滇西北石鼓杂岩中花岗质片麻岩年代学、地球化学特征及地质意义

青藏高原东南缘滇西北前寒武纪石鼓变质杂岩中新识别出一套花岗质片麻岩.采用LA-ICP-MS方法进行锆石U-Pb年代学分析,获得206Pb/238 U加权平均年龄分别为790±11 Ma(MSWD=2.1,n=10)和814±15 Ma(MSWD=5.7,n=9),显示其形成于新元古代早期.地球化学特征显示,岩石具有高硅(SiO2=66.05％～77.16％)、高 K2O/Na2O(0.90～9.26,均值2.57)特征,MgO=0.35％～3.60％,TFeO=1.02％～4.86％,P2O5=0.03％～0.17％.铝饱和指数A/CNK为1.08～2.51,矿物组合中出现石榴子石和白云母等富铝矿物,CIPW标准矿物中刚玉分子平均含量为4.72％,显示为强过铝质花岗岩.球粒陨石标准化稀土配分显示轻稀土元素富集,(La/Yb)N=1.79～12.34,具明显的Eu负异常(δEu=0.21～0.67).原始地幔标准化蛛网图显示,岩石富集Rb、U,明显亏损Ba、Ta、Nb、Sr、P、Ti元素.综合分析认为,花岗质片麻岩原岩主要为低成熟度、黏土贫乏的砂质岩在高温条件下部分熔融的产物,形成于后碰撞构造环境,是Rodinia超大陆汇聚事件在滇西北石鼓地区的响应.     

强降雨条件下碎裂岩质边坡锚墩式主动网加固机理模型试验

川藏铁路沿线岩体受地质构造、风化作用以及酸雨作用的影响,广泛发育有深厚的碎裂带,工程开挖常形成长大碎裂岩质边坡。该类边坡除坡面碎块石的崩落外,还存在整体失稳风险,常规主动网难以有效加固。基于此,提出锚墩式主动网新型组合结构,以预应力锚索代替主动网中的短锚杆,约束碎裂岩质边坡坡面岩块位移的同时进行边坡的深层加固。设计了1 ︰ 10大比例尺室内模型试验,探究强降雨条件下锚墩式主动网在碎裂岩质边坡加固中的应力-应变特征,探索其协同受力机理及设计方法。试验结果表明,强降雨条件下,锚墩式主动网组合结构可协同受力,且主动网受力对预应力锚索的工作状态有显著影响,会形成明显的二次张拉,设计时应充分考虑。     

酸雨水化学损伤加剧粉砂质泥岩崩解机制研究

酸雨区泥质岩崩解相对于非酸雨区显著增强，但其机制尚有待进一步研究。以酸雨条件下水化学损伤的形成及其发展特性入手，选取典型酸雨区攀枝花市机场滑坡粉砂质泥岩，进行不同pH值条件下（pH=7、5、3）的耐崩解性试验。通过测定试验后崩解液离子成分变化、观察酸雨作用前后粉砂质泥岩薄片镜下特征、分析试样崩解破坏模式，探究酸雨水化学损伤加剧粉砂质泥岩崩解的细观机制；引入比表面积增量指标表征崩解残留物破碎程度，定量评价酸雨水化学损伤对粉砂质泥岩崩解的加剧效果。研究结果认为，粉砂质泥岩酸雨水化学损伤主要源于特定矿物的溶蚀，为其崩解劣化提供额外路径；随着崩解液pH值降低，粉砂质泥岩水化学损伤增强，崩解路径增多，崩解破坏模式发生转化，崩解残留物愈发破碎；采用比表面积增量指标可良好反映崩解残留物的破碎程度，崩解残留物愈破碎，比表面积增量指标值越大，粉砂质泥岩崩解程度越高。结论可为酸雨地区岩土体工程性质评价及加固设计提供理论参考。     

