广西那坡裂陷盆地晚古生代硅质岩地球化学特征及其地质意义

广西那坡裂陷盆地位于右江盆地南缘,晚古生代该盆地广泛分布包括硅质岩、泥岩和海相玄武岩在内的深水相沉积.对盆地内上泥盆统榴江组和中下二叠统四大寨组硅质岩地球化学特征研究表明,硅质岩SiO₂含量为88.55%~99.03%,PAAS组成含量小于20%,指示其含有较低的陆源碎屑组成.硅质岩的Al/(Al+Fe+Mn)值为0.45~0.94,Eu/Eu*值为0.51~0.95,为非热液成因硅质岩.除去SiO₂稀释作用的影响后,硅质岩具有较高的稀土元素含量(∑REE+Y含量相当于PAAS组成的2~5倍),指示其形成于相对远离陆源供应的环境.岩信和鱼塘上泥盆统榴江组硅质岩具有中等的Ce负异常(Ce/Ce*值分别为0.37~0.72和0.58~0.89)以及较明显的Y正异常(Y/Ho值分别为39.05~83.74和34.33~36.70),形成于远离陆源的开阔裂谷盆地环境.鱼塘中下二叠统四大寨组硅质岩具有明显的Ce负异常(Ce/Ce*值为0.12~0.33),显示成熟洋盆的地球化学特征.结合右江其他地区硅质岩的地球化学特征认为,晚古生代硅质岩的地球化学特征记录了右江盆地从晚泥盆世裂谷盆地到早中二叠世扩张为开阔洋盆的过程.      

湖南安化留茶坡硅质岩的REE地球化学特征及其意义

湖南安化留茶坡硅质岩沉积在埃迪卡拉纪末期(551～542 Ma)的深水盆地中,它们具有如下REE地球化学特征:和PAAS相比,∑REE含量很低(8.6x10-6~18x10-6,平均13.6x10-4),Y/Ho比值较高(33.6～43.9,平均37.4),接近现代海水的Y/Ho比值(44);正的La异常(LaN/CeN平均为1.46),中等负的Ce异常(平均0.65).弱的正Eu异常(平均1.1),正的Gd异常(平均1.07),正的Y异常(平均1.22),LREE和MREE相对于HREE亏损(LaN/YbN平均为0.17,GdN/YbN平均为0.45),显示出和现代海水相似的REE特征.而与海底热液流体及与热液有关的碧玉的REE特征明显不同.这些表明留茶坡硅质岩受陆源碎屑及热液流体的影响很小.留茶坡硅质岩是由风化作用大量带人海洋的溶解的硅质化学沉积而成的.生物作用促进了海水中溶解硅质的沉淀.     

上扬子地块北缘灯影组硅质岩系地球化学特征及其成因

通过野外调研,表明大巴山构造带和米仓山构造带震旦系灯影组发育多套硅质岩系,并与海相碳酸盐岩相伴产出。微量、稀土元素分析结果表明,硅质岩系具有热水成因特征。其中,Ba含量较高,Ba/Sr值大于1;Th/U值小于1,Th-U图解中所有样品均投到热水沉积物区;Zr元素较为富集,Zr-Cr图解中样品全部投到热水沉积物趋势线附近;硅质岩系REE总量低,Ce总体为负异常,Eu正异常明显,硅质岩HREE富集,硅质白云岩HREE富集不明显。Ce/Ce*、LaN/CeN、V/Y值表明灯影组硅质岩形成于大洋盆地到大陆边缘的过渡地带;Th/Sc、Th/U、V/Cr、V/(V+Ni)值表明硅质岩主要形成于还原环境中,部分形成于氧化环境中。综合硅质岩稀土、微量元素特征并结合震旦纪区域地质构造演化,本区硅质岩应形成于复杂大陆边缘富氧的浅海陆棚环境及缺氧的陆内裂陷槽环境中。     

