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幔源岩浆成因的实验岩石学约束

矿物岩石地球化学通报 2024年第4期43卷 706-720,I0002页

作者：王煜中国科学院广州地球化学研究所同位素地球化学国家重点实验室广州510640

作为地幔熔融的直接产物,幔源岩浆的成分和性质忠实地记录了地幔源区的化学组成并能反映其演化过程,为深入理解地球内部的动力学过程和演化历史提供了重要信息。得益于近年来高温高压实验装置和微区分析测试手段的大幅改进,科学家们能... 详细信息

作为地幔熔融的直接产物,幔源岩浆的成分和性质忠实地记录了地幔源区的化学组成并能反映其演化过程,为深入理解地球内部的动力学过程和演化历史提供了重要信息。得益于近年来高温高压实验装置和微区分析测试手段的大幅改进,科学家们能够在高温高压条件下正演模拟和记录地幔岩石的物理化学反应,通过控制实验条件和初始物质成分,揭示不同地质环境下的地幔部分熔融机制,约束幔源岩浆的生成和演化过程。本文通过对不同幔源岩浆成因的实验岩石学研究进行系统梳理,总结了单一地幔橄榄岩源区的熔融、地幔源区其他岩石类型的熔融、地幔源区不同岩石的混合熔融三方面相关实验的研究现状、突出进展和存在问题,并结合深地科学的发展方向,对未来有关幔源岩浆成因和壳幔相互作用的实验研究前景进行了展望。

关键词：实验岩石学幔源岩浆成因壳幔相互作用物质再循环部分熔融

东昆仑大格勒地区碱性杂岩体中辉石岩的年代学、地球化学、Sr-Nd同位素特征及其地质意义

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大地构造与成矿学 2024年第1期48卷 125-143,I0008-I0011页

作者：王春涛李五福王秉璋王强张新远王涛郑英金婷婷刘建栋袁博武韩晓龙曹锦山王泰山谭运鸿李玉龙青海省地质调查院青海西宁810012 青藏高原北部地质过程与矿产资源重点实验室青海西宁810012 中国科学院广州地球化学研究所同位素地球化学国家重点实验室广东广州510640

近年团队在东昆仑大格勒地区发现了Nb、P矿化碱性杂岩体,并对杂岩体的岩石组合、岩石学特征及含矿性开展了研究,初步圈定了Nb、P矿化体,显示东昆仑具有寻找与碱性岩-碳酸岩型稀有稀土矿潜力。对碱性岩的形成时代、地球化学组成、矿物成... 详细信息

近年团队在东昆仑大格勒地区发现了Nb、P矿化碱性杂岩体,并对杂岩体的岩石组合、岩石学特征及含矿性开展了研究,初步圈定了Nb、P矿化体,显示东昆仑具有寻找与碱性岩-碳酸岩型稀有稀土矿潜力。对碱性岩的形成时代、地球化学组成、矿物成分以及形成环境等方面的研究,不仅对重建东昆仑古构造环境具有重要的意义,还可推动东昆仑稀有金属成矿规律研究与找矿突破。本文在野外地质调查的基础上,选取杂岩体中重要的含矿辉石岩为研究对象,开展了单矿物电子探针原位分析、磷灰石和榍石U-Pb年代学、岩石地球化学及Sr-Nd同位素研究。结果显示,东昆仑大格勒地区辉石岩的形成时代为418 Ma。辉石岩主要矿物中存在似长石(霞石)、碱性暗色矿物(富铁黑云母),单斜辉石为透辉石,角闪石为钙质角闪石(铁韭闪石),黑云母为铁质黑云母和镁质黑云母。岩石地球化学特征显示辉石岩具有富K(K_(2)O>Na_(2)O)、CaO含量高、轻稀土元素强烈富集、富集Rb、Ba、Sr等大离子亲石元素,不亏损Nb、Ta元素,亏损Zr、U、Ti等高场强元素的特征。全岩的(87Sr/86Sr)i为0.704058~0.704278,ε_(Nd)(t)为-0.4~-0.2。矿物组成、元素和同位素地球化学特征均指示大格勒辉石岩为钾质碱性岩,具有与OIB相似的特征,岩浆源区为EMⅠ型地幔端元。岩石的形成过程为母岩浆在相对较深的地幔源区经历了1%~3%较低程度的部分熔融作用,在上侵过程中经历了较强的分离结晶作用和微弱的同化混染作用,其形成时代为该地区岩浆活动最强烈的时期,可能与碰撞后软流圈地幔的上涌和岩石圈的强烈伸展相关。

