植被作用下土壤抗剪强度和径流侵蚀力的耦合效应

利用野外径流小区动态监测和人工模拟降雨试验,阐明了草被和灌木的减流减沙效应,从力学层面揭示了坡面侵蚀产沙的过程机理。结果表明,与裸地相比,野外坡面草地和灌木地径流量分别减少28.1%~56.5%和85.7%~100%、产沙量分别减少84.9%~90.7%和98.5%~100%;在人工模拟降雨强度下,草地和灌木地径流量分别减少51.9%~90.9%和61.7%~80.6%、产沙量分别减少93.6%~99.2%和95.5%~99.2%;植被具有明显的增强土壤抗剪强度的作用,不同植被坡面抗剪强度与剪切面上的法向压力成正比,且符合库仑定律;不同下垫面条件下土壤黏聚力与坡面径流量和侵蚀产沙量呈显著的负相关关系,随着黏聚力的增大,径流量和侵蚀产沙量呈下降趋势;草地和灌木地坡面侵蚀临界径流切应力分别为裸地的2.64~3.16倍和2.44~3.18倍,建立了不同被覆坡面临界径流切应力与土壤抗剪强度和黏聚力的关系。研究结果对定量评价植被减蚀作用和深化土壤侵蚀力学过程有一定的参考意义。     

金川铜镍矿床中新生代抬升冷却过程：来自裂变径迹的证据

本文基于热年代学理论,利用锆石和磷灰石裂变径迹测年数据及对磷灰石热史的模拟,分析探讨金川铜镍矿床在中新生代的抬升冷却过程,认为金川超基性岩体自中生代以来一直处于持续的冷却抬升阶段,且在中侏罗世和晚白垩世早期经历了两期快速的抬升冷却事件,推断此事件与青藏高原后期活动时间相对应,证明金川岩体受到该事件的远程效应波及,致使该矿床遭受了一定的改造。     

大兴安岭中段塔尔气地区早白垩世花岗岩成因及形成构造环境

通过大兴安岭中段塔尔气地区三道桥和桑多尔岩体全岩地球化学、年代学和锆石Lu-Hf同位素资料,探讨了其形成时代、岩石成因、源区性质等方面问题。三道桥和桑多尔岩体分别由正长花岗岩和二长花岗岩组成。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明三道桥和桑多尔岩体均形成于早白垩世,其年龄分别为143 Ma和141 Ma。岩石地球化学分析结果显示,三道桥和桑多尔岩体均为高钾钙碱性的I型花岗岩,具有相似的岩浆源区。上述两岩体的锆石ε_(Hf)(t)值为正值(分别为4.9~9.3和2.1~8.1),具较年轻的二阶段Hf模式年龄(t_(DM2)=598~882 Ma,676~1 062 Ma),暗示其源于新元古代—显生宙期间新增生地壳物质的部分熔融。结合区域研究资料,认为三道桥和桑多尔岩体的形成与蒙古-鄂霍茨克洋闭合后的岩石圈伸展密切相关。     

大兴安岭北部新林石英二长岩-花岗岩的地球化学特征及其成因

对额尔古纳地块东南部新林镇附近的侵入岩进行了锆石U-Pb年龄测定、Lu-Hf同位素和岩石地球化学研究。结果表明,岩体形成于141.1~123.8 Ma,是早白垩世岩浆活动的产物。新林石英二长岩-花岗岩高硅较富铝贫镁,属于准铝质、高钾钙碱性系列;具有中等-弱负Eu异常(δEu=0.53~0.72),轻重稀土分异比较明显[(La/Yb)_N=12.42~25.38];相对富集大离子亲石元素Rb、Th、U和LREE,高场强元素Ti、Nb、Ta、P和HREE表现出亏损。新林石英二长岩-花岗岩具有高Sr、低Yb及低Y的特征,且相对富K,属于C型埃达克岩,形成于加厚下地壳的部分熔融。Lu-Hf同位素研究显示其ε_(Hf)(t)为2.1~6.2,二阶段模式年龄(T_(DM2))为1025~786 Ma,认为其岩浆源区为新元古代增生的地壳物质。     