粤东北连平寒武系牛角河组硅质岩成因与沉积环境

广东1/5万《隆街公社幅》区域地质调查在粤东北连平地区新填绘出早寒武世牛角河组,并在其浅变质岩系中发现多层薄层状硅质岩。岩性为放射虫硅质岩和含黏土质硅质岩,放射虫硅质岩呈灰黑、灰白色,硅质含量65%~70%,放射虫含量25%~30%。硅质岩SiO2含量82.79%~94.30%,Al2O3和TiO2含量分别为2.43%~10.12%和0.12%~0.48%,TFe2O3为0.46%~1.59%,Al/(Al+Fe+Mn)值为0.55~0.91,表明其硅质主要来源于生物本身或其生命活动产物,为生物成因硅质岩;稀土元素PAAS标准化曲线近水平,δEu为0.90~1.02,ΣREE(均值79.28)低于PAAS的ΣREE;LREE/HREE(均值8.47)和LaN/YbN值(均值1.36)大于1,表明陆源物质对硅质岩形成有一定影响;Ce负异常(δCe平均值为0.80),Y无异常(Y/Ho均值26.39)和较低的MnO/TiO2值(均值0.014)、较高的V/(V+Ni)值(均值0.96),表明硅质岩形成于大陆边缘贫氧沉积环境。牛角河组浅变质岩碎屑物颗粒总体较细,上部岩性以硅质、泥质板岩为主,进一步反映了区域寒武纪早期为浅海陆棚至大陆斜坡相沉积环境。     

黔南罗甸中晚泥盆世硅质岩类沉积环境及其形成的大地构造背景

黔南罗甸地区中晚泥盆世广泛发育深水相沉积硅质岩、灰岩,其建造类型明显不同于增生型或岛弧型硅质岩,属于一种特殊的硅质岩建造类型。对罗甸蒙江(中、上泥盆统)和过石寨(中泥盆统)42件硅质岩类样品进行岩石学、矿物学以及主量和稀土元素地球化学研究,结果表明,中泥盆世硅质沉积物Al_2O_3(0.62%~22.1%)、TiO_2(0.01%~0.84%)、Fe_2O_3(0.41%~10.5%)、∑REE(7.87×10~(-6)~319×10~(-6))、Ce/Ce*(0.51~0.96)值整体偏高,而Y/Ho值(26.6~37.0,平均30.8)和(La/Ce)N值(1.06~1.99,平均1.28)相对较低。晚泥盆世硅质沉积物的Al_2O_3(2.42%~10.6%)、TiO_2(0.06%~0.43%)、Fe_2O_3(0.62%~2.65%)、∑REE(28.7×10~(-6)~163×10~(-6))、Ce/Ce*(0.45~0.82)值则相对偏低,而Y/Ho值(28.2~36.7,平均34.2)和(La/Ce)N值(1.34~2.34,平均1.82)相对升高。除去SiO_2稀释作用影响,区内硅质沉积物稀土元素含量及来源变化均大,其中上泥盆统硅质沉积物中(∑REE+Y)除部分来自陆源碎屑外,更多地从海水中获取。结合Al2O_3/TiO_2-Al(Al+Fe+Mn)、Al-Fe-Mn和(∑REE+Y)-SiO_2/Al_2O_3图解,以及主量和稀土元素地球化学特征,认为罗甸中晚泥盆世硅质沉积物为正常海相沉积,从中泥盆世到晚泥盆世,沉积环境已由较为局限的边缘裂谷盆地向开阔的边缘裂谷盆地转化。这对深刻认识水城-紫云-南丹晚古生代裂陷盆地,以及右江盆地在中晚泥盆世的发展、演化过程均具有重要意义。     

东准卡拉麦里地区放射虫硅质岩地球化学特征

卡拉麦里中段南明水地层中的放射虫硅质岩出现元素地球化学明显不同的两类.一类具有洋脊-深海沉积的元素组合特征:Al2O3/(Al2O3 Fe2O3)值分别为0.11～0.19(<0.4),低ΣREE(6.34×10-6～26.37×10-6),低LaN/YbN(0.02～0.16),Ce/Ce*值为0.002～0.08,LaN/CeN为1.29～1.97;另一类具有大陆边缘-半深海沉积的元素组合特征Al2O3/(Al2O3 Fe2O3)值为0.44～0.64, 高ΣREE(91.1×10-6～107.14×10-6),高LaN/YbN(2.36～2.39),Ce/Ce*值变化范围为 0.64～1.07,LaN/CeN为0.89～1.14.洋脊-深海与半深海-大陆边缘(受陆源影响较大)的硅质岩共存的岩石地球化学特征,既为卡拉麦里地区古大洋或深海盆的存在提供了新证据,又反映了卡拉麦里古生代大洋盆快速扩张、闭合的一个过程.     

