大陆俯冲带流体活动和元素迁移:大别-苏鲁超高压变质岩和变质脉的研究

大别-苏鲁超高压变质岩和变质脉的岩石学及地球化学研究表明,在大陆俯冲带流体-岩石反应过程中,伴随着显著的元素迁移和同位素分馏.大别-苏鲁造山带高压脉中单矿物(如金红石和多硅白云母)具有明显的生长环带,指示变质脉是流体-岩石相互作用的结果.较高的流体/岩石比和强烈的二者相互作用是导致Nb-Ta迁移和分异的主导因素.对中国大陆科学钻探主孔石榴橄榄岩、榴辉岩和变质脉的Li和B同位素地球化学研究,表明在陆壳深俯冲和折返过程中Li和B发生了明显的分馏且表现出不同的地球化学行为.富集Si,Al,Na,LILE(如Rb,Ba和Sr)和HFSE(如Nb,Ta和Ti)的高压变质脉的存在以及不同岩性接触带高度变化的地球化学特征指示,在峰期超高压变质条件下可能形成了超临界流体,它对微量元素的迁移起到了非常重要的作用.     

第13届地质流体及流体包裹体学术研讨会简讯

由中国岩石矿物地球化学学会矿物包裹体专业委员会、南京大学内生金属矿床成矿机制国家开放实验室、中同科学院贵阳地球化学研究所矿床地球化学重点实验室主办,国际矿物协会包裹体专业委员会、中国石油勘探开发研究院廊坊分院天然气成藏重点实验室协办的第13届地质流体及流体包裹体学术研讨会于2002年10月14-17日在南京大学举行.来自国内各主要地球科学研究机构、高等院校地质院系、中国三大石油公司的120余位代     

关于极移的地震激发

1 极移的地震激发研究三维的地球自转变化可分为两个分量,即(1)一维的自转速率的变化,常以日长的变化来表示;(2)两维的地球自转轴指向的变化,亦即极移.在角动量守恒的前提下,地球内部地球物理过程会导致大尺度的物质运动造成“地球物理变化”,这包括固体地球及海洋的潮汐形变、大气波动、水圈的变化、洋流、地震的位错、冰川期后的回弹、地壳和地幔的移动以及地核的活动.本文论述的是极移与地震的关系.地震活动性与地球自转的相互作用,自从100多年前极移发现以来就可能已被注意到了.一方面,非均     

油藏地球化学的理论与实践

油藏地球化学(Reservoir Geochemistry)是80年代中后期在国际上新兴的一门石油地球化学分支学科,是地学与石油工程学之间的边缘交叉学科.它主要采用现代地球化学分析测试技术,结合各项工程作业资料直接研究油藏中流体和矿物的相互作用、油藏流体的非均质性分布规律及其形成机理,探索油气充注、聚集历史与定位成藏机制,成为理论性和实践性都很强的应用有机地球化学的一个分学科,构成本世纪末有机地球化学领域的一个新的学科生长点。     

我国东南沿海地区地幔流体性质及其意义

地幔流体在研究地幔物质成分、交代作用、部分熔融等深部地球化学过程的重要性,已越来越受到重视.由Roedder定义的地幔流体包括熔体和挥发分两者在内(主要是CO_2、硅酸盐熔体、硫化物熔体).Roedder首先发现地幔岩中原生和次生两类CO_2流体包裹体,彭礼贵报道了阿尔卑斯型橄榄岩中又一类全晶化岩浆包裹体,其成分相当于超镁铁质橄榄岩.     

吉林陨石全岩及其球粒中稀土元素分布的初步研究

稀土元素,由其物理与化学性质所决定,使得它们在某些地球化学和宇宙化学过程中,或作为一个整体运移,或其相对丰度模式灵敏而有规律地变化.因此测定陨石、月球和地球物质中稀土元素的绝对丰度和相对丰度,往往可以为了解太阳系原始物质的化学组成提供宝贵资料,或为人们提供有关陨石母体、月球和地球形成和演化历史中所发生的地球化学和宇宙化学     

"古地磁学与地球深部"国际研讨会成功举办

地球深部物理和动力学过程是当代地球科学的重大前沿研究课题.地磁场起源于地球的外核流体运动,地球磁场的结构与强度变化蕴藏了极其丰富的地球深部过程信息.近年来,随着地震学、地磁学和计算科学的发展,地球     

运用流体包裹体探讨上古生界油气成藏期次和时间

流体包裹体在沉积盆地中广泛分布,它是封存于矿物晶穴或裂隙中的原始流体,是流体运移聚集过程的原始记录。流体包裹体在绝大多数情况下不因后期油气继承性活动的叠加改造而消失,在这些保存至今的形成于油气生、运、聚、散各阶段的原始样品中,含有丰富的油气成藏信息,对成矿流体的运移聚集成藏具有重要的示踪作用,成为追踪盆地流体活动的有利工具,近年来流体包裹体技术在油气成藏研究中得到广泛的应用。文章运用流体包裹体测温方法确定上古生界的油气成藏期次和成藏时间。     

