粤北白沙岩体早白垩世细粒花岗岩年代学、地球化学特征及成因意义

粤北佛冈岩体北缘的白沙岩体细粒黑云母二长花岗岩LA-ICP-MS锆石U-Pb加权平均年龄为130.3±3.0Ma,表明细粒黑云母二长花岗岩侵入于早白垩世。岩体高硅(SiO2=70.64~75.01wt%),高Na2O+K2O(7.62~8.33wt%),低P2O5(0.024~0.100wt%),富集Rb、Th、U、K、Pb、Nd、Zr和Hf等元素,亏损Ba、Nb、Ta、La、Ce、Sr、P和Ti等。明显富集轻稀土元素[(La/Yb)N=6.74~54.69],显示明显的负Eu异常(δEu=0.15~0.35),少量正Eu异常(δEu=0.82~1.19)。这些地球化学特征指示细粒黑云母二长花岗岩为高分异I型花岗岩。锆石Hf同位素研究结果表明,εHf(t)=-7.3^-10.6,其平均值为-8.89。其两阶段模式年龄(T2DM)主要为1654~1865Ma(n=8),平均值为1751Ma。佛冈复式岩体早白垩世细粒黑云母二长花岗岩形成于古太平洋板块向欧亚板块俯冲的陆缘弧构造背景下,其地球化学特征表明其物质主要来源于古元古代地壳的杂砂-泥质源岩部分熔融,并有少量幔源物质参与。     

内蒙古乌兰浩特地区二长花岗岩年代学、岩石成因及其构造环境

内蒙古乌兰浩特地区太平山嘎查岩体主要岩石类型为黑云母二长花岗岩。所测得的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄分别为127.4 Ma和125.6 Ma,属于早白垩世。太平山嘎查岩体的地球化学特征表明岩体属于弱过铝质、高钾钙碱性系列的高分异I型花岗岩。样品(P9-48-1)的锆石Hf同位素组成显示黑云母二长花岗岩的ε_(Hf)(t)=+8.60±0.57,两阶段亏损地幔模式年龄为511~748 Ma,说明其岩浆源区主要为新元古代—显生宙期间从亏损地幔新增生地壳的部分熔融。太平山嘎查岩体应形成于伸展构造体制,该伸展构造体制的产生可能与古太平洋板块向欧亚大陆下的俯冲有关。     

广西梧州思委银矿区花岗岩的岩石成因：锆石U-Pb测年、岩石地球化学和Hf同位素约束

本文对广西梧州思委银矿区思委岩体中细粒黑云母二长花岗岩进行了系统的锆石U-Pb年代学、岩石地球化学和Hf同位素分析研究,以深入探讨其岩石成因。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年获得了思委岩体黑云母二长花岗岩成岩年龄为165±1Ma。思委岩体黑云母二长花岗岩为一套弱过铝质高钾钙碱性系列花岗岩,富集U、K、Pb等元素,亏损Nb、Ta、P、Ti等元素;球粒陨石标准化REE配分模式为右倾斜配分模式,轻重稀土元素分异强烈,富集轻稀土元素,重稀土元素平坦分布。锆石Hf同位素分析花岗岩锆石ε_(Hf)(t)值分布在-15.9~8.7之间,Hf同位素二阶段模式年龄(t2DM)在652~2255Ma之间,表明岩浆源区既有直接源于亏损地幔分异的新生地壳的迅速重熔,也有不同比例的古老地壳的混合作用。花岗岩成岩可能是受古太平洋板块持续俯冲作用影响,焊接板片开裂形成的岩浆上侵。     

