壳幔作用导致武平花岗岩形成——Sr-Nd-Hf-U-Pb同位素证据

岩石学、元素地球化学和Sr-Nd-Hf-U-Pb同位素的综合研究显示,武平花岗质杂岩体是由形成时代和成因不同的黑云母花岗岩和含石榴子石花岗岩组成。LA-ICPMS锆石U-Pb定年指示前者形成于161．4 Ma,后者形成于113 Ma。黑云母花岗岩以中等富集大多数不相容元素和中等轻重稀土分异为特征,岩石具有低的87Sr／86Sr初始比值(<0．710)和高的εNd(t) 值(-2．6--5．7)。结合与附近基底变质岩的同位素对比,论文指出黑云母花岗岩岩浆是由元古代基底变质岩部分熔融产生的熔体与幔源岩浆的强烈混合形成。不均匀的锆石Hf同位素组成(εHf(t)=-3．6--10．8)支持了这种混合成因模式。含石榴子石花岗岩以富Si、Al、Na、K、Nb、Ta、Y和HREE而贫P、Sr、Ba、LREE、Zr和Hf含量为特征,它们具有低的(La/Yb)n, Zr／Hf、Nb／Ta比值和高的Rb／Sr比值,显示了强烈的以斜长石为主的分异特征;它们的87Sr／86Sr初始比值大于0．710,εNd(t) =-7．1,锆石的Hf同位素较低且相对均匀(εHf(t)平均值为-9．7),表明岩浆没有受到明显的地幔组分混染。结合它们高的HREE含量,论文指出它们的母岩浆很可能是由早期熔融事件的富石榴子石残留相再次熔融形成。因此,南岭地区中生代花岗岩的地球化学差异很可能反映了岩浆形成过程中壳幔作用的强弱。     

冀东青龙地区中生代花岗岩的岩石成因和地质意义

冀东青龙地区中生代发育多期花岗质岩浆活动。本文系统报道了青龙地区三叠纪都山花岗岩和侏罗纪白家店花岗岩及其镁铁质微粒包体(MMEs)的锆石U-Pb年龄、地球化学和Sr-Nd-Hf同位素组成。锆石SIMS U-Pb定年结果显示,都山花岗岩的结晶年龄为215.7±2.3Ma,指示了晚三叠世岩浆活动;而白家店花岗岩及其包体的结晶年龄分别为170.5±2.0Ma和172.4±2.0Ma,指示了中侏罗世岩浆活动。都山花岗岩以低含量的MgO、Fe_2O_3~T、Cr和Ni,高(La/Yb)_N、Sr/Y比值及低Yb和Y含量,低的初始~(87)Sr/~(86)Sr比值(0.7042~0.7044)、极负的ε_(Nd)(t)值(-19.8~-14.4),很负的ε_(Hf)(t)值(-17.6~-13.0,除了2个较大值-5.6和-8.6)和接近晚太古代的Hf模式年龄,显示出主要来源于晚太古代下地壳重熔,可能有少量幔源物质加入。综合的岩石学、矿物学、地球化学和Sr-Nd-Hf同位素数据(白家店花岗岩:(~(87)Sr/~(86)Sr)_i=0.7051~0.7065,ε_(Nd)(t)=-13.4~-10.8,ε_(Hf)(t)=-11.8~-8.2;MMEs:(~(87)Sr/~(86)Sr)_i=0.7059~0.7062,ε_(Nd)(t)=-11.1~-7.0,ε_(Hf)(t)=-3.7~+3.4),表明了白家店花岗岩和MMEs为亏损地幔来源的镁铁质岩浆和下地壳来源的长英质岩浆通过混合形成。从晚三叠世都山花岗岩到中侏罗世白家店花岗岩,它们成因的明显差异,揭示了地幔角色的转换(从只提供热量几乎不提供物质到既提供能量又提供物质),暗示华北东部岩石圈在这一时期可能发生一次重要减薄。     

