中国华北高压基性麻粒岩的发现及其对深部地壳研究的意义

1991年春天我们在晋冀蒙交界地区进行地质调查时,在原来划为太古界右所堡群古老变质岩石中,发现一套出露厚度约数公里的基性麻粒岩,其典型的变质矿物组合是紫苏辉石(Opx)+单斜辉石(Cpx)+石榴子石(Gt)±斜长石(Pι)±角闪石,(Hb)。横穿片麻理方向,岩石有不含斜长石、以及斜长石含量由少到多的成分变化。石榴子石具特征的退变边结构,后者是二辉石和斜长石组成的后生合晶。该套基性麻粒岩的北侧与麻粒岩相的灰色片麻岩相连。灰色     

怀安麻粒岩锆石U-Pb年代学及Hf同位素：华北北缘下地壳增生再造过程研究

怀安杂岩体位于华北克拉通中北部,出露太古代-元古代的角闪岩相-麻粒岩相高级变质岩,记录了华北克拉通复杂的地壳形成和演化史.本文对其中的镁铁质麻粒岩和长英质麻粒岩进行了岩石学及锆石U-Pb年代学和Hf同位素组成研究,并在此基础上对其形成过程及所反映的华北北缘古老下地壳的增生再造过程进行讨论.镁铁质麻粒岩主要矿物组合为Cpx+ Pl+ Qz±Opx±Hb±Grt,粒状变晶结构,局部发育石榴子石的“白眼圈”现象,表明经历了高压麻粒岩相及后期近等温减压退变质作用过程.选择其中矿物组成为Cpx、Pl和少量Qz的单斜辉石麻粒岩进行锆石定年获得2461±20Ma的原岩形成年龄.这些岩浆锆石的εHf(t)为+2.1 ～ +9.7,最高值接近当时的亏损地幔值,其Hf亏损地幔模式年龄(tDM)集中在2.6～2.7Ga之间,最小为2412Ma和2461 Ma,接近原岩形成年龄.长英质麻粒岩主要组成矿物为Pl+ Kfs+ Cpx+ Qz+ Opx,粒状变晶结构.锆石测年获得2458±46Ma的原岩形成年龄.这些锆石εHf(t)范围为+2.9～ +5.3,锆石Hf两阶段模式年龄(t.ust)集中在2.8 ～2.7Ga之间.怀安麻粒岩的这些特征显示怀安地区在～2.5Ga发生亏损地幔的部分熔融,为单斜辉石麻粒岩提供了原岩物质,同时可能引起了先存(≥2.7Ga)地壳的重熔,即存在地壳再造,进一步为长英质麻粒岩提供了原岩物质.单斜辉石麻粒岩和长英质麻粒岩原岩都形成于～2.5Ga.     

柴北缘都兰高压麻粒岩的锆石U-Pb定年及其地质意义

在柴北缘高压-超高压变质带的东端都兰地区,高压麻粒岩以透镜体的形式存在于石榴白云母片岩、花岗质片麻岩以及斜长角闪岩中。高压麻粒岩的主体为基性麻粒岩,并含少量中酸性麻粒岩。基性麻粒岩主要由石榴子石、单斜辉石、斜长石和石英等组成,而中酸性麻粒岩峰期矿物组合为:石榴子石+斜长石+钾长石+蓝晶石+石英±单斜辉石。根据显微构造和反应结构特征,主要识别出3期变质作用:①峰期高压麻粒岩相阶段(M1);②退变质高角闪岩相阶段(M2);③绿片岩相/低角闪岩相阶段(M3)。选取典型的中酸性麻粒岩样品进行了锆石LA-ICP-MSU-Pb原位定年分析,获得加权平均年龄为446.9±6.5Ma,且CL图像显示锆石内部发育石榴子石、单斜辉石、斜长石等矿物包体,反映锆石可能形成在峰期高压麻粒岩相变质条件下。岩石学和年代学结果显示都兰高压麻粒岩和邻近的榴辉岩同时形成于同一俯冲带的不同热构造环境,高压麻粒岩并非榴辉岩热松弛作用形成的,两者具有各自独立的变质演化历史。     

