定同位素(Fe-K-Li-B-Ba)的分馏行为

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地球科学 2024年第2期49卷 685-699页

作者：王琳张贵宾北京大学地球与空间科学学院造山带与地壳演化教育部重点实验室北京100871

俯冲带是壳幔循环的重要场所,K、Ba、B和Li作为流体活动性元素,富集在俯冲带流体中;同时各个储库的同位素差异使得其成为研究各种俯冲带流体的良好示踪剂.总结了近年来有关俯冲带Fe同位素与俯冲带变质流体氧化还原状态的研究进展,以及K... 详细信息

俯冲带是壳幔循环的重要场所,K、Ba、B和Li作为流体活动性元素,富集在俯冲带流体中;同时各个储库的同位素差异使得其成为研究各种俯冲带流体的良好示踪剂.总结了近年来有关俯冲带Fe同位素与俯冲带变质流体氧化还原状态的研究进展,以及K、Ba、Li和B同位素在俯冲各个阶段的地球化学行为,包括俯冲物质的同位素组成,俯冲板片变质流体的稳定同位素分馏,及俯冲板片物质再循环沉积物、蚀变洋壳及俯冲带蛇纹岩与上覆地幔楔的相互作用再循环过程中伴随的元素分配和稳定同位素分馏.随着稳定同位素测试精度的提升和以上同位素在不同地质储库和地质过程的数据完善,可以更有助于理解俯冲带中的相关物理化学变化过程.

关键词：稳定同位素俯冲带同位素示踪地壳物质再循环地球化学

黑龙江省三矿沟夕卡岩型铁铜矿床矿物学特征及成矿物理化学条件

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地学前缘 2018年第5期25卷 167-182页

作者：邓轲陈衍景张成许强伟朱雪峰北京大学造山带与地壳演化教育部重点实验室北京100871

黑龙江三矿沟铁铜矿床位于大兴安岭北段多宝山矿集区,矿体产于燕山期侵入岩与奥陶系多宝山组大理岩接触带的夕卡岩内。根据矿物共生组合及交代关系,确定热液成矿过程包括夕卡岩阶段、退夕卡岩阶段和石英-硫化物阶段。铁矿化主要发生在... 详细信息

黑龙江三矿沟铁铜矿床位于大兴安岭北段多宝山矿集区,矿体产于燕山期侵入岩与奥陶系多宝山组大理岩接触带的夕卡岩内。根据矿物共生组合及交代关系,确定热液成矿过程包括夕卡岩阶段、退夕卡岩阶段和石英-硫化物阶段。铁矿化主要发生在退夕卡岩阶段,形成磁铁矿、镜铁矿等铁氧化物,呈浸染状、条带状、块状产于钙铁榴石夕卡岩中。铜矿化主要发生在石英-硫化物阶段,形成黄铜矿、斑铜矿等硫化物,交代早期矿物。电子探针分析等研究表明,三矿沟铁铜矿床发育钙质夕卡岩矿物组合,其石榴子石主要为钙铝榴石和钙铁榴石,辉石为透辉石-钙铁辉石系列,角闪石属于钙角闪石系列,绿泥石属于I型三八面体富铁绿泥石。石榴子石有3种类型:早期自形粗粒的钙铝榴石(Grt-Ia)和钙铁榴石(Grt-Ib),以及晚期呈脉状产出的钙铁榴石(Grt-Ⅱ)。夕卡岩阶段成矿流体具有高温、弱酸性、高氧逸度的特征;退夕卡岩阶段流体温度降低,pH升高,形成大量铁氧化物;石英-硫化物阶段流体温度和氧逸度降低,金属硫化物沉淀。

关键词：物理化学条件矿物学三矿沟夕卡岩铁铜矿床大兴安岭黑龙江

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再论台湾造山带构造格架与演化过程

岩石学报 2022年第4期38卷 963-979页

作者：黄博宏魏春景季建清造山带与地壳演化教育部重点实验室北京大学地球与空间科学学院北京100871

台湾造山带是中新世晚期以来相邻菲律宾海板块往北西方向移动,导致北吕宋岛弧系统及弧前增生楔与欧亚大陆边缘斜碰撞形成的。目前该造山带仍在活动,虽然规模很小,但形成了多数大型碰撞造山带中的所有构造单元,是研究年轻造山系统的理想... 详细信息

