聚龙山向斜三叠系含水层岩溶发育史及地下水流场控制意义

聚龙山向斜三叠系含水层经历了多期次岩溶综合作用, 其岩溶发育演化规律对于深入认识该地区水文地质条件及分析地下水流场具有重要意义。运用历史比较法, 结合研究区三叠系含水层水化学、同位素、钻孔等资料, 对聚龙山向斜构造演化与岩溶发育史进行了探讨, 进而恢复了地下水流场的演化过程。结果表明, 震旦纪-中三叠世, 研究区构造运动总体表现为垂向上的升降, 沉积的海相地层为岩溶发育提供了物质基础, 但不具备岩溶发育条件, 主要在二叠系茅口组和三叠系嘉陵江组顶面形成古岩溶作用。晚三叠世-早侏罗世, 聚龙山向斜以缓慢隆升为主, 在荆当凹陷的湖盆中相继沉积陆源碎屑, 由于广泛覆盖在碳酸盐岩之上的三叠系巴东组碎屑岩刚接受剥蚀, 导致该时期主要表现为位于水下的埋藏型岩溶。中侏罗世-早白垩世, 燕山运动产生的挤压应力促使研究区形成EW-NW向褶皱、断裂及裂隙, 控制了碳酸盐岩的平面分布格局。部分碳酸盐岩裸露, 岩溶开始发育, 这时期地表水和地下水向荆当凹陷汇集。晚白垩世-古近纪, 随着江汉断陷盆地形成, 盖层巴东组碎屑岩剥蚀线逐渐向南退却, 岩溶发育进一步加强, 产生的老岩溶水系和部分地下水向最低基准面江陵断陷排泄。新近纪以来, 构造运动的间歇性快速抬升使岩溶不断向深部发育, 形成五级岩溶台面和多级地下水流系统, 地表水和地下水最终排泄至长江。地下水流场具有山区到凹陷-断陷盆地-长江的多级次演化机制。      

碰撞造山带地壳深熔作用:来自纳米花岗岩包裹体的观测与实验约束

在碰撞造山带构造演化过程中,中下地壳深熔作用对于深部地壳物理性质与化学成分具有重要控制作用.作为深熔作用的"见证者",纳米花岗岩包裹体是寄主岩石部分熔融作用的产物,能够为确定陆壳岩石中天然熔体特征及分析熔融机制提供关键信息.在喜马拉雅东构造结南迦巴瓦岩群的代表性岩石单元（泥质片麻岩与长英质片麻岩）中,石榴石与锆石中常包含有典型的纳米花岗岩包裹体,其代表性子矿物组合为钾长石+斜长石+石英±黑云母,这是在黑云母脱水熔融过程中、寄主片麻岩中熔体被主要转熔矿物（如石榴石等）捕获所形成一类特殊包裹体.在观测基础上,采用高温高压与高温常压手段,对纳米花岗岩包裹体进行均一化实验并获得均一化玻璃质熔体.成分分析表明,均一化熔体成分以过铝质花岗岩为主,其主/微量元素特征能够有效反演部分熔融作用的演化过程.因此,纳米花岗岩包裹体的天然观测与实验研究对于确定天然熔体特征与深入剖析碰撞造山带的地壳深熔作用具有重要启示意义.      

山西太原西山东缘(晋祠-平泉)构造变形特征及其地质意义

太原西山地区位于山西吕梁山-太行山中部,其构造变形特征对于深入认识华北克拉通中部造山带中-新生代构造演化过程及分析该地区水文地质条件具有重要意义.本次研究对太原西山东缘的晋祠-平泉一带进行详细构造解析及相关构造模型分析.研究结果显示,以石炭系本溪组-奥陶系峰峰组的区域不整合面为构造分界面,太原西山东缘奥陶系碳酸盐岩与石炭系-二叠系碎屑岩的构造样式具有明显差异性.碳酸盐岩层主要发育近S-N向箱式褶皱及断层,碎屑岩层主要发育NE-SW向宽缓褶皱,NE-SW向断层对二者进行叠加改造.上述构造样式的垂向差异性是力学性质不同的岩层在区域构造演化过程中差异性变形的结果.综合分析表明,太原西山地区S-N向和NE-SW向构造形迹形成于华北克拉通中部燕山期陆内造山作用的不同阶段,其区域应力场表现为早期近E-W向(或NWW-SEE向)挤压和晚期NW-SE向挤压,具有"顺时针"演化特征.将野外观测结果与水文钻孔数据相结合,初步构建研究区的构造模型.模型结果显示,近S-N向断层和NE-SW向断层为研究区内主要断裂体系,直接控制了节理等次级裂隙的产出特征,对于太原西山地区的古岩溶作用、岩溶地下水强径流带和强富水区的分布具有明显控制作用.