昌宁-孟连缝合带干龙塘-弄巴蛇绿岩地球化学及Sr-Nd-Pb同位素组成研究

本文对三江古特提斯昌宁-孟连带中段弄巴-干龙塘蛇绿混杂岩进行了详细的主量、微量元素及Sr-Nd-Pb同位素地球化学研究。结果表明,弄巴玄武岩包括拉斑系列和碱性系列,弄巴拉斑玄武岩具有高TiO2和低K2O的特征,(La/Yb)N介于1.87～2.38之间,岩石的Sr-Nd-Pb同位素组成和典型MORB十分相似,结合岩石较高的Th/Yb和低的Zr/Nb值,可以认为弄巴拉斑玄武岩具有富集型洋脊玄武岩(E-MORB)的特征,可能起源于富集的地幔源区或是亏损地幔源区和地幔柱发生交代作用的结果。弄巴碱性玄武岩具有较高的TiO2(2.38%)和K2O(2.37%)含量,(La/Yb)N=11.19,富集轻稀土,表现出典型的碱性OIB的特征,可能是大洋板内热点浅部熔融的产物。干龙塘拉斑玄武岩具有高TiO2、Mg#,低K2O和亏损轻稀土等特征,表现出N-MORB的地球化学特征,岩石的Sr-Nd-Pb与MORB相似,表明岩石起源于亏损的地幔源区。     

塔里木西南缘棋盘河乡玄武岩锆石U-Pb年代学和地球化学研究

通过对塔西南棋盘河乡尤勒巴斯地区玄武岩进行了LA-ICP-MS 锆石 U-Pb同位素研究。获得锆石²⁰⁶ Pb/²³⁸ U同位素年龄为298.3±2.8 Ma(MSWD=2.6), 代表玄武岩的结晶年龄。本次研究的玄武岩具有高的Ti、Nb: Ti/Y为513.86~577.35、Nb含量为28×10^-6~35.7×10^-6、La/Nb为5.06~6.25以及低的Zr/Nb比值(10~10.86), 表明该玄武岩的形成与富集岩石圈地幔有关。而相对低的Nb/U(近30)和Ce/Pb(近15)比值, 指示研究区玄武岩来自大陆岩石圈或受一定程度的地壳混染。尤勒巴斯地区玄武岩具有高TiO₂和P₂O₅, 富集轻稀土和Rb、Ba, 指示具有地幔柱的地球化学成分特征。基于塔里木地区大规模的火山岩喷发以及富集不相容元素的地球化学特征和岩相古地理特征支持, 塔西南玄武岩可能是由地幔柱火山作用, 或由于地幔柱的供热和上升导致富集的岩石圈地幔部分熔融而形成。     

东昆仑南缘布青山构造混杂带哥日卓托洋岛玄武岩地球化学特征及构造意义

东昆仑南缘布青山地区哥日卓托一带出露一套洋岛玄武岩,主要由枕状玄武岩与杏仁状玄武岩组成,空间上与厚层-块状碳酸盐岩及薄层状硅泥岩相伴产出。详细的地质、地球化学特征研究表明,哥日卓托玄武岩SiO2质量分数为44.51%~48.43%,MgO为4.67%~6.99%,Na2O为1.74%~3.72%,TiO2为1.29%~1.85%,与拉斑玄武岩平均值相似。主量元素特征表明其主体属于亚碱性系列拉斑玄武岩,与冰岛拉斑玄武岩或夏威夷群岛喷发早期的拉斑玄武岩特征相类似。哥日卓托玄武岩∑REE为(68.71~133.50)×10-6,LREE/HREE为3.55~5.17,(La/Yb)N为3.07~5.32,稀土元素球粒陨石标准化配分曲线图呈现轻稀土元素富集右倾型。原始地幔标准化微量元素蛛网图表现出向上大隆起的富集形态。玄武岩微量元素判别表明其形成于洋岛构造环境。岩石成因研究表明陆壳物质对其混染的可能性较小,岩石成分主要受熔融源区控制,并估算其为由地幔源区1%~3%的尖晶石二辉橄榄岩部分熔融的产物。结合前人资料认为该套洋岛玄武岩形成于早石炭世,进一步证明布青山古特提斯洋石炭纪时很可能是一个北缘发育复杂被动大陆边缘而布青山地区发育深水洋盆、洋岛/海山遍布的有限洋盆系统。     

