扬子陆核古元古代A型花岗岩的年代学与地球化学研究及其构造意义

以侵入于宜昌崆岭杂岩中的圈椅埫花岗岩体为研究对象,系统研究了其年代学和地球化学特征,并据此对岩石成因和扬子陆核古元古代构造演化过程进行探讨。锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果表明,圈椅埫花岗岩形成年龄为(1 822±44) Ma,说明其为扬子陆核古元古代岩浆活动产物。地球化学研究表明,该花岗岩体富Si,贫Al、Mg,微量元素组成上富集Rb、Th,具有Eu、Ba、Sr和高场强元素的负异常。岩石具有高Ga/Al比值和(Zr+Nb+Ce+Y)含量,其锆石饱和温度计算值较高(＞862 ℃),综合地质地球化学特征表明该岩体应属铝质A型花岗岩。岩体的εNd(t)值在-12.4~-10.3之间变化,对应两阶段Nd同位素模式年龄值为3.3~3.2 Ga,暗示岩体可能形成于扬子陆核深部古老的长英质地壳物质在后碰撞伸展构造背景低压、高温条件下部分熔融。结合前人已有的研究成果,认为其可能与区域上2.0~1.9 Ga板块碰撞造山后发生的由碰撞挤压向伸展作用的构造转换作用有关。扬子陆核古元古代构造岩浆事件与全球范围内2.1~1.8 Ga的与Columbia超大陆演化有关的碰撞造山-裂解事件时间吻合,表明扬子陆核可能是Columbia超大陆的重要组成部分之一。     

华北克拉通南缘小秦岭地区花岗质片麻岩年代学和地球化学特征及其地质意义

小秦岭地区位于华北中部造山带南段,是研究华北克拉通南缘演化的关键地区,对其研究不仅有助于深入了解华北克拉通古元古代构造演化特征,同时对于华北克拉通东西陆块碰撞时间的厘定也具有重要意义。通过对小秦岭北侧大湖金钼矿床围岩(花岗质片麻岩)的SIMS锆石U-Pb定年分析,获得其岩浆锆石谐和年龄为(2 455±59) Ma、变质锆石谐和年龄为(1 821±31) Ma。花岗质片麻岩具有高SiO₂、富碱和低Al₂O₃、CaO、MgO、P₂O₅ 的特征,同时富集LILEs(Rb、Th、K)、亏损 HFSEs(Nb)和Sr、P、Ti等元素。结合A/CNK-A/NK图解和Ga、Rb等微量元素特征分析,认为其原岩为A型花岗岩,具有非造山A1型花岗岩特征;大湖金钼矿床A型花岗岩在古元古代早期起源于基性岩浆(提供热源)底侵作用下的中—新太古代结晶基底物质的部分熔融,为陆内裂谷环境,并在古元古代晚期受到华北克拉通东部和西部陆块碰撞造山后伸展作用的影响。     

华北克拉通北缘中段古元古代强过铝质花岗岩地球化学特征及其构造意义

华北克拉通北缘中段沿集宁-凉城-千里山一线分布着大量的强过铝质花岗岩.与一般强过铝质花岗岩相比,其SiO2含量、Al2O3/TiO2比值(小于100)、Rb/Sr比值和Rb/Ba比值低,但CaO/Na2O比值高(大于0.3).稀土元素复杂,正Eu异常、负Eu异常、Eu异常不明显均发育,大致可以分成2种类型:第一类具有中等程度轻稀土富集、重稀土平缓;第二类轻稀土特征与第一类一致,但其重稀土变化大.稀土元素特征不一致主要是由于其源岩不同.LILE(K、Rb、Ba)相对富集,HSFE(Nb、Ti、P)亏损,这种地球化学特征暗示该区强过铝质花岗岩的源区成分为杂砂岩,熔融温度较高,来源较深,其构造环境与澳大利亚拉克伦造山带一致,属高温型碰撞带,应为华北克拉通西部陆块和东北陆块古元古代碰撞峰期后岩石圈伸展的产物.     

