洋中脊玄武岩的成因(上)

<正> 洋中脊玄武岩(MORB)覆盖了约60％的地球表面。在大洋中脊喷出的这种次碱性玄武岩(拉斑玄武质)岩浆的庞大体积和上地幔中这些岩浆的生成都表明,洋中脊火山作用是地幔化学分异作用中最主要的事件之一。洋中脊环境产生的玄武岩不受大陆壳物质的污染。因而它们可能记录了下伏地幔的化学特征。因此,MORB的成因研究成了玄武岩岩石学的一个主要课题。对于了解洋中脊系统轴部层状洋壳的产生过程,这也是一个具有深远意义的课题。     

构造环境对幔源岩中稀有气体同位素比值的制约

稀有气体是地球化学研究中有效的物源示踪剂。在广泛收集资料的基础上,通过对He、Ne、Ar同位素数据的统计分析,总结、对比了不同构造环境幔源物质中轻稀有气体同位素的组成特征。统计表明,大洋中脊玄武岩(MORB)中3He/4He=7 0～10 0Ra者约占统计样品的90%;洋岛幔源物质(OIB)的3He/4He值变化范围大,但>10 0Ra者占65%;消减带幔源岩的3He/4He值总体略低于MORB;大陆幔源岩的3He/4He值主要变化于6 0～10 0Ra间,但环太平洋大陆边缘低于MORB者普遍;大陆热点地幔流体具有类似OIB的3He/4He值分布特征。MORB与OIB的40Ar/36Ar值分布范围类似(主要范围为296～12000),但低于1000者在MORB中仅24 5%,而在OIB中约43 4%;板块俯冲区幔源岩的40Ar/36Ar值总体较低,<1000者约占67%;大陆各类地幔流体的40Ar/36Ar值普遍偏低,主要在4000以下。大陆、大洋幔源岩中20Ne/22Ne值主要介于9 8～12 5间,但<9 8者在各大陆地幔普遍存在。幔源物质的上述组成特征与大气、地壳等源区对其影响有关。我国东部幔源物质稀有气体同位素组成具有大气 地幔混合源区特征。     

一种用Nb-Zr-Y图解判别各种洋中脊玄武岩和大陆拉斑玄武岩类型的方法

本文利用产于不同地质构造背景的1800多块玄武岩类岩石的分析值,对不活动痕量元素Nb-Zr-Y的新判别图解作了详细说明。该图解可判别不同类型的洋中脊玄武岩(“MORB”,包括正常洋中脊的“N型MORB”和地幔羽影响区的“P型MORB”)、板内拉斑玄武岩(WPT)和板内碱性玄武岩(WPA)。火山弧玄武岩(VAB)的数据点落在WPN区和N型MORB区内,因而不能将其与后两种岩石类型分开。落在通用Ti-Zr-Y图解中MORB/VAB区内的古老大陆拉斑玄式岩都能清楚地与N型MORB区分开。     

弧后盆地中玄武质火山作用的地球化学特征

弧后盆地都是通过与洋中脊发生的相似的张性断裂作用形成的。但是,沿主要洋脊喷出的岩浆主要是亏损LIL元素、Ta和Nb的N型MORB,而许多弧后盆地却是以N型MORB与岛弧乃至钙碱性玄武岩[即与HFS元素(Nb、Ta、Zr、Hf和Ti)比较,LIL元素(K、Rb、Ba和Th)的富集]之间过渡的玄武岩为底板。对这种从N型MORB到钙碱性玄武岩的成分变化,只有通过能给弧后盆地地壳提供所需地幔物质的成分发生化学变化,才能得到满意的解释。为此,提出了两种主要作用:(1)地幔楔体受到来自沉降且脱水的大洋岩石圈的富集LIL元素含水流体(也许还有沉积物)的选择性混染;(2)玄武岩形成期间发生的重复熔融(和不相容元素)的萃取作用,前一作用将使弧后玄武岩的地幔源区富集LIL元素,而后一作用将使该源区亏损所有的不相容元集,但这两种作用的净效应是提高了这些源区的LIL/HFS元素比值。     

