阴山及邻区三叠纪富碱侵入岩的成因意义

富碱侵入岩主要包括碱性岩和碱性花岗岩以及碱长花岗岩,其全碱含量(K2O+Na2O)一般8%。碱性岩主要包括正长岩、霞石正长岩、辉石正长岩、霓霞正长岩、闪石正长岩等,在岩石化学上相对贫硅富铝高碱。碱性花岗岩是指含碱性角闪石、碱性辉石的花岗岩,相对富硅贫铝高碱。在各类侵入岩中,富碱侵入岩所占比例很小,其出露面积约占各类侵入岩出露总面积的2%。但是,富碱侵入岩却有重要的矿产和地质意义。富碱侵入岩的研究不仅对于揭示岩石圈地幔的组成特征、壳幔相互作用及其地球动力学背景具有重要的意义,而且,能为有关岩石圈演化、找矿勘查和资源评价工作提供科学依据。根据对现有资料的总结,燕辽-阴山地区目前已发现很多三叠纪的富碱侵入岩体,它们西起内蒙古包头市,东到吉林省的中部,向东一直延伸到朝鲜的北部,大体分布于北纬40°~42°之间(宽度约100km),构成一条近EW向、长达1500km的碱性岩带。阴山及邻区的三叠纪富碱侵入岩分布在包头、凉城、四子王旗、察哈尔右后旗和察哈尔右中旗地区,东边与之相邻的碱性侵入岩主要分布在天镇、阳原和矾山,它们形成于268~190Ma,其中凉城和包头富碱侵入岩的形成年龄较小(197~190Ma)。这些杂岩体的岩石学和地球化学组成变化较大,其SiO2含量变化可从35%到70%。相比之下,四子王旗和察哈尔地区的正长岩具有较高的SiO2和Al2O3含量,较低的TiO2、Fe2O3和MgO,这可能反映了它们是地幔源区物质较高程度部分熔融的产物,而且经历了相对较大程度的辉石、橄榄岩和角闪石的分离结晶作用。绝大多数正长岩具有很低的MgO含量,落在了板片熔融实验(1~4GPa)所产生的熔体范围之内,部分样品具有相对较高的MgO含量和Mg#,落在了来源于大洋板片熔融所产生的埃达克岩范围内,说明这些岩石的形成可能与再循环的俯冲板片熔融有关。这些侵入岩普遍富集轻稀土元素和大离子亲石元素(如Ba,K和Sr)富集、亏损高场强元素(Nb、Ta、Ti)、Th、U和P,其εNd(t)和(87Sr/86Sr)i值的变化范围分别为-17~-3和0.7054~0.7092。多数数据点落在了大洋沉积物的范围内,显示出II型富集地幔参与的特征,即这些正长岩的原始岩浆主要来源于富集的岩石圈地幔。四子王旗正长岩具有最低的εNd(t)值(-17),表明下地壳物质的贡献较大,这与其钾长石的Pb同位素组成特征相一致。现有的Pb同位素数据也表明在研究区富碱侵入岩的岩浆形成过程中有大洋物质的参与。从εNd(t)值与侵入岩形成年龄的相关性变化可以看出,随着形成年龄的减小,下地壳物质的贡献在增加。总之,上述特征表明它们主要来源于富集的岩石圈地幔,并有不同程度的下地壳物质的参与。该富集地幔的形成与古亚洲洋的俯冲作用有关。由于富碱侵入岩通常形成于拉张的构造背景下,因此研究区富碱侵入岩的形成标志着古亚洲洋的闭合以及华北-蒙古陆块碰撞的结束。这些俯冲和碰撞事件造成了华北北缘岩石圈地幔组成和性质的明显改变。该区富碱侵入岩的岩浆活动时空分布规律及其动力学背景尚需精确的年代学和详细的地球化学研究来进一步制约。     

