内蒙古狼山地区早石炭世角闪辉长岩、花岗闪长岩的岩石成因及构造意义

内蒙古狼山山脉西侧分布有大面积的晚古生代岩浆岩,时代集中在早石炭世—晚二叠世,早石炭世角闪辉长岩、花岗闪长岩体出露于潮格温都尔镇西侧。角闪辉长岩体呈岩滴状产出,被花岗闪长岩体侵入,LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄显示,角闪辉长岩的~(206)Pb/~(238)U加权平均年龄为329.0±2.3 Ma,花岗闪长岩的~(206)Pb/~(238)U加权平均年龄为331.1±0.9 Ma~330.0±4.2 Ma。花岗闪长岩暗色矿物以角闪石为主,富钠(Na2O=3.48%~4.46%),高钠钾比值(Na2O/K2O=1.03~2.39),钙碱性系列,P2O5-SiO_2之间存在较好的负相关性,岩石地球化学特征具Ⅰ型花岗岩的特点。Hf同位素及元素地球化学特征指示了角闪辉长岩及花岗闪长岩均来自于受地壳混染的亏损地幔,为同源岩浆演化的产物。角闪辉长岩及花岗闪长岩稀土元素配分型式一致,均为轻稀土元素富集,重稀土元素亏损,具弱的负Eu异常;角闪辉长岩富集Ba、Sr,亏损Nb、Ta、Zr、Hf;花岗闪长岩富集大离子亲石元素Rb、K、Pb、Sr,不同程度地亏损高场强元素Nb、Ta、P、Ti,总体反映了岩浆弧的地球化学特征。结合区域地质背景,早石炭世狼山地区侵入岩岩石组合为角闪辉长岩(闪长岩)+石英闪长岩+花岗闪长岩,认为狼山地区早石炭世处于大陆边缘弧构造背景。     

西藏林周盆地设兴组玄武岩地球化学特征及意义

青藏高原南部拉萨地块分布的晚白垩世岩浆活动,对了解特提斯洋的构造演化及约束印度-亚洲大陆初始碰撞时限等具有重要的意义。本文在西藏林周盆地林子宗火山岩的下伏晚白垩世设兴组地层中首次发现了玄武岩夹层,并系统开展了玄武岩的Ar-Ar年代学、全岩主量和微量元素地球化学、以及Sr-Nd-Pb同位素地球化学研究。设兴组玄武岩呈夹层状产出于设兴组顶部的红色砂岩中,其斜长石Ar-Ar年龄为90.6±1.8Ma。玄武岩属于高钾钙碱性系列,富集轻稀土元素、强烈富集Ba、Th、U等大离子亲石元素(LILEs),亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素(HFSEs),具有明显的大陆边缘弧的火山岩成分特征。玄武岩的Sr-Nd-Pb同位素成分比较均匀,(87Sr/86Sr)t为0.706568~0.706620,εNd(t)为+0.72~+4.75,(206Pb/204Pb)t比值为18.649~18.675,(207Pb/204Pb)t比值为15.640~15.666,(208Pb/204Pb)t比值为39.055~39.108,岩石总体表现出来自于亏损地幔的特征。综合岩石学和地球化学研究结果,设兴组玄武岩可能是晚白垩世(约90.6Ma)俯冲于拉萨地块之下的新特提斯洋壳在重力拖拉下发生板片回转,导致软流圈物质上升提供热量,从而诱发了俯冲流体交代的地幔楔的部分熔融形成的。本文结果进一步证明,之前普遍认为缺少晚白垩世火山岩的拉萨地块南缘,存在新特提斯洋的俯冲作用及其岩浆作用产物。     