北部湾盆地福山凹陷古近纪辉长岩地球化学特征及构造意义

北部湾盆地福山凹陷古近系流沙港组二段泥岩中发育大面积巨厚辉长岩?地球化学分析表明,辉长岩具有中等TiO_2含量(2.15%~2.24%),较低MgO(5.77%~5.86%)、K_2O(1.18%~1.25%),P_2O_5(0.36%~0.39%)含量,且Na_2OK_2O,指示其类似于板内拉斑玄武岩。辉长岩ΣREE为105.61×10~(–6)~111.26×10~(–6),富集LREE,(La/Yb)_N=8.74~9.64,具有右倾型稀土配分模式;与原始地幔相比,富集Rb、Ba、Th、U等大离子亲石元素以及高场强元素Nb、Ta、Zr、Hf,呈现板内碱性玄武岩特征,是地幔物质上涌与上覆薄而年轻的岩石圈地幔相互作用的产物?结合LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果显示,辉长岩形成时间介于37~32 Ma,代表福山凹陷古近系辉长岩的侵位年龄,是古近纪岩石圈持续伸展环境下的产物?这对探讨福山凹陷以及中国东南部古近纪构造活动及岩浆演化具有重要的意义。     

北秦岭-祁连结合带扫帚滩辉长岩年代学、地球化学特征及其地质意义

对北秦岭-祁连结合带关山地区扫帚滩辉长岩进行了系统的岩石学、年代学和地球化学研究。扫帚滩辉长岩的LA-ICPMS锆石U-Pb同位素年龄为(436±3.8)Ma(n=15,MSWD=1.5)。岩石地球化学特征显示该岩体属于钙碱性岩石系列:SiO_2含量为46.32%~52.89%,TiO_2含量有两组区间(1.24%~1.37%和2.11%~2.55%),富Na_2O(2.17%~2.48%),贫K_2O(0.36%~0.62%),Na_2O/K_2O比值介于5.43~6.03之间,里特曼指数σ变化于0.79~2.15之间;岩石的Mg#值为42.65~57.28,分异指数DI=20.92~30.89,固结指数SI=23.68~35.04,表明岩浆分异程度较低。稀土元素分布模式和微量元素原始地幔标准化图解均呈现出两种明显的形态:洋中脊玄武岩型(MORB)和岛弧玄武岩型(IAB)。其中MORB型呈LREE富集的右倾型,(La/Yb)N=1.88~2.51,δEu变化于0.84~1.00之间,IAB型表现出明显的La-Nd及高场强元素(HFSE)负异常,(La/Yb)N=1.57~2.26,δEu介于0.96~1.03之间。结合区域地质背景,认为扫帚滩辉长岩是兼具MORB和IAB型组分的共生基性岩,该岩体可能形成于弧后盆地构造环境,这一结论对于研究秦祁结合带构造演化具有重要意义。     

东昆仑夏日哈木退变质榴辉岩地球化学、年代学特征及其地质意义

本文对东昆仑夏日哈木退变质榴辉岩开展岩石地球化学和年代学研究,探讨其原岩性质和构造背景。岩石SiO₂含量为46.77%~49.31%,Al₂O₃含量为13.6%~14.6%,TiO₂含量为0.93%~2.29%,全碱（K₂O+Na₂O）含量为1.61%~2.66%,原岩属亚碱性玄武岩系列中的拉斑玄武岩。（La/Yb）_N=0.98~1.63,（La/Sm）_N=0.98~1.41,δEu=1.10~1.28,稀土元素球粒陨石标准化图呈弱Eu正异常的右倾型,岩石相对富集大离子亲石元素Rb、Ba和不相容元素U,相对亏损高场强元素Zr、Hf,Hf/Th=0.59~0.97,Th/Yb=0.13~0.27,显示其原岩具E-MORB特征。退变质榴辉岩的锆石Th/U比值为0.002~0.091,为变质成因锆石,其锆石SIMS U-Pb年龄为414.2 ±7.3 Ma,代表了退变质榴辉岩的峰变质年龄,结合区域地质背景,认为该岩石形成于早泥盆世早期由碰撞作用向碰撞后伸展作用转换的构造环境。     