台湾造山带是中新世晚期以来相邻菲律宾海板块往北西方向移动,导致北吕宋岛弧系统及弧前增生楔与欧亚大陆边缘斜碰撞形成的。目前该造山带仍在活动,虽然规模很小,但形成了多数大型碰撞造山带中的所有构造单元,是研究年轻造山系统的理想野外实验室,为理解西太平洋弧-陆碰撞过程和边缘海演化提供了一个独特的窗口。本文总结了二十一世纪以来对台湾造山带的诸多研究进展,讨论了其构造单元划分及演化过程。我们将台湾造山带重新划分为6个构造单元,由西至东分依次为:(1)西部前陆盆地;(2)中央山脉褶皱逆冲带;(3)太鲁阁带;(4)玉里-利吉蛇绿混杂岩带;(5)纵谷磨拉石盆地;(6)海岸山脉岛弧系统。其中,西部前陆盆地为6.5Ma以来伴随台湾造山带的隆升剥蚀形成沉积盆地。中央山脉褶皱逆冲带为新生代(57~5.3Ma)欧亚大陆东缘伸展盆地沉积物由于弧-陆碰撞受褶皱、逆冲及变质作用改造形成的。太鲁阁带是造山带中的古老陆块,主要记录中生代古太平洋俯冲在欧亚大陆活动边缘形成的岩浆、沉积和变质岩作用。玉里-利吉蛇绿混杂岩带和海岸山脉岛弧系统分别为中新世中期(~18Ma)以来南中国海板块向菲律宾海板块之下俯冲形成的岛弧和弧前增生楔,其中玉里混杂岩中有典型低温高压变质作用记录,变质年龄为11~9Ma;岛弧火山作用的主要时限为9.2~4.2Ma。纵谷磨拉石盆地记录1.1Ma以来的山间盆地沉积。台湾造山带的构造演化可划分为4个阶段:(a)古太平洋板块俯冲与欧亚大陆边缘增生阶段(200~60Ma);(b)欧亚大陆东缘伸展和南中国海扩张阶段(60~18Ma);(c)南中国海俯冲阶段(18~4Ma);(d)弧-陆碰撞阶段(造山带是一个特殊案例,其弧-陆碰撞并不伴随着弧-陆之间的洋盆消亡,而是由于北吕宋岛弧及弧前增生楔伴随菲律宾海板块运动向西北方走滑,仰冲到欧亚大陆边缘,形成现今的台湾造山带。

关键词：台湾造山带弧-陆碰撞南中国海俯冲构造分区北吕宋岛弧

斑岩型铜、金、钼矿床成岩成矿特征差异的原因和意义

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地学前缘 2018年第5期25卷 237-250页

作者：疏孙平李秋根刘树文陈衍景北京大学造山带与地壳演化教育部重点实验室北京100871

文中简要总结了斑岩型金矿、铜矿和钼矿在产出的构造环境,岩石地球化学特征和出溶流体的温度、压力、盐度、蚀变等方面的异同点,重点从元素的地球化学性质、岩浆的源区和过程(熔体和流体演化)3个方面解释了上述差异。Au、Cu和Mo在地球... 详细信息

文中简要总结了斑岩型金矿、铜矿和钼矿在产出的构造环境,岩石地球化学特征和出溶流体的温度、压力、盐度、蚀变等方面的异同点,重点从元素的地球化学性质、岩浆的源区和过程(熔体和流体演化)3个方面解释了上述差异。Au、Cu和Mo在地球化学性质尤其是亲硫性上的差异决定了元素在不同的大地构造环境下的岩浆作用过程中的分布、迁移和富集特征,最终控制了矿床的分布。岩浆的源区及其温压条件、熔体上升过程中矿物的分离结晶和中上地壳岩浆房内的演化程度控制了成矿岩浆的地球化学特征,进而影响其就位时的压力和温度,从而导致出溶流体在p-T-X上的变化。结合岩浆岩中大离子亲石元素和SiO_2的含量,可以评估斑岩型矿床的类型:高的Rb含量是斑岩型钼矿的特征,高的Ba含量是斑岩型钼+铜矿的特征,高的Sr含量是斑岩型铜+金矿的特征。相对于俯冲环境,后俯冲环境下的成矿岩体具有更高的大离子亲石元素含量。矿区中酸性岩石的结构(斑状、似斑状、不等粒和等粒结构)可以用来初步指示成矿的潜力。

关键词：斑岩型矿床分配系数岩浆演化流体出溶