冀西北石榴角闪二辉麻粒岩早期高压变质矿物组合的确定及其形成的温压条件——来自锆石中矿物包裹体的信息

采用激光拉曼、阴极发光和电子探针技术,确认冀西北石榴角闪二辉麻粒岩锆石中保存早期高压变质包体矿物组合:石榴石(Grt)+单斜辉石(Cpx)+斜长石(Pl)+石英(Qtz)+金红石(Rt)、单斜辉石(Cpx)+斜长石(Pl)+石英(Qtz)和石榴石(Grt)+单斜辉石(Cpx)+斜长石(Pl)+石英(Qtz)。其中少量锆石具有继承性锆石的核,而多数锆石则形成于高压麻粒岩相变质阶段。利用TWQ方法限定石榴角闪二辉麻粒岩锆石中所保存的高压包体矿物组合的变质温度条件为750～820℃,压力为1.07～1.40 GPa。该项研究成果对于如何识别高压麻粒岩以及深入研究其成因机制均具有重要的科学意义。     

山东半岛基性高压麻粒岩的成因矿物学及变质演化

在山东半岛的平度-莱西-莱阳-烟台一带,广泛出露基性高压麻粒岩,它们呈大小不等的透镜体或不规则脉状体产于TTG片麻岩中,且与超镁铁质岩石密切"伴生"。根据岩相学、矿物相转变、变质反应以及温压条件的系统研究结果,确定山东半岛基性高压麻粒岩经历了四个阶段的变质演化。早期进变质阶段(M1)的标志性矿物组合以石榴石及其内部的细粒单斜辉石+斜长石±石英为特征,记录的温压条件为T=740～770℃、P=0.9～1.0GPa;峰期高压麻粒岩相变质阶段(M2)的矿物组合以基质中石榴石(富Ca核部)+单斜辉石(富Al核部)+斜长石(富Na核部)±石英为特征,记录的温压条件为T=850～880℃、P=1.45～1.65GPa;峰后近等温减压(中压)麻粒岩相退变质阶段(M3),以发生一系列典型减压反应和斜方辉石的大量出现为标志,典型的矿物组合为斜方辉石+单斜辉石+斜长石+磁铁矿±角闪石,记录的温压条件为T=780～830℃、P=0.65～0.85GPa;晚期角闪岩相退变质阶段(M4)以石榴石发生降温反应、形成角闪石+斜长石+磁铁矿±石英等退变矿物组合为特征,记录的温压条件为T=590～650℃、P=0.62～0.82GPa。高压基性麻粒岩的变质演化的P-T轨迹具有顺时针型式,先后经历了近等温减压过程(ITD)和近等压降温过程(IBC)变质演化过程,指示研究区基性高压麻粒岩是古老陆块之间在俯冲-碰撞造山过程中加厚下地壳折返地表的产物。该项成果对于重新认识华北克拉通在早前寒武纪古老陆块的碰撞-拼贴及其演化的动力学过程具有重要科学意义。     

怀安蔓菁沟早前寒武纪高压麻粒岩混杂岩带地质特征、岩石学和同位素年代学

华北克拉通北缘中段怀安蔓菁沟高压麻粒岩混杂岩带产在太古宙怀安杂岩南缘与花岗岩带交界处,由高压基性麻粒岩、辉长质麻粒岩、英云闪长质麻粒岩和少量夕线石榴片麻岩相间排列的席状岩层构成,岩层间被高应变带或剪切带分隔。高压基性麻粒岩是石榴辉石麻粒岩。据石榴石斑晶内包裹的早期矿物(Cpx+Q)估算的早期高压变质作用条件:T=800℃,P>1.4GPa。环绕斑晶的后成合晶反应边矿物组合(P1+Opx+Hb+Cpx)的变质条件为:T=820℃,P为0.7～0.9GPa。全岩Sm-Nd等时线年龄2.65Ga,矿物Sm-Nd等时线年龄1.82Ga,锆石U-Pb一致线年龄1.83Ga。高压基性麻粒岩的原岩代表晚太古代陆壳的最下部,大约在2.7Ga从上地幔分异出来,可能经壳下垫托作用加在早期陆壳底部,随后经历高压变质作用。早元古代晚期,由于地壳规模的大型逆冲作用,使其上升,并经受褶皱形变、剪切推覆和退变质等作用的改造,形成高压麻粒岩混杂岩带。     