长江中下游晚中生代中基性岩的铅同位素特征:富集地幔的证据

长江中下游东段庐枞、怀宁、繁昌、铜陵和宁芜地区的中基性岩属于碱性系列 ,具有高的U ,Th含量和Th/Pb ,U/Pb比值 ,分别平均为 2 .82× 10 -6,9.5 6× 10 -6和 0 .6 35 ,0 .184。样品的初始铅同位素 (130Ma)组成为 :(2 0 6Pb/ 2 0 4Pb) i=17.6 5～ 18.6 0 ,(2 0 7Pb/ 2 0 4Pb) i=15 .4 2～ 15 .5 0 ,(2 0 8Pb/ 2 0 4Pb) i=37.6 7～ 38.0 4。形成中基性岩的原始岩浆来源于富集的岩石圈地幔 ,具有EMⅠ和EMⅡ ,且以EMⅡ为主的特征。和长江中下游西段黄石地区以及大别地块西南部玄武岩的比较表明 ,长江中下游地区岩石圈地幔高的Th/Pb和U/Pb比值可能和俯冲板片析出流体的交代有关。晚中生代时期 ,华北板块岩石圈地幔以EMⅠ特征为主 ,华南板块岩石圈地幔以EMⅡ特征为主 ,岩石圈地幔性质的区域性分布与印支期扬子板块深俯冲事件密切相关。虽然中国东部新生代玄武岩因岩石圈大规模减薄表现了亏损特征 ,但残留的富集岩石圈地幔在中国东部新生代玄武岩的Pb同位素中仍有所反映     

华北地块中部早白垩世富碱侵入岩的成因:锆石U-Pb年代学和Sr-Nd-Hf同位素制约

本文对华北地块中部早白垩世富碱侵入岩:山西的二峰山霓辉二长岩、塔儿山二长闪长斑岩、狐偃山石英二长岩、万荣石英二长闪长岩和河南的黄龙垴霓辉正长岩、水冶霓霞正长岩、东冶角闪闪长岩进行了岩石地球化学和Sr-Nd同位素分析以及4个侵入岩中锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学和Hf同位素的测试。结果表明,二峰山、狐偃山、万荣和黄龙垴侵入岩中锆石有两种,多数为自形-半自形晶、内部结构均匀、发育震荡环带和条纹状吸收以及具有相对高Th/U比值(0.13~4.40)的岩浆锆石,其206Pb/238U加权平均年龄分别为130±1Ma、130±3Ma、127±1Ma和127±2Ma,即富碱侵入岩形成于早白垩世;少量为继承锆石,发育核-边结构,核部呈浑圆状和弱的震荡环带,给出了三叠纪(207~226Ma)和古元古代-新太古代(1791Ma、1979Ma、2088Ma、2370Ma和2559Ma)的年龄;岩石的SiO 2=55.33%~65.00%、MgO=0.21%~7.66%、Mg#=19~62、(Na2O+K2O)=5.89%~14.38%,属于弱碱性-过碱性岩石;富集大离子亲石元素(Rb、Ba、Sr)和轻稀土元素,亏损高场强元素(Nb、Ta、Ti)和重稀土元素,具有明显的Pb正异常和弱的Eu异常;其87Sr/86Sr初始值多数介于0.7049~0.7062之间,εNd(t)值变化于-20.1~-13.3之间,岩浆锆石的Hf同位素组成为εHf(t)=-28.9~-17.4。上述结果结合符山高镁闪长岩及其中地幔橄榄岩包体的研究暗示,华北地块中部早白垩世富碱侵入岩起源于受拆沉陆壳物质熔融的熔体改造的富集岩石圈地幔物质的部分熔融,其形成于古太平洋板块西向俯冲动力学背景下的岩石圈伸展环境。     