南岭大东山花岗岩的形成时代与成因——SHRIMP锆石 U-Pb年龄、元素和Sr-Nd-Hf同位素地球化学

中国东南部南岭地区广泛出露以弱过铝质黑云母二长花岗岩和黑云母钾长花岗岩为主的燕山早期花岗质岩石,其成因有待进一步研究。大东山岩体岩性主要为黑云母二长花岗岩和黑云母钾长花岗岩,两个样品的SHRIMP锆石U-Pb 年龄为165±2 Ma 和159±2 Ma,与区域南岭系列的黑云母花岗岩的主要形成时代一致。花岗岩样品以高硅（SiO2 > 72%）、高钾（K2O/Na2O > 1.6）、富碱（K2O + Na2O = 7.36% ~ 9.31%）和弱过铝质（集中于ASI = 1.00 ~ 1.11）为特征。微量和稀土元素组成上,岩体富Rb, Th 和LREE,贫Ba, Nb, Sr, P 和Ti, Eu 负异常显著（δEu = 0.06 ~ 0.34）。多数样品的Zr,Ce, Nb 和Y 含量总和小于350×10-6,10 000 × Ga/Al 值低于典型的A 型花岗岩。同位素组成上,样品具有高I sr（ 0.7123 ~ 0.7193）和低εN（d t）（-9.3~ -11.5）的特点,两阶段Nd 模式年龄为1.70~1.89 Ga ;与全岩εNd（t）不同,岩浆锆石的εHf（t）具有较大的变化范围（-3.5~ -11.8）。矿物学及地球化学结果表明大东山是一个高分异的I 型花岗岩岩体。岩体岩浆很可能是由元古代火成岩石部分熔融形成,并伴随有少量年轻或新生幔源物质的加入,岩浆上升侵位的过程中发生混合、结晶分异作用。     

南岭连阳复式岩体成因:锆石U-Pb年代学、地球化学和Nd-Hf同位素约束

报道了南岭地区连阳花岗质复式岩体的锆石U-Pb年代学、岩石地球化学和Nd-Hf同位素数据。LA-ICP MS锆石U-Pb定年结果表明,连阳岩体中的补体(细粒黑云母花岗岩)形成于100~104Ma,晚于主体(粗粒似斑状黑云母花岗岩)约40Ma,表明两者不是分离结晶关系。主体和补体均具有高硅(SiO265%~79%)、富碱(Na2O+K2O 6.9%~9.5%)、准铝质-过铝质特征(A/CNK=0.9~1.2),相对高钾(K2O/Na2O=1.3~2.5),亏损Ba、Sr、P和Ti,富集Rb、Pb和LREE。补体分异程度更高(SiO277%~79%),强烈亏损Eu(δEu=0.03~0.06)。两者εNd(t)值分别为-10.6~-8.4和-9.1~-6.6,补体εHf(t)值为-8.5~-1.8。研究表明连阳岩体的形成与华南燕山晚期陆内伸展作用有关,主要由成熟度较高的元古宙变泥质沉积岩陆壳熔融而成,存在少量幔源岩浆的贡献。通过与典型含W、含Sn和含Nb-Ta矿岩体的对比表明,连阳岩体的主体岩石成矿的可能性较小,而补体具有较好的Sn矿成矿潜力。     

内蒙古乌拉山大桦背岩体成因:地球化学、锆石U-Pb年代学及Sr-Nd-Hf同位素制约

大桦背岩体由钾长花岗岩和似斑状黑云母二长花岗岩组成。锆石LA-MC-ICP-MS U-Pb定年获得其侵位年龄为328.3±1.5Ma,表明该岩体属早石炭世岩浆活动产物。大桦背岩体总体上富硅(Si O2=70.59%~76.04%)、富碱(Na2O+K2O=8.41%~8.99%)、准铝质-弱过铝质(A/CNK=0.98~1.11),形成温度较低(620~810℃),属于高分异高钾钙碱性I型花岗岩。岩石富集大离子亲石元素K、Rb、Th、U和LREE,亏损高场强元素Nb、Ta、Ti、P和HREE,具有较高的Th/Ta比值(10.30~21.60)及较低的Ce/Pb比值(0.90~3.13),显示大陆弧岩浆岩地球化学特征。除暗色微粒包体广泛发育外,岩体具有均一Sr-Nd同位素组成((87Sr/86Sr)i=0.704799~0.706272,εNd(t)=-8.8~-8.2)和较大变化范围的锆石Hf同位素(εHf(t)=-8.3~-2.6),暗示岩体为岩浆混合成因。结合区域地质背景,认为大桦背岩体的形成与古亚洲洋向华北克拉通之下的俯冲密切相关,是俯冲板片流体交代诱发熔融的岩石圈地幔岩浆与下地壳岩浆相混合的产物。混合岩浆在上升侵位过程中又发生了显著的分离结晶作用和较弱的地壳物质的同化混染。     

