苏鲁超高压岩石部分熔融时间的准确限定：来自含黑云母花岗岩中锆石U-Pb定年、REE和Lu-Hf同位素的证据

在北苏鲁超高压变质带中,广泛分布强变形的新三叠纪含黑云母花岗岩和伟晶岩脉。锆石中矿物包体激光拉曼测试、阴极发光图像分析、不同性质锆石微区LA-(MC)-ICP-MS和SHRIMP U-Pb定年、REE及Lu-Hf同位素测试等综合研究结果表明,北苏鲁威海地区超高压正片麻岩在构造折返的 (高压)麻粒岩相升温减压阶段,发生部分熔融 (深熔)作用形成了花岗质岩浆,并在临近角闪岩相退变质作用之前结晶结束形成了含黑云母的花岗岩。该类含黑云母花岗岩中的锆石成因复杂,可划分为三类锆石微区。第一类为强发光效应 (白色)继承性岩浆锆石 (微区I),具有典型的岩浆结晶环带,矿物包体为Qtz+Kfs+Ap,记录的²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄为790~782Ma;第二类为新生锆石微区 (微区II),发光强度相对较弱 (灰色-灰白色),也具有较明显的岩浆结晶环带,矿物包体为Qtz+Kfs+Ab+Ap,记录的²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄为222~217Ma,加权平均年龄为219±2Ma,表明苏鲁超高压地体的部分熔融 (深熔)作用发生在新三叠纪,这组年龄比苏鲁地体超高压变质时代 (235~225Ma)明显偏新,指示部分熔融 (深熔)作用的时代要晚于苏鲁地体的超高压变质时代;第三类锆石微区 (微区III)围绕第二类锆石微区分布,发光强度最弱 (黑色),也具有典型的岩浆结晶环带,矿物包体十分少见,为Qtz+Ap,记录的²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄集中于216~209Ma之间,加权平均年龄为214±2Ma,应代表部分熔融 (深熔)而成的岩浆结晶结束的年龄,这组年龄比苏鲁地体构造折返晚期角闪岩相退变质时代(210~200Ma)偏老,表明新生岩浆结晶结束的时间要早于角闪岩相退变质时代。继承性岩浆结晶锆石 (微区I) ¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf(t)=0.281975~0.281984,¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf=0.00196~0.00221,ε_Hf(t)=-11.6~-11.8,相应的t_DM2=2160~2170Ma,与研究区周围新元古代 (795~730Ma)正片麻岩继承性岩浆结晶锆石的Lu-Hf同位素特征十分相似,表明新元古代正片麻岩是新三叠纪部分熔融 (深熔)成因的含黑云母花岗岩的母岩。新三叠纪新生岩浆结晶锆石的核部 (微区II)和边部 (微区III)具有类似的¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf(t)、¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf比值和ε_Hf(t)值,¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf(t)=0.282110~0.282199,¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf=0.00041~0.00183,ε_Hf(t)=-15.8~-19.1,t_DM2=1980~2130Ma,表明新三叠纪由超高压正片麻岩部分熔融而成的岩浆自结晶开始到结束是在一个相对封闭体系条件下完成的。晚期角闪岩相退变质作用对其Lu-Hf同位素体系也未造成破坏。     

华北克拉通东部鲁西早白垩纪基性岩墙成因:来自锆石年龄、地球化学和Sr-Nd-Hf同位素的证据

中生代基性辉绿岩墙广泛分布于华北克拉通东部山东地区。本研究给出代表性岩墙的U-Pb锆石年龄、地球化学和Sr-Nd-Hf同位素证据,4个代表性锆石的LA-ICP-MS年龄范围处于121.9±0.6Ma和124.3±0.5Ma之间(早白垩纪)。岩石的主量元素组成变化较小,岩石富集轻稀土元素和大离子亲石元素(如,Rb、Ba、U、K和Pb),以及亏损高场强元素(如,Nb、Ta和Ti)。另外,基性岩墙具有相对一致的(⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_i比值(~0.7098),负的ε_Nd(t)值(-14.7~-14.5)、ε_Hf(t)值(-31.4~-26.7)和高的Hf模式年龄(t_DM1=1817~2024Ma)。研究显示基性岩墙来自富集岩石圈地幔的部分熔融作用,并在上升侵位过程中经历了一定程度的地壳混染作用影响。总体研究表明,基性岩墙的成因机制与扬子克拉通与华北克拉通的碰撞有关,岩浆源区为晚中生代前受俯冲扬子地壳沉积物交代后的富集岩石圈地幔。     