地球内部流体的动力学过程与机制

<正> 1 现代地球科学 地球内部流体行为研究涉及到5个方面的问题:即流体在地球内部不同层位的(1)存在形式;(2)分布;(3)来源;(4)迁移过程以及(5)迁移过程中与所附存的岩石间所发生的化学的和物理的作用。这5个方面代表了地球内部流体研究的最关键性问题。地球内部流体的动力过程(dynamic processes)则主要是指第(4)和第(5)个问题。由于进行地球内部流体研究所涉及问题的广泛性和特殊性,以及进行地球内部流体研究时必须以整个现代     

地热流体溶解CO_2总量参数的地震前兆特征

在新构造活动区,大量的天然CO_2释放点的分布与地震活动带的分布有很好的一致性.这表明一些CO_2释放与地震活动有关.碳同位素证据表明,这些CO_2绝大部分源自深部.由于CO_2在地热水中的溶解度随压力增加而增大,因此深部CO_2可以并总是随地热水集中迁移和释放.地热流体中溶解CO_2总量的观测方法已有报道.     

海底热液活动与生命起源

现代海底热液活动及有关的生命现象是最近三十年来自然科学最重要的发现之一,给地质学、地球化学和生物学的研究提供了全新的视野。通过对地球早期环境条件及其演化的研究,结合地质历史上最早生命的记录,一些科学家意识到,海底热液活动完全具备地球上生命起源必需的物质、能量和环境条件。在热液条件下,不仅一些有机物能通过无机合成得以生成,喷口/海水界面上剧烈的物理和化学梯度为嗜热化能自养微生物提供了能量。嗜热化能自养微生物是热液生态系统的初级生产者,在生物进化历史上也最接近“最后的共同祖先”。文章对“生命起源于海底热液活动”这一科学假说作了比较系统的介绍。     

青藏高原地震与地幔热流上涌

中国地震局地球物理勘探中心的高级工程师张先、赵丽日前向有关媒体披露，青藏高原地震与小尺度地幔热流上涌活动有密切关系。青藏高原是我国地震活动频率最高、强度最大的地区。近期有关研究揭示，超临界地幔热流是一种特殊物质，作为强溶剂，它改变了周围固体介质的物理化学性质。地幔热流上涌的过程可能是一个降温降压体积急剧膨胀的过程，是一个巨大能量转换和释放的过程。这一过程能酿成地震。两位科学家同时发现，青藏高原地震的分布主要有两个特点：一是地震多分布在高原内部各块体之间的深断裂带上；二是地震多发生在居里温度面隆起…     

金在藻类-有机质-流体系统中分布的实验研究

模拟实验证实许多藻类在一定条件下具有很强的聚金能力;一些学者进一步的实验工作表明,有机质、原油能促进金的淋滤、迁移、还原和沉淀等地球化学过程。然而藻类、有机质、有机流体的这些成矿作用并不是孤立的。相反,随着地质作用的发展,当藻类死后转变成各种有机质、有机流体时,这些成矿作用也在不断地演化,构成一个生物-有机质-流体（OOF）成矿系统。本文按照地质作用的发展过程（沉积→成岩）,系统地研究在藻类转变为各种有机质、有机流体的演化过程中,其中的成矿元素金的分布是如何动态地变化的。这种系统的动态研究符合实际的成岩成矿过程,能够为金的生物成矿作用演化提供依据。     

实验室研究揭示地震震源过程

地震是最具毁灭性的自然灾害之一,给很多国家带来了严重的人员和财产损失.我国是大陆地震最为频繁、地震灾害最为严重的国家之一.因此,了解地震的发生机理乃至预测地震是地球科学界亟待解决的重大科学问题.近几十年来,基于实验室研究获得了大量类似于天然地震的实验室地震事件,并通过对这些事件的精细观测揭示了震源物理过程的基本规律,加深了人们对于震源物理过程的认识.本文首先阐述实验室地震研究的发展简史,然后系统梳理实验室地震研究在地震前兆、破裂传播等方面取得的重要进展及存在的问题.最后,探讨实验室地震研究所面临的挑战,并展望实验室地震研究未来的方向与关键科学问题,以期深化对震源过程的理解,进而促进地震预测研究的发展.     

