变泥质岩的深熔作用与具铈（Ce）负异常熔体的成因

对美国加州南Sierra Nevada岩基中一个典型的中生代变质表壳岩及其混合岩带进行了详细的野外观察和元素地球化学研究。研究发现:在持久(约为150Ma)的花岗岩侵位作用下,早白垩世变泥质岩发生达角闪岩相的中高级变质作用和部分熔融,导致Isabella混合岩的形成;浅色体具有和变泥质岩及混合岩近平行的REE分布模式,但浅色体的LREE含量相对较低;和变泥质岩相似,混合岩中的浅色体具有显著的Ce负异常。野外观测、岩相观察及元素地球化学特征表明,浅色体显著的Ce负异常是继承了原岩的Ce负异常特征,而不是由于副矿物(磷灰石、独居石或锆石)的差异溶解或结晶分异作用造成的。早白垩世变泥质岩(浅色体的原岩)主要由泥质及沙质海相沉积物组成,局部夹基性火山灰和火山碎屑,形成于与大陆岛弧密切相关的浅海环境。原岩的Ce负异常反映了较还原的浅海沉积环境。具有Ce负异常浅色体的产出表明,如果俯冲带上的沉积岩在俯冲过程中发生部分熔融作用并且所产生的熔体参与大洋型岛弧岩浆作用,最终可以导致具有Ce异常的基性岩浆生成。     

变泥质岩递进部分熔融作用的构造物理学效应

在南内华达岩基中,晚中生代花岗岩的侵位导致表壳岩广泛的变质及部分熔融,形成混合岩杂岩体。对伊萨贝拉湖南羊圈混合岩杂岩体构造的野外观测和应变测量表明：①变泥质混合岩和鹅卵石砾岩记录了类似强度的应变;②变泥质岩发生了递进部分熔融,表现为离羊圈花岗闪长岩岩体的距离越远,部分熔融程度越低;③随部分熔融程度的变化,变泥质岩的应变承载构造也逐渐从混合岩带的弱相承载构造（IWL）往强相承载构造（LBF）过渡;④在同岩浆构造作用中,浅色体的流变学性质与鹅卵石砾岩中泥质组分相当,为应变的主要承载体。该结果表明：在高级变质岩区中,部分熔融程度是否足够高及熔体能否形成互相链接的网络,是高级变质岩的流变学强度发生突降、深部岩石发生侧向流动的前提。     

闽西北加里东期混合岩及花岗岩的成因:同变形地壳深熔作用

本文选取闽西北前寒武纪变质基底中的混合岩和花岗岩为研究对象,以探讨两者之间的成因联系.详细的岩石学和主量、微量元素地球化学以及锆石U-Pb年代学研究表明,闽西北混合岩是同变形地壳深熔作用的产物,基底变质岩中的黑云母在较低温(约800℃)、H2O不饱和的条件下发生脱水熔融反应产生熔体,构造变形作用在熔体的分离和迁移过程中起到了重要作用.闽西北基底变质岩可能为形成混合岩和花岗岩的源岩,其深熔产生的初始熔体发生结晶分异作用,堆晶产物形成了混合岩的浅色体,而残余熔体继续演化形成花岗岩.混合岩和相关花岗岩形成基本同时,其成岩年龄为437～441Ma.它们均为华南加里东期构造热事件的产物.     

变基性岩部分熔融过程中榍石的微量元素效应:以南迦巴瓦混合岩为例

南迦巴瓦地区广泛出露的中下地壳变基性岩部分熔融形成的层状混合岩和淡色花岗岩,为研究部分熔融过程中榍石的地球化学行为对熔体的微量元素组成的影响提供了良好的机会。相对于源岩或熔融残留体,淡色体亏损Ti、V、REE、Y、Nb、Ta、U等元素,与混合岩中榍石的微量元素特征互补。混合岩、淡色体和榍石微量元素特征表明南迦巴瓦角闪岩部分熔融形成的淡色体的微量元素特征主要受控于榍石的地球化学行为。角闪岩脱水部分熔融过程中,由于长英质熔体的低Ti溶解度,榍石以未熔残留体形式存在于暗色体中,导致熔体亏损Ti、REE、Nb、Ta、V、U等元素和Sr/Y比值相对升高。关键元素在榍石和熔体之间的配分系数受熔体成分影响明显。角闪岩中变质榍石D_Nb/Ta < 1,因此变质榍石残留导致熔体Nb/Ta相对于源岩升高;而高Si-Al花岗质熔体中榍石D_Nb/Ta>1,因此与高Si-Al熔体平衡的榍石的分离（转熔或结晶分异）将导致熔体Nb/Ta比值相对源岩降低。榍石在部分熔融过程中的微量元素效应为理解变基性岩部分熔融产生熔体的地球化学特征提供新的认识。

