Oxidized Late Mesozoic subcontinental lithospheric mantle beneath the eastern North China Craton: A clue to understanding cratonic destruction     

《Gondwana Research》2020

Despite the critical influence of oxidation state on the geochemical and geodynamic evolution of Earth, its impact on the longevity of cratons is poorly understood. To address this issue, we investigated the redox state of the Late Mesozoic subcontinental lithospheric mantle (SCLM) beneath the eastern North China Craton (NCC), which was destroyed during the Phanerozoic. We report the occurrence of high-Fo olivine (Fo > 87, where Fo = atomic Mg/(Mg + Fe²⁺)) within Early Cretaceous basalts; these olivines show extremely low Ti (<60 ppm) contents, high δ¹⁸O (5.8‰–7.2‰) values, and relatively cool crystallization temperatures (1125 to 1218 °C). These features support derivation of the lavas from highly refractory and cold SCLM. The relatively low partition coefficients of vanadium between olivine and whole rocks (0.019–0.025) indicate a high fO₂ for the Early Cretaceous basalts and their mantle sources (ΔQFM = +1.0 and ΔQFM = +1.5, respectively), and, consequently, an oxidized Late Mesozoic SCLM beneath the eastern NCC. The high degree of oxidation of the mantle was caused by the ingress of hydrous melts and/or fluids released from a subducting slab during the Phanerozoic. We propose that oxidization of the SCLM softened the mantle, which triggered the removal of the cratonic root beneath the eastern NCC. The results highlight the crucial role of oxidation state in craton stability.  相似文献   

Determination of regional soil geochemical baselines for trace metals with principal component regression: A case study in the Jianghan plain,China     

《Applied Geochemistry》2014

The soil geochemical baseline is an important index in environmental assessment. Detailed baseline studies are necessary in large areas with complex geological settings, landforms and soil types. The Jianghan plain, a major industrial and agricultural region located in central China, has a soil geochemical baseline that has yet to be fully defined. The objective of this paper is to study the baseline of Cd, Pb and Zn in the topsoil of the Jianghan plain in a subarea using principal component regression (PCR). A total of 9030 samples were collected from the surface layer, and 2 soil profiles and 2 sedimentary columns were sampled near the Yangtze and Han rivers. Fifty-two elements and two parameters were analyzed. Data processing and the creation of spatial distribution maps of the elements were performed using MapGIS, R and SPSS software. The results show that the distributions of Cd, Pb and Zn are mainly controlled by parent material, drainage system and soil type. The study area is divided into 3 subareas, with factors reflecting the physico-chemical characteristics of the soil using factor analysis (FA). The geochemical baseline model is established in every subarea to predict the Cd, Pb and Zn values using principal component regression analysis (PCR); the exceptional values (as a result of anthropogenic input or mineralization) are distinguished by residuals (γ); and the natural background values and anthropogenic contributions are clearly distinguished. Therefore, the PCR method in these subareas is objective and reasonable, and the conclusion provides effective evidence of exceptional high values for further environmental assessment.  相似文献   

