新疆吾尔喀什尔地区晚泥盆世铁列克提组火山岩LAICP-MS锆石U-Pb年龄、地球化学特征及构造意义

西准噶尔晚泥盆世铁列克提组主要分布于吾尔喀什尔山西部,为一套海陆交互相火山-沉积地层。火山岩地球化学研究表明,Si O2含量为51.18%~62.48%,Ti O2为0.60%~1.49%、全碱(K2O+Na2O)为1.26%~6.28%,相对富钠贫钾。A12O3为15.53%~18.68%、Mg O为2.64%~7.55%,Mg#为41.2~58.5,属于亚碱性系列。稀土元素总量高(∑REE=36.21×10-6~97.10×10-6),轻、重稀土分馏较强((La/Yb)N=2.88~6.72),具轻微负Eu异常(Eu/Eu*=0.74~1.07)。相对富集LILE(Rb、Ba、Th和K),亏损HFSE(Zr、Hf),Nb和Ta强烈亏损,Ti轻微亏损。岩石源区主要受俯冲流体交代,受地壳物质混染较弱,整体具有弧火山岩的地球化学特征。与火山岩伴生的凝灰岩LA ICP-MS锆石U-Pb同位素测年结果为363.3±4Ma。综合分析认为铁列克提组火山岩属于大陆边缘弧火山作用的产物,同时,博什库尔-成吉斯岩浆弧可能至少延续至晚泥盆世。这为进一步认识西准噶尔博什库尔-成吉斯岩浆弧的性质及构造演化提供了证据。     

面向拓扑分析的海洋流场临界点提取算法研究

临界点是海洋流场拓扑结构中的重要构成要素,基于临界点的特征提取对于揭示海洋流场拓扑特征、开展海洋流场拓扑分析具有重要意义。本文基于临界点理论和Sperner引理,综合改进后的双线性插值算法和Sperner完全标号法,对海洋流场数据进行了临界点特征提取。首先,在双线性插值算法中添加滑动窗口处理,筛选临界点的候选网格单元,并采用聚合思想通过降低网格分辨率解决了网格插值中的二义性问题,同时考虑了0值网格存在的9种情形,通过迭代聚合思想滑动筛选候选网格单元,解决了插值网格均为0的情况。其次,提出了基于Sperner完全标号的最小值法临界点提取规则,将速度向量模最小的网格中心作为临界点,解决了实际流场物理场景中非0值的临界点提取。对两次提取结果进行合并、去重等处理,可以得到较为全面的临界点提取与分类结果。最后,通过对多个海域、不同深度流场数据的实验结果分析,证明了综合后的临界点提取方法的有效性及可行性。     

中条山前寒武纪花岗岩地球化学、年代学及其地质意义

涉及华北克拉通基底拼合的时、空演化近年已成为华北克拉通研究的热点之一.开展对华北克拉通中部带中条山前寒武纪涑水杂岩中非TTG质花岗岩的研究有可能为讨论这一问题提供重要信息.涑水杂岩中非TTG质的花岗岩以横岭关、解州黑云二长花岗岩和烟庄钾长花岗岩为代表,岩相学、地球化学和LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果显示,横岭关和解州黑云二长花岗岩具有相似的岩相学、地球化学特征和几乎一致的形成年龄(锆石年龄分别为2609±31Ma和2620±14Ma),表明它们属于同一期岩浆活动的产物.烟庄钾长花岗岩形成于古元古代(2351±37Ma).横岭关、解州黑云二长花岗岩锆石εHf(t)值分别为-2.3～+4.8和+4.4～ +7.6,对应的模式年龄分别为2791～ 3222Ma和2628 ～2823Ma.新太古代横岭关和解州黑云二长花岗岩属于高钾钙碱性Ⅰ型花岗岩,源自～2.7Ga的TTG岩石和下地壳镁铁质岩石部分熔融混合而成.烟庄钾长花岗岩中锆石的εHf(t)值为-1.8～ +7.8,对应的模式年龄为2408～2996Ma,类似低Sr、Yb的喜马拉雅型花岗岩,其成因与地壳加厚引起陆壳熔融相关.综合前人及本项研究成果发现,华北克拉通中部带在2.8～ 1.8Ga这一长达10亿年的地壳演化过程中,并不存在明显的地壳生长“幕式”特点,而显示出小频率持续脉冲生长的特点,表明华北的东部、西部和中部带在晚太古代末之前已经是统一的陆块.     

