青海共和盆地中三叠世花岗岩组合岩石成因:地球化学、锆石U-Pb年代学及Hf同位素约束

青海共和盆地位于青藏高原东北缘，以往有关共和盆地及邻区早-中三叠世岩浆岩成因机制的认识分歧较大，且研究主要集中在露头岩石方面。本文以共和盆地干热岩GR1井深部花岗岩岩芯样品作为研究对象，对其进行岩石学、长石电子探针、主微量元素地球化学、锆石U-Pb年代学及Lu-Hf同位素研究。矿物组成及长石电子探针测试结果显示花岗岩主要为奥长花岗岩、英云闪长岩及花岗闪长岩。锆石U-Pb测年结果表明，奥长花岗岩的结晶年龄为236.5±1.7Ma，英云闪长岩的岩浆结晶年龄为241.6±3.0Ma。主、微量元素地球化学显示这些花岗岩主要为准铝质，属于高钾钙碱性系列。全岩Ta-Nb-Hf等不相容元素图解及锆石Hf同位素数据表明共和盆地的236.5~241.6Ma花岗岩显示火山弧及同碰撞花岗岩成分特征，说明中三叠世共和地区发生俯冲-碰撞转换。结合本文数据与区域背景资料，作者认为：共和盆地早-中三叠世花岗岩组合的形成与印支期宗务隆洋的南向俯冲作用密切相关，此时，在宗务隆-青海南山-西秦岭北缘存在统一的大陆边缘弧环境；在236~241Ma时发生俯冲-碰撞转换；晚三叠世时宗务隆-青海南山-西秦岭北缘已处于碰撞期和后碰撞期。     

内蒙古达茂旗北部闪长岩锆石SHRIMP U-Pb、角闪石~(40)Ar/~(39)Ar年代学及其地质意义

内蒙古达茂旗北部的早古生代闪长岩侵入体产于包尔汉图-白乃庙岛弧带的西部,采用SHRIMP锆石U-Pb定年及角闪石40Ar/39Ar测年对其进行了精确的年代学研究。两件闪长岩样品分别获得的SHRIMP锆石U-Pb年龄为453±3Ma和446.8±5.3Ma,角闪石40Ar/39Ar坪年龄为459.2±2.4Ma和442.9±4.2Ma。这为研究该时期弧岩浆作用提供了新的年代学证据,并表明该岩浆侵位后,经历了结晶并快速冷却的过程,可能揭示了本区岛弧带和华北板块碰撞的构造意义。     

鲁西金岭矽卡岩型铁矿区早白垩世石英闪长岩成因:年代学和地球化学证据

金岭岩体是鲁西地区代表性的中生代侵入杂岩体,与金岭矽卡岩型铁矿的成因密切相关。为了解石英闪长岩的成因及与矽卡岩铁矿成矿关系,本次研究对金岭杂岩体中的石英闪长岩进行了年代学、地球化学及锆石Lu—Hf同位素和角闪石矿物微区成分的系统研究。LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学显示石英闪长岩加权平均年龄为(128±1) Ma,侵位时代为早白垩世;样品具有较低的w(SiO_2)(58.34%~65.22%),和高的w(Al_2O_3)(14.95%~15.72%),w(Na_2O)为4.44%~5.16%,w(K_2O)为2.26%~5.17%,w(CaO)为3.39%~6.30%,w(Fe_2O_3~T),w(MgO)含量变化范围较大,分别为2.21%~6.86%和2.32%~5.21%,此外,样品具有较高的Sr含量(682~834×10^-6)、Ba含量(1 130~1 595×10^-6),表现出高Ba, Sr花岗岩的岩石地球化学特征。石英闪长岩中角闪石为岩浆成因角闪石,具有壳源岩浆成因角闪石的特征,其结晶时的氧逸度为△NNO+0.83~△NNO+1.87,温压条件为849~1 092℃和89~279 MPa。石英闪长岩含有较高的Ni含量、Co含量、Cr含量以及Mg~#,其Nb/Ta, Zr/Hf, Rb/Sr和Ba/Rb比值接近原始地幔平均值。样品含有~2.5Ga的捕获锆石,所有锆石的ε_Hf(t)值为负值。锆石Hf同位素和岩石地球化学特征表明石英闪长岩侵位深度为3.9~10.3 km,岩浆源区为岩石圈地幔并受到地壳物质的混染。     

