國際地質(zhì)新動態(tài)

http：//www．colorado．edu徐慧，編譯．朱建東，校．

南非進入晚石器時代的時間早于預(yù)期

美國科羅拉多大學(xué)博爾德分校(University of Colorado Boulder)的一支國際科研團隊近日宣稱，南非進入晚石器時代的時間比之前所預(yù)期的要提前約20 000年。與此同時，人類正逐漸由非洲大陸遷往歐洲大陸。

科羅拉多大學(xué)自然歷史博物館研究員保拉·維拉(Paola Villa)認為，南非進入晚石器時代的時間極有可能是介于44 000～42 000年前。該研究團隊在南非和斯威士蘭接壤處雷柏姆山區(qū)中的伯德洞穴中發(fā)現(xiàn)了古人類曾使用過的古器皿，在對這些物體進行精確碳同位素測年后，科學(xué)家們得出了以上的結(jié)論。

對于考古學(xué)家來說，晚石器時代幾乎可以與舊石器時代晚期劃上等號。45 000年前人類從非洲遷移至歐洲，穴居人從此消亡。研究證實，南非古人類在晚石器時代所萌芽的技術(shù)革新與舊石器時代晚期所發(fā)現(xiàn)的遺跡基本是類似的。

研究表明，南非進入晚石器時代的時間的確比先前所預(yù)期要早很長時間，幾乎在同一時間，人類開始從非洲向歐洲遷移。但是兩個地區(qū)隨后在技術(shù)和習(xí)俗等方面逐漸產(chǎn)生的巨大差異，顯示了兩個地區(qū)的古人類在技術(shù)改革和社會發(fā)展模式中所作出的不同的選擇。

http：//geosurvey．state．co．us徐慧，編譯．朱建東，校．

美國科羅拉多州地?zé)崃鞣植紙D

美國科羅拉多州地?zé)崃鞣植紙D詳細顯示了科羅拉多州地?zé)崃髟诘叵逻\移的模式及規(guī)律。地?zé)釋＜覍Φ責(zé)崃鞯姆植家?guī)律進行研究，從而圈定出科羅拉多州數(shù)個地?zé)豳Y源遠景區(qū)。專家認為，一個地區(qū)地?zé)豳Y源質(zhì)量的評價標(biāo)準(zhǔn)，地?zé)崃鲾?shù)據(jù)分析只是其中一項，其余方面還包括地?zé)崃髯兓潭?、地?zé)釡囟葴y量數(shù)據(jù)、地球物理參數(shù)(電性、磁性、重力、遙感)及地表—地下溫度數(shù)據(jù)等。

地?zé)釋＜以诒边_科塔州大學(xué)、密歇根大學(xué)等大學(xué)地?zé)釘?shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上，編制出科羅拉多州地?zé)崃鞣植紙D，該圖囊括了科羅拉多州最新的地?zé)釘?shù)據(jù)。此外，科羅拉多州地質(zhì)調(diào)查局從地?zé)徙@孔的地溫梯度數(shù)據(jù)中模擬出40種地?zé)嵝畔?。專家們將這些信息與地質(zhì)數(shù)據(jù)、地球物理數(shù)據(jù)和水文地質(zhì)數(shù)據(jù)進行綜合分析，從而可以為地?zé)豳Y源勘查提供更詳盡的依據(jù)。

http：//www．a(chǎn)zgs．a(chǎn)z．gov徐慧，編譯．朱建東，校．

亞利桑那州銅礦勘查及采掘業(yè)

據(jù)報道，美國約65%的銅礦采掘業(yè)均集中于亞利桑那州，該州的銅產(chǎn)量多年來一直居于全美首位。截至2005年，亞利桑那州約有72個礦業(yè)公司，共有126座銅礦山在開采。與此同時，約有70座砂石露天采場在同時作業(yè)。該州從事與銅礦采掘業(yè)直接相關(guān)的人員多達22 000人，其每年的總收入超過10億美元。與銅礦業(yè)直接或間接相關(guān)的經(jīng)濟產(chǎn)值總量每年約35億美元，其中出口產(chǎn)值約2．77億美元。據(jù)統(tǒng)計，美國人平均每人年均消耗的礦產(chǎn)品超過45 000磅。這足以保證礦業(yè)的長期繁榮和興盛。

