东准噶尔卡拉麦里地区巴塔玛依内山组火山岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄

巴塔玛依内山组是一套以火山岩为主的陆相火山-沉积地层,在东准噶尔地区广泛分布,规模巨大,且形成时代久存争议。通过对卡拉麦里地区巴塔玛依内山组层型剖面的重新实测,以及对该组中下部层位玄武岩进行LA-ICP-MS测年,获得锆石U-Pb年龄为(338.7±7.7) Ma(MSWD=0.24)。所测锆石的CL图像上可见明显的震荡环带结构,且锆石Th/U比值为0.11～0.95,均大于0.10,13颗锆石的Th/U平均值为0.56,Th/U呈正相关,说明属岩浆锆石,指示其代表了巴塔玛依内山组的形成时代。结合前人的年代学数据及化石资料,将巴塔玛依内山组时代确定为早石炭世中期—晚石炭世初期,认为其中下部层位时代不晚于338.7 Ma。该成果进一步约束了区内陆相火山地层的时代,并为研究东准噶尔构造带的火山岩浆作用及其构造演化提供了新的年代学依据。     

花岗岩质边坡地震动力响应及破坏特征大型振动台试验研究

地震触发的岩质边坡崩塌常造成巨大的灾害,特定地质条件下边坡地震动力响应及破坏机制是工程中的重要难题。以翠华山水湫池崩塌为研究对象,开展振动台试验,研究地震作用下受断层控制的岩质边坡动力响应及破坏机制。试验发现,当断层倾角大于临界角时,不连续界面处的部分反射波与透射波转变为滑行波,使得断层处加速度响应出现突变;模型边坡内部加速度峰值放大系数变化特征表现出显著的三阶段变化趋势;水平加速度响应呈现出随高程增加不断增大的特征,而竖直加速度峰值放大系数增加幅度较小;模型边坡的固有频率变化曲线可以分为3个阶段,整体呈现下降的趋势,表明模型动力特性发生变化。通过对比振动台试验与水湫池崩塌原型,发现含断层结构岩质边坡的主要破坏模式为边坡顶部在地震荷载作用下首先出现贯通的竖直拉裂缝,随后断层上盘破碎岩体裂解破坏,最终沿断层面发生剪切滑动。研究工作将为秦岭花岗岩地震山崩的风险预警提供研究示范,并为开发秦岭山崩遗迹提供科技支撑。     

太行山大峡谷崩塌发育特征及成因模式研究

太行山大峡谷位于山西省壶关县境内的南太行山区,历经亿万年的沧海桑田形成了以峡谷群、峰林石柱、河流瀑布、溶洞等为典型景观的大型高山峡谷景观系统,大峡谷现已建设成为“国家地质公园”和“5A”景区。同时,太行山大峡谷因地处我国第二、三阶梯的地表突变带,构造活动强烈,地表侵蚀严重,在山地特殊气候作用下崩塌灾害频发,时常损毁道路桥梁、破坏生活设施,并危及居民和游客安全,制约景区建设发展。本文立足大峡谷景区地质灾害详细调查,查明大峡谷内发育崩塌达318处,以高位小型岩质崩塌为主,主要分布于海拔700~1100 m之间,崩落高度平均120 m左右,最高可达300 m以上;崩塌多发育在断层带附近和软弱岩层处,沿峡谷两侧呈带状分布,以倾倒式和坠落式的破坏方式为主,具有明显的“群发、多发、复发”的特点。基于对大峡谷景区地形地貌、地层岩性、岩体结构、地表营力及人类活动等崩塌孕灾环境的分析,依据发育区位和致灾效应将崩塌划分为陡壁崩落带、梯状崩石链、碎裂崩滑带和水岸崩塌带4种类型;结合崩塌运动轨迹和对承灾体的效应归纳出崩落滚石型、崩链型、碎裂溃散型、落石涌浪型4种典型成灾模式,并分析提出景区安全防控的对策和建议。研究成果可为高山峡谷区的地质灾害防灾减灾、太行山区的景区开发规划和建设及地质环境保护提供借鉴。     