内蒙大青山地区黑云母花岗岩SHRIMP U-Pb定年及其构造意义

大青山黑云母花岗岩主要由钾长石（45%）、斜长石（15%~25%）、石英（25%）、黑云母（5%~10%）组成。主元素SiO₂含量69.48%~72.40%,K₂O+ Na₂O含量7.74%~9.58%,K₂O＞Na₂O,A/CNK为1.0~1.17,具过铝质-强过铝质花岗岩特征;稀土元素分馏较强,REE配分型式具中等负Eu异常;微量元素在原始地幔（PM）标准化蛛网图上显示Rb、Th、K、Nd相对富集,Nb、Sr、Ti相对亏损,岩石地球化学特征与碰撞花岗岩类似。本文对大青山地区料木山黑云母花岗岩进行高精度锆石SHRIMP U-Pb定年研究,其形成时间为2430±19Ma,可能代表鄂尔多斯陆块与阴山微陆块碰撞造山岩浆热事件年龄。区域上埃达克质岩、赞歧岩、Colcepet花岗岩同位素年龄均为2470~2330Ma, 预示着这一地区在古元古代早期可能已经出现与板块消减相关的陆-陆碰撞造山带。古元古代花岗岩的岩石地球化学和同位素年代学特征表明乌拉山-大青山麻粒岩相带是一条古元古代造山带。     

扬子北缘晚古元古代A型花岗质岩:Columbia超大陆裂解的证据

为约束扬子陆块晚古元古代构造演化历史,以华山观岩体的钾长花岗岩和二长花岗岩为研究对象,开展地球化学、年代学、全岩Nd同位素及锆石Hf同位素分析。锆石U-Pb定年结果显示钾长花岗岩和二长花岗岩的结晶年龄分别为1860±12 Ma(MSWD=0.69)和1832±14 Ma(MSWD=0.48)。两类岩石都显示铝质A型花岗岩的地球化学特征,一致的ε_(Hf)(t)值(-10.9～-13.8)及其二阶段模式年龄(2962～3183 Ma),揭示其由同一套太古宙的地壳部分熔融形成。综合已有ε_(Hf)(t)值资料,表明扬子陆块广泛存在两套太古宙长英质地壳(3.0～3.5 Ga; 3.5～3.9 Ga),为华山观两类花岗岩的岩浆形成提供了物源。华山观岩体两类花岗岩的锆石饱和温度揭示源岩位于较深的地壳,且二长花岗岩的形成有更多热源的参与。结合扬子陆块同期(～1.85Ga)A型花岗岩的地球化学数据,认为华山观钾长花岗岩具有后碰撞A_2型花岗岩的特征,形成于后碰撞伸展环境,而华山观二长花岗岩具有A_1型花岗岩的地球化学特征,暗示造山后伸展到陆内裂谷过渡的构造背景,可能与Columbia超大陆裂解有关。     

新疆西准噶尔地区花岗岩类年代学及其构造意义

本文在野外地质调查基础上,通过对西准噶尔花岗岩类年代学的研究,厘定各期构造岩浆事件的时限,反演西准噶尔造山带构造演化过程。研究结果表明,西准噶尔岩浆活动划分为3个时期。晚志留世—早泥盆世花岗岩类主要为谢米斯台花岗岩类、赛尔花岗岩类及阿克乔克花岗岩类,结合区域地质背景及阿克乔克花岗闪长岩具有典型的埃达克岩地球化学特征,推测阿克乔克埃达克岩可能是大洋板片俯冲过程中经过脱水发生部分熔融形成的;早石炭世花岗岩类主要分布在扎尔马—萨吾尔岩浆弧地区,这一时期的花岗岩类可能是额尔齐斯蛇绿岩所代表的古大洋向南俯冲脱水引发上覆地幔楔部分熔融或者部分熔融形成的玄武岩浆底侵作用引起中、下地壳物质部分熔融的结果,指示俯冲的古大洋在早石炭世期间未闭合碰撞;晚石炭世—早二叠世的花岗岩类在整个西准噶尔地区都有分布,形成于后碰撞构造环境,表明西准地区进入了陆内构造演化阶段。     

