Rare earth elements in CO_2-fluid inclusions in mantle Iherzolite

Trace elements including REE (Rare Earth Elements) in fluid inclusions inlherzolite, olivine, orthopyroxene, and clinopyroxene have been determined by heating-decrepitationand ICP-MS (Element Type Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry) method. Normalized CO_2fluid/chondrite data show that mantle fluids are rich in REEs, especially LREEs (Light Rare EarthElements), several times or dozen times higher than mantle rocks and mantle minerals. There areclose relationships among the REE data of olivine, orthopyroxene, clinopyroxene and lherzolite.Compared to the data of chemical dissolution method, it is believed that REE data obtained fromheating-decrepitation and ICP-MS technique are contributed by CO_2 fluid inclusions. About 60percent (mass fraction) of tiny inclusions are observed not to be decrepitated above 1000 deg C, soREE data obtained are only contributed by decrepitated inclusions. Mantle fluids rich in LREE playan important role in mantle metasomatism, partial melting and mineralization.

地幔矿物中CO_2流体包裹体的微量元素特征

本文在镜下观测基础上,挑选富含CO_2包裹体的地幔橄榄岩的橄榄石、斜方辉石和单斜辉石样品,运用热爆法提取和ICP-MS技术,直接测定了单矿物中CO_2流体包裹体的稀土和微量元素含量。在同样条件下,采用四极质谱法测定了CO_2等气相成分,并以CO_2含量为参考值,得出流体中的微量元素相对含量。热爆样品的显微镜观测表明,靠近颗粒表面的较大的CO_2包裹体在1000℃爆裂时均已破裂,所测定的REE和其他微量元素主要来自CO_2包裹体。CO_2流体/球粒陨石标准化的REE数据表明,地幔CO_2流体相对于地幔岩或地幔矿物而言,富集稀土元素,特别是轻稀土元素,LREE/HREE为1.53～11.96,REE分馏程度较大,(La/Yb)_N一般大于1。CO_2流体/上地幔岩石标准化值研究表明,除Co、Ni外,铁族元素在地幔流体中趋于贫化;Cu、Mo、W、Bi、Ag等热液矿床的重金属成矿元素在地幔CO_2流体中富集。

新世纪十年地幔地球化学研究进展

本文在简要回顾上世纪地幔地球化学学科形成历史及新世纪十年地幔地球化学研究重大进展基础上,着重概述了我国相关领域的研究进展。重点对地球深部理论研究与途径探讨,大陆岩石圈地幔研究,地幔熔/流体与地幔交代作用,地球深部中水的存在及其地质意义,非传统稳定同位素在地球深部研究中应用,地幔体系Re-Os同位素应用,地幔地球化学数据库应用等方面的研究进展逐一作了讨论。重点讨论了各领域研究理论与实验方法的进展,及其在地幔研究中的应用;进而将对当前研究中的存在问题进行剖析并对今后十年的重要研究方向作一展望。

粤西大降坪黄铁矿矿床He-Ar同位素和稀土元素组成及成矿物质来源探讨

对大降坪黄铁矿床的Ⅲ、Ⅳ号矿体样品进行了流体包裹体的He-Ar同位素测定，^3He／^4He值在0．13～2．55Ra之间，^40Ar／^36Ar在348-443之间，反映出成矿流体中有地幔流体的侵入．可能是深源地幔的热液沿着大降坪黄铁矿床的逆冲断层进入矿体，对矿体进行了热液改造，分化出Ⅲ号条带状矿体和Ⅳ块状矿体两个不同形态的矿石类型；矿石和围岩的稀土元素的研究结果表明，Ⅲ号矿体和近Ⅲ号矿体围岩及边坡围岩的稀土元素分配曲线基本一致，均表现为铕负异常（8Eu=0．52～0．83），而Ⅳ号块状矿体及近Ⅳ号矿体围岩表现为铕正异常（8Eu=1.03～14．70），可能是受到地幔热液的影响而热液蚀变改造引起的．

