Granite is an Effective Helium Source Rock: Insights from the Helium Generation and Release Characteristics in Granites from the North Qinling Orogen, China     

ZHANG Wen  LI Yuhong  ZHAO Fenghu  ZHOU Zheng  HAN Wei  ZHOU Junlin  ZHANG Qiao 《《地质学报》英文版》2020,94(1):114-125

Global helium(He) shortage is a challenging problem; however, the types of helium source rock and the mechanisms of He generation and release therein remain still poorly understood. In this study, in order to evaluate the potential of granite as an effective helium source rock, we collected granitic samples from the North Qinling Orogen, Central China, in the south of the helium-rich Weihe Basin. The helium generation and release behaviors in granite were studied through analysis of U and Th concentrations, EMPA images, and He and Ar concentrations and isotopic ratios extracted by crushing and stepwise heating. The results indicate that Ar has a better retention and a lower mobility than He. 3 He/4 He ratios released by crushing and stepwise heating are 0.016–0.056 RA and 0.003–0.572 RA, respectively, where RA is the atmospheric 3 He/4 He of 1.4×10-6, reflecting a crustal and radiogenic source. Helium concentrations extracted by the two ways are 0.13–0.95 ucm3 STP/g and 7.82–115.62 ucm3 STP/g, respectively, suggesting that matrix-sited He accounts for more than 98% of total helium preserved in granite. In addition, the total generated He amounts in granites are calculated based on the measured U and Th concentrations in granitic samples. Dividing the preserved He quantities by the generated He amounts, it turned out that less than 10% of He produced since the formation of the granite is preserved in the rock over geological time, suggesting that more than 90% generated He can be transferred to the Weihe Basin. Temperature and fracture are the two critical factors controlling He release. Based on the relationship between He diffusivity of granites and temperature and the He closure temperatures of a variety of U-and Th-rich minerals(27–250°C), we estimate that He can be partially released out of granite at the depths 400 m and totally released at the depths 7800 m. Fractures provide effective transfer of free He from deep source rocks to shallow reservoirs. Finally, a model on granite as an effective helium source rock is established. We suggest exploring He resources in hydrocarbon basins with granitic basement(or adjacent to granite bodies), high geothermal field, and young active fractures.  相似文献   

滇东南南秧田钨矿床白钨矿原位Sr同位素对成矿的指示     

王忠强  李超  张定才  江小均  周利敏  严清高 《岩矿测试》2020,39(2):285-299

南秧田钨矿床位于滇东南老君山W-Sn矿集区,地处扬子地块和印支地块的结合部位,地质背景复杂并遭受了多期岩浆活动和区域变质事件,其成矿时代和成因一直存在争议。本文对矽卡岩型和长石-石英脉型白钨矿开展了年代学、原位微量元素、Sr同位素研究,分析了两类白钨矿年龄、成因以及物质来源的差异。结果表明,长石-石英脉内与白钨矿共生辉钼矿的Re-Os同位素等时线年龄为151.0±1.3Ma,明显晚于矽卡岩矿体年龄,属于后期成矿事件。矽卡岩型白钨矿的轻稀土富集、重稀土强烈亏损,Eu呈明显负异常(δEu=0.46),∑REE平均含量为65.60μg/g,Mo平均含量为240.16μg/g,Sr平均含量为883.43μg/g;长石-石英脉型白钨矿稀土呈Eu正异常(δEu=2.8)的平坦型,∑REE平均含量为194.40μg/g,Mo平均含量为16.01μg/g,Sr平均含量为129.26μg/g。以上两者微量、稀土元素含量的差别显示它们具有性质明显不同的流体来源,Eu异常指示矽卡岩型白钨矿形成于氧逸度较高的环境,长石-石英脉型白钨矿形成于还原性环境。矽卡岩白钨矿~(87)Sr/~(86)Sr值相对较低,并且比较均一,介于0.71319～0.71491之间,表明成矿流体主要来自岩浆热液;长石-石英脉型白钨矿~(87)Sr/~(86)Sr值较高且变化范围大,介于0.71537～0.72803之间,平均0.72079,呈现出变质流体特征。两种不同类型白钨矿Sr同位素都具有二元混合的特征,显示长石-石英脉型白钨矿对矽卡岩型白钨矿有叠加改造作用,成矿流体与围岩的强烈交代作用是白钨矿形成的关键。  相似文献   