基于突变理论模型的卧龙湖湿地退化判别研究

湿地生态系统退化的临界状态判别是湿地风险评价的重要内容,也是实施湿地生态系统健康有效管理与保护的重要前提。以中国北方半干旱地区天然内陆湿地——卧龙湖为例,在综合考虑湿地退化指标的基础上,选择水质、蓄水量、生物多样性和生态脆弱性等典型参数指标建立了湿地生态系统退化状态判别的尖点突变模型。研究表明湿地生态系统的退化过程与突变理论的基本特征相符,模型拟合结果较好地反映了卧龙湖湿地退化状态。通过对卧龙湖湿地1994~2009年的数据模拟,结果表明:1994~2001年间卧龙湖湿地生态系统处于较健康的状态,而2002年的判别结果显示卧龙湖湿地处于退化突变状态,即湿地退化导致了生态系统相当程度的损害。研究还表明,卧龙湖湿地生态水量的减少和水环境质量的降低是导致湿地退化的重要因素。为了保护湿地生态系统的健康,防止卧龙湖湿地生态系统退化的发生,应在科学配置区域水资源的同时合理调整区域的产业结构,提高农村污水处理率。     

近断层地震作用下多层RC框架火灾后抗震性能分析

为研究近断层地震动特性对火灾后多层RC框架抗震性能的影响,以火灾后某多层RC框架结构为研究对象,结合火灾后现场材料的检测与鉴定报告,开展了结构火灾前后在近场有脉冲和无脉冲地震作用下的结构动力弹塑性时程分析,对比分析了近场有脉冲和无脉冲地震动特性对火灾前后RC框架结构整体的抗震性能的影响。研究结果表明:火灾后,整体结构地震响应明显大于火灾前,火灾后结构底层层间位移角在脉冲型地震和无脉冲地震作用下分别达到火灾前的1.44和1.54倍;近场脉冲型地震作用下结构响应明显大于无脉冲地震,罕遇地震作用下,近场脉冲型地震工况下的底部层间位移角相较于无脉冲地震工况增加了96.0%,火灾后更是增加了118.0%。研究成果可为多层RC框架火灾后安全性评估和加固设计提供参考。     

华北克拉通南缘太华杂岩组成及演化

太华杂岩位于华北克拉通南部,其组成复杂,记录了几乎所有早前寒武纪各阶段重要的地质事件;此外,由于其所处特殊地理位置,研究太华杂岩对于华北克拉通早前寒武纪地壳形成和演化、构造单元划分和基底拼合等都具有举足轻重的科学价值。本文综合已有的岩石学、变质作用、地球化学以及同位素年代学等诸多研究工作,得到以下阶段性结论和认识:1)将鲁山地区太华划分为以深成侵入岩为主的片麻岩系和以变质沉积-火山岩为主的表壳岩系;前者形成于中太古代晚期-新太古代早期,后者形成于古元古代晚期。而小秦岭地区太华杂岩中变质深成侵入岩形成时间跨度较大,为中太古代晚期-古元古代早期;而其上覆的火山-沉积岩可与鲁山太华杂岩的表壳岩类比,形成时间亦为古元古代晚期。2)中太古代-新太古代(2.91～2.50Ga)为华北克拉通南部大陆最主要的地壳形成时期。提出太华杂岩在太古宙经历了两期明显的地壳生长时间,一期发生在2.85～2.70Ga,以鲁山太华片麻岩系中的深成侵入岩和斜长角闪岩为代表;另一期发生在～2.50Ga,以小秦岭华山和崤山地区太华杂岩中各类花岗质岩石为代表。3)太华杂岩在所谓的全球陆壳生长"沉寂期(2.45～2.20Ga)"岩浆活动异常发育,推测这一时期的岩石形成于古元古代俯冲-汇聚环境,可能是与华北克拉通南部太古宙陆块和其他陆块汇聚-碰撞相关。4)太华杂岩在古元古代晚期普遍遭受了强烈的变质和变形,其变质程度主体为高角闪岩相,局部可达麻粒岩相,且记录了包含近等温降压退变质片段的顺时针变质作用P-T轨迹,经历了一个漫长的变质演化过程(1.97～1.80Ga),变质作用的时限跨度可达150Myr。5)提出华北克拉通南部曾经为一个统一基底,称之为"南部太古宙地块",此地块形成时间为新太古代末期(～2.5Ga)。该古老陆块经历了如下5个构造-演化阶段:(1)冥古宙-始太古代初始陆核形成;(2)中太古代-新太古代陆壳快速生长;(3)古元古代早期(～2.3Ga)岩浆活动异常活跃;(4)古元古代(2.30～1.97Ga)陆内拉伸-破裂;和(5)古元古代末期(1.97～1.80Ga)陆块最终拼合。     