西昆仑阿克萨依铁矿二长花岗岩岩石成因及动力学背景:年代学、地球化学及Sr-Nd-Pb-Hf同位素约束

对甜水海地块东北部阿克萨依矽卡岩型铁矿区内与矿化有关的二长花岗岩开展LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学、全岩主微量元素、Sr-Nd-Pb同位素及锆石Lu-Hf同位素研究,旨在厘定花岗岩的形成时代、岩石成因及成矿动力学背景。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明,二长花岗岩侵位年龄为12.37±0.18 Ma(中新世高拉瓦尔期)。地球化学特征表明二长花岗岩属准铝质?弱过铝质高钾钙碱性?钾玄岩系列,具有高Sr(432~1174μg/g),低Y(3.08~18.11μg/g)和Yb(0.35~1.39μg/g)以及高Sr/Y值(64.8~203)的埃达克岩特征。在Harker图解上SiO2与其他主量元素呈负相关关系,La/Sm-La以及La/Yb-La图解显示具有分离结晶趋势,表明岩浆演化以分离结晶为主。二长花岗岩SiO2与Y、Yb呈负相关关系而与Sr/Y值呈正相关关系,并且矿区内存在同源同期闪长玢岩,因此认为阿克萨依二长花岗岩的埃达克岩性质是玄武质岩浆的分离结晶作用引起的。全岩Sr-Nd-Pb同位素分析表明,阿克萨依二长花岗岩与青藏高原北部地球化学省具有相似的同位素组成特征,岩浆起源于受俯冲板片交代的富集地幔,而变化范围较大的εHf(t)值以及较低的Mg#暗示岩石侵位过程中受到地壳混染。结合前人研究,我们认为阿克萨依二长花岗岩及相关的矽卡岩铁矿形成于中新世西昆仑受巨型地幔低速体上涌影响的伸展构造背景下。     

滇西腾-梁地块印支造山事件——花岗岩的锆石U-Pb年代学和岩石学证据

滇西腾冲-梁和地区分布大量的花岗岩,对其中的二云母花岗岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年、锆石Hf同位素组成和地球化学的测定。结果表明,岩石属于强过铝质花岗岩,A/CNK=1.11～1.20,K2O/Na2O为1.87～2.20。岩石富Rb、Th和U等元素,Eu/Eu*=0.25～0.47,(La/Yb)N=6.53～34.06。锆石LA-ICP-MSU-Pb同位素测年结果表明:二云母花岗岩体存在256.0±5.6Ma(2σ,MSWD=4.1)和234.1±3.1Ma(2σ,MSWD=5.6)两个岩浆作用幕。根据花岗岩的地球化学特征和Hf同位素组成,二云母花岗岩岩浆来源于古老地壳中含粘土质变质硬砂岩的部分熔融。腾-梁地块晚二叠世-中三叠世碰撞型强过铝花岗岩的确定表明,三江古特提斯洋在印支早期曾发生碰撞造山,三江印支早期造山事件与古特提斯洋的闭合与随后的造山作用存在密切联系。     

柴北缘都兰UHP地体中两期不同性质的岩浆活动:对碰撞造山作用的启示

本文报道了对柴北缘都兰地区英云闪长岩、花岗岩的地球化学、锆石U-Pb定年和Hf同位素的研究结果.锆石U-Pb定年结果表明,英云闪长岩侵住时代为432～434Ma,并显示出类似于埃达克质岩石的地球化学特征:(1)高SiO2、富Na2O、贫KO、过铝质;(2)高Sr、低Y和相应的高Sr/Y值;(3)高La/Yb和低Yb;(4)轻重稀土分馏程度高,亏损重稀土;(5)富集Ba、Sr等大离子亲石元素,而亏损Nb、Ta等高场强元素.结合英云闪长岩高的εHí(t)值(3.3～10.7)和年轻的地壳模式年龄(732～1207Ma),可以认为本区英云闪长岩源自于增厚下地壳的部分熔融作用.锆石U-Pb定年结果表明,晚期花岗岩的结晶时代为382～391Ma,并显示出类似于S型花岗岩的地球化学特征:(1)高SiO2,低MgO和高K2O的特征,K2O/Na2O＞1;(2)A/CNK几乎全部大于1,显示过铝质的特征;(3)轻、重稀土分馏程度低,(La/Yb)N =2.22～9.62,但具明显的负Eu异常(δEu =0.27～0.81);(4)强烈亏损Nb、Ta、sr和Ti等元素,轻微亏损Ba元素.在综合对比花岗岩形成年龄与区域高压-超高压变质时代的基础上,结合地球化学特征,推断都兰地区花岗岩体可能形成于后碰撞造山伸展作用阶段,并可能是由其围岩富铝质片麻岩部分熔融形成,并可能有少量地幔物质的添加.     

