浅析坦桑尼亚卡鲁超群地质特征及含矿性

卡鲁超群代表了坦桑尼亚境内最早的显生宙沉积,境内地层连续性较好,主要发育于一系列由裂谷引起沉降进而形成的半地堑-地堑盆地中。在综合研究坦桑尼亚卡鲁超群的区域地质分布、岩性组合、沉积环境分析以及孢粉生物学等资料的基础上,结合地质年代学特征系统厘定了卡鲁超群内部各组、段的沉积层序、沉积相和沉积时代,并对这套地层的含矿性特征进行了归纳、总结。综合分析认为,坦桑尼亚卡鲁超群的岩性总体表现为一套砂岩-页岩组合,其沉积时限为晚石炭世至早侏罗世,沉积环境自下而上分别为冰川相、湖泊相、河流相,与南非典型的卡鲁超群具有可比性;显示出良好的煤矿和砂岩型铀矿成矿潜力,并且存在许多油气、石墨资源找矿线索。

坦桑尼亚乌本迪活动带西北部元古宙沉积盆地碎屑锆石U-Pb年龄及其地质意义

坦桑尼亚西北部卡拉戈维-安科连活动带和玛拉嘎拉西台地发育一系列元古宙沉积盆地,由于沉积岩性和变质程度相近,地层层序的界定存在争议。本文通过对原划分的卡盖拉超群和玛拉嘎拉西超群乌哈群上部马攸攸组碎屑锆石铀铅年龄的测试,获得了坦桑尼亚西北部基戈马附近中元古代沉积盆地碎屑锆石207Pb/206Pb年龄集中分布于1 276~1 562 Ma、1 735~2 156 Ma和2 505~2 836 Ma三个年龄区间;坦桑尼亚西北部基戈马附近玛拉嘎拉西台地乌哈群上部马攸攸组碎屑锆石207Pb/206Pb年龄集中分布于735~1 400 Ma、1 793~2 094 Ma和2 554~2 934 Ma三个年龄区间;坦桑尼亚西北部卡雷马附近玛拉嘎拉西台地乌哈群上部的马攸攸组两个样品碎屑锆石U-Pb不一致线上交点年龄分别为2 654±29 Ma和2 671±13 Ma。结合已有的地质资料可以推断坦桑尼亚西北部基戈马附近中元古代沉积盆地沉积时代不早于1 400 Ma;坦桑尼亚西北部基戈马附近玛拉嘎拉西台地乌哈群上部马攸攸组沉积时代不早于735 Ma;坦桑尼亚西北部卡雷马附近乌哈群上部的马攸攸组与基戈马附近的马攸攸组碎屑成分来源存在明显差异,建议重新划分。

内蒙古二连浩特北部查干楚鲁地区变质岩系碎屑锆石年代学及地质意义

兴蒙造山带中段二连浩特北部查干楚鲁地区发育一套变质岩系,前人将其划为古元古代宝音图岩群,本次工作通过石英岩中碎屑锆石年代学分析,在区中获得了259 Ma的最小谐和年龄,结合区域地质特征,表明其形成于晚二叠世。结合前人研究表明,二连-东乌旗地区不存在前寒武纪基底,晚古生代是发育在早古生代岛弧基底之上的活动陆缘。

中国北方农牧交错带土地沙化区典型植物的雨季水分来源

中国北方农牧交错带是中东部地区重要的生态安全屏障,由于其系统结构脆弱、生态环境问题多发、土地沙化严重,开展生态修复工作显得十分重要。植物-土壤水分关系作为土地沙化区生态水文过程的重要组成部分,研究二者的转化过程对于了解植物吸水模式、确定生态修复的首选植物种非常关键。以河北省张家口市康保县北部为例,基于雨季的大气降水、地下水、土壤水和植物水的氢氧同位素特征,分析了主要植物的吸水层位、生态位宽度和水分竞争关系。结果表明,柠条以吸收80~100 cm深度土壤水为主,吸水比例最大可达87.7%,油菜花以吸收0~20 cm深度土壤水为主,吸水比例最大可达82.3%,狼针的吸水层位与土壤含水率有关,在含水率较高的深度吸水比例更大,栉叶蒿的吸水深度较为均衡,各植物种的生态位宽度均较大,但部分植物间存在较强的水分竞争关系。本研究为中国北方农牧交错带土地沙化区的植物水源来源识别和生态修复提供了科学依据。