新疆东部哈尔里克山闪长岩锆石SHRIMP U-Pb定年及其地质意义

新疆东部哈尔里克山出露大量闪长岩和花岗岩岩体。一般认为,该区晚古生代岩浆活动中,闪长岩形成比较早,花岗岩形成比较晚。对其中一个闪长岩中的锆石进行SHRIMP U-Pb定年,获得了316±3 Ma的206Pb/238U表面年龄。结合岩体及锆石的矿物学特征,该年龄被解释为代表了哈尔里克山晚古生代岩浆初始侵入活动的时间。通过与前人从博格达山和哈尔里克山获得的岩浆活动年代学资料的比较研究,得出的结论是博格达山与哈尔里克山晚古生代岩浆初始侵入活动的时间大体相同,都发生在该区地壳形成演化的后碰撞阶段;由此进一步推论哈尔里克山晚石炭世期间的构造背景与博格达山基本相同,为与康古尔塔格一带洋岩石圈板块向北俯冲有关的板缘伸展环境下的滞后弧后盆地或者是后碰撞伸展环境下的火山沉积盆地。     

北秦岭板山坪岩体锆石U-Pb年代学及岩石成因研究

板山坪岩体是北秦岭二郎坪群中的侵入岩。为了查明该岩体的成因,对该岩体进行了锆石U-Pb年代学、锆石原位Hf同位素研究以及矿物化学分析等方面的研究。研究结果表明,板山坪岩体岩性组成主要为石英闪长岩和花岗闪长岩,花岗闪长岩内部存在暗色包体。本次研究获得板山坪石英闪长岩锆石U-Pb年龄为442.7～432.2 Ma,花岗闪长岩锆石U-Pb年龄为436.8～432.7 Ma,暗色包体锆石U-Pb年龄为437.6 Ma。锆石¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf值为0.282 737～0.282 736,ε_Hf（t）值集中分布在8.4～9.4之间,二阶段Hf模式年龄（T_DM2）在876～832 Ma之间。石英闪长岩结晶温压分别为673 ℃～745 ℃和0.19～0.54 GPa,花岗闪长岩结晶温压分别为657 ℃～730 ℃和0.48～0.96 GPa,暗色包体结晶温压分别为680 ℃～734 ℃和0.69～1.65 GPa。综合分析认为板山坪岩体为复式岩体,两期结晶年龄分别为496～487 Ma和442～432 Ma。岩石来源于地幔分离出来的新生下地壳。     

依连哈比尔尕山石炭纪侵入岩锆石SHRIMP U-Pb测年及其地质意义

博罗科努石炭纪侵入岩为一巨大的岩基,主体岩性为闪长岩,边部发育石英闪长岩、花岗闪长岩、二长花岗岩、花岗岩、斑状花岗岩等,属富含角闪石强-中等钙碱性系列.该岩体的形成主要与板块的俯冲作用有关.在闪长岩中获得锆石SHRIMP U-Pb年龄为308.2Ma±5.4Ma.岩体侵入最新地层为下石炭统大哈拉军山组,为石炭纪活动陆缘火山岩的深成组分,它们共同组成该区的陆缘型岩浆弧,从而说明该区在晚古生代存在古板块的俯冲作用.     

青海石底泉地区宗务隆构造带花岗闪长岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及其地质意义

对德令哈市石底泉地区宗务隆构造带内花岗闪长岩进行了锆石U-Pb测年和岩石地球化学分析。岩石地球化学分析结果显示,其具有岛弧或活动大陆边缘花岗岩的属性,原岩可能为新元古代早期(870.0±4.5Ma左右)硅铝地壳或地壳物质熔融的产物,它们的形成与板块的俯冲作用有关LA-ICP-MS锆石U-Pb测年显示2组年龄,分别为870.0±4.5Ma和443.3±2.3Ma。其中870.0±4.5Ma代表源区继承锆石的年龄,反映了新元古代时期的构造岩浆事件;443.3±2.3Ma代表花岗闪长岩岩浆锆石的结晶年龄,即花岗闪长岩侵位于晚奥陶世。综合分析可以确定,宗务隆构造带内花岗闪长岩与柴达木盆地北缘加里东期的板块汇聚碰撞造山作用有关,证实了宗务隆构造带内岩体形成时代并非全部是海西期一印支期。     

