拆沉作用与华北克拉通破坏

综述了近年来对岩石圈拆沉作用化学和物理过程的研究及其对华北克拉通破坏的效应, 强调了榴辉岩熔体-橄榄岩反应形成的辉石岩源区及其导致的地幔化学不均一性是拆沉作用的地幔直接响应. 由此形成的来自辉石岩源区的玄武岩具有独特的矿物学和地球化学标志, 可很好地解释华北克拉通中生代玄武岩. 熔体-橄榄岩反应可能是导致克拉通岩石圈地幔富化、密度升高、弱化、最终失稳的重要原因. 其中熔体的性质是鉴别不同克拉通破坏机制的关键.     

南雄盆地白垩纪-古近纪交界恐龙灭绝和哺乳动物复苏

南雄盆地白垩纪-古近纪(K/Pg)界线剖面脊椎动物化石(恐龙蛋壳和龟类骨化石)的地球化学研究结果表明,从白垩纪晚期到古近纪早期中国华南地区曾发生过3次以多个铱异常为标志的地球化学环境变化事件:第一次地球化学环境变化事件发生在67 Ma前,除了有很多蛋壳显示出病理组织结构特征外,由它们为代表的恐龙种群多样性并没有发生明显变化.第二次地球化学环境变化事件规模较大,正好发生在根据孢粉组合变化划分的K/Pg界线及其附近.恐龙在K/Pg交界开始灭绝,然后持续至古新世早期.这一灭绝过程大约经历了250 ka.恐龙灭绝的原因是多次以铱异常、微量元素异常和氧同位素异常为标志的环境变化引起的,短期和长期地球化学环境的不断恶化,使恐龙无法正常繁殖后代而逐渐灭绝.第三次地球化学环境变化事件出现在早-中古新世,表明当时的环境变化及其效应可能长时间推迟陆相生态环境的恢复和哺乳动物的完全复苏.南雄盆地获得的地球化学资料、恐龙渐变灭绝模式以及古新世哺乳类的复苏在年代上与印度德干火山喷发及持续时间比较一致.     

皖苏地区幔源物质的氧同位素组成

氧同位素组成对于了解岩石成因、地幔不均一性和壳-幔相互作用等具有重要意义。国外对幔源物质的δ~(18)O作了大量测定,揭示了地幔δ~(18)O的不均一性,玄武岩的高、低δ~(18)O的地幔源区,以及扩δ~(18)O和Nd,Sr,Pb同位素组成的协变性等。国内研究报道甚少,与Sr,Nd,Pb同位素和REE等痕量元素地球化学研究相比较,存在明显差异。本文报道皖苏地区新生代大陆玄武岩、幔源橄榄岩包体、单斜辉石和歪长石巨晶捕虏体的δ~(18)O,并讨论其地球化学意义。     

孢子能在星际间长存吗

生物体要经过多长时间才能问世呢?婴儿从母亲怀胎到呱呱堕地约需九个多月,但其成长的全过程一要受一整套遗传指令的制约.另一方面,让生命的最简单形式从原初地球上存在的前生物化学“汤”中演化出来,2～4亿年的漫长岁月够不够呢?某些研究早期地球的科学家认为,地壳冷却到足以发生化学演化并有生物体出现的明显证据,2～4亿年是短促了些.他们认为,生命一定是从地球以外的某个场所来到地球上的.这一称做胚种论的概念是本世纪初提出来的.     

第四届地球科学家学术沙龙在广州举行

<正>由国家自然科学基金委员会地球科学部、《科学通报》编辑部、中国科学院广州地球化学研究所共同主办的第四届地球科学家学术沙龙于2010年5月15～16日在广州召开.此项系列活动由国家自然科学基金委员会地球科学部结合"国家杰出青年科学基金"实施10周年纪念活动和     