新疆西准噶尔萨吾尔地区早石炭世埃达克岩地球化学特征、岩石成因及其意义

新疆西准噶尔萨吾尔地区阿克塔木组(新建)为一套中性火山熔岩、火山碎屑岩夹少量酸性火山熔岩建造。流纹岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为337.9±0.77Ma,属早石炭世。安山岩地球化学特征表现为高Si O2(53.42%～64.74%)、A12O3(16.05%～19.23%),富Na2O(4.05%～8.13%)贫K2O(0.36%～3.65%),富Sr(448.1×10-6～1507×10-6),低Yb(0.94×10-6～1.79×10-6)、Y(8.48×10-6～16.92×10-6),高Sr/Y比值(36.6～89.0),富集LREE,亏损HREE,弱Eu正异常,明显的Nb、Ta、Ti负异常,具有典型的埃达克岩特征,为玄武质洋壳在石榴角闪岩相高度部分熔融的产物。阿克塔木组火山岩形成于与洋内俯冲有关的岛弧环境,为早石炭世额尔齐斯-斋桑洋南向俯冲的岩浆记录。俯冲板片边缘受到来自板片窗的高温软流圈物质加热,部分熔融形成的埃达克质熔体与地幔橄榄岩发生熔体-岩石反应,从而形成埃达克岩+富Nb玄武岩组合,同时发生与之相关的Cu-Au成矿作用。阿克塔木组早石炭世埃达克岩的发现,为西准噶尔地区晚古生代岩浆活动、构造演化和金属成矿等研究提供了可靠的依据。     

西天山可克萨拉呼斯特岩体地球化学特征及地质意义

呼斯特岩体为可克萨拉铁铜矿成矿岩体,由石英闪长岩、花岗闪长岩、二长花岗岩及正长花岗岩组成,时代均为晚泥盆世。岩石SiO_2含量为63.30%~69.16%,具有较高的全碱含量,且总体富钾、贫钠,(K_2O+Na_2O平均值为7.28%;K_2O/Na_2O平均值为1.08),ACNK均值为1.06,属准铝质-弱过铝质高钾钙碱性系列。岩体高LREE/HREE值平均为8.32,弱-中等负Eu异常(δEu=0.45~0.79,平均为0.71),富集大离子亲石元素(LILEs:Rb、Th、K、Zr),相对亏损高场强元素(HFSEs:Nb、Ta、Ti),总体显示火山弧花岗岩特点。矿区未发现与295Ma(辉钼矿Re-Os年龄)配套的具有后造山或是陆内地球化学特征的岩体。因此,呼斯特岩体地球化学特征佐证该岩体年龄仍是目前间接提供可克萨拉铁铜矿成矿时代的唯一依据。区内早二叠世辉钼矿化与可克萨拉铁铜矿化应是2次成矿事件的产物。     

大型振动台试验花岗岩相似材料配比研究

为开展秦岭翠华山等大型花岗岩地震山崩的动力响应机制研究,研发配制用于振动台物理模型试验的花岗岩相似材料是该研究工作的基础。选取铁矿粉、石英砂、重晶石粉为骨料,石膏为调节材料,松香酒精溶液为黏结剂的相似材料配比方案,设计考虑4因素5水平的正交试验,并对试验结果进行极差分析及多元线性回归拟合,获得各因素对花岗岩相似材料物理力学性质的影响结果和相似材料配比经验方程。结果表明：花岗岩相似材料的密度随铁粉与重晶石粉占骨料比的增加而增大;随着黏结剂浓度的增加,花岗岩相似材料的抗压强度、弹性模量及黏聚力均显著增大;随着石膏含量的增加,密度、抗压强度及内摩擦角均减小。该试验得到的相似材料配比经验方程可以较好地为花岗岩相似材料或其他相似材料的配制提供参考。     

新疆西准噶尔额敏前陆盆地的构造特征及其演化

西准噶尔吾尔喀什尔山与额敏盆地间的"盆"–"山"耦合关系清楚,盆地边界平行于造山带呈狭长带状展布。"山"区为志留系–石炭系海相陆源碎屑岩-火山岩沉积组合,"盆"区为二叠系陆相磨拉石与新近系红色砂砾岩及第四系河流阶地堆积,具有典型的海相-陆相双层结构。盆缘被巴尔雷克前陆冲断带围限,"山"区发育铲式逆冲断层与蛇头构造、叠瓦扇构造等逆冲推覆构造。表明该"盆"–"山"组合为一典型的前陆盆地系统。额敏前陆盆地形成于早二叠世,属后期冲断变形影响较弱、早期前陆盆地结构特征较明显的"早衰型"前陆盆地。这一成果为额敏盆地乃至西准噶尔盆地分析、构造演化、沉积作用、"盆"–"山"耦合等研究提供了重要信息。     

