西秦岭三叠纪酸性侵入岩中高An值斜长石的成因及其地质意义

研究I型花岗岩中再循环晶的成分和结构特征，对揭示岩浆系统的形成和演化历史以及壳源和幔源岩浆的相互作用具有重要的意义。本文以西秦岭北西段三叠纪过马营复式岩体内的不同造岩矿物为主要研究对象，通过对具有不同结构特征的斜长石"粗晶"和黑云母展开电子探针（EMPA）、LA-ICP-MS微量元素面扫描、原位Sr同位素分析，来探讨含高An斜长石的成因，示踪不同岩浆房端员的属性，约束岩浆演化过程并建立多级岩浆房模型。过马营复式岩体的岩性分为偏铝质花岗岩类和过铝质花岗闪长岩类，两类岩性中均存在An值呈突变的筛状结构斜长石，即高An（72~85）区与低An（20~55）区在同一颗粒中并存，其对应主、微量元素也存在截然变化。与低An区相比，高An区具有高Fe、Mg，高Ba的特征。高钙区斜长石可进一步分为两类，第1类高钙区斜长石（An₈₀-₈₅），和第2类高钙区斜长石（An₇₂-₇₈）。第1类高钙区比第2类高钙斜长石区具有更高的Ca、Al、Fe、Mg、Ba含量。本研究中斜长石晶体存在核_高An-边_低An与核_低An-幔_高An-边_低An两种不同类型的环带结构，表明其各自的生长过程有所不同。高An区与低An区之间An值跳跃式的变化与对应主、微量元素Fe、Mg、Sr、Ba含量特征均指示斜长石成分差异并非晶内扩散、动力学作用以及物理条件的变化造成的，更可能形成于开放的岩浆系统。本文认为斜长石粗晶为再循环晶，其内部的高An区形成于深部富H₂O玄武质岩浆，低An区形成于浅部酸性岩浆房（偏铝质与过铝质）。两种不同高钙区斜长石及其对应的主、微量元素差异指示它们很可能结晶于两批次不同的玄武质岩浆，其中第1类高钙区斜长石的母岩浆相对更富Fe、Mg、Ba。两种玄武质岩浆携带高An斜长石沿岩浆通道向上运移，上升过程熔蚀先前结晶的高An斜长石，将其带入浅部酸性岩浆房后与内部花岗质/花岗闪长质岩浆发生混合。混合之后的岩浆沿高An斜长石残晶边部继续结晶生长，同时高温玄武质岩浆的注入导致浅部岩浆房已结晶的低An斜长石被熔蚀形成筛状结构，随后玄武质岩浆、混合后岩浆依次沿其边部继续生长。我们认为两批次的玄武质岩浆体积较小并未对浅部酸性岩浆房成分造成大的影响。     

基于完整锚杆动测技术的围岩质量识别研究

完整锚杆系统是由完整的锚杆杆体、饱满的锚固介质以及围岩组成的有机体系。在描述锚杆低应变动力响应的数学力学模型中,将锚固介质与围岩对锚杆体的作用简化为沿杆长均匀分布的杆侧弹性系数与阻尼系数,以及均匀分布在杆底的刚度系数与阻尼系数,即锚杆系统的动力参数。它们不仅表征了锚杆锚固质量,而且体现出锚杆所处围岩的物理参数。通过建立围岩物理参数与完整锚杆系统动力参数的映射关系,可以对围岩质量进行识别。为此,建立了完整锚杆三维轴对称有限元计算模型,得到不同的围岩物理力学参数所对应的锚杆杆顶速度响应;根据完整锚杆低应变动力响应理论解和遗传算法建立了完整锚杆动力参数的识别方法;通过对不同围岩下完整锚杆的数值模拟结果的动力参数识别,建立了杆侧弹性系数与围岩变形模量之间的关系式,提出了一种基于完整锚杆动测技术的围岩质量识别方法。