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1. 锆石Ce 氧逸度计和早期地球的氧化还原状态

肖路毅, 杨晓志

高校地质学报 2022, 28 (4): 484-492. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2020114

摘要（2314）

PDF （1097KB）（880）

氧逸度可以用于定量描述一个体系的氧化还原状态，是地球科学非常重要的一个热力学指标。早期地球的氧逸度及其变化趋势的重建，对大气圈、水圈、生物圈乃至整个地球的起源和演化具有重要的科学意义，也是地球科学长期探索的重要目标。锆石提供了地球上已发现的最古老天然样品，几乎是目前研究早期(冥古宙)地球的唯一可靠对象。近年来的研究发现，锆石中Ce的含量对其母岩浆体系的氧逸度很敏感，并由此发展出了锆石的Ce氧逸度计。这一技术对认识早期地球的氧化还原状态十分关键。文章对锆石Ce氧逸度计进行了简单介绍，进而对早期地壳和地幔的氧化还原状态进行了综合评述。在此基础上，对早期地球几个重要圈层(大气圈、大陆地壳和上地幔)氧逸度的演化及相互间的耦合关系进行了讨论。

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2. 加拿大Slave 克拉通橄榄岩的平衡温压计算

陈瑶, 王勤

高校地质学报 2022, 28 (4): 457-472. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2020199

摘要（1631）

PDF （3743KB）（744）

加拿大Slave克拉通Jericho金伯利岩筒携带的橄榄岩包体提供了研究大陆岩石圈地幔物质组成和热结构的窗口。文章总结了地幔岩矿物温压计的研究进展，测量了Jericho金伯利岩携带的9个新鲜橄榄岩包体的矿物主量元素和微量元素，并使用不同的矿物温压计估算了平衡温度和压力。结果表明Nickel 和 Green（1985）的石榴子石—斜方辉石压力计可以较好地估算含石榴子石橄榄岩形成时的压力，Taylor（1998）二辉石温度计和Nimis 和 Taylor（2000）单斜辉石温度计的计算结果一致。具有粗粒变晶结构的尖晶石—石榴子石橄榄岩和石榴子石橄榄岩样品的平衡温度为575~843℃，压力为2.4~3.6 GPa，表明Slave克拉通岩石圈地幔温度较低。而残斑结构尖晶石—石榴子石二辉橄榄岩的平衡温度1109℃，压力为5.0 GPa，来源深度为~156 km，可能被早期金伯利岩浆携带到岩石圈地幔中部冷却，然后再被侏罗纪喷发的Jericho金伯利岩筒带到地表。使用石榴子石—单斜辉石稀土元素温压计获得的平衡温度高于主量元素温度计的结果，表明Slave克拉通岩石圈地幔经历了逐渐冷却的过程。此外，Slave克拉通浅部的尖晶石橄榄岩保留了强烈亏损的早期岩石圈地幔特征，而下部的岩石圈地幔经历了金伯利岩熔体和硅酸盐熔体的交代作用。

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3. 江西印支期蔡江岩体中暗色微粒包体的发现及其地质意义

刘运超, 姜耀辉, 青龙, 杜佛光

高校地质学报 2022, 28 (4): 473-483. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2020115

摘要（1471）

PDF （3324KB）（345）

文章报道了江西蔡江花岗质岩体中发现暗色微粒包体，以及这些包体的地质、岩相学、LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学和元素地球化学特征。包体多呈椭圆状，显示淬冷边和反向脉，具有典型的岩浆结构并含有针状磷灰石，有的包体含有长石捕虏晶。包体具有相对较低的SiO ₂（低至57.05 wt%）和较高的MgO+Fe ₂O ₃（高达14.21 wt%）含量。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年数据表明，包体形成于晚三叠世（224 Ma），与寄主花岗岩（230~228 Ma）在误差范围内基本一致。上述特征表明，包体是离散的幔源偏基性岩浆团或者是幔源与寄主岩浆混合的产物。原始包体岩浆属于超钾质岩浆，可能是通过岩石圈地幔中交代成因的金云母辉石岩脉发生部分熔融而形成的。暗色微粒包体的发现为幔源岩浆底侵提供了直接证据，从而为蔡江花岗质岩石形成于较高温度提供佐证。该研究对于进一步探讨华南印支期花岗岩形成的热源机制具有意义。

