2001—2022年陕西省植被NDVI时空分异及其对气候与矿业行为的响应

陕西省既是我国第一批退耕还林(草)工程试点地区,又是黄河流域重要的能源供应基地,近些年在矿产资源开发和生态环境保护修复方面投入巨大。基于MATLAB的趋势分析和相关分析,该文利用2001—2022年MODIS归一化植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)遥感数据,研究了植被生态的时空分异规律及其对气候环境与矿业行为双重扰动的响应程度。结果表明:2001年以来陕西省植被NDVI呈波动上升趋势,年均增加0.006,NDVI极低值位于2015年;降水是影响陕西省植被NDVI变化的最主要因子,在大部分地区NDVI与降水、湿度都表现出显著正相关;植被NDVI与矿业行为的相关性随着矿(集)区规模越大表现越显著,在一些能源型城市短期内NDVI呈现先减后增的“V”形趋势,总体而言矿业行为对陕西省植被NDVI变化的正向贡献大于负向。研究结果将为陕西省生态保护和矿山修复治理提供基础数据和科学参考。

基于综合区划的渭河流域自然资源动态变化特征分析

为促进渭河流域自然资源“两统一”管理和野外监测体系构建,通过自然资源和环境地理要素确定区划指标,进一步细化自然资源综合区划,为渭河流域自然资源可持续利用和高质量发展提供科学依据和决策支撑。将研究区划分为8个自然资源亚区(二级区划)和17个自然资源地区(三级区划),2000—2020年,研究区自然资源演替表现在耕地、森林和草原三者之间的转换,总体趋势为耕地资源减少、森林资源增加,其中耕地与草原的相互转化主要位于鄂尔多斯盆地温带矿产—草—耕资源亚区、陇中高原暖温带草、耕资源亚区和陇东黄土高原草原资源地区;草原与森林的相互转化主要位于秦岭北麓森林和水资源地区、陇东黄土高原森林资源地区、六盘山-陇山森林资源地区。流域内自然资源的分布及转换受自然条件制约,但自然因素对自然资源的影响是一个漫长的过程,人口增长、经济社会的快速发展、政策调控等人为因素仍是影响自然资源时空动态分异最重要的驱动力。渭河流域自然资源综合区划对自然资源的综合管理、开发利用及生态保护修复具有重要意义。

甘肃北山火石山哈尔根头口布花岗岩年代学、地球化学及其地质意义

首次利用锆石LA-ICP-MSU-Pb法测得甘肃火石山东北部侵位于长城系、蓟县系以及志留系中的哈尔根头口布花岗岩形成于中泥盆世早期(同位素年龄为387.6±8.2Ma),同时发现该花岗岩体内存在晚蓟县世产物(继承性锆石年龄1172±7Ma)。哈尔根头口布花岗岩体主要由钾长花岗岩、二长花岗岩、花岗岩组成,岩石具有高硅(SiO2含量为70.28%～79.4%)、富碱(Na2O+K2O为6.52%～9.11%)、低铝(Al2O3含量为8.82%～14.05%)、低Sr(含量为40～150×10-6,平均为101.5×10-6)的特征、岩石的δ<3.3、A/CNK值为0.8～1.1,为钙碱性准铝质到弱过铝质岩石;稀土元素具有明显的LREE富集(LREE/HREE=2.89～16.4,LaN/YbN=1.82～25.18)和Eu亏损,相对富集Rb、Th、Ce和Sm,而亏损Ta、Nb、Zr、Hf。综合分析认为该花岗岩为A型花岗岩,产于构造挤压向构造伸展转换的地质背景之中。

北秦岭庙湾组黑色岩系稀土元素地球化学特征及成因意义

笔者采用等离子质谱仪(ICP-MS)方法对北秦岭大荆区奥陶纪—志留纪庙湾组黑色岩系岩石的稀土元素及V、Ni、Cr、U、Th等微量元素含量进行了测定。结果显示岩石轻稀土元素相对重稀土元素富集,Eu异常值δEu为0.63～10.61(绝多数大于1.54)多呈正异常,Ce异常值δCe为0.65～1.02(平均为0.893)异常微弱且有正负差异;U/Th值为0.38～4.07,w(V)/w(V+Ni)值为0.38～0.93以及w(Ce)/w(La)值为1.27～2.17。将这些特征值与前人研究成果对比,并利用La/Yb-Ce/La和La/Yb-REE判别图解判别后,认为北秦岭区庙湾组黑色岩系形成于活动陆缘一种干燥缺氧较深浅海环境,黑色岩系形成过程中有热液作用参与。

