國際地質(zhì)新動(dòng)態(tài)

http://geology.com

徐慧,編譯.朱建東,校.

美國俄亥俄州的油氣水平井鉆探

在過去的三年中，美國俄亥俄州東部地區(qū)的尤蒂卡頁巖(Utica Shale)已逐漸成為北美地區(qū)最具經(jīng)濟(jì)價(jià)值的油氣頁巖層。在很短時(shí)間內(nèi)，該地區(qū)聚集了超過1 000口水平井在同時(shí)鉆探作業(yè)，其中相當(dāng)一部分井已開采出具經(jīng)濟(jì)價(jià)值的油氣資源。

雖然俄亥俄州東部地區(qū)的鉆井總數(shù)并不算多，但是能在如此短的時(shí)間內(nèi)聚集大量的鉆井施工，足以證明其地下的油氣資源勘探潛力。每一個(gè)鉆井平臺(tái)上都有多個(gè)垂直井，每個(gè)垂直井在鉆到一定深度后通過“造斜”進(jìn)入水平井的施工，水平井的水平位移通常為1～2英里，水平井是水力壓裂的主要部位，也是油氣的主要產(chǎn)出部位。壓裂后的井段可最大程度地釋放出隱藏在頁巖層中的油氣資源。

上圖顯示了俄亥俄州東部地區(qū)主要鉆井的分布位置，同時(shí)也標(biāo)明了每個(gè)鉆井的代碼，用戶登錄俄亥俄州自然資源部的官方網(wǎng)站后，通過這些代碼便可查詢相應(yīng)鉆井的詳細(xì)信息。同時(shí)，這張圖也詳細(xì)標(biāo)明了每個(gè)水平井的鉆進(jìn)方位、鉆進(jìn)水平長度等信息。

http://www.usgs.gov

徐慧,編譯.朱建東,校.

地磁監(jiān)測(cè)技術(shù)提升油氣鉆探效率

據(jù)有關(guān)方面稱，油氣鉆探公司通過地球磁場(chǎng)監(jiān)測(cè)和現(xiàn)代科技的結(jié)合，使得油氣產(chǎn)能得到大幅提升。同時(shí)，開采成本和對(duì)環(huán)境的影響也隨之降低。

在鉆探平臺(tái)上利用垂直井和水平井進(jìn)行鉆探任務(wù)時(shí)，鉆探者期望獲取最大的油氣資源量，同時(shí)最大程度地避免與其他鉆井相交的可能性?？蒲腥藛T通過在鉆頭設(shè)備附近安裝一個(gè)隨鉆“磁力儀”，動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)鉆孔內(nèi)地磁場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的細(xì)小變化，以達(dá)到上述的目的。

美國地質(zhì)調(diào)查局通過搜集遍布全美天文臺(tái)的地磁場(chǎng)數(shù)據(jù)，并對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行每秒一次的實(shí)時(shí)監(jiān)控。油氣專家通過對(duì)鉆井地表和深部的地磁場(chǎng)進(jìn)行測(cè)量，從而可以精確地定位鉆頭的當(dāng)前位置和鉆進(jìn)方位。

正如地球潮汐和太陽電磁風(fēng)暴一樣，分布于地球上的地磁場(chǎng)強(qiáng)度瞬息萬變。尤其在高緯度地區(qū)，如北美阿拉斯加和北冰洋等地區(qū)，地磁場(chǎng)會(huì)變得異?；钴S。油氣鉆探過程中，專家們需要通過對(duì)地磁場(chǎng)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，獲取精確的數(shù)據(jù)來對(duì)鉆頭進(jìn)行定位。美國地質(zhì)調(diào)查局地磁研究團(tuán)隊(duì)首席工程師卡羅爾·A·費(fèi)恩(Carol A. Finn)博士稱，美國地調(diào)局開展的地磁場(chǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目所獲取的數(shù)據(jù)將提供給科研機(jī)構(gòu)、國防部以及油氣鉆探公司等部門。

http://www.guardian.co.uk/environment/2013/mar/20/budget-2013-george-osborne-shale-gas-boom

潘瀟,編譯.朱建東,校.

