塔里木盆地北缘新太古代辛格尔灰色片麻岩形成时代问题

获得塔里木盆地北缘辛格尔灰色片麻岩的可靠形成年龄对研究塔里木克拉通地壳构造演化是十分重要的。本研究应用SIMS锆石U-Pb定年,获得了塔里木北缘辛格尔南托格拉克布拉克杂岩中占主要成分的灰色片麻岩的形成年龄为2565±18(2σ)Ma,这一研究结果说明了辛格尔地区的灰色片麻岩和库鲁克塔格中部的蓝石英花岗岩等均为新太古代晚期形成的TTG组份的岩浆岩。综合已有的研究结果,如灰色片麻岩中以残留包体形式存在的斜长角闪岩的Sm-Nd等时线年龄=3263±126Ma(2σ),εNd(t)=+3.2±0.7(Huetal.,1992),以及塔里木北缘范围内各种片麻岩、片岩和各种花岗岩的Nd模式年龄(TDM)分布在3200~2600Ma范围内(冯新昌等,1998;董富荣等,1999;Huetal.,2000),完全可以确认塔里木盆地北缘普遍存在中—新太古代基底。但是,它们遭受了古元古代构造、变质和岩浆活动的强烈改造。辛格尔灰色片麻岩中~2300Ma、~2000Ma和片麻状花岗岩的~2000Ma锆石U-Pb年龄(高振家等,1993;郭召杰等,2003),以及铁门关斜长角闪岩中的锆石U-Pb年龄~1800Ma(郭召杰等,2003)等,就是两次重要构造热事件的记录。K-Ar年龄同样揭示塔里木盆地北缘新元古代至早古生代时期的地质热事件,40Ar/39Ar坪年龄或激光微区40Ar/39Ar等时线年龄等对该区变质岩中角闪石、黑云母及白云母的研究结果表明,塔里木北缘在大约850~500Ma期间,表现为各地段不均一整体性构造隆升(胡霭琴等,出版中)。     

支持向量机优化算法(SVM)的金矿成矿过程模拟——以辽西地区新太古代片麻岩为例

新太古代片麻岩在辽西地区分布面积广阔,其中发育的金矿矿产资源丰富。为了开展辽西地区新太古代片麻岩中金矿成矿过程的研究,以辽西地区新太古代片麻岩中典型金矿床及矿化点矿体的组合分析数据为样本,利用基于径向基(Radial Basis Function, RBF)核函数的支持向量机(Support Vector Machine, SVM)算法进行Au、Ag、Cu、Pb、Zn元素质量分数与S元素质量分数的相关性分析,进而建立基于S元素质量分数的金矿成矿过程识别模型。根据识别模型的分析结果,将金矿床的成矿过程划分为三个阶段：Ⅰ—平缓增长阶段。该阶段处于壳幔混合状态。在洋壳俯冲作用下,破碎的岩石圈与岩浆发生混入作用,导致S元素质量分数的增加和分布不均。Ⅱ—过渡阶段,该阶段主要为侵入作用为主,随着侵入作用的持续进行,温度、压力开始下降,以亲硫性为主的Au元素在硫的作用下,局部在与围岩距离较近的位置富集。Ⅲ—快速增长阶段,随着岩浆侵入作用的不断持续,温度相对较低的地壳表层岩浆逐渐固结成岩成矿。TTG岩浆和富矿岩石包体在成岩的过程后,酸性物质在变质作用、构造运动和地表大量氧和水的混入下,结晶或重结晶成为...     

辽西台里地区新太古代片麻岩杂岩的形成时代、岩石成因和地质意义

辽西台里地区片麻岩杂岩主要由片麻状花岗岩、黑云斜长片麻岩、角闪斜长片麻岩组成。锆石U-Pb定年结果表明,该套杂岩形成于2 510~2 559 Ma,与"绥中花岗岩"时代相同,同属华北克拉通新太古代结晶岩石。野外产状和岩石组构特征显示,本区片麻岩杂岩为一套同变形的深熔型混合岩。其中,角闪斜长片麻岩代表低度熔融的"古成体",其间分布少量具"浅色体"特征的长英质岩脉;黑云斜长片麻岩为熔融程度较低的"残留体";片麻状花岗岩为部分熔融程度最高的"新成体"。它们在矿物组成和地球化学上呈现良好的递变关系。结合前人Hf同位素研究资料,本文认为台里地区片麻岩杂岩可能记录了一期重要的陆壳再造事件。     

