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峨眉山大火成岩省米易晚二叠世正长岩的成因及其对地幔柱-岩石圈相互作用的启示

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成都理工大学学报(自然科学版) 2025年

作者：韩东星陈越夏瑛成都理工大学地球与行星科学学院

扬子板块西缘广泛发育晚二叠世岩浆活动，包括大规模的溢流玄武岩以及与其时空紧密联系的碱性岩。峨眉山大火成岩省（ELIP）碱性岩具有从钠质到高钾质的复杂成分，其成因仍存在争议。本文采集米易地区的钠质到高钾质正长岩，通过岩石学... 详细信息

扬子板块西缘广泛发育晚二叠世岩浆活动，包括大规模的溢流玄武岩以及与其时空紧密联系的碱性岩。峨眉山大火成岩省（ELIP）碱性岩具有从钠质到高钾质的复杂成分，其成因仍存在争议。本文采集米易地区的钠质到高钾质正长岩，通过岩石学和地球化学研究，探讨地壳物质在米易正长岩复杂成分变化中的作用，并进一步约束ELIP地幔柱-岩石圈相互作用过程。米易正长岩由碱性长石、斜长石、霓辉石构成，其中霓辉石具有富集高场强元素和亏损大离子亲石元素的特征，以及明显的Ta、Sr和Eu的负异常。锆石U-Pb年代学揭示米易正长岩的年龄为258.8±1.7 Ma （MSWD=0.78），属于峨眉山地幔柱活动晚期。米易正长岩具有中等的SiO2含量（58.91～66.19%），高的全碱含量（Na2O+K2O=9.48～11.5%），铝饱和指数介于1.20～1.34，莱特碱度率介于2.17～5.14之间，为典型的碱性岩。岩石相对富集轻稀土元素和亏损重稀土元素，（La/Yb）N=9.38～16.5。岩石具有富集的Sr-Nd-Pb同位素组成((87Sr/86Sr)_t=0.707 26;εNd（t）=-1.87;(206Pb/204Pb)_t=18.835)。热力学模拟结果表明米易正长岩可以由高钛玄武质岩浆分离结晶产生，分离结晶的矿物组合为～35%斜长石、～17%单斜辉石、～11%橄榄石和～4%氧化物。微量元素和同位素模拟结果表明米易正长岩是由受到少量地壳物质混染（～10%）的高钛玄武质岩浆经过30～70%分离结晶产生。因此本文认为在ELIP晚期拉张背景下，由于地幔柱来源的幔源岩浆的结晶分异及其与地壳物质的相互作用，形成了ELIP内带广泛发育的钠质到高钾质正长岩。

关键词：峨眉山大火成岩省碱性岩同化混染和分离结晶作用地幔柱-岩石圈相互作用

光之于生命：早期地表光化学过程驱动关键营养元素循环

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矿物岩石地球化学通报 2025年

作者：郝记华张宗斌李杰 Mondal Javed Akhter 朱昱科李杏郭浩天崔幸郭继业宋亚芳黄方中国科学技术大学地球与空间科学学院香港大学地球科学系

太古宙是地球-生命协同演化的关键时期。营养元素的循环是连接固体地球和早期生物演化的关键纽带，但早期迥异的地表环境特征深刻影响了营养元素的可获得性。本文主要围绕地球早期环境条件下的营养元素循环及生物可获得性前沿科学问题... 详细信息

太古宙是地球-生命协同演化的关键时期。营养元素的循环是连接固体地球和早期生物演化的关键纽带，但早期迥异的地表环境特征深刻影响了营养元素的可获得性。本文主要围绕地球早期环境条件下的营养元素循环及生物可获得性前沿科学问题，尤其关注一些在早期生物起源和演化中发挥关键作用的限制性营养元素，综述了近年来有关早期光化学环境对关键营养元素循环的影响，重点总结了地球系统多圈层相互作用下光化学驱动的早期营养元素循环在重大环境-生物演变事件中扮演的潜在角色，最后展望了光化学影响行星系统宜居性演化方面的研究。