胶东晚三叠世碱性岩浆作用的岩石成因——来自锆石U-Pb年龄、Hf-O同位素的证据

碰撞后岩浆活动记录了板块俯冲-碰撞过程中壳幔物质相互作用的重要信息,对于理解岩浆的源区性质、地球动力学背景乃至造山带构造演化、壳幔相互作用都是一个绝佳的切入点.苏鲁超高压变质带北部胶东威海地区的晚三叠世碱性岩浆作用以其接近大别-苏鲁造山带240～225 Ma的碰撞造山时间而备受关注.这一期碱性岩浆岩包括邢家碱性辉长岩、甲子山正长岩体、中-基性岩墙和槎山正长花岗岩体.总体上,这套晚三叠世碱性岩石富K、LREE和LILE,亏损高场强元素,基性岩石普遍富含MgO.全岩Sr-Nd同位素组成比较均一,初始Sr同位素比值(87Sr/86Sr);(212Ma)为0.7059～0.7074,εNd (212Ma)为-14.5～-16.5,地球化学特征初步指示其起源于富集地幔源区.本文所测定的两个中性岩墙、正长岩脉和槎山正长花岗岩的锆石U-Pb年龄与前人发表的甲子山正长岩体的锆石U-Pb年龄非常接近,反映这套碱性岩石几乎是同期形成的.除了三叠纪侵位年龄外,1个中性岩墙和正长岩脉中都有1组新元古代的年龄信息(多分布在600～750Ma之间).该中性岩墙的三叠纪年龄锆石Hf同位素变化很大,εHf(t)=-8.2～ -21.2;其他样品的三叠纪年龄锆石Hf同位素则相对均一,εHf(t)=-16.8～ -22.2.中性岩墙和正长岩脉的三叠纪锆石原位氧同位素组成不均一,δ18O值分别为4.76‰～6.46‰,1.12‰ ～6.74‰,且有低于地幔锆石(5.3‰±0.3‰)的分析点.另两个没有新元古代年龄的样品的锆石氧同位素特征则比较均一,δ18O平均值分别为6.88 ±0.18‰和5.86±0.36‰,没有亏损18O的特点.根据正长岩脉和中性岩墙的锆石得到的一些新元古代的年龄信息以及亏损18O的特点,可以认为这一期岩浆事件的源区有深俯冲扬子地壳组分的参与.综合其他资料我们认为胶东晚三叠世碱性岩浆岩的岩石成因是三叠纪华南板块向华北板块深俯冲导致软流圈地幔上涌带来热源使得俯冲的扬子岩石圈富集地幔源区以及部分扬子陆壳共同发生部分熔融从而形成原始岩浆且随后发生一系列的结晶分异.     

黑龙江晨明地区两个晚三叠世岩体的地球化学特征及其意义

通过LA—ICP—MS锆石U—Pb测年及岩石化学分析,研究了黑龙江晨明地区跃进村岩体和云头砬子岩体的年代学、地球化学和形成环境。结果表明,跃进村岩体和云头砬子岩体的年龄分别为213±3 Ma和209±3 Ma,属于晚三叠世中期岩体。跃进村岩体岩性以石英二长岩为主,属于准铝质、钙碱性系列,轻稀土元素富集、重稀土元素略亏损,属于I型花岗岩。云头砬子岩体岩性以碱长花岗岩为主,属于准铝质、碱性系列,轻稀土元素富集、重稀土元素略亏损,属于A型花岗岩。两个岩体可能形成于海西—印支期造山带的造山隆起至后造山伸展环境的转换期。     

西藏措勤地区布嘎寺碱性正长岩的特征及构造环境

布嘎寺正长岩体是目前冈底斯乃至青藏高原地区唯一含似长石及碱性暗色矿物的新生代碱性正长岩体,主要岩性为霓辉正长岩。碱性正长岩体与新生代钾质熔岩密切共生,Ar-Ar法测得正长岩的年龄为27.14Ma±0.05Ma,略早于熔岩。正长岩在化学成分上高钾、富碱,K2O Na2O>11%,K2O>8%,K2O/Na2O>2,里特曼指数σ>9,属超钾质的碱性系列岩石。岩石富集大离子亲石元素、生热元素和轻稀土元素,贫Sr、Ba,具弱的Eu负异常。岩石地球化学特征、O同位素组成、黑云母化学成分等显示其成岩物质来源于富集的上地幔。渐新世碱性正长岩与中新世钾质火山岩构成了该区碰撞后的构造岩浆组合,是在印度-欧亚板块碰撞引起的岩石圈加厚及高原隆升的基础上,岩石圈拆沉、软流圈上涌导致富集的岩石圈地幔部分熔融所形成的。     