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4. 浙西底本剖面皮园村组硅质岩元素地球化学特征及成因分析

袁余洋, 蔡春芳, 刘永林, 罗伟, 唐晔

高校地质学报 2022, 28 (4): 516-526. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2020063

摘要（1053）

PDF （1834KB）（575）

埃迪卡拉—寒武纪（Ediacaran-Cambrian, E-C）过渡时期在下扬子地区沉积了一套层状黑色硅质岩，在浙西底本剖面称为皮园村组，大致对应于上扬子地区的留茶坡组或老堡组。该套硅质岩普遍具有高有机碳含量和强烈富集铀（U）、钒（V）、钼（Mo）等氧化还原敏感元素的特征，与早寒武世沉积的黑色泥岩共称为黑色岩系，其成因存在争议。文章对浙西地区皮园村组硅质岩开展了系统的主量、微量和稀土元素地球化学研究，探讨了其物质来源和成因。研究表明：（1）如此大范围的深水沉积的硅质岩仅靠热液提供硅质来源是很难形成的，海底热液对其影响很小；（2）埃迪卡拉纪末期生物降解产物对硅质岩的形成具有重要作用，但因为缺乏可靠的古生物证据，目前还不能判定构成硅质岩的物质是否主要来源于生物体，仅能推断生物活动对硅质岩的形成有一定的影响；（3）皮园村组硅质岩主要是化学沉积的产物，二氧化硅主要来源于大陆硅酸盐矿物的风化。

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5. 四川盆地典型农业区土壤中铜、钴、钼和锌的空间分异及其影响因素

袁余洋, 刘属灵, 雒昆利, 刘永林, 唐晔

高校地质学报 2022, 28 (4): 506-515. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2020214

摘要（807）

PDF （2762KB）（292）

为定量化分析地理因子对土壤中铜（Cu）、钴（Co）、钼（Mo）和锌（Zn）空间分异的影响，作者采集和测定了四川盆地长寿之乡江津区156件表土样品，综合运用数理统计、地统计和地理探测器等方法，分析表土中Cu、Co、Mo和Zn含量的空间分异特征及其驱动因子。表土中Cu、Co、Mo和Zn均值分别为27.0×10 ^-6、18.5×10 ^-6、0.4×10 ^-6和216.8×10 ^-6，分别是中国土壤背景值的1.19倍、1.45倍、0.20倍和2.17倍。研究区表层土壤中Cu（36.6%）、Co（16.9%）、Mo（51.7%）和Zn（89.4%）变异系数都呈中等变异，但Zn和Mo的空间分布不均匀性更加显著。总体上，江津区表土中Cu、Co、Mo和Zn含量在北部相对较高，而南部地区相对较低。土壤中Fe和Mn及成土母岩和土壤类型分别是影响江津区表土中Cu、Co、Mo和Zn空间分异的主控驱动因子，但影响程度不一。总体上，Fe和Mn的独立及交互作用最高，对江津区表土中Cu、Co、Mo和Zn含量的空间分异起到重要作用。

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6. 碳酸盐岩风化过程的铀、钍地球化学行为

林发利, 何守阳

高校地质学报 2022, 28 (4): 493-505. DOI: 10.16108/j.issn1006- 7493.2020225

摘要（755）

PDF （2693KB）（539）

铀、钍作为亲石元素普遍存在于地壳中，基岩风化使它们广泛参与地表及近地表环境中的各种地球化学过程。碳酸盐岩风化成土和侵蚀过程是喀斯特环境生态系统中铀系核素的重要来源和生物地球化学循环关键环节。采集典型喀斯特小流域后寨河6个碳酸盐岩风化剖面基岩和土壤样品，分析了风化过程中铀钍含量、分布和迁移特征，研究结果显示，碳酸盐岩化学风化作用产生的质量亏损平均在70%以上，纯石灰岩或白云岩剖面化学风化亏损系数达到90%以上，处于极度亏损状态。铀和钍受风化溶蚀残余作用的影响在岩土界面上出现富集突变特征，钍的富集更为明显，剖面中两者发生二次分布。化学风化亏损系数表明U和Th化学活动性的差异明显，U风化过程中易溶解而活动性较强，Th多吸附于土粒残余富集而活动性较弱，碳酸盐岩风化成土过程中Th/U比值的阶段性变化指示着风化作用强度，为提取更多的地球化学信息提供可能。

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