华北克拉通中部古元古代高Mg低Ti-P镁铁质岩墙的富晶集地幔源区——锆石Hf同位素的制约

华北克拉通中部是古元古代岩墙群最为发育的地区.以镁铁质成分为主的岩墙群可以分为变质的和不变质的两类.不变质岩墙群是在1780～1760 Ma之间大约20 Ma时间内形成的,是华北克拉通古元古代最晚期镁铁质岩浆活动的产物.不变质岩墙又可以细分成高Mg-Ti低P、低Mg高Ti-P和高Mg低Ti-P等3组.本文报道了采自丰镇附近高Mg低Ti-P岩墙样品的锆石U-Pb年龄和Hf同位素组成分析结果.新获得的SHRIMP锆石U-Pb年龄为1769±4 Ma,与其它不变质岩墙的锆石、斜锆石U-Pb年龄和^40Ar/^39Ar年龄的范围相同.高Mg低Ti-P岩墙的锆石εHf（t）值的变化范围在-6.4～＋0.4之间,平均值为-2.2,略高于时代相近的花岗质岩石.由于镁铁质岩浆在上升、侵位和结晶过程中几乎没有受到地壳物质混染,因而锆石εHf（t）值可以代表镁铁质岩浆的富集的岩石圈地幔源区的特征.文献资料显示,高Mg低Ti-P岩墙的岩石圈地幔源区的87Sr/86Sr初始比值为0.7040～0.7050,平均值为0.7046,εNd（t）值为-5.6～-2.8,平均值为-4.4.     

地学中海量数据的并行可视化研究进展

地球科学中观测和数值模拟结果数据爆炸式的增长,给可视化和分析这些海量数据带来了极大的挑战,将海量数据并行可视化技术应用到地球科学中是解决这一问题的有效手段。地球科学中海量数据可视化是目前国际科学可视化研究的一个新方向。本文首先介绍海量数据并行可视化的几个步骤,然后总结了地球科学中海量数据的特点,重点讨论了海量数据并行可视化在地幔对流、地震波传播以及海啸数值模拟等可视化研究中的应用实例。     

扎得最深的钻头

为了提取地球地幔层的样本,一艘大型钻探船正尝试将钻头插入到海床以下6400米的地层深处。     

长白山火山地幔不均一性——微量元素及同位素地球化学研究

大陆火山的复杂性是一个普遍关注的全球性问题,也是一个长期以来悬而未解决的地质问题.长白山火山位于亚洲板块东部的活动边缘,受到西太平洋俯冲的影响,新生代构造和火山活动活跃,为探讨大陆火山成因及其地幔源区特点提供了极佳的天然实验室.天池火山和龙岗火山是长白山地区两个重要的新生代火山区,其火山岩分布具有空间相邻、火山活动时代相似的特点,本文通过对基性火山岩的岩石学和地球化学对比研究,指出天池火山和龙岗火山具有明显的地球化学不均一性,包括微量元素不均一性和Sr、Nd、Pb同位素不均一性,来自于不同的地幔源区,天池火山和龙岗火山火山岩分布相邻,覆盖范围东西最大不过100多公里,因此这是典型的小尺度地幔地球化学不均一的特点.Sr、Nd同位素特征显示龙岗火山来自于原始地幔,而天池火山来自于原始地幔和富集地幔混合源区.不相容元素Nb、Ta显示,天池火山Ta元素含量很低（主要落在0.17～2.15 ppm的范围）,具有明显的负Ta异常和明显的Nb/Ta分异（Nb/Ta=10～50,个别达到100以上）,可能是板片部分熔融产物与金红石等副矿物反应的结果,暗示了西太平洋板块俯冲机制的影响;而龙岗火山没有明显Nb、Ta亏损或者分异.     

地质运动的结果——火山爆发

大自燕的威力在火山爆发中表现得淋漓尽致,从地球内部喷射出来的灼热岩浆,可以覆盖良田、毁灭城镇,并且还使河流改道．对整个地球的气候环境都有所影响,尽管火山爆发对人类文明和植被有很大的破坏力,科学家们却认为这其实是地球自我降温的过程。     

吉林蛟河地幔橄榄岩捕虏体的Sr-Nd-Hf-Os同位素特征与岩石圈地幔时代

吉林省蛟河市境内大石河新生代玄武岩中含有丰富的地幔橄榄岩包体,详细的岩石学与矿物学研究显示,这些包体的主要岩石类型为尖晶石二辉橄榄岩-方辉橄榄岩,未发现石榴石橄榄岩.岩相学及地球化学资料显示它们都是经历过熔体抽取而形成的岩石圈地幔残留.矿物平衡温度计算发现,本区的这些地幔橄榄岩包体来自地下40～60km深度,且下部以二辉橄榄岩为主,而上部以贫单斜辉石的二辉橄榄岩和方辉橄榄岩为主,显示明显的岩石圈地幔分层现象.Sr-Nd-Hf同位素资料反映这些地幔包体均表现为亏损性质,而Re-Os同位素资料确定上述岩石圈地幔形成于中元古代,明显老于上覆地壳的新元古宙时代,反映壳幔年龄上的解耦.因此我们推测,该区曾经历过华北克拉通类似的早期岩石圈地幔的整体丢失事件,然后形成于其它地区的中元古宙岩石圈地幔在本区增生.     

华北中、新生代岩石圈地幔的交代作用：含金云母地幔岩提供的证据

本文对华北克拉通三个不同地区（河北汉诺坝、内蒙古集宁三义堂、河南鹤壁）新发现的含金云母尖晶石二辉橄榄岩和尖晶石橄榄单斜辉石岩捕虏体进行了详细的矿物组成、单斜辉石的微量元素和Sr-Nd同位素研究.通过与相同地区不含金云母尖晶石二辉橄榄岩捕虏体的系统对比发现通常含金云母的地幔橄榄岩比不含金云母的地幔橄榄岩岩富Al2O3、CaO、NaO、K2O、TiO2,但相对贫镁;其单斜辉石的LREE更为富集,但Sr、Nd同位素组成则相对亏损.这说明地幔交代作用不仅能够造成地幔橄榄岩的玄武质组分和稀土元素的富集,而且亦能够造成全岩和橄榄石Mg#的降低和同位素组成的相对亏损.捕虏体的Rb-Sr等时线年龄暗示地幔交代作用发生在中、新生代;其交代熔体来源于软流圈.同时说明华北新生代岩石圈地幔普遍存在的主、微量元素和同位素组成类似于“大洋型”岩石圈地幔的特征很可能是岩石圈地幔橄榄岩与软流圈来源的熔体的大规模反应的结果,而非真正意义上的新增生的岩石圈地幔.