陆相凝析气藏中沥青垫的发现及其地质意义

沥青垫(Tar mats,有人译为焦沥青)是沥青质富集带,常发育于凝析气藏和轻质油藏中,是油气藏中的有机隔层.近年来,随着薄层色谱-氢火焰检测技术(TCL-FID)广泛地应用于油藏有机地球化学描述中,使得油藏内沥青垫的确认成为现实.国外已报道了来源于海相烃源岩沥青垫的地球化学特征及其形成机理,但对来源于陆相烃源岩的沥青垫至今未见报道.作者在对塔里木盆地油藏地球化学研究中,在牙哈油气田陆相凝析气藏中发现两层沥青垫,并对其地球化学特征进行剖析.本文选择牙哈2井下第三系凝析气藏中沥青垫作为研究对象,试图建立陆相凝析气藏中沥青垫确认的地球化学标志.1 沥青垫分布产状与储层特征现有资料表明,牙哈油气田第三系和白垩系产层中的油气来自库车坳陷陆相三叠～侏罗系生油岩.牙哈2井沥青垫储层岩性为下第三系细砂岩,岩矿成分以石英为主,含量为50%～60%,一般低于65%;长石含量7%～23%,平均为21%,以正长石为主;岩屑含量14%～34%,平均为24%.颗粒分选中～好,次圆～次棱角状.储层孔隙度分布在2.06%～12.69%,平均值为8.63%;渗透率为31.5×10~(-3)～57.7×10~(-3)μm~2,平均值为18.2×10~(-3)μm~2.沥青垫储层孔、渗低于上覆油层段孔隙度(15.31%～19.27%)和渗透率(53.7×10~(-3)～885.2×10~(-3)μm),但又明显高     

北喜马拉雅片麻岩穹窿始新世高级变质和深熔作用的厘定

厘定喜马拉雅造山带早期变质和深熔作用的时限和性质有助于理解大型碰撞造山带早期下地壳物质的物理和化学行为.雅拉香波穹窿位于北喜马拉雅穹窿的最东端,穹窿内发育3种地质产状、矿物组成和地球化学特征不同的角闪岩和多种片麻岩.SHRIMP锆石年代学测试结果表明:石榴角闪岩和黑云母花岗质片麻岩的近峰期变质作用分别发生在45.0±1.0和47.6±1.8Ma,比石榴角闪岩部分熔融的时间(43.5±1.3Ma)早2～4Ma.结合已有的研究结果,在北喜马拉雅带内,榴辉岩相变质作用发生在大约55Ma,高角闪岩相-麻粒岩相变质作用发生在45～47Ma,与增厚地壳条件下部分熔融相关的变质作用发生在43.5±1.3Ma,同时形成具有高Sr/Y比值的二云母花岗岩.位于北喜马拉雅带的高级变质岩代表了俯冲印度大陆地壳的前锋,不同位置保存的变质历史存在明显的差异.在大型碰撞造山带内,地壳缩短增厚的过程中,易熔组分可发生部分熔融,形成高Na/K比和Sr/Y比的花岗质熔体,明显不同于快速折返-减压部分熔融作用形成的熔体.     

浙江平水群角斑岩的成因: 锆石U-Pb年龄和Hf同位素制约

报道了平水群角斑质岩石的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄和Hf同位素以及全岩地球化学组成, 讨论了其岩石成因和地质意义. 研究结果表明, 来自平水群的角斑岩形成于(904±8) ~ (906±10) Ma. 地球化学组成上, 这些中酸性岩浆岩相对富集轻稀土, 亏损重稀土和高场强元素(Nb, Ta, Ti和P), 类似于岛弧环境下岩浆作用的产物. 这些角斑岩具极高的锆石初始Hf同位素组成[εHf(t) = 8.6~15.4], 能较好地对应其全岩初始Nd同位素组成[εNd(t) = 6.4~7.9], 远超过一般壳源岩石的Nd-Hf同位素体系. 因此, 它们可能是新元古代早期弧-陆碰撞过程中对年轻岛弧地壳即时再造的产物. 结合锆石Hf模式年龄, 认为扬子板块东南缘除了有Grenville期(1.3~1.1 Ga)的地壳生长外, 在新元古代早期(约1000~900 Ma), 局部(平水地区)可能还存在一次非常重要的年轻岛弧地壳生长事件.     