浙西南松阳地区石榴辉石岩变质作用演化与地质意义

浙西南松阳地区的八都群中分布有一套基性变质岩:石榴辉石岩与石榴角闪岩,其变质作用演化特点目前尚不明确。根据岩相学和矿物微区化学系统研究,发现石榴角闪岩是由石榴辉石岩退变而来,而非由榴辉岩退变而来,并经历了三个变质演化阶段,分别为峰期高压麻粒岩相阶段(M1),其矿物组合为石榴石+次透辉石±钛铁矿±石英;峰后近等温减压中压麻粒岩相退变质阶段(M2),以出现典型的减压反应结构和斜方辉石+斜长石(An_(90-92))为标志;角闪岩相退变质阶段(M3),以角闪石+斜长石(An_(33-53))+钛铁矿±次透辉石±石英等退变矿物组合为特征。相平衡模拟与传统地质温压计结合限定M1期温压条件为P=11. 6～12. 5kbar,T=780～840℃,M2期温压条件为P=7. 4～8. 2kbar,T=800～880℃,M3期温压条件为P=6. 6～7. 5kbar,T=500～560℃,三个变质阶段的温压条件具有典型的顺时针近等温减压型ITD型特征,这种演化轨迹通常代表加厚下地壳快速折返地表的动力学过程,因此,该项研究对华夏地块构造作用演化的动力学过程具有重要意义。     

柴北缘绿梁山高压基性麻粒岩的变质演化历史：岩石学及锆石SHRIMP年代学证据

高压基性麻粒岩出露在柴北缘HP/UHP变质带的绿梁山地区,它主要呈透镜体状分布在石榴蓝晶(夕线)黑云片麻岩中。岩石学和矿物学数据显示高压基性麻粒岩经历了多阶段变质历史,早期可能经历了榴辉岩相变质作用(p>15kbar),以石榴子石中保留的少量绿辉石为特征;高压麻粒岩组合(Grt-Cpx-Pl-Qtz±Amp±Rt-Ilm)为退变质作用产物,其形成的变质条件为p=9.6~13.5kbar,T=730~870℃。晚期的变质反应以围绕石榴子石和后成合晶生成斜方辉石的为特征,形成的p-T条件为6.2~8.5kbar和720~860℃。高压基性麻粒岩中的锆石SHRIMP测定共获得两组年龄,分别为(448±3)Ma和(421±5)Ma。结合锆石阴极发光和矿物包体研究,前者代表高压麻粒岩阶段的变质年龄,后者代表晚期与斜方辉石形成有关的中低压麻粒岩阶段的变质年龄。这些年龄结果显示麻粒岩相变质作用持续了大约27Ma,这可能与早古生代祁连地块与柴达木地块碰撞作用所引起的地壳加厚和后来的热松驰有关。     

大别山北部镁铁-超镁铁质岩带中榴辉岩的分布与变质温压条件

大别山北部镁铁-超镁铁质岩带中的榴辉岩主要有两种产状,一是产于变形较强(面理化)的橄榄岩中,另一种是产于片麻岩中。其中,绿辉石中硬玉端元组分大多为Jd=20mol％～52mol％。产于橄榄岩和片麻岩中榴辉岩的石榴子石成分分别相当于Coleman的B型和C型榴辉岩。石榴子石成分特征及钠质单斜辉石中石英针状出溶体的出现表明,本区榴辉岩早期可能经历过超高压变质作用,且至少经历了3个变质阶段,即:①榴辉岩相峰期变质阶段,主要矿物共生组合为石榴子石+绿辉石+金红石±蓝晶石+石英(或柯石英假象?),p≥2.5GPa、t=595～874℃;②高压麻粒岩相变质阶段,主要矿物共生组合为石榴子石+透辉石+紫苏辉石+钛铁矿+尖晶石+斜长石等,p=1.1～1.37GPa、t=817～909℃;③角闪岩相变质阶段,主要矿物共生组合为角闪石+斜长石+磁铁矿等,p=0.5～0.6GPa、t=500～600℃。该区榴辉岩独特的麻粒岩相退变质阶段,表明榴辉岩在折返初期并未能上升到中上地壳,而处于下地壳,它与南部超高压变质岩有不同的p-t演化史,即在榴辉岩相峰期变质之后经历了近等温减压(或稍升温减压)和降温减压变质过程。     