华北地区铬铁矿资源概况及其资源潜力

华北地区已发现有铬铁矿矿床(点)49处,包括中型矿床1处,小型矿床11处,矿(化)点37处,主要分布在内蒙、河北、河南和北京等地。铬铁矿矿床(点)具有成群带分布的特征,主要沿商丹、索伦山、贺根山等几条大的蛇绿岩带集中分布,形成时代从太古代到中生代均有发育,其中新太古-古元古代和晚古生代为两个主要的成矿时期。矿床类型以蛇绿岩型为主,次为岩浆型。综合分析认为,内蒙古二连-贺根山、索伦山、柯单山和商丹等几条大的蛇绿混杂岩带具有较好的铬铁矿找矿潜力,应加强已知矿区外围和深部勘查,有望实现铬铁矿找矿突破。

华北北部古生代-中生代多期变质作用及其大地构造意义——“华北地区古生代变质作用和动力学”研究进展与展望

“华北地区古生代变质作用和动力学”是2011—2013年中国地质调查局地质调查工作项目,旨在通过变质作用研究,揭示古生代区域大地构造体制与演化过程。通过对河北赤城地区红旗营子杂岩、内蒙古中部温都尔庙群、宝音图群、锡林郭勒杂岩、林西地区的双井片岩等开展了重点研究,表明华北北部地区古生代以来经历了4期不同性质的变质作用,对应不同的构造背景:志留纪的高压低温型(454~426 Ma),指示洋壳的俯冲过程;早泥盆纪的中压型(~400 Ma),指示与地壳加厚有关的造山过程;石炭纪的低压高温型(345~309 Ma),指示造山后的陆内伸展过程,以及早三叠纪(~240 Ma)的中-低压低温型,指示与有限海盆闭合有关的陆内造山过程。结合区域的岩浆、沉积以及构造等方面的地质特征,认为华北北部地区古生代以来经历了复合造山的构造演化过程:早古生代期间的古亚洲洋俯冲;早泥盆纪与古亚洲洋闭合有关的碰撞造山;中-晚泥盆纪-二叠纪陆内伸展,形成陆相盆地-陆表海-有限海盆;以及早三叠纪的有限洋盆被动闭合等过程。这为阐明华北地区古生代地球动力学和成矿背景提供了坚实的变质岩石学基础。