东准噶尔青河地区野马滩一带托让格库都克组高铝玄武岩的发现及其地质意义

下泥盆统托让格库都克组高铝玄武岩产自东准噶尔青河地区野马滩一带。高铝玄武岩富含大量斜长石斑晶,属亚碱性系列。它们具有显著高A12O3(质量分数为17.22%～21.31%),低SiO2(47.12%～49.45%),高TFe2O3(8.50%～11.98%)、MgO(2.64%～5.63%)、Ni((5.75～27.87)×10~(-6))、Cr((0.99～25.62)×10~(-6)),以及高Sm/Yb值(1.13～1.96)、U/Th值(0.42～0.81)的特征,相对富集大离子亲石元素和亏损高场强元素,显示出典型的高铝玄武岩地球化学特征。进一步研究表明,其岩浆来源于受俯冲带流体交代地幔楔的部分熔融。此外,高Sr/Y值(43.16～47.07)和低Y(质量分数为(15.69～19.09)×10~(-6))、Yb((1.64～2.13)×10~(-6))显示玄武质岩浆源区有俯冲带洋壳物质的加入。高Al特征很可能与高压条件下斜长石的滞后结晶有关。地球化学特征表明,高铝玄武岩形成于岛弧环境。东准噶尔早泥盆世高铝玄武岩的发现丰富了本区火山岩岩类信息资料,并为构造演化研究提供了重要依据。     

新疆西准噶尔哈图岩体地球化学特征及其地质意义

哈图岩体侵位于西准噶尔南部早-中泥盆世海相火山-沉积地层中,主要岩性为二长花岗岩、正长花岗岩及少量碱长花岗岩,是研究西准噶尔晚石炭世构造环境的理想对象。哈图岩体花岗岩中SiO2含量(质量分数,下同)为72.06%~76.53%,全碱(Na2O+K2O)为7.80%~8.57%,CaO为0.20%~1.58%,MgO为0.07%~0.42%,明显具有高Si、富碱、贫Ca、低Mg的特征;这些花岗岩的Al2O3含量为12.55%~14.06%,A/CNK值为1.06~1.15,A/NK值为1.15~1.36,显示其为弱过铝质-强过铝质花岗岩。此外,哈图岩体具有较低的稀土元素总含量((88.14~139.53)×10-6)和高的轻、重稀土元素比值((La/Yb)N值为3.04~6.50),在球粒陨石标准化稀土元素配分模式中显示为典型的右倾"V"字形且具有强烈的负Eu异常,表明源区可能有斜长石残留或出现斜长石的分离结晶作用;在原始地幔标准化微量元素蛛网图中,这些花岗岩明显富集Rb、Th、U、K、Pb等大离子亲石元素,相对富集Zr、Hf,强烈亏损Sr、Ti、P,相对亏损Ba、Nb。以上特征及主量、微量元素特征和图解表明,哈图岩体为典型的弱过铝质-强过铝质A2型花岗岩,其形成于造山后伸展阶段,是由洋壳和岛弧组成的新生地壳受上涌的幔源物质加热,在浅部低压条件下发生部分熔融,再经分离结晶作用的产物。     

伊宁地块阿腾套山塔勒德萨依岩体:高分异花岗岩成因分析北大核心CSCD

为探讨阿腾套山西南缘塔勒德萨依正长花岗岩-花岗斑岩体的形成时代和岩石成因,为伊宁地块石炭纪构造演化提供可靠资料,对塔勒德萨依岩体进行了野外调查、锆石U-Pb定年及地球化学研究。结果显示,花岗斑岩年龄为(338±3)Ma,表明岩体形成于密西西比亚纪。花岗岩的矿物组成接近低共结组分,全岩以高Si、富碱、富K和Rb,低Ti、少Fe、Ca、Mg,贫Ba、Sr、P等为特征,表明其为高分异花岗岩类。结合区域同时代(362~325 Ma)岩浆岩的地球化学资料,认为该花岗岩的母岩浆由混合地壳(新生地壳和元古代角闪岩相基底)部分熔融形成且母岩浆历经了斜长石、角闪石、黑云母、磷灰石和锆石等矿物的分离结晶。综合区域资料认为,塔勒德萨依岩体形成于弧后盆地,此类高分异花岗岩的形成可能标志着维宪期(338 Ma)南天山洋已进入衰亡期。