华北克拉通孔兹岩带东端孤山剖面石榴石基性麻粒岩的变质作用及年代学研究

大同孤山石榴石基性麻粒岩出露在华北克拉通孔兹岩带与中部带的构造接触部位,以大小不等的透镜体形式产于孔兹岩带内的夕线石榴片麻岩和紫苏二长片麻岩中.根据岩相学观察、矿物化学研究、P-T视剖面图和传统温压计计算结果,揭示孤山石榴石基性麻粒岩经历了4个阶段的变质演化:早期进变质阶段(M1)的主要矿物组合为石榴石核心及其内部包体矿物单斜辉石+角闪石+斜长石+石英+钛铁矿±金红石.反环带斜长石富钠核部记录了早期压力可达11k bar;峰期变质阶段(M2)的矿物组合是石榴石斑晶和基质中的单斜辉石+斜方辉石+斜长石+钛铁矿+石英,记录的温压条件为850～900℃、9～10kbar;峰期后降压阶段(M3)的标志是石榴石外围发育的后成合晶和冠状环,主要有单斜辉石+斜长石、斜方辉石+斜长石和角闪石+斜长石组合,其形成温压条件为760 ～820℃、5～8kbar;晚期低角闪岩相角闪石的生长表明岩石又经历了降温冷却的过程(M4),温度降至690℃以下.石榴石基性麻粒岩记录了含有近等温降压(ITD)阶段的顺时针变质作用P-T轨迹,揭示了阴山地块与鄂尔多斯地块之间俯冲碰撞加厚下地壳的折返过程.石榴石基性麻粒岩的变质锆石LA-ICP-MS U-Pb定年得到了两组变质年龄数据,分别为1945±25Ma和1828±36Ma,它们与阴山地块、鄂尔多斯地块碰撞形成孔兹岩带的时代及华北克拉通东、西陆块碰撞形成中部带的时代一致.结合该地区其他研究结果推断,石榴石基性麻粒岩在～ 1.95Ga鄂尔多斯地块与阴山地块碰撞过程中俯冲进入下地壳底部,经历早期的高压麻粒岩阶段,随后缓慢地抬升到下地壳上部;之后在～1.85Ga东、西部陆块碰撞过程中,石榴石基性麻粒岩折返到中上地壳.     

从榴辉岩与围岩的关系论苏鲁榴辉岩的形成与折返

位于华北和扬子两板块碰撞带中的苏鲁榴辉岩形成的温压条件不但是超高压，而且是高温。榴辉岩的PTt轨迹表明其为陆-陆磁撞俯冲带的产物。榴辉岩的区域性围岩花岗质片麻岩为新元古代同碰撞期花岗岩，榴辉岩及其他直接围岩皆呈包体存在于其中，并见新元古代花岗岩呈脉状侵入榴辉岩包体中。区域性围岩新元古代花岗岩的锆石中发现有柯石英、绿辉石等包裹体，表明新元古代花岗岩的组成物质也经受过超高压变质作用，且榴辉岩与围岩新元古代花岗岩的锆石U-Pb体系同位素年龄基本相同。但新元古代花岗岩所记录的变质作用和变形作用期次（或阶段）却少于榴辉岩。椐上述可得如下推断：超高压榴辉岩与新元古代花岗岩岩浆是同时在碰撞带底部（俯冲板块前部）形成的；榴辉岩的第一折返阶段是由新元古代花岗岩岩浆携带上升的，其第二折返阶段是和新元古代花岗岩一起由逆冲及区域性隆起而上升，遭受剥蚀。     

The Importance of the Precipitation and the Susceptibility of the Slopes for the Triggering of Landslides Along the Roads

In order to characterise the influence of the heavyrains on the observed landslides during the 1996–1997hydrological cycle, rainfall records for the last 100years are analysed from 104 stations in easternAndalusia. Regarding the amounts of rain recordedbetween October 1996 and March 1997 in the 104stations studied, 31 presented new all-time records;15 presented values that were 80–100% of thepre-1995 record; 49 stations, 80–50%; and 9stations, < 50%. A map has been devised of thesusceptibility of the materials through which thesouth-eastern Andalusian road network crosses,together with an inventory of the damage caused byinstability phenomena on banks and cuttings of theroad network during the winter of 1996–1997. Therelationships between the rainfall during the studyperiod, the damage caused to the road network and thesusceptibility of the materials affected are analysed.The results indicate that there is a clearcorrespondence between the rainfall recorded and thesusceptibility of the materials with the inventorieddamage. It is concluded that the widespread seriousdamage caused in early 1997 to the roads andsurrounding areas in the Alpujarra region and thecoast of the Province of Granada was mainly caused bythe extraordinarily heavy rains. However, considerablyless damage was observed where the susceptibility ofthe terrain is low, thus highlighting the extremeusefulness of terrain-susceptibility maps for riskprevention and territorial planning.     