新疆巴尔鲁克地区石屋岩体的成因:锆石U-Pb年代学、岩石地球化学和Sr-Nd-Pb-Hf同位素制约

新疆巴尔鲁克地区石屋岩体主要由石英闪长玢岩、石英闪长岩组成。本文通过锆石U-Pb年代学、岩石地球化学和Sr-Nd-Pb-Hf同位素等研究,探讨其构造背景、岩石成因和成矿意义。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年表明:石屋石英闪长玢岩的成岩年龄为322.1±1.5Ma,石英闪长岩的形成年龄为322.4±1.5Ma,二者形成时代为晚石炭世。石屋石英闪长玢岩和石英闪长岩地球化学特征相似,Mg~#为32.4~57.2,轻重稀土分馏较明显且富集轻稀土((La/Yb)N=2.36~6.04),Eu异常不明显,相对富集LILEs等,亏损Nb、Ta、P、Ti等高场强元素。Sr-Nd-Pb-Hf同位素显示:样品具有低的ISr值(0.7036~0.7045),正εNd(t)值(+4.61~+7.03),年轻的tDM1年龄(0.59~0.78Ga),初始铅同位素比值为(~(206)Pb/~(204)Pb)i=18.173~18.450,(~(207)Pb/~(204)Pb)i=15.542~15.562,(~(208)Pb/~(204)Pb)i=37.830~38.036,锆石εHf(t)值为+4.5~+15.3,t_(DM2)=0.36~0.62Ga。综合石屋岩体的地质、地球化学和年代学特征,认为石英闪长玢岩和石英闪长岩源区相同,它们均形成于晚石炭世早期俯冲背景下的岛弧环境,可能是在亏损玄武质岩浆(俯冲板片脱水交代地幔楔产生的上涌岩浆)底侵作用下,新生地壳发生部分熔融,并有部分玄武质岩浆加入,发生混合、侵位的产物。石屋岩体的形成环境及其岩浆演化过程可能有利于区内斑岩型铜矿化,其含矿性值得做进一步评价。     

内蒙古乌拉特中旗北七哥陶辉长岩SHRIMP锆石 U-Pb年龄、地球化学特征及其地质意义

内蒙古乌拉特中旗温更地区北七哥陶辉长岩岩体由橄榄辉长岩和角闪辉长岩组成,主要造岩矿物为橄榄石、辉石、斜长石及角闪石等.锆石SHRIMP U-Pb同位素定年结果表明,橄榄辉长岩形成于269±8Ma,为晚古生代华北板块北缘岩浆活动的产物.橄榄辉长岩和角闪辉长岩具有相似的稀土元素、微量元素以及同位素特征,即:轻稀土元素( LREE)富集的右倾平滑配分模式;大离子亲石元素(LILE)K、Sr、Ba明显富集,高场强元素(HFSE) Nb、Ta、U、Th相对亏损,但Zr-Hf不亏损;87Sr/86Sr(t)平均值分别为0.706776和0.706960,εNd(t)平均值分别为-8.8和-8.9,206pb/204Pb、207pb/204Pb、208Pb/204Pb比值的平均值分别为17.2019和17.2277、15.4252和15.4524、37.3082和37.4724,在s7 Sr/86Sr(t)-143Nd/144 Nd (t)图解上,北七哥陶辉长岩都落在了EMI型富集地幔附近.根据以上事实,结合区域资料表明,橄榄辉长岩和角闪辉长岩产于后碰撞的构造环境,并且来自相同的岩浆源区,主要继承了华北陆块内部EMI型富集地幔,可能受到了古亚洲洋俯冲消减过程中再循环下地壳组分对岩石圈地幔的改造.     