胶东泽头岩体锆石U-Pb年代学和岩石成因:对区域早白垩世晚期成岩成矿作用的指示

胶东地区大规模金成矿作用发生于125～110Ma,具有西部早、东部晚的特点。本文选择了与金成矿作用同期的早白垩世晚期泽头花岗岩体为研究对象,开展了详细的岩相学、全岩主微量元素地球化学、锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学及SrNd-Hf同位素研究,进行系统区域对比,探讨岩石成因和区域成矿构造动力学背景。泽头岩体锆石U-Pb年龄为115.6±1.1Ma(MSWD=1.7);属高钾-钙碱性系列,高Y(12.6×10~(-6)～14.3×10~(-6))、低Sr/Y比值(36.5～44.8),具明显的稀土元素分馏(LREE/HREE=21.9～24.0,(La/Yb) N=33.4～39.1)和微弱的Eu异常(δEu=1.08～1.15)。P_2O_5含量0.07%～0.08%,与SiO_2相关关系不明显,然A/CNK多小于1.1,显示Ⅰ型花岗岩石的特征。较晚侏罗世(165～150Ma)和早白垩世早期(140～125Ma)两期岩浆活动,泽头岩体所属的早白垩世晚期岩浆岩Y含量高,Sr/Y比值低,ε_(Nd)(t)值、ε_(Hf)(t)值高。与胶东地区金成矿年龄相似,早白垩世晚期岩体成岩年龄具有相同的空间变化规律,东部较西部约晚5Myr。早白垩世晚期岩体自西向东具明显的(~(87)Sr/~(86)Sr)_j降低、ε_(Nd)(t)升高特征,可能由胶东东部和西部基底物质组成差异引起。     

冈底斯岩浆弧曲水地区早中新世埃达克质花岗岩的成因及构造意义

青藏高原拉萨地体南部广泛发育的渐新世-中新世埃达克质岩浆岩,是研究冈底斯岩浆弧后碰撞岩浆活动和地壳演化的理想载体。本文对冈底斯弧中段曲水地区的早中新世黑云母花岗岩进行了岩石学、地球化学、锆石U-Pb年代学和Hf同位素研究。全岩地球化学分析结果显示黑云母花岗岩具有高的SiO₂、Al₂O₃和K₂O含量,属于中钾钙碱性、准铝质到弱过铝质岩石。微量元素富Sr,贫Y和Yb,富集轻稀土元素而强烈亏损重稀土元素,具有高的Sr/Y值(165~278)和(La/Yb)_N值(26.6~39.7),具有典型埃达克质岩石的地球化学特征。锆石U-Pb年代学分析结果表明花岗岩的结晶年龄为21~19 Ma,Hf同位素分析结果显示,岩浆锆石εHf(t)值(-0.9~+12.7)大部分为正值且具有较大的变化范围。根据Sr/Y和(La/Yb)_N值估算早中新世冈底斯弧的地壳厚度已达到70~80 km。综合本文和已有的数据表明,印度-亚洲大陆碰撞和碰撞后持续的汇聚作用以及大体积幔源岩浆的底侵共同导致冈底斯岩浆弧经历了显著的新生代地壳加厚;渐新世—早中新世,俯冲印度大陆板片的断离或加厚岩石圈地幔的拆沉作用引起软流圈地幔物质上涌,导致冈底斯弧加厚下地壳(新生地壳和古老地壳)发生强烈的部分熔融,形成了广泛分布的后碰撞埃达克质岩浆岩。     

吉林敦化松江河地区中生代似斑状花岗岩成因和形成环境:元素、Hf同位素和锆石U-Pb年代学证据

花岗岩是陆壳的重要组成部分,它是揭示地壳演化地球动力学过程的主要对象之一。为了揭示夹皮沟—海沟构造带的中生代地质演化,本文系统地开展了该带中段松江河地区花岗岩体内部产出的似斑状花岗岩的野外地质调查、岩相学、单颗粒锆石U-Pb同位素年代学、全岩元素、Hf同位素地球化学的研究。研究结果揭示:岩石呈粉红色、普遍发生较强的糜棱岩化作用,发育糜棱叶理构造;获得岩浆锆石的U-Pb同位素谐和年龄为217～169Ma;加权平均年龄为(169.6±1.8)Ma(n=9,MSWD=1.3);主量元素呈现高硅(71.18%～71.99%)、富碱(8.54%～8.93%)、贫镁(0.42%～0.52%)、贫钙(0.93%～1.38%)特征,并且A/NK>1.0,A/CNK<1.1;微量元素呈现低Rb、Zr和高Sr、Ba等质量分数,高Sr/Y和(La/Yb)_N特征;稀土元素表现轻稀土元素富集、重稀土元素亏损和较弱Eu的正异常特征;获得锆石原位^(176 )Yb/^(177 )Hf值为0.010 517～0.050 159,^(176 )Lu/^(177 )Hf值为0.000 476～0.001 784,^(176 )Hf/^(177 )Hf为0.282 310～0.282 457,对应的锆石ε_Hf(t)值为-12.7～-7.5,二阶段模式年龄为2 792～2 325Ma。上述特征揭示,松江河地区中生代似斑状花岗岩属准中等分异、同碰撞向伸展转换的Ⅰ型花岗岩,原始岩浆起源于新太古代陆壳重熔作用,岩浆就位发生在中侏罗世早阶段;它记录了燕山期早侏罗世古太平洋板块向欧亚大陆之下俯冲的挤压陆壳活化产生岩浆,并于中侏罗世地壳伸展岩浆上升过程中经岩浆结晶分离作用而产生的中等分异岩浆结晶形成,成岩后于晚侏罗世遭受了韧脆性构造作用改造。     