熊耳裂陷印支期碱性岩浆活动成矿作用、生成模式

河南嵩县磨沟正长岩体单颗粒锆石UPb法年龄为208.5 Ma,陕西华阳川碳酸岩有关辉钼矿的ReOs等时线年龄为221 Ma,表明熊耳裂陷印支期碱性岩浆活动主要发育在南部小秦岭古岭东西两侧,分别以富钾、稀土元素为特征。东侧以正长岩为主的岩浆活动,与金的成矿作用有关;西侧碳酸岩直接形成钼铅矿床。印支期碱性岩浆活动具幔壳混源型和板内、非造山构造环境特征,是在中三叠世之后的碰撞事件过程中,秦岭微地块向华北地块俯冲而诱发的。     

西南三江永平卓潘碱性杂岩体源区与形成机制:全岩元素、锆石U-Pb年代学和Hf同位素联合约束

永平卓潘碱性杂岩体是三江特提斯新生代钾质岩浆带重要组成部分,位于兰坪盆地西缘。岩石类型主要为正长辉石岩、辉石正长岩、正长岩以及少量霞石正长岩。岩石化学性质显示高碱、高K_2O/Na_2O比值、低TiO_2和高Al_2O_3的特征。岩体微量元素显示富集大离子亲石元素(LILE),相对亏损高场强元素(HFSE)元素,特别是"Ta-Nb-Ti"负异常更明显,具有典型俯冲带岩浆的特征。稀土总含量都比较高,LREE富集,HLEE相对亏损,Eu负异常不明显或无Eu负异常,(La/Yb)_N值较大介于38.2～80.3之间。对卓潘岩体的正长岩和正长辉石岩2个样品进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年,年龄分别为33.40±0.38Ma和34.22±0.33Ma。正长辉石岩εHf(t)值介于-10.6～-4.3之间,二阶段模式年龄在1356～1759Ma之间。卓潘碱性杂岩体不同岩性的稀土元素配分曲线和微量元素原始地幔标准化图解基本一致,表明卓潘碱性杂岩体不同类型的岩石是同源岩浆演化的产物。岩体的Nb/U均值为2.95介于俯冲带流体和全球俯冲沉积物之间以及岩体微量元素明显亏损高场强元素Ti、Nb、Ta,稀土元素表现为轻稀土富集、无或弱的负Ce和负Eu异常,暗示了岩浆源区存在俯冲的洋壳或陆壳沉积物的流体或熔融体与岩石圈地幔的交代富集作用。岩浆源区经历晚石炭世-晚二叠世(305～250Ma)古特提斯昌宁-孟连洋和古特提斯金沙江-哀牢山洋双向俯冲,岩石圈地幔发生富集作用并形成富钾的交代岩石圈地幔。在新生代,新特提斯洋岩石圈从印度大陆岩石圈断离,引发交代富集大陆岩石圈地幔拆沉,热的软流圈上涌,熔融交代的富钾岩石圈地幔,岩浆侵位分异形成卓潘岩体。     

郯庐断裂带晚中生代富碱侵入岩Nd、Sr、Pb同位素特征及源区性质探讨

郯庐断裂带是中国东部一条巨大的深大断裂带,它纵切华北克拉通、扬子克拉通、兴蒙-吉黑造山带和大别-苏鲁造山带四个大地构造单元,特别是在该断裂带出露许多晚中生代富碱侵入岩体,构成一条长达近2000km的富碱侵入岩带.本文是在前人研究基础上首次从大尺度对整个郯庐断裂带富碱侵入岩的Nd、Sr、Pb同位素做了比较系统深入的研究,发现四个大地构造单元的富碱侵入岩具有明显不同的Nd、Sr、Pb同位素特征,暗示四大构造单元富碱侵入岩的源区性质差别较大:兴蒙-吉黑造山带晚中生代富碱侵入岩源于和亏损地幔有成因联系的年青地壳(εNd(t)为ft.,平均值 2.25);华北克拉通、扬子克拉通和大别-苏鲁造山带三大构造单元晚中生代富碱侵入岩都主要源于EMI型富集地幔(εNd(t)均为负值).但是这三大构造单元岩石圈地幔富集程度差别较大.大别-苏鲁造山带岩石圈地幔相对富集程度最高(εNd(t)平均值为-17.06);华北克拉通次之(εNd(t)平均值为-10.03);扬子克拉通岩石圈地幔富集程度最低(εNd(t)平均值为-6.41).本文认为大别.苏鲁造山带岩石圈地幔相对最富集的原因可能是在早中生代扬子克拉通陆壳向华北克拉通深俯冲之后的折返过程中,因压力释放有利于熔/流体的形成、析出和向上交代并改造华北岩石圈地幔使之成为富集地幔.     

