赣南花岗岩残积土非饱和特性

赣南地区花岗岩残积土边坡在降雨等作用下易发生失稳破坏,研究其非饱和特性对该地区的地质灾害防治具有重要意义.采用 X粉晶衍射、扫描电镜等方法对赣南地区的二长花岗岩残积土和黑云母二长花岗岩残积土的矿物成分、微观结构进行了分析,结果表明:残积土的孔隙率较大,矿物成分主要为高岭石、伊利石和石英.采用三轴固结不排水剪切试验和瞬态脱湿与吸湿试验对其力学性质和非饱和特性进行了研究,结果表明:２类残积土的应力－应变关系曲线均存在应力－应变转型现象;在脱湿过程和吸湿过程中,残积土的土－水特征曲线、渗透系数函数曲线均存在滞后效应,基质吸力随含水率增大而减小,渗透系数随含水率增大而增大,二长花岗岩残积土对水的敏感性相对更高;残积土非饱和抗剪强度随含水率的升高而降低,在残余含水率处变化速率较快;二长花岗岩残积土抗剪强度的变化幅度比黑云母二长花岗岩残积土更大.      

金佛寺岩体地球化学特征及成因

金佛寺岩体是一个晚志留世侵入于北祁连造山带中的花岗质岩体,主要由黑云母二长花岗岩,黑云母钾长花岗岩和黑云母石英二长岩组成。岩体中岩石w(SiO2)为67.09%~74.97%,w(K2O)/w(Na2O)为1.18~1.83,w(MgO),w(TFeO),w(CaO)和w(Al2O3)随w(SiO2)增大而减小,而w(K2O)增大。ANCK为1.06~1.24,均属铝过饱和,σ为1.25~2.48,属钙碱性系列。ΣREE为(21.36~254.9)×10-6,与w(SiO2)呈负相关关系,多数稀土配分曲线相似:轻稀土分异明显大于重稀土。δ(Eu)为0.64~0.19,铕的亏损随w(SiO2)增大而增大。Ni,Cr,Co,Sc,V和Sr随w(SiO2)增大而变小,Rb增大,Th和Th/U比值呈正相关,Ta与Nb/Ta呈负相关。岩体的主量元素、稀土和微量元素的变异主要由深熔过程引起,而不是结晶分异作用引起的。主要源岩是富长英质的,而不是富泥质的,其矿物组合可能是普通角闪石 黑云母 斜长石 钾长石 石英,与北大河岩群很相似。     

华北陆块南缘老牛山杂岩体岩石成因:来自黑云母的信息

老牛山杂岩体位于华北陆块南缘,由晚三叠世(印支期)和晚侏罗世(燕山期)花岗岩组成。在野外地质和岩相学观察的基础上,对老牛山杂岩体中的黑云母进行系统的化学成分研究。结果表明:不同时期不同岩性的黑云母成分变化不大,具有富Mg、Ti、Al、K的特征;黑云母主要是镁质黑云母;自印支期到燕山期黑云母的成分具有一定的变化规律,主要表现为TiO2、FeOT和Al2O3含量有所升高,而MgO含量逐渐降低;印支期花岗岩中黑云母结晶温度在600℃~700℃之间,结晶压力为0.98~1.95kbar,相应的侵位深度为3.72~7.38km;燕山期花岗岩中黑云母结晶温度在650℃~700℃之间,结晶压力为1.47~2.01kbar,相应的侵位深度为5.55~7.61km;老牛山杂岩体属于同熔型(I型)花岗岩,具有壳幔混源成因的特征,但花岗岩类成岩物质来源略有不同,印支期花岗岩较燕山期花岗岩的源区物质组成,可能幔源物质更多一些。     