下扬子地区幕府山组陆缘海-台地黑色细粒沉积岩系沉积学和孔隙结构特征          下载免费PDF全文

张玉玺  周江羽  陈建文  张银国  张悦  刘甜怡  万雪芳 《地球科学》2021,46(1):186-199

黑色细粒沉积岩系沉积学和孔隙结构研究对于沉积环境恢复、页岩气储层评价和有利储层预测具有重要意义.利用下扬子地区最新完钻的XYZ-1钻井资料,综合钻井岩心、岩石薄片、XRD分析、氩离子-场扫描电镜等手段,开展幕府山组细粒沉积岩系的沉积学和孔隙结构研究.结果表明,幕府山组岩性组成以块状、纹层状深色（碳质）泥岩、浅灰色纹层状泥质灰岩、泥晶灰岩为主,夹泥灰岩、云灰岩、陆屑灰岩和白云岩、安山岩、角砾岩等,以含硅质粘土质混合页岩相和含硅质粘土质页岩相为主,属于下扬子海盆的陆架浅海碳酸盐岩台地-深水海湾-潮坪环境.幕府山组黑色细粒沉积岩孔隙类型多样,有机孔为2~200 nm,面孔率为2.86%~15.90%,孔隙分布较均匀,但总体连通性较差,部分与脆性矿物或粘土矿物共生的有机孔分布不均匀.无机孔以粒内孔、粒间孔、溶蚀孔为主,部分为晶间孔和矿物层间孔.除黄铁矿晶间孔外,大部分无机孔均大于2 μm,最大可达50 μm.细粒沉积岩中的微裂缝广泛发育,构造微裂缝形态复杂,缝宽一般20~500 μm,常常被方解石和石英充填.成岩微裂缝长度一般大10μm,缝宽50~200 nm.幕府山组顶部深水海湾相和底部泥坪-蒸发台地相黑色细粒沉积岩TOC含量为2.66%~21.27%,平均值为6.30%,有机孔、无机孔和微裂缝发育,粘土矿物和脆性矿物含量较高,具备优质页岩气储层发育的有利条件.   相似文献   

长江流域地下水资源特征与开发利用现状          下载免费PDF全文

黄长生  周耘  张胜男  王节涛  刘凤梅  龚冲  易秤云  李龙  周宏  魏良帅  潘晓东  邵长生  黎义勇  韩文静  尹志彬  李晓哲 《中国地质》2021,48(4):979-1000

为提升对长江流域水文地质和地下水资源的认知程度,突破以往单独从地表水或地下水角度进行评价的局限性,长江流域水文地质调查工程以地球系统科学理论和水循环理论为指导,充分考虑地表水与地下水的转化关系,将水文地质单元和地表水流域有机结合,划分长江流域地下水评价单元,建立典型地下水资源评价模型,开展了新一轮长江流域地下水资源评价。评价结果表明:(1)长江流域水循环要素时空分布不均,降水以中游最多,并由东南向西北递减;地表径流主要集中在夏季,且长江北岸比南岸集中程度更高;蒸散发量总体上呈现东部高于西部的特征,最大值集中在长江中游一带;长江流域地下水位总体保持稳定,丰枯季水位变化总体不大,一般小于2 m;长三角超采区的地下水漏斗面积已明显减小,相关环境地质问题得到了有效控制。(2)2020年长江流域的地下水资源总量2421.70亿m~3/a,其中山丘区地下水资源量2092.79亿m~3/a,平原区地下水资源量331.35亿m~3/a;地下水储存量较2019年整体略有增加趋势,其中四川盆地最为明显,共增加23.72亿m~3。(3)长江流域的水质上游优于下游,优质地下水主要分布在赣南地区和大别山南麓一带,部分地区水质较差的主要原因是原生劣质水的广泛分布。长江流域地下水开发利用水平整体很低,局部地区由于过往不合理的开发所引发的环境地质问题已得到缓解,岩溶塌陷、地面沉降等问题得到了较好控制。建议适当开发利用赣南地区和大别山南麓一带优质的基岩裂隙水。  相似文献   