含铜镍岩浆起源及硫饱和机制:以新疆黄山南岩浆铜镍硫化物矿床Sr-Nd-Pb-S同位素和元素地球化学研究为例

新疆黄山-镜儿泉一带是天山东段重要岩浆铜镍硫化物成矿带,但对其中含铜镍岩浆起源和硫饱和机制尚存较大争议。黄山南岩体是近年来在该成矿带中发现的另一个含矿性较好的重要岩体。岩体可分为超镁铁质岩相和镁铁质岩相,超镁铁质岩相为主要含铜镍矿岩相,而镁铁质岩相并未发生明显的矿化。超镁铁质岩相岩石类型包括二辉橄榄岩、斜辉橄榄岩、橄榄二辉岩、二辉岩、角闪二辉岩及少量粗粒辉长岩,其中二辉橄榄岩和二辉岩是主要含矿岩石类型。镁铁质岩相由苏长岩、辉长岩、角闪辉长岩、闪长岩及石英闪长岩组成。黄山南岩体的(~(87)Sr/~(86)Sr)i(0.7036~0.7057)、ε_(Nd)(t)(-1.2~+7.4)、(~(206)Pb/~(204)Pb)i(17.152~18.088)、(~(207)Pb/~(204)Pb)i(15.385~15.571)和(~(208)Pb/~(204)Pb)i(37.127~38.252)变化范围均较大,显示了母岩浆遭受了较明显的壳源物质混染。岩浆源区在板片俯冲过程中壳源物质加入明显,而原始岩浆上升过程中壳源物质的混染有限。Sr-Nd-Pb同位素组成指示黄山南含矿岩体的形成与塔里木大火成岩省并无直接联系。虽然黄山南岩浆铜镍硫化物矿石δ~(34)S值介于-1.54‰~2.03‰之间,落在幔源硫的范围内,但是Se(×10~6)/S比值表明壳源硫的加入对成矿母岩浆硫饱和起到重要作用。     

延边小西南岔金铜矿区早白垩世英云闪长岩的岩石成因

锆石U-Pb测年结果表明小西南岔富金铜矿床矿区内的英云闪长岩形成于(112±1)Ma。该英云闪长岩富Na2O和Al2O3,高Sr、LREE(轻稀土元素),低Y、Yb和HREE(重稀土元素)(如Sr=369~774μg/g,(La/Yb)CN=7.5~17.5),具有类似于埃达克质岩石的元素地球化学特征。在同位素组成上具中等放射成因Sr((87Sr/86Sr)i=0.7044~0.7048)、Nd(εNd(t)=+0.5~+1.7)和Hf(εHf(t)=+5.4~+8.6,ΔεHf=2.3~4.2)同位素,高放射成因Pb((206Pb/204Pb)i=18.40~18.60;(207Pb/204Pb)i=15.56~18.60;(208Pb/204Pb)i=38.22~38.36)同位素的特点。结合区域构造背景以及古太平洋板块俯冲历史,笔者倾向认为该岩体可能是玄武质岩浆底侵下地壳部分熔融形成的,而非板片熔融形成的埃达克质岩浆,岩浆源区为石榴子石角闪岩相向角闪岩相过渡的岩石。该岩体侵位的晚古生代((257±3)Ma)镁铁质围岩的角闪石Ar-Ar坪年龄为(110.1±1.5)Ma,与英云闪长岩的侵位时间一致,暗示晚古生代镁铁质侵入岩经历的热液事件与英云闪长岩的侵位作用存在成因联系,区域金铜矿化可能为早白垩世岩浆热液作用下成矿物质富集而形成。     

内蒙古狼山地区早石炭世石英闪长岩U-Pb年龄、地球化学特征及其对古亚洲洋俯冲的指示

内蒙古狼山山脉西侧分布大面积的晚古生代岩浆岩,时代集中在早石炭世—晚二叠世,早石炭世石英闪长岩体出露于潮格温都尔镇西侧。该岩体岩性为石英闪长岩,LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄显示,石英闪长岩的~(206)Pb/~(238)U年龄加权平均值为337.4±6.6 Ma。岩石暗色矿物以角闪石为主,黑云母次之,富铁,富钠,高钠钾比值,为钙碱性系列;富集大离子亲石元素Rb、K、Pb,不同程度的亏损高场强元素Nb、Ta、P、Ti的特点,稀土元素配分型式为轻稀土元素富集,重稀土元素亏损,弱的负Eu异常,总体反映岩浆弧的地球化学特征。构造环境判别图显示样品点落在大陆边缘弧范围,岩石地球化学特征表明狼山地区早石炭世处于大陆边缘弧构造背景,古亚洲洋石炭纪存在向南俯冲。对比北部造山带西乌旗地区的早石炭世石英闪长岩,两者地球化学特征基本相同。因此,早石炭世古亚洲洋发生了双向俯冲,形成了以石英闪长岩为主的岩石类型。     