大兴安岭北部额尔古纳地区塔木兰沟组火山岩岩石地球化学特征及成因

额尔古纳地区塔木兰沟组火山岩的岩石地球化学成分显示其以粗安岩为主,少量安山岩和玄武安山岩。该组火山岩SiO_2含量为53.47%~58.50%,全碱含量为[w(K_2O+Na_2O)]4.27%~7.68%,w(MgO)=1.76%~4.03%,Mg~#=0.34~0.51;微量元素分析表明,稀土元素配分模式呈轻稀土富集右倾型,轻重稀土元素分馏较强[(La/Yb)_N=16.35~33.73],富集Rb、Ba、K、Sr等大离子亲石元素(LILE),亏损Nb、Ta等高场强元素(HFSE),Eu负异常不明显(δEu=0.89~0.92)。地球化学等特征表明塔木兰沟组火山岩未经受明显的地壳物质混染,岩浆来源于俯冲流体交代形成的富集岩石圈地幔,经历了以分离结晶作用为主导的演化过程。综合研究认为,额尔古纳地区塔木兰沟组火山岩形成于岩石圈伸展构造环境,与蒙古—鄂霍茨克洋闭合后的后造山伸展体制有关。     

内蒙古塔尔气地区中酸性脉岩的地球化学特征及成因

对塔尔气地区中酸性脉岩的地质特征、锆石U-Pb年龄及地球化学特征进行了研究,并讨论了该地区中酸性脉岩的形成时代、成因及构造环境。锆石U-Pb测年结果表明,这些中酸性脉岩形成于早白垩世141.4~136.0 Ma和136.5~126.4 Ma两个阶段。其中中性脉岩具有中硅、富碱、准铝质(A/CNK=0.80~0.92)的特点,属于高钾钙碱性准铝质岩石,无Eu负异常;而酸性脉岩则表现出高硅、富碱、弱过铝质(A/CNK=1.03~1.24)的特点,属于高钾钙碱性系列,大多具有明显的Eu负异常。综合区域地质资料分析,塔尔气地区中性脉岩与酸性脉岩可能为两次岩浆事件的产物,形成于伸展构造环境。     

拉萨地块林芝杂岩体石榴角闪岩的地球化学特征和年代学研究

本文对位于青藏高原拉萨地体东南缘林芝杂岩中的两类石榴角闪岩进行了详细的地球化学和锆石U-Pb年代学研究。这两类石榴角闪岩分别为硅不饱和的含十字石石榴角闪岩和硅饱和的含石英石榴角闪岩。含十字石石榴角闪岩矿物组合为十字石、石榴子石、角闪石、钠云母、绿泥石、斜长石。石英石榴角闪岩矿物组合为石榴子石、角闪石、石英、斜长石、黑云母。岩石学及变质相平衡研究表明两类石榴角闪岩均经历了高压角闪岩相变质作用。含十字石石榴角闪岩和石英石榴角闪岩具有MORB的地球化学特征,锆石U-Pb年代学分析获得了800~200 Ma的206Pb/238U年龄范围,出现了~430 Ma、~268 Ma和~216 Ma年龄峰值。~430 Ma年龄可能和拉萨地体岩浆活动有关,~268 Ma变质年龄和~216 Ma变质年龄和拉萨地块经历的高压变质作用有关。其中~268 Ma年龄和拉萨地块内部松多高压带榴辉岩的峰期变质年龄一致,而~216 Ma年龄和榴辉岩的围岩含石榴子石片岩年龄一致。对比该区域的年代学研究成果,这表明林芝杂岩体不仅经历了中新生代的变质和岩浆再造活动,还经历了古特提斯洋闭合,南北拉萨地块发生碰撞的晚二叠世的高压变质作用和三叠纪的中压变质作用。     