硫介导细菌还原载砷铁矿对砷迁移转化的影响          下载免费PDF全文

王晶  谢作明  王佳  杨洋  刘恩杨 《地球科学》2021,46(2):642-651

硫在铁和砷的生物地球化学循环中发挥着重要作用,但地下水系统中硫循环的中间产物S(0)对细菌转化铁和砷的影响尚不清楚.采用室内模拟实验,研究硫参与下细菌D2201对液相和载砷针铁矿中Fe(III)和As(V)的还原作用.结果表明:细菌D2201具有很强的铁还原能力,可以将液相中74%的Fe(III)还原;加入硫后,细菌还原S(0)产生的S(-II)使铁还原率提高到94%.但是,硫没有明显影响细菌对砷的还原.在实验初期,细菌明显加速了载砷针铁矿的还原,最终还原释放到液相中的Fe(II)浓度为32.12 μmol/L;硫的加入增强了细菌对载砷针铁矿的还原,还原溶解的Fe(II)增加至284.13 μmol/L,同时,砷的释放量也增加了1.6倍.这些结果表明硫显著促进了细菌对针铁矿的还原溶解并加速砷的释放.XRD和SEM-EDS结果显示,细菌还原针铁矿但不改变其矿相,而硫的加入也仅使矿物发生一定程度的团聚,并没有使其转变为其他矿物,也未导致砷的再吸附.   相似文献   

巴布亚湾两期前陆盆地叠置结构及其形成演化          下载免费PDF全文

王德良  梅廉夫  胡孝林  杨松岭  吴路路  刘昭茜  杨焓  苏珈毅 《地球科学》2021,46(2):405-417

巴布亚湾受澳大利亚板块与太平洋板块高速斜向汇聚的控制,经历了复杂的中、新生代构造演化.前人对巴布亚湾盆地结构构造特征的研究多是局部的、分散的,关于盆地的形成时间和动力学机制仍存在争议.利用覆盖全盆的钻井约束的高精度2D、3D地震资料,精细地刻画了盆地的结构和构造特征,揭示了巴布亚湾发育潘多拉和奥雷两期叠置的前陆盆地.潘多拉前陆盆地是形成于渐新世不整合面之上的晚渐新世-中中新世微型前陆盆地,走向为NNE.奥雷前陆盆地是发育在复杂的裂谷边缘之上的早中新世-现今的周缘前陆盆地,沿着弧形的巴布亚半岛延伸480 km;盆地走向在148°E发生转变,由西部的NW向转为东部的近EW向.潘多拉微前陆盆地被奥雷前陆盆地向南逐渐超覆的沉积地层覆盖,两个前陆盆地走向相互垂直,垂向上形成叠置结构.阐明了巴布亚湾新生代经历三期挤压事件及两期叠置的前陆盆地的形成演化,解决了盆地结构及区域构造演化认识的不足,理清了复杂陆缘环境从伸展到挤压多期构造事件的时序及动力学机制,为澳大利亚板块北缘的板块构造重建提供了盆内证据.   相似文献   

思茅地块西缘大凹子组地层序列及地质时代          下载免费PDF全文

魏月华  甘正勤  刘桂春  冯庆来 《地球科学》2021,46(2):418-431

目前关于思茅地块西缘大凹子组的形成时代仍有分歧.在思茅地块西缘大中河剖面采集了硅质岩、砂岩、凝灰岩和玄武岩,通过放射虫组合和锆石U-Pb年龄方法,厘定其地质时代,并结合区域资料恢复地层序列.通过详细剖面实测,发现该剖面由6个地层断片组成:第一、四断片以含放射虫硅质岩为特征,放射虫组合指示其时代为晚泥盆世至早石炭世早期;第二、五断片以火山碎屑岩、具有鲍玛序列沉积特征的火山碎屑沉积岩为主,锆石U-Pb同位素年龄指示其时代为志留纪中期至早泥盆世;第三、六断片以火山岩沉积为特征,锆石U-Pb同位素年龄指示其时代为志留纪早期.结合前人资料认为思茅地块西缘分布的海相火山岩、碎屑岩和含放射虫硅质岩地层层序代表了志留纪到早石炭世早期的岛弧火山-沉积地层序列.   相似文献   