英國政府承諾開發(fā)本國頁巖氣

英國政府日前承諾對(duì)水力壓裂公司實(shí)行稅收減免政策，并對(duì)當(dāng)?shù)亻_發(fā)公司團(tuán)體提供財(cái)力扶持，激勵(lì)地方團(tuán)體通過獲取礦業(yè)權(quán)來開發(fā)本國頁巖氣資源。英國財(cái)政大臣喬治·奧斯本表示：“我希望英國開發(fā)出像頁巖氣這樣低成本的新能源。頁巖氣將成為未來能源的一部分，我們將努力做到這一點(diǎn)。”

根據(jù)新的政策，勘探公司將獲得免稅開發(fā)油氣田的機(jī)會(huì)，這幾乎相當(dāng)于十年間勘探支出的稅費(fèi)。備受爭(zhēng)議的鉆探技術(shù)涉及到用高壓將水、石英砂及化學(xué)試劑泵入深井，壓裂頁巖產(chǎn)生大量的裂隙，從而提取頁巖氣。這種勘探方法會(huì)引起水污染及小范圍地震。英國財(cái)政部門承諾將在7月前提供一份頁巖氣勘探開發(fā)的規(guī)劃指南，并適時(shí)推出可行的系統(tǒng)計(jì)劃。

財(cái)政部門同時(shí)也承諾,2013年夏季起草的發(fā)展提案中將確保地方投資商及當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)從頁巖氣勘探開發(fā)項(xiàng)目中受益。這份提案包括用稅收來補(bǔ)償當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)，從而不影響壓裂公司的正常利潤。

英國庫瓦德拉壓裂公司(Cuadrilla)總裁費(fèi)朗西斯·伊根認(rèn)為：“頁巖氣的稅制改革將極大地促使企業(yè)在頁巖氣勘探工作上履行起責(zé)任及投資義務(wù)。”該公司主席布朗勛爵近日也表示，將不惜一切代價(jià)勘探英國頁巖氣資源。

http://www.cnbc.com/id/100541510

潘瀟,編譯.朱建東,校.

美國式頁巖氣開發(fā)模式中國遇阻

在最近一次的競(jìng)標(biāo)會(huì)上，16家公司取得頁巖氣勘探權(quán)后，中國決定開發(fā)這個(gè)世界上最大的頁巖氣聚集地。據(jù)業(yè)內(nèi)專家稱，北京希望頁巖氣能夠復(fù)制美國頁巖氣的開發(fā)方式，從而改變傳統(tǒng)的能源模式，然而迄今為止中國只進(jìn)行了小規(guī)模的頁巖氣生產(chǎn)。因此，2015年想要實(shí)現(xiàn)65億m3的頁巖氣產(chǎn)量，這一目標(biāo)似乎難以實(shí)現(xiàn)。

據(jù)悉，很多中國公司爭(zhēng)先恐后地涌入頁巖氣開采行業(yè)，由于缺乏開采頁巖氣的經(jīng)驗(yàn)，中國頁巖氣開發(fā)項(xiàng)目將遇到更大的挑戰(zhàn)。如果頁巖氣開發(fā)短期內(nèi)不能取得成功，那么中國將只能依賴進(jìn)口昂貴的石油、液態(tài)天然氣及煤炭資源。

競(jìng)標(biāo)成功的公司將不得不高價(jià)購買他們所缺乏的專業(yè)技術(shù)，與外國專業(yè)公司，如斯倫貝謝、哈里伯頓等簽訂購買有關(guān)水力壓裂技術(shù)的合同，以供采頁巖氣之用。

兩年前，中國第一個(gè)頁巖氣開采競(jìng)標(biāo)主要被中國大型國有能源企業(yè)拍下，如中海油，中石油。第二次競(jìng)標(biāo)由于受到天然氣補(bǔ)貼的優(yōu)惠以及資金資助等因素，吸引了100多家民企的興趣，這其中還包括房地產(chǎn)投資開發(fā)商、糧食貿(mào)易商、煙草經(jīng)銷商等。眾多投資領(lǐng)域的投標(biāo)公司參與頁巖氣的開發(fā)反映出頁巖氣的熱度及開發(fā)潛能。政府也在試圖復(fù)制美國頁巖氣革命的條件：在多個(gè)民企鉆井公司之間形成良性的開發(fā)競(jìng)爭(zhēng)。