從亞利桑那州地質(zhì)礦產(chǎn)分布圖中可以看出，一條北西—南東走向的金屬成礦帶橫貫該州。該成礦帶的東南部主要為斑巖型銅礦(圖中紅色區(qū)域)，同時伴生有鉛、鋅、金、銀等礦床(圖中藍色、紫色區(qū)域)。這些礦床與花崗巖的侵入有關(guān)(侵入期約70～55 Ma)。該州中部的許多重要礦床的成因與前寒武紀(jì)(約1 750～16 501 Ma)火山活動有著密切的關(guān)系。成礦帶的西部主要為金礦礦集區(qū)(圖中橙色區(qū)域)，礦床的成礦與25～15 Ma年前的火山活動有關(guān)。此外，極具經(jīng)濟價值的鈾礦床(圖中淺藍色區(qū)域)主要集中于該州的東北部，以星狀圖例表示。地質(zhì)學(xué)家的最新勘查成果顯示，亞利桑那州仍有大量未發(fā)現(xiàn)的隱伏金屬和非金屬礦床，例如油氣資源、煤層氣、氦氣及地?zé)豳Y源等。

http：//geology．com徐慧，編譯．朱建東，校．

礦物的熒光性

所有的礦物都可以反射光線，這也就是為何肉眼能見到礦物的原因。然而，有一部分礦物具有一種特殊的物理性質(zhì)，稱為“熒光性”。這些礦物能暫時吸收某一波長的部分光線，并同時釋放出不同波長的光線。光線波長的變化導(dǎo)致了肉眼所觀測到的顏色隨之也發(fā)生了變化。

熒光礦物的這種顏色變化是一種非常顯著的特征。特別是在黑暗的環(huán)境中被紫外光(肉眼不可見)照射時，礦物會發(fā)射出一種肉眼可見的藍紫色光芒。

據(jù)研究，當(dāng)某種特定波長的光線照射到礦物表面時，這些礦物的熒光效應(yīng)才會被激發(fā)。紫外線、X射線以及陰極射線都會激發(fā)某些礦物的熒光效應(yīng)。這些特定波長的射線能夠激發(fā)并改變礦物原子結(jié)構(gòu)中電子的分布狀態(tài)，這些被激發(fā)的電子能夠暫時地躍遷至更高能級的電子軌道上，當(dāng)電子再次回到原先能級較低的軌道時，將會釋放出少量能量，并以可見光的形式進行傳播。這種礦物被外界光源激發(fā)后，所具有的釋放可見光的特性被稱為礦物的熒光性。

礦物被外界光源激發(fā)后所釋放出的光線，其波長并不同于激發(fā)光源的波長，因此兩者之間存在著一定的色差。只要外界光源的輻射保持恒定，礦物本身的熒光效應(yīng)就不會消失。

大部分礦物所釋放出的熒光通常只有一種顏色，部分礦物則具有多色性。例如方解石，被激發(fā)后可釋放出紅色、藍色、白色、粉色、綠色和橙色等熒光。這種具有多色性的熒光礦物顯示出礦物在成礦溶液中生長所經(jīng)歷的若干階段。某些礦物在短波和長波兩種紫外光輻射下，會產(chǎn)生不同的熒光效應(yīng)。

http：//azgeology．a(chǎn)zgs．a(chǎn)z．gov徐慧，編譯．朱建東，校．

2012 年美國亞利桑那州金礦開采

從美國亞利桑那州近十年來的金價走勢圖中可以看出，2011年金的價格突破了1 600美元/盎司，而2002年金的價格才不到400美元/盎司。金價的一路攀升不斷刺激著金礦開采規(guī)模的膨脹，大型金礦山均開足馬力增加產(chǎn)量，眾多小型的砂金礦也開始采樣分析或紛紛投產(chǎn)。

目前該州有三個金礦處于地下開采狀態(tài)。位于莫哈維(Mohave)沙漠中的LLC金礦最早于2010年9月投產(chǎn)。該金礦由私人公司控股，其選冶工廠位于該州奧塔曼(Oatman)市。該市莫哈維縣位于亞利桑那州著名的金礦成礦單元中，該礦山坐落在該縣的西部地區(qū)。礦石中的金主要賦存于第三系淺成低溫?zé)嵋菏⒚}中，深度約600～900英尺。銅石(Copperstone)金礦位于該州闊次塞特(Quartzsite)地區(qū)以北15英里，負責(zé)開采該礦山的美國博納扎(American Bonanza)礦業(yè)公司為此將重選和浮選工廠的產(chǎn)能增至400 t/d。該礦的形成主要與滑脫斷層有關(guān)，目前該礦山的地下礦石開采量已接近選冶工廠的最大產(chǎn)能。Luxor Gold礦業(yè)公司旗下的范徹(Fancher)金礦也于今年開始地下開采作業(yè)，該礦位于亞利桑那州西部赫恩山脈(Horn Mountains)奧克蘭(Oakland)地區(qū)。