四川牦牛坪稀土矿床地幔流体成矿的碳、氢、氧、硫同位素证据

选取 2种主要矿石类型———碳酸岩伟晶岩型矿石和重晶石伟晶岩型矿石进行了成矿流体的C、H、O、S同位素测试 ,获得δ13 CV PDB值为 - 3.0‰～ - 5 .6‰ ,δDV SMOW 值为 - 5 7‰～ - 88‰ ,δ18OH2 O VSMOW 值为 8.0‰～ 13.3‰ ,δ3 4 SV CDT值为3.3‰～ 5 .9‰ ,以及方解石的δ13 CV PDB值为 - 6 .9‰和δ18OV SMOW 值为 7.3‰～ 7.4‰。所有这些数据表明 。

河南周庵铂族-铜镍矿床的稀土和铂族元素地球化学特征:热液成矿的证据

河南周庵超基性岩体蕴含大型Ni-Cu-(PGE)硫化物矿床,矿化带位于超基性岩体边缘与围岩的接触带。周庵超基性岩体轻稀土富集,其La/Sm_N比值为1.3～4.7,Sm/Yb_N比值为1.9～4.4,显示一定程度的LREE/HREE分异。原始地幔标准化的微量元素配分型显示弱的负Nb异常。岩体的Ni含量为70×10^(-6)～2120×10^(-6),Cu含量为15×10^(-6)～1056×10^(-6);矿石的Ni含量为2592×10^(-6)～6549×10^(-6),Cu含量为1147×10^(-6)～3239×10^(-6)。矿石的Ni/Cu比值(2.0～2.3)低于岩石样品(5-83)。强蚀变矿化样品的PGE元素含量高于弱蚀变样品约一个数量级,所有样品的Pd/Ir和Pt/Ir比值高,Pd/Ir=1.4～21,Pt/Ir=2.4～22,表明PPGE相对IPGE富集。上述特征显示周庵岩体是构造侵位的地幔岩,岩体与围岩发生了较强烈的物质交换,含水流体交代作用导致了岩体-围岩物质交换和岩体边缘矿化。

地幔流体与成矿作用

地球内部流体的活动乃是形成各种矿床的必要条件，是导致矿物聚积和金属成矿作用的前提。随着地球科学的进展，作为地球内部流体的重要组成部分，地幔流体受到越来越多的重视。本文在解剖世界首例白云鄂博地幔流体交代稀土矿床的基础上，初步总结了地幔流体与成矿作用的基本问题。

试论地球内部流体与地质作用——现代地质科学研究思考

把以地球固体部分作为主要研究对象所建立起来的地质科学称为传统地质科学，它只在该学科研究的起点——沉积地质学和学科研究的最终目的——成矿地质学两个领域不自觉地将地球内部流体放到了重要地位，而在其间的绝大多数研究则忽略了对地球内部流体的讨论，在其原有的知识体系范围内已找不到关于地球内部物质和能量转移、转换等方面所存在的大量问题的解决途径和完整答案。现代地质科学的发展已经开始将地球内部流体作为主要研究对象，并将其贯穿到了所有地质学研究的领域当中。其基本出发点应是：地球内部流体广泛存在，并永不停息地运动着，它与固体地球部分同样重要，是现代地质科学研究的主要对象。它不仅在各种地质作用中起着极其重要的作用，而且，它基本上可以认为是一切地质作用的最初根源，也就是说，流体作用贯穿于一切地质作用（包括构造活动、岩浆作用、变质作用、沉积作用、成矿作用、地质自然灾害等）过程的始终。地球内部一切地质作用又通过地球内部流体有机地统一在一起。可将地球内部流体按其与特定地质作用的关系划分为具包含循环性质的初始流体、过程流体和终结流体三类。针对目前的研究大量地集中在过程流体和终结流体方面的现状，在体现现代地质科学和传统地质科学本质区别的地?

氢——地球深部流体的重要源泉

介绍了近年来金刚石包裹体中流体研究结果，特别是分子氢和羟基的发现。基于地幔中氢的发现，论证了氢在地球内部的赋存形式。地核和地幔中有氢化物存在得到高压低温实验、地球物理和天文物理测定的支持。从而提出，氢是地幔羽中的原始热物质。核幔边界或地幔中氢化物释放出的氢，发生化学反应，形成地幔流体，推动地球演化。地幔羽应称为氢羽。

