江南造山带新元古代中期(830～750Ma)岩浆活动及对构造演化的制约

连接扬子地块和华夏地块的江南造山带是华南前寒武纪最重要的构造单元,其形成和演化长期以来备受关注。在江南造山带的范围内广泛发育了新元古代岩浆岩,它们是探讨江南造山带构造演化的重要对象,但其成因和形成的构造背景却备受争论。本文系统收集和分析了江南造山带830~820 Ma花岗岩、800~780 Ma酸性岩和800~750 Ma基性岩的地球化学数据。研究表明,不同时间段的岩石成因类型存在系统差异,830~820 Ma的花岗岩主要为S型花岗岩,800~780 Ma的酸性岩主要为A型酸性岩,而800~750 Ma的基性岩以拉斑系列和碱性系列为主,并在构造判别图中显示了板内玄武岩(WPB)和洋中脊玄武岩(MORB)的特征。综合同位素年代学、岩石地球化学和沉积学等学科领域的研究成果我们认为:扬子北缘和西缘应先于东南缘在1000~900 Ma期间发生碰撞,而此时的东南缘仍为活动大陆边缘;直到~830 Ma,扬子地块与华夏地块沿江南造山带发生拼贴,但只是陆-弧-(微)陆之间的"软碰撞",而无山脉隆升和高级变质作用,各个块体之间处于"联而不合"的状态,大洋岩石圈拆沉之后的软流圈上涌和由拆沉所引起的拉张作用导致了上覆岩石圈和陆壳发生部分熔融,产生了江南造山带830~820 Ma的S型花岗岩;随着全球Rodinia超大陆的裂解,~820 Ma,华南裂谷盆地开启,并在随后的裂解过程中发育了大量与伸展有关的800~780 Ma A型酸性岩和基性岩脉/墙,而其明显高于同时代MORB源区的地幔潜能温度显示,导致Rodina超大陆裂解的地幔柱可能对该时期岩浆岩的地幔源区有一定影响;随着拉张作用的不断加强,出现了760~750 Ma碱性系列和具MORB特征的基性岩,此时的软流圈地幔既提供热量又有物质供应。     

基于挟沙力的三峡水库泥沙淤积形态分析

三峡水库蓄水运用后,泥沙淤积主要分布在常年库区的宽谷和弯道,峡谷则无累积性淤积。基于实测资料计算了三峡成库前（2001年）和成库后（2003-2011年）的挟沙力,结果表明挟沙力随着不同运行阶段坝前水位的抬高而逐步降低,宽谷河段降低幅度较大,峡谷河段降低幅度较小,泥沙淤积比率逐步增大。宽谷河段挟沙力普遍降至含沙量以下而发生淤积,峡谷河段挟沙力仍大于含沙量而无累积性淤积。流量越大,宽谷河段的挟沙力越小于含沙量,而峡谷河段的挟沙力越大于含沙量,表明宽谷河段淤积主要发生在汛期,而峡谷河段汛期以冲刷为主。由于细颗粒泥沙絮凝沉降以及黏性淤积物难以冲刷,恢复饱和系数淤积取1、冲刷取0.01得到的沿程淤积量计算值与实测值吻合较好。弯道河段计算的淤积量与实测值差异较大,表明弯道河段二维特征明显,利用一维的挟沙力计算淤积量不能适用。     

横向振动格栅紊流紊动特性试验

建立了一套大尺度格栅紊流试验系统,格栅进行有别于传统垂向模式的横向振动,采用粒子图像测速技术(Particle Image Velocimetry,PIV)测量流速。对瞬时流速的检验表明,该系统产生的紊流场具有较强的随机性和统计规律性。均方根流速在格栅片附近变化较大,在两片格栅中间处趋于稳定,纵向均方根流速明显大于垂向均方根流速,二者比值在1.5~2.0之间,接近天然明渠紊流。雷诺应力在距格栅越近处波动越大,随着距格栅距离的增加而减小,至两片格栅中间处雷诺应力基本为0。时间和长度积分尺度在格栅片处最小,随着距格栅距离的增加而线性增加,至两片格栅中间处达到最大值。流速能谱呈现Kolmogorov理论的-5/3次方规律。本系统生成的紊流场的统计规律与传统的垂向振动格栅紊流较为一致,但纵向和垂向的紊动强度更接近实际,为后续紊流中泥沙和污染物等运动机理的研究奠定了基础。     