青藏高原北部风火山花岗斑岩锆石U-Pb同位素测年及其地质意义

青藏高原北部风火山花岗斑岩与逆冲推覆构造存在密切关系,岩浆侵位发生在区域地质构造演化的重要历史时期。对风火山北麓花岗斑岩及暗色包体,在显微观测和矿物鉴定的基础上,通过单颗粒锆石离子探针U-Pb同位素测年,获得高精度的测年资料。测得早期岩浆锆石结晶平均年龄为(34.5±1.4) Ma,对应于岩浆源区地壳局部熔融时代;晚期岩浆锆石结晶平均年龄为(27.6±0.5)Ma,对应于岩浆向上侵入雅西错群的岩浆侵位时代。风火山北麓花岗斑岩属青藏高原北部出露的最年轻花岗岩,岩体内部不同类型锆石的U-Pb同位素测年为区域地层、区域构造和高原隆升的研究提供了重要的年代学约束。     

新疆尾亚—天湖地区花岗岩类剥蚀程度估算及对区域找矿的启示

尾亚—天湖地区位于新疆中亚造山带东南部的中天山地块内,晚古生代—中生代岩浆活动强烈,产出了战略性关键矿产尾亚钒铁磁铁矿。在详细岩相学观察的基础上,对尾亚、天湖和沙泉子南岩体中的角闪石和黑云母进行了电子探针(EMPA)测试分析,限定了3个岩体结晶的温压条件、氧逸度、含水量和含铁指数等要素,为解析中天山地块的岩浆-成矿物化条件及其区域找矿勘查工作提供参考。测试结果表明,该区花岗岩类中的角闪石富镁、钙、钠,贫钾,属于钙角闪石族;黑云母有高镁、钛、铝、钾和低硅、钠的特征为镁质黑云母。角闪石和黑云母的化学成分揭示其寄主岩浆为钙碱性造山带岩系,具有壳幔混源的特征,推测可能是板块俯冲背景下由地幔楔与大陆地壳物质混熔形成。根据角闪石-黑云母矿物温压计,估算出沙泉子南石英闪长岩的结晶温度为651~753 ℃,压力为31~79 MPa,尾亚二长花岗岩和钾长花岗岩的结晶温度为762~833 ℃,压力为85~215 MPa,天湖花岗闪长岩的结晶温度为668~812 ℃,压力为31~117 MPa。3个岩体岩浆结晶时的氧逸度lgf(O₂)范围为-15.7~-9.4,而且在角闪石结晶时岩浆具有较高的含水量。综合分析,认为该区的花岗岩类具有高温、低压、高氧逸度、富水和高含铁指数的特点,有利于Fe等成矿元素在流体中富集,具有良好的铁矿成矿条件。进一步利用角闪石-黑云母压力计,计算了花岗岩类岩体的侵位深度,从而估算出岩体的剥蚀程度处于2.2~5.5 km,且区域的隆升剥蚀量差异明显;结合现有的矿产地表展布特征,推测天湖岩体一带深部仍具有较好的铁矿找矿潜力。     

川西容须卡锂辉石矿床石英闪长岩锆石LA-ICP MS测年及构造意义

针对松潘-甘孜造山带中部的容须卡锂辉石矿床中进行了详细的岩石学、地球化学2件石英闪长岩、3件花岗岩闪长岩及锆石U-Pb年代学1件研究,结果表明,岩体具有中-高硅(59.05%～67.67%),高钾(1.64%～2.46%)、富钙(4.11%～7.38%)、贫铝(10.63%～17.61%),铝饱和指数(A/CNK0.58～1.15)偏低的特征,并且岩体中普遍含角闪石,岩石类型属Ⅰ型花岗岩系列。稀土总量变化较大,稀土配分曲线为右倾型,轻稀土相对富集。δEu为0.75～1.63,平均为0.90,具有较弱的负铕异常。野外观测、镜下鉴定及微量元素地球化学特征均显示该岩体原始岩浆起源于壳-幔混熔或下地壳物质的部分熔融,属下地壳重熔的I型高钾钙碱性花岗岩系列岩石。微量元素构造环境判别投点位于火山弧花岗岩区域,与岛弧型花岗岩具有相似的特征,形成于松潘-甘孜造山带碰撞后构造背景,源区可能来自黑云母的脱水熔融。容须卡黑云母石英闪长岩锆石LA-ICP-MS U-Pb加权平均年龄为214.4Ma±1.2Ma(MSWD=0.064),表明容须卡岩体原始岩浆的初始结晶时代为晚三叠世。容须卡岩体形成于晚三叠世碰撞后构造环境,是壳-幔岩浆的拆沉作用导致壳-幔混熔的产物,(含稀有金属)伟晶岩脉与与该花岗岩体在成因上有联系。     

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.