中亚造山带洋脊俯冲的主要特征与研究进展

洋脊俯冲指扩张洋脊与俯冲带交叉,随俯冲板片俯冲到地幔的现象,是现代大洋板块动力学系统中普遍且重要的地质过程。由于洋脊的特殊结构和形态,其对板块俯冲角度、俯冲带热结构、岛弧岩浆作用产生、陆壳增生及金属成矿有重要控制作用,因此受到广泛关注。当扩张洋脊俯冲时会形成板片窗,并形成特殊的埃达克岩-高镁安山岩-富Nb玄武岩等岩石组合,且与Cu、Au成矿关系密切。本文概述了现今洋脊俯冲引发的地质过程研究历史与现状,论述了与之相关的构造运动、岩浆活动与成矿特点,同时系统地总结了中亚造山带西准噶尔、阿尔泰、东准噶尔、北山、中国天山、内蒙古、阿拉善和兴凯等地区与洋脊俯冲有关的岩浆活动及变质、变形作用。根据中亚造山带洋脊俯冲时空分布规律,指出与洋脊俯冲有关的岩浆活动均分布在中亚造山带南缘,时代主要集中在490~371 Ma和338~254 Ma,并认为在此期间很可能存在至少两次大的洋脊俯冲事件。中亚造山带许多矿床的成因与洋脊俯冲有关,尤其是新疆北部地区,表明洋脊俯冲体系可能是造成中亚造山带成矿作用的关键因素。因此,对中亚造山带洋脊俯冲的厘定,有利于深入揭示中亚造山带陆壳侧向和垂向的复式增生方式和金属成矿作用。

柴北缘鱼卡含榴绿帘白云母片岩变质演化相平衡模拟及其^(40)Ar/^(39)Ar年代学研究

柴北缘造山带鱼卡地体中广泛出露的强面理化变泥质片岩是榴辉岩的主要围岩,主要由石榴子石、绿帘石、多硅白云母、斜长石、石英及少量绿泥石和榍石组成。为了探讨鱼卡变泥质片岩的p-T演化过程及折返阶段退变质作用的时代和折返速率,对其展开了系统的岩相学、矿物化学和Perple_X相平衡模拟研究,并在此基础上对基质中定向排列的多硅白云母进行了激光阶段加热^(40)Ar/^(39)Ar定年分析。岩相学观察和扫描电镜面扫描结果显示,大多数石榴子石核-幔部被大颗粒的白云母、榍石和石英包体替代,呈“环礁状”结构,仅有少量粒径较大的石榴子石发育弱的成分环带。相平衡模拟获得其变质p-T条件为1.39~1.59 GPa、515~530℃,但基于石榴子石结构和矿物包体特征以及基质中多硅白云母成分环带特征推测,研究样品应该经历过超高压变质阶段,现有的矿物组合记录了其折返阶段的退变质条件。基质中定向排列的多硅白云母激光阶段加热^(40)Ar/^(39)Ar定年获得了平坦的年龄坪,对应的坪年龄为415.2±3.8 Ma;构成坪年龄的数据点对应的等值线年龄和^(40)Ar/36Ar初始比值分别为416.1±3.9 Ma和265±32,表明不含外来^(40)Ar。综合本次^(40)Ar/^(39)Ar定年结果和区内已发表变泥质岩锆石和独居石U-Pb定年数据,获得鱼卡变泥质片岩从榴辉岩相到角闪-榴辉岩相的折返速率约3.6 km/Ma,从角闪-榴辉岩相到绿帘-角闪岩相的折返速率约0.3 km/Ma。早期的抬升可以用洋壳板片后撤或断离导致深俯冲物质在浮力和隧道环流共同作用下实现相对快速折返来解释,其后相对缓慢的折返则主要受到区域性碰撞/挤压或造山后伸展和区域性大规模花岗岩岩浆活动驱动影响。