扬子克拉通崆岭杂岩新太古代花岗片麻岩成因及其构造意义

以崆岭杂岩中新太古代花岗片麻岩为研究对象,系统研究了其锆石U-Pb年代学和全岩地球化学特征,并对其岩石成因和扬子陆核～3.0～2.6Ga构造演化过程进行了初步探讨.锆石LA-ICP-MS U-Pb同位素测年结果表明,花岗片麻岩形成年龄为2 673±39Ma,且遭受了古元古代(2 042±27Ma)的高压麻粒岩相变质作用.地球化学研究表明,该套花岗片麻岩富Si,贫Mg、Cr、Ni,具有Eu、Sr和高场强元素的负异常.花岗片麻岩的εNd(t)值在-1.9～-0.1之间变化,对应两阶段Nd同位素模式年龄为3.15～3.01Ga,锆石饱和温度为789～825℃,显示岩体可能形成于初生长英质地壳物质在后碰撞伸展构造背景高温条件下部分熔融.结合前人已有的研究成果,认为以崆岭杂岩为代表的扬子陆核可能完整记录了～2.9～2.6Ga板块俯冲-碰撞-后碰撞与造山作用相关的完整过程.     

吉东南新太古代晚期片麻岩类的时代、成因及其对早期地壳形成演化的制约

吉林省东南部通化地区广泛出露早前寒武纪花岗质片麻岩类,其岩石组成、形成时代和成因对深化认识华北克拉通东北缘早期地壳形成演化历史具有重要意义。本文系统的岩石学、锆石U-Pb年代学、元素和Lu-Hf同位素地球化学等研究结果表明,这些花岗质片麻岩类按照SiO₂质量分数总体可划分为高硅和低硅两组：前者主要由二长花岗质片麻岩、奥长花岗质片麻岩及英云闪长质片麻岩组成,其原岩形成于2 549~2 557 Ma;而后者由石英二长闪长质片麻岩及花岗闪长岩质片麻岩组成,其原岩形成于2 534~2 552 Ma;并且两组岩石都含有约2 600 Ma的捕获锆石,共同遭受了约2 500 Ma变质作用的影响。地球化学分析结果显示,低硅岩组具有较高的MgO、CaO、Na₂O质量分数,属于高钾—中钾钙碱性系列,并且富集LREE、亏损HREE和HFSE;与之相比,高硅岩组则具有较低的MgO和CaO质量分数,显示更强烈的轻、重稀土元素分馏以及Nb、Ta、P、Ti等亏损的特征;但两者均具有较弱的正或负Eu异常。结合区域最新研究成果,认为研究区低硅和高硅两组岩石应具有相同的源区,其形成可能与大洋板片俯冲、岩浆底侵引起的地壳部分熔融作用有关。此外,两组岩石具有相似的ε_Hf（t）值（2.72~7.95）和模式年龄（2.86~2.55 Ga）,暗示区域主要存在新太古代晚期地壳生长事件;结合区域内变质火山岩的研究进展,认为吉林省东南部通化地区花岗质片麻岩类可能形成于活动大陆边缘的构造背景。     

多重分形与地球化学元素的分布规律

为进一步探讨用分形与多重分形的方法研究地球化学场中元素的分布规律的重要意义，运用Q-Q图和直方图探讨了元素的空间分布规律，随后运用多重分形矩方法研究了安徽省长江以南以北各约22000km^2和18100km^2区域内5489个和4524个水系沉积物样品中14种元素的分形分布规律。结果表明，金属地球化学场元素在空间上的分布并不是简单的正态或对数正态分布，而四连续多重分形分布，其α-f(α)曲线上凸且连续，拥有主要大型矿床的安徽江南地区α-f(α)曲线的开口明显大于成矿相对较弱的安徽江北地区。元素的多重分形谱函数的形态特征对区域成矿潜力研究将具有一定的指示意义。     