阿尔金环形山花岗片麻岩同位素年龄及成因研究

阿尔金中段环形山二长花岗片麻岩LA-ICP—MS锆石U—Pb年龄为928±9Ma。岩石SiO2含量为72．26％-74．34％，全碱（Na2O＋K2O）为7．22％-8．32％，Al2O3含量为12．40％-13．51％，含量较高；MgO为0．43％-1．07％，FeO^T为2．09％～2．43％，CaO为1．02％～2．03％，TiO2为0．19％-0．32％，含量较低。岩石FeO^T／MgO比值为2．28—4．87和Al2O3／TiO2比值为40．4～69．0（均小于100）、CaO／Na2O比值为0．46～1．06（大于0．30）、K2O／Na2O比值为2．10—3．43（大于1），富集大离子亲石元素Rb、Th、K及La等，亏损Ba、Ta、Nb、Sr、P、Ti，Th／U比值为5．17～14．7、Zr／Hf比值为30．3～34．3，EREE总量平均为193×10^-6，（La／，Yb）N为3．89～5．00（小于10），δEu〈0．5，这些均显示S型花岗岩地球化学特征。低Sr／Ba比值（0．12-0．2）和低的Mg^#值（平均值36．2），具有负Eu异常，显示其源岩区与泥质岩、基性岩的关系不大；0．4〈C／FM值（0．46．64）〈0．8和1．8〈A／FM值（2．09-3．22）〈4的地球化学特征，表明源岩为杂砂岩。锆石饱和温度计和锆石Ti温度计演算结果显示锆石的结晶温度分别为781～801℃（平均789℃）和752—985℃（平均803℃）。估算二长花岗片麻岩源区的压力为0．8～1．6GPa。岩石地球化学特征及其同位素研究表明，新元古代早期的青白157纪阿尔金地区处于同碰撞汇聚作用构造地质背景之下，导致地壳杂砂岩部分熔融形成岩浆，之后上侵结晶形成环形山岩体。

阿尔金南缘中段清水泉斜长花岗岩同位素年龄及成因研究

阿尔金南缘清水泉地区与基性-超基性岩伴生的花岗岩为斜长花岗岩。岩石地球化学显示该花岗岩高硅、富铝和钠,低镁和钾;轻稀土富集,具有Eu的正异常（δEu为1.01～2.01）。岩石富Rb、Ba,特别高Sr（779×10^-6～864×10^-6）,低Y（1.17×10^-6～1.51×10^-6）及Yb（0.15×10^-6～0.20×10^-6）,强烈亏损Nb、Ta等。斜长花岗岩锆石振荡环带清晰,Th/U和Nb/Ta比值分别为0.38～0.52,2.92～5.04;具有明显的Ce正异常和Eu负异常,为典型的岩浆锆石,利用LA-ICP-MS微区原位定年获得该花岗岩206Pb/238U-207Pb/235U谐和年龄为465Ma,206Pb/238U加权平均年龄为451±4Ma。锆石饱和温度计和锆石Ti温度计演算结果显示锆石的结晶温度分别为783～811℃和693～821℃。推测花岗岩源区压力范围为1.8～2.0GPa,形成深度在60km以上。综合分析清水泉花岗岩主、微量元素地球化学特征,并结合区域地质,认为该花岗岩属＂I＂型花岗岩,由地幔基性岩浆上侵分异形成,产于伸展环境。

甘肃北山营毛沱地区公婆泉群中玄武岩同位素定年及其地质意义

首次利用锆石LA-ICP-MSU-Pb法定年,发现甘肃北山营毛沱地区火石山西北处原中上志留统公婆泉群中有结晶年龄为早石炭世((333.1±9.8)Ma)的玄武岩,同时发现公婆泉群中存在晚泥盆世物质的信息(继承性锆石年龄(358±17)Ma),结合北山各地段公婆泉群中志留纪化石部分可延至泥盆-石炭纪,认为公婆泉群形成时代可能从志留纪跨越至早石炭世,进而表明塔里木板块与哈萨克斯坦板块的俯冲效应可能延续到早石炭世。

甘肃北山火石山地区早古生代蛇绿混杂岩的发现及其地质意义

在甘肃北山火石山地区新发现了蛇绿混杂岩,该混杂岩由蛇绿岩岩块和混杂基质组成。蛇绿岩块有纯橄岩、辉石橄榄岩、辉石岩、辉长岩、玄武岩及硅质岩等。基质为志留系中上统公婆泉群,主要是一套变凝灰质砂岩夹碳酸盐岩和少量安山岩。野外调查及室内鉴定结果显示蛇绿岩岩块和基质遭受了较强的变质变形。火石山蛇绿混杂岩位于红柳河、牛圈子蛇绿岩之间,且该蛇绿岩地球化学特征显示其同红柳河蛇绿岩相似,因此认为红柳河—牛圈子蛇绿混杂岩是通过火石山相连接。火石山蛇绿混杂岩的发现对研究该带洋陆时空演化提供了新的线索,对北山古生代构造背景研究具有重要意义。