华北陆块2.56~2.52 Ga增氧事件对成矿和生命演化的影响

地球表层大气氧浓度的显著增高是地球史上最重大的地质事件之一,它不仅改变了地球表层环境,促进了生命演化,而且加速了表生地质过程,形成一系列适应环境突变的岩石和重要矿床。地球在前寒武纪时期曾发生过两次大气快速增氧事件,分别为大氧化事件(GOE)和新元古代氧化事件(NOE)。本文主要论述华北陆块新太古代晚期增氧事件的时限及其对成矿和生命演化的影响。华北陆块新太古代晚期形成千余个氧化物相BIF型铁矿床和矿点,属于阿尔戈马型,累计查明资源储量约335.36亿t,占全国铁矿总资源储量46%。该类矿床和矿点形成于弱碱性氧化环境,成矿时代主要介于2.56~2.52 Ga,并经历了2.51~2.50 Ga的变质作用。通过对BIF型铁矿床中矿石的Ce异常、铁同位素组成和硫同位素非质量分馏效应(MIF-S)等特征研究,显示在2.56~2.52 Ga期间大气圈的氧浓度大幅度升高,并由缺氧还原环境变为具一定氧浓度(1%~10%PAL)的氧化环境,暗示华北陆块在此期间曾出现过一次显著的增氧事件。其对华北陆块的成矿作用产生了重要影响,主要表现在以下三个方面:(1)形成大量氧化物相BIF型铁矿床,这是中国最重要的铁矿床类型和铁矿石开采对象,但缺少碳酸盐相BIF型铁矿床的产出;(2)制约了新太古代晚期VMS型铜锌块状硫化物矿床的发育,目前仅在辽北红透山地区有报道;(3)缺失南非兰德型金-铀砾岩矿床。此外,此次增氧事件也加速了华北陆块上生命演化的进程。一般来说,从以单细胞为主的真核生物演化到宏观多细胞真核生物大约需经历1.6~1.7 Ga。然而,华北陆块从新太古代晚期(2.56~2.52 Ga)的增氧事件到中元古代蓟县纪高于庄组宏观化石的发现,即从以单细胞为主的真核生物向宏观多细胞真核生物演化仅经历了约1.0 Ga。上述研究结果表明,华北陆块上第一次出现显著增氧过程的时限为2.56~2.52 Ga,不仅时间上比全球其他地区(~2.4 Ga)早了约1亿多年,而且生命演化也比其他地区提早0.6~0.7 Ga。

华北地区镍矿床特征及资源潜力

华北地区镍矿床(点)主要分布在内蒙古、河北省及河南省等地,已发现镍矿床(点)19处,其中大型矿床1处,中型矿床3处,小型矿床8处,矿点7处。新元古代和晚古生代是华北地区镍矿床形成的2个高峰期。矿床类型以岩浆型为主,其次为风化壳型和沉积变质型。沉积变质型镍矿床主要产在华北陆块区内,形成环境与裂陷盆地有关;岩浆型和风化壳型镍矿床主要产在克拉通边缘或造山带,形成环境与大陆边缘裂解或后碰撞伸展环境有关。分析认为,华北陆块北缘出露的镁铁质超镁铁质岩、二连贺根山地区蛇绿混杂岩及内蒙古南端秦祁昆造山带寒武系黑色岩系地层,均具有较好的镍矿资源找矿潜力。

赣东北婺源地区中生代花岗岩体的构造背景研究

邦彦坑岩体、段莘岩体和青山岭岩体位于江南造山带东段。邦彦坑花岗岩特征为高硅(SiO_(2)=65.56%~71.36%);富铝(Al_(2)O_(3)=14.12%~16.58%);低镁(MgO=1.08~1.33);富钾(K_(2)O=3.42%~4.56%);弱的Eu负异常(δEu为0.65~0.92);(La/Yb)_(N)较高(13.92~19.09);特征元素Y含量较低(13.8×10^(-6)~17.9×10^(-6));富集元素Sr(335.9×10^(-6)~484×10^(-6));高的K_(2)O/Na_(2)O(1.07~1.62);低的Mg^(#)(0.23~0.27)、Cr(6.83~13.02)、Ni(3.81~6.13)、Ce/Pb比值(1.60~3.46),明显的Nb、Ta负异常,指示其为壳源,C型埃达克岩,为构造加厚下地壳基性岩的部分熔融形成。段莘和青山岭花岗岩有富硅、富钾、贫钙、贫镁和过铝质的特征,LREE与HREE均表现出平缓的右倾趋势,强烈的Eu负异常。呈现出经典右倾“V”字形,Rb、Th、Ta等不相容元素富集,Zr轻微亏损,Ba、Sr、Eu强烈负异常,10000×Ga/Al=3.12~3.44,属于是A_(2)型花岗岩,为后造山伸展作用的产物。赣东北印支期造山后有地壳加厚现象,由晚侏罗世到白垩世早期区域构造应力发生转变,由构造加厚的挤压环境开始转变为造山后伸展环境。