关键词：辉石岩年代学地球化学 Sr-Nd同位素大格勒

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氧-硫体系的同位素非质量依赖分馏

矿物岩石地球化学通报 2024年第4期43卷 734-745,I0003页

作者：林莽中国科学院广州地球化学研究所同位素地球化学国家重点实验室广州510640

同位素非质量依赖分馏效应在地球和行星科学、环境科学、生态学等多个研究领域均有广泛应用。本文围绕同位素非质量依赖分馏研究的发展历史、现状和问题,聚焦多氧多硫同位素,简要综述了同位素非质量依赖分馏的基本原理,以及地外样品、... 详细信息

同位素非质量依赖分馏效应在地球和行星科学、环境科学、生态学等多个研究领域均有广泛应用。本文围绕同位素非质量依赖分馏研究的发展历史、现状和问题,聚焦多氧多硫同位素,简要综述了同位素非质量依赖分馏的基本原理,以及地外样品、现代大气和冰芯样品、深时地质样品的同位素非质量依赖分馏现象,并探讨了该领域的发展前景。本文旨在为对该领域感兴趣的我国青年学者提供入门参考资料。

关键词：同位素效应同位素地球化学宇宙化学大气化学地球化学

大横路钴铜矿电气石及方解石稀土元素、同位素组成及其对成矿过程的指示

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岩石学报 2024年第10期40卷 3010-3027页

作者：朱志勇佘宇伟马健雄潘辰旭姜杭云冀磊自然资源部同位素地质重点实验室中国地质科学院地质研究所北京100037 自然资源部深地科学与探测技术实验室中国地质科学院地质研究所北京100037 中国地质科学院北京100037

大横路钴铜矿钴的储量为2.7万t,它是我国大型的钴矿床,其经历了复杂的沉积-变质作用,长期以来被认为是典型的沉积-变质型矿床。其热液期成矿作用可能被低估,本研究通过详细的岩相-矿相学观察,证实了除变质流体外,确实有岩浆热液作用参... 详细信息

大横路钴铜矿钴的储量为2.7万t,它是我国大型的钴矿床,其经历了复杂的沉积-变质作用,长期以来被认为是典型的沉积-变质型矿床。其热液期成矿作用可能被低估,本研究通过详细的岩相-矿相学观察,证实了除变质流体外,确实有岩浆热液作用参与了成矿过程。本研究对方解石锶同位素,电气石硼同位素进行了激光微区分析。电气石硼同位素在空间上有显著变化,自热液脉至基质由-4‰降低至-14‰左右;电气石与方解石锶同位素(^(87)Sr/^(86)Sr)并无显著差异,其平均值分别为1.0896和1.0948,略低于全岩的平均值1.1063。尽管目前还无法定量估算岩浆热液对成矿物质的贡献,但是本研究表明岩浆热源所驱动的热液促进了成矿元素的氧化、活化和迁移;然后热液在赋矿层位的碳质千枚岩中还原沉淀,这是岩浆热液期最主要的成矿方式。但是岩浆热液在成矿物质上并无显著贡献,且本次研究暂未发现海相蒸发岩参与成矿的证据。因而,方解石与电气石单矿物微量元素和同位素组成是重建热液成矿作用过程的重要指示矿物。

关键词：成矿过程硼同位素锶同位素电气石方解石稀土元素

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爆裂玉米杂交亲和单倍体诱导系G1-13创制及应用

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分子植物育种 2024年

作者：左南贾辰昊赵博谭燕张昊仝骁鹏伍文文张楠王唯先罗峰裴忠有天津农学院作物遗传育种重点实验室

玉米单倍体诱导系作为双单倍体育种的一个重要材料，一直被玉米育种者所广泛重视和利用。本研究以常规玉米单倍体诱导系M1-10材料作为母本，以含有杂交不亲和基因的SDGa25玉米自交系材料作为父本，利用分子标记辅助选育的方法，通过多... 详细信息