江西赣州隆木花岗岩体年龄、成分特征及其构造意义

为了查明江西赣州隆木花岗岩形成时代及演化过程,对隆木岩体中的黑云母花岗岩与似斑状黑云母二长花岗岩进行LA-ICP-MS锆石U-Pb定年和同位素地球化学研究。结果表明:黑云母花岗岩与似斑状黑云母二长花岗岩的锆石U-Pb定年结果分别为(457±6)、(450±9)Ma,表明岩体形成于晚奥陶世;岩体铝饱和指数为1.11～1.29,K2O与Na2O含量(质量分数)之比为0.97～1.51,属强过铝质及高钾钙碱性岩石;根据ACF图解,岩体投影于S型花岗岩区域内;岩体Rb、Th+U、La+Ce、P、Nd、Zr+Hf+Sm相对富集,而Ba、Nb、Sr、Ti相对亏损,总体上属于低Ba、低Sr的花岗岩;岩体Rb与Sr含量之比为0.60～2.82,平均值为1.68,明显高于大陆地壳与上地壳的平均值,具壳源花岗岩特征;根据A/MF-C/MF图解,岩体物源区为砂质岩;岩体稀土元素含量总量偏低,为(113～176)×10-6,轻稀土元素富集明显,配分模式明显呈右倾型,Eu异常为0.38～0.67,Eu亏损程度中等偏高;化学成分显示,岩体属于强过铝质高钾钙碱性S型花岗岩,是一种壳源花岗岩,岩浆源区为成熟上地壳的砂质岩源区;构造判别图解、年龄信息及野外特征表明,岩体形成于后碰撞伸展构造环境。总之,隆木岩体形成于早古生代晚期的加里东构造运动,是华夏古陆块与扬子古陆块在新元古代碰撞拼贴之后裂解、在中奥陶世再次发生陆内碰撞使得地壳加厚部分重融、造山后期地壳伸展减薄、熔融物质上升侵位形成的岩体。     

都庞岭花岗岩的基本特征及成因分析

都庞岭复式岩体由加里东期、印支期和燕山早期花岗岩组成。通过工作我们认为燕山早期花岩可分为第一次和第一次,其中第一次花岗岩与Sn矿成矿关系最为密切。从早到晚,花岗岩由二花岗岩→钾长花岗岩→二长花岗岩→钠长花岗岩,云母由镁黑云母→铁黑云母→黑磷云母;岩浆体向酸度增高的方向演化,伴随着碱度的增高,由富钾渐变为富钠;微量元素上,岩浆逐渐贫SrBa、Cl、Sc,富Li、Rb、W、Sn、Mo、Bi、Nb、Ta、F、B;从早到晚,花岗岩LRB含量和LREE/HREE、δEu值不断降低,HREE含量不断增高。本区花岗岩为地壳重熔岩浆断分异演化的产物,形成于相对还原环境。     

东秦岭李家寨岩体地质特征及成因探讨

李家寨岩体位于河南省南部,由原灵山岩体中解体出来,并解体为三个单元,岩性为黑云母二长花岗岩;其内富含有斜长花岗岩、斜长角闪岩、辉长岩、辉石玢岩、学堂冲独立侵入体及围岩的包体或残留体,与其他岩体相比此特征为李家寨岩体所特有;各单元间的岩石化学成分变化均较小,规律性不明显,属结构演化序列;是具有同熔型和I型花岗岩地球化学特征的S型花岗岩;源岩物质来自于由岩石圈强烈拆沉和减压增温熔融形成的以下地壳为主的壳幔混合物;形成于秦岭造山带陆内南北向挤压造山阶段。     

胶东地区晚侏罗世玲珑期花岗岩

玲珑期花岗岩是胶北地区出露规模最大的中生代岩体,与胶东金矿在空间上关系密切,主要岩性有细粒混合岩化花岗岩、细粒二长花岗岩、中细粒二长花岗岩、中粒二长花岗岩、中粗粒二长花岗岩、含斑粗中粒二长花岗岩及花岗伟晶岩,含特征矿物石榴石,暗色矿物黑云母以铁质黑云母为主,少量镁质黑云母,为一套弱过铝质高钾钙碱性岩系的铁质花岗岩,具有富集大离子亲石元素Rb、K、Ba及高场强元素U,亏损Nb、P、Ti等元素,富集Zr、Hf元素,Sr元素多数正异常等特征,形成时代为146～166Ma,属于晚侏罗世。该期花岗岩为地壳重熔型花岗岩,具有复杂的物源组成,以新太古代胶东岩群及TTG质岩石、古元古代变质地层为主,同时苏鲁造山带新元古代花岗质片麻岩及晚三叠世同造山岩石也有参与。玲珑期花岗岩的形成与华北板块与扬子板块陆陆碰撞造山密切相关,是地壳持续增厚,中下地壳部分熔融的产物。     