郯庐断裂系统与中国东部幔源岩浆成因CO_2关系的初探

中国已发现的幔源岩浆成因CO2气藏主要分布在与郯庐断裂发育密切相关的东部伸展盆地，两者关系具体表现如下：1．中国东部幔源岩浆成因CO2气藏的空间展布与郯庐断裂保持一致；2．郯庐断裂切割深度达到上地幔；3．沿郯庐断裂岩浆活动强烈，且具幔源特点；4．中国东部伸展盆地自中、新生代以来的演化受郯庐断裂带活动影响。本文主要以郯庐断裂带为主线，结合幔源岩浆成因CO2气藏典型实例，从郯庐断裂构造环境、空间格局和演化过程对幔源岩浆成因CO2的控制作用进行初步归纳和分析。     

中国东部岩石圈向东增生的三次大型裂解及地球物理场特征

中国东部构造演化,自1200Ma以来曾发生过两次碰撞、三次裂解。并有向东增生的构造岩浆地体。资料表明:①从中国大陆向东至日本、台湾均为人陆型地壳;②中国东部及西太平洋大陆板块的各微板块之间地壳结构不同;③裂解带的形成是由于热点和地幔对流导致大陆解体;④裂解带均显示出高重力正异常,上地幔顶部波速低、具低速层、高热流区的“裂谷垫”性质;⑤增生的构造岩浆地体同位素组成、微量元素与洋中脊玄武岩的性质有较大差异,裂解带的岩浆为大陆地幔的特征;⑥上地幔特征及岩浆分融、分异均显示出横向不连续。也显示山化学边界层和热边界层的不连续。     

西南印度洋洋脊的同位素研究揭示:亏损型上地幔中存在大尺度的区域性单元

<正> 目前一般通过阐明在大洋中脊玄武岩中观察到的同位素变化来推导上地幔的构造和洋脊顶部发生的各种作用。对大西洋中脊、东太平洋隆起以及胡安·德富卡和戈达洋脊所进行的研究表明,这三个洋脊的大洋中脊玄武岩的同位索研究结果在 Pb/Pb、Pb/Sr 和 Sr/Nd 图中表现出共同的线性相关关系。这些大洋中脊玄武岩的线性排列往往作为洋脊下面两类幔源物质相互混合的证据。第一种幔源物质是对流软流圈物质(相当于“亏损值”),其放射成因Pb 和 Sr 较少,而放射成因 Nd 较多;第二种则是由岩浆团所组成,这种岩浆团被认为是洋岛     

夏威夷下面的未亏损地幔的成分

<正> 地球的未亏损上地幔成分的估算主要是基于两种方法。一种方法是利用假定的玄武岩或科马提岩衍生物与残留的橄榄岩或难熔超镁铁质相之间的互补关系。这一方法是建立地幔岩模式的基础,在许多关于玄岩类的实验研究和地球化学研究中最广泛地引用了未亏损地幔的成分和关键元素。另一种方法是不同程度地依靠碱性火山主岩中铬透辉石二辉橄榄岩捕虏体的成分,有时与利用科马提岩的或洋中脊玄武岩(MORB)的衍生物成分的部分熔融模式相结     

大别-胶南造山带温泉中天然气地球化学特征

大别－胶南造山带温泉气中的CO2含量较低（多数在1．00％以下）．δ13C变化范因为－20．34‰至－3．0‰，主要为源于地壳浅层的有机成因气。整个造山带各温泉气体成分均以N2为主（90％左右），其来源除大气N2以外，可能为地壳岩石释放或地层中有机体演化形成。稀有气体同位素组成表明，Ar主要来源于大气，He为壳内岩石放射成因。本区温泉气体地球化学特征可能与现今中国东部的构造应力场有关，即大别－胶南造山带可能正处于紧密挤缩的构造环境，难以形成深部幔源气体脱排和运移的通道。本区温泉气的研究不仅有助于探讨天然气地质理论，而且有助于揭示造山带现今的构造运动、岩浆活动和水文地球化学特征。     