辽西兴城地区新太古代花岗质杂岩特征与成因

辽西兴城台里地区新太古代花岗质杂岩主要分为黑云长石片麻岩和花岗闪长质片麻岩两类,是华北克拉通新太古代花岗质地壳的重要组成部分。花岗闪长质片麻岩类均为“模糊的”渐变过渡,没有侵入体的一般特点,与黑云长石片麻岩类相互混杂伴生,显示协调的变形或过渡关系。显微组构研究发现两类片麻岩均可分为两种不同的结构相类型: 原生结构相及新生结构相。从黑云长石片麻岩类到花岗闪长质片麻岩类具有新生结构相逐渐增多、原生结构相逐渐减少的变化规律。在常量元素上,两类片麻岩SiO₂ 与MnO、CaO、TiO₂、Fe₂O₃、MgO 的变化特征具有线性分布的趋势; 在微量及稀土元素含量变化特征上,两类片麻岩具有相似的特点。花岗闪长质片麻岩类在成因上属于深熔型花岗岩,其源岩可能为一套副变质的硬砂岩。     

塔里木盆地东南缘阿克塔什塔格地区新太古代陆壳增生:米兰岩群和TTG片麻岩的地球化学及年代学约束

塔里木盆地东南缘的阿克塔什塔格地区,保存有较为完好的早前寒武纪基底变质岩——阿克塔什塔格杂岩,主要由米兰岩群、新太古代TTG花岗片麻岩和侵入其中的各类古元古代花岗片麻岩构成。其中米兰岩群和TTG片麻岩发育塑性流变褶皱和高角闪岩相-麻粒岩相变质,具有强烈的混合岩化,并遭受后期的角闪岩相变质改造。米兰岩群中的长英质片麻岩和TTG岩系的锆石SHRIMP U-Pb年龄分别为(2 567±32)Ma和(2 592±15)Ma,二者普遍低Si高Al、富Na贫K、富Sr贫Mg、富集LILE和LREE,亏损HSFE和HREE、轻重稀土分馏强烈、Eu异常不明显,具有类似于埃达克岩的岩石地球化学特征,表明它们形成于俯冲带的岛弧环境,为岛弧玄武岩俯冲至下地壳部分熔融的产物,指示了塔里木盆地东南缘新太古代晚期古老克拉通的大陆地壳水平增生。在此基础上,文章还探讨了塔里木盆地周缘早前寒武纪基底岩系的年代格架问题,认为塔里木盆地具有统一的早前寒武纪变质基底。     

基于“元素含量-面积”模型方法的地球化学场的多重分形模式分析

从多重分形理论出发，在赤峰地区的2个区域应用“元素含量-面积（C—A）”模型方法。对“元素含量-面积”双对数图的形态进行分析，将地球化学异常多重分形特征模式分为3种类型：模式Ⅰ为可拟合为2条直线段的简单多重分形模式，具有该模式的元素在研究区内没有成矿富集的趋势，不存在实质性的致矿异常；模式Ⅱ为可以拟合为3条直线段的高富集多重分形模式，它在模式Ⅰ的基础上叠加有高含量的异常场，具有该模式的元素在研究区内存在较强的局部富集，成矿的可能性很大：模式Ⅲ为可拟合成3条直线段的低富集多重分形模式，它在模式Ⅰ的基础上叠加的是较弱的异常场，具有该模式的元素在研究区内有较弱的矿化作用。在此基础上，分析了元素的成矿富集规律和空间分布特征，确定了区域异常和局部异常的异常下限，划分了地球化学背景、区域异常和局部异常。     