我国天然牡蛎礁现状及保护修复建议

【研究目的】牡蛎礁具有重要生态价值,掌握其现状对于海岸带生态保护修复具有重要意义。【研究方法】本文系统搜集整理中国和世界天然牡蛎礁调查研究成果,针对中国天然牡蛎礁现状、变化历史及存在的主要生态问题进行了论述,在此基础上,结合国内外牡蛎礁生态系统修复实践,提出了中国天然牡蛎礁保护修复建议。【研究结果】结果显示,近一个世纪以来,全球天然牡蛎礁退化了85%,其中亚太地区超过90%的礁体已经消失。中国天然牡蛎礁亦严重退化,目前,已知的天然活牡蛎礁主要分布于河北曹妃甸、天津大神堂、山东滨州港、山东莱州湾、江苏小庙洪、福建深沪湾和金门等地,退化严重区域的牡蛎礁现存面积不足原来的十分之一,造成河口和滨海生态系统的结构与功能严重受损,亟需开展保护修复工作。【结论】国内外牡蛎礁修复实践表明大面积开展牡蛎礁生态系统修复工作可行且意义重大,为充分发挥牡蛎礁的生态系统服务功能,提升海岸带固碳能力,本文提出推进牡蛎礁保护相关立法、系统开展天然活体牡蛎礁调查与研究、试点实施牡蛎礁修复示范项目和建设“中国海岸带牡蛎礁生态走廊”等4项天然牡蛎礁保护修复建议,以期为中国海岸带生态修复提供支撑。

中蒙边界地区侵入岩时空分布特征及对构造演化的启示

中国与蒙古交界地区,岩浆活动频繁,各类侵入岩十分发育,是中亚造山带复杂多变构造环境中的重要一隅;区内岩浆侵位形成的岩石类型和岩石组合丰富多样,呈现多期次多旋回特征,探讨其时空分布特征,建立侵入岩时空分布格架,对理解区域构造演化和壳幔活动有重要意义。以岩浆旋回为主线,通过提取和对比研究区前吕梁期至燕山期不同期次侵入岩的时空分布特征,清楚反映了区内地壳碰撞拼合活跃期始于加里东期,在华力西期达到顶峰,之后逐渐衰退,整体呈现由西向东地壳逐渐拼合的构造演化趋势,揭示了阿尔泰造山带西段与兴蒙造山带东段不同构造单元下造山过程的独特性和差异。此外,区域断裂带两侧多分布有规模宏大的岩浆岩带,区域构造线对岩浆侵入活动范围和规模的控制十分显著。

阿拉善右旗特拜金矿赋矿变沉积岩地球化学特征、源区属性及构造意义

本次对阿拉善右旗特拜金矿赋矿变沉积岩进行地球化学分析,主要岩性为云母石英片岩、变质粉砂岩、变质岩屑石英砂岩等;主量元素SiO_(2)平均含量62.39%,Al_(2)O_(3)平均含量15.40%,Fe_(2)O_(3)平均含量6.57%,MgO平均含量3.84%,CaO平均含量2.31%,K_(2)O平均含量2.65%,Na_(2)O平均含量2.09%。ΣREE配分模式曲线一致,LREE/HREE=5.75~8.34,平均为7.18,(La/Yb)_(N)=5.39~8.38,平均6.83,Eu负异常明显,轻稀土元素相对重稀土元素明显富集;微量元素中相对稳定元素比值如La/Sc、Th/Sc、Cr/Zr显示出物源来自上地壳长英质;Rb-K_(2)O图解、Ni-TiO_(2)图解和La/Yb-ΣREE图解表明其母岩主要来源于花岗岩,结合古水流特征以及碎屑锆石年龄证据等推测物源可能来自北大山地区花岗岩。结合特拜赋矿变沉积岩岩石组合特征、构造特征和地球化学特征,认为其源岩形成于大陆岛弧构造环境。

