滇东南瑶山群SHRIMP锆石U-Pb年代学及其地质意义

为探讨滇东南瑶山群的原岩年龄以及后期经历的岩浆-变质-构造事件年龄,开展了SHRIMP锆石U-Pb定年研究。结果表明,阴极发光(CL)分析和光学显微分析显示瑶山群的锆石组成比较复杂,可以分为继承锆石、变质锆石、深熔锆石/岩浆锆石等几大类。除少量测点207Pb/206Pb年龄为新元古代外,继承锆石206Pb/238 U表面年龄变化范围集中在235±1.7Ma~261±3.6Ma,加权平均值为250.8±9.8Ma(N=4,MSWD=4.1);深熔/岩浆锆石206Pb/238 U表面年龄显示出~85Ma和~75Ma两个峰值;变质增生锆石206Pb/238 U表面年龄为49~30Ma,且主要集中在32Ma、37Ma和42Ma左右。结合区域地质情况,初步推测:250.8±9.8Ma的继承锆石峰值年龄表明,瑶山群主体的原岩时代可能不早于二叠纪;变质锆石、深熔锆石/岩浆锆石的206Pb/238 U表面年龄可分为~85Ma、~75Ma、~42Ma、~37Ma和~32Ma等5组,可能代表了红河断裂南段自燕山晚期以来5期较强烈构造-岩浆-变质事件的时限。     

海南岛印支期麻粒岩的发现及其地质意义：来自锆石U- Pb 定年与微量元素组成的新证据

琼中基性麻粒岩是海南岛高级变质杂岩中最重要的组成部分之一，对其深入研究可为客观恢复海南岛晚古生代—早中生代构造演化历史、查明古特提斯洋向东如何延伸等基础地质问题提供新的制约。本次研究以琼中地区出露的基性麻粒岩为研究对象，对基性麻粒岩中锆石采用内部矿物包体自动矿物分析系统（TIMA）扫描、阴极发光图像照相、LA- ICP- MS U- Pb定年与稀土元素分析等综合研究发现，琼中基性麻粒岩中锆石可划分为岩浆锆石和变质锆石两类；30个岩浆锆石测点206Pb/238U年龄介于245～230 Ma之间，相应的加权平均年龄为238±2 Ma（MSWD=0. 38），应代表琼中基性麻粒岩的原岩时代；24个变质锆石测点206Pb/238U年龄介于243～231 Ma之间，其加权平均年龄为237±2 Ma（MSWD=1. 70），代表琼中基性麻粒岩的变质时代。综合海南岛已发表的相关数据，琼中基性麻粒岩原岩形成时代与变质时代均为三叠纪，而不是前人所认为的中元古代，其形成可能与古特提斯洋闭合后印支陆块、华南陆块在碰撞造山后伸展垮塌阶段的岩浆- 变质作用有关。     

延边地区五道沟群变质英安岩的锆石SHRIMP U-Pb年龄及其地质意义

延边地区五道沟群变质英安岩中的锆石呈自形-半自形晶,具有较高的Th/U比值(0.28～0.81),表明为岩浆成因。定年结果表明,变质英安岩中锆石具有两组年龄。其中,10个测点的206Pb/238U年龄为(265±5)～(291±5)Ma,其加权平均年龄为(274±7)Ma(MSWD=3.4);另一组3颗锆石的206Pb/238U的加权平均年龄为(323±37)Ma(MSWD=3.6)。前者应代表变质英安岩原岩的形成时代,即早二叠世;后者应代表捕获锆石的年龄。结合最新定年结果,可以认为延边地区五道沟群的形成时代为早二叠世,它们与青龙村群一起,共同构成了晚古生代大陆边缘火山-沉积建造。     