柴达木盆地南缘晚奥陶世万宝沟花岗岩:锆石SHRIMP U-Pb年龄、Hf同位素和元素地球化学

柴达木盆地南缘万宝沟花岗岩体主要由似斑状黑云母石英二长岩、环斑结构黑云母二长花岗岩和中粒黑云母二长花岗岩组成,岩体中发育岩浆暗色包体。环斑结构黑云母二长花岗的锆石SHRIMP U-Pb定年为441±5Ma,表明其形成于晚奥陶世。该花岗岩的SiO2含量变化较大(62.20%～75.32%),高钾(3.58%～5.15%)和碱(K2O+Na2O>7%),A/CNK为0.98～1.09,属弱过铝质高钾钙碱性系列;K2O/Na2O(>1)、FeOT/MgO(3.4～6.5)和Ga/Al(2.3～3.1)比值较高,亏损不相容元素Ba、Sr、Nb、P和Ti,相对富集Ta、Hf和Zr,具有A-型花岗岩的特征。黑云母二长花岗岩的εHf(t)=-1.1～10.5,tDM2=744～1490Ma,变化范围较大,表明其物质来源具有多源性,但以壳源为主。较高的εHf(t)(达10)值和较年轻的tDM2(仅为744Ma)暗示,源区中有年轻组分的参与。结合区域地质特征分析,认为该花岗岩形成于后造山的拉张环境。万宝沟花岗岩在结构和地球化学特征上与典型环斑花岗岩有相似之处也有差异,与秦岭中生代环斑结构花岗岩基本相似,表明中央造山带存在古生代和中生代两期环斑结构花岗岩。这将对中央造山带构造演化的进一步研究具有重要的科学意义。     

内蒙古狼山地区浩日格山二长花岗岩的地球化学特征、LA- ICP- MS锆石U- Pb定年及Hf同位素组成

内蒙古狼山地区浩日格山岩体位于中亚造山带南缘及华北北缘的结合位置,对其进行系统的岩石地球化学探讨有助于加深对中亚造山带晚古生代—早中生代构造- 岩浆演化及地球动力学背景的认识。该岩体主体岩性为二长花岗岩,可进一步划分为二云母二长花岗岩及斑状黑云母二长花岗岩,LA- ICP- MS锆石U- Pb测年分别获得二者的206Pb/238U加权平均年龄为244.9±1.6Ma及230.2±1.5Ma,指示其形成于三叠纪早—中期。地球化学分析结果表明,浩日格山二长花岗岩SiO2含量介于72.58%~74.42%之间,K2O含量为4.06%~5.82%,Na2O含量为3.08%~3.88%,Al2O3含量为13.39%~14.55%,具有高钾钙碱性和过铝质特征。岩石稀土总量较低,轻稀土相对富集,重稀土相对亏损,具有较明显的负铕异常。岩体富集Rb、U、Hf;亏损Ba、Nb、Ta、Ti和Zr,显示出高分异花岗岩的特点。锆石Hf同位素分析结果显示：εHf(t)值总体为负值,并且与华北北缘三叠纪花岗岩εHf(t)值基本一致,表明源区主要为华北古老地壳。对浩日格山二长花岗岩的研究表明狼山地区在三叠纪早—中期为后碰撞构造环境,可能与古亚洲洋的最终闭合关系密切。     