太行山前平原浅层地下水年龄及其对含水层固有脆弱性的指示意义

地下水资源在生产和生活供水中占有重要地位,然而随着人类活动的不断增强,很多地区出现了地下水污染的现象,使得地下水保护研究成为一项势在必行的工作。已有研究显示,地下水年龄可以指示含水层固有脆弱性程度,反映地下水的潜在污染风险性。本次以太行山前平原为研究区,利用3H(3H/3He)同位素识别了浅层地下水年龄并探讨了其对含水层固有脆弱性的指示意义。结果显示,研究区浅层地下水年龄普遍小于40年,由山前至平原沿地下水流动方向呈现增大特征,并呈现较好的分带性。同时,通过对比前人提出的地下水中现代水的含量指示含水层固有脆弱性的方法,揭示地下水年龄的分布,对含水层固有脆弱性亦具有较好的指示意义。结果显示,研究区含水层固有脆弱性由山前到平原呈现降低趋势,并利用其他指标和数据进行了验证和讨论。

渤海湾牡蛎礁的研究现状与保护建议

通过对渤海湾西北岸全新世牡蛎礁调查研究现状及成果的梳理,阐述了牡蛎礁的结构特征、时空分布和古环境要素:(1)牡蛎礁和上覆泥质沉积层具有“二元结构”特征;(2)在距今8270年以来,沿北西-南东方向包括现代活体牡蛎礁在内共分为10~14道礁群(其中有4道可视作亚礁群);(3)“礁泥转换”和礁体内部直立的正常建礁层与水平夹层所记录的缓变型和突变型的环境变化信息;(4)确定了牡蛎礁顶板可以作为海面标志点,以礁顶的实测高度、再增加“±0.7 m”的礁顶起伏误差范围,重建当时的海平面;(5)牡蛎壳体的同位素研究揭示了牡蛎生长的年度和季节性变化规律;(6)牡蛎礁体及岭地共同记录了海岸线变迁历史。以此为基础,介绍了牡蛎礁博物馆选址和现代活牡蛎的调查结果。最后,提出了牡蛎礁的保护和利用牡蛎礁进行生态海岸修复的建议。

渤海湾贝壳堤现状及保护建议

贝壳堤是沿岸堤的一个分支,其在全球广泛分布,作为地学术语最早出现于1891年路易斯安那大学的地形图中,Chenier术语来源于墨西哥湾北部路易斯安那州平原的海堤,因上面长着高大橡树而得名。渤海湾西岸分布着5至6道、断续绵延数十至上百公里的贝壳堤,是大自然馈赠该地区的重要地质遗迹,不仅在研究海岸带古环境演化方面具有重要科学价值,而且在海岸带生态保护和修复方面亦具有重要现实意义。本文系统回顾了渤海湾贝壳堤研究的历史沿革和近年来在贝壳堤调查研究方面取得的新认识,在此基础上,提出了渤海湾贝壳堤保护建议:(1)积极推进贝壳堤博物馆和野外观测站建设,包括将天津市滨海新区青坨子核心区的裸露、半裸露贝壳堤点开辟为免费参观点,将天津市津南区巨葛庄在搬迁后残破的倪家大坟Ⅲ堤做进一步管护和开放;(2)改变河北省黄骅市后唐堡贝壳堤目前仅用栏杆围起来的被动保护局面,与附近学校联合,开辟为认识海洋的学生实习基地;(3)作为整个渤海湾(甚至全国)最后一处较为完整的自然存在的贝壳堤,建议提升山东省无棣县汪子岛保护区的地位,加强该处贝壳堤-泻湖盐沼系统的保护与科学研究。

长石中Pb同位素的LA-MC-ICPMS测定

单矿物的微区原位Pb同位素分析是微区原位分析技术一个重要的研究方向,能够得到矿物晶体间甚至晶体本身不同区域同位素组成的变化信息。本文采用LA-MC-ICPMS对三件标准样品和两件长石样品进行了微区原位测试,标准样品结果在误差范围内与推荐值一致,两件长石样品测试结果在误差范围内与溶液法测试结果一致,测试精度达到1‰以内。