商丹俯冲增生带南缘土地沟–池沟地区侵入岩形成时代及地质意义

位于商丹俯冲增生带南缘山阳–柞水地区的侵入岩类在形成时代主要集中在新元古代（885～621 Ma）和中晚三叠—早白垩世（233～132 Ma）2个阶段，且后者多为秦岭造山带印支期—燕山期造山活动的产物。该构造带内土地沟至池沟地区出露有部分与成矿作用有关的小岩体，锆石LA–ICP MS U–Pb同位素测年结果表明其形成时代为144.4～158.8 Ma，属于晚侏罗世—早白垩世侵入岩类。岩石地球化学特征显示出富集大离子亲石元素，亏损高场强元素，高Sr、低Y的特征。结合区域岩浆岩演化研究，可以认为土地沟–池沟地区晚侏罗—早白垩世侵入岩类的形成可能与西太平洋活动应力作用以及区内的北西向构造系统约束具有密切关联。受此影响，以中南秦岭地区在后碰撞–后造山阶段拆沉和幔源物质上涌作用下，地壳物质发生重熔从而在山阳–柞水一带形成一系列中酸性侵入岩类。     

Geochemistry of Thermal Waters of Continental Margin of Far East of Russia

Studied waters belong to warm(T=30-50℃),alkaline(pH=8.9-9.3),low mineralized(TDS235 mg/1)Na-HCO_3 or Na-SO_4-HCO_3 thermal waters with high content of SiO_2(up to 81 mg/l)and F(up to 3.9 mg/1),occur on modern volcano-tectonic rejuvenated areas of Eastern Sikhote-Alin orogenic belt.Low~3He concentration as well as N_2/O_2 and N_2/Ar ratios exclude influence of deep mantle fluid.New rare earth element data constrain our understandmg of water-rock interaction occurring in the water source region.Meteoric origin of waters is proved by stable isotope values varying from-71‰to-136.1‰and from-10.8‰to-18.8‰forδ~2U andδ~(18)O respectively.REE patterns reflect high pH,resultfing from water-rock interaction and oxidative conditions.Calculations of deep aquifer temperature using Na-K and quartz geothermometers show 116.8-131.1°C and 82.2-125.8℃respectively.Presence of deep faults both with abnormal thermal gradient(~45-50 K/km)define unique geochemical shape of thermal waters of Sikhote-Alin,area,where no present volcanic activity is registered.     

黄土路基沉降曲线特征分析

在分析郑西客运专线试验段路基沉降实测资料的基础上,提出沉降变形常规预测方法受观测时间及单次观测结果的影响比较大,不利于用来预测最终沉降。通过分析现场沉降变形与时间关系曲线,提出路基沉降的发展主要受固结的影响,其发展是一个从沉降增加到趋缓的过程,可以明显分为固结变形及流变变形,并用非饱和土等效固结理论加以解释,提出了一种利用s- 曲线特征预测最终沉降量的方法,经检验对比发现其预测结果受观测时间及单次观测结果的影响比较小,优于其它常规预测方法     

岩石坚硬程度对核电厂地基-基础地震响应特征的影响分析

考虑核电厂地基-基础的动力相互作用,应用显式动力有限差分法分析了地震作用下极软岩、较软岩、坚硬岩上核电厂建筑结构基础的地震响应特征,比较了岩石坚硬程度对基础加速度反应谱的影响。研究表明：随着岩石坚硬程度的提高,核电厂建筑物结构基础的地震响应有增加的趋势;在周期轴上,基础处的加速度反应谱曲线会随着岩石坚硬程度的提高逐渐向短周期（高频段）方向移动。在高频段,建造于较坚硬岩石上基础结构的加速度反应谱值偏大;在中等频段,建造于较软岩石上基础结构的加速度反应谱值偏大;在低频段,岩石坚硬程度对加速度反应谱的影响不显著。     