北祁连山早古生代硅质岩稀土元素特征及环境指相意义

本文通过对北祁连山不同地质环境与火山岩相伴生硅质岩稀土元素特征的分析，证明产于不同地质环境硅质岩的稀土元素，特别是∑REE、Ce／Ce*、LaN／YbN具有特定的规律性变化。该研究为利用硅质岩稀土元素判定古老造山带构造环境提供了参考标准。     

贵州瓮安陡山沱组磷块岩稀土元素地球化学特征与沉积期后变化

贵州瓮安陡山沱组磷块岩保存了可能是全球最早的后生动物化石 (瓮安动物群 ),对于瓮安动物群出现过程中的古海洋环境重建具有重要科学意义。但必须对成岩后生作用对磷块岩中的稀土元素改造进行评估。通过对贵州瓮安陡山沱组磷块岩的磷质碎屑、磷质和白云质胶结物、磷条带和泥条带等的稀土元素地球化学特征研究,确定沉积期后变化对稀土元素的改造影响不大。上矿层磷块岩沉积期形成的磷质碎屑、成岩期形成的白云质和磷质胶结物具相同的稀土元素配分模式,暗示了沉积期后的改造作用对瓮安陡山沱组磷块岩保存的原生沉积信息影响不大。瓮安陡山沱组磷块岩具有显著的重稀土亏损特征。磷块岩的磷质和白云质胶结物、伴生磷质碎屑、强风化磷块岩相近的ErN/LuN 比值,表明沉积期后的改造作用不是重稀土元素亏损的主要原因。磷块岩的ErN/LuN、LaN/NdN 与Ce/Ce 间的相关性,表明越氧化的沉积环境中,轻和重稀土元素亏损越强。     

湖北竹山杨家堡组硅质岩成因及沉积环境分析

竹山地区位于扬子陆块北缘,寒武纪早期发育一套深水硅质岩系。该岩系由纯硅质岩夹少量白云岩、页岩所组成。硅质岩中微晶石英含量均超过85%,还含有少量碳质、燧石及微量绢云母。地球化学分析表明,该硅质岩的SiO₂含量较高,平均为93.4%;Al₂O₃和TiO₂含量较低,分别为0.19%~1.45%和0.01%~0.09%,TFe₂O₃为0.053%~0.342%,Al/(Al+Fe+Mn)比值为0.58~0.83,平均为0.71,Eu/Eu*为0.74~3.61,平均为1.65,表明其硅质主要来源于生物本身或其生命活动产物,海底热液活动亦提供了一部硅质物质;同时,硅质岩具有较低的TFe₂O₃/TiO₂比值(2.16~12.56,平均值为5.86)和Al₂O₃/(Al₂O₃+Fe₂O₃)比值(0.65~0.87,平均值为0.78),Y的正异常(Y/Ho值为34.81~60.19,平均为47.0)及Ce的负异常(Ce/Ce*值为0.28~0.92),表明它们形成于远离陆源物质干扰的边缘海盆环境,且Ce负异常从底部到顶部有逐渐减小的趋势,记录了寒武纪时期扬子北缘被动陆缘裂谷盆地不断扩大,水体逐渐变深的过程。     