顯而易見，中國具有強(qiáng)大的頁巖氣資源開發(fā)潛力。中國政府通過技術(shù)評(píng)估，預(yù)計(jì)全國頁巖氣儲(chǔ)量在25萬億m3左右，而美國能源信息署則稱有36.1萬億m3的儲(chǔ)量，這兩種估計(jì)都大于美國24.4萬億m3的頁巖氣資源儲(chǔ)量。然而中國頁巖氣的埋藏深度往往比美國更深，并且儲(chǔ)量更分散。因此，美國所廣泛使用的開采技術(shù)在中國可能會(huì)頻頻遇阻。

在頁巖氣的勘探開發(fā)進(jìn)程中，包括中石油，中石化在內(nèi)的大型石油化工企業(yè)進(jìn)展也十分緩慢。截至2012年5月，共鉆探60多口頁巖氣井，大部分在四川盆地西南部。而截止2012年11月，在最具出氣潛力的地區(qū)，中石油僅僅開采了1 100萬m3的頁巖氣。

http://www.scientific-alliance.org/scientific-alliance-newsletter/shale-gas-good-news-or-bad

潘瀟,編譯.朱建東,校.

頁巖氣開發(fā)的利與弊

利用水平井鉆探和水力壓裂相結(jié)合的方法開采頁巖氣是目前的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。頁巖氣屬于典型的非傳統(tǒng)型油氣資源，潛力巨大，在未來幾十年里，其開發(fā)利用將會(huì)對(duì)能源安全產(chǎn)生積極影響。

不僅如此，頁巖氣取代煤炭用于發(fā)電，將會(huì)使頁巖氣開發(fā)成本更低，效益更高，也減少了二氧化碳的排放量，減少對(duì)氣候變化的影響。頁巖氣開采過程中水力壓裂易污染地下水，但這屬于可控制范圍之內(nèi)。

不過，最近的一份報(bào)告卻披露了一個(gè)意想不到的環(huán)境問題：據(jù)英國廣播公司(BBC)稱，相對(duì)于煤炭，頁巖氣開采對(duì)氣候的影響其實(shí)更糟?？的螤柎髮W(xué)的研究人員經(jīng)研究后得出上述結(jié)論。他們認(rèn)為，頁巖氣的提取過程十分復(fù)雜，有害物質(zhì)的泄漏滲透比常規(guī)的油氣資源開采要嚴(yán)重得多。在一口頁巖氣勘探井的生產(chǎn)過程中，甲烷氣體會(huì)以不同的形式逃逸到大氣中。經(jīng)估算，逃逸率為3.6%～7.9%，這是常規(guī)天然氣井的兩倍還多。

根據(jù)研究小組的評(píng)估，他們認(rèn)為在頁巖氣開采的頭20年里，頁巖氣比煤炭更易使全球變暖。BBC引用羅伯特·豪沃思(Robert Howarth)的觀點(diǎn)：“未來幾十年里，與其將頁巖氣作為其他化石燃料的替代品，還不如盡快致力于真正意義上的綠色可再生燃料的研究利用，如風(fēng)能、太陽能?！?/p>

http://www.canadianminingjournal.com

徐慧,編譯.朱建東,校.

加拿大紐芬蘭Leprechaun礦區(qū)金礦勘查

據(jù)報(bào)道，總部位于加拿大紐芬蘭省多倫多市的Marathon PGM礦業(yè)公司已完成在Leprechaun礦區(qū)金礦勘查的鉆探工作。該礦區(qū)位于巴肯斯市(Buchans)以南55 km，目前鉆探工作進(jìn)展順利，巖心中發(fā)現(xiàn)了大量肉眼可見金，從而證實(shí)了在斷裂帶的上盤存在著一個(gè)次級(jí)平行礦化透鏡體。

巖心化驗(yàn)分析顯示，礦體品位最高達(dá)到8.37 g/t，其真厚度超過3.5 m。Marathon PGM礦業(yè)公司董事長Phill Walford說，這個(gè)新的發(fā)現(xiàn)表明，這條2 km長的北西—南東走向的構(gòu)造帶中可能賦存著更多類似的高品位金礦的透鏡體。