西藏措勤县德能铜多金属矿床石英闪长玢岩时代与成因：LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学、地球化学和Sr-Nd-Pb同位素证据

为厘定德能铜多金属矿床侵入岩时代,查明岩石成因,本文利用LA-ICP-MS技术对德能铜多金属矿床石英闪长玢岩锆石进行了U-Th-Pb同位素测定,分析了岩石地球化学和Sr-Nd-Pb同位素。结果表明,石英闪长玢岩形成于早白垩世126.6±2.2~127.5±2.2Ma。岩石硅含量中等(平均58.58%),富碱(ALK平均6.53%),为高钾钙碱性花岗岩。稀土元素球粒陨石配分模式图右倾,(La/Yb)N为4.64~6.18。大离子亲石元素Rb、Th、K、Pb、Zr和Hf等富集,高场强元素Nb、Ta、P、Ti等亏损。206 Pb/204 Pb为18.629~18.771,207 Pb/204 Pb为15.690~15.738,208Pb/204 Pb为39.188~39.435。(87 Sr/86 Sr)i为0.709215~0.710463,(143 Nd/144 Nd)i为0.512044~0.512093,εNd(t)为-8.40~-7.45,TDM2为1524~1602Ma。上述分析结果表明,石英闪长玢岩为I型花岗岩,具岛弧岩浆活动特征,是向南俯冲的班公湖-怒江洋壳脱水,导致地幔楔发生熔融,幔源物质上涌引起中元古代下地壳物质发生部分熔融的产物。     

南祁连北缘东段晚奥陶世构造演化:多藏角闪辉长岩U-Pb年代学、岩石地球化学和矿物化学证据

为约束多藏角闪辉长岩的岩石成因和南祁连北缘东段晚奥陶世的构造演化,对多藏角闪辉长岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学、岩石地球化学和矿物化学分析。结果表明,角闪辉长岩中锆石具条痕状吸收和高的Th/U比值(0.37~1.16),暗示其岩浆成因。岩浆锆石的206Pb/238 U定年结果为(444±3)Ma,表明多藏角闪辉长岩形成于晚奥陶世,两组捕获锆石的年龄为520 Ma和484 Ma,代表早期的岩浆事件。多藏岩体具相对低的SiO_2含量(51.68%~55.66%)和高的MgO(4.48%~7.37%)、TiO_2(1.01%~1.24%)、FeO~T(7.99%~8.72%)含量以及高的Mg#值(53~63);LREEs相对富集、HREEs相对亏损,(La/Yb)N=4.03~7.89,具有弱的Eu异常(δEu=0.78~1.16),富集LILEs(Rb、Ba、K)、亏损HFSEs(Nb、Ta),具Sr、P、Ti元素的亏损。结合矿物化学分析表明,南祁连北缘东段多藏角闪辉长岩起源于受俯冲流体交代的富集岩石圈地幔物质的部分熔融,形成于洋-洋汇聚向洋-陆碰撞转换背景下俯冲大洋板片断离后的伸展构造环境。     

中天山卡瓦布拉克杂岩带中-基性岩的成因及其构造意义:元素地球化学和Sr Nd Pb同位素约束

研究中天山地块卡瓦布拉克杂岩带的成因,对重建中天山南缘古生代洋陆构造格局及其演变过程具有重要意义。在查明杂岩带中-基性岩主体岩类矿物学及岩石学特征的基础上,分析了该岩类的主、微量元素和Sr Nd Pb同位素组成。结果显示:其属于偏基性的富钠、低钾岩石系列,富集大离子亲石元素(Rb、U、Sr)和轻稀土元素(LREE),亏损高场强元素(Nb、Ta、Zr)和重稀土元素(HREE)。全岩Sr Nd同位素组成具有较低的锶初始比值(ISr=0706~0709)和较高的εNd(t)值(684~976),并具有较低的放射性成因铅同位素组成,初始铅同位素比值(206Pb/204Pb)i=18015~18239、(207Pb/204Pb)i=15573~15593、(208Pb/204Pb)i=37871~38207。结合前人研究成果和区域地质资料,认为其母岩浆应该来自被交代的年轻富集岩石圈地幔,代表岛弧岩浆,说明卡瓦布拉克杂岩带中-基性岩可能代表该区晚古生代岩浆弧的一部分。     