中亚造山带东南缘额仁淖尔地区早二叠世花岗岩锆石U-Pb年代学、源区特征及其意义

位于中蒙边境额仁淖尔地区的查干德勒含角闪石黑云母二长花岗岩和卫境黑云母二长花岗岩锆石U-Pb年龄分别为276±2Ma和279±1Ma,均为早二叠世岩体。地球化学数据显示两个岩体均具有高SiO2含量(67.63%~74.75%)和高K2O含量(2.94%~6.13%),具弱的铕负异常(δEu=0.53~0.80),A/CNK均小于1.1,属弱过铝质的高钾钙碱性系列,具有I型花岗岩的特征。查干德勒岩体锆石εHf(t)值为-18.65~-10.95,模式年龄tDM2在2 470~1 989Ma之间,反映了深部源区可能存在古老地壳物质。卫境岩体锆石εHf(t)值为+1.71~+5.44,模式年龄tDM2在1 193~954Ma之间,具有年轻的源区特征,反映了年轻地壳的生长。额仁淖尔地区同时代两个花岗岩的锆石Hf同位素反映了完全不同的物源性质,也说明古老物质的再循环和新地壳的生长可以发生在同一个区域。     

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,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TDM2值为1 534~1 216Ma,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258~243Ma)及华南板块与华北板块的碰撞期间(超高压变质峰期在238~218Ma)华南内陆由挤压向伸展转换的背景下形成的。     

RS和GIS技术集成及其应用

本文简要地介绍了ＲＳ（遥感图像处理系统）和ＧＩＳ（地理信息系统）技术及其集成的基本概念和方法。讨论了ＲＳ和ＧＩＳ技术及其集成的内在涵义、相互关系,认为ＲＳ是ＧＩＳ重要的外部信息源,是其数据更新的重要手段,尤其对于全球性的 地理动力学分析,更必须有ＲＳ所提供的覆盖全球的动态数据与ＧＩＳ的结合。反之,ＧＩＳ则可以提供ＲＳ所需要的一些辅助数据,以提高ＲＳ图像的信息量和分辨率,同时,ＧＩＳ可以将实地调查所     

红藻石和蓝藻石概念及分类归属的综述和修订

在分析和总结前人对红藻石和蓝藻石研究成果基础上,结合岩石薄片显微镜下观察实例,发现在以往碳酸盐岩颗粒分类中没有红藻石和蓝藻石的合适位置。鉴于红藻石重要的成因意义和造礁作用,有必要明确红藻石的概念和归属。珊瑚藻本身极易钙化,经生物矿化作用最终保存下来的珊瑚藻屑一直放在生物碎屑中,而红藻石是由非固着的珊瑚藻构成的钙质独立结核,因此也可以被划分到生物碎屑中。蓝藻石作为蓝细菌钙化作用的产物,同时鉴于蓝藻石的广泛存在,把钙化蓝细菌形成的核形石命名为蓝藻石,这一重要概念从提出到现在一直被使用。然而蓝绿藻概念已变更为蓝细菌,蓝藻石的形成与藻类无关,显然将其称作蓝菌石更加确切。因此,应将红藻石和蓝藻石分别归为生物碎屑和核形石当中,并用新的术语蓝菌石替代蓝藻石。其意义在于使红藻石和蓝藻石的概念及归属更为规范,并为碳酸盐岩颗粒的深入研究提供有益线索。     