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氦氣:天然氣工業(yè)的副產(chǎn)品

氦氣是一種無色無味的惰性氣體。在已知的所有化學(xué)元素中，氦的原子半徑最小，原子質(zhì)量稍重于氫原子。氦氣的密度低于空氣密度。

在大多數(shù)人腦海中，氦氣只是一種用于飛艇和氣球中的氣體，很少有人能列舉出氦氣的其他用途。事實上，氦氣最主要的用途是用作核磁共振成像儀器中的冷卻氣體。其他的用途例如:用作定位焊接工藝中的保護性氣體、建筑體裂隙探測領(lǐng)域中的散逸性氣體以及增壓系統(tǒng)中的低黏度氣體等。

地球大氣層中的天然氦氣含量極少。由于其密度極低，氦氣幾乎不受地球引力場的任何限制。在此條件之下，大氣層中的氦氣分子會一直上升，直到其逃逸到地球引力場之外的太空中。

然而目前在商業(yè)上所使用的氦氣均產(chǎn)自于地下。在美國的很多天然氣油田中，產(chǎn)出的天然氣中氦氣的含量往往超過7%，通過某種分離手段可將氦氣從天然氣中進行分離，例如低溫冷凝法、吸附法等等。天然氣公司在進行鉆探開采天然氣的同時，可將氦氣作為其副產(chǎn)品進行綜合開采利用。

天然氣中伴生的氦氣資源絕大部分來自于花崗巖中鈾和釷的放射性衰變。由于氦氣的密度極小，一旦產(chǎn)生就會迅速散逸，難以保存。因此，氦氣最為富集的地段應(yīng)具備以下三種地質(zhì)條件:①花崗質(zhì)基底巖石中富含鈾和釷;②花崗質(zhì)基底巖石中裂隙發(fā)育，為氦氣提供散逸通道;③高孔隙度的沉積巖作為儲氣層，其上部覆蓋有巖鹽層或膏巖層作為屏蔽層。只有上述三種條件同時具備，才有可能形成氦氣的富集地段。

http：//www．sciencealert．com．a(chǎn)u徐慧，編譯．朱建東，校．

宇宙缺氫之謎

澳大利亞天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)，作為組成恒星、行星和生命體的一種最基本的元素，氫在宇宙空間中卻嚴(yán)重缺失。

氫在宇宙形成的初期階段是極其豐富的，后來隨著星系的形成而逐漸被消耗。澳大利亞新南威爾士大學(xué)Steve Curran博士率領(lǐng)的一支科研團隊運用一架巨型米波無線電天文望遠鏡對此展開了詳細的觀測和研究。該天文望遠鏡位于印度境內(nèi)，由30個45 m直徑的反射鏡片所構(gòu)成，是目前世界上精度最高的無線電天文望遠鏡之一。

該天文望遠鏡目前所能觀測到最遠的天體距離地球大約115億光年，因此當(dāng)前所觀測到的景象實際上是115億年之前的事情。通過長期的觀測，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，宇宙在形成之后的20億年，就已經(jīng)發(fā)生了明顯的缺氫事件，要知道，太陽等其他恒星當(dāng)時還并未形成!

科學(xué)家們解釋，氫在極度寒冷的環(huán)境中，由于自身的重力而發(fā)生坍塌，形成了原始的星云。星云的密度逐漸增大從而導(dǎo)致了氫同位素的熱核反應(yīng)，氫的核聚變形成了元素周期表上其他元素，這些元素是恒星、行星、人類形成的必要條件。正如銀河系一樣，其他的星系一般都包含了幾十億個恒星。

Steve Curran博士說，既然是恒星等天體的形成消耗了宇宙中大量的氫，那么在恒星等天體尚未形成的宇宙初期，理應(yīng)存在大量的氫，而且是時間越早，數(shù)量就越巨大。該科研團隊對采集到的光學(xué)數(shù)據(jù)進行了系統(tǒng)分析，結(jié)果顯示，望遠鏡所接收到的遙遠星系的影像反映出有巨大的能量正在釋放，這些能量來自于某些物質(zhì)在被黑洞俘獲時所發(fā)生的摩擦作用。據(jù)測定，這些物質(zhì)的運動速度已接近了光速。