鉆探項(xiàng)目的副總指揮戴維·古德(David Good)透露，在鉆探工程的早期階段，地質(zhì)人員已意識(shí)到主礦化帶可能會(huì)在斷裂構(gòu)造帶的上盤繼續(xù)延伸，因此在該地段布置了密集的鉆孔來驗(yàn)證，鉆探結(jié)果證實(shí)了地質(zhì)人員的這一推測(cè)，在構(gòu)造帶的上盤的確存在一個(gè)次級(jí)平行的高品位金礦透鏡體，這也為將來的露天開采提供了良好的條件。

Karine Lalonde,Alfonso Mucci,Alexandre Ouellet and Yves Ge’linas. Preservation of organic matter in sediments promoted by iron. Nature,2012,438:198-200

徐祖新,編譯.朱建東,校.

鐵在沉積物有機(jī)質(zhì)保存和循環(huán)中的作用

早在40多年前有報(bào)道曾指出，在海洋沉積物有機(jī)質(zhì)與鐵的相互作用中，鐵與有機(jī)碳濃度變化的一致性。但由于鐵和有機(jī)碳通常都吸附于黏土礦物表面，這種相互作用被簡(jiǎn)單地描述為：表面面積大、吸附能力強(qiáng)的細(xì)粒物質(zhì)表面，鐵和有機(jī)質(zhì)含量會(huì)相應(yīng)增加。但尚不明確的是，這種關(guān)聯(lián)是源于他們對(duì)固體表面強(qiáng)大的親和力，還是反映了鐵對(duì)有機(jī)碳的保存的促進(jìn)作用？鐵有利于有機(jī)質(zhì)的保存，在實(shí)驗(yàn)研究中得到了驗(yàn)證。同時(shí)，研究還表明，鐵對(duì)土壤中有機(jī)碳的保存也有利，但這種保存機(jī)制尚未在土壤沉積物中得到證實(shí)。

Karine Lalonde等利用檸檬酸—連二亞硫酸鐵還原方法，對(duì)不同沉積環(huán)境(淡水、黑海、大陸架、深海、三角洲等)中的沉積物樣品進(jìn)行了測(cè)試。該方法利用碳酸氫鈉以保證實(shí)驗(yàn)環(huán)境的pH值為中性，這可以有效地防止有機(jī)質(zhì)水解及再次吸附在沉積物顆粒上，這種現(xiàn)象在酸性條件下經(jīng)常出現(xiàn)。在這種控制條件下釋放出的有機(jī)碳與鐵無關(guān)，因此與鐵伴生的有機(jī)碳量應(yīng)該由連二亞硫酸提取出的有機(jī)碳量減去該實(shí)驗(yàn)下得到的有機(jī)碳含量所求得。

結(jié)果表明，鐵與有機(jī)碳強(qiáng)的關(guān)聯(lián)度抑制了有機(jī)碳的微生物降解，從而利于有機(jī)碳的保存。測(cè)試結(jié)果同時(shí)證實(shí)了有機(jī)OC—Fe大分子結(jié)構(gòu)的存在，其在鐵還原過程中溶解并從沉積物中排出。鐵或鐵的氧化物對(duì)于有機(jī)大分子結(jié)構(gòu)的形成起到了關(guān)鍵作用，通過強(qiáng)的共價(jià)鍵將他們固結(jié)在黏土顆粒上。

計(jì)算結(jié)果表明，有機(jī)質(zhì)吸附于活性鐵氧化物的表面，造成了高的MOC∶MFe(有機(jī)碳與鐵的摩爾比)。有機(jī)復(fù)合物與鐵的共沉淀或螯合作用，產(chǎn)生低密度的富有機(jī)結(jié)構(gòu)，MOC∶MFe在 6～10之間。有機(jī)金屬結(jié)構(gòu)在缺氧條件下特別穩(wěn)定，如在黑海及還原性的海底，MOC∶MFe高達(dá)7～32。而在氧化環(huán)境中，有機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)一步降解，MOC∶MFe減小，如典型的陸架邊緣沉積物中。隨著氧化條件的加強(qiáng)及暴露于氧化環(huán)境時(shí)間的加長，MOC∶MFe不斷降低。