湖南五峰仙岩体岩石地球化学、SHRIMP U-Pb年龄及Hf同位素特征

对湖南中生代的五峰仙岩体进行了锆石SHRIMP U-Pb定年和岩石学、岩石地球化学分析。该岩体主要由印支期的中粒斑状黑云母二长花岗岩、细粒二云母二长花岗岩组成。本次获得黑云母二长花岗岩的锆石U-Pb年龄(233.5±2.5)Ma,表明形成于晚三叠世;结合已发表的岩体年龄资料,五峰仙岩体侵位于236~233.5 Ma和221.6 Ma,具有多阶段岩浆活动特点。五峰仙花岗岩具有高的w(SiO₂)、w(P₂O₅),含过铝质的白云母,表现为弱铝质、强铝质岩石;微量元素方面,大离子元素Rb、Th、U富集,Nb、Ba、Sr、Ti亏损明显,稀土元素配分模式右倾,轻稀土元素富集,Eu亏损相对明显以及高的Rb/Sr比值,[JP2]为高成熟度陆壳物质重熔的S型花岗岩。黑云母花岗岩中发育暗色微粒包体,具淬冷结构、含长石捕获晶及呈塑形变等特征的包体为岩浆混合成因,该类花岗岩中锆石Hf同位素_εHf(t)值较高,为-4.4～0.7,Hf同位素的两阶段模式年龄T_DM2值为1 534~1 216 Ma,变化范围较大,可能是受幔源岩浆作用所致。五峰仙岩体是在印支板块向华南板块俯冲碰撞期后(变质基底年龄258～243 Ma)及华南板块与华北板块的碰撞期间(超高压变质峰期在238～218 Ma)华南内陆由挤压向伸展转换的背景下形成的。      

湖南白马山岩体锆石SHRIMP U-Pb年龄及其地质意义

本文对湖南白马山印支晚期花岗岩体进行锆石SHRIMP U-Pb定年,结果表明：白马山复式岩体中黑云母花岗闪长岩谐和年龄值分别为224.1±2.3Ma和219.6±2.6Ma,属印支中晚期;而黑云母二长花岗岩得出213.8±2.5Ma的谐和年龄,属印支晚期。结合其他相关年代学数据,湖南白马山印支晚期花岗质岩浆经历了两期侵入活动,第一次侵入在220Ma左右,且分布广泛、规模较大,在后期约208Ma再次发生了一次岩浆活动。这也印证了华南印支晚期花岗岩存在两次明显的岩浆活动,同时对整个华南地区印支期花岗岩成因及演化特征具有重要意义。     

抚顺地区砬子山杂岩体地质特征及成因

砬子山岩体出露于华北地台抚顺—清原古隆起带与吉黑地槽的相接部位。砬子山岩体是由石英闪长岩、似斑状石英二长岩、二长花岗岩和碱长花岗岩构成的杂岩体。4个岩性不同的侵入体构成连续的中-酸性钙碱岩石序列。岩体的地质特征、地球化学特征表明4个侵入体是同源岩浆不同演化阶段的产物。岩浆的演化机制为深部岩浆分异作用,岩浆则是来源于下部地壳。     

冻融循环作用下砂岩单轴压缩破坏断口特征分形研究

寒区岩石的力学特征往往受到冻融循环和荷载的共同影响,冻融岩石单轴压缩破坏断口蕴含着与冻融循环和荷载有关的损伤演化信息,冻融岩石单轴压缩破坏断口研究对冻融岩石断裂破坏机理分析有重要价值。为研究冻融岩石单轴压缩破坏断口形貌特征及其与宏观力学参数之间的关联性,通过摄影观测经历不同次数冻融循环的砂岩单轴压缩破坏断口形貌,采用像素点覆盖法计算断口分维值,探究了断口分维值与宏观力学参数之间的关系。结果表明:随着冻融次数的增加,冻融砂岩的力学性能劣化,单轴抗压强度、弹性模量、断口分维值、耗散能密度逐渐减小,峰值应变增大;单轴抗压强度、弹性模量、耗散能密度均与断口分维值之间存在指数关系,断口分维值越大,对应的单轴抗压强度、弹性模量、耗散能密度越大。冻融岩石单轴压缩破坏断口分维值可作为寒区岩体断裂破坏机理分析的有效参数。      