西藏雅鲁藏布江缝合带西段普兰纯橄岩中橄榄石的出溶特征及指示意义

西藏雅鲁藏布江缝合带西段普兰纯橄岩中橄榄石存在透辉石和磁铁矿共生出溶现象。这类纯橄岩非常新鲜,主要由橄榄石、尖晶石和透辉石等矿物组成。橄榄石的Fo值是90.1~90.7,铬尖晶石的Cr~#为19.8~20.8,远小于蛇绿岩地幔橄榄岩中常见纯橄岩中铬尖晶石的铬值(Cr~#60)。基于前人研究结果,提出这种现象是由于亏损方辉橄榄岩与含钛、铝、钙熔体发生交代作用,从而形成橄榄石的固溶体存在Ti~(4+)、Al~(3+)、Ca~(2+)、Fe~(3+),而Cr~(3+)进入铬尖晶石结晶。后期由于岩体在抬升过程中降温,橄榄石中出溶形成单斜辉石和磁铁矿,而铬尖晶石结晶被保留。依据铬尖晶石-橄榄石的矿物化学成分,识别出低铬纯橄岩具有最低的部分熔融程度为~8%,Cr~#最高的纯橄岩壳其部分熔融程度达到~50%,表明不同岩相间其形成背景存在明显差异。因此,笔者认为普兰蛇绿岩具有多阶段的过程。首先是在洋中脊环境下经历富Ca、Al和Na等熔体交代和部分熔融作用,后受到俯冲带玻安质熔体改造。     

祁连山中段白垩纪以来阶段性构造抬升过程的磷灰石裂变径迹证据

祁连山作为青藏高原的东北边界,是研究青藏高原隆升和扩展的重要区域,利用磷灰石裂变径迹分析反映的祁连山地区白垩纪以来阶段性隆升和扩展新认识对理解青藏高原的隆升过程有重要的意义。分别采自南祁连陆块、疏勒南山—拉脊山缝合带、中祁连陆块和北祁连缝合带22个样品的磷灰石裂变径迹年龄介于(124±11)Ma与(13±2)Ma之间,平均径迹长度介于(13.6±2.3)μm和(10.3±1.8)μm之间。时间-温度反演模拟结果表明祁连山地区至少经历了3个重要构造活动阶段:1)白垩纪早期((129±14)~(115±17)Ma)祁连山隆升,南祁连陆块和疏勒南山—拉脊山缝合带的冷却速率及剥蚀速率均较大,并且祁连山南部可能率先抬升而初步构成高原的东北边界;2)白垩纪中晚期—中新世((115±17)~(25±7)Ma)祁连山构造平静,南祁连陆块和疏勒南山—拉脊山缝合带冷却速率及剥蚀速率均较低;3)中新世以来祁连山由南向北逐渐扩展,构造活动强烈而最终形成盆-山构造地貌格局。祁连山白垩纪早期的快速冷却过程可能是受拉萨地块和羌塘地块碰撞的影响;中新世以来向北扩展则主要是受印度—欧亚板块碰撞的影响。     

塔里木盆地库车坳陷中生界构造古地理分析

运用区域地面地质、地震、钻测井等资料的综合分析,对库车坳陷中生界的盆地结构、构造样式、中生界各层序原始地层厚度和沉积相分布、古隆起形态、区域构造演化等方面进行研究,重建了库车坳陷中生代盆地构造古地理,并对盆地原型成因进行分析。库车坳陷残留中生界总体上为北厚南薄、北剥南超的地质结构,北部强烈角度不整合在南天山海西期褶皱带,南部微角度不整合面在寒武-奥陶系之上,南部边缘沿着温宿-西秋-牙哈古隆起有基底断裂活动。北部单斜带为冲积扇和辫状河三角洲,克拉苏构造带为深湖,南部沿着古隆起带为缓坡三角洲、浅湖。库车坳陷中生代原型盆地位于南天山海西期造山带和塔里木克拉通边缘过渡带之上,地壳均衡可能是盆地沉降的主要动力。南缘古隆起带在南天山洋扩张期为塔里木克拉通台地与被动大陆边缘的台地边缘,南天山洋闭合期为前陆隆起带,发育基底断裂和断块差异活动,在中生代有继承性活动,晚新生代新天山挤压隆升使古隆起带发生挤压变形,成为新天山逆冲变形造山楔的前锋。