北冰洋南森-加克尔洋脊具科马提岩-拉斑玄武岩趋势的鬣刺玄武岩

在ARK Ⅳ/3(1987)航次期间,在南森-加克尔洋脊(NGR)采集了火山岩样品。该洋脊是一个缓慢扩张(半速率约为0.5cm)的洋脊,其轴深超过5000m。NGR是迄今为止扩张最慢且最深的洋中脊,根据采样位置距轴谷的距离,计算出所研究岩石的年龄约为600ka。 根据岩相学和地球化学特征,即(?)刺结构、mg>70和MgO>9wt％,把该火山岩称为科马提质玄武岩。科马提质玄武岩中玄武岩纽分的暗色球状微滴,被认为是不完全岩浆混合作用的反映。该科马提质玄武岩的玄武岩端员能较好地用根据稀土元素、Ti和不相容微量元素得出NGR的玄武岩的富集特征来解释。 根据Nd同位素数据和高的Sm/Nd比值,地幔交代作用[即脉状(veined)地幔模式]可能是造成NGR科马提质玄武岩的源区富集不相容元素的原因。     

一维全球碳循环模式研究

开发了一个陆地生物圈、海洋水圈和大气圈三圈耦合的全球碳循环模式,包括土地利用变化和化石燃料两大人为源的影响,并考虑稳定同位素分馏效应.调试结果表明,该模式能够再现工业革命以来大气CO₂的变化历史,能正确反映海洋内部的碳循环过程和全球碳循环中的同位素分馏效应,结果较为理想.进一步分析发现,传统模式可能低估了海洋的碳吸收能力,高估了CO₂施肥作用对碳循环的影响.      

CH_4火焰中CO_2对NO行为影响的实验研究

针对CH4 火焰中CO2 浓度对于NO降解的影响进行了详细地分析研究。结果表明 :过量空气系数对于NO的降解有着很大的影响。和氧化性气氛相比 ,还原性气氛更有利于NO的降解。同时还原性气氛中CO2 的存在降低了NO的降解率 ,而氧化性气氛中CO2 的存在能够促进NO的降解。在还原性气氛中 ,随着CO2 浓度的升高 ,其继续减少NO降解率的作用也越来越不明显     

库车前陆盆地流体化学、成因与流动

库车前陆盆地寒武系 -第三系流体分析显示 :寒武系 -奥陶系和侏罗系油田水与白垩系 -第三系有所差异 ,前者总矿化度相对较低 ,为 90g/L～ 1 1 0g/L ;相对富Ca2 + 和HCO-3 ;后者总矿化度介于 73g/L～ 3 1 0g/L,主要为 1 3 0g/L～ 2 90g/L,相对富K+ +Na+ 和Cl-;而大宛齐第三系油田水则相对富Ca。影响水化学演化的因素包括 :膏盐类、沸石类矿物溶解以及白云化作用和富镁绿泥石形成等。白垩系油田水δ18O、δD关系显示为淡水蒸发成因 ,且在轮台断隆带油田水87Sr/86Sr向西降低 ,指示了富87Sr的流体来自东部的碎屑泥岩 ,这与本区煤成油运移方向是一致的。而 2个寒武系 -奥陶系油田水87Sr/86Sr高达0 .71 71 6,并富Li、B、Sr元素和δ18O ,被认为来自结晶基岩 ,与氮气、氦气及部分甲烷的来源一致。     

调质碳酸钙硫化机理的实验研究

对经Na2CO3溶解调质后石灰石煅烧、硫化特性进行了研究，发现调质后石灰石比未经调质石灰石具有更快的煅烧分解速率。CO2浓度变化对调质CaO硫化效果的影响程度要比未经调质CaO更为明显。调质CaO比调质前具有更高的最终钙转化率，但脱硫剂微观结构测定表明，调质CaO比表面积和孔隙率均小于同等条件下获得的未经调质CaO比表面积和孔隙率。利用X－衍射技术对CaO晶体结构进行了测定，对比晶格畸变度等参数并综合煅烧、硫化及脱硫剂孔特性，提出了调质CaO硫化反应机理为：前期为化学反应控制阶段，后期为离子扩散控制阶段。应用分形理论对CaO分形维数进行了计算，发现随CO2浓度的增加，无论调质与否得到的CaO，分形维数均呈下降趋势。     