天山地区下石炭统与下伏地层角度不整合接触的地质意义

新疆天山地区下石炭统出露广泛且与下伏地层多呈角度不整合接触,如西部北天山的大哈拉军山组,中部中天山的马鞍桥组及东部南天山的甘草湖组均与下伏地层呈角度不整合接触。显然,这是一个区域性角度不整合。两套地层间的角度不整合是鉴别造山运动的直接标志之一,此不整合可能暗示了古天山洋在早石炭世前已经闭合碰撞造山并进入陆内伸展演化阶段。

甘肃怪石山铜镍矿化基性超基性岩成矿潜力研究

为了研究甘肃北山怪石山含铜镍硫化物基性、超基性岩的成矿潜力，通过野外调查和室内综合对比研究，取得如下认识及成果：（1）怪石山岩体是由橄榄二辉岩、橄榄方辉岩、辉石岩、辉长岩等组成的复式岩体，岩相分异较复杂明显，橄榄二辉岩全岩铜镍矿化（Cu含量0．1％-0．24％，Ni含量0．12％-0．47％）；（2）岩体常量和微量元素具岛弧基性超基性岩浆特征（例如岩体亏损高场强元素Nb、Ta、Ti、Hf及Y和P，富集大离子亲石元素Ba、Rb、Th、U、K及La等）；（3）磁法异常与岩体地表矿化一致，电法结果显示岩体深部矿化更好（最大磁场强度值1210．9nT，南西侧视极化率（ηs）显示最大值可达9．55％，异常范围500m×200m）；（4）岩体岩石地球化学特征与金川、哈拉通克、红旗岭等相似，与甘肃黑山一致。因此，怪石山有望成为储量规模不亚于甘肃黑山的铜镍硫化物矿床。此外，本文还提出了有关北山地区基性、超基性岩铜镍硫化物矿床的几点找矿标志。

阿尔金清水泉斜长角闪岩同位素定年及其地球化学特征

阿尔金南缘清水泉地区与超基性岩及斜长花岗岩伴生的斜长角闪岩岩石地球化学组成显示：SiO2和Al2O3含量较高,分别为47.63%55.26%和16.42%18.97%,Na2O＋K2O含量低为4.91%5.60%,MgO和Mg#值较低为4.41%5.72%和44.957.9,具有负Eu异常,其Mg#与Ti O2、Fe OT及Cr与Rb呈明显的相关性,表明岩石为地幔岩浆经分异演化形成。岩石富集大离子亲石元素Rb、Ba、Sr及Sm和Th,亏损高场强元素Nb、Ta、Zr、Hf、Yb、Y、Lu及Ti,且Th/Ta为2.6118.12〉1,Nb/La为0.210.66〈1,指示岩石在演化过程中受到了陆壳的混染,推断岩石形成于裂谷环境。利用LA-ICP-MS微区原位定年获得斜长角闪岩中锆石206Pb/238U加权平均年龄为461±4 Ma,指示阿尔金南缘在中奥陶世早期处于伸展的构造动力学背景之下,为研究阿尔金构造带的形成及演化提供了新的证据。

阿尔金环形山榴辉岩岩石地球化学及地质意义

调查研究发现，阿尔金南缘环形山榴辉岩呈透镜体状产于新元古代石榴石二长花岗片麻岩中，岩石经退变质作用，白眼圈构造发育，石榴石变少，石英及金红石等矿物较少，未见峰期矿物组合。绿辉石被次透辉石及角闪石替代，岩石为榴辉岩、榴闪岩及斜长角闪岩。主量及微量元素地球化学分析显示：主量元素Al2O3、TiO2、MgO、P2O5及稀土Nb/Ta、Zr/Hf、Zr/Nb、La/Nb、Y/Nb特征比值与洋脊玄武岩一致；稀土标准化模式图、微量元素原始地幔标准化图及MORB标准化图指示岩石具洋脊玄武岩特征，原岩可能为地幔岩经15%-30%的部分熔融形成。结合榴辉岩围岩年龄、变质作用等分析认为，该榴辉岩为似洋脊玄武岩的基性岩浆侵入花岗岩后，于500 Ma左右发生大陆俯冲折返形成。