关键词：太古宙营养元素光化学宜居性共演化

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慢地震背景下石英变形的分子动力学模拟研究

中国科学:地球科学 2025年

作者：孙静娴郭谦谦侯泉林中国科学院大学地球与行星科学学院中国科学院计算地球动力学重点实验室

慢地震是地震能量缓慢释放的主要形式,对其震源机制的研究仍存争议.目前的研究主要从物理角度出发,关注摩擦运动的规律,认为慢地震是断层重回脆性的产物.但其震源区具明显的塑性变形特征,那么塑性变形在俯冲带慢地震发震机制中发挥何种... 详细信息

慢地震是地震能量缓慢释放的主要形式,对其震源机制的研究仍存争议.目前的研究主要从物理角度出发,关注摩擦运动的规律,认为慢地震是断层重回脆性的产物.但其震源区具明显的塑性变形特征,那么塑性变形在俯冲带慢地震发震机制中发挥何种作用?力化学研究表明,机械力可直接作用于化学键.本研究从应力化学视角,关注塑性变形过程中化学能的存储与释放.本文利用分子动力学方法,结合Tersoff势函数,模拟计算了石英在初始简单剪切加载条件下的变形过程.结果显示, α-石英剪切模量为18GPa,在稳态流变阶段所建模型主要表现为原子的流动和化学键结合方向的改变.剪切过程中应力与分子势能随着应变的积累产生上下振荡的变化曲线,表明塑性变形过程中存在化学能的储存和释放,这可能是慢地震能量储存和释放的方式之一.此外,从原子尺度揭示的石英弹塑性变形过程为一般剪切变形,暗示并非平面应变,而且最大瞬时伸长轴(ISA1)与剪切方向的夹角并非45°,而是30°左右,这些都有悖于岩石变形理论的传统认知,为进一步研究提供了新线索.

关键词：慢地震 α-石英塑性应变能构造应力化学 Tersoff势

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温室气体浓度检测的玻璃瓶存储时间探讨

农业环境科学学报 2025年

作者：李宝江孙彤彤王睿王迎红韩圣慧姚志生郑循华中国科学院大气物理研究所理化分析测试中心东北师范大学地理科学学院中国科学院大学地球与行星科学学院

为评估玻璃瓶长期存储过程中温室气体样品浓度的稳定性，确保测量结果的准确性，本研究针对存储不同浓度（大气本底浓度的0.8～30倍）的温室气体标准样品，以及对密封垫（氯化丁基橡胶）进行0～30次刺孔的玻璃瓶，采用气相色谱仪对样品... 详细信息

为评估玻璃瓶长期存储过程中温室气体样品浓度的稳定性，确保测量结果的准确性，本研究针对存储不同浓度（大气本底浓度的0.8～30倍）的温室气体标准样品，以及对密封垫（氯化丁基橡胶）进行0～30次刺孔的玻璃瓶，采用气相色谱仪对样品在存放120 d期间的浓度进行7次测定。结果显示：存放时间、样品浓度和刺孔数共同作用影响温室气体浓度偏差。对于二氧化碳(CO2)样品，建议存放时间不超过14 d以确保浓度偏差小于2%；若超过14 d，偏差增至2%～5%，而超过90 d则不再推荐。甲烷(CH4)样品可存放≤30 d以保持<2%的偏差，≤120 d仍可维持≤5%的偏差，尤其在较高浓度下表现更为稳定。氧化亚氮(N2O)样品在≤14 d内存放可保持<2%偏差，存放30 d以上偏差增加至2%～5%，超过60 d则不再推荐，特别是高浓度样品。为了确保数据准确性（<2%偏差），建议CO2和N2O样品尽量在14 d内分析，CH4样品则应在30 d内完成分析。基于该存放时间，建议玻璃瓶刺孔数应≤20次。本研究定量分析了样品浓度和刺孔数对不同存放时间温室气体样品浓度变化的影响，并给出了玻璃瓶的使用方法建议。

关键词：温室气体存放时间浓度水平刺孔数静态箱法

月球1∶100万薛定谔盆地幅(LQ-140)地质填图及区域地质演化分析

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矿物岩石地球化学通报 2025年

作者：黄蔚东刘建忠朱凯刘敬稳中国科学院地球化学研究所月球与行星科学研究中心中国科学院大学

数字填图工作对于系统总结月球探测成果及深入理解月球地质演化具有里程碑意义。尤其南极-艾肯盆地（Southpole-Aitken Basin）更是近些年及未来几年的热点区域，但目前缺乏高纬度区域的大比例尺精细编图，因此本研究将SPA盆地内包含薛... 详细信息