Effect of TiO2 surface properties on the SCR activity of NOx emission abatement catalyst

NOx emission abatement catalysts V2O5 supported on various TiO2 including anatase, rutile and mixture of both were investigated with various physico-chemical measurements such as BET, NH3-TPD, NARP, XRD and so on, and the effect of TiO2 surface properties on the SCR (selective catalytic reduction) activity of V20s/TiO2 catalysts was studied. It was found that the TiO2 surface properties had strong affect on the SCR activity of V2Os/TiO2 catalysts. The stronger acidic property resulted in the higher exposure of active sites as well as the higher SCR activity.     

全球N_2O年释放总量及各类源相对贡献率初步分析

根据国际上最近确定的全球N2 O各释放源及其释放量估算值 ,推算了全球N2 O年释放总量及各类源的相对贡献率。得出全球N2 O年释放总量约 1 4 .7TgN2 O -N ,其中自然源和人为源分别占 57%和 4 3 %。年释放总量中N的生物地球化学过程约贡献92 %、非生物作用过程仅贡献 8% ;与土壤有关的释放源约贡献 70 %、农业土壤贡献2 0 %。控制土壤尤其是农业土壤和热带森林土壤的N2 O释放量是控制全球大气N2 O浓度上升的关键     

康滇地轴东缘铅锌矿床铅硫同位素地球化学研究

康滇地轴东缘不同时代碳酸盐地层中铅锌矿床的铅同位素研究表明 ,其2 0 7Pb/2 0 4 Pb与2 0 6 Pb/ 2 0 4 Pb呈良好线性关系 ,2 0 7Pb/ 2 0 6 Pb和2 0 8Pb/ 2 0 6 Pb为一常数。结合对本区矿床的稀土元素及成矿流体地球化学的研究 ,判定不同层位铅锌矿床是在同一个成矿体系同时形成的 ,一次成矿 ,其成矿年龄为 2 4 5Ma(峨眉运动 ) ;同时说明不同矿床成矿金属有相同的来源 ,主要来自上地幔。成矿硫以来自地层中的硫酸盐还原硫为主 ,幔源硫次之。本区铅锌矿床的成矿作用与峨眉山玄武岩的喷流关系密切 ,这是与著名的MVT型铅锌矿床的显著区别。     

谭裕沟隧道CO,SO_2和NO_x排放因子研究

通过 1997年 7月谭裕沟隧道内CO ,SO2 和NOx 的连续分析 ,研究了其污染状况和特征 ,根据分析结果计算了机动车排放CO ,SO2 和NOx的平均排放因子。结果表明 ,机动车能排放出较高水平的CO和NOx,在城市中CO和NOx 有相当大的部分来源于机动车排放 ,而SO2 的排放量则非常小     

济南市大气燃煤污染诊断

根据对济南市大气环境质量的分析,通过多源数值模式的模拟试验,导出不同污染源类型对污染物浓度的贡献率,作出大气SO₂污染来源分析,得出如下结果:济南市SO₂浓度空间分布表现为2个高中心的特点,主要由中架源与低矮源共同作用造成的;低矮源与中架源SO₂排放量之和约占排放总量的1/3,对SO₂浓度贡献之和占主要地位;高架源污染物排放量大,但对整个研究区域的质量浓度贡献较小,如果考虑城市污染对周边的影响,高大的污染源应引以重视;防治和规划济南市SO₂污染最主要的是对中架源和低矮源加以控制.      

雷电过程中SO2产生COS的模拟研究

采用火花放电的方法研究大气对流层中雷电反应产生COS的可能，以气相色谱、红外光谱为主要分析手段，对SO2－CH4－O2体系的反应进行了研究。结果表明，该体系在火花放电条件下会生成COS。原料气的初始强、放电时间和外加气体对COS的生成量都有影响。生成的COS也会在放电条件下分解。基于此，对该放电反应的机理作了探讨，并估算了清洁及污染大气中可能生成的COS的浓度。