此外，他們還分析了大塊有機(jī)質(zhì)及與鐵伴生的有機(jī)碳碎片同位素及元素組成。多數(shù)情況下，與鐵伴生的有機(jī)碳富含13C，13C增長(1.7‰±2.8‰)。不穩(wěn)定的有機(jī)復(fù)合物與鐵的優(yōu)先結(jié)合可以解釋為什么活性有機(jī)復(fù)合物可以在沉積物中保存，而那些活性差的則被降解。

該發(fā)現(xiàn)對(duì)于理解沉積物中有機(jī)質(zhì)循環(huán)有著深遠(yuǎn)的意義。首先，前面描述的有機(jī)碳保存機(jī)制，優(yōu)先抑制富含13C和N的有機(jī)復(fù)合物微生物降解，可以幫助解釋困擾了有機(jī)地球化學(xué)家?guī)资甑碾y題：與沉積物中陸源有機(jī)質(zhì)相比，有機(jī)復(fù)合物有著更強(qiáng)的海相同位素和元素特征。數(shù)據(jù)同時(shí)表明，傳統(tǒng)的吸附加固機(jī)制，即黏土顆粒利于有機(jī)質(zhì)直接吸附在黏土表面，但無法準(zhǔn)確地解釋沉積物中所有有機(jī)復(fù)合物加固模式。有機(jī)大分子OC—Fe結(jié)構(gòu)的直接螯合作用或共沉淀作用對(duì)于有機(jī)碳與鐵結(jié)合起到了重要作用，進(jìn)一步的解釋還需要更多的工作。最終研究結(jié)果表明，埋藏于表層海洋沉積物有機(jī)碳的(21.5%±8.6%)，或者全球約(19～45)×1015g有機(jī)碳由于與活性鐵伴生而保存下來?；钚澡F是有機(jī)碳長期保存的關(guān)鍵因素，因此對(duì)于碳、氧和硫的全球循環(huán)有著重要作用。

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徐慧,編譯.朱建東,校.

斑巖銅礦成礦模式探析

斑巖銅礦是一種大型的成礦系統(tǒng)，通常由小型中酸性巖體的侵入作用所形成，礦(化)體往往呈橢球狀，直徑可達(dá)數(shù)千英尺。關(guān)于斑巖型銅礦的成礦模式，目前眾說紛紜，但大部分學(xué)者均認(rèn)同以下的觀點(diǎn)：斑巖銅礦的礦質(zhì)、成礦熱液及其伴生的中酸性巖體都是來自上地幔(或下地殼)。礦質(zhì)和成礦熱液由于中酸性巖漿在上侵過程及侵位后的結(jié)晶過程中，溫壓條件的變化而析出，并在有利的構(gòu)造位置富集成礦。礦化體與(斑)巖體緊密共生,礦化呈細(xì)脈浸染狀產(chǎn)于巖體及其圍巖中,有的甚至整個(gè)巖體礦化,且分布較均勻。礦化體及周圍巖石具一定的熱液蝕變,并具有一定的橫向和垂向分帶特征。礦床常產(chǎn)于深大斷裂附近,在空間上常呈帶狀分布,并與一定的構(gòu)造、巖漿帶相一致。同時(shí)，礦化巖體的產(chǎn)狀往往與圍巖不一致，但也有部分斑巖型銅礦的礦(化)體與圍巖基本一致，具“層控型”特征。

然而，這種觀點(diǎn)卻難以解釋以下基本地質(zhì)事實(shí)：眾所周知,中酸性巖漿巖在全球范圍內(nèi)各個(gè)時(shí)期和不同地區(qū)都有廣泛的分布。然而卻有99%以上的中酸性巖漿巖在其形成的過程中并沒有使銅等金屬元素發(fā)生富集。這表明,在中酸性巖漿巖的形成過程中(至少是絕大部分),銅等金屬元素并沒有得到富集。為何在某些小型中酸性(斑)巖體中產(chǎn)出如此巨量的銅元素？這用巖漿分異熱液成礦說很難解釋。