桐柏造山带深熔作用:混合岩LA-ICPNIS锆石U-Pb年代学证据

桐柏造山带是研究秦岭-桐柏-大别-苏鲁变质带演化的关健地区.由于桐柏高级变质杂岩深熔作用发生时间还缺乏准确的限定,这一区城的构造演化仍存在较大的争议.本文对桐柏杂岩中的一个混合岩的中色体和两个混合岩浅色体样品中的锆石进行了LA-ICPMS年代学测定.中色体中锆石分析点获得的上下交点分别为859±73Ma和135±250Ma.接近上交.4的6个谐和分析点给出的206 Pb/238 U加权平均结果为828±7Ma(MSWD=0.57).这一年龄结果同上交点在误差范围内一致,代表混合岩原岩结晶年龄,对应扬子板块北缘出现的中-新元古代的岩浆事件.另一方面,混合岩浅色体中的新生锆石具有面状分带或是弱的振荡环带,低的Tb/U比值,锆石形态学和内部结构也表明新生锆石结晶于与深熔作用有关的熔体中,它们的206 Pb/238 U加权平均值分别为135±4Ma和131±3Ma.这一年龄范围代表桐柏高级变质地体发生深熔作用时间,区城上与桐柏-大别变质带广泛出现的碰撞后岩浆事件的时代相同.桐柏造山带出现造山后伸展的时间应不晚于135Ma.     

西秦岭北缘新元古代花岗质片麻岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及其地质意义

西秦岭造山带北缘古元古界变质杂岩中新识别出新元古代元龙花岗质片麻岩和新阳花岗质片麻岩。花岗质片麻岩中锆石Th/U比值较高,阴极发光图象显示锆石内部发育振荡环带,具岩浆成因特点。LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素206Pb/238U加权平均年龄分别为914.7±7.6Ma(MSWD=4.8)、978.5±4.8Ma(MSWD=1.5)和935.5±3.1Ma(MSWD=1.3),表明花岗岩岩体形成于新元古代,反映了新元古代早期西秦岭北缘存在一次俯冲碰撞事件,与Rodinia超大陆的汇聚事件具有一致性。     

北秦岭造山带早古生代多期变质与深熔作用：锆石U-Pb年代学证据

北秦岭造山带中的秦岭群以多期变质作用和强烈混合岩化为特征,出露有早古生代的榴辉岩和高压麻粒岩,以及区域性分布的中低压麻粒岩-角闪岩相变质岩石和混合岩。本文对西峡双龙地区混合岩化片麻岩(中色体)、石榴子石黑云母片岩(暗色体)和淡色花岗岩脉体进行了详细的锆石U-Pb定年和微量元素研究。结果表明片麻岩的原岩年龄为941±11Ma(2σ,MSWD=0.59),石榴子石黑云母片岩的原岩年龄为756±9.9Ma(2σ,MSWD=1.07)。石榴子石黑云母片岩中的变质锆石获得了484±9.6Ma(2σ,MSWD=0.88)的年龄,与片麻岩中锆石变质增生边获得的单点年龄498±11Ma在误差范围内一致。这些变质锆石多数具有平坦的HREE分配模式,弱Eu负异常,与高压变质岩中的变质锆石特征相似。该年龄与秦岭榴辉岩和高压麻粒岩的变质年龄相一致。石榴子石黑云母片岩中锆石的最外层增生边记录了424±9.1Ma的年龄,同时淡色脉体中的锆石也给出了422±4.0Ma(2σ,MSWD=0.77)的加权平均年龄,代表了深熔脉体的结晶年龄。这些锆石均为新生锆石,阴极发光弱,具有低的Th/U比值,平坦的HREE分配模式,强烈的Eu负异常,指示部分熔融过程中存在大量石榴子石和斜长石。深熔脉体的年龄与秦岭群中的中低压高温-超高麻粒岩相变质的年龄相符。结合已有的结果,我们认为秦岭群普遍记录了500~480Ma的高压、超高压变质作用,并叠加了440~400Ma的中压-高温变质和深熔作用。秦岭群可能是Rodinia超大陆裂解过程中从华南陆块或相似构造属性陆块分离并漂移到华北克拉通南缘的微陆块。在500~480Ma时发生碰撞造山作用导致北秦岭微陆块深俯冲并发生了高压-超高压变质作用,在志留纪由于商丹洋壳北向俯冲导致秦岭微陆块发生了以中压-高温变质、深熔和同时的岩浆作用为特征的增生造山作用。     