某高速公路下伏煤矿采空区稳定性分析

在论述某高速公路下伏砦脖煤矿采空区地质、采矿和工程地质特征的基础上, 进行了稳定性数值模拟分析, 定性与定量地分析与评价了该煤矿采空区的地表变形特征及稳定性。研究结果表明: 该煤矿采空区的变形尚未完成, 对拟建的高速公路将产生很大的危害, 必须采取相应的工程治理措施。      

摩擦桩基桩土间极限摩阻力取值问题探讨

通过对广珠东线高速公路横沥大桥的试桩及土体的工程地质条件分析,总结出影响摩擦桩基桩土间极限摩阻力取值的一般问题以及解决问题的方法和措施。     

混凝剂处理钻井废泥浆液的研究

通过烧杯搅拌实验对混凝剂处理钻井废泥浆液进行研究,从混凝剂适应p H值范围、混凝效果、沉降速度三方面研究比较,找出一种较为理想的混凝剂,并分析了影响混凝剂性能的主要因素,确定了混凝剂的最佳投放剂量。      

黄河源区水环境变化及黄河出现冬季断流的原因

自1954年有水文观测资料以来，黄河曾在青海省玛多县黄河沿水文站发生过3次断流。本文在分析黄河源区水环境特征及其影响因素的基础上指出，鄂陵湖、扎陵湖的环湖融区调节能力低，当遇到连续干旱、冬季其调节水量不足以维系黄河径流时便会发生断流，这是断流的主因。湖水位降低、开采沙金、过度放牧等自然和人为因素也会对黄河发生断流产生影响。鄂陵湖口附近黄河上修建的水电站开始蓄水，提高了两湖及环湖融区的调节能力，今后黄河冬季出现断流的可能性将大为降低。     

Unity of the national and the international in the socio-cultural development of the peoples of the USSR

International unity is becoming ever stronger in this country owing to an increasing similarity in the development of the cultural environment. This comprises the provision of all the country's republics with a sufficient number of schools, theatres, and other institutions and cultural information media in accordance with the needs of the population. An important part is played by the rise in ‘the general educational level, as well as the level of professional qualifications and skills. Among all the Soviet nations and nationalities, this rise being more rapid among formerly backward peoples. Prominent among the factors of internationalization is the progressive development of the nationalities’ cultural resources, while professional culture is being increasingly brought within the reach of the masses.The implementation of the nationalities policy promotes the all-round development of all Soviet nations and nationalities, their drawing together, the upsurge of the individual capabilities of every Soviet citizen.     

On the Validity of the Boussinesq Approximation for the Elder Problem

The Elder problem is an example of a density driven flow, motivated by experiments of a thermally driven convection in porous media. It is a mathematical benchmark problem used for code verification of density driven flow simulators and comparison of issues related to its numerical treatment. Its bifurcation diagram with respect to the Rayleigh number is investigated on a hierarchy of uniformly refined grids. Eleven stationary solutions are shown to exist for the Elder problem. Similar solutions can be found using the Boussinesq approximation. Despite this similarity the corresponding bifurcation diagrams are shown to be topologically not equivalent. This gives rise to serious doubts on the validity of Boussinesq approximation for this model problem. Grid convergence is investigated for the numerically obtained solutions.     

东濮凹陷北部沙河街组三段中亚段沉积环境分析

东濮凹陷北部沙三中亚段广泛发育盐岩和烃源岩,这两个看似不能共存的物质却在这里互层共生。该时期研究区沉积特征为多盐韵律与多层烃源岩互层共生、连续沉积,单个盐韵律厚度从几米到十几米,烃源岩有机质丰度高、类型好。平面上,两者在湖盆沉积沉降中心共生;垂向上,高有机质丰度、好干酪根类型与高盐度地层具有较好的对应关系。因而成为恢复古气候和古环境的重要研究对象。通过岩石学、古生物学以及Sr/Ba、B/Ga、(V+Ni+Mn)、Fe/Mn、Sr/Cu、Mg/Ca、V/(V+Ni)、稀土元素含量和氯同位素等方法对凹陷北部沙三中亚段的沉积环境进行研究。结果表明,凹陷北部沙三中亚段为深水沉积的还原环境,古盐度较高,达到半咸水-咸水沉积;微量元素和孢粉化石特征表明研究区沙三中亚段为温暖潮湿的环境。     

塘口水电站坝基岩体透水性和渗漏问题分析

塘口水电站大坝基础座落在断层和裂隙较发育的龟裂纹灰岩上,岩体完整性差、透水性强,多年运行后,大坝灌浆廊道和排水廊道出现多处集中性漏水,为确保大坝安全和电站正常发电,根据渗漏性质和成因,采用对灌浆廊道补充帷幕灌浆,对排水廊道进行固结+帷幕+回填灌浆。通过灌浆处理后,效果良好,表明灌浆工程有效的将导致坝基渗漏的上下游的裂隙通道封闭,并顺利的经受了随后的汛期洪水考验,大坝安全得到保障。