“活動(dòng)轉(zhuǎn)移說”則認(rèn)為：高侵位的中酸性斑巖體含水量很少,在溫度下降、巖漿結(jié)晶過程中不會(huì)析出流體,礦質(zhì)與成礦熱液主要來自圍巖,巖漿巖主要起熱動(dòng)力源的作用。由于巖漿的活動(dòng),使原賦存于地層中的地下水或?qū)娱g隙裂隙水(或鹵水)活化，并攜取圍巖中的有用組分成為含礦熱液,在巖漿熱動(dòng)力源的帶動(dòng)下,沿著一定的構(gòu)造系統(tǒng)循環(huán),并在有利部位富集成礦。這種觀點(diǎn)很好地解釋了如下地質(zhì)現(xiàn)象：某些斑巖銅礦具層控特點(diǎn),礦床的產(chǎn)出受一定層位的控制，礦體呈似層狀產(chǎn)于圍巖中,產(chǎn)狀與地層基本一致。但仍有些地質(zhì)事實(shí)難于解釋,如難以解釋巖體內(nèi)部出現(xiàn)的礦體,特別是那些呈細(xì)脈浸染狀均勻分布的全巖礦化斑巖體,因?yàn)槲覀冎?，圍巖中的水(成礦流體)無法進(jìn)入已經(jīng)處于飽和狀態(tài)的巖漿熔融體。

在時(shí)空分布規(guī)律上，斑巖銅礦在時(shí)間上集中分布于新生代，大約占59.5%，其次為中生代，約占35%，中生代之前的超大型斑巖銅礦僅限于中亞—蒙古的古生代造山帶和某些前寒武紀(jì)的克拉通造山帶。世界上90%的超大型斑巖銅礦集中在環(huán)太平洋帶，特別是在東太平洋帶的被動(dòng)大陸邊緣及太平洋西岸的島弧鏈。

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徐慧,編譯.朱建東,校.

全球稀土資源供需形勢(shì)

近年來，許多以稀土金屬及其氧化物為主要產(chǎn)品的生產(chǎn)商逐步開始尋找稀土元素的替代品，以減少對(duì)其依賴程度。雖然某些替代品與稀土元素具有相似的物性特征，但是總體上的表現(xiàn)仍不盡如人意。

中國是全球稀土元素的最大生產(chǎn)國，同時(shí)也是最大的消費(fèi)國。中國主要將稀土元素用于國際和國內(nèi)市場(chǎng)的電子元器件生產(chǎn)等領(lǐng)域。日本和美國是全球第二和第三大稀土元素消費(fèi)國。

稀土元素在地殼中相對(duì)富集，但全球可供開采的稀土礦床相對(duì)于其他礦種來說卻異常稀少。稀土元素主要集中在氟碳鈰和獨(dú)居石等礦物中，全球絕大部分稀土元素工業(yè)儲(chǔ)量均集中于中國和美國的氟碳鈰礦床中，其余的稀土元素則分布在澳大利亞、巴西、中國、印度、馬來西亞、南非、斯里蘭卡、泰國、美國等國的獨(dú)居石礦床中。

磷灰石、磷鈣釷、異性石、鈰鈮鈣鈦、含稀土黏土、磷釔礦是稀土元素最主要的賦存礦物。據(jù)美國地質(zhì)調(diào)查局的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，地殼中大部分稀土元素目前仍未探明，未來的稀土產(chǎn)量仍將大于預(yù)期的需求量。

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徐慧,編譯.朱建東,校.

偉晶巖中的稀有礦產(chǎn)

偉晶巖形成于巖漿結(jié)晶分異的后期階段，通常為富含揮發(fā)分的硅酸鹽殘漿侵入到巖漿巖或圍巖裂隙中緩慢結(jié)晶而成。偉晶巖中的礦物顆粒較為粗大，常發(fā)育有其他巖石中所沒有的稀有礦產(chǎn)。

通常認(rèn)為，較大的深度更有利于偉晶巖的生成。主要原因?yàn)?一是較大的深度可使熱量散失緩慢，從而利于巖漿體系長時(shí)間結(jié)晶作用的進(jìn)行;二是較大深度造就的高壓條件使鉀、鈉等堿金屬及鋰、鈹?shù)认∮薪饘倌軌虼罅咳芙庠谌垠w—流體體系中，同時(shí)也使體系的揮發(fā)分得以長時(shí)間保留，從而有利于偉晶巖體的形成。