赞皇杂岩翁城地区长城系常州沟组砂岩碎屑锆石U-Pb-Hf同位素研究

常州沟组是华北克拉通太古宙-古元古代变质基底上最早的沉积盖层之一,其碎屑锆石U-Pb年代学与Hf同位素特征分析对探讨长城系形成时代、源区特征以及基底演化均具有重要的研究意义。本文对华北克拉通中部赞皇杂岩瓮城地区长城系常州沟组底部砂岩样品进行了LA-ICP-MS碎屑锆石 U-Pb定年和LA-MC-ICP-MS碎屑锆石Lu-Hf同位素分析。砂岩样品中碎屑锆石主要年龄峰值约为2500 Ma,推断其碎屑物质主要来自于华北克拉通新太古代晚期变质基底,而最年轻的碎屑锆石年龄为1822 Ma,结合赞皇杂岩变质基底普遍经历了1850~1800 Ma变质作用以及区域上上覆大红峪组火山岩中1635 Ma结晶锆石年龄,限定瓮城地区长城系常州沟组沉积时代为1 800~1 635 Ma。砂岩样品中碎屑锆石的εHf(t)值变化于-6.8~+5.2之间,相应的两阶段模式年龄峰值约为2820 Ma,结合赞皇杂岩已发表的2900~2700 Ma岩浆锆石和碎屑锆石Hf同位素结果,进一步表明2900~2700 Ma为赞皇杂岩地壳生长最主要的时期。综合太行山中南部地区已发表的长城系常州沟组的沉积学与新的年代学数据,推测赞皇杂岩瓮城地区长城系常州沟组沉积于陆内裂谷盆地。     

塔里木盆地东北缘敦煌群的形成和演化:锆石U-Pb年代学和Lu-Hf同位素证据

采用LA-MC-ICP-MS手段对敦煌地块中敦煌群的白云母石英片岩、石榴斜长角闪岩、石榴黑云斜长片麻岩和长英质伟晶岩脉中的锆石进行了U-Pb 和Lu-Hf同位素分析,获得白云母石英片岩碎屑岩浆锆石的²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb表面年龄为1545~756Ma,主要集中在1200~1000Ma,表明地层的最大沉积时代为756Ma,蚀源区存在中、新元古代的岩浆事件。白云母石英片岩锆石的ε_Hf(t)分为两组,一组为正值,ε_Hf(t)=1.2~10.1,单阶段模式年龄为t_DM=1.09~1.66Ga;一组为负值,ε_Hf(t)=-1~-16,两阶段模式年龄为t_DM2=1.91~2.42Ga。表明蚀源区存在古元古代、中元古代的再造地壳。石榴斜长角闪岩的两粒捕获锆石的年龄为2272Ma 和1208Ma,ε_Hf(t)为-3和14,t_DM2和t_DM为2.82Ga和1.1Ga,暗示捕获区存在太古代再造地壳和中元古代晚期新生地壳。石榴斜长角闪岩碎屑锆石的Th/U比值为0.02~0.42,²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄为441±5Ma,代表了岩石遭受变质作用的时代。石榴黑云斜长片麻岩中的碎屑锆石与长英质伟晶岩脉中的继承锆石特征相同,锆石年龄集中在3个峰值区间:2.2~2.1Ga,1.8~1.6Ga,1.2~0.8Ga,相应的的ε_Hf(t)分别为-9~4,-5.4~15,-27~20,相应锆石的模式年龄分别为3.1~2.4Ga,2.6~1.4Ga,3.1~1.7Ga,均大于其形成年龄,表明蚀源区锆石来自于再循环的新太古代、古元古代和中元古代地壳,样品代表的地层的最大沉积时代为新元古代早期。岩石中检测出早古生代的变质锆石, ²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄为464~422Ma,可能代表了沉积岩的变质时代。敦煌群锆石U-Pb和Lu-Hf同位素表明蚀源区岩石类型和时代的多样性,也表明部分敦煌群不是前寒武纪的变质基底,而是塔里木盆地变质基底之上新元古代的沉积盖层,后卷入了我国西北部早古生代的造山事件。     