胶北新太古代两类片麻岩的岩石地球化学特征和成因指示

在胶北三口探矿深钻中识别出两类新太古代片麻岩,一种是TTG片麻岩,数量较多;另一类是石榴黑云斜长片麻岩,数量相对较少,以夹层状发育于TTG片麻岩中.已有年代学资料显示,两种片麻岩原岩均形成于～2.5Ga.TTG片麻岩SiO2含量为53.95％ ～ 75.56％,Na2O为1.51％～5.94％,Na2O/K2O＞1;贫Fe2O3T(2.22％～9.54％)和MgO (0.53％ ～4.87％),Al2O3多大于15％(10.45％ ～ 17.64％),A/CNK=1.18～1.75,说明其属于高铝TTG岩系.富集大离子亲石元素(如Rb、Ba、Sr),亏损高场强元素(如Nb、Ta、Zr、Hf),Sr含量高(204×10-6～2906×10-6),Sr/Y比值高(7.30～355).∑REE含量(40.4×10-6～ 512×10-6)相对较高,轻重稀土强烈分异((La/Yb)N=11.5 ～ 121),Eu无异常或弱正异常(δEu=0.79～1.89).以上地球化学性质表明,胶北TTG片麻岩是含水玄武质岩石高压下部分熔融形成的,残留相主要是石榴石、角闪石和含Ti矿物,没有斜长石.全岩Nd和锆石Hf同位素数据显示其模式年龄与形成年龄相近,表明岩石源区可能是来源于亏损地幔的2.57～2.64Ga的初生玄武质地壳.另外,胶北TTG片麻岩高的Mg#值(40 ～67)和Cr(147×10-6～371×10-6)、Ni(6.68×10-6～ 156 × 10-6)含量,表示与地幔楔发生了反应,结合Nb、Ta负异常以及源区为初生的玄武质地壳等特征,说明研究区TTG形成于与俯冲有关的岛弧环境,而非加厚的下地壳.DF值和K-A关系图显示,石榴黑云斜长片麻岩原岩是泥质-粉砂质沉积岩.Cr/Zr比值(0.90 ～1.99,平均为1.62)和Th/Sc比值(平均为0.30)与太古宙沉积岩相应值相近(分别为1.44和0.4),稀土配分型式与太古宙沉积岩类似,表明源区物质以长英质为主.绝大多数样品显示轻稀土富集、重稀土平坦的特征,总稀土含量平均为176×10-6,(La/Yb)N比值平均为14.7,LREE/HREE平均为3.3,Eu无异常或微弱的负异常(δEu=0.69～0.92,平均为0.84),这些特征值表明原岩形成的大地构造背景为岛弧或主动大陆边缘.Grt-Bi地质温度计得到的变质温度为549 ～663℃,其中黑云母化学成分与角闪岩相中黑云母特征相同,共同指示变质程度为角闪岩相,可能代表了～2.5Ga麻粒岩相-高角闪岩相变质作用的退变质阶段.石榴黑云斜长片麻岩原岩与TTG属同一时代(～2.5Ga)的产物,形成的构造背景类似(岛弧或主动大陆边缘),说明当时该区有俯冲过程发生;TTG岩浆事件和～2.5Ga的变质事件大体同时,但变质事件较岩浆事件稍晚,可以用俯冲后的碰撞来解释.因此,研究区在～2.5Ga可能发生过一次重要的俯冲-碰撞拼合事件:TTG和石榴黑云斜长片麻岩原岩形成于俯冲阶段,后期发生碰撞引发麻粒岩相-高角闪岩相的区域变质作用.     

基于"元素含量-面积"模型方法的地球化学场的多重分形模式分析

从多重分形理论出发,在赤峰地区的2个区域应用"元素含量-面积(C-A)"模型方法.对"元素含量-面积"双对数图的形态进行分析,将地球化学异常多重分形特征模式分为3种类型:模式Ⅰ为可拟合为2条直线段的简单多重分形模式,具有该模式的元素在研究区内没有成矿富集的趋势,不存在实质性的致矿异常;模式Ⅱ为可以拟合为3条直线段的高富集多重分形模式,它在模式Ⅰ的基础上叠加有高含量的异常场,具有该模式的元素在研究区内存在较强的局部富集,成矿的可能性很大;模式Ⅲ为可拟合成3条直线段的低富集多重分形模式,它在模式Ⅰ的基础上叠加的是较弱的异常场,具有该模式的元素在研究区内有较弱的矿化作用.在此基础上,分析了元素的成矿富集规律和空间分布特征,确定了区域异常和局部异常的异常下限,划分了地球化学背景、区域异常和局部异常.     

胶西北金矿集区地球化学多重分形模型与异常识别

能谱密度-面积多重分形模型能够有效分解复杂地球化学异常模式,处理地球化学数据中的复杂非线性关系.这里采用能谱密度-面积多重分形模型,开展胶西北金矿集区地球化学异常识别和资源潜力评价研究.在对原始地球化学数据进行对数比变换的基础上,通过因子分析提取反应成矿过程的主要元素组合,将得到的元素组合图,采用能谱密度-面积多重分形...     