冻融与静荷载双重作用下土体中水分场变化规律模型试验研究

在季节冻土区,反复冻融作用能够导致土体中水分迁移和重分布;对土体施加静荷载时,土体内部应力场发生变化,水分场也发生变化。通过对EC-5土壤水分传感器进行标定发现,相同密度条件下,含水量低于26.2%时,测试结果误差较小,高于26.2%时,则误差较大;不同密度时,密度越大,所测得的电压值越大。通过模型试验,研究冻融循环作用和冻融与静荷载双重作用下土体中水分场的变化规律,试验结果表明:两种情况下,土体内部水分含量都随冻融循环次数的增加而逐渐增大;无荷载时,在距表层0~20 cm范围内有含水量较高区域;施加静荷载时,在荷载下方和距离荷载最远的土体表层有三个水分集中区域,而在荷载两侧则有两个低含水量区域。     

南海中尺度涡强度的季节和年际变化分析

为了研究南海中尺度涡强度的季节和年际变化规律,利用Matlab提取50 a(1958~2007年)简单海洋资料同化(Simple Ocean Data Assimilation,SODA)月平均数据集中流场和海表面高度场数据,应用一个涡旋自动探测算法对南海中尺度涡初始生成位置进行分析,并分析了海表面高度异常均方根值的季节变化和年际变化。结果表明:50 a里南海中尺度涡主要分布在吕宋岛西北海域、吕宋岛西南海域和越南以东广大海域,秋、冬季中尺度涡能量较高,春季中尺度涡最弱,中尺度涡强度高值区年际变化明显。从季节变化上看,海面高度异常均方根春、夏季最小,秋冬季最大;从年际变化上看,与同时期Nino3指数有显著负相关,周期大约为3 a。     

锚杆杆体–砂浆界面力学特性的剪切速率效应研究

中等应变率下锚固系统的力学响应是地震作用下支护结构安全性分析与评价的关键问题,特别是锚固界面通常为锚固系统中的薄弱环节,其在动态荷载下的力学特性至关重要。开展不同剪切速率条件下锚杆杆体–砂浆界面的直剪试验,详细分析不同法向应力下剪切速率对峰值剪应力、抗剪强度参数以及法向变形性能的影响。试验结果表明,在中等应变率条件下,随剪切速率增大,锚杆杆体–砂浆界面峰值剪应力总体表现为先迅速增加后基本保持不变的趋势;黏聚力和剪胀量均呈现出先增加后减小的变化趋势。试验成果可为中等应变率下锚固系统动力响应分析提供基础数据。     

新疆东准噶尔顿巴斯套金矿床含金黄铁矿Rb-Sr等时线年龄及地质意义

新疆东准噶尔地区金矿床矿石矿物的直接定年研究比较缺乏.顿巴斯套金矿床位于该地区阿尔曼泰构造带东段北东侧,为该构造带中规模最大的金矿床.应用Rb-Sr同位素定年方法对该矿床9件黄铁矿样品进行了成矿时代测定,获得等时线年龄为268±3 Ma（MSWD=0.7）,该年龄与矿区西北部高钾钙碱性花岗岩成岩时代一致,成矿与中二叠世构造岩浆活动具有密切关系.同时结合近些年来金矿床成岩成矿年代学研究成果,认为中二叠世（270~260 Ma）为东准噶尔地区一个重要的金成矿时限.黄铁矿Rb-Sr年龄的厘定,显示顿巴斯套金矿床为中二叠世东准噶尔地区后碰撞伸展背景下构造-岩浆-流体活动的产物,也为东准噶尔金矿床成矿作用对比和找矿实践提供了参考.      