恒山地区古元古代2.1Ga地壳重熔事件: 钾质花岗岩锆石U-Pb定年及Hf-Nd同位素研究

恒山高级片麻岩地体位于华北克拉通中部构造带,主体是形成于晚太古代~2.5Ga的TTG片麻岩和少量变质火山沉积岩,并且经历了古元古代末~1.85Ga的高级变质作用。近年来,在恒山片麻岩地体中识别出一套钾质花岗岩小侵入体群,主要岩性是角闪石二长花岗岩和黑云母二长花岗岩。本文针对这套花岗岩,采用LA-ICP-MS和Cameca 1280型离子探针进行锆石U-Pb定年,获得角闪石二长花岗岩岩浆锆石谐和年龄2052±17Ma和2084±4Ma,黑云母二长花岗岩岩浆锆石谐和年龄2060±18Ma和2083±15Ma。它们在误差范围内一致,代表花岗岩的形成时代。花岗岩锆石Hf同位素和全岩Nd同位素亏损地幔模式年龄分别为2.48~2.60Ga和2.43~2.68Ga,与围岩TTG片麻岩模式年龄范围基本一致。ε_Hf(t) 和ε_Nd(t)主要分布范围分别为-6.0~0.6和-3.3~-1.7,未显示同期幔源物质的添加。据此可以推断,这些钾质花岗岩是恒山晚太古代TTG岩石在~2.1Ga部分熔融的产物。该期岩浆活动在华北克拉通已识别出多处,恒山地区的这期岩浆活动显示了地壳重熔特征。结合五台、阜平等地对于同期事件的研究,我们推测这些区域上~2.1Ga的岩浆活动形成于拉张裂解环境中。     

冀西北怀安地区中性辉石麻粒岩的锆石U-Pb、Lu-Hf及微量元素组成对区域退变质时代的制约

冀西北怀安地区位于华北克拉通北缘中段。其区域麻粒岩相变质峰期时间及所代表的碰撞造山时限一直存在不同认识。本文对出露于区内的中性辉石麻粒岩体(变石英闪长岩)进行锆石U-Pb、Lu-Hf及微量元素组成的分析研究,探讨其锆石同位素年龄的地质意义。该类岩石的矿物组合表明它们在中压麻粒岩峰期变质之后经历了角闪岩相退变质作用。锆石阴极发光显示,辉石麻粒岩中存在两种类型锆石:1)具双层结构锆石:核部锆石晶形保存相对完好并具生长环带,幔部为无内部结构的变质增生边;2)内部结构均一,无生长环带,为变质增生的新生锆石。其中具生长环带的核部锆石²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb年龄分布在2542~1902Ma(1σ),并与之相应的Th/U比值(0.10~1.92)、ΣHREE(59.1×10^-6~452×10^-6)和ε_Hf(t)值呈正相关关系,表明核部锆石曾发生过不同程度的变质重结晶作用。其中谐和度高且年龄大于2400Ma的锆石(Th/U=0.42~1.92)获得了2471±18Ma(2σ, MSWD=6.7)加权平均年龄,该年龄可近似代表原岩的形成时代;相应的单阶段Hf模式年龄(t_DM=2550~2621Ma,峰值2586Ma)和两阶段模式年龄(t_DM^C=2596~2716Ma,峰值2665Ma)以及与较高的ε_Hf(t)值(4.1~6.7),反映其原岩的源区具新生下地壳特征,暗示本区新太古代末发生过地壳增生事件。变质增生锆石具更低的Th/U(<0.10)和¹⁷⁶Lu/¹⁷⁷Hf比值(<0.0001)以及明显偏低的重稀土含量。结合岩相学分析表明,这些变质锆石应是麻粒岩相向角闪岩相退变质过程中的产物,非峰期麻粒岩相产物。锆石Ti温度计算结果(683~714 ℃)也进一步支持这种解释。它们获得的1831±7Ma(2σ, MSWD=2.5)加权平均年龄应代表中压麻粒岩相变质晚期至角闪岩相退变质时代。为此,我们认为本区麻粒岩广泛记录的1850~1800Ma的变质年龄应代表古元古代末地壳抬升退变质事件。     