LA-MC-ICP-MS微区原位Pb同位素的分析精度研究:以两种类型检测器为例

根据样品的Pb含量,本研究建立了法拉第杯-离子计数器(FC-IC)和全法拉第杯(FC)两种杯结构模式微区原位分析Pb同位素比值的方法。因^(206)Pb、^(207)Pb和^(208)Pb在两种模式中均采用FC检测器分析,两种模式下^(20y)Pb/^(206)Pb(y=7、8)值的相对标准误差(2RSE)一致,仅与信号强度有关。同等信号强度下(IC线性范围内),^(20x)Pb/^(204)Pb(x=6、7、8)值的2RSE在FC-IC杯结构模式优于FC杯结构模式,且两种模式下^(20x)Pb/^(204)Pb值的2RSE差异随^(208)Pb信号强度的增加而减少,最终均趋于约0.06%。FC-IC杯结构模式分析在^(208)Pb信号强度为0.10~0.25 V时,或FC杯结构模式分析在^(208)Pb信号强度>0.50 V时,均可获得较好的Pb同位素比值的精度和准确度。对于Pb含量较高(>40μg/g)或者尺寸较大的样品,优先采用激光大束斑结合FC杯结构模式可获得高精度的Pb同位素比值;对于Pb含量较低(≈10μg/g)或者尺寸有限的样品,FC-IC杯结构模式获得的Pb同位素精度优于FC杯结构模式。利用建立的微区原位Pb同位素分析方法,本研究分析了不同Pb含量标样的Pb同位素组成,分析结果在误差范围内均与参考值一致。

甘肃龙首山南部山丹地区志留纪A型花岗岩成因及动力学意义

龙首山岩浆事件对推演祁连山带地质构造演化具有重要意义。本文针对甘肃龙首山南部山丹花岗岩进行岩石学、全岩地球化学、锆石U-Pb年代学以及锆石原位Lu-Hf同位素研究。结果显示,山丹花岗岩锆石U-Pb年龄为427.2±2.2 Ma,是中志留世岩浆活动的产物。山丹花岗岩具有高Si和富碱特征,CaO、MgO和P_(2)O_(5)含量低,A/CNK=1.02~1.17,呈现过铝质钾玄岩-高钾钙碱性的特点。样品富集轻稀土元素,亏损重稀土元素,具有明显的Eu负异常,且富集Rb、Th、U、Pb等大离子亲石元素(LILE),亏损Nb、La、Ce和Ti等高场强元素(HFSE),为过铝质A2型花岗岩。锆石饱和温度计算山丹花岗岩的结晶温度为807~1078,℃且样品具有相对富集的Hf同位素组成,ε_(Hf)(t)值为-6.51~-4.30,表明其岩浆源区可能为古元古代地壳物质的部分熔融。综合研究表明,山丹花岗岩形成于早泥盆世,是地壳物质重熔的产物,说明北祁连造山带及邻区在中-晚志留世-早泥盆世期间进入后碰撞伸展环境。

新工科视域下地方高校传统工科专业课程建设的思考与探索——以“岩浆岩岩石学”为例

对新工科视域下地方高校传统工科专业课程升级改造路径进行思考。分析了工程教育的“变”与“不变”,探讨了新工科的“新”,提出新工科视域下传统工科专业课程建设内涵,并以“岩浆岩岩石学”课程建设为例,对新工科视域下专业课程建设进行了探索实践。

高校专业课教师课程思政主体意识的建设路径探讨

高校专业课教师是课程思政的主体,在开展专业课课程思政的主体意识方面存在不足。本文认为高校专业课教师课程思政主体意识的建设内涵包括政治意识、宗旨意识、担当意识、道德意识等四方面,并基于专业课教师课程思政状况与存在问题分析,通过以组织建设强化专业课教师政治意识,以明确专业课课程思政地位提升岗位意识,以狠抓高校教师师德师风建设夯实专业课教师道德底线,以树典型立示范充分调动专业课教师课程思政主体意识等,对高校专业课教师课程思政主体意识的建设进行探讨。

自然资源科普育人路径建设的思考与实践探索

自然资源科普育人是培养公众科学思维和环保意识的重要路径。文章从思考自然资源科普育人的现状与存在的问题入手,分析了影响自然资源科普育人效果的内部和外部因素,在此基础上,从加强顶层规划、提高科普教育者专业素养、推进科普育人软硬件资源建设、创新自然资源科普育人的方式与空间、完善持续改进的评估与反馈机制等五方面对自然资源科普育人路径进行了探讨,并以桂林理工大学地质博物馆科普育人的探索实践为同行提供可鉴路径。

