ESR定年：一种确定脆性断层活动年龄的方法原理与应用

在浅层低温环境中，脆性断层活动难以生成新的变质矿物，断层的准确活动年龄就难以确定。但在浅层断层活动中，往往伴生有同期生成的石英脉，对石英脉采用热活化电子自旋共振(ESR)测年，能够确定石英脉的生成年龄，从而能提供断层活动的年龄。如果断层带中发育有多期石英脉，通过测定还能提供断层多次活动的年龄。以雪峰山2条断裂带为例，使用ESR定年方法获得了202.3~60.6 Ma的地质年龄，并探讨了2条断裂带的演化与区域构造活动的关系，最后对ESR测年的可信性与使用条件进行了讨论。     

断层冲击地压的影响因素分析

针对断层冲击地压问题,通过建立断层-煤柱变形系统,得到了断层错动型冲击地压的发生条件,并对其主要影响因素进行分析。结果表明:当采空区宽度一定时,载荷随煤层塑性区宽度的变化是先增大再减小,达到临界载荷前,临界断层保护煤柱宽度随载荷增大而增大;当载荷一定时,采空区宽度随煤层塑性区宽度的变化是先增大再减小,达到临界采空区宽度前,断层保护煤柱宽度随采空区宽度的增大而增大,则保证断层保护煤柱宽度大于临界断层保护煤柱宽度,可避免断错型冲击地压的发生;当断层抗剪强度较大时,留设较窄的断层保护煤柱,断层错动型冲击地压也不会发生。根据工作面走向与断层位置的关系,选择合适的方法计算临界断层保护煤柱宽度,可避免断层错动型冲击地压的发生。研究结果为有效防治断层错动型冲击地压提供理论依据。     

化石电子自旋共振(ESR)测年等效剂量标准生长曲线的构建

目前在化石ESR测年工作中主要采用Gamma源(⁶⁰Co或¹³⁷Cs)对样品进行辐照,由于这种辐照源放射性较强对环境和人体健康存在安全隐患,因此只有少数专业机构有资格开展Gamma辐照工作,加之辐照过程较高的时间和经济成本,在很大程度上制约了ESR测年方法的应用。为此本研究对十余个已开展过测年工作的考古遗址的化石样品进行了再分析,并尝试建立牙釉质等效剂量标准生长曲线,在不对样品进行辐照的前提下通过测定自然样品的ESR信号强度来获得其等效剂量。研究显示对于较年轻的化石样品,采用牙釉质标准生长曲线与附加剂量法获得的等效剂量值较一致,但对较老的样品(等效剂量D_e>2000 Gy)两种方法得到的等效剂量值存在明显差异。研究表明通过非辐照的方式获得样品的D_e值具有可行性但目前建立的标准生长曲线尚有待完善,同时探讨了采用标准生长曲线方法对开展化石ESR测年工作的潜在优势。

     

煤田小断层识别的几个主要影响因素分析

针对构建的全波场地质模型,依据波动方程理论,对数据采集及处理过程中诸如主频、速度误差、横向分辨率、自由地表等因素对识别小地质构造的影响程度进行研究：①通过模拟正演3m、5m断层模型,认为有效分辨小断层的采集主频至少要达到60Hz以上;②对于速度分析误差,10%的速度误差是小断层有效识别的上限;③提高地震波的主频,减小第一菲涅尔带半径,提高横向异常的分辨能力;④在地表地层倾斜的情况下,共中心点（CMP）抽道方法存在缺陷,建议采用CRP抽取道集和采用叠前时间偏移成像技术。     

SHRIMP锆石铀-铅同位素定年中普通铅 204Pb对实验结果的影响

在SHRIMP锆石U-Pb同位素定年中,常用实测的²⁰⁴Pb校正普通铅,然后求得²⁰⁶Pb/²³⁸U、²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb等同位素比值及年龄。本文主要论述了普通铅²⁰⁴Pb校正的原理、来源、测定方法及其对实验结果的影响。通过实验得出普通铅²⁰⁴Pb测定结果不准确,会使数据在谐和图中的投影点偏离谐和线,使年龄结果偏离真实值。影响普通铅²⁰⁴Pb的因素有很多,主要有测试位置是否有包体或裂纹、锆石表面的清洁程度、普通铅²⁰⁴Pb的峰位置是否正确等;此外,一次离子束强度、密度均匀性、束斑形状、清洗时间也可能有影响。由于大多锆石样品中普通铅²⁰⁴Pb含量很低,在扫描普通铅²⁰⁴Pb峰中心时,最好在高铀锆石包体、裂隙处,或在长石等含普通铅²⁰⁴Pb较高的矿物上进行,同时为了避免受质量数204左侧峰拖尾叠加的影响,通常把²⁰⁴Pb峰位置设定在峰中心稍偏右处。     