玉米单倍体诱导系作为双单倍体育种的一个重要材料，一直被玉米育种者所广泛重视和利用。本研究以常规玉米单倍体诱导系M1-10材料作为母本，以含有杂交不亲和基因的SDGa25玉米自交系材料作为父本，利用分子标记辅助选育的方法，通过多轮选择，创制出含有诱导基因Zmpla1、Zmdmp和单向杂交不亲和基因Ga1-S能与爆裂玉米杂交亲和的诱导系，命名为G1-13；通过以G1-13和M1-10分别作为父本来诱导爆裂玉米杂交种B6、1911和Bao2，使用G1-13时，诱导效果1911＞B6＞Bao2，平均诱导率范围在10.5%～14.4%之间，而对照M1-10对爆裂玉米诱导率为0；同时通过秋水仙素加倍获得374个果穗，加倍率为47%。结果表明G1-13可以在爆裂玉米的双单倍体育种中发挥作用。

关键词：单向杂交不亲和诱导系双单倍体育种爆裂玉米

集雨种植模式下种植密度与行距配置对小麦茎秆糖积累及倒伏性能的影响

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中国农业科学 2024年第1期57卷 65-79页

作者：覃凤汪小飞吴臻胡一波王小琴张家伟蔡铁西北农林科技大学农学院

【目的】分析沟垄集雨种植模式下不同种植密度和行距配置对小麦茎秆碳水化合物积累和抗倒伏性能的影响，明确适应于小麦沟垄集雨种植合理的密度及行距，为进一步稳定和提升小麦产量提供理论依据。【方法】以北方旱区主栽小麦品种西农97... 详细信息

【目的】分析沟垄集雨种植模式下不同种植密度和行距配置对小麦茎秆碳水化合物积累和抗倒伏性能的影响，明确适应于小麦沟垄集雨种植合理的密度及行距，为进一步稳定和提升小麦产量提供理论依据。【方法】以北方旱区主栽小麦品种西农979为试验材料，于2019—2021年在集雨种植模式下设置两个密度(低密度：180万株/hm2；高密度：225万株/hm2)和两种行距处理(等行距：20 cm；非等行距：12.5 cm﹕35 cm﹕12.5 cm)，分析不同密度和行距对小麦植株中下部叶片的净光合速率、茎秆非结构性碳水化合物和结构性碳水化合物含量、茎秆折断弯矩和倒伏指数以及籽粒产量的影响。【结果】集雨种植模式下提高种植密度，小麦植株中下部叶片(倒三叶、倒四叶、倒五叶)的净光合速率(Pn)、茎秆基部第二节间非结构性碳水化合物(葡萄糖、果糖、蔗糖)和结构性碳水化合物(半纤维素、纤维素)含量、茎秆折断弯矩均明显降低，茎秆倒伏指数显著增高；而高密度种植条件下非等行距处理可改变植株各指标，其中，相较于高种植密度+等行距处理，植株倒三叶、倒四叶、倒五叶Pn明显提高，增幅分别为7.7%—16.5%、5.3%—37.7%、11.9%—24.9%，茎秆葡萄糖、果糖、蔗糖含量分别提高了9.8%—15.0%、8.8%—27.4%、8.2%—41.1%，半纤维素、纤维素含量分别增加4.5%—19.8%、5.9%—31.2%，茎秆折断弯矩提高4.8%—17.3%，茎秆倒伏指数降低10.9%—25.9%，小麦产量亦显著提高了13.5%—15.2%。相关分析表明，小麦茎秆基部节间葡萄糖、果糖、蔗糖含量与半纤维素、纤维素含量呈极显著正相关；小麦茎秆非结构性碳水化合物、结构性碳水化合物与小麦植株中下部叶片Pn及茎秆折断弯矩呈显著正相关，而与倒伏指数呈极显著负相关。【结论】集雨种植模式下，通过非等行距种植调节群体空间分布，可有效提升小麦植株中下部叶片光合速率，促进茎秆糖类物质合成积累，增强小麦茎秆抗倒伏性能，进而降低小麦倒伏发生率，提高籽粒产量。