地幔流体与地球的放气作用

地幔流体的形成、聚集和渗透是引起地幔交代作用的主要营力。地幔交代作用发育的强弱决定着所生成岩浆的碱性程度。地幔流体和部分熔融体高度富集不相容元素，它们与亏损地幔的相互作用可以使后者发生ＬＲＥＥ和不相容元素的局部富集。通过板块俯冲作用使地球表层的ＣＯ２进入地幔，参加地球的碳循环。热点岩浆来源的ＣＯ２中含有部分循环的ＣＯ２，而大洋中脊玄武岩中的ＣＯ２主要是原始地球的ＣＯ２。携带ＣＨ４和Ｈ２Ｏ的流体渗透至被俯冲带带入地幔的物质，使碳酸盐化的榴辉岩还原而形成含金刚石的榴辉岩和富水流体，并诱发局部熔融，所形成的熔体以火山喷发的形式上升到地表。地幔岩石中含有大量的流体，它们主要以流体包裹体的形式存在于地幔矿物中。几乎在所有的上地幔环境下形成的矿物中均找到了流体包裹体。包裹体内流体的成分主要是ＣＯ２，ＣＨ４，Ｈ２Ｏ及少量Ｈ２，Ｎ２等。

地球内部流体系统科学统一理论

从当前人类面临的重大而紧迫的全球性资源、环境、减灾问题的挑战出发，论述了地球内部流体研究在三大领域中的地位和作用。地球内部流体系统科学统一理论从科学系统观出发，在研究思路上坚持多门学科间大跨度交叉，立足于层次性、全球性和统一性的整体观，并以地球系统科学为理论基础，从而具有在更高层次上进行综合学科研究的特点和时空有序多层结构的研究领域。最后，阐述了从定性到定量的系统学、非线性科学的方法学和方法论。同时，地球内部流体与成矿作用，与环境、灾害及全球变化，地球内部流体的实验研究和动力学研究以及地球内部流体的探测，是统一理论研究的主题。

流体地球科学与地球系统科学

近年来,地球系统科学逐渐成为地球科学的新趋势,但固体地球科学尚难于融入其中。其根本原因在于地球系统科学属于系统科学或复杂科学的组成部分,而固体地球科学其本质上属于理想科学的范畴,以研究线性地球过程为主,或者以理想科学的手法研究非线性地球过程。流体地球科学不仅研究地球的流体系统,也研究流体系统与固体系统的强和弱相互作用,是固体地球科学融入地球系统科学的唯一途径。

旋转分层导电流体的双扩散磁流体动力学不稳定性

本文研究了双扩散效应对处于地球物理极限q→0条件下旋转分层导电流体的磁流体动力学(MHD)不稳定性的影响。研究发现,只要|R_S|足够大,对流总能在流体静力稳定分层的导电流体中发展。当磁场作用较弱,即Λ～Ο(1)时,对所有可能的角向波数m优先发展的是双扩散不稳定性。当R_s>0时,流体中发生几乎不变的“指状”对流。当R_s<0时,流体中发生缓慢东向运行的“扩散”振荡。当磁场作用较强,即Λ≥Λ_M时,与原始Soward模式类似,优先发展的仅是m=1磁力驱动不稳定性,并东向运行,但双扩散效应使得正R_T不稳定性与负R_T不稳定性间的对称性破缺。

幔源油气是可再生能源

松辽盆地徐家围子断陷深层天然气已经被证明来自地幔,这一地质事实预示幔源油气具有工业前景。地球演化是地球排气的根源。对石油天然气产出状态、地球化学分析、地球排气测定资料的研究表明幔源油气是可再生能源。幔源油气是地幔烃碱流体上升过程的必然产物,其分布可根据层控构造理论进行预测。依据《中华人民共和国可再生能源法》的有关规定,幔源油气研究及开发利用应得到国家扶持。

粤北下庄矿田小水铀矿床地球化学特征分析

粤北小水矿床是下庄矿田典型的交点型铀矿床。通过对矿床内发育的花岗岩、辉绿岩及铀矿石采样分析,发现小水矿床矿石具有轻稀土富集的稀土元素特征和富集大离子亲石元素Rb、Th的微量元素特征,与辉绿岩的相应特征十分吻合,与花岗岩的相应特征差异很大,推测其成矿物质来源于深部地幔流体(富含U、F、CO2),且交点型矿石的形成很有可能伴有幔源成矿流体对与花岗岩有关的早期红化矿石的叠加改造作用。

固体地球观向流体地球观的概念更新

长时间内人们把地球看成为一个固体星球,忽视流体在地球动力学中非常重要的作用.在本文中我们将列举一系列的资料来证明它.此流体由H-A-C-O-N-S组成.H(氢,卤素和热),A(碱金属,例如Na,K等.),C(碳),O(氧),N(氮),S(硫族).此流体从深部外地核H,H2流向上进入地幔演化为H-HACONS,向上到上地幔演化为A-HACONS,向上进入地壳后演化为O-HACONS.此流体可以使固体地幔,地壳发生弱化,变软,熔融和排气,结果造成地球动力学及大地构造运动和众多自然灾害.