不同冷却方式下高温花岗岩巴西劈裂及声发射特性试验研究

干热岩地热开发中的钻井、储层压裂及热交换等环节均涉及高温岩石冷却的问题,为揭示其中岩石损伤演化规律,基于巴西劈裂试验和声发射技术,研究了不同高温及冷却方式对花岗岩抗拉性质的影响。结果表明:①25~600℃下花岗岩抗拉强度随温度升高而下降,遇水冷却使抗拉强度进-步下降并使其开始大幅下降的温度阈值提前到200,500℃后抗拉强度对遇水冷却更敏感。②荷载达到峰值,声发射累计振铃计数突增,岩样内形成断裂区;受遇水冷却影响,岩样的振铃计数峰值和能量峰值有所下降,间接反映岩石内裂纹更发育,200~300℃时降幅均较大,300℃时和500℃后花岗岩对热处理方式较敏感。③花岗岩破裂面随温度升高由平整向粗糙曲折变化,由脆性向延性转变,遇水冷却促进岩石破裂并促使脆性向延性转变的温度区间提前。研究结果为地热开采中高温岩石的稳定性评价提供理论参考。      

渗流-应力耦合下侏罗系红砂岩力学及渗透特性试验研究

三峡库区广泛分布侏罗系红砂岩, 在水库运行期间红砂岩的渗流-应力耦合特性关乎库区内多数滑坡和岩质边坡的稳定性。借助岩石多场耦合三轴试验系统, 对三峡库区侏罗系红砂岩开展了不同围压、不同渗透压下的三轴压缩试验, 系统研究了红砂岩的三轴压缩力学特性和渗透率演化特征。研究结果表明: ①红砂岩的峰前应力-应变曲线可分为孔隙压密阶段、弹性变形阶段、微裂隙稳定发展阶段和非稳定发展阶段。红砂岩的力学参数与渗透压的关系呈负相关, 与围压呈正相关。②随着围压升高, 红砂岩的破坏模式由张拉破坏过渡到剪切破坏。③不同渗透压下, 渗透率曲线呈平稳发展→缓慢上升→快速上升3阶段演化规律; 不同围压下, 渗透率曲线先降低后升高。④从能量角度分析了渗透压和围压对岩石的作用, 验证了渗流对岩石的劣化效应以及围压对裂纹发展的抑制作用。本试验对鲜有报道的侏罗系红砂岩的强度、变形和渗透特性做了系统的研究, 对渗流-应力耦合课题有补充意义。其工况根据三峡库区边坡岩体的应力水平来确定, 试验结果对分析库区边坡稳定性具有指导意义。      

建平地区早二叠世八家子超单元侵入岩及其侵入机制讨论

建平八家子超单元花岗岩同位素年龄２７４．８～２６０Ｍａ（Ｕ／Ｐｈ，Ｋ／Ａｒ），属早二叠世．根据同源岩浆演化理论可划分为４个单元，即杨树岭单元、紫杖子单元、套卜河洛单元和太平庄单元，主要岩石为中细粒—巨粒似斑状二长花岗岩．由于侵位过程中的同构造变形作用，局部形成糜棱岩化花岗岩和片麻状花岗岩．岩浆侵位为膨胀底劈上侵．     

恐龙化石在风化破坏过程中内部裂隙扩展的试验模拟研究

在理论分析的基础上,利用试验结果模拟分析单轴压力作用下含裂隙恐龙化石断裂损伤过程。在FLAC3D中采用FISH语言编写了基于体元分析的计算程序,采用弹脆性本构模型,分析了试验过程中恐龙化石的裂纹萌生→扩展→贯通规律和裂隙化石的断裂损伤机制。在单轴压缩作用下,含有裂隙的恐龙化石试件的破坏过程主要分三个阶段:即线性变形阶段、非线性变形阶段和软化阶段,当载荷超过应变峰值强度后,化石内部将生成大量新的诱导裂隙,导致化石内部结构发生剧烈变化。值得注意的是,恐龙化石峰后的强度软化过程非常不稳定,峰值附近的材料力学行为对化石试件内部缺陷的分布十分敏感。试验表明,有裂隙恐龙化石的抗压强度值比无裂隙恐龙化石的抗压强度值小30%,最终的残余抗压强度也略小,在加载应力作用下,相比不含内部裂隙的恐龙化石,内含裂隙的恐龙化石其内部裂隙会迅速大量扩展,加重了恐龙化石的风化程度和破坏速度。     