     

四川攀西康定群混合杂岩的成因

沿康滇地轴分布的前震旦系变质——混合杂岩为一套深变质的结晶岩石。据对混合岩及其中残留体的岩石化学、岩相学和显微结构的研究,这类混合岩是由区域变质岩原地部分熔融——重结晶方式形成的。各类混合岩及其中残留体在稀土配分型式上比较协调一致。用Shan的平衡部分熔融的方程估算,实际存在的熔体相为11～16％。混合岩成因模式:地壳深处岩石长期处于初熔温压条件下,以部分熔融的流体相为媒介,以重结晶方式转化成混合岩。     

试论阜平杂岩的深熔作用

阜平杂岩中广泛产出浅色脉体,从而显示强烈的混合岩化作用。前人把引起混合岩化作用的机制归因于岩汁交代、重熔或无水深熔作用,似乎与实际的岩相结构不是很一致。矿物自形晶、钠长石净边结构和一些典型的矿物转化反应表明,阜平杂岩的混合岩化作用实际上经历了复杂的过程,主要表现为有水条件下的深熔作用。所形成的熔体有较大的流动性,可迁移一定的距离而进入邻近的岩石,对这些部位而言相当于发生了外来熔体的注入活动,造成熔体注入式混合岩化作用,形成一些交代反应和结构。因此,阜平杂岩混合岩化作用中的变质反应过程既包括长英质矿物的熔融(溶解),还涉及一种含水矿物(如黑云母)转化形成另外一种含水矿物(如角闪石)的化学反应。阜平杂岩的混合岩化作用最重要的机制是水致熔融或含水深熔作用,溶解性重熔或无水深熔作用则较为次要。     

混合岩研究及地球动力学意义

混合岩化作用（陆壳深熔）是大陆地壳演化的一个重要过程,可以在不同区域岩石圈演化和相伴构造热事件背景下发生。混合岩化温度往往可以维持在岩石固相线之上达30 Ma,且整个深熔过程中岩石通常由初期的半深熔向高度深熔演化。这些特点使得混合岩中深熔锆石的Th/U比值随年龄越年轻而逐渐变大,并且警示混合岩锆石U Pb年龄往往给出混合岩化的持续时间而不是单一时间点。深熔过程中,不同深熔反应类型对深熔熔体的地球化学特征影响较大,富水熔融可以降低斜长石在源区的稳定域,因此可能导致富水熔融形成的深熔熔体具有高Sr/Y和低Y的特征,从而提示在利用单一高Sr/Y和低Y特征来判别岩石是否具有高压成因需格外小心。此外,深熔过程中熔体提取速率可能大于矿物溶解速率和同位素扩散速率,因此可能发生不平衡熔融导致不同反应类型形成的熔体具有不同的初始同位素比值。熔体产生之后,由于混合岩地体具有缓慢的冷却速率,熔体有充分时间发生矿物结晶分离,残余熔体则在构造应力的作用下,被抽离源区,上升侵位至上部地壳。因此,混合岩地体中保留的大量浅色脉体只有少部分记录初始深熔熔体地球化学特征,绝大部分代表熔体结晶分离过程中的早期结晶产物,其地球化学特征与侵入浅部地壳的深熔花岗岩呈互补关系。陆壳深熔可以大大降低岩石的流变学性质。因此,造山带深熔物质在重力和高原盆地压力差作用下,可能发生垂向和侧向挤出。下地壳流是深熔物质侧向挤出的重要形式,以混合岩以及相关淡色花岗岩的地球化学性质入手,为识别古老造山带的地壳流提供了一个新的思路。最后,文章以华北克拉通新太古代25亿年混合岩事件和大别-苏鲁造山带中生代混合岩为例,对中国东部混合岩研究进行了展望。     