地震的非线性动力学系统的探索

本文基于地球动力学，认为岩石层下的流体层运动时当其动量、能量的输运和积累超过岩石断裂阈值时就会引起地震。我们从非线性流体力学方程出发，得到它的一个简化的动量的非线性解和能量积累以及相应的混沌方程。于是混沌就相应于地震。我们还结合Ｃａｒｌｓｏｎ－Ｌａｎｇｅｒ模型得到地震震级—周期公式，由此可以进行定量计算。而引发地震的外部原因仅是这个非线性系统的初始条件。     

2008年汶川8.0级特大地震孕育和发生的多单元组合模式

2008年5月12日四川省汶川县境内发生8.0级特大地震. 这次逆冲型地震发生在大陆内部的高角度逆冲断裂之上, 与有历史记载以来所发生的逆冲型特大地震是不同的. 通过对汶川地震的地表破裂、震源机制、余震定位、地震破裂过程、同震地壳形变、强地面运动等的综合研究, 认为汶川特大地震的孕育和发生是3个地质单元共同作用的结果. 川西高原作为变形单元震前发生长期持续的变形, 并且将变形转换为积累在龙门山断裂带的应力; 龙门山断裂带作为闭锁单元震前变形缓慢但积累很大的应力, 当其超过断裂的摩擦强度或岩体的破裂强度时就突发破裂, 形成地震, 释放出巨大的能量; 四川盆地作为支撑单元对川西高原和龙门山的向东运动产生阻挡, 是汶川地震孕育不可缺少的元素. 汶川地震的孕育和发生可以用多单元组合模型来理解.     

深俯冲大陆板块折返过程中的流体活动

与洋壳俯冲过程中释放大量流体引起同俯冲岛弧岩浆作用、形成石英脉和变质矿床等现象相比, 陆壳俯冲过程以相对缺乏流体为特征. 但是在深俯冲陆壳的折返过程中, 含水矿物分解、原生包裹体爆裂和结构羟基出溶能够产生可观的含水流体, 成为碰撞造山带变质作用、岩浆作用乃至成矿作用研究的重要目标之一. 根据对大别-苏鲁造山带超高压变质岩中流体活动程度和总量的研究, 发现深俯冲陆壳折返过程中的流体活动具有如下效应: (1) 弥散式流体流动导致广泛的角闪岩相退变质; (2) 隧道式流体流动在榴辉岩内部形成高压石英脉; (3) 聚集式流体流动引起上覆岩石部分熔融, 在造山带内部形成同折返岩浆岩. 由超高压矿物降压释放羟基所形成的含水流体以低盐度为特征, 并且能够形成弥散式或隧道式流体流动. 因此, 研究超高压岩石折返过程中的流体活动, 不仅对于认识陆陆碰撞造山带的地球动力学过程, 而且对理解壳幔物质再循环及其有关的岩浆作用具有重要意义.     

天然气运移和聚集动力的耦合作用

以准噶尔盆地为例，利用运移和聚集动力学方法对不同时期天然气运移和聚集方向进行了综合分析，表明侏罗系天然气在白垩纪－早第三纪的运移以及二叠系天然气在株罗纪以来的运移受控于沉隆过程所决定的流体压力（包括异常压力）和毛细管力，而侏罗系天然气在晚第三纪至今的运移以及二叠系天然气在三叠纪的运移受控于构造应力，据此指出了准噶尔盆地天然气运移和聚集的有利地区。研究表明在构造稳定早期，流体压力、重力、毛细管力是影响流体势的3个主要动力机制；而在构造强烈活动时期，由于强烈构造挤压引起流体压力骤增对天然气运移的作用远远大于重力和毛细管力的作用，故构造应力起主导作用。     

一种新的地震气体地球化学测试方法的研究

气体地球化学方法已被广泛地应用于地震的预报和研究。地震前由于应力累积而引起气体释放量以及一些同位素成分的变化是相当微小的,如氦、氖等同位素成分,在释出气体中含量极低,使得一般测试手段无法检测出来。因此,由于测试仪器的限制,以往进行活性气体的监测为多,开展惰性气体同位素比值的监测和研究很少。鉴于惰性气体(特别是He)有它们独特     

硅酸盐熔体的物理化学性质研究进展及其应用

硅酸盐熔体具有高度的物理和化学活性, 是地球乃至其他类地行星内部物质和能量迁移的重要载体. 它们在地球内部层圈形成和演化的岩石学和动力学过程中发挥了关键作用. 充分了解高温高压条件下各种成分硅酸盐熔体的物理化学性质, 是正确认识与壳幔部分熔融相关的各种地质现象(如深部岩浆作用和火山喷发)的先决条件. 硅酸盐熔体自身的物理化学性质分为热力学性质(包括热力学状态函数和均相反应平衡常数)与动力学性质(包括迁移性质和均相反应速率常数). 针对硅酸盐熔体性质的研究, 近年来在高温高压实验和分析技术、计算方法(特别是第一原理分子动力学模拟)、理论模型以及熔体宏观性质与微观结构之间联系等方面都取得了很大进展. 通过与地球物理和地球化学观测的结合, 熔体性质领域的研究进展显著改进了我们对地球内部状态和地质过程的理解. 本文综述了硅酸盐熔体物理化学性质研究的成果和现状, 阐释了一些具有重要意义的应用实例, 并展望了该领域未来的研究趋势.