方沸石-白榴石系列矿物的制备与应用

方沸石属小孔沸石,既是天然矿物,又可人工合成。在Na2O-Al2O3-SiO2-H2O水热体系,方沸石结构稳定,其生成受热力学因素控制,多种含SiO2、Al2O3组分的原料均可合成方沸石,且易于实现。方沸石通过离子替代可形成多种方沸石-白榴石系列矿物,离子交换反应存在2种形式,与交换离子尺寸相关。在农业上,负载有K、N等营养元素的方沸石兼具土壤调理和养分缓释/控释功能,是一种新型生态型肥料;在废水处理方面,方沸石可吸附多种金属离子,并对放射性元素封存有独特效果;在石油化工领域,方沸石限于对特定小分子的催化氧化作用。从绿色生态角度考虑,水热处理固体废弃物并用于有害离子处理、利用富钾岩石在制取钾盐的同时制备方沸石并用作土壤调理剂及新型缓释肥料是此类矿物资源综合利用的有效途径。     

基于因子分析的LM-BP网络的盾构施工地表沉降预测

盾构施工引起的地表沉降量的预测与评价具有很强的随机性和不确定性,用常规的数学模型难以准确表达。本文采用因子分析法对影响盾构施工引起地表沉降的9个因素进行了主因子的提取,得到4个主因子。以此数据集对BP神经网络进行训练,并用Levenberg-Marquardt(LM)算法对BP神经网络进行了优化,建立了基于因子分析的LM-BP神经网络预测模型。结合工程实例将预测结果与LM-BP神经网络模型的预测结果进行比较分析,表明本预测模型具有较高的准确性,符合实际工程的需要。     

山东灵山岛青山群硅质岩的地球化学特征及地质意义

山东东部灵山岛地区发育一套火山碎屑岩、硅质岩、火山碎屑岩夹火山弹的特殊沉积层,为查明这套地层中硅质岩的形成原因及其大地构造背景,对硅质岩进行岩相学和地球化学分析。结果表明,研究区SiO2平均含量为70. 08%,Fe/Ti、(Fe+Mn)/Ti、δEu、Ba/Sr、Ni/Co及地球化学示踪投影指示其为热水成因;Al/(Al+Fe+Mn)、Al2O3/(Al2O3+Fe2O3)、MnO/TiO2、V/Cr、Ni/Co、Th/Sc、U/Th、δCe、(La/Ce)N表明其形成于大陆边缘环境;K2O/Na2O、Al2O3/TiO2、SiO2/Al2O3、SiO2/MgO、Ni/Co值暗示其形成与火山作用有关。研究区硅质岩应为热水成因,且形成过程中受到陆源物质和火山作用的双重影响,形成于大陆边缘裂谷沉积环境。     

基于冲切破坏模式的嵌岩桩桩端溶洞顶板临界厚度确定方法研究

桩端下伏溶洞顶板厚度是影响嵌岩桩竖向承载力的一个重要影响因素,在工程实践中,我国相关规范要求桩端平面以下的顶板厚度不小于3倍桩径。根据规范确定溶洞顶板厚度具有一定的经验性和笼统性,没有考虑溶洞顶板岩体质量,亦忽略了溶洞自身尺寸的影响。基于桩端岩体的冲切破坏模式,并结合广义Hoek-Brown准则和极限定理上限法建立了溶洞顶板临界厚径比(h/d,即顶板厚度h/基桩直径d)的计算方法,给出了不同岩体基本质量级别的临界厚径比建议值。结果表明:极限端阻力、岩石坚硬程度和岩体质量均对临界厚径比产生影响,极限端阻力越小、岩体质量越好、岩石越坚硬,则溶洞顶板的临界厚径比越小;以《工程岩体分级标准》(GB/T50218-2014)中岩体基本质量分级为参考依据,Ⅰ~Ⅳ级岩体的临界厚径比建议值分别是Ⅰ级岩体h/d≤2.41、Ⅱ级岩体2.41≤h/d≤2.96、Ⅲ级岩体2.96≤h/d≤3.73、Ⅳ级岩体3.73≤h/d≤4.91。     