数字填图工作对于系统总结月球探测成果及深入理解月球地质演化具有里程碑意义。尤其南极-艾肯盆地（Southpole-Aitken Basin）更是近些年及未来几年的热点区域，但目前缺乏高纬度区域的大比例尺精细编图，因此本研究将SPA盆地内包含薛定谔盆地的高纬度区域作为研究对象，并依据美国编图标准命名为LQ140。本研究依托中国探月工程所获取的丰富光谱数据、高分辨率影像资料以及历史探测信息，以地理信息系统平台ArcGIS为工具，编制出1∶100万比例尺的LQ-140区域地质图，同时分析了区域地质演化历史，探讨了薛定谔盆地峰环的形成机制。该研究可为理解南极-艾肯盆地重大撞击事件的后期改造效应，峰环盆地形成机制提供了参考。

关键词：月球遥感 GIS地质填图薛定谔盆地地质演化

中高层大气环境变异及天气气候致灾效应——重大项目简介及最新进展

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大气科学学报 2025年

作者：田文寿卞建春陆高鹏肖子牛尹志聪黄金龙胡定珠周放张重阳宋晓蕾兰州大学大气科学学院中国科学院气物理研究所中层大气和全球环境探测重点实验室中国科学技术大学地球和空间科学学院中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室南京信息工程大学大气科学学院

中高层大气因其对天气气候的显著影响而被列为世界天气气候研究计划前沿科学研究领域。同时，作为航空到航天的过渡空间，中高层大气被视为国防安全的“高边疆”。然而，由于观测数据不足以及缺乏完备的中高层大气模式，我国对中高层大... 详细信息

中高层大气因其对天气气候的显著影响而被列为世界天气气候研究计划前沿科学研究领域。同时，作为航空到航天的过渡空间，中高层大气被视为国防安全的“高边疆”。然而，由于观测数据不足以及缺乏完备的中高层大气模式，我国对中高层大气环境变异及其天气气候致灾效应的认识还很薄弱。为了加深我们对中高层大气的认识，国家自然科学基金委资助了重大研究项目“中高层大气环境变异及天气气候致灾效应”，该项目旨在：1）发展中高层大气成分观测的新技术和方法，开展“天空地”一体化多要素协同观测，获取中高层大气的多时空尺度观测资料；2）研究跨大气层相互作用和多源扰动对中高层大气的影响，量化外部强迫因子和内部变率对中高层大气变异的影响及贡献；3）完善模式的中高层大气物理化学过程，建立中高层大气资料同化系统；4）揭示中高层大气环境变异对东亚极端天气气候的影响和机制，评估其致灾效应和风险。该项研究将为防灾减灾、气候变化应对以及国防安全保障提供重要的科技支撑和决策依据。本文简要介绍了该项目的研究背景、内容和关键科学问题及最新研究进展。

关键词：中高层大气协同观测数据同化化学-辐射-动力反馈地球系统模式极端天气气候事件

新疆西昆仑切列克其大型菱铁矿床锆石U-Pb年龄及地质意义

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地质科学 2025年第1期60卷 272-279页

作者：朱明田孔繁琦刘文成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中国科学院大学地球与行星科学学院中国地质大学地球科学与资源学院

木吉—布伦口—黑黑孜站干—大红柳滩菱铁矿带是西昆仑最重要的铁成矿带之一，可分为南北两段，北段分布于木吉—布伦口—切列克其一带，以切列克其菱铁矿规模最大且典型，但目前尚没有确切的成矿年代学数据来限定菱铁矿的形成时代。本... 详细信息

木吉—布伦口—黑黑孜站干—大红柳滩菱铁矿带是西昆仑最重要的铁成矿带之一，可分为南北两段，北段分布于木吉—布伦口—切列克其一带，以切列克其菱铁矿规模最大且典型，但目前尚没有确切的成矿年代学数据来限定菱铁矿的形成时代。本文从块状菱铁矿石中挑选出了大量岩浆成因锆石，它们均具有典型的韵律环带，LA-ICP-MS U-Pb定年给出的206Pb/238U加权平均年龄为488±3 Ma，指示块状菱铁矿体形成于寒武纪末期。另有3颗锆石给出了～434 Ma的年代学记录，其轻稀土含量变化较大，可能遭受了后期流体扰动。这一变质事件可能与原特提斯洋的闭合有关，一定程度上影响了块状菱铁矿的形成。由此推测西昆仑北段菱铁矿带很可能形成于寒武纪末期，与原特提期洋演化过程中的海底喷流热液成矿系统有关。