基于断层滑动数据古应力反演的影响因素及其误差分析

古构造应力场是构造动力学研究中的一个重要内容,且断层滑动数据古应力反演已经成为古构造应力场恢复研究中比较常用的重要方法之一。近年来,断层滑动数据古应力反演方法研究和应用取得了一系列重要进展,但有关反演结果的解释仍存歧义,反演结果的影响因素及其误差范围等并未得到深入研究与定量分析。本文总结指出,影响断层滑动数据古应力反演结果的主要因素包括变形体制、剪切破裂面类型、断层面的形态以及地质体内薄弱面的存在等。在此基础上,分别对新生断层和先存薄弱面滑动数据的古应力反演综合误差进行了定量分析。研究指出,在可以大致厘定变形体制或误差在允许范围内的前提下,将断层滑动数据反演结果解释为应力状态是合理可行的。各种因素导致的反演误差定量分析表明,同一期构造应力场形成的破裂面滑动数据的古应力方位反演误差最大不超过35°。换言之,在没有证据表明存在不同期次的应力作用情况下,主应力方位变化小于35° 的应力状态,可以划归同一期应力场。     

河北沧州小山火山的ESR年代学研究

河北沧州小山火山是河北平原,包括华北平原少有的出露地表的第四纪火山,也可能是华北平原区最后一个活动的火山。因此,此火山极其重要,可是至今没有确切的年代学数据。本次研究分别从小山火山地表和钻孔中采集了7个样品,进行了电子自旋共振测年。每个样品都分选出了石英颗粒,这表明火山堆积物不是纯的凝灰岩,而是火山活动时,同时带有地表物质的混入。样品ESR测年结果在误差范围内一致,平均值为41.4±8.6ka。小山火山活动可能发生于41ka BP.,测年结果表明小山火山最后一次活动在晚更新世晚期。     

Dating Fault Activity Based on Surface Texture of Quartz Grains from the Bailong River Fault

Much important information referring to fault motion （e.g., fault activities period, intensity, frequency, and even dynamic background） can be revealed by resolving fault gouge, which is the result of fault motion while extruding or grinding. The field investigation encompassed sample collecting from the Bailong River fault system of the western segment of the Qinling Orogenic Belt （QOB）; 44 samples of fault gouges were collected for quartz micro-morphology analysis. These samples were analyzed using field emission scanning electron microscopy. In addition, 14 samples were tested for thermo-luminescence dating. The results showed that most of the surface textures of quartz grains are characterized by fish scale, moss-like texture, and stalactite. However, a small amount of orange peel-like fractures and worm-hole-like shaped surface texture were observed. Moreover, a few typical conchoids or subconchoidal fractures in quartz grains can be seen. This implies that the Bailong River Fault was active repeatedly during the Quaternary period, but the main motion period is the Pleistocene. The 14 thermo-luminescence dating values showed two age groups： 343.29-184.06 ka and 92.18-13.87 ka. These study data reveal that fault movement started during the Pliocene, occurred frequently in the early-middle period of the Pleistocene, and the peak frequency of the motion was reached in the early Pleistocene. The fault motions were stopped terminated in the early Holocene. The results are significant for the natural disaster risk evaluation in the western segment of the QOB.     

电子探针测年方法应用于粤北长江岩体的铀矿物年龄研究

晶质铀矿被认为是花岗岩型铀矿成矿的主要矿源提供者,在评价岩体的含矿性和确定成岩成矿年龄方面有重要意义。长江岩体属于诸广山复式岩体的一部分,是粤北地区重要的产铀花岗岩体,本文利用电子探针对该岩体中的铀矿物进行研究。结果表明:长江岩体中的铀矿物多以充填或被黄铁矿包围的形式存在,或者分布于石英、黑云母、绿泥石等矿物中;铀矿物类型主要有晶质铀矿、沥青铀矿、铀石、铀钍石四种。晶质铀矿/沥青油矿的化学年龄值可分为三组:~155 Ma、~106 Ma和~74 Ma。第一组年龄代表岩体的形成时代,后两组年龄代表铀矿的多期次成矿作用年龄。铀矿物从成岩后到~106 Ma,成分没有发生明显变化,直到~74 Ma后才发生明显的U元素活化、迁移。因此,可以推测长江岩体地区主要的铀矿成矿期应发生在~74 Ma及之后。