粤东铁坑坳铁锡多金属矿床锆石及锡石U-Pb年代学、Nd-Hf同位素特征及其意义

铁坑坳铁锡多金属矿床位于粤东莲花山断裂带西部,矿区出露的花岗岩类主要有粗粒二长花岗岩和花岗闪长斑岩,花岗质岩石与碳酸盐岩的接触带中发育铁锡多金属矿化。该矿区的成岩成矿时代尚不明确,成矿与哪一种岩体具有成因上的联系也不清楚。文章选择与铁锡多金属矿体相关的花岗岩类的锆石和块状矿石中的锡石,首次开展LA-ICP-MS U-Pb定年和Nd-Hf同位素研究。结果表明：粗粒二长花岗岩和花岗闪长斑岩的锆石U-Pb年龄分别为（132±1） Ma （n=24,MSWD=0.78）和（94±1） Ma （n=25,MSWD=1.80）;块状矿石中锡石U-Pb年龄为（130±3） Ma （n=36,MSWD=0.62）,成矿时代与粗粒二长花岗岩形成时代基本一致,均形成于早白垩世;粗粒二长花岗岩的锆石ε_Hf （t）变化于-4.9~-0.1,平均值为-2.8,地壳Hf模式年龄T_DMC=1192~1497 Ma,平均值为1366 Ma,全岩ε_Nd （t）值介于-8.8~-8.7,Nd同位素二阶段模式年龄T_DM2变化于1630~1642 Ma;花岗闪长斑岩的锆石ε_Hf （t）变化于-5.7~-2.9,平均值为-4.4,地壳Hf模式年龄T_DMC=1342~1523 Ma,平均值为1440 Ma,全岩ε_Nd （t）值介于-5.4~-4.9,Nd同位素二阶段模式年龄T_DM2变化于1291~1332 Ma。Nd-Hf同位素综合研究表明,粗粒二长花岗岩的源区物质主要来自于中元古代地壳,有少量幔源组分或新生地壳的加入,花岗闪长斑岩的源区物质中幔源组分或新生地壳的混入比例高于粗粒二长花岗岩。     

阿尔金北缘新太古代TTG片麻岩的成因及其构造意义

塔里木克拉通前寒武纪构造演化,特别是早前寒武纪构造演化一直是地质学家讨论的焦点。本文通过对阿尔金北缘新太古代TTG片麻岩进行详细的野外调查、岩相学观察、地球化学分析以及锆石SHRIMP U-Pb定年来揭示该岩石的成因以及探讨塔里木克拉通早前寒武纪构造演化。锆石SHRIMP U-Pb定年结果显示阿尔金北缘TTG片麻岩的形成年龄为2740±19Ma,而后经历了新太古代（2494±53Ma）混合岩化作用和古元古代（1962±78Ma）麻粒岩相变质作用。阿尔金北缘英云闪长质片麻岩显示低的MgO含量（1.33%~3.08%）和Mg^#（37~52）,具有高Sr（469×10^-6~764×10^-6）含量、低Y（4.72×10^-6~13.5×10^-6）和Yb（0.37×10^-6~0.99×10^-6）含量的特点,它们的Sr/Y比值可达到41~99。岩石的这些特征与基性下地壳部分熔融形成的TTG相同。并且,该新太古代TTG片麻岩还具有正的ε_Nd（t）值（0.2~3.6）、高的Nd同位素初始值（0.509088~0.509260）和古太古代两阶段模式年龄（3.62~3.70Ga）。因此,阿尔金北缘新太古代TTG片麻岩可能来源于基性下地壳部分熔融,并且岩浆源区有石榴石、角闪石和金红石的残留。综合前人的研究成果,对比相邻区域TTG的形成时代,变质事件的记录以及太古宙地壳增生差异都指示阿尔金北缘和敦煌-库鲁塔格地区可能来源于不同的大陆块体。     