关键词：切列克其菱铁矿成矿年代学西昆仑喷流沉积

接地源短偏移瞬变电磁法理论及其在深部矿产勘探中的应用

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中国科学:地球科学 2025年

作者：薛国强武欣陈卫营周楠楠中国科学院矿产资源研究重点实验室中国科学院地质与地球物理研究所中国科学院大学地球与行星科学学院

瞬变电磁法是探测地下金属矿体的关键地球物理技术之一,其发射源包括回线源和接地源两种形式.长偏移瞬变电磁法(LOTEM)采用接地源,其探测理论基础是远源观测方式和平面波模型简化.然而,远源观测到的信号强度小,平面波简化后的方法勘探... 详细信息

瞬变电磁法是探测地下金属矿体的关键地球物理技术之一,其发射源包括回线源和接地源两种形式.长偏移瞬变电磁法(LOTEM)采用接地源,其探测理论基础是远源观测方式和平面波模型简化.然而,远源观测到的信号强度小,平面波简化后的方法勘探精度低,其有效探测深度约1000m,综合误差15%.近年来,我们提出并发展了接地源短偏移瞬变电磁法(SOTEM),显著提升了500～2000m矿产资源的探测深度和精度.本文综述了SOTEM的理论基础、仪器设备、数据处理方法及其实际应用效能. SOTEM基于点电荷微元模型,精确计算电磁场的曲面波效应.针对近源观测,我们开发了高功率、高分辨率的大带宽勘探设备,并发展出三维混合反演方法.在河南省周庵地区的镍-铜隐伏矿床实测中, SOTEM揭示了2km深度范围内的高分辨率电导率结构,验证了浅部已知矿体,并在岩体接触带和底部发现了深部矿化异常,显示出该矿区深部的巨大找矿潜力.

关键词：远源观测平面波简化接地源短偏移瞬变电磁法大带宽勘探设备三维混合反演

中国大陆古新世-始新世极热事件时期野火的时空演变

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中国科学:地球科学 2025年

作者：王学婷陈祚伶崔琳琳王旭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中国科学院大学地球与行星科学学院中国科学院地质与地球物理研究所

古新世-始新世极热事件(PETM)是新生代最显著的气候变暖事件,与现今人类燃烧化石燃料排放温室气体引发的全球变暖过程相似,已成为研究未来气候变化的地质相似型.野火活动作为地球生态系统的重要扰动因素,影响着地球生态系统平衡、全球... 详细信息

古新世-始新世极热事件(PETM)是新生代最显著的气候变暖事件,与现今人类燃烧化石燃料排放温室气体引发的全球变暖过程相似,已成为研究未来气候变化的地质相似型.野火活动作为地球生态系统的重要扰动因素,影响着地球生态系统平衡、全球碳循环及气候变化.因此研究PETM时期野火演变历史及驱动机制对预测和应对未来全球变暖情景下的野火活动,以及深入理解野火干扰下的碳循环至关重要.目前, PETM时期的野火研究主要集中在欧洲、北美等北半球地区,而对于中国大陆的研究相对匮乏.本研究对我国南阳盆地北沟剖面和抚顺盆地西露天剖面沉积物开展黑碳含量和碳同位素测试,重建PETM时期干旱/半干旱带和湿润带的野火时空演变历史,并结合前人对研究区的古气候研究,厘清了该时期的野火演变机制.结果表明,南阳盆地和抚顺盆地在碳同位素负漂开始时野火活动减弱,负漂期处于低野火状态,其中南阳盆地在负漂中期野火活动短暂增强;在碳同位素恢复期,野火活动逐渐增强并恢复到碳同位素负漂前的水平. PETM时期的低野火状态很可能是极端高温和高降水的气候及其引发的植被类型演替导致的. PETM恢复期野火活动增强,将生物-大气碳循环的“短期碳汇”转变为黑碳埋藏的“长期碳汇”,该碳汇转换过程可能作为负反馈机制参与了PETM恢复期的轻碳消耗.

关键词： PETM 野火碳循环南阳盆地抚顺盆地