辉长岩质边坡酸雨致滑机理试验研究

酸雨作为一种常见自然灾害,不但会对环境产生污染和破坏,也会引起岩土体的失稳破坏如边坡垮塌等,学者们对后者的研究较少。酸雨区基性/超基性岩质边坡失稳现象常见,但结合酸雨影响的失稳机理尚有待研究。本文以典型酸雨区雅安境内一辉长岩边坡为例,首先设计了岩石酸雨化学风化模拟实验,开展了不同贯通度和酸雨作用历时的辉长岩结构面酸蚀作用研究;通过岩体结构面直接剪切试验及边坡稳定性计算对比分析了不同酸雨作用历时条件下的边坡滑动稳定性,论证了酸雨作用对边坡稳定性的显著弱化作用。通过对酸雨作用前后试样的X衍射测试（XRD）、偏光显微镜薄片观察、扫描电子显微镜测试（SEM）提出了酸雨显著弱化边坡稳定性的内在原因,认为辉长岩边坡酸雨弱化机理主要体现在两个方面:岩石中的链状硅酸盐矿物（辉石）和架状硅酸盐矿物（基性斜长石）酸蚀为层状硅酸盐矿物（绿泥石、伊利石及高岭石）,显著降低结构面抗剪强度;可溶盐及部分黏土矿物逐渐被酸雨溶解携运流失,结构面上逐渐发育裂隙,使潜在滑面有效抗剪面积减小。研究成果可为酸雨地区的岩土体稳定性分析评价及加固工程设计提供参考     

新疆哈尔里克早石炭世A型花岗岩的岩石成因及构造意义

对出露在哈尔里克山西段小白杨沟-南山口一带的早石炭世花岗岩进行了锆石LA-ICP-MS U-Pb定年,结果为331.3±1.9 Ma,属早石炭世晚期。其岩石组合为碱长花岗岩、碱性花岗岩,暗色矿物以黑云母为主,见钠质角闪石,具富碱、贫钙镁和低铝铁的特征,微量元素明显富集Rb、Th、K等大离子亲石元素和Zr、Hf等高场强元素而强烈亏损Ba、Sr、Eu等元素,10000 Ga/Al值变化于2.93~3.80之间,表明该碱性花岗岩属于典型的A型花岗岩,具板内花岗岩特征,并非前人认为的岛弧花岗岩,其正εNd（t）值（+5.66~+6.12）和年轻的Nd模式年龄（T_DM2=0.60~0.62 Ga）显示岩浆来源于新生年轻地壳。从本次1:50000区调研究成果看,博格达自早石炭世开始伸展,早石炭世晚期进入闭合阶段,哈儿里克山早石炭世晚期岩体应处于博格达裂谷晚期阶段,并非前人所说的后碰撞和岛弧环境。      

准噶尔东部早志留世两类花岗岩的岩石成因及构造意义

哈尔里克山西段早志留世二长花岗岩和正长花岗岩呈北西西向带状展布,侵入奥陶系塔水组（O_1-2t）,LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为438.8±2.3~435.8±3.1 Ma。岩石高硅（SiO₂含量73.0%~77.8%）、富钾（K₂O含量3.31%~4.26%）、低镁（MgO含量0.03%~0.59%）,铝饱和指数A/CNK值1.02~1.08,属高钾钙碱性弱过铝质岩石。二长花岗岩轻重稀土分馏显著,Eu异常中等,亏损Nb、Ta、Ti、P,富集Rb、Ba、K,表现为分异的Ⅰ型花岗岩特征,源区为基性下地壳;正长花岗岩强烈亏损Eu、P、Ti、Sr,不同程度富集Rb、K、Zr、Hf,表现为A型花岗岩特征,其源区为缺水的浅部长英质地壳。结合区域地层不整合资料,认为东准噶尔地区早志留世为后碰撞环境而非岛弧带,后碰撞软流圈上涌带来的热熔融准噶尔年轻地壳形成了岩性丰富的东准噶尔志留纪后碰撞岩浆岩组合。      