硅酸盐、碳酸盐和硫化物共同风化促使CO2排放

<正>物理侵蚀和化学风化与地质时期地球气候的演化关系一直是热点科学问题^[1～3].硅酸盐矿物的化学风化作用是地球历史上碳循环的重要组成部分^[1,3～6].尽管地壳和地幔通过岩浆/变质作用向大气中排放了大量CO₂,但硅酸盐风化作用由于吸收/封存大气CO₂(产生碱度或HCO₃^–)而被认为是中和CO₂排放的一个关键机制,     

基于嫦娥四号光谱探测数据发现月球背面幔源物质初步证据

<正>月球是地球之外我们研究得最深刻的星球.与地球一样,月球也可分为月壳、月幔以及月核.与地球不同的是,月球并没有板块运动,其早期演化历史的痕迹依然存在.月球就像化石,我们可以通过对月球的研究一窥地球或其他行星的早期演化历史.与月球早期演化有关的岩浆洋理论推断,随着岩浆的演化,如橄榄石、低钙辉石等较重的镁铁质矿物(富镁和     

地球生命的起源

宇宙创生于大爆炸,在其后的恒星形成和星系演化过程中各种生命所需的元素不断合成.45.6亿年前,太阳系在银河系的宜居带形成并开始演化,与此同时,地球在太阳系的宜居带上开始朝宜居行星演化.在地球的前生命演化阶段水的海洋已经形成,且拥有丰富的简单有机碳化合物、具催化功能的过渡金属化合物及携带能量的氢气、硫化氢和甲烷等.上述各种物质聚集在近地球表面高能、专门化的、封闭的微小地球化学单元中逐渐演化为初步具有生化功能的单元,最终脱离地球化学反应空间的约束而形成能够独立进行能量代谢和遗传物质合成的生命个体.从能量和地球化学的角度看,将氢气/甲烷合成为有机质的生化过程在早期和现代地球上均不难发生,这也是生命自养起源说的基本假设.地球早期还原大气可经由太阳辐射形成简单有机分子,而陨石和彗星也可将星际有机分子输送到地球,因此地球早期的海洋可能是充满简单有机分子和营养盐的环境,此环境支持生命异养起源假说.从前生命有机化学演化到第一个细胞的形成可能只需要很短的时间.虽然目前已知的地球上最古老的微生物化石是35亿年前形成的叠层石,但在地球的海洋形成之时,即38.5亿年前,生命就可能已经存在于地球上了.     

黎乐民:《中国科学》要成为展示中国科技发展水平的窗口

<正>黎乐民, 1935年出生,物理无机化学家、中国科学院院士、北京大学化学与分子工程学院教授、博士生导师.早期研究方向为络合物化学和萃取化学,后期主要从事量子化学和理论无机化学研究. 1996～2002年任《中国科学》《科学通报》联合编委会编委, 2002～2007年任《中国科学B辑:化学》执行副主编, 2008～2012年担任《中国科学:化学》主编.     

郑永飞:做“科学家办刊”的倡导者与践行者

郑永飞,地球化学家,中国科学院院士,发展中国家科学院院士,美国地球化学学会/欧洲地球化学学会会士,中国科学院壳幔物质与环境重点实验室主任.主要从事同位素地球化学与化学地球动力学研究.2003～2013年担任《科学通报》执行副主编,2013年起任《中国科学:地球科学》主编.他积极倡导编委责任制,并以身作则将“科学家办刊”...     

弥合蛋白质和DNA之间的缝隙

能制造自身拷贝的一类相对简单的分子,可暗示早期地球上分子前体物质的生命行为.困惑生命起源问题的最大的一个谜,就是核酸和蛋白质如何同时出现的问题.现在的酶蛋白完成制造和复制核酸的化学任务;但是,酶和其他所有蛋白质的制造.决不会离开携带着遗传信息的核酸.这样一来,究竟谁先谁后呢?耶鲁大学的悉尼·奥尔特曼(Sideny Altman)和科罗拉多大学的托马斯·切赫(Thomas Cech),因发现了     