陇山杂岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及其地质意义

陇山杂岩位于华北克拉通西南缘,构造位置与小秦岭地区遥相呼应,主要为一套中、深变质的火山-侵入岩和碎屑岩系正变质花岗质片麻岩具有高SiO2,Al2O3,高Na2O/K2O(>2.0)以及Sr/Y(>20)和La/Yb(N)(>10)特征,与太古代TTG岩套(奥长花岗岩-英云闪长岩-花岗闪长岩)的地化特征相似,是陇山杂岩内部首次发现并报道的TTG质片麻岩系露头;LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果显示三组峰值年龄:1.90Ga(1.90-1.95Ga)、2.35Ga(2.35-2.40Ga)和2.50Ga(2.45-2.50Ga)1.90Ga的Th/U为0-0.08,2.35Ga和2.50Ga的Th/U几乎都大于0.1,指示陇山杂岩经历了1.9Ga透入性的变质事件、2.35Ga和2.50Ga岩浆事件,2.50Ga代表了英云闪长岩的形成时限本文地球化学以及年代学研究结果与华北克拉通内部记录一致。陇山杂岩与太华杂岩、涑水杂岩和登封杂岩等共同构成了华北地块南缘基底岩系的出露带,广泛且强烈的1.9Ga变质年龄记录显示本地区也可能受到了早元古代前Rodinia超大陆的影响     