Steve Curran博士認為，那些物質(zhì)在被黑洞俘獲時所輻射出的宇宙射線極為強烈，這些射線可以將電子從氫原子中“撕裂”出去，從而破壞了氫原子的存在。這樣就導(dǎo)致了大量“等離子體”的產(chǎn)生，而這些“等離子體”不能被無線電天文望遠鏡所捕獲。因此在如此遙遠的距離搜尋氫的存在，對于當(dāng)前的無線電天文望遠鏡來說是望塵莫及的。但Steve Curran博士充滿自信地說，隨著澳大利亞新一代陣列式天文望遠鏡的誕生，我們可以對宇宙更深處的“等離子”態(tài)的氫進行更為有效的探測。

http：//www．sciencealert．com．a(chǎn)u徐慧，編譯．朱建東，校．

澳大利亞的新型三維數(shù)字高程模型

澳大利亞聯(lián)邦科學(xué)與工業(yè)研究組織(CSIRO)已研制出一種新型的三維計算機模型，用于地形地貌的測繪。值得注意的是，該模型所繪制的地形地貌圖，其比例尺將是測繪史上前所未見的。

CSIRO的項目負責(zé)人John Gallant博士宣稱，這種新型的數(shù)字高程模型(DEM)所繪制的地形地貌圖與原先的同類圖件相比，其分辨率和精度要提高近10倍左右。此項新技術(shù)的誕生，將會為我們帶來一個嶄新視角來洞察本國的地形地貌特征，從而大大加深對于本國地形地貌特征的理解。John Gallant博士同時認為，這項新技術(shù)將會從根本上轉(zhuǎn)變澳大利亞水資源的管理模式。該數(shù)字高程模型擁有30 m的地表分辨率，在地表水的信息分析研究方面將起到關(guān)鍵性作用。

美國憑借其在2000年啟動的一項太空計劃，獲取了大量的地形圖像數(shù)據(jù)，然而這些圖像數(shù)據(jù)在植被覆蓋程度較高的地區(qū)，卻一直得不到很好的解譯。因此植被覆蓋茂密地區(qū)的河道屬于地形地貌測繪領(lǐng)域的一個盲區(qū)。

John Gallant博士說，澳大利亞在地形地貌測繪方面也遇到了同樣棘手的問題。由于澳大利亞大部分農(nóng)牧場和河道都位于地勢較低的地區(qū)，植被覆蓋異常茂密，因此該國地形地貌測繪的首要問題就是剔除圖像信息中的干擾信號，以揭示出覆蓋區(qū)之下的信息。John Gallant博士坦言，為了達到上述目的，澳大利亞整整用了三年的時間才研制出這種新型的三維計算機模型。

根據(jù)澳大利亞國家法律，這種新型的圖像數(shù)據(jù)將由澳大利亞政府授權(quán)給各個州政府，用以對與官方有合作關(guān)系的機構(gòu)的權(quán)威發(fā)布，而一種分辨率為90 m的數(shù)字高程模型將用于民用。

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堅硬而寒冷的火星巖石圈

據(jù)美國宇航局火星探測衛(wèi)星的最新數(shù)據(jù)，火星的地殼和上地幔比我們原先預(yù)期的要堅硬和寒冷得多。

這一發(fā)現(xiàn)告訴我們，在這個星球上，任何形式的液態(tài)水和任何可能存在的生物有機體，其賦存的位置都比科學(xué)家預(yù)想的要深得多。

科羅拉多州波爾圖市西南研究所的研究員Roger Phillips說:“我們發(fā)現(xiàn)，火星的巖石表面在北極冰蓋的重壓下，并未發(fā)生明顯的彎曲，這一現(xiàn)象暗示了這個星球的內(nèi)部，比我們先前所想的要堅硬和寒冷得多?！?/p>

科學(xué)家們借助于火星探測器上先進的雷達系統(tǒng)捕獲到了這一驚人的發(fā)現(xiàn)，雷達系統(tǒng)同時也對組成北極冰蓋的冰、沙礫和灰塵進行了掃描成像，從拍攝到的照片中可清晰地分辨出北極冰蓋的內(nèi)部分層結(jié)構(gòu)。有的層位可持續(xù)而穩(wěn)定地延伸約600英里，幾乎就相當(dāng)于美國大陸長度的1/5。

從雷達圖像中可清晰地看出，火星北極冰蓋和地殼巖石的分界線是光滑而平整的。若在地球上，相同體積的冰蓋所產(chǎn)生的重壓會導(dǎo)致地球表面的嚴(yán)重下陷。這一現(xiàn)象說明了火星內(nèi)部被一層堅硬的外殼所保護，組成其巖石圈的地殼和上地幔是異常堅硬和寒冷的。

與地球一樣，在火星上溫度也會隨著深度的增加而逐漸升高。由于溫度的增加速度與巖石圈的密度成正比，龐大的巖石圈密度表明，任何可能存在的液態(tài)水的賦存位置都比先前計算所認為的深度要深得多，因此，任何與含水層相關(guān)的生命有機體也一定深埋在火星的地殼深部。