GBW10010a大米标准物质复(研)制及数据特征     

杨榕  顾铁新  潘含江  刘妹  周国华 《岩矿测试》2020,39(6):866-877

随着我国对生态文明建设的重视，自然资源综合调查势在必行，对生物标准物质亦提出了新的需求。当前相关调研工作已经大面积开展，自然资源综合调查、农产品与食品安全评价都需要对生物样品元素组成进行准确测试，需要以生物标准物质作为生物成分测试量值比对和溯源的基础，因此对生物基体标准物质的需求量大幅增加。大米作为主要粮食之一，其食品安全日益受到重视，对大米中的化学成分进行准确的分析测试具有重要的现实意义，因而对大米标准物质的需求量尤为突出，但目前大米成分分析标准物质已供不应求。本文严格按照《标准物质定值的通用原则及统计学原理》（JJF 1343—2012）和《地质分析标准物质的研制》（JJF 1646—2017）等相关规范要求，开展了GBW10010a大米成分分析标准物质的复（研）制工作，包括样品采集、加工制备、均匀性检验、稳定性检验、多家实验室协作定值测试及不确定度评定等关键环节。结果表明：本次复（研）制的大米标准物质定值成分多样、量值准确可靠，符合国家一级标准物质的要求。GBW10010a共定值54项主微量元素，包括Ag、Al、As、B、Ba、Be、Bi、Ca、Cd、Ce、Co、Cr、Cs、Cu、Dy、Er、Eu、Fe、Gd、Ge、Hg、Ho、K、La、Li、Ho、Mg、Mn、Mo、N、Na、Nb、Nd、Ni、P、Pb、Pr、Rb、S、Sb、Sc、Se、Si、Sm、Sr、Tb、Th、Tl、Tm、U、V、Y、Yb、Zn，其中的39项元素给出了标准值及不确定度，包括Ag、Al、As、B、Ba、Ca、Cd、Ce、Co、Cs、Cu、Dy、Er、Fe、Hg、K、Li、Mg、Mn、Mo、N、Na、Nd、Ni、P、Pb、Pr、Rb、S、Sb、Se、Si、Sm、Sr、Tb、Tl、Y、Yb、Zn；15项元素提供参考值，包括Be、Bi、Cr、Eu、Gd、Ge、Ho、Ho、La、Nb、Sc、Th、Tm、U、V。与原有GBW10010大米标准物质相比较，GBW10010a中As、Cd、Co、Cr、Cu、Hg、Mn、Mo、Ni、Zn等重金属元素含量显著下降，其中Cd、Cu、Zn降幅较大，分别下降约39%、43%、38.7%，一定程度上反映了农田生态环境的改善。本批标准物质定值元素总数量增加了6项，新增定值元素Ag、Nb（Nb给出参考值），并且各项元素不确定度范围整体上有所缩小，如Al、Cd、Cu、Fe、K、Mg、Mo、Na、P、Pb、Se、Zn等对生物易有影响的重要元素，表明了地质分析测试方法技术的进步及定值水平的提高。本批标准物质定值元素涵盖了具有生物效应的大部分主微量元素，适用于农业生态环境地球化学调查与评价、生物样品测试、农产品质量与食品安全评价样品测试时的分析仪器校正、分析方法评价和分析质量监控等多个领域。  相似文献   