柴北缘鱼卡河榴辉岩的变质演化——石榴石成分环带及矿物反应结构的证据

柴北缘鱼卡河榴辉岩的典型矿物组合为石榴石-绿辉石-多硅白云母-金红石。其中粗粒石榴石变斑晶普遍保存进变质生长环带,从核部到边部石榴石的化学成分、包体矿物的种类和粒度皆呈现出规律的分带性。岩相学和矿物化学研究进一步表明,该榴辉岩经历了前榴辉岩相、榴辉岩相及后榴辉岩相三个主要变质演化阶段。前榴辉岩相以石榴石核部成分及核部包体矿物组合石榴石(GrtⅠ) 角闪石(AmpⅠ) 斜长石(PⅡ) 石英(Qtz)为特征,P-T 估算结果为450～500℃和0.6～0.7GPa。榴辉岩相变质阶段又可细分为早期、峰期榴辉岩和退变角闪榴辉岩三个亚相。早期榴辉岩亚相以石榴石幔部成分和幔部包体矿物组合石榴石(GrtⅡA) 绿辉石(OmpⅡA) 多硅白云母(PheⅡA)±黝帘石(Zoi) 金红石(Ru)为代表,估算的温压条件为580～640℃和2.4～2.5GPa;峰期榴辉岩相以石榴石的边部(GrtⅡB)及基质中绿辉石(OmpⅡB)和多硅白云母(PheⅡB)的核部为代表,矿物组合为 GrtⅡB OmpⅡB PheⅡB Ru,估算的 P-T 条件为620～680℃和3.0～3.4GPa;退变角闪榴辉岩相以共生的石榴石的最边部(GrtⅡC)、基质绿辉石(OmpⅡC)和多硅白云母(PheⅡC)的边部及镁红闪石(AmpⅡ)组合为代表,矿物组合为 GrtⅡC OmpⅡC AmpⅡ PheⅡC,估算的 P-T 条件为700～720℃和2.3～2.4GPa。后榴辉岩阶段主要为麻粒岩-高角闪岩相,以绿辉石分解形成透辉石 钠长石冠状体以及进一步分解形成韭闪石 斜长石,铁红闪石分解形成浅闪石 斜长石为代表,P-T 估算结果为550～600℃和0.6～1GPa。温压估算结果表明,鱼卡河榴辉岩经历了升温升压—升温降压—降温降压的一个顺时针 P-T 演化轨迹,它记录了从俯冲-超高压变质-抬升的连续的演化过程。峰期变质条件为630～680℃和3.0～3.4GPa,已达超高压变质范畴。榴辉岩中进变质矿物组合和生长环带的保存说明榴辉岩的形成经历了相对快速的俯冲和折返的动力学过程。     

阿尔金超高压(>7 GPa)片麻状(含)钾长石榴辉石岩--石榴子石出溶单斜辉石的证据

岩相学和矿物化学研究表明,阿尔金英格利萨依一带片麻状(含)钾长石榴辉石岩中的粗粒石榴子石出溶单斜辉石和金红石.统计石榴子石出溶的单斜辉石的面积比最高>5%,重建出溶前该石榴子石(Grt1)单位分子式中的Si值高达3.061,为含Na的超Si-石榴石或含有majorite分子的石榴子石.依据石榴子石含辉石摩尔体积压力计和majoritic-石榴子石Si-(Al Cr)压力计估算其峰期变质压力>7GPa,利用三元碱性长石温度计和钛铁矿-磁铁矿固溶体的实验资料获其形成温度约1000C.同时,结合其原岩具有板内基性与中性火成岩及其可能是源于大陆岩石圈地幔的基性岩浆演化产物的地球化学特征,以及与其伴生的超高压石榴子石二辉橄榄岩的发现和超高压含石榴子石花岗质片麻岩的研究,不仅证明区内超高压岩石的形成是陆壳深俯冲作用的产物,而且表明这种深俯冲可能达到>200km的地幔深处.这对深入探讨阿尔金乃至中国西部碰撞造山带形成与演化的动力学机制提供了新的证据.     

阿尔金超高压(>7 GPa)片麻状(含)钾长石榴辉石岩

岩相学和矿物化学研究表明, 阿尔金英格利萨依一带片麻状(含)钾长石榴辉石岩中的粗粒石榴子石出溶单斜辉石和金红石. 统计石榴子石出溶的单斜辉石的面积比最高>5%, 重建出溶前该石榴子石(Grt1)单位分子式中的Si值高达3.061, 为含Na的超Si-石榴石或含有majorite分子的石榴子石. 依据石榴子石含辉石摩尔体积压力计和majoritic-石榴子石 Si-(Al+Cr)压力计估算其峰期变质压力>7 GPa, 利用三元碱性长石温度计和钛铁矿-磁铁矿固溶体的实验资料获其形成温度约1000℃. 同时, 结合其原岩具有板内基性与中性火成岩及其可能是源于大陆岩石圈地幔的基性岩浆演化产物的地球化学特征, 以及与其伴生的超高压石榴子石二辉橄榄岩的发现和超高压含石榴子石花岗质片麻岩的研究, 不仅证明区内超高压岩石的形成是陆壳深俯冲作用的产物, 而且表明这种深俯冲可能达到>200 km的地幔深处. 这对深入探讨阿尔金乃至中国西部碰撞造山带形成与演化的动力学机制提供了新的证据.