巖漿結(jié)晶分異早期階段，形成高溫礦物的離子逐漸消耗殆盡。那些不參與普通造巖礦物形成的稀有金屬離子在巖漿和期后熱液中逐步富集，最終形成偉晶巖內(nèi)部的稀有礦物。例如，鋰離子和鈹離子最終形成了鋰輝石和綠柱石;鉭離子和鈮離子最終形成鉭鐵礦、鈳鐵礦和鈮鐵礦。大型晶體中稀有元素的大量富集，使得偉晶巖的經(jīng)濟(jì)價(jià)值倍增。

偉晶巖不適合用作工業(yè)石材，但是偉晶巖礦床中?？梢姶罅繉毷V物、工業(yè)礦物及稀有礦物。據(jù)悉，世界上一些最好的寶石礦床往往產(chǎn)于偉晶巖中。例如，天河石、磷灰石、海藍(lán)寶石、綠柱石、祖母綠、石榴石、紫鋰輝石、黃玉、電氣石和鋯石等。

偉晶巖同時(shí)也是很多稀有元素的賦存母巖。例如，鈹、鉍、硼、銫、鋰、鈮、鉬、鉭、錫、鈦等。大多數(shù)情況下，偉晶巖礦床的開采規(guī)模往往較小，礦山人員不過十來人左右。一旦在巖體內(nèi)發(fā)現(xiàn)大型結(jié)晶完好的晶體，極有可能發(fā)現(xiàn)有價(jià)值的寶石礦物。

http://www.bbc.co.uk

徐慧,編譯.朱建東,校.

澳大利亞發(fā)現(xiàn)44億年前鋯石晶體

日前，地質(zhì)學(xué)家在西澳大利亞杰克·希爾(Jack Hills)地區(qū)的砂巖層中發(fā)現(xiàn)了一種極為古老的鋯石晶體。通過鈾—鉛同位素測(cè)年發(fā)現(xiàn)，這些鋯石晶體形成于44億年之前。這表明，在地球形成的2億年之后便逐漸擁有了固體地殼。而這一時(shí)間比原先預(yù)計(jì)的要早了很多。此前，人們一直認(rèn)為，地球形成后不久即與一個(gè)火星大小的天體發(fā)生了劇烈碰撞，月球的胚胎由此產(chǎn)生。而在此之前，地球則更像是一個(gè)熔融的巖漿球。

該科研團(tuán)隊(duì)的首席科學(xué)家，美國威斯康星州麥迪遜大學(xué)的約翰·瓦利(John Valley)教授認(rèn)為，此次重大發(fā)現(xiàn)闡明了地球冷凝固結(jié)的真實(shí)過程，對(duì)于研究生物的起源和演化有著重要意義。

據(jù)研究，這些新發(fā)現(xiàn)的鋯石晶體明顯來源于更加古老的巖石中，并在后期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)中參與了巖石的重熔作用，形成了新的巖石。雖然這些鋯石晶體顆粒極小，肉眼無法觀測(cè)，但是這些晶體的內(nèi)部仍然記錄了當(dāng)時(shí)形成該晶體時(shí)地球的原始狀態(tài)。此前，在對(duì)這些鋯石晶體進(jìn)行鈾-鉛同位素測(cè)年時(shí)，科學(xué)家已意識(shí)到部分鉛原子在經(jīng)歷了幾十億年的時(shí)光后，會(huì)發(fā)生“遷移”而造成局部流失，因此，這些晶體的真實(shí)年齡可能會(huì)更加古老。

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徐慧,編譯.朱建東,校.