蚀变岩帽的特征、成因以及在华南的分布探讨     

陈静  周涛发  张乐骏  孙艺  WHITE Noel C  李旋旋 《岩石学报》2020,36(11):3380-3396

Sillitoe（1995）蚀变岩帽（Lithocap）的定义为大范围富黄铁矿的硅化、高级泥化和泥化蚀变，在地质环境上位于古地表和浅成中-酸性岩浆侵入体之间。蚀变岩帽往往显示为突出的正地形，有助于寻找隐伏的斑岩矿化体。但蚀变岩帽在地表的范围往往多达几十个平方千米，又常常掩盖下覆斑岩矿床的蚀变矿化特征及其地球化学印记，因此大型的蚀变岩帽又给勘探工作带来一定的挑战。蚀变岩帽相关矿床的勘探需以地质填图为基础，结合近红外光谱分析（SWIR）进行蚀变填图，以及全岩地球化学以及矿物地球化学表现的元素或元素组合异常，来帮助定位热源或深部斑岩体。遥感和地球物理中的激电响应，也可以辅助定位岩体。华南地区的蚀变岩帽主要分布于长江中下游成矿带和东南沿海火山岩带。前人对安徽庐枞盆地中的矾山蚀变岩帽进行了系统研究，确定了矾山蚀变岩帽形成于白垩纪，与围岩砖桥组火山岩年龄一致。同位素和流体包裹体工作证明了形成矾山蚀变岩帽的流体主要为深部岩浆热液中的酸性气体与浅部大气降水的混合，在浅部高渗透率的火山岩及其岩性界面反应，广泛发育了一套硅化和高级泥化蚀变，指示与矾山相关可能存在斑岩和高硫型浅成低温热液铜金矿床。福建紫金山地区有中国最大的高硫型浅成低温热液矿床，主要赋存于紫金山蚀变岩帽中。紫金山蚀变岩帽的地质特征和蚀变分带已经研究的较为详细，但目前深部的侵入体还没有发现。浙江的蚀变岩帽是中国非金属矿产的重要来源，包括明矾石矿、地开石矿和红柱石矿等，这些蚀变岩帽与金属矿化的关系尚未有相关研究。根据目前的资料总结，有较多的蚀变岩帽分布在中国华南，这些蚀变岩帽特征典型，但目前的研究程度尚浅。现有的研究结果表明，华南的蚀变岩帽的成矿潜力巨大，可能存在一条巨型的斑岩-浅成低温矿床成矿带，具有广阔的找矿勘查前景，建议加强蚀变岩帽及相关矿床的找矿与研究工作。  相似文献   

基于傅里叶级数的中国沿海地区Tm模型精化研究     

刘立龙  万庆同  周威  黄良珂  黎峻宇 《大地测量与地球动力学》2019,39(11):1137-1141

本文采用中国沿海地区13个探空站2010~2014年实测地表温度T_s与平均温度T_m数据，利用傅里叶级数分析法精化中国沿海地区T_m模型，并将2015年探空站实测T_m数据与精化模型进行对比检验。结果表明，精化模型在T_m探测方面具有更高的计算精度，其计算大气可降水量的误差概率分布趋近于正态分布，具有较强的稳定性。  相似文献   

基于波浪能的浮式装备随体供电技术研究     

郑雄波  荆丰梅  何邦琦  周双红 《数字海洋与水下攻防》2020,3(3):236-241

随着我国海洋开发向深远海方向发展，各类海洋装备长时间工作于深远海域，能源供给极不方便，迫切需要一种便捷的能源供给方式。针对上述需求，提出了一种可内置于海洋浮式装备的波浪能转换装置，以海洋浮式装备为载体，依靠载体在波浪作用下的垂荡运动获取波浪能，由于惯性波浪能转换装置的振子在弹簧的作用下产生振动，驱动动力输出(PTO)系统做功，将波浪能转换为电能。基于流体力学基本原理， 建立了浮体与波浪能装置的耦合运动学模型和能量转换数学模型，分析不同参数对 RAO 和 CWR 的影响。通过优化分析，本文所提出的基于惯性原理的双共振波浪能转换装置能量转换效率最高可达 45%以上，可有效地应用于海洋浮式装备，具有可观的应用前景。  相似文献   