内蒙朝克山辉长岩中单斜辉石矿物化学特征及地质意义

内蒙贺根山带广泛发育古生代基性岩浆岩,为探讨其岩浆源区和岩石成因,进一步了解中亚造山带东段古生代构造背景,笔者对朝克山蛇绿岩进行了矿物学研究。矿物电子探针结果显示,辉长岩中单斜辉石均属于透辉石,既有碱性特征,也有拉斑特征,SiO2含量为50.75%~52.99%,具有高的Al2O3,含量为2.03%~3.77%,相对亏损轻稀土元素(La/Sm)_(N)=0.12~0.22和高场强元素(HFSE;Nb、Ta、Zr、Hf、Ti负异常),富集大离子亲石元素(LILEs),与辉长岩全岩的特征程度相一致,共同指示岩体母岩浆可能为亚碱性的拉斑玄武质岩浆向碱性玄武质岩浆演化的趋势。单斜辉石的平衡温度为1099~1242℃,平衡压力为1.5~6.4 kbar,深度为5~21 km,显示明显的深源特征。结合前人研究成果,笔者认为朝克山蛇绿岩形成于弧后盆地环境。

地质样品Sr-Pb柱分离的可行性研究

传统的Sr-Pb同位素分析一般需要Sr和Pb单独过柱,实验流程繁琐且费时。为优化实验流程、节约实验成本和提高实验效率,本文利用1 mL的Sr特效树脂分离柱探讨了Sr-Pb柱分离的可行性。实验结果表明,Sr-Pb柱分离法具有较低的化学全流程空白(Sr<0.3 ng和Pb<1 ng)和较高的Sr-Pb回收率(>90%),且能高效分离Rb和Sr,适合不同Rb/Sr值样品的高精度同位素组成分析。不同岩性的USGS岩石标样的Sr-Pb同位素组成在误差范围内均与推荐值一致,表明本实验方法稳定可靠。

桂东南莲垌和古龙岩体加里东期Ⅰ型花岗岩类的岩石成因及构造意义

早古生代加里东造山运动使整个华南板块产生了广泛的岩浆活动,而关于华南早古生代的构造属性是俯冲碰撞还是陆内造山尚存争议。对钦杭结合带的I型花岗岩成因研究对揭示桂东南地区早古生代地球动力学背景及其构造演化具有重要的地质意义。本文对桂东/南莲垌和古龙岩体中的花岗岩样品进行了全岩地球化学分析、LA-ICP-MS锆石U-Pb定年和Lu-Hf同位素分析。莲垌和古龙岩体花岗岩的形成时代相近,分别为435~434和436~435 Ma。莲垌和古龙岩体均为花岗闪长岩,并具有相似的地球化学特征:10000Ga/Al值为2.07,w(Zr+Nb+Ce+Y)值为183×10^(-6),A/CNK为0.87~1.1,平均值为0.97,εHf(t)值为-2.2~1.8,主要集中在0~2,对应的T DM2年龄主要分布在1.6~1.2 Ga,峰值在1.5~1.3 Ga,Nb/Ta值为11.47~14.66,平均值为12.80,Rb/Sr值为0.22~0.52。以上分析结果表明:莲垌和古龙岩体均为钙碱性I型花岗岩,来源于中元古代基底变质火成岩的部分熔融,并可能含一定的幔源物质。其主要形成过程为:华南板块南部与冈瓦纳北缘大规模碰撞所产生的应力,自南向北、自东向西传入华南板块,引发华南板块陆内造山作用。加厚的岩石圈经历了造山后伸展减薄,地幔物质上涌为下地壳部分熔融提供了热量,形成新生地壳熔融型(如古龙岩体)或新生地壳与古老地壳混合熔融型(如莲垌岩体)的母岩浆;在陆内造山作用期后的伸展环境下,母岩浆沿通道上涌,形成了具有俯冲碰撞特征的I型花岗岩。