北極氣候?qū)τ谌驓夂蜃兣拿舾卸瘸鲱A(yù)期

最新的研究表明，北極地區(qū)對(duì)于溫室氣體所導(dǎo)致的全球變暖的敏感度，超出先前的預(yù)期水平。地球大氣中二氧化碳目前的含量之高，足以使得北極地區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)發(fā)生嚴(yán)重的、不可逆轉(zhuǎn)的后果。

美國科羅拉多大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)證實(shí)，位于加拿大北極高緯度地區(qū)的埃爾斯米爾島(Ellesmere)在2 600萬-5 300萬年前的上新世時(shí)期，年平均溫度為34 ℉(約19 ℃)，比目前略高，大氣中二氧化碳的含量也略高于現(xiàn)在的水平。絕大多數(shù)氣候?qū)W家都認(rèn)為，人類活動(dòng)產(chǎn)生的溫室氣體排放仍是導(dǎo)致全球變暖的主因。

科研團(tuán)隊(duì)采用了三種彼此獨(dú)立的方法來測(cè)量埃爾斯米爾島在上新世時(shí)期的古氣溫?？茖W(xué)家利用從石化的樹木和苔蘚中提取出來的纖維素，進(jìn)行氧同位素測(cè)溫，并計(jì)算了當(dāng)時(shí)的古降水量，同時(shí)分析了土壤細(xì)菌中脂類物質(zhì)的分布特征與古氣溫之間的關(guān)系。

來自劍橋大學(xué)地球科學(xué)系的阿什利·巴蘭特(Ashley Ballantyne)認(rèn)為，當(dāng)大氣中二氧化碳的含量為400×10-6時(shí)，可以使得北極高緯度地區(qū)的年平均氣溫維持在0 ℃左右。當(dāng)氣溫逼近0 ℃時(shí)，冰川一般難以一直保持固態(tài)，因此，目前北極地區(qū)390×10-6的二氧化碳含量已逼近這一固—液轉(zhuǎn)變點(diǎn)，一旦二氧化碳含量繼續(xù)升高突破這一轉(zhuǎn)變點(diǎn)，北極地區(qū)的冰川將很難繼續(xù)維持目前的固體狀態(tài)。

在過去的20年中，北極地區(qū)的平均氣溫已上升了約1 ℃，若人類活動(dòng)產(chǎn)生的溫室氣體排放仍然得不到有效的遏制，全球?qū)⒃诮酉聛淼膸资?、?shù)百年中持續(xù)升溫。科學(xué)家們坦言，從前工業(yè)化時(shí)代至今，大氣中溫室氣體的含量從當(dāng)時(shí)的280×10-6達(dá)到了目前的390×10-6。

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徐慧,編譯.朱建東,校.

什么是斑彩石？

嚴(yán)格意義上來說，斑彩石是一種來自遠(yuǎn)古的化石。據(jù)推測(cè)，斑彩石形成于約7 000萬-7 500萬年前的溫暖淺海環(huán)境中，海水中生活著相當(dāng)數(shù)量的鸚鵡螺。由于美國落基山脈頻繁的造山運(yùn)動(dòng)使得火山時(shí)常噴發(fā)，數(shù)米厚的火山灰常常覆蓋在海面使得淺海中的生物大量迅速死亡并被掩埋。年深日久，該地區(qū)的火山灰足足有4 km厚。隨著之后的地殼運(yùn)動(dòng)，淺海區(qū)的地層才逐漸回到接近地面的位置。而當(dāng)年深埋其下的鸚鵡螺則因富含鐵、鎂元素以及火山灰的屏蔽作用，演變?yōu)榻裉烊颡?dú)一無二的螺類化石——斑彩石。斑彩石擁有人類所能想到的自然界的一切色彩，在每平方厘米上會(huì)有無數(shù)種顏色組合，高品質(zhì)的斑彩石或呈現(xiàn)出強(qiáng)烈而明亮的單色。

斑彩石是一種極為稀有的物質(zhì)。據(jù)悉，位于加拿大艾伯特省的圣瑪麗河谷是全球唯一實(shí)現(xiàn)斑彩石商業(yè)化開采的地區(qū)。據(jù)勘查，斑彩石主要賦存于Bearpaw層中，該層可見大量的生物類化石。目前，奧羅拉(Aurora)和考瑞特(Korite)兩個(gè)礦業(yè)公司正在對(duì)該層的斑彩石進(jìn)行開采，其中，考瑞特礦業(yè)公司占據(jù)全球約90%的產(chǎn)量，開采出的斑彩石經(jīng)切割打磨達(dá)到寶石級(jí)后進(jìn)入珠寶市場(chǎng)。