川西甲基卡矿床外围中酸性侵入岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及地球化学特征     

李名则  秦宇龙  赵春  詹涵钰  周雄  孙光银 《中国地质调查》2020,7(5):1-9

在川西甲基卡矿床外围新发现了建巴村中酸性侵入岩体,为了探讨其形成时代、成岩构造背景及其成矿条件,开展了LA-ICP-MC锆石U-Pb年代学和地球化学特征研究。结果表明: 该岩体的结晶年龄为(211.8±1.0) Ma; 岩石属于钙碱性-高钾钙碱性准铝质中酸性侵入岩系列,具有I型花岗岩类的特征,其物质来源可能为壳源物质与幔源物质部分熔融。地球化学特征表明其形成于后碰撞环境,与此时期内川西地区的区域性岩浆活动相对应。建巴村岩体的构造位置及岩浆活动特征指示其可能不具备形成伟晶岩矿床的条件。  相似文献   

利用双视角消除太阳矢量磁场观测中的180◦不确定性          下载免费PDF全文

周茹芸  汪毓明  宿英娜  毕少兰  刘睿  季海生 《天文学报》2021,62(4):41

随着"环日轨道器"(Solar Orbiter, SO)的在轨运行,太阳磁场观测进入了双视角遥测的时代.对利用太阳磁场的双视角观测改正矢量磁图中存在的横场(垂直于视线方向的磁场分量) 180°不确定性进行了模拟,首先模拟了对解析解得到磁图的双视角观测,然后利用"日震学和磁学成像仪"(Helioseismic and Magnetic Imager, HMI)在不同时间观测到的一个老化黑子的磁图模拟了双视角观测.发现要改正一个磁图中横场方向的180°不确定性,在观测上只需要另外一个平行于视线方向的磁场即纵向磁场观测的协助.利用HMI的磁场观测模拟,估算显示30°的张角能够改正50 Gs磁场中的180°不确定性.更大的张角虽然更有利于更弱磁场的改正,但是考虑到投影效应的不利影响, 30°左右的张角应该是未来空间设备进行多视角观测太阳磁场的最佳张角.  相似文献   

一种黏声波方程逆时偏移成像中的衰减补偿方法          下载免费PDF全文

周彤  胡文毅  宁杰远 《地球物理学报》2018,61(6):2433-2445

在存在强衰减介质的区域进行逆时偏移成像，需要既能补偿地震波传播过程中的振幅衰减，又能保持其相位不变的高效算法.为此，本文提出了一种利用有限差分模拟进行声波衰减补偿的方法来实现考虑衰减的逆时偏移.这种方法以线性黏弹性体模型为基础，保持其复模量的实部不变，并采用多项式多级优化方法修正复模量的虚部，从而实现在保持相位不变的同时补偿振幅，进而有效提高偏移成像的清晰程度，尤其是对于介质对地震波衰减极为强烈的情形.这一方法在声波方程中只增加了整数阶微分算子进行修正，能够保证利用有限差分法进行数值求解，有利于进行高效的大规模细粒度并行计算和GPU加速计算.数值实验结果验证了这一方法的可行性和有效性，能够很好地提高强衰减介质区域的偏移成像质量.  相似文献   

基于波形拟合的中国东海地区410 km间断面附近速度结构研究          下载免费PDF全文

李文兰  魏荣强  崔清辉  高雅健  周元泽 《地球物理学报》2018,61(1):150-160

410 km间断面是地幔转换带的顶界面，对其速度结构和起伏形态开展地震学探测有助于认识地球内部物质组成和相关的地球动力学过程.本文选取了由中国数字地震台网记录到的位于琉球俯冲区的一个中源地震P波宽频带波形资料，利用三重震相波形拟合研究了中国东海地区410 km间断面附近的精细速度结构.结果表明：中国东海地区下方410 km间断面整体表现为一尖锐的速度界面且有8~15 km的小幅抬升；该间断面之上存在52~62 km厚的低速层，其P波速度降低0.5%~1.6%；440 km深度以下存在1.0%~3.0%的P波高速异常.结合前人在该地区的层析成像结果，我们推测该高速异常体与西太平洋俯冲板片在中国东海地区地幔转换带内的滞留有关；板片内水相E分解使得转换带内水含量增加，这引发了410 km间断面的抬升；410 km间断面之上的低速层应与含水矿物脱水导致的地幔橄榄岩部分熔融有关.  相似文献