大兴安岭绰尔河流域玄武岩地球化学特征及地质意义

大兴安岭绰尔河流域沿河谷分布有大量的沿北西向展布的上更新统大黑沟组玄武岩,控制厚度大于20 m,本次工作针对该地区玄武岩进行岩石地球化学研究。结果表明,该地区的玄武岩主要为气孔橄榄玄武岩和橄榄玄武岩,w(SiO_2)为47.14%~49.84%,铝质量分数为10.64%~12.75%,钙、镁质量分数分别为8.91%~10.70%和9.23%~10.89%,全碱(ALK)含量平均为4.37,其中Na_2O/K_2O比值平均为2.35,显示为偏钠质的特点,A/CNK为0.41~0.57,显示为准铝质岩石,δ平均为3.61,大多数属于高钾钙碱性系列岩石。同时表现为富集大离子亲石元素Ba, K等,亏损Nb,特别亏损P,Ti等高场强元素。稀土元素ΣREE=127.09~171.85×10^-6轻重稀土分馏变化较大,(La/Yb)_N=7.77~12.61,LREE/HREE=7.19~9.16,铕异常不明显,δEu平均为1.06。根据微量元素比值等判别图解认为玄武岩的岩浆来源于地幔,但受到了不同程度的地壳混染作用,工作区内玄武岩为大陆板内拉张环境背景下,基性岩浆沿断裂平静溢流式喷发的产物。     

北祁连西段熬油沟组玄武岩地球化学特征及构造意义

北祁连造山带是一典型的板块缝合带,其中镶嵌着众多大小不一的由前震旦系变质岩系组成微陆壳残块,为解析北祁连前造山构造过程提供了重要的研究载体。北祁连西段卡瓦—祁青一带分布有较为完整的中元古界长城系朱龙关群熬油沟组火山岩—碎屑岩—碳酸盐岩建造。岩石地球化学研究表明,熬油沟组玄武岩主量元素含量变化较为稳定,具高K_2O(4.27%~6.07%),TFe_2O_3(10.49%~13.01%),Ti O_2(1.96%~2.90%)以及中等的Mg O(5.37%~6.71%,Mg~#48~51),Ca O(2.57%~5.51%),为钾玄碱性玄武岩。岩石Cr和Ni含量随着Mg~#降低而减小、Ca O与Ca O/Al_2O_3呈正相关,明显富集轻稀土元素(LREE)和大离子亲石元素(LILE),轻微正Eu异常,高含量的高场强元素(Nb,Ta,Ti),以及元素对Gd/Yb(2.5~3.0),Zr/Y(8.6~10.2),Ta/Yb(0.96~1.23),Ti/Yb(5 074~6 021),Zr/Yb(81~97),Ce/Nb(1.87),Zr/Nb(6.41)值均揭示了熬油沟组玄武岩具有洋岛玄武岩(OIB)地球化学特征。结合区域地质背景研究表明,熬油沟组碱性玄武岩源于类似于OIB的深部富集地幔,在岩浆作用过程中发生过橄榄石和单斜辉石的分离结晶作用以及一定程度的大陆地壳物质的混染作用,形成于大陆裂谷背景,并认为其是对中元古代Columbia超大陆裂解的响应,进一步为中元古代华北克拉通裂解与Columbia超大陆裂解事件的关系提供了重要的岩石学证据。     

赣东北中元古界铁沙街组石英角斑岩和流纹岩锆石SHRIMP U-Pb年龄、Hf同位素及地球化学特征

本文首次测得江西弋阳中元古界铁沙街组石英角斑岩SHRIMP锆石U-Pb年龄为1154±5 Ma。测定发现铁沙街组石英角斑岩和流纹岩高SiO_2(73.53%~81.11%),低CaO(0.06%~0.11%)、Na_2O(0.05%~2.77%),K_2O为2.16%~6.43%和Al_2O_3为11.06%~13.96%;在Zr/TiO_2—Nh/Y微量元素分类图解上绝大多数样品落于碱性流纹岩区域;在SiO_2—FeO/MgO图解中绝大多数样品位于钙碱性岩石系列区域;稀土总量(ΣREE)为182.48×10~(-6)~818.82×10~(-6),轻稀土较富集,铕明显负异常(δEu=0.20~O.45);在原始地幔标准化图解中,表现出亏损大离子亲石元素(Ba、Sr、Ti、P)和富集高场强元素(Nb、Ta、La、Ce、Zr、Hf、Sm)。铁沙街组石英角斑岩和流纹岩的锆石的ε_(Hf)(t)值分别为-6.1~5.3和-2.3~4.8,两阶段Hf模式年龄分别为1653~2380 Ma和1675~2132 Ma。锆石Hf同位素特征显示铁沙街组石英角斑岩、流纹岩的成因主要为岩石圈拆沉,深部地幔物质上涌,并由此造成的古元古代晚期下地壳物质的部分熔融。综上认为,铁沙街组石英角斑岩和流纹岩形成于中元古界后造山阶段的板内环境,可能与华夏陆块板内裂谷减薄开裂阶段的地幔物质上涌有关。     