序言

造山带壳幔作用及其资源能源效应是国际学术前沿。造山带壳幔作用与成矿地球化学专辑集结了多篇关于造山带壳幔作用与成矿地球化学的最新研究成果,涉及不同区域和矿床类型,揭示了构造背景、岩浆演化、成矿过程等因素对矿产及油气资源形成的深刻影响。

桂东南岑溪—陆川地区斜长角闪岩的年代学、地球化学特征及其地质意义

文章对桂东南岑溪—陆川地区的斜长角闪岩进行了锆石U-Pb年代学和全岩地球化学分析,研究结果表明,研究区斜长角闪岩的形成时代不早于早古生代(487~428 Ma)。中—新太古代的古老锆石揭示该地区深部可能存在未暴露的太古代结晶基底。全岩地球化学分析显示,样品相对于原始地幔富集大离子亲石元素(LILE)如K、Rb、Ba、Sr等和轻稀土元素,明显亏损高场强元素(HFSE)如Nb、Ta、Ti等,类似于岛弧玄武岩(IAB)的特征。研究区斜长角闪岩由古老俯冲交代的地幔楔熔融而成,可能形成于早古生代碰撞后的岩石圈伸展阶段。

新疆西准噶尔达拉布特蛇绿岩E-MORB型镁铁质岩的地球化学、年代学及其地质意义

新疆西准噶尔地区是古生代经过俯冲-增生形成的复合造山带,该地区分布有多条蛇绿岩带,其中之一的西准噶尔达拉布特蛇绿岩被认为是最大的一条蛇绿岩带,可能代表了古亚洲洋壳的残余。本文的资料显示蛇绿岩带内的镁铁质岩呈现出N-MORB、E-MORB和似OIB的地球化学特征,通过对阿克巴斯套岩体中的浅色辉长岩LA-ICP-MS锆石年龄测定,获得达拉布特蛇绿岩E-MORB型镁铁质岩的年龄为302±1.7Ma。鉴于达拉布特蛇绿岩中E-MORB和似OTB型镁铁质岩成因的复杂性,结合前人研究成果,对辉长岩锆石U-Pb年龄所代表的意义存在两种可能性:(1)E-MORB型和似OIB型镁铁质岩可能是弧后盆地扩张后期的产物,代表蛇绿岩的年龄,其表明西准噶尔地区可能晚石炭纪还有洋盆存在;(2)E-MORB型镁铁质岩是蛇绿岩消亡阶段由于扩张脊和俯冲带碰撞作用而形成的弧前海山,形成时代晚于达拉布特主体蛇绿岩,但其成因与蛇绿岩的演化密切相关。本文侵向于第二种可能性,认为新疆北部晚石炭-早二叠可能仍存在活动陆缘,俯冲作用仍然存在,扩张脊俯冲形成的板片窗效应导致地幔楔、俯冲板片和沉积物等熔融促使基性岩浆向长英质酸性岩浆转变,从而引发了二叠纪大规模玄武质岩浆底侵,导致了该时期的构造-岩浆-成矿-造山作用的发生。

新疆东准噶尔克拉麦里蛇绿岩地球化学:洋脊俯冲的产物

新疆东准噶尔克拉麦里蛇绿岩中的镁铁质岩兼具有洋中脊玄武岩(MORB)和岛弧拉斑玄武岩(IAB)的特征,岩石地球化学特征表现为轻稀土(LREE)亏损、平坦或略微富集,不同程度地亏损高场强元素(HFSE)而富集大离子亲石元素(LILE),成分上非常相似于受洋脊俯冲影响的 Chile Ridge 和 Cocos Ridge 玄武岩。可以认为其可能形成于受洋脊俯冲影响的岛弧或弧前扩张环境。相对较高的ε_(Nd)(t)(7.2～9.8)、低 Nb/Zr、Ta/Yb 比值,说明在洋脊俯冲的影响下,其源区可能存在有至少三种组分:弧下地幔、来自消减板片流体和俯冲沉积物、MORB 地幔。