沧州北部地区软土物理力学指标相关性分析研究

沧州北部地区存在一层典型的滨海相沉积类型软土,其在青县西北部、大城县东南部分布稳定而广泛,工程地质条件较差。为了更好地研究该地区软土的物理力学指标,分析各指标间的相关性,结合区域内近50个钻孔及土工试验资料,系统分析了沧州北部地区软土的工程地质性质,阐述了区内软土的分布及特性等;并利用数理统计学方法,较为客观地对区内软土物理力学指标间的相关性进行了分析与探讨,给出了各指标间的最优拟合曲线。研究结果:沧州北部地区软土多属于高液限淤泥质粘土,具有含水率高、孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低等特点;区内软土含水率与孔隙比及含水率、孔隙比与压缩系数间存在正相关的特性,大致符合多项式回归曲线形式。     

松辽盆地航放航磁特征及砂岩型铀矿找矿潜力分析

在分析松辽盆地区域航放、航磁特征的基础上,研究了钱家店铀矿床航放、航磁特征,建立了基于该矿床航放特征的神经网络预测模型。提取了全区航放铀含量、活性铀、铀增量、相对变迁系数、铀迁移富集系数、地球化学活动性指数等6种航放多元参量,能够反映盆内铀成矿的地质、地球化学背景及水文动力环境,可指示找铀有利部位。据此,圈定了15个砂岩型铀矿找矿预测区,指出除钱家店-宝龙山铀成矿带外,盆地西南部开鲁坳陷和西南隆起区的东来-大林、巴颜塔拉西南、阿鲁科尔沁旗东、奈曼旗西南、新开河北、詹榆-新华-太平川,以及盆地西部斜坡区的双岗、白城东-舍力、泰来北东等地区均具有较好的找矿潜力;盆地西南部伊胡塔镇、林海-小城子,西北部七棵树东等地区也应给予一定的关注。     

岩石直接剪切试验残余强度浅析

对岩石剪切残余强度进行了浅析,主要以唐山马城铁矿的岩石试验为依据,探讨了岩石剪切峰值强度和残余强度的关系,分析了岩石剪切残余强度的影响因素,为大家了解、利用岩石的剪切残余强度提供了参考意义。     

单轴压缩下饱水花岗岩破裂过程声发射频谱特征试验研究

通过开展饱水花岗岩单轴压缩声发射试验,采用快速傅里叶变换提取声发射信号主频及次主频,进一步提出了综合表征声发射信号频谱特征的参数:主频比F ,即主频与次主频的比值,研究岩石破裂过程声发射频谱特征。研究结果表明:饱水花岗岩破裂过程声发射主频、次主频频带数量呈现“3→6→3”先增大后减小的规律,与主频分布特征相比,次主频低频区间占比减小,中、高频区间占比增大,次主频总体平均值比主频高约5 kHz。声发射主频比尸分布区间在弹性阶段达到最大:0 < F < 8 ,且F≠1,根据主频比与1 的关系,可将声发射信号划分为2 类:A 类信号(0 < F < 1 ),其主频小于次主频;B 类信号(1 < F < 8 ),其主频大于次主频。总体来看,饱水花岗岩破裂过程声发射A 类与B 类信号的数量关系约为3:2, A 类信号数量相对较多,特别是塑性阶段A 类信号占绝对优势,其数量为B 类信号的3.0?3.5倍。饱水花岗岩破裂过程声发射A 、B类信号事件率近似同步变化,二者均出现明显的平静期前兆特征,在实际应用时,可以对岩石破裂过程数量庞大且计算繁琐的声发射信号进行甄别,选择A、B 两类信号中的一种,进而实现对岩石破坏前兆信息的快速有效识别。