基于分形理论的粉砂质泥岩酸雨崩解特征研究

黏土岩的崩解过程易受环境条件(如崩解液特征)影响,酸雨作用对其影响显著,但其酸雨崩解特征有待研究。目前对黏土岩崩解特征的评价多采用耐崩解性指数,仅考虑崩解后大于2mm的残留颗粒质量,未反映崩解后的整体粒径分布特征。本文以典型酸雨区攀枝花机场滑坡为依托,选取滑带粉砂质泥岩,开展不同pH值条件下的岩石崩解试验;引入分形理论,建立分形维数与酸雨历时、降雨酸度间的相关关系,定量刻画粉砂质泥岩酸雨崩解特征及影响因素;采用电感耦合等离子体发射光谱法分析不同酸度崩解溶液的离子成分差异,以探索降雨酸度造成岩石崩解特征差异的本质原因。结果表明:采用分形理论可以较好地反映粉砂质泥岩酸雨崩解特征,分形维数越大,粉砂质泥岩崩解程度越大;分形维数与酸雨历时、降雨酸度之间皆存在明显对数正相关关系;不同降雨酸度粉砂质泥岩崩解特征存在差异的原因在于白云石、方解石溶蚀程度不同。研究成果可为酸雨地区黏土岩的工程性质评价提供参考。     

内蒙古锡林浩特早白垩世晚期钾玄质火山岩成因及构造环境

通过锆石定年和剖面研究,将大兴安岭西南段锡林浩特地区原上侏罗统满克头鄂博组火山岩重新厘定为下白垩统梅勒图组。火山岩分为上、下两段,下部主要为粗面安山岩及少量粗面岩;上部为粗面岩和流纹岩,上部粗面岩的锆石U-Pb年龄为118.1±1.3Ma,限定其形成时代为早白垩世晚期。该组火山岩富碱、富钾、铝含量高但变化范围大、Fe_2O3/FeO值高(0.5),富轻稀土元素和大离子亲石元素(Rb、Ba、Th、Pb等),贫高场强元素(Nb、Ta、P等),在AFM图上表现出明显的贫铁演化趋势,在SiO_2-K_2O图上表现出倒钩型演化趋势,具有明显的钾玄岩特征。研究表明,研究区梅勒图组中酸性火山岩具同源岩浆演化的特征,岩浆源自交代的富集地幔,是伸展构造背景下的产物,与太平洋板块的俯冲后撤有关。     

准噶尔地块东北缘志留纪碱性玄武岩的发现及其地质意义

在准噶尔地块东北缘莫钦乌拉山发现一套陆相火山岩,其与下伏中-上奥陶统庙尔沟组呈角度不整合接触,粗安岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为434.4±2.2Ma,表明其形成时代为早志留世。火山岩岩石组合为碱玄岩、玄武粗安岩、粗安岩和相应的火山碎屑岩,属于强碱性-碱性火山岩系列。SiO_2含量在45.6%~54.4%之间,富碱(Na_2O+K_2O=6.75%~9.10%),高的TiO_2(0.85%~1.42%)和Al_2O_3(17.75%~20.0%)含量,低Mg#(25.1~55.6),里特曼指数δ为3.63~9.68,玄武岩基质中出现碱性长石和白榴石。岩石轻重稀土分异明显,(La/Yb)N=4.22~6.09,Eu负异常不明显,富集LILE,亏损HFSE,具明显的Nb、Ta、Ti负异常。样品值为0.7033~0.7046,具低正值(+2.13~+4.16)显示了来源于亏损地幔的特征,但在富碱、强烈富集LILE和低值(~0.5122)等方面又显示了源区富集的特征,富集原因可能为地壳再循环或上升过程遭受地壳混染。结合区域地质背景和Zr-Zr/Y、Ti/1000-V图解,推测早志留世碱性玄武岩形成的构造环境为准噶尔微陆块与北部阿尔泰-蒙古微陆块碰撞造山后的板内伸展环境,可能代表了北部卡拉麦里洋盆最初期的陆内拉张阶段,这表明志留纪是准噶尔地块东北缘碰撞挤压到伸展拉张的构造转换时期。