鲁西～2.6 Ga 深熔作用：泰山地区浅色脉体的野外地质和地球化学研究

泰山地区深熔作用十分发育,是鲁西～2.6 Ga 构造热事件的典型代表。广泛分布的2.6 Ga浅色脉体主要是片麻状英云闪长岩在水不饱和的条件下含水矿物发生脱水熔融形成,在局部地区存在水饱和熔融。根据浅色脉体岩相学和地球化学特征,可将其进一步划分为3种类型：具正Eu异常奥长岩浅色体、无明显Eu异常奥长花岗岩浅色体和具负 Eu 异常 花岗岩浅色体。矿物结晶分异对浅色体组成变化起了很大作用。由于有充足的时间和空间,部分斜长石较早结晶出来并聚集形成具正Eu异常的浅色体。剩余熔体继续运移过程中,斜长石、钾长石及石英近同时结晶,组成近等粒镶嵌结构,形成具负 Eu 异常的花岗岩浅色体。无明显 Eu 异常的浅色体最接近原始熔体。     

粤西福湖岭加里东混合岩-花岗岩形成温度研究

钦-杭结合带南段广泛发育加里东期的混合岩和混合花岗岩。研究这些混合岩和混合花岗岩形成的P-T条件,不但有助于了解加里东造山阶段本区地壳内部的温度特征,对于花岗岩浆形成以及大陆流变等理论问题的研究也有重要意义。本文讨论的福湖岭剖面位于钦-杭结合带南端,为一海边岩壁,其上出露分带清晰的加里东期混合岩-混合花岗岩,自上而下依次为斑点状混合岩、条纹状混合岩、窄条带状混合岩、宽条带状混合岩及混合花岗岩。作者在野外对剖面上不同类型的岩石进行了影像采样,在计算机上对采集影像样品进行处理,在统一阀值下转换成代表浅色体(熔体)和暗色体(未熔岩石或熔渣)的黑白影像,并统计浅色体的含量百分比(熔体比)。将由此得到的各类岩石熔融比数据投到用Winkler and von Platen(1961)的硬砂岩熔融实验数据构成的温度-熔体比曲线图上,获知该剖面混合岩的形成温度在630~705℃之间,原岩的熔断温度("脏"花岗岩浆生成温度)为705℃,岩石熔融时(439~445Ma)剖面的埋深大体处于当时地表以下7km左右。本文结合福湖岭剖面地质研究和岩石熔融实验数据建立的"熔融温度计",为混合岩-混合花岗岩形成温度的测定提供了一种新方法,不仅适用于福湖岭,也可用于其它地区。     

北大别混合岩类型及其成因

大别造山带北大别超高压变质构造单元中广泛发育混合岩。基于对罗田和岳西穹隆中混合岩的野外观察、岩相学、矿物化学和锆石LA-ICP-MS U-Pb定年系统工作,发现北大别混合岩主要分为中等深熔混合岩和高度深熔混合岩两种类型。中等深熔混合岩为叠层状混合岩和膨胀结构混合岩;高度深熔混合岩为眼球状混合岩和析离体状混合岩。锆石U-Pb同位素定年结果表明,混合岩中新生锆石年龄范围为125 Ma~138 Ma,加权平均年龄为130.7 Ma±1.8 Ma;两个继承锆石的年龄分别为602.8 Ma±16.8 Ma和667.3 Ma±17.6 Ma;混合岩叠层状暗色体中锆石年龄连续且分布集中,加权平均年龄为703 Ma±10 Ma,代表原岩的形成年龄。北大别混合岩的原岩为新元古代的岩石,其混合岩化作用发生在140 Ma至125 Ma期间。不同浅色体中斜长石的含量和牌号差异显著,反映了浅色体形成于不同演化程度的熔体结晶。斜长石-角闪石温压计估算结果显示,混合岩形成的温压条件为723℃~768℃和370 MPa~520 MPa,对应于中上地壳环境。混合岩的成因机制以长英质片麻岩水饱和条件下的富水熔融为主。其反应为:黑云母+石英+斜长石+水=角闪石+斜长石(残留)+花岗质熔体。少数混合岩的成因机制为角闪片麻岩中角闪石的脱水熔融。其反应为:角闪石+斜长石+石英=单斜辉石+富水熔体。     

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。     

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.     

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。