辽北新太古代晚期岩浆热事件与陆壳生长:来自清原奥长花岗岩的锆石U-Pb年代学和岩石地球化学证据

TTG(英云闪长岩-奥长花岗岩-花岗闪长岩)片麻岩是太古宙陆壳的重要组成部分,探究其形成过程可以获得地球早期大陆地壳增生-演化的关键地球动力学信息。本次研究从华北克拉通东部辽北清原地体中识别出了柴河、摩离红两个奥长花岗岩岩株,在空间上它们与时代相近的赞岐岩类(石英二长闪长岩)伴生,SIMS锆石U-Pb定年指示二者结晶年龄和变质年龄分别为2550～2546Ma和2510～2480Ma。柴河岩体SiO_2含量介于70. 7%～73. 5%之间,Na_2O/K_2O比值为2. 15～4. 89,Al_2O_3含量为14. 3%～15. 5%;富集Rb、Ba、Sr等大离子亲石元素(Sr=356×10~(-6)～464×10~(-6),Sr/Y=71～392),亏损Nb、Ta和Ti等高场强元素,轻重稀土强烈分异,(La/Yb)_N比值介于45～144之间,部分样品发育Eu正异常(δ_(Eu)=1. 17～2. 41)。摩离红岩体SiO_2含量为64. 7%～75. 7%,Na_2O/K_2O比值为1. 86～2. 78,Al_2O_3变化范围较大(13. 7%～17. 7%);同样富集大离子亲石元素并亏损高场强元素,Sr/Y比值为22～36,轻重稀土分异明显,具有中等至偏高的(La/Yb)_N比值(7～47),Eu异常发育不明显(δ_(Eu)=0. 86～1. 34)。二者均具有接近亏损地幔的全岩ε_(Nd)(t)(+1. 9～+3. 8)和锆石ε_(Hf)(t)(+3. 9～+7. 1)值。以上特征指示柴河、摩离红岩体可能分别形成于低角度俯冲大洋板片或岛弧下地壳在榴辉岩相和石榴角闪岩相条件下部分熔融。区域岩浆-变质事件的时-空分布关系表明,华北克拉通东部新太古代晚期热事件主要受控于初始板块构造体制下的短周期、小规模俯冲-碰撞-伸展造山旋回。俯冲带岩浆活动在新太古代晚期陆壳生长-分异过程中已经扮演着非常重要的角色。     

不同类型地貌的各向异性分形与多重分形特征研究

利用标准偏差法和固定质量法，研究了新疆天山地区3种不同构造地貌单元地形剖线的自仿射分形和多重分形特征。结果表明，在所研究的标度范围内，不同构造地貌单元剖线分维值总体上呈现出高山区大于中低山区大于盆地区特点，同一个地貌研究区不同方向的剖线呈现不同程度的各向异性。多重分形谱Dq的形态和值域范围也呈现出不同特征。研究认为，地貌表面形态并不是完全随机的，而是一种各向异性的分形布朗运动，分维值表征了内外营力作用的方向和强度，渡越长度是自仿射分形研究中的另一个重要参量。利用上述分形特征可定量研究地貌的发展阶段和地貌动力学。     

云南麻栗坡地区成矿元素的多重分形特征与成矿预测

对麻栗坡地区1∶5万水系沉积物测量数据的统计分析表明,W、Sn、Pb、Zn、Cu等主要成矿元素不完全服从正态分布和对数正态分布,而表现出多重分形结构特征。因此,采用传统的地质统计学方法提取异常显然不能客观地反映区域的成矿元素分布特征。本文引用了"C-A"多重分形模型来研究该地区成矿元素特征,并有效提取各元素异常下限值,结合区域成矿地质背景,对区内成矿潜力进行初步预测。实践表明,分形方法所提取的剩余异常与研究区的矿产分布较为相符,较好地反映了研究区成矿元素分布规律,为研究区成矿预测提供了依据。     

个旧地区地球化学元素的多重分形特征及找矿预测

应用多重分形的“C-A“模型(即含量-面积)方法,对云南个旧地区的水系沉积物样品的20项元素进行了研究分析.结果表明,成矿元素以及伴生元素呈模式Ⅱ的高丛集多重分形分布,非成矿元素呈模式Ⅰ的简单连续多重分形分布;根据个旧地区东部与西部地球化学元素分布的对比发现,在东部的分维值普遍比西部小,有的成矿元素如Cu、Au在东西部呈现不同的分布模式,而非成矿元素分布变化不大.     