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。     

华北克拉通北部迁安紫苏花岗岩LA-ICP-MS锆石U-Pb定年、地球化学及地质意义

紫苏花岗岩是太古宙高级变质地体的主要物质组成,对其开展岩石成因与年代学研究,可深入理解早期大陆生长及其机制。本文以迁安紫苏花岗岩为窗口,探讨其成因与机制,通过精确的LA-ICP-MS锆石U-Pb测年获得其成岩年龄为2544±22Ma,指示了新太古代晚期的一次岩浆活动。岩石变质年龄为2475±87Ma,证明随后的高级变质作用年龄范围为2439~2501Ma。岩石地球化学研究表明:迁安紫苏花岗岩SiO_2=59.14%~66.97%,MgO=1.62%~3.12%,富Ba(574×10-6~1572×10-6),LREE((La/Yb)N=22.3~79.0),亏损HFSE,不存在Eu负异常(δEu=1.76~3.43),其高Sr/Y值(85~179)与(La/Yb)N值指示了与TTG的相关性。结合样品地球化学特征及锆石U-Pb年龄分析,并与本区域大地构造背景相结合,迁安紫苏花岗岩可能是角闪岩相条件下偏中性含水玄武质原岩高温部分熔融的产物,应当形成于地幔柱背景。     

岩石坚硬程度对核电厂地基-基础地震响应特征的影响分析

考虑核电厂地基-基础的动力相互作用,应用显式动力有限差分法分析了地震作用下极软岩、较软岩、坚硬岩上核电厂建筑结构基础的地震响应特征,比较了岩石坚硬程度对基础加速度反应谱的影响。研究表明：随着岩石坚硬程度的提高,核电厂建筑物结构基础的地震响应有增加的趋势;在周期轴上,基础处的加速度反应谱曲线会随着岩石坚硬程度的提高逐渐向短周期（高频段）方向移动。在高频段,建造于较坚硬岩石上基础结构的加速度反应谱值偏大;在中等频段,建造于较软岩石上基础结构的加速度反应谱值偏大;在低频段,岩石坚硬程度对加速度反应谱的影响不显著。     

Strains of scattering of near-field of a point source

Three dimensional scattering of near-field is studied for dilatation and rotation in the time domain. The perturbation method is applied to solve the equation of motion for the first order scattering from a weak inhomogeneity in an otherwise homogeneous medium. The inhomogeneity is assumed close enough to the point source so that the near-field intermediate wave is dominating over the far-field sphericalP andS pulses. The integral expressions are derived to relate dilatation and rotation of scattering to the radial fluctuations of velocities and density in the inhomogeneity. These integrals are solved to calculate the strains of scattering from (a part of) an inhomogeneous spherical shell of arbitrary curvature. Variable curvature may allow the shape of inhomogeneity volume element to change uniformly from spherical to rectangular. Rotation of scattering from a spherical shell is independent ofP wave velocity inhomogeneity. Dilatation of scattering does not involveS wave velocity inhomogeneity but its gradient. The back scattering results are obtained as a special case. Strains are computed numerically, for hypothetical models to study the effects of various parameters viz., velocity inhomogeneity, distance of source from inhomogeneity and from receiver, and thickness of inhomogeneity. The curvature of the spherical shell is varied to study the effects of the shape of inhomogeneous volume element on scattering.     