蓟县中-新元古界剖面团山子组-景儿峪组碳氧同位素演化特征及其沉积环境与构造意义

对华北克拉通北缘蓟县中-新元古界碳酸盐岩进行了系统的碳、氧同位素研究,共获得有效碳、氧同位素数据376组。团山子-景儿峪组岩石学特征、碳氧同位素组成特征对沉积-构造环境具有良好的协同指示意义:δ^(13)CVPDB和δ18OV-PDB曲线变化幅度很小,δ^(13)C多数介于-1‰~+1‰,δ^(18)O多数介于-4‰~-6‰。显著的δ^(13)C负值出现于团山子组、高于庄组和铁岭组下部,显著的δ^(13)C正值出现于杨庄组/雾迷山组界线以及景儿峪组。通过对比研究认为,团山子期经历了大规模裂解事件,与区内团山子期末-大红峪期强烈火山作用事件相吻合;杨庄晚期-雾迷山早期经历了沉积环境突然变化,导致生物爆发式发育;景儿峪组碳同位素变化范围介于-0.90‰~+3.70‰,与扬子克拉通神农架群1.4~1.0 Ga碳同位素波动范围存在部分重合,有可能填补待建系(1.35~1.00 Ga)的部分空白。

应用微束分析技术研究铜钴矿床中钴的赋存状态

微束分析技术能够在微米-纳米尺度上精确分析矿石矿物的物相、形貌、结构、成分以及同位素组成,为地球科学精细研究提供重要技术支撑。本文利用多种微束分析技术的自身优势,综合运用微区X射线荧光光谱(micro-XRF)、偏光显微镜、电子探针(EPMA)以及激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)分析技术,建立了一种简单直观且全面快速鉴别钴赋存状态的技术方法。首先采用偏光显微镜选出部分代表性的探针片,然后进行微区X射线荧光光谱面扫描,获得探针片中钴及组合元素分布规律及特征,再利用偏光显微镜细致观察鉴别,结合元素分布特征规律识别出独立钴矿物以及含钴矿物,最后圈出代表性矿物并采用电子探针和LA-ICP-MS进行主微量化学成分测定。将该方法应用于中非铜钴成矿带上典型铜钴矿床中钴的赋存状态研究,查明了谦比希东南矿体中的钴主要以独立矿物(钴镍黄铁矿、硫钴矿、硫铜钴矿)和类质同象(主要赋存于黄铁矿、磁黄铁矿中)两种形式存在,而谦比希西矿体中的钴主要以独立矿物——硫铜钴矿的形式零星存在。

天津市海岸线现状

海岸线是陆地与水体交界的重要标识,海岸线的位置和类型是海岸带生态环境修复的基础数据。本文以天津市海岸线为研究对象,通过遥感解译与实地验证相结合的方式,对天津市海岸线位置和分类进行了研究,结果显示,目前天津市海岸线长度约366.92 km,其中港口和围海造陆岸线281.78 km、围海养殖岸线22.92 km、海堤岸线25.77 km和人工河口岸线36.45 km,自然岸线数值趋近为零,围海造陆及港口岸线所占比例达到了76.80%。由于围填海等人类活动,岸线较2000年增加了143%。

沥青铀矿(GBW04420)的微区原位U-Pb定年分析

GBW04420是沥青铀矿铀铅同位素年龄国家标准物质,是TIMS法分析铀矿物铀铅含量和年龄的标准,最近在国内被大量应用于微区原位U-Pb定年分析。本文分别利用电子探针化学定年法(EPMA CHIME)、电子探针与质谱仪联用法(EMPA&SIMS/LA-MC-ICPMS)、二次离子质谱法(SIMS)、激光剥蚀电感耦合等离子体质谱法(ns/fsLA-MC/HR/Q-ICP-MS)、同位素稀释热电离质谱法(ID-TIMS),对GBW04420进行了U-Pb定年分析;发现GBW04420的沥青铀矿颗粒之间年龄是不均一的。甚至,在加拿大曼尼托巴大学SIMS实验室两次分析得到的结果不同。由此,作者认为对于沥青铀矿标准物质GBW04420作为基体匹配标准物质来进行分馏校正,需谨慎对待。