矿物——成矿与找矿

单颗粒矿物微量元素激光原位定量分析测试数据的大量积累和研究,使矿物成为矿床地球化学研究和矿床勘查的重要示踪剂。本文重点选择磁铁矿、磷灰石、石榴子石、榍石、锆石、绿泥石和绿帘石等的原位分析研究所获得的认识,介绍单颗粒矿物成分组合及变化在矿床类型划分、成矿年龄测定、氧逸度、成矿过程与物质来源、找矿与勘探等方面的应用。不同矿床类型中普遍存在的矿物,如磁铁矿、磷灰石等的微量元素含量及组合差异,提供了矿床类型识别的标志。单颗粒矿物,特别是矿石矿物和密切共生矿物如锡石、铌钽铁矿、赤铁矿、石榴子石、方解石等的原位定年,使成矿年龄的直接准确测定成为现实。矿物中变价元素,如Fe、V、Mn、Ce、Eu含量和/或比值的变化,指示了成矿过程氧逸度及其变化特点。从矿物核部向震荡环带与边部的微量元素含量或同位素组成的变化,示踪了成矿过程中流体来源或性质的变化。斑岩和矽卡岩矿床中与成矿作用关系密切的蚀变矿物,如绿泥石、绿帘石的形成温度、特征微量元素比值,如Ti/Sr、Ti/Co、V/Ni、Mg/Sr等,与距矿床中心距离呈线性函数关系,可定量预测距矿床中心的距离,使以绿泥石、绿帘石为代表的找矿指示矿物研究迅速发展。     

自动化智能化地质岩芯钻探技术装备研发与应用

为解决5000 m地质岩芯钻探基础准则与依据缺失问题，提高钻探装备的自动化、智能化水平，启动了5000 m智能地质钻探技术装备研发工作，通过钻机装备、钻探器具研制，钻探工艺技术研究并经试验示范验证，取得多项创新成果，形成了5000 m地质岩芯钻探技术体系。通过特深孔钻孔口径与管柱规格优化研究、钻杆规格设计、装备性能参数选配，形成了5000 m地质岩芯钻探技术规范体系；基于5000 m特深孔地质岩芯钻机、孔口自动化作业装置等关键设备研制，实现了绳索取芯钻进的孔口作业全流程自动化，形成了轻量化钻机孔口管柱柔顺控制技术；基于复杂地层孔内工况判别、钻进参数优化与轨迹优化控制等技术问题研究，形成了多源信息融合的地面与孔底一体化钻进过程智能控制技术；基于高性能薄壁绳索取芯钻杆和系列小口径高效钻具研制，形成了大深度绳索取芯系列钻杆钻具技术；研发了耐高温环保型冲洗液、生物破胶废浆处理技术、“广谱型”双浆堵漏技术，形成了绿色环保型冲洗液体系与护壁堵漏技术。     

自动化智能化地质岩芯钻探技术装备研发与应用

为解决5000 m地质岩芯钻探基础准则与依据缺失问题，提高钻探装备的自动化、智能化水平，启动了5000 m智能地质钻探技术装备研发工作，通过钻机装备、钻探器具研制，钻探工艺技术研究并经试验示范验证，取得多项创新成果，形成了5000 m地质岩芯钻探技术体系。通过特深孔钻孔口径与管柱规格优化研究、钻杆规格设计、装备性能参数选配，形成了5000 m地质岩芯钻探技术规范体系；基于5000 m特深孔地质岩芯钻机、孔口自动化作业装置等关键设备研制，实现了绳索取芯钻进的孔口作业全流程自动化，形成了轻量化钻机孔口管柱柔顺控制技术；基于复杂地层孔内工况判别、钻进参数优化与轨迹优化控制等技术问题研究，形成了多源信息融合的地面与孔底一体化钻进过程智能控制技术；基于高性能薄壁绳索取芯钻杆和系列小口径高效钻具研制，形成了大深度绳索取芯系列钻杆钻具技术；研发了耐高温环保型冲洗液、生物破胶废浆处理技术、“广谱型”双浆堵漏技术，形成了绿色环保型冲洗液体系与护壁堵漏技术。     