地球信息科学的经济分析初探

地球信息科学是研究地球上电离层 -莫霍面之间不同坐标点上分布的信息内容及其综合模拟原理和技术的信息科学与地球系统科学的交叉学科。本文分析了地球信息科学技术层面上的含义 ,并根据目前的研究成果 ,从经济学的角度对其经济意义进行了初步分析 ,提出了我国地球信息科学在技术研究方面发展方向的建议。

地球系统数值模拟历史回顾及未来发展之机遇与挑战

地球是人类赖以生存的家园,人类从没停止过对她的探索和研究。从观测分析和纯理论研究开始,现代地球科学已过渡到数值模拟仿真的研究形式。今天,由于每秒百亿亿次浮点运算高性能计算机的诞生,通过多圈层高分辨率耦合模拟,在“数值孪生”理念下,庞大而复杂的地球系统被“搬进”了实验室,像其它学科一样,地球科学走上了假设-验证-再假设-再验证的实证科学轨道。本文首先回顾复杂而艰辛的地球科学发展历程,领略前辈科学家如何从人类生存需求和朴实的科学逻辑出发,开创今天的地球系统数值模拟的地球实证科学;进而文章较全面地总结了目前地球系统数值模拟的现状;最后给出未来发展的机遇与挑战。

西藏多不杂铜矿床稀土元素地球化学特征研究

探讨稀土元素地球化学对多不杂铜矿床成矿物质及流体来源的指示意义。选择相关岩矿石及金属矿物样品,测试其稀土元素组成。研究表明,岩矿石及金属矿物均具有轻稀土富集的特征,这是地幔流体作用成矿的标志。由磁铁矿→浸染状黄铁矿→脉状黄铁矿→黄铜矿演化,δEu值逐步从大于1过渡为小于1,即由正铕异常→负铕异常演化,这是含矿地幔流体作用导致熔浆→热液演化,引发交代蚀变,促使壳幔物质混染叠加成矿的依据。从花岗闪长斑岩→变质砂岩→玄武安山岩,总稀土元素呈现出逐步上升的趋势;花岗闪长斑岩和变质砂岩均为含矿地质体,构成了接触带成矿体系,它们的δEu值分别表现为大于1和小于1,即分别呈现出正铕异常和负铕异常;玄武安山岩不含矿,无明显的铕异常。

康定大渡河金矿田稀土元素地球化学特征研究

大渡河金矿田是西南地区重要的金成矿集中区,在该区开展稀土元素地球化学特征研究,可为揭示大渡河金矿田成因提供一定的依据。通过含矿石英脉体与围岩的稀土元素特征来探讨康定大渡河流域金矿床的成矿物质及流体来源。采集相关岩矿石样品,测试其稀土元素组成。研究表明,岩矿石均具有轻稀土富集的特征,这是地幔流体作用成矿的标志。含矿脉石英δEu值小于1,是金矿的主要赋存地质体,闪长岩、花岗岩和角闪岩δEu值小于1或约等于1,构成金脉围岩体系。闪长岩、花岗岩和角闪岩稀土配分曲线比较平缓,轻重稀土元素分馏不明显,说明黄金矿矿体与早期围岩无关,属于后期填充,成矿与中新生代造山过程有关。而源于地幔流体的含矿脉石英以及围岩花岗岩具有与地壳相似的稀土元素特征,说明成矿过程中发生了强烈的壳幔物质交换混染。多数样品中Eu亏损并未见Ce异常情况,这说明大渡河金矿床的成矿流体及围岩形成环境具有中高温并且相对氧化性的特征,表明了大渡河金矿床的成矿流体可能属于源于地幔的中高温热液流体。