北山造山带南缘北山杂岩的锆石U-Pb定年和Hf同位素研究

北山造山带是中亚造山带的重要组成部分,大量高级变质岩在北山造山带多个构造单元(地块)中广泛分布,被认为是造山带的前寒武纪基底,以往统称为"北山杂岩"。但是,对这些基底岩石的形成时代、来源与归属,以及是否经历了与造山作用过程相关的变质作用等问题的认识仍不清楚。本文对位于造山带南缘,即石板山地块的石板墩斜长角闪岩、白墩子片麻岩及其中长英质脉体进行了锆石U-Pb定年及Hf同位素研究。分析结果表明石板墩斜长角闪岩、白墩子片麻岩都具有~880Ma的原岩结晶年龄和~295Ma的变质作用年龄;白墩子长英质脉体的形成年龄与片麻岩的变质年龄一致,为~295Ma。此外,白墩子片麻岩及长英质脉体的锆石还记录了更晚一期270~280Ma的变质作用。石板墩斜长角闪岩、白墩子片麻岩中原岩结晶锆石的初始¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf值为0.282063~0.282291,ε_Hf(t)为-6.3~2.2,t_DM2分布于1.62~2.14Ga之间,表明其原岩的岩浆可能起源于古元古代地壳的部分熔融并有新生物质的贡献。这反映了北山造山带南缘可能并不存在太古代的地壳基底,即北山造山带南缘的石板山地块并不是前人所认为的属于敦煌地块的一部分。石板墩斜长角闪岩、白墩子片麻岩中的变质成因锆石初始¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf值明显高于原岩岩浆锆石,反映了它们不是由原岩锆石改造形成,而是熔体中的新生锆石,代表了一次~295Ma的深熔事件。这也得到了白墩子片麻岩中发育同时期长英质脉体的支持。我们认为这一~295Ma的深熔作用事件可能形成于后碰撞的伸展构造环境。     

北苏鲁超高压变质带中斜长角闪岩的成因

在北苏鲁超高压变质带的威海地区的正片麻岩中,存在大量规模不一的含石榴石斜长角闪岩的透镜体或不规则团块。锆石中矿物包体的激光拉曼测试、阴极发光图像分析、稀土元素和微量元素以及Lu-Hf同位素的LA-(MC)-ICP-MS测试等综合研究结果表明,含石榴石斜长角闪岩 (WH17) 只存在一种成因类型的锆石,即变质锆石。该类锆石自核部到边部均保存了典型的超高压包体矿物组合：柯石英 (Coe)+石榴石 (Grt)+绿辉石 (Omp)+多硅白云母 (Phe)+金红石 (Rt)+磷灰石 (Ap),相应的阴极发光图像自核部到边部十分均匀,具有典型变质锆石的特点。锆石核部和边部的稀土元素含量特征和配分模式也十分相似,主要表现为轻稀土元素相对亏损,而重稀土元素相对平坦,无Eu异常 (Eu/Eu^*=0.94~1.04), 具较明显的正Ce异常 (Ce/Ce^*=83.4~111.0),低的Th/U (<0.02) 和 Lu/Hf (<0.00010) 比值以及极低的 Th (1×10^-6~4×10^-6) 含量。锆石核部到边缘的重稀土元素亏损与石榴石稳定有关,而无Eu异常则与斜长石分解关系密切。上述特征表明,含石榴石斜长角闪岩中的锆石均是在超高压变质阶段形成的变质锆石,而研究样品中继承性岩浆结晶锆石的缺乏,是由于含石榴石斜长角闪岩在原岩形成时Zr的成分明显匮乏所致。SHRIMP U-Pb定年结果表明,含柯石英锆石自核部到边部记录了十分一致的²⁰⁶Pb/²³⁸U 年龄,变化于 240.2±3.3Ma 到220.2±2.8Ma 之间,加权平均年龄为229.8±2.0Ma, 这组年龄与前人对苏鲁超高压变质带中榴辉岩、正片麻岩、副片麻岩和大理岩等含柯石英锆石微区记录的年龄完全吻合,应代表苏鲁地体超高压变质时代。Lu-Hf同位素研究结果表明,含石榴石斜长角闪岩中变质锆石的Hf同位素特征与苏鲁超高压变质带中榴辉岩的继承性岩浆锆石和变质锆石均存在本质差别,其中¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf=0.00001~0.00003, ¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf (_t)=0.282052~0.282107, 相应的ε_Hf(t)=-21.1~-18.8, 模式年龄t_DM2=2.14~2.24Ga,这些Lu-Hf同位素特征与围岩正片麻岩含柯石英锆石微区的Hf同位素性质十分相似, 充分表明了北苏鲁含石榴石斜长角闪岩在超高压变质阶段形成的变质锆石所必须的Zr和Hf成分不是来自体系本身,而是来源于围岩正片麻岩。     