高精度铅同位素^207Pb-^204Pb双稀释剂TIMS测试方法

利用热电离质谱(TIMS)和207Pb-204Pb双稀释法测定低含量Pb岩石样品的同位素比值,可以有效校正由质谱分析造成的同位素分馏效应,提高铅同位素比值测定的精度和准确度。本文利用中国科学院广州地球化学研究所Triton TIMS,建立了207Pb-204Pb双稀释剂测试方法,并对Pb含量为5~20 ng的国际标样SRM981进行3个月的TIMS仪器测定,双稀释剂法外部校正后得到的206Pb/204Pb、207Pb/204Pb和208Pb/204Pb外部精度分别为±0.0034、±0.0046和±0.0100(2sd,n=28)。达到或优于其他国际高水平TIMS实验室双稀释剂法测定精度。同时,运用新方法对国际岩石标样AGV-2和BCR-2进行测定,得到的比值分别为:206Pb/204Pb=18.870±0.006、207Pb/204Pb=15.619±0.003、208Pb/204Pb=38.546±0.012和206Pb/204Pb=18.752±0.011、207Pb/204Pb=15.619±0.005、208Pb/204Pb=38.723±0.020,与国际同类实验室测定结果和精度一致,表明该新建方法是可靠的。运用207Pb-204Pb双稀释剂法对岩石样品进行测定,可获得高精度铅同位素比值,尤其对低含量Pb的基性、超基性地质样品测定有很大的优势。

面向舰载机电磁弹射器的双边直线感应电机研究

针对目前航母用舰载机蒸汽式弹射器效率低等问题,提出基于双边直线感应电机的舰载机电磁弹射器。通过舰载机动力学方程分析其弹射技术要求,从物理模型和等值电路两方面分析弹射器驱动源长初级双边直线感应电动机,推导弹射所需电磁推力与设计参数量的关系,并给出具体直线电机设计参数。利用计算机应用软件仿真分析次级长度、电机极距、线圈匝数等设计参数对电磁推力输出影响,同时建立直线电机有限元模型,验证理论计算的有效性。通过理论推导和仿真验证,为双边直线感应电机在舰载机电磁弹射方面研究提供理论依据。

单边直线感应电机最优滑差频率控制研究

针对单边直线感应电机特有的边端效应及法向力问题,以恒电流滑差频率控制为基础,分析研究滑差频率对电磁推力和法向力输出影响,实现滑差频率优化控制。以单边直线感应电机的T型等效电路为基本,并考虑直线电机边端效应影响,计算推导电磁推力、法向力与滑差频率的数值关系,结合计算机仿真验证,研究分析不同运行速度、不同电磁气隙等因素下,电磁推力和法向力的输出特性,寻找最佳滑差频率,实现磁浮列车用单边直线感应电机的优化控制。提及到的单边直线感应电机已成功运用于国内磁悬浮列车试验线之中。

桂西地区辉绿岩型金矿成因

桂西地区介于杨子与华夏西南侧之间的滇黔桂交界南盘江地区,是华南的重要组成部分,该区位于特提斯洋构造域东端与太平洋构造域交汇的部位,是全球地幔对流环的两个会聚中心之一(Irvine,1989)。区内基性岩浆活动频繁,是成矿条件很有利的地区,曾经发生了大规模的成矿事件。桂西辉绿岩型金矿是广西重要的金矿类型之一,属于微细粒型金矿。矿床的产出在空间上与辉绿岩。

中低速磁浮列车垂向动力学分析

建立中低速磁浮列车悬浮架和车体的沉浮、点头及侧滚的多自由度动力学模型。通过对悬浮架左右模块解耦分析,采用PD反馈控制结合加速度反馈控制方法设计悬浮控制器,利用Simulink建立磁浮列车动力学仿真分析程序,分析系统在受到不同外部扰动力情况下的动力学性能,为悬浮架和悬浮车体的参数设计提供理论依据。

内蒙古贺根山蛇绿岩的形成时代:来自辉长岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄的证据

内蒙古贺根山蛇绿岩是兴-蒙造山带最年轻的蛇绿岩带,被认为是华北板块和西伯利亚板块碰撞的缝合线向东延伸的部分,其代表的古洋盆的形成和关闭时限,一直受到地学界的密切关注。采用LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素方法,获得贺根山蛇绿岩中辉长岩的年龄为357.9±1.5Ma,这代表了贺根山蛇绿岩的结晶年龄。结合前人研究成果,推断贺根山蛇绿岩形成于洋内弧后盆地环境。