二价铁氧化对铁锰循环功能微生物活性的影响及机制          下载免费PDF全文

屈婧祎  童曼  袁松虎 《地球科学》2021,46(2):632-641

地质微生物是沉积环境中铁、锰氧化还原循环的主要驱动因子,铁锰共存环境中二价铁氧化对不同铁、锰循环功能微生物活性的影响差异和机制尚不清楚.以铁还原菌Shewanella oneidensis MR-1、铁氧化菌Pseudogulbenkiania sp.strain 2002、锰氧化菌Pseudomonas putida MnB1和Leptothrix discophora SS-1作为代表性的铁、锰循环功能微生物,利用平板计数、荧光显微镜等手段探究了Fe(II)氧化对功能微生物活性的影响差异及机制.结果表明0.05 mM Fe2+氧化60 min可使MR-1和MnB1的活菌数量降低4~5个数量级,SS-1及S.2002无显著失活.Fe(II)氧化产生的吸附态。OH和胞内。OH是细菌失活的主要原因,胞外H₂O₂、胞外游离态。OH和三价铁氧化物是细菌失活的次要原因,SS-1及S.2002产生了氧化应激反应,成功抵御了活性氧化物种.   相似文献   

闽西南永定大坪辉长岩脉的年代学、地球化学特征及地质意义          下载免费PDF全文

王锦荣  吕新彪  张建平  林晓晖  王继林  林香 《地球科学》2021,46(1):73-86

南岭地区湘南-赣南-粤北-闽西南近东西向的岩浆岩活动带在年龄、成因、动力学背景等方面一直存有争议.以福建西南部永定地区的大坪辉长岩脉为研究对象,在详细的野外工作及镜下岩相学观察的基础上,对其开展了斜锆石U-Pb同位素定年、全岩主微量元素含量以及Sr-Nd同位素比值的测试工作.获得同位素年龄为184.0±6.5 Ma,表明岩浆活动为早侏罗世.其地球化学特征具有高碱高钾的特点,无Nb,Ta的正异常,(87Sr/86Sr)_i初始值变化在0.708 0~0.709 0之间,ε_Nd(t)值在-3.6~-3.0之间,显示辉长岩脉起源于富集岩石圈地幔的部分熔融,未经历过壳源物质的AFC作用.该地区同时发育有双峰式火山岩及A型花岗岩,表明在早侏罗世包括永定在内的该岩浆带处于拉张的动力学背景,软流圈上涌,加热EMII型富集岩石圈地幔,分别形成了藩坑组玄武岩和永定大坪辉长岩脉.   相似文献   

沧县隆起中段献县凸起和阜城凹陷岩溶型地热资源特征     

黄旭  沈传波  杜利  魏广仁  罗璐  唐果 《现代地质》2021,35(4):997-1008

为探究华北平原的岩溶热储分布规律,以及如何高效开发利用献县凸起和阜城凹陷地热田的地热资源,结合前人研究成果与已有地热井的测井、地震、水化学等资料,分析了岩溶热储分布规律以及献县凸起和阜城凹陷地热田的四大要素即“源、储、通、盖”等地热地质条件,建立了地热田概念模型,并精细评价了地热资源量。研究表明地热田是形成于渤海湾盆地新生代伸展断陷背景下的受深大断裂控制的传导型地热田,主要以大气降水为补给水源,深大断裂和岩溶不整合面为水运移通道。来自太行山和燕山的水再补给、汇聚,在献县凸起及阜城凹陷岩溶热储中富集,形成中-低温传导型地热系统,具有良好的盖层以及高达3.63~5.31 ℃/100 m的地温梯度。蓟县系岩溶热储顶板埋深1 400~1 500 m,有效厚度累计336.1 m;奥陶系岩溶热储顶板埋深2 000~2 500 m,有效厚度累计55.3 m。献县凸起地热田蓟县系岩溶热储可采资源量3.75×10⁹ GJ,折合标煤1.28×10⁸ t,年开采地热资源量可满足供暖面积4 523×10⁴ m²;阜城凹陷奥陶系岩溶储可采资源量0.80×10⁹ GJ,折合标煤0.27×10⁸ t,年开采地热资源量可满足供暖面积954×10⁴ m²。献县凸起及阜城凹陷地热田开发潜力巨大。  相似文献