华北克拉通怀安杂岩中～2.03 Ga变质石榴花岗岩的成因其对古元古代裂谷事件的制约

本文报道了怀安杂岩中的董家沟变质石榴花岗岩岩体的地球化学、锆石U-Pb年龄和Hf同位素数据。变质石榴花岗岩高SiO_2、富K_2O+Na_2O,低CaO、MgO和TiO_2;富集轻稀土元素,亏损重稀土元素,具有明显的负铕异常;同时亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素,高Zr+Nb+Ce+Y含量和10 000*Ga/Al比值,具有A型花岗岩特征。通过锆石LAMC-ICPMS U-Pb定年,获得岩石形成年龄为2 031±21 Ma,并遭受1 837±12 Ma变质作用改造。变质石榴花岗岩的锆石Hf同位素分析表明,核部岩浆锆石ε_(Hf)(t)值为-0.47～+5.51,绝大部分为正值,且二阶段模式年龄T_(DM2)主要介于2 505～2 658 Ma,与围岩TTG片麻岩年龄相近,表明其来源于新太古代TTG岩石的部分熔融。华北克拉通中部造山带广泛分布古元古代中期(2.2～2.0 Ga)A型花岗岩,且同时期存在大量幔源基性岩墙侵位,指示该期岩浆活动形成于伸展的构造体制下,可能与华北克拉通内部(晋冀地块)裂谷活动有关。古元古代俯冲造山启动时限应小于2.0 Ga。     

茫崖二长花岗岩、石英闪长岩的年代学、地球化学及岩石成因:对阿尔金南缘早古生代构造-岩浆演化的启示

阿尔金南缘茫崖地区出露着早古生代二长花岗岩体和石英闪长岩体,测得其LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为472.1±1.1Ma和458.3±6.2Ma。地球化学特征显示,前者属于钾玄质过铝质S型花岗岩,具高的(La/Yb)N和Sr/Y比值,低的HREE、Yb和Y值;后者为高钾钙碱性准铝质-过铝质I型花岗岩,具低的(La/Yb)N和Sr/Y值,高的Yb和Y含量。通过岩石成因和构造背景分析,二长花岗岩是陆壳深俯冲作用下,上地壳沉积岩(杂砂岩和少量泥质岩)被俯冲带入到50~80km深处,在高压(1.5GPa)低温(779.8~792.9℃)条件下主要由云母分解脱水而发生部分熔融,残留相为石榴石+金红石(无角闪石),在岩浆演化过程中发生了以斜长石为主(无角闪石)的强烈分离结晶作用;石英闪长岩是在陆壳深俯冲后的折返抬升作用下,上地壳变质玄武岩被抬升至30km处,在低压(0.8GPa)高温(811.0~821.0℃)条件下发生部分熔融,残留相为角闪石+斜长石(无石榴石),在岩浆演化过程中发生了以辉石、金红石和磷灰石为主(无角闪石和斜长石)的分离结晶作用。结合前人研究成果,分析了阿尔金南缘早古生代岩浆活动特征及其形成机制,将该地区早古生代构造-岩浆演化分为三个阶段:1)505~472Ma陆-陆碰撞阶段,以高压环境下岩浆活动为特征,在陆壳深俯冲的同时,存在俯冲陆壳的初步熔融拆离作用;2)467~450Ma板片拆离阶段,由于俯冲板片的完全断离,强大的浮力主要使上地壳发生抬升折返,以低压高温环境下上地壳岩浆活动为特征,同时存在幔源岩浆的底垫作用,具同折返双峰式岩浆活动的特征;3)424~385.2Ma后碰撞伸展拉张阶段,持续的应力释放松弛使构造应力从前期的垂向抬升转换为侧向伸展,存在地幔岩浆的底侵上涌作用,以低压高温环境下A型花岗岩岩浆活动为特征。     