北秦岭西段奥陶纪火山岩中发现近4.1 Ga的捕虏锆石

通过高精度的LA-ICP-MS(激光剥蚀等离子体质谱仪)锆石微区原位U-Pb同位素测年, 北秦岭西段奥陶纪草滩沟群火山岩中获得(4079±5) Ma的年龄信息. 北秦岭不仅成为继西澳Yilgarn克拉通(碎屑锆石, (4276±6), (4404±8) Ma)、加拿大Wopmay造山带(Acasta片麻岩, 4016 Ma)和中国西藏普兰(碎屑锆石, 4103 Ma)之后世界上为数不多的发现冥古宙(4.56～3.85 Ga)地质记录的地区, 而且成为世界上第一个在较年轻的火山岩中发现地球早期地质记录的地方. 本次近4.1 Ga的锆石年龄不仅改写了秦岭没有老于4.0 Ga地质记录的历史, 也为今后寻找固体地球初始阶段的地壳岩石提供了新的依据. 所获得的36个测点的年龄数据可划分为7个时段, 代表北秦岭造山带地壳演化过程中不同时期构造-岩浆事件的时代信息, 其中, 相对集中的时段为0.9～1.5和0.4～0.5 Ga, 分别与北秦岭地区表现强烈的晋宁运动和加里东运动的时限相吻合.     

太空实验室

本世纪八十年代,人类在探索与开发太空方面将进入一个新时期,其标志就是一系列可回收和重复使用的近地球太空站——“太空实验室”的发射。“太空实验室”是可重复使用的运载工具——太空渡船(即太空飞机或航天飞机)所带来的必然结果,在它发展的第一阶段是,建立能容纳4～6人的、短时间     

核合成的氙同位素记录及早期太阳系

本文采用逐步加热法测定了阿伦德(C3V)碳质球粒陨石中两个硫化铁单矿物样品的氙同位素丰度,其中一个样品中利用~(130)Te(n,γ,2β~-)~(131r)Xe核反应形成了一定量的示踪氙同位素以监测样品气体的释放.硫化铁在950℃熔化时,释放出大量的地球型氙Xe-T。示踪同位素~(131r)Xe与地球型氙Xe-T同时在这一温度释放,这证实了阿伦德碳质球粒陨石形成时摄取的氙确是地球型氙。地球型氙还出现于地球与火星的大气中、太阳上以及各类陨石的硫化物相中。这些结果意味着地球型氙处于原行星星云的中心富硫铁区域,它们向太阳系形成的主流假说提出了挑战。行星系统形成于不均一的超新星碎片的模式可以解释:(1)大尺度元素和同位素不均一性及短半衰期放射性同位素的衰变子体(如~(26)Al,~(107)Pd及~(129)I);(2)陨石中另外几个元素的镜像(+和-)同位素异常;(3)目前已经证实的另一个行星系统——围绕脉冲星PSR1257+12沿轨道运行的3颗行星。     

核爆炸坑岩石熔体的元素地球化学特征

里斯(Ries)、拉普佩贾维(Lappajrvi)等地球上的冲击坑,在其周围广布着玻璃状的熔体。这些熔体有着共同特点:1.化学成份分布均匀;2.化学组成反映出靶岩性质;3.有些亲铁元素如Ir,Os和Re相对富集。核爆炸坑与冲击坑的成坑过程十分类似。因此,研究核爆炸熔体,玻璃体的元素地球化学特征,建立熔体母岩模式,对月球高地,月海熔岩进行分类来研究月壳演化过程,以及研究玻璃陨石母岩模型等具有重要意义。     

地球的下地幔可能是固体电解质

据美国亚利桑那州立大学的研究者们报道,地球内部的下地幔区可能是固体电解质,而不是如通常设想的电子导体。物理化学家R.M.O'Keeffe和J.O.Bovin研究了三氟镁钠(NaMgF_3)——一种与硅酸镁(MgSiO_3)等电子的氟化物,它被认为是地球下地幔的主要组份。该区域范围在离地球中心3,500～5,700公里之间,构成了行星的本体。     

中国东部裂谷系地幔脱气的氦同位素证据

大气中发现的放射性成因(~40)Ar和(~4)He被认为是地球内部放射性元素(如铀、钍等)自然衰变的产物经地球脱气进入大气圈的.稀有气体同位素组成及其相对比值是地球脱气理论和地幔地球化学演化很重要的地球化学指标,据此提出了地球脱气的连续性模式和突变性模式.地球脱气在时间上有突变性,在地理位置或大地构造位置上具不均匀性.大陆裂谷、大洋中脊、火山岛孤是地球脱气通量最大的地带.地球裂谷带不仅有大量挥发分从地球深部向外逃逸,而且有大量地球深部岩浆和热向上逸出.本文根据三十多个氦同位素数据和其他地球化学、地质学资料来讨论中国东部大陆裂谷地幔的脱气.