内含裂隙角的恐龙化石轴向受压数值试验及裂纹扩展机理研究

面临众多古生物化石遭受风化破坏的现实,恐龙化石保护是一项世界性难题。化石的风化原因多种多样,其中化石内部裂隙是导致恐龙化石风化、破坏的重要因素。该文以岩石断裂力学为理论依据,模拟分析内含裂隙的恐龙化石在压力作用下的破坏情况。通过数值模拟的方法,进行了内含裂隙恐龙化石数值压缩试验,并对内含裂隙的恐龙化石裂纹扩展机理进行了研究。研究结果表明,随着裂隙角度增大,开裂角逐渐减小,裂隙处特别是两端应力集中,其他部位应力较低、分布均匀;裂纹扩展是从裂纹尖端起裂,最终裂纹扩展到边缘。此研究结果为揭示恐龙化石风化机理和开展保护提供了基础参考资料。     

新疆阿尔泰别也萨麻斯稀有金属矿床含矿伟晶岩与花岗岩围岩成因关系

别也萨麻斯矿床是目前新发现的分布在新疆北阿尔泰以Li矿化为主的花岗伟晶岩型稀有金属矿床,具有独特性和代表性。矿区发育Li-Nb-Ta矿化和Nb-Ta矿化两类伟晶岩,二云母二长花岗岩是含矿伟晶岩脉群的直接围岩。在系统的野外地质特征调查(包括野外露头和钻孔岩芯赋矿岩系、矿化特征、蚀变类型等的详细观察)基础上,对含矿伟晶岩和二云母二长花岗岩开展了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年和原位Hf同位素研究。获得锆石206Pb/238U加权平均年龄分别为(151.0±1.8)Ma和(449.0±4.2)Ma,含矿伟晶岩形成于晚侏罗世,二云母二长花岗岩则形成于晚奥陶世。含矿伟晶岩和二云母二长花岗岩的εHf(t)值分别为0.62~1.30和1.35~6.07,二阶段Hf模式年龄为1161~1118 Ma和1345~1037 Ma。含矿伟晶岩的εHf(t)值较花岗岩小得多,二阶段Hf模式年龄与形成年龄的差值较花岗岩大得多,表明两者是阿尔泰造山带在不同演化阶段下的产物。悬殊的年龄差、不同的大地构造背景与不同的形成物源表明别也萨麻斯稀有金属矿床含矿伟晶岩与二云母二长花岗岩在成因上并无联系,近矿花岗岩围岩并非含矿伟晶岩脉的真正母体。     

青海省乌拉斯太地区早石炭世花岗质岩体地球化学特征及其地质意义

早石炭世花岗质岩体主要沿昆中断裂带两侧断续分布,多呈岩床、岩株状产出,根据岩性特征可划分为3类,即浅肉红色斑状二长花岗岩、肉红色正长花岗岩、肉红色中细粒碱长花岗岩.主量元素特征显示花岗质岩体全碱含量较高,显示出壳源的特点,为过铝质偏铝质花岗岩,属Ⅰ型花岗岩.稀土元素特征显示岩石属轻稀土富集型,重稀土相对平坦,轻重稀土分...     

东昆仑得尔龙地区华力西期花岗岩地质地球化学特征及构造环境分析

东昆仑得尔龙地区花岗岩体侵位于二叠纪—三叠纪早期,岩石类型为黑云母花岗闪长岩、黑云母二长花岗岩、二云母二长花岗岩。早期次的黑云母花岗闪长岩中含有暗色的镁铁质矿物包体。SiO2含量为65.04%~73.47%,全碱含量为5.29%~8.52%,K2O/Na2O平均值为0.70,Al2O3平均为14.79%;亏损高场强元素Ta,Nb;∑REE平均为142.9×10-6,轻稀土元素相对富集,(La/Yb)N平均为17.15,δEu平均为0.71,表现为弱亏损。研究表明得尔龙地区花岗岩属次铝-过铝(高钾)钙碱性S型花岗岩,形成于后造山环境;岩浆源区的物质是多源的,主要为地壳物质的重熔,其次为幔源岩浆的底侵。