四川盆地华蓥山峨眉玄武岩地球化学特征及其成因分析

四川盆地华蓥山玄武岩出露于茅口组顶部,夹于龙潭组底部的杂色泥岩、页岩之间,岩性为灰黑色粗玄岩,底部致密块状,顶部见气孔—杏仁状构造。TAS图解显示玄武岩属于碱性与偏碱性过渡带上的拉斑玄武岩系列,TiO2含量介于2.92%~3.63%之间,Ti/Y值为465~567,属于高钛玄武岩(HT)。岩石LREE/HREE=3.25~3.96,轻稀土略富集,具有右倾平滑型稀土分配模式。华蓥山玄武岩与云南宾川,贵州赫章等地峨眉山玄武岩的地球化学特征相似,反映了相同的幔源性质。结合野外地质特征,认为华蓥山玄武岩应属峨眉地幔柱的一部分,是沿着华蓥山基底断裂发生裂隙式喷发的产物。研究区的高钛玄武岩Ce/Yb介于22.65~27.93,与前人报道的高钛玄武岩Ce/Yb比值范围基本一致,处于石榴石稳定区与尖晶石稳定区的过渡带,Th/Ta、Nb/U、La/Ta等比值反映出岩石受壳源物质的混染程度很低,可能是地幔柱轴部的产物。     

甘肃北山和金川与铜镍矿床有关的超基性岩与全球板内环境超基性岩的对比:大数据研究的初步结果

在收集甘肃北山和金川地区与铜镍硫化物矿床有关的超基性岩数据的基础上,与GEOROC和PetDB两个数据库中的全球板内超基性岩数据进行对比,发现甘肃北山、金川地区与铜镍有关的超基性岩与全球板内超基性岩各元素平均值较接近(除稍富集LILE之外),而北山地区以高的Th/Nb和富集HREE与金川区分,同时Cu、Cs、Nb、Ta、Rb/Nb、CaO/REE等元素或元素比可作为甘肃北山和金川地区超基性岩是否含矿的重要地球化学标志。皮尔逊相关系数研究表明,虽然甘肃北山和金川地区与铜镍硫化物矿床有关的超基性岩的产出位置、形成时代及源区特征均不同,但是具有很高的地球化学相关性,而WPU(板内超基性岩)与WPUT(大陆溢流、大陆裂谷和板内超基性岩合并)及WPU中坐标值相近的数据相关性较差。WPUT内部本身相似性极差,但其平均值却与甘肃北山和金川地区的超基性岩相似性极高。同时,笔者选取了白石泉、石西、葫芦、黄山东等26个与铜镍硫化物矿床有关的超基性岩数据,与甘肃北山、金川铜镍硫化物矿床有关的超基性岩数据进行比对,整体显示出极高的相关性。因此我们推断与铜镍硫化物矿床有关的超基性岩在形成过程中虽受到其他地质作用的改造,但总体上具相似的地球化学特征。     