RS和GIS技术集成及其应用

本文简要地介绍了ＲＳ（遥感图像处理系统）和ＧＩＳ（地理信息系统）技术及其集成的基本概念和方法。讨论了ＲＳ和ＧＩＳ技术及其集成的内在涵义、相互关系,认为ＲＳ是ＧＩＳ重要的外部信息源,是其数据更新的重要手段,尤其对于全球性的 地理动力学分析,更必须有ＲＳ所提供的覆盖全球的动态数据与ＧＩＳ的结合。反之,ＧＩＳ则可以提供ＲＳ所需要的一些辅助数据,以提高ＲＳ图像的信息量和分辨率,同时,ＧＩＳ可以将实地调查所     

红藻石和蓝藻石概念及分类归属的综述和修订

在分析和总结前人对红藻石和蓝藻石研究成果基础上,结合岩石薄片显微镜下观察实例,发现在以往碳酸盐岩颗粒分类中没有红藻石和蓝藻石的合适位置。鉴于红藻石重要的成因意义和造礁作用,有必要明确红藻石的概念和归属。珊瑚藻本身极易钙化,经生物矿化作用最终保存下来的珊瑚藻屑一直放在生物碎屑中,而红藻石是由非固着的珊瑚藻构成的钙质独立结核,因此也可以被划分到生物碎屑中。蓝藻石作为蓝细菌钙化作用的产物,同时鉴于蓝藻石的广泛存在,把钙化蓝细菌形成的核形石命名为蓝藻石,这一重要概念从提出到现在一直被使用。然而蓝绿藻概念已变更为蓝细菌,蓝藻石的形成与藻类无关,显然将其称作蓝菌石更加确切。因此,应将红藻石和蓝藻石分别归为生物碎屑和核形石当中,并用新的术语蓝菌石替代蓝藻石。其意义在于使红藻石和蓝藻石的概念及归属更为规范,并为碳酸盐岩颗粒的深入研究提供有益线索。     

自动化智能化地质岩芯钻探技术装备研发与应用

为解决5000 m地质岩芯钻探基础准则与依据缺失问题，提高钻探装备的自动化、智能化水平，启动了5000 m智能地质钻探技术装备研发工作，通过钻机装备、钻探器具研制，钻探工艺技术研究并经试验示范验证，取得多项创新成果，形成了5000 m地质岩芯钻探技术体系。通过特深孔钻孔口径与管柱规格优化研究、钻杆规格设计、装备性能参数选配，形成了5000 m地质岩芯钻探技术规范体系；基于5000 m特深孔地质岩芯钻机、孔口自动化作业装置等关键设备研制，实现了绳索取芯钻进的孔口作业全流程自动化，形成了轻量化钻机孔口管柱柔顺控制技术；基于复杂地层孔内工况判别、钻进参数优化与轨迹优化控制等技术问题研究，形成了多源信息融合的地面与孔底一体化钻进过程智能控制技术；基于高性能薄壁绳索取芯钻杆和系列小口径高效钻具研制，形成了大深度绳索取芯系列钻杆钻具技术；研发了耐高温环保型冲洗液、生物破胶废浆处理技术、“广谱型”双浆堵漏技术，形成了绿色环保型冲洗液体系与护壁堵漏技术。     

自动化智能化地质岩芯钻探技术装备研发与应用

为解决5000 m地质岩芯钻探基础准则与依据缺失问题，提高钻探装备的自动化、智能化水平，启动了5000 m智能地质钻探技术装备研发工作，通过钻机装备、钻探器具研制，钻探工艺技术研究并经试验示范验证，取得多项创新成果，形成了5000 m地质岩芯钻探技术体系。通过特深孔钻孔口径与管柱规格优化研究、钻杆规格设计、装备性能参数选配，形成了5000 m地质岩芯钻探技术规范体系；基于5000 m特深孔地质岩芯钻机、孔口自动化作业装置等关键设备研制，实现了绳索取芯钻进的孔口作业全流程自动化，形成了轻量化钻机孔口管柱柔顺控制技术；基于复杂地层孔内工况判别、钻进参数优化与轨迹优化控制等技术问题研究，形成了多源信息融合的地面与孔底一体化钻进过程智能控制技术；基于高性能薄壁绳索取芯钻杆和系列小口径高效钻具研制，形成了大深度绳索取芯系列钻杆钻具技术；研发了耐高温环保型冲洗液、生物破胶废浆处理技术、“广谱型”双浆堵漏技术，形成了绿色环保型冲洗液体系与护壁堵漏技术。     