桩-岩摩擦黏着特性的试验与分析

研究桩与岩石的侧摩阻力组成及影响因素,有助于准确地把握桩与岩石的侧摩阻力取值原则。在对桩与岩层的摩擦黏着机制分析的基础上,指出界面力与岩层抗剪力的区别,并提出岩层的极限侧摩阻力由界面强度及岩石强度两者较弱一方决定的观点。进行了中风化岩中4组混凝土短桩的抗压及抗拔极限摩阻力对比试验,获得了相应的极限侧摩阻力值以及抗拔与抗压极限侧摩阻力值的比值。抗拔时由于上部岩层对桩侧岩层的约束作用较弱,会使侧摩阻力相对抗压时有较大降低。通过有限元计算及其与试验值的比较分析,研究短桩与岩层的界面强度条件,发现岩层和混凝土灌注桩间的侧摩阻力中界面黏着力占很大比例。     

再论流体势及其与圈闭和油气藏关系

在Hubbert(1953)关于流体势和圈闭的经典论文基础上,从流体势计算的基本原理出发,论证了气势与水势、油势计算表达式的具体形式是不同的,如等地温梯度的静水压力场中理想气体的势包含压力的对数函数与线性函数之和,而不只是包含压力的线性函数.表述了同一求势面所对应的测势面对于不同流体是不同的;指出了圈闭的溢出点通常是等势面与非渗透层面交线的切点;应用简洁的数学分析方法,推导了地下水三维流动情形下油(气)等势面某点切平面坡度与水头、渗滤速度关系的表达式,其中坡度绝对值与渗滤速度关系的表达式为:tanθ=√v2x v2y/|vf vz|,其中vf=K[ρw-p(p)]g/μ,式中:θ为切平面的倾角;vx、vy和vz分别为沿坐标轴ox、oy和oz方向的渗滤速度分量;K和μ分别为渗透率和水的动力黏度;ρw、ρ(p)分别为水和油(气)的密度.根据这些基础性的分析,对被广泛引用的Levorsen(1954)的背斜-水动力复合油藏中水头与油水界面产状的关系示意图进行了两点修改:将油水界面改为曲面、将油水界面处油藏的测势面改为高于油水界面处水的测势面的水平面;对向斜部位聚集油气的水动力条件进行了讨论,认为只有两(各)翼水流都向下流动且水流强度中等条件下才能在向斜部位聚集油气.     

现代新技术新方法与工程地质

本文阐述了瓣技术，新方法应用于工程地质研究取得的进展，内容涉及原位测试技术，数值模拟技术，物理模拟技术和物探测技术，这些方面的研究推动了工程地质学的发展。     

区域构造、地球化学与成矿

成矿是一种复杂的地质作用，区域构造与区域地球化学是控制成矿的基本要素。文中简略叙述了构造成矿研究的历史，论述了大型构造与成矿的关系，提出构造动力体制转换是引发成矿作用的一种重要机制。通过对我国矿田构造研究的回顾，总结提出构造研究的一些思路，同时对区域地球化学与成矿、上地幔元素丰度与成矿以及地球化学急变带与成矿等做了简要的讨论，认为岩石圈及地质体中一定含量的金属元素是成矿的必要条件，而成矿尚需一定的地质作用对这些金属元素的浓集。     

Glyph and hyperstreamline representation of stress and strain tensors and material constitutive response

Results of numerical analyses of boundary value problems in geomechanics include output of three‐dimensional stress and strain states. Two‐dimensional plots of stress–stress or stress–strain quantities, often used to represent such output, do not fully communicate the evolution of stress and strain states. This paper describes the use of glyphs and hyperstreamlines for the visual representation of three dimensional stress and strain tensors in geomechanics applications. Glyphs can be used to represent principal stress states as well as normal stresses at a point. The application of these glyphs is extended in this paper to represent strain states. The paper introduces a new glyph, called HWY glyph for the representation of shear tensor components. A load step‐based hyperstreamline is developed to show the evolution of a stress or strain tensor under a general state of loading. The evolution of stress–strain states from simulated laboratory tests and a general boundary value problem of a deep braced excavation are represented using these advanced visual techniques. These visual representations facilitate the understanding of complex multidimensional stress–strain soil constitutive relationships. The visual objects introduced in this paper can be applied to stress and strain tensors from general boundary value problems. Copyright © 2003 John Wiley & Sons, Ltd.