内蒙古二道河子铅锌银多金属矿床流体包裹体红外显微测温研究

二道河子铅锌银多金属矿床是得耳布干成矿带具有代表性的铅锌矿床之一。闪锌矿作为主要矿石矿物,可分为早期黑色-中期红棕色或棕色-晚期黄褐色或浅黄色三个世代。采用红外显微镜技术和激光拉曼技术对不同世代闪锌矿及共生石英中的流体包裹体进行显微测温和成分测试,初步认为三个世代闪锌矿基本与石英内的三次流体活动相对应,推测它们形成于同一物理化学条件,捕获同一成矿流体,但闪锌矿流体包裹体能更直观而细致地勾勒出成矿流体的演化过程。从成矿早期至晚期,随着流体演化,流体包裹体的均一温度、盐度及CO2含量均明显下降,流体从中温、中低盐度、CO2-H2O-NaCl体系向低温、低盐度、H2O-NaCl体系演化。此外,在整个主成矿过程中,影响成矿物质沉淀富集的机制也随时间变化有所差异:早期流体沸腾是黑色闪锌矿等硫化物形成的重要因素;中期以流体自然冷却作用为主,形成了红棕色闪锌矿等硫化物;至晚期,随着大气水的混入,流体混合作用是形成晚期闪锌矿等硫化物的重要原因。二道河子矿床为与火山-次火山有关的浅成中低温热液矿床。     

天山造山带东段构造变形对增生造山末期的响应

天山造山带位于中亚造山带最南端,是研究和认识中亚造山带晚古生代增生造山过程的关键地区。本文聚焦于天山造山带东段发育的最晚一期脆韧性构造变形,通过对阿其克库都克断裂带、康古尔断裂带和哈尔里克构造带等变形带内的构造几何学和运动学特征解析,认为阿其克库都克断裂带表现为由南向北逆冲兼右行剪切变形特征,康古尔断裂带表现为南北向挤压兼右行剪切变形特征,哈尔里克构造带表现为由北向南的逆冲叠加稍晚期的左行走滑剪切变形特征。结合大量已有的构造热年代学数据分析,指出各构造单元内最晚一期脆韧性变形时间为二叠纪晚期-中三叠世,指示该时间段内近东西走向的天山造山带东段和北西-南东走向的东准噶尔造山带与西侧哈萨克斯坦弧形造山系呈现为三向汇聚的动力学特征,代表中亚造山带增生造山末期的演化特征。     

藏南仲巴地体中段构造变形特征及构造演化分析

藏南仲巴地体是雅鲁藏布江缝合带西段南北蛇绿(混杂)岩带之间重要的构造单元,其构造变形特征对于研究雅鲁藏布江缝合带西段新特提斯洋构造演化过程具有重要地质意义。本研究对仲巴地体中段(马攸木段)南北向剖面进行露头尺度的构造解析、显微构造分析并结合相关年代学研究,厘定该区域的变形期次、变形条件与演化阶段。研究结果显示,仲巴地体中段由北至南可分为断褶带、复式褶皱带和断块带三个次级构造单元,变形特征具有北强南弱的特点。中部复式褶皱为一大型复式背斜,层间次级构造发育,表明褶皱形成与南北向挤压作用下的层间滑动有关。根据石英c轴组构特征,确定研究区主体变形温度为低温区间,对应绿片岩相。对断褶带南侧的云母石英片岩进行绢云母Ar-Ar定年,获得71.6±2.2Ma的坪年龄,代表仲巴地体北缘的一次强烈向南逆冲事件。根据构造组合特征与构造叠加改造关系,可将仲巴地体中段划分为复式褶皱带形成、叠加与改造等主要变形阶段,这对于研究雅鲁藏布江缝合带西段南北亚带构造演化过程具有重要指示意义。     

大兴安岭中北段大金山地区早侏罗世埃达克质花岗闪长岩的成因及构造环境

对大兴安岭中北段大金山地区的花岗闪长岩进行了锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学和岩石地球化学研究,以便了解其形成时代、成因及构造背景。结果表明,花岗闪长岩为早侏罗世(183. 2±1. 0 Ma)岩浆事件的产物,具有较高的SiO_2(>56%)、Al_2O_3(>15%)和较低的MgO(<3%),较高的Na_2O/K_2O值(1. 12～2. 04),为高钾钙碱性岩浆系列;具有较高的Sr含量(>400×10^-6),不明显的Eu异常,轻重稀土分异明显,强烈亏损Yb和Y;富集轻稀土元素,具有埃达克岩的地球化学特征。大金山岩体表现为富钾、低镁(Mg~#为38. 70)特征,属于C型埃达克质岩,推测其形成于加厚的玄武质下地壳的部分熔融。早侏罗世埃达克岩的发现表明大兴安岭中北段大金山地区有陆壳加厚的过程,大陆发生过垂向增生;大金山岩体可能形成于蒙古-鄂霍茨克洋俯冲作用下的活动大陆边缘环境。     