矿物——成矿与找矿

单颗粒矿物微量元素激光原位定量分析测试数据的大量积累和研究,使矿物成为矿床地球化学研究和矿床勘查的重要示踪剂。本文重点选择磁铁矿、磷灰石、石榴子石、榍石、锆石、绿泥石和绿帘石等的原位分析研究所获得的认识,介绍单颗粒矿物成分组合及变化在矿床类型划分、成矿年龄测定、氧逸度、成矿过程与物质来源、找矿与勘探等方面的应用。不同矿床类型中普遍存在的矿物,如磁铁矿、磷灰石等的微量元素含量及组合差异,提供了矿床类型识别的标志。单颗粒矿物,特别是矿石矿物和密切共生矿物如锡石、铌钽铁矿、赤铁矿、石榴子石、方解石等的原位定年,使成矿年龄的直接准确测定成为现实。矿物中变价元素,如Fe、V、Mn、Ce、Eu含量和/或比值的变化,指示了成矿过程氧逸度及其变化特点。从矿物核部向震荡环带与边部的微量元素含量或同位素组成的变化,示踪了成矿过程中流体来源或性质的变化。斑岩和矽卡岩矿床中与成矿作用关系密切的蚀变矿物,如绿泥石、绿帘石的形成温度、特征微量元素比值,如Ti/Sr、Ti/Co、V/Ni、Mg/Sr等,与距矿床中心距离呈线性函数关系,可定量预测距矿床中心的距离,使以绿泥石、绿帘石为代表的找矿指示矿物研究迅速发展。     

桩-岩摩擦黏着特性的试验与分析

研究桩与岩石的侧摩阻力组成及影响因素,有助于准确地把握桩与岩石的侧摩阻力取值原则。在对桩与岩层的摩擦黏着机制分析的基础上,指出界面力与岩层抗剪力的区别,并提出岩层的极限侧摩阻力由界面强度及岩石强度两者较弱一方决定的观点。进行了中风化岩中4组混凝土短桩的抗压及抗拔极限摩阻力对比试验,获得了相应的极限侧摩阻力值以及抗拔与抗压极限侧摩阻力值的比值。抗拔时由于上部岩层对桩侧岩层的约束作用较弱,会使侧摩阻力相对抗压时有较大降低。通过有限元计算及其与试验值的比较分析,研究短桩与岩层的界面强度条件,发现岩层和混凝土灌注桩间的侧摩阻力中界面黏着力占很大比例。     

Cumulate and Cumulative Granites and Associated Rocks

Abstract. Processes that move crystals relative to melt, that is crystal fractionation, are of major importance in producing variations that are observed within cogenetic suites of granites. In low‐temperature granite suites, crystal fractionation initially involves the progressive separation of crystals residual from partial melting from that partial melt. Once separation of those crystals, or restite, has been completed, further fractionation may occur through the separation of crystals that had precipitated from the melt, the process known as fractional crystallization. High‐temperature granite magmas are largely or completely molten and elements such as Ca, Mg and Fe, and their associated minor elements, are in that case dissolved in the melt. Such magmas, particularly those that are more potassic and hence contain a higher fraction of low temperature melt, may evolve compositionally through fractional crystallization. Cumulate rocks result, comprising a framework of cumulus minerals with interstitial melt. In this process some of the melt is also displaced to form more felsic rocks. Such cumulate rocks may have distinctive chemical compositions, but that is often not the case. Distinctive features include SiC>2 contents near or below 50 % in rocks that are transitional in the field to more felsic granites, very high Cr and Ni, very low K, P, Ba, Rb and Zr, and anomalous abundances of the anorthite components Ca and Al. These rocks may also have positive Eu anomalies. Cumulate rocks do not necessarily have distinctive textures, at least as such features are understood at this time. Fractional crystallization can also involve the movement of precipitated crystals relative to melt. We refer to rocks as cumulative when formed from the fractions in which the abundance of crystals has increased. The production of cumulative granites typically occurs at more felsic melt compositions than is the case for cumulate granites, and this process may have its greatest significance in the fractional crystallization of the felsic haplogranites. Relative to felsic granites of broadly similar compositions lying on a liquid line of descent, cumulative granites contain more Ca, reflecting the addition from elsewhere of plagioclase crystals with solidus compositions. The abundances of Sr and Ba may be high to very high, and sometimes there are positive Eu anomalies. Cumulative I‐type granites may have low abundances of Y and the heavy REE, while the S‐type granites can be very distinctive with anomalously high abundances of Th and the heavy REE resulting from the concentrating of monazite. Generally, but not always, those who propose fractional crystallization as a mechanism for producing compositional variation within a suite of granites do not state whether the rocks in that particular case are thought to lie on a liquid line of descent or are cumulates/cumulative, although it is generally presumed that they were melts. Our experiences in eastern Australia have shown that the mechanism of fractional crystallization was quantitatively not as important during granite evolution as many workers would expect. However, there are some excellent examples of that process, most notably the Boggy Plain Supersuite. Overall in eastern Australia, varying degrees of separation of restite is a much more common mode of crystal fractionation, and that may also be seen to be the case for some other granite provinces if they are examined with that possibility in mind.     