越南昆嵩地体三叠纪花岗岩岩石成因及其特提斯构造意义

昆嵩地体位于印支陆块的核部,记录了大量的印支期岩浆作用和构造热事件,是了解古特提斯洋演化及印支与华南陆块碰撞拼合过程的关键区域,但目前对该期岩浆事件的成因及其与北部长山带的关系未能得到有效厘定.对昆嵩地体绥安(■ Tuy An)和胶寮(Chu Loan)地区的Van Canh花岗岩开展了岩相学、锆石U-Pb年代学、锆石原位Hf同位素和全岩地球化学分析,以限定其形成时代、岩石成因及构造环境.锆石U-Pb定年显示花岗岩样品的结晶年龄为244～239 Ma.该套样品包括了二长花岗岩和钾长花岗岩,均属于高钾钙碱性系列.它们的A/CNK值为1.03～1.21,为S型花岗岩.花岗岩均显示明显的Rb、Th和U富集,以及Nb、Sr、Zr和Ti的亏损,并具有强烈的Eu负异常(Eu/Eu^*=0.24～0.56).锆石具有富集的原位Hf同位素组成(ε_Hf(t)=-11.2～-0.7)以及古-中元古代的Hf二阶模式年龄(T_DM2=1.98～1.31 Ga).研究表明该套中三叠世花岗岩是古元古代-中元古代变沉积岩部分熔融的产物,并伴有少量变火成岩...     

滇西象达地区蚌渺岩体地球化学特征及其构造意义

蚌渺花岗岩体出露于保山微地块与腾冲微地块之间的泸水―潞西海槽内;该海槽是古生代地史时期保山微地块西侧的一个半深水沉积盆地,随着中三叠世时期古特提斯主洋盆的关闭及弧-陆碰撞作用,该海槽内的岩层普遍发生褶皱、断裂及不同程度的变质作用;在三台山一带还发育有蛇绿混杂岩。蚌渺岩体的主量元素显示了堇青石过铝花岗岩(CPG)的特点,稀土及微量元素资料表明其属典型的高Sr低Yb花岗岩类,具有类似于埃达克岩的地球化学特征。蚌渺岩体形成于中侏罗世,是三叠纪碰撞造山作用结束之后陆内应力松弛阶段的岩浆活动,属后碰撞花岗岩。可能涉及俯冲板片或造山带山根在榴辉岩相温-压条件下的部分熔融作用,是造山运动加厚的地壳向正常地壳恢复的重要机制;也是滇西地区晚中生代大规模中酸性岩浆活动及相关成矿作用的前奏。     

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     

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。     

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.     

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。     

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.     

不同形式诱导缝的等效强度承载性能的数值分析

将考虑尺寸效应规律的混凝土等效断裂模型应用到不同形式诱导缝等效强度公式中,得到了修正后的不同形式诱导缝的等效强度公式。同时,得到了诱导缝等效强度的变化曲线,并比较了单双向间隔诱导缝的优劣,得到双向间隔诱导缝优于单向间隔诱导缝的结论,为高拱坝中诱导缝的设计提出了建议。     

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。     

土的可恢复剪胀的一种解释

从土的各向异怀角度对土的可恢复剪胀现象进行了解释。基于各向异性情况下的土体弹性本构关系理论分析，认为土的可恢复剪胀现象可部分归因于土的各向异性引起的弹性剪胀。借助有关土体弹性参数实验结果，研究了应力诱导各迥异性对土体弹性剪胀的影响，结果表明：随土体应力诱导各向异性的增大，土体的弹性剪胀也增大。从土体弹性剪胀角度研究了土的卸荷体缩条件，认为土体卸荷体缩取决于加载应力路径的应力增量比，给出了土体出现卸荷体缩的区域。