水城-紫云-南丹裂陷盆地晚古生代硅质沉积物地球化学特征及其地质意义

水城-紫云-南丹裂陷盆地位于右江盆地北缘,晚古生代该盆地内广泛分布包括硅质岩在内的碳酸盐岩台盆相沉积,其沉积组合及地球化学特征不同于大陆架型以及增生杂岩中硅质岩。对盆地内硅质沉积物的地球化学特征研究表明,南丹上泥盆统榴江组底部和河池中下二叠统四大寨组硅质沉积物多为基性火山喷发相关的火山热液成因,其具有较低的Al/(Al+Fe+Mn)值和Al2O3/TiO2值,紫云中下二叠统四大寨组硅质沉积物的Al/(Al+Fe+Mn)值和Al2O3/TiO2值分别为0.62±0.16和11.70±4.30,为含有火山碎屑的非热液成因,其他硅质沉积物多为正常海相沉积。晚泥盆世—早石炭世盆地内硅质沉积物多与泥岩和灰岩共生,硅质沉积物常具有中等Ce负异常(多在0.60～0.85之间)以及较高的Y/Ho值(多在30～45之间),除去SiO2稀释作用的影响后,其具有较低的稀土元素含量(∑REE+Y含量相当于PAAS组成的3倍以下)。而伴随着盆地的裂陷和扩张,到早中二叠世,盆地内硅质沉积物多与深灰色厚层灰岩共生,硅质沉积物常具有明显的Ce负异常(0.06～0.61)以及与开阔洋盆海水相似的Y/Ho值(40～92),除去SiO2稀释作用的影响后,其具有较高的稀土元素含量(∑REE+Y含量相当于PAAS组成的2倍以上)。     

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。     

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。     

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。     

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。     

再论流体势及其与圈闭和油气藏关系

在Hubbert(1953)关于流体势和圈闭的经典论文基础上,从流体势计算的基本原理出发,论证了气势与水势、油势计算表达式的具体形式是不同的,如等地温梯度的静水压力场中理想气体的势包含压力的对数函数与线性函数之和,而不只是包含压力的线性函数.表述了同一求势面所对应的测势面对于不同流体是不同的;指出了圈闭的溢出点通常是等势面与非渗透层面交线的切点;应用简洁的数学分析方法,推导了地下水三维流动情形下油(气)等势面某点切平面坡度与水头、渗滤速度关系的表达式,其中坡度绝对值与渗滤速度关系的表达式为:tanθ=√v2x v2y/|vf vz|,其中vf=K[ρw-p(p)]g/μ,式中:θ为切平面的倾角;vx、vy和vz分别为沿坐标轴ox、oy和oz方向的渗滤速度分量;K和μ分别为渗透率和水的动力黏度;ρw、ρ(p)分别为水和油(气)的密度.根据这些基础性的分析,对被广泛引用的Levorsen(1954)的背斜-水动力复合油藏中水头与油水界面产状的关系示意图进行了两点修改:将油水界面改为曲面、将油水界面处油藏的测势面改为高于油水界面处水的测势面的水平面;对向斜部位聚集油气的水动力条件进行了讨论,认为只有两(各)翼水流都向下流动且水流强度中等条件下才能在向斜部位聚集油气.     

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。     

区域构造、地球化学与成矿

成矿是一种复杂的地质作用，区域构造与区域地球化学是控制成矿的基本要素。文中简略叙述了构造成矿研究的历史，论述了大型构造与成矿的关系，提出构造动力体制转换是引发成矿作用的一种重要机制。通过对我国矿田构造研究的回顾，总结提出构造研究的一些思路，同时对区域地球化学与成矿、上地幔元素丰度与成矿以及地球化学急变带与成矿等做了简要的讨论，认为岩石圈及地质体中一定含量的金属元素是成矿的必要条件，而成矿尚需一定的地质作用对这些金属元素的浓集。     

Glyph and hyperstreamline representation of stress and strain tensors and material constitutive response

Results of numerical analyses of boundary value problems in geomechanics include output of three‐dimensional stress and strain states. Two‐dimensional plots of stress–stress or stress–strain quantities, often used to represent such output, do not fully communicate the evolution of stress and strain states. This paper describes the use of glyphs and hyperstreamlines for the visual representation of three dimensional stress and strain tensors in geomechanics applications. Glyphs can be used to represent principal stress states as well as normal stresses at a point. The application of these glyphs is extended in this paper to represent strain states. The paper introduces a new glyph, called HWY glyph for the representation of shear tensor components. A load step‐based hyperstreamline is developed to show the evolution of a stress or strain tensor under a general state of loading. The evolution of stress–strain states from simulated laboratory tests and a general boundary value problem of a deep braced excavation are represented using these advanced visual techniques. These visual representations facilitate the understanding of complex multidimensional stress–strain soil constitutive relationships. The visual objects introduced in this paper can be applied to stress and strain tensors from general boundary value problems. Copyright © 2003 John Wiley & Sons, Ltd.