阿尔金原特提斯洋闭合新证据——环形山高压基性麻粒岩研究

为探讨阿尔金南缘新发现的高压岩石的成因及其地质意义，采用显微镜、电子探针及 LA-ICP-MS 等方法对岩石及其矿物、锆石原位微量元素、Lu-Hf同位素特征及同位素年龄进行分析。结果表明，岩石为高压基性麻粒岩，其原岩年龄为592±11～790±14Ma，变质年龄为508±6Ma，岩石在形成演化过程中曾受到地壳的混染。研究认为岩石形成于新元古代晚期Rodinia超大陆裂解期，随着威尔逊旋回的发展，原特堤斯洋形成，在500Ma左右发生板块的俯冲、碰撞及折返，形成环形山高压基性麻粒岩表明阿尔金原特堤斯洋在早奥陶世已经闭合。

阿尔金奇克山东斜长角闪岩地球化学、年代学及其成因意义

阿尔金奇克山东斜长角闪岩岩石地球化学分析显示:岩石SiO_2和Al_2O_3含量较高,分别为46.99%~51.01%和13.85%~15.82%,MgO和FeO^T值为7.00%~7.71%和12.4%~13.5%,属拉斑系列岩石;主量元素MgO对SiO_2、Al_2O_3、CaO、FeO^T关系图及微量元素Cr-Rb和Rb/Nb-Rb/Zr关系图,显示岩石演化过程中曾发生部分熔融和分离结晶作用;轻稀土元素微富集指示岩浆可能经历了10%~20%部分熔融和低程度分离结晶的演化。锆石Lu-Hf同位素特征表明原岩是由较球粒陨石稍分异的地幔岩浆形成,岩浆的液相线温度为1175~1251℃。微区定年揭示其岩石原岩年龄为718±22Ma,变质年龄为502±14Ma。综合分析认为岩石非新太古代产物,而是形成于新元古代Rodinia超大陆汇聚作用之后的伸展期,早古生代经历了阿尔金南缘峰期变质作用,表明此时阿尔金原古特提斯洋已经闭合。

阿尔金长清铁矿矿床地质

1区域地质背景长清铁矿处于阿尔金构造带中部的阿南茫崖构造混杂岩带清水泉西,北部为青藏高原北缘、柴达木地块祁漫塔格构造带,南部为塔里木地块阿尔金构造带。阿尔金南缘大断裂带从区内通过,该断裂带为一具张扭性兼左行走滑的深大断裂带、其次级断裂发育。矿区及其邻区出露地层为长城系小庙岩组斜长角闪岩和黑云斜长角闪岩等区域变质岩。区内岩浆岩发育。

阿尔金奇克山斜长角闪岩同位素年龄及其地球化学特征

阿尔金奇克山地区侵入于地层中的斜长角闪岩原岩为辉长岩,岩石地球化学组成显示斜长角闪岩的SiO_2和Al_2O_3含量较高为49.29%~51.03%和12.27%~14.49%,Na_2O+K_2O含量低为2.35%~4.37%,MgO和Mg~#值为6.48%~10.12%和48.7~59.6,具Eu负异常,样品的MgO对SiO_2、Al_2O_3、TiO_2及Cr-Rb和Rb/Nb-Rb/Zr关系图显示明显相关性,表明其为地幔岩浆经分异演化形成。岩石富集Rb、Th和U,亏损Nb、Sr和P,且Th/Ta为1.05~2.77>1,Nb/La为0.88~1.02,多小于1,显示岩石在演化过程中受到了地壳轻微混染,推断岩石形成于板内伸展环境。利用LA-ICP-MS微区原位定年获得斜长角闪岩^(206)Pb/^(238)U-^(207)Pb/^(235)U谐和年龄503±5 Ma和^(206)Pb/^(238)U加权平均年龄为479±6 Ma,该年龄段为阿尔金峰期变质阶段,指示岩石形成于479 Ma以前。

北天山巴音沟蛇绿岩斜长花岗岩SHRIMP锆石U-Pb年龄及蛇绿岩成因研究

巴音沟蛇绿岩侵位于辉长岩中的斜长花岗岩亏损LREE和不相容元素，（Ce／Yb）N=0．67—0．88，（Gd／Yb）N=0．63—0．73，εNd（t）=8．36—8．52，^87Sr／^86Sr（t）=0．70365～0．70408，为亏损地幔来源花岗岩，是蛇绿岩的组成部分。斜长花岗岩的精细SHRIMP锆石U—Pb年龄为324．8±7．1Ma，表明巴音沟蛇绿岩形成于早石炭世晚期。巴音沟蛇绿岩中辉长岩、辉绿岩、基性熔岩REE球粒陨石标准化和微量元素原始地幔标准化分配型式呈平坦型分布，（Ce／Yb）N=0．63～1．36，（Gd／Yb）N=1．02—1．41，近似于N—MORB分配型式.^87Sr／^86Sr比值变化于0．70306—0．70439，εNd（t）=4．63～8．69，表明其岩浆主体来源于N—MORB，但在形成过程中有OIB组分的加入。结合天山石炭纪区域火山岩的研究，认为巴音沟蛇绿岩形成于大陆裂谷向大洋裂谷转化的构造环境，它是天山造山带晚古生代“红海型”洋盆的地质记录．