个旧地区地球化学元素的多重分形特征及找矿预测

应用多重分形的“C-A”模型（即含量-面积）方法，对云南个旧地区的水系沉积物样品的20项元素进行了研究分析。结果表明，成矿元素以及伴生元素呈模式Ⅱ的高丛集多重分形分布，非成矿元素呈模式Ⅰ的简单连续多重分形分布；根据个旧地区东部与西部地球化学元素分布的对比发现，在东部的分维值鲁遍比西部小，有的成矿元素如Cu、Au在东西部呈现不同的分布模式，而非成矿元素分布变化不大。     

河南嵩山地区新太古代TTG质片麻岩的成因及其地质意义：来自岩石学、地球化学及同位素年代学的制约

河南嵩山地区位于华北克拉通南缘,是我国记录前寒武纪地质的典型地区之一。该区广泛出露新太古代TTG质片麻岩套,主要以英云闪长岩类为主,闪长岩类次之,测得的锆石SHRIMP年龄在2600~2500Ma。该套TTG质片麻岩富Na₂O(3%~7%)、SiO₂(>67%)、贫铁、镁,高的Na₂O/K₂O比值（多在1.5~5.2）,Al₂O₃=13.72%~16.37%,A/CNK=0.97~1.21,属英云闪长岩-奥长花岗岩系列,显示新太古代富铝型TTG岩石特征。岩石富Sr (平均433×10^-6),Rb/Sr比值(<0.5) 较低,Sr/Y比值高(平均165),Nb、Ta和Ti负异常,∑REE偏低,强烈分异((La/Yb) _N=27~150),基本无Eu异常,低的Nb/Ta(14左右)、La/Nb (平均约为7)比值及其它微量元素特征表明其与岛弧或大陆边缘弧玄武质岩石特征相似。全岩Nd同位素和锆石Hf同位素数据显示岩石源区是来自亏损地幔的约2.66Ga的初生地壳;Mg^#值变化较大反映存在地幔楔不同程度的混染。地球化学特征指示该岩浆是在较高温度和压力(约700~1000℃,>1.5Gpa)下由俯冲的含水玄武质洋壳部分熔融形成,残留相中有石榴石和角闪石而不含斜长石。嵩山地区TTG片麻岩的这种成因机制表明当时陆壳以水平方式增生,也说明在随后的2.5Ga左右微陆块碰撞拼合事件之前不同陆块之间很可能被一个古大洋所分隔。     

岩体结构多重分形方法的改进与应用

本文运用多重分形方法研究岩体结构,对关键参数作误差分析,进行算法改进。并选取鄂西恩施保扎滑坡与杨家山滑坡附近的4个代表性露头点进行岩体结构多重分形研究,得出多重分形维数值是对平均岩体质量的直接度量,多重分形谱宽反映了岩体质量的整体分布情况。岩体结构多重分形方法比传统的岩体质量指标更能反映岩体结构的整体性质,根据多重分形结果可建立初步的岩体质量评价方法。     

多重分形与Kriging插值在地层模型生成中的应用

为了建立三维数字地层,采用钻孔信息构建三棱柱,以适合工程地质和岩土工程特点。钻孔数据具有局部的、随机的、异常的特征,另外,钻孔数据具有一定的结构特点。传统的数理统计方法无法很好地解决空间样本点的选取、空间估值和2组以上空间数据的关系等问题,借鉴地质统计学的Kriging方法给出全局区域内一种距离加权插值算法,先根据空间数据得到统计特征,再根据统计特征进行插值,并引入多重分形理论弥补Kriging方法的滑动加权平均缺陷,度量区域化变量的局部奇异性。通过对地层模型插值结果的观察,得出该算法可以获得良好的全局和局部特征插值效果