沉管隧道基槽爆破施工对既有堤岸稳定性影响的数值仿真分析

结合爆破数值模拟中爆破荷载的特点,分析了各种荷载施加方法的特点及爆破震动场模拟的要求,基于圣维南荷载等效原理,提出了爆破荷载的等效施加方法,即将作用在炮孔壁上的爆破荷载等效后,施加在同排炮孔中心线或者面上来模拟爆破荷载的作用。结果表明,等效施加方法在近区存在一定差异,但在中远区吻合得较好。利用该等效荷载施加方法,采用三维实体模型计算分析了某沉管隧道基槽爆破施工对既有堤岸稳定性影响,计算了周围不同位置、不同深度位置处的振动响应,并在此基础上,分析研究了减小爆破振动对既有结构物影响的减振措施,可为类似工程提供借鉴。     

Strains of scattering of near-field of a point source

Three dimensional scattering of near-field is studied for dilatation and rotation in the time domain. The perturbation method is applied to solve the equation of motion for the first order scattering from a weak inhomogeneity in an otherwise homogeneous medium. The inhomogeneity is assumed close enough to the point source so that the near-field intermediate wave is dominating over the far-field sphericalP andS pulses. The integral expressions are derived to relate dilatation and rotation of scattering to the radial fluctuations of velocities and density in the inhomogeneity. These integrals are solved to calculate the strains of scattering from (a part of) an inhomogeneous spherical shell of arbitrary curvature. Variable curvature may allow the shape of inhomogeneity volume element to change uniformly from spherical to rectangular. Rotation of scattering from a spherical shell is independent ofP wave velocity inhomogeneity. Dilatation of scattering does not involveS wave velocity inhomogeneity but its gradient. The back scattering results are obtained as a special case. Strains are computed numerically, for hypothetical models to study the effects of various parameters viz., velocity inhomogeneity, distance of source from inhomogeneity and from receiver, and thickness of inhomogeneity. The curvature of the spherical shell is varied to study the effects of the shape of inhomogeneous volume element on scattering.     

土石坝心墙水力劈裂分析

简要分析了水力劈裂的发生条件、力学机理。基于水压楔劈机理,利用有限元方法建立了一种水力劈裂的发生判定方法。该方法假定心墙预先存在局部渗透弱面（裂缝）,通过将裂缝位置的单元材料改为裂缝软材料,考虑库水进入裂缝后对裂缝周围土体的作用,建立水力劈裂分析的平面有限元模型,确定裂缝端部垂直于裂缝面的正应力,进而依据该正应力判断水力劈裂发生的可能性,该方法同时可模拟水力劈裂的发展过程。     

Structure of sediments of kaolinite

In an assembly of clay particles placed in a fluid, each particle is typically subjected to: (1) double-layer repulsive forces; (2) van der Waals attractive forces; and (3) contact mechanical forces. The study presented here concerns an approximate, quantitative analysis of clay suspensions, with considerations to the first two - the physico-chemical forces. Using recent theories to calculate the physico-chemical forces between two clay particles in an approximate model of an assembly, the equilibrium void ratio of a clay suspension is computed. The mechanical forces are ignored in the analysis. The results serve to verify the validity of physico-chemical theories employed and help interpret experimental data more fundamentally in terms of the system variables.     

土钉支护失稳分析

某基坑采用复合土钉墙支护,开挖至坑底后,基坑北侧发生失稳事故。本文就其事故发生原因作一探讨。     

地震次生地质灾害风险评估集对态势分析

5．12四川汶川8级强震引发了大量次生地质灾害,加剧了灾情并严重影响抗震救灾。地震次生地质灾害受多重因素制约,其孕育与致灾过程具有不确定性。利用集对分析原理与方法,对地震次生地质灾害进行同异反态势分析,拟定了风险评估的集对分析同一度、差异度、对立度等指标体系的构建原则与赋值标准,对承灾体系统的不确定性及其作用作了刻画与分析,建立了不同风险分区代表性的集对分析联系度表达式,为地震灾害研究提供了可资借鉴的新思路和技术方法。