阿尔泰造山带南缘库尔提地区寒武纪变质侵入体的发现及地质意义

在新疆富蕴县库尔提地区下元古界克木齐岩群中发现了一套变质侵入体,并对其进行了LA-ICP-MS锆石UVPb同位素定年。根据锆石的阴极发光图像和Th、U含量等特征,锆石可分为岩浆锆石、变质锆石和捕获锆石3类。测得片麻岩的原岩岩浆~(206)Pb/~(238)U加权平均年龄为(496.3±6.4)Ma(MSWD=0.74),变质年龄介于444~452Ma之间。结合区域地质资料,前者可能代表了古亚洲洋向北起始俯冲的时限,后者代表同造山期变质事件时代。同时,研究中发现的捕获继承性岩浆锆石年龄为783~901Ma,暗示阿尔泰造山带存在前寒武纪基底。     

西秦岭天水市元龙地区新元古代花岗质片麻岩锆石LA-ICP-MSU-Pb定年及其地质意义

西秦岭元龙花岗质片麻岩位于天水市伯阳-元龙之间的渭河断裂北侧.花岗质片麻岩中锆石Th/U比值较高,阴极发光图像显示锆石内部发育振荡环带,具岩浆成因特点.LA-ICP-MS的锆石U-Pb同位素206Pb/238U加权平均年龄为(924.2±2.7)Ma(MSWD=0.67),表明花岗岩岩体形成于新元古代,反映晋宁期西秦岭北缘曾存在一次俯冲碰撞事件,与Rodinia超大陆的汇聚事件一致.     

北大别黄土岭长英质麻粒岩的原岩、变质作用及源区热事件年龄的锆石LA-ICPMS U-Pb测年约束

本研究应用激光剥蚀技术测定了北大别黄土岭高温-高压长英质麻粒岩锆石3个结构域的U-Pb年龄.变质锆石成因的碎屑锆石域的207Pb/206Pb年龄范围为(2493±54) Ma~(2500±180) Ma, 岩浆成因的碎屑锆石域的207Pb/206Pb年龄范围为2628~2690Ma, 其最大的206Pb/238U年龄为(2790±150) Ma, 变质增生或变质重结晶锆石域的不一致线上交点年龄为(2044.7±29.3) Ma.长英质麻粒岩的矿物组合成分、主量元素地球化学, 尤其是锆石副矿物内部结构特征显示其原岩为沉积岩.这表明, 麻粒岩原岩物质来自具有复杂热历史的蚀源区, 该蚀源区曾发生过~2.8Ga的岩浆作用和~2.5Ga变质作用, 因此其原岩的沉积年龄不应早于2.5Ga.高温-高压麻粒岩相变质作用的精确年龄为(2.04±0.03) Ga, 表明黄土岭麻粒岩是一个晚古元古代超高温变质岩之残块.      

冀东青龙地区新太古代朱杖子群和单塔子群形成时代:锆石SHRIMP U-Pb定年

本文报道了冀东青龙地区新太古代朱杖子群和单塔子群变质岩的锆石SHRIMP U-Pb定年结果。朱杖子群底部张家沟组砾岩中的TTG砾石、花岗岩砾石和基质的岩浆锆石207Pb/206Pb加权平均年龄分别为2515±9Ma(MSWD=1.9)、2510±10Ma(MSWD=1.6)和2512±7Ma(MSWD=1.0),朱杖子群底部张家沟组黑云斜长片麻岩碎屑锆石207Pb/206Pb加权平均年龄为2540±6Ma(MSWD=1.6),朱杖子群桲罗台组变质酸性火山岩岩浆锆石207Pb/206Pb加权平均年龄为2516±8Ma(MSWD=1.1),单塔子群鲁杖子组黑云变粒岩碎屑锆石207Pb/206Pb加权平均年龄为2504±7Ma(MSWD=1.8),另有一个数据点的207Pb/206Pb年龄为3.04Ga。根据本文定年结果和前人资料,获得主要结论如下:朱杖子群和单塔子群形成于新太古代晚期,很可能为岛弧环境的产物;朱杖子群与下伏单塔子群之间虽存在角度不整合关系,但时间间断不长,朱杖子群底部张家沟组砾岩不具有底砾岩性质;③绿片岩相—角闪岩相的朱杖子群和单塔子群与角闪岩相—麻粒岩相的遵化深变质绿岩带—三屯营—太平寨—迁安岩浆杂岩区变质程度差异很大,但形成时代相同,是后期构造作用把它们置于同一地壳平面。     

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     

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。     

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。     

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。     

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.     

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。     

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.