鄂尔多斯盆地东缘保德地区上古生界层序地层与沉积相特征

为了揭示鄂尔多斯盆地东缘层序地层与沉积相特征,以层序地层学和沉积学理论为指导,对鄂尔多斯盆地东缘保德扒楼沟剖面及周缘上古生界的层序与体系域界面类型、层序结构、沉积相类型及沉积演化进行研究。依据区域性不整合面、下切谷冲刷面、海侵方向转换面和区域性海退面等层序界面将研究区上古生界划分为7个三级层序,分别对应于本溪组、太原组2段、太原组1段、山西组、下石盒子组、上石盒子组和石千峰组。保德扒楼沟及周缘上古生界剖面发育16种岩石类型和8种岩石组合。区内上古生界发育障壁海岸相、碳酸盐岩台地相、辫状河相和曲流河相。SQ1-SQ3中低位体系域发育风化壳和潮道亚相,海侵体系域发育潮坪亚相和潟湖亚相,高位体系域发育碳酸盐岩台地相、潟湖亚相和潮坪亚相;SQ4-SQ7中低位体系域发育辫状河河床亚相,海侵体系域主要发育曲流河泛滥平原亚相,高位体系域主要发育多期曲流河河床亚相—堤岸亚相—泛滥平原亚相的演化序列。区内上古生界经历了由障壁海岸相和碳酸盐岩台地相向河流相的演化过程,沉积演化主要受物源供给、海平面变化和构造活动的控制。     

大兴安岭北段扎兰屯地区晚古生代早期花岗质岩浆作用——对额尔古纳 兴安地块和松嫩地块拼合时限的制约

扎兰屯地区位于二连 贺根山 黑河构造带中段,区内发育韧性变形叠加的晚古生代早期花岗岩类。本文在详尽的野外地质调查基础上,对该套花岗岩类的锆石U- Pb年代学和地球化学进行系统分析,研究其成岩年代序列,探讨岩石成因及构造背景,厘定韧性构造叠加的时限,进一步揭示扎兰屯地区额尔古纳 兴安地块和松嫩地块的拼合过程,为兴蒙造山带的区域构造演化研究提供新材料。大量年代学研究显示,扎兰屯地区晚古生代早期花岗质岩浆作用发生于405~325Ma之间,该作用可进一步细化为早中泥盆世(Ⅰ期、405~380Ma)、晚泥盆世—早石炭世初(Ⅱ期、365~350Ma)和早石炭世晚期(Ⅲ期335~325Ma)等3期。其中Ⅰ期和Ⅱ期花岗岩类属高钾—钾玄质钙碱性、准铝质—弱过铝质花岗岩类,可能为俯冲背景下岛弧岩浆活动形成的I型 分异I型花岗岩;Ⅲ期花岗岩类属中—高钾钙碱性、准铝质—弱过铝质花岗岩类,可能为后碰撞背景下岩浆活动形成的分异I型- A型花岗岩。该套花岗岩类普遍叠加韧性变形,可能为碰撞后侧向逃逸作用的产物,变形时限为晚石炭世末—早二叠世(308~290Ma)。大兴安岭北段晚古生代早期花岗质岩浆作用与额尔古纳 兴安地块和松嫩地块的碰撞拼合作用有关,扎兰屯地区二者的碰撞拼合时限可能为早石炭世中期。     

伊宁地块早石炭世球泡流纹岩的发现及地球化学特征

伊宁地块西段中部阿腾套山一带发现的球泡流纹岩,多数产于早石炭世海相无球泡流纹岩夹层中,整体呈层状、互层状,球泡通气孔顺层平行于流纹构造定向分布,推断是海相极浅水环境下的产物,因而具有精细指相意义。该球泡流纹岩与同期A型花岗岩类共生,属碱性岩类,SiO_2含量为69.18%~77.69%,K_2O大于4%,Al_2O_3为11.32%~16.24%,Ga/Al×10~4=2.1~7.8,∑REE=85.22×10~(-6)~348.8×10~(-6),(La/Yb)_N=6.7~14.8,相对富集轻稀土,δEu具明显负异常,稀土配分及大离子元素蛛网图均与A型花岗岩类地球化学特征总体相同。ε_(Hf)(t)均大于0(+12.5~+15.5),两阶段锆石Hf模式年龄大于锆石U-Pb年龄,表明源区可能为早古生代新生地壳物质部分熔融演化而来。A型球泡流纹岩与同期A型花岗岩类均形成于拉张构造环境,是区内早石炭世大哈拉军山组中迄今唯一发现的显示拉张构造环境的珍贵实例。为揭示和探讨伊宁地块总体处于汇聚大背景下的局部拉张环境,以及东窄西宽之楔形构造形态提供了可能。