天山石炭纪大火成岩省与地幔柱

中国西北部(中亚地区)天山造山带中分布的石炭纪碰撞后裂谷火山岩系构成了一个分布范围约150×104km2的大火成岩省。该火山岩系主要由玄武质熔岩组成,其次还包含有中性和酸性熔岩及火山碎屑岩。玄武岩所形成的化学和同位素阵列表明,它们是由来源于2个不同源区的组分混合产生的。一种组分来源于岩石圈地幔,另一种组分来源于与夏威夷(Hawaii)、冰岛(Iceland)和留尼汪岛(Reunion)等洋岛玄武岩源区相似的软流圈。显然,该大火成岩省的形成与地幔柱活动有关。

天山石炭—二叠纪大火成岩省裂谷火山作用与地幔柱

中国西北部石炭纪—早二叠世喷发的天山裂谷火山岩系构成了一个大火成岩省。该火山岩系的组成以玄武质熔岩为主,其次有中性和酸性熔岩及火山碎屑岩。根据岩石学、主元素、微量元素和Sr-Nd-Pb同位素数据,天山玄武岩可分为两个主要岩浆类型:1高Ti/Y(HT)类型,以高Ti/Y(>500)、高Ce/Y(>3)和相对低Nb/Zr(<0.11)、低εNd(t)为特征;2低Ti/Y(LT)类型,以低Ti/Y(<500)为特征。LT熔岩又可以进一步分为两个亚类:LT1熔岩以低Nb/Zr(<0.15)和高εNd(t)(+3.1^+9.7)为特征;LT2熔岩具有较高的Nb/Zr值(>0.16)和较低的εNd(t)值(-0.98^-2.91)。元素和同位素数据表明,HT和LT熔岩的化学变异不是由一个共同母岩浆的结晶分异作用所产生。它们极有可能是源于一种似洋岛玄武岩源的幔源(87Sr/86Sr(t)≈0.7045,εNd(t)≈+4,206Pb/204Pb(t)≈18.35,207Pb/204Pb(t)≈15.66,208Pb/204Pb(t)≈38.25,La/Nb≈0.7),且具有不同的熔融条件和经受了不同的分异和混染。以碱性熔岩为主的HT熔岩是产生于幔源石榴子石稳定区的低度部分熔融,其化学变异受控于单斜辉石(Cpx)[±橄榄石(Ol)]分离作用。相反,LT类型的母岩浆则是形成于幔源的尖晶石—石榴子石过渡带:碱性LT2亚类的母岩浆是产生于部分熔融程度较低的条件下;而以拉斑玄武质为主的LT1亚类的母岩浆则是产生于部分熔融条件较高的条件下。它们经受了浅层辉长岩质分离作用,化学变异较大。天山玄武岩可能是产生于地幔柱头。HT和LT岩浆的岩石成因又进一步为地壳和岩石圈地幔的混染作用所复杂化。我们的研究揭示,天山大火成岩省的火山岩中存在空间上的岩石地球化学变化。天山东段的LT1火山岩系的厚度最大,它们记录了玄武岩侵位的主幕,该处可能是地幔柱或地幔熔融异常的中心位置。相反,厚度较小的HT和LT2玄武岩则可能是意味着地幔柱活动影响的减弱。事实上,HT和LT2玄武岩也是该大火成岩省边缘部分的主要岩浆类型。HT和LT2熔岩的地幔熔融程度较低,可能是与地幔柱边部的岩石圈相对较厚和地热较低有关。

北天山巴音沟蛇绿岩斜长花岗岩锆石SHRIMP测年及其意义

北天山巴音沟蛇绿岩中斜长花岗岩仅产于辉长岩顶部,二者呈突变或渐变接触关系。本文应用SHRIMP方法对斜长花岗岩进行了锆石U-Pb定年,获得了324.8±7.1Ma(2σ)的年龄,这一年龄精确反映了巴音沟蛇绿岩形成于早石炭世。巴音沟蛇绿岩代表了天山晚古生代“红海型”洋盆的地质记录。