关键词：小麦集雨种植种植密度行距配置倒伏光合速率产量

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俯冲侵蚀的研究历史、现状与展望

岩石学报 2024年第3期40卷 719-740页

作者：黄彤宇王强杨宗永中国科学院广州地球化学研究所同位素地球化学国家重点实验室广州510640 中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049 中科院地球化学研究所矿床地球化学国家重点实验室贵阳550081

俯冲侵蚀是指在板块俯冲过程中,俯冲板块通过构造作用移走俯冲上盘的物质并将其带到深部地幔的过程。前人研究表明,俯冲侵蚀在新生代环太平洋俯冲带是一种十分普遍且非常重要的地质过程,同时对活动陆缘的构造变形、岩浆弧的形成、金属... 详细信息

俯冲侵蚀是指在板块俯冲过程中,俯冲板块通过构造作用移走俯冲上盘的物质并将其带到深部地幔的过程。前人研究表明,俯冲侵蚀在新生代环太平洋俯冲带是一种十分普遍且非常重要的地质过程,同时对活动陆缘的构造变形、岩浆弧的形成、金属成矿、壳-幔物质循环以及大陆地壳的生长与演化均具有重要的影响。本文在回顾前人研究历史的基础上,简要介绍了俯冲侵蚀的基本模型和控制因素,系统总结了俯冲侵蚀引起的地质效应以及识别依据,分析探讨了俯冲侵蚀与金属成矿、大陆地壳演化的关系。此外,本文还介绍了俯冲侵蚀在国内的研究现状,并分析了青藏高原的班公湖-怒江缝合带和雅鲁藏布江缝合带晚中生代俯冲侵蚀识别的研究实例,揭示了欧亚大陆南缘在晚中生代是一个侵蚀型的板块汇聚边界。最后对我国今后开展相关研究提出了一些思考和展望。

关键词：汇聚边界俯冲带俯冲侵蚀岩浆作用金属成矿陆壳破坏

与碱性岩-碳酸岩杂岩共生的铌-稀土成矿作用——兼论东昆仑大格勒铌-稀土矿床中的碱性岩-碳酸岩杂岩成因

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大地构造与成矿学 2024年第1期48卷 1-37页

作者：王强李五福王秉璋王涛周金胜马林李玉龙袁博武王春涛王军张新远刘建栋薛尔堃胡万龙黄彤宇李旺超中国科学院广州地球化学研究所同位素地球化学国家重点实验室广东广州510640 青海省地质调查院青藏高原北部地质过程与矿产资源重点实验室青海西宁810012 中国科学院大学北京100049

铌(Nb)和稀土(REE)分别是我国重要的紧缺、优势战略矿产资源,其中Nb对外依存度接近100%。Nb和REE矿床在全世界(包括中国)都有分布,这类矿床中的矿石矿物种类繁多,但目前工业提取REE的矿石矿物主要为富轻稀土的氟碳铈矿、独居石,富重稀... 详细信息

铌(Nb)和稀土(REE)分别是我国重要的紧缺、优势战略矿产资源,其中Nb对外依存度接近100%。Nb和REE矿床在全世界(包括中国)都有分布,这类矿床中的矿石矿物种类繁多,但目前工业提取REE的矿石矿物主要为富轻稀土的氟碳铈矿、独居石,富重稀土、钇的磷钇矿,风化壳淋积型黏土矿等,而工业提取Nb元素的矿石矿物主要为烧绿石和铌铁矿等。与碱性岩-碳酸岩杂岩有关的Nb、REE矿床等是铌与稀土(尤其是轻稀土)资源最重要的来源。自然界中的Nb矿床分布较广,但绝大部分Nb资源集中在全球约十多个大型矿床中,且主要与碱性岩-碳酸岩及其相关的风化产物有关。碱性岩-碳酸岩杂岩主要来自地幔,且产出于一些特殊的构造背景(如裂谷或陆内伸展、碰撞后伸展、地幔柱、火山弧等),是研究深部地幔富集与熔融过程、物质(如碳)循环和深部动力学机制的重要“岩石探针”,是当前固体地球科学研究的前沿和热点领域之一。因此,研究碱性岩-碳酸岩杂岩的形成机制及相关的Nb-REE成矿作用,具有极其重要的地球动力学和关键金属成矿意义。在东昆仑新发现了与碱性岩-碳酸岩杂岩共生的大格勒Nb-REE矿,成矿岩石主要为碳酸岩、金云母岩和橄榄岩,包含多种含Nb、富REE和含P矿物,初步确定为碳酸岩型Nb-REE-P矿床。Nb矿体中最重要的含Nb矿石矿物是铌钙矿和铌铁矿,其Nb_(2)O_(5)含量最高分别达81.17%、76.06%~79.67%,粒径最大分别可达1.2 mm、~1 mm,粒径和赋存形式明显优于白云鄂博矿床(粒径素的赋存状态与可利用性等还需要进一步深入研究。