浅谈GPS在地质剖面测量中的应用及地质剖面绘制中的便捷方法

为提高森林沼泽景观浅覆盖区地质剖面测量的精度和效率,本文以黑龙江省呼玛县早侏罗世正长花岗岩剖面测量为例,探讨利用GPS测量技术进行地质剖面测量的方法和流程。结果表明,利用GPS工具,通过室内数据准备-野外GPS数据采集-室内数据处理-剖面图的生成等流程,并结合SECTION软件及EXCEL软件,可以避免视野通透性差、测量路线障碍物多、地形复杂等许多不利因素,以较小的误差较快的速度实现地质剖面测量。     

地震超前探测技术在老窑采空区探测中的模拟与应用

巷道前方的地质异常与巷道内地震测线存在角度关系,依据地震超前探测原理,其反射波时距曲线为一直线且呈现负视速度特征。据此建立一采空区地震超前探测模型,以研究采空区条件下检波器后置观测系统的地震波场传播特征。通过对全空间地震波场的分析发现,距离震源越远的检波器越先接收到迎头前方异常界面的PP波与S-S波,为此采用τ-p域滤波或F-K域滤波对地震波场进行分离解释。以山西临汾某矿井2号煤层老窑采空区超前探测为例,通过反射波提取、绕射扫描及叠加偏移对巷道前方进行成像,解释迎头前方35m处存在异常,经钻探验证其为老窑采空区,取得了较好的应用效果。     

基于MIDAS的尾矿边坡三维流固耦合稳定性分析

针对尾矿坝边坡稳定性问题,使用三维有限元软件计算,对吉林省集安石墨尾矿坝进行渗流-应力-边坡耦合分析。渗流分析基于三维介质达西定律,通过不断改进工况条件来降低浸润线溢出部位,保证坝体不会发生渗透破坏。同时,尽量降低溢出部位的应力坡降,保证坝体不会发生流砂、管涌等形式渗透破坏。在渗流计算的基础上,进行渗流-应力-边坡耦合,不断改进尾矿边坡的坡角和高度等要素,得到强度折减法下的尾矿边坡稳定性系数。通过理论计算和验证,提出了一种便于施工的排渗体布置方式,并验证了排渗体的可靠性,为尾矿坝具体施工提供了技术支持。     

黏土矿物含量对CO_2地质埋存体盖层封闭性的影响

为了解CO_2地质储存过程中黏土矿物含量对盖层封闭性的影响,本文以鄂尔多斯盆地三叠系和尚沟组泥岩盖层为研究对象,利用TOUGHREACT软件研究了不同黏土矿物含量、储层厚度对盖层封闭性的影响。研究表明,当盖层黏土矿物含量达到50%时,渗透率最大可减降低36%,有效封存厚度可达70 m;当黏土矿物含量减少至10%时,盖层自封闭性大幅降低,有效封存厚度为4 m,且盖层中的蒙脱石也由沉淀转化为溶解。黏土矿物含量越高,盖层封闭性越强,有效封存厚度越大。储层厚度对盖层封闭性有直接影响,当储层厚度大于盖层有效封存厚度时,则会发生泄漏;当储层厚度达到100 m时,CO_2将在125年后穿透黏土矿物含量为50%的盖层。本研究可为CO_2地质储存的储盖层选择和安全性评价提供理论依据。     

粤西德庆地区晚奥陶世化石的发现及其地质意义

本文介绍了广东西部德庆地区近年来新发现的一个晚奥陶世动物群,包括化石产出层位、生物组合类群及其科学意义。该动物群产自原划分为中奥陶世东冲组的地层内,化石产出层位岩性为泥质粉砂岩,动物类群以三叶虫为主,伴生有腕足动物、棘皮动物及少量短剑类化石,化石保存多较破碎,仅少部分保存较好,分布非常集中,结合野外露头与沉积相特征,其沉积环境为正常浪基面至风暴浪基面间的高能滨浅海环境。该动物群的发现,不仅厘定了这套地层时代,而且丰富了粤西地区晚奥陶世的生物组合面貌,为该地区奥陶系的划分对比和区域地质演化研究提供了新资料。