土石坝心墙水力劈裂分析

简要分析了水力劈裂的发生条件、力学机理。基于水压楔劈机理,利用有限元方法建立了一种水力劈裂的发生判定方法。该方法假定心墙预先存在局部渗透弱面（裂缝）,通过将裂缝位置的单元材料改为裂缝软材料,考虑库水进入裂缝后对裂缝周围土体的作用,建立水力劈裂分析的平面有限元模型,确定裂缝端部垂直于裂缝面的正应力,进而依据该正应力判断水力劈裂发生的可能性,该方法同时可模拟水力劈裂的发展过程。     

土钉支护失稳分析

某基坑采用复合土钉墙支护,开挖至坑底后,基坑北侧发生失稳事故。本文就其事故发生原因作一探讨。     

地震次生地质灾害风险评估集对态势分析

5．12四川汶川8级强震引发了大量次生地质灾害,加剧了灾情并严重影响抗震救灾。地震次生地质灾害受多重因素制约,其孕育与致灾过程具有不确定性。利用集对分析原理与方法,对地震次生地质灾害进行同异反态势分析,拟定了风险评估的集对分析同一度、差异度、对立度等指标体系的构建原则与赋值标准,对承灾体系统的不确定性及其作用作了刻画与分析,建立了不同风险分区代表性的集对分析联系度表达式,为地震灾害研究提供了可资借鉴的新思路和技术方法。     

Geochemistry of Thermal Waters of Continental Margin of Far East of Russia

Studied waters belong to warm(T=30-50℃),alkaline(pH=8.9-9.3),low mineralized(TDS235 mg/1)Na-HCO_3 or Na-SO_4-HCO_3 thermal waters with high content of SiO_2(up to 81 mg/l)and F(up to 3.9 mg/1),occur on modern volcano-tectonic rejuvenated areas of Eastern Sikhote-Alin orogenic belt.Low~3He concentration as well as N_2/O_2 and N_2/Ar ratios exclude influence of deep mantle fluid.New rare earth element data constrain our understandmg of water-rock interaction occurring in the water source region.Meteoric origin of waters is proved by stable isotope values varying from-71‰to-136.1‰and from-10.8‰to-18.8‰forδ~2U andδ~(18)O respectively.REE patterns reflect high pH,resultfing from water-rock interaction and oxidative conditions.Calculations of deep aquifer temperature using Na-K and quartz geothermometers show 116.8-131.1°C and 82.2-125.8℃respectively.Presence of deep faults both with abnormal thermal gradient(~45-50 K/km)define unique geochemical shape of thermal waters of Sikhote-Alin,area,where no present volcanic activity is registered.     

下扬子区三叠纪古地理演化

下扬子区在三叠纪期间接受了早-中三叠世海相碳酸盐沉积、中-晚三叠世海陆交互相和陆相湖沼沉积.沉积相带的空间分布和古地理格局的变迁明显地受到区域构造的控制.区内盆地发育与演化是在华南板块与扬子板块、扬子板块与华北板块相互作用的背景下进行的.早-中三叠世末期的印支运动是下扬子区构造-古地理格局改变的决定性因素,使下扬子海盆闭合,沉积类型由海相沉积变为陆相沉积.下扬子区三叠纪古地理的演化特征也为板块碰撞提供了沉积证据.     

多年冻土融沉性分类研究

在冻土工程中,冻土的融沉性评价是工程地质勘察的主要内容之一,融沉性分类是冻土地基基础设计施工的重要依据．根据345个冻土原状样品融沉压缩试验数据,提出了细砾、砂土、粉土、黏性土、泥炭化黏性土和泥炭质土等6类土的融沉系数一含水量或融沉系数一超塑含水量线性回归方程式,得到与各融沉性分级相应的界限含水量或界限超塑含水量．最后...     

Kinetics of dehydration of Ca-montmorillonite

Isothermal thermogravimetric experiments have been carried out to determine the reaction kinetics of the dehydration processes in fuller's earth, a natural Ca-montmorillonite. Dehydration in swelling clays is a complex reaction, and analysis of the thermogravimetric data using empirical rate equations and time-transformation analysis reveals that the nature of the rate controlling mechanism is dependent upon both the temperature regime of the sample as well as the extent of reaction. For fuller's earth, we find that the dehydration kinetics are dominated by a nucleation and growth mechanism at low temperatures and fractions transformed (stage I), but above 90 °C the last stages of the reaction are diffusion controlled (stage II). The activation energy for dehydration during stage I is around 35 kJ · mol⁻¹, whereas the removal of water during stage II requires an activation energy of around 50 kJ · mol⁻¹. These two stages of dehydration are associated with primary collapse of the interlayer (stage I) and movement of water that is hydrated to cations within the interlayer (stage II). Received: 28 August 1998 / Revised, accepted: 27 January 1999