关键词：碱性岩碳酸岩铌矿稀土矿岩石成因东昆仑青藏

西北灌区复种绿肥及减氮条件下春小麦产量及水分利用特征

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中国农业科学 2024年第11期57卷 2189-2201页

作者：张殿凯李盼范虹何蔚樊志龙胡发龙孙亚丽谭向念殷文陈桂平甘肃农业大学农学院/干旱生境作物学国家重点实验室

【目的】针对西北灌区春小麦生产中氮肥投入过高、水分利用效率低等问题，探讨复种绿肥及减量施氮对春小麦水分利用特征的影响，以期为优化春小麦生产的水资源高效利用提供理论依据。【方法】采用裂区设计，主区设麦后复种绿肥毛叶苕子... 详细信息

【目的】针对西北灌区春小麦生产中氮肥投入过高、水分利用效率低等问题，探讨复种绿肥及减量施氮对春小麦水分利用特征的影响，以期为优化春小麦生产的水资源高效利用提供理论依据。【方法】采用裂区设计，主区设麦后复种绿肥毛叶苕子（W-G）和麦后休闲（W）两种种植模式，副区设传统施氮(N3,180 kg·hm-2)、减施氮肥15%(N2,153 kg·hm-2)和减施氮肥30%(N1,126 kg·hm-2)3个施氮水平，于2020—2021年研究复种绿肥及减氮对春小麦产量、耗水量及水分利用效率的影响。【结果】麦后复种绿肥结合适量减施氮肥可提高春小麦播前土壤贮水量，W-G较W模式春小麦播前土壤贮水量增加11.5%—13.5%，麦后复种绿肥结合氮肥减施15%（W-GN2）与麦后复种绿肥结合减氮30%（W-GN1）较对照麦后休闲结合传统施氮量（W-N3）春小麦播前土壤贮水量分别提高12.1%—20.2%与15.2%—16.6%,W-GN2与W-GN1处理间无显著差异。W-G较W春小麦耗水量降低12.6%—13.7%，复种绿肥模式中以W-GN2降低春小麦耗水量幅度最大，较麦后休闲结合减氮15%（W-N2）、W-N3分别降低21.8%—25.8%、21.3%—26.3%;W-G通过降低春小麦拔节期至灌浆初期的耗水模系数，增大播种前期至拔节期与灌浆初期至成熟期的耗水模系数（两阶段耗水量占全生育期总耗水量的比例为60.5%—64.1%），有效协调春小麦前后生育时期的水分需求特征，增强了春小麦生长发育过程中水分供需同步性。相比W-GN1、W-GN3,W-GN2处理的调控效应更突出。W-G具有增产优势，较W增产13.5%—14.1%;W-GN2较W-N2与W-N3分别增产16.7%—18.4%与13.6%—14.6%。因而，W-G较W模式提高水分利用效率为29.4%—31.0%，麦后复种绿肥模式中，以W-GN2提高水分利用效率的幅度较大，较W-N2、W-N3分别提高44.2%—46.8%、39.1%—43.5%，较W-GN1、W-GN3分别提高36.2%—50.7%、9.1%—17.0%。【结论】麦后复种绿肥结合减施氮肥15%(即施氮153 kg·hm-2)较传统水氮管理提高春小麦产量及水分利用效率，可推荐为西北灌区春小麦水分高效利用的生产模式。

关键词：毛叶苕子减量施氮春小麦产量水分利用效率西北灌区