现代新技术新方法与工程地质

本文阐述了瓣技术，新方法应用于工程地质研究取得的进展，内容涉及原位测试技术，数值模拟技术，物理模拟技术和物探测技术，这些方面的研究推动了工程地质学的发展。     

中国东部中生代高Sr低Yb和低Sr高Yb型花岗岩：对比及其地质意义

中国东部在晚中生代时（晚侏罗世-旱白垩世）有广泛的中酸性岩浆活动，按照花岗岩的地球化学特征，大致可以划分为东北、华北和华南3个岩区。本文研究表明，按照Sr和Yb的含量，大致可以将花岗岩分为5类．即：高Sr低Yb型（Sr〉400μg／g，Yb〈2μg／g）、低Sr低Yb（Sr〈400μg／g，Yb〈2μ/g）、低Sr高Yb（Sr〈400μg／g，Yb〉2μg／g）、高Sr高Yb型（Sr〉400μg／g，Yb〉2μg／g）以及非常低Sr高Yb型（Sr〈100μg／g，Yb=2—18μg／g）花岗岩。东北和华南以发育低Sr高Yb花岗岩为主，有少量高Sr低Yb和非常低Sr高Yb类型的花岗岩分布；而华北则以高Sr低Yb型花岗岩（埃达克岩）最发育，低Sr高Yb、低Sr低Yb型和非常低Sr高Yb型花岗岩有少量分布。本文着重探讨了华北和华南花岗岩的特征，认为华北和华南花岗岩地球化学的区别可能主要与花岗岩源区成分和深度有关，且主要受源区深度的控制。如果花岗岩熔融的源区残留相由榴辉岩组成（石榴石＋辉石＋金红石＋／一角闪石），则花岗岩明显亏损HREE、Nb、Ta和Ti，而富集Sr和Al，无明显的负铕异常，属于高Sr低Yb（埃达克岩）类型；如果源区深度浅，由斜长角闪岩或麻粒岩组成（斜长石＋辉石＋角闪石），则花岗岩相对贫Sr富Yb。作者认为，华北和华南花岗岩地球化学特征上的上述差异，表明在晚中生代时（晚侏罗世．早白垩世）。华北和华南的地壳厚度不同：华北较厚，华南较薄；华北经历了下地壳拆沉而华南无；华北和华南的下地壳成分不同，华北较基性的下地壳拆沉后，留下的地壳平均成分与华南比偏中性。     

Etch and intracutaneous landforms and their implications

Many landforms, major and minor, and including plains of various types, inselbergs, boulders, flared slopes, Rillen and rock basins, are initiated beneath the land surface, at the weathering front. They have evolved in various lithological settings. Most are formed by differential moisture attack, either controlled, or strongly influenced, by bedrock structure. Such forms of subsurface derivation may be differentiated into etch or subcutaneous features that were initiated at the base of the regolith, and intracutaneous forms that had their origin within the weathering zone. Although the agent or agents responsible for eroding the regolith and exposing the bedrock forms have varied in space and time, the similarity of etch and intracutaneous forms is such that their basic morphology persists regardless of the climatic regime in which they now occur. As the regolith is widely developed on the land surface, the forms initiated beneath and within it cannot be taken as climatic indicators. Indeed, like structural forms, these convergent forms represent a varied but significant azonal element in the physiographic landscape.