湘东北井冲钴铜矿区连云山花岗岩的岩石成因——锆石U-Pb年龄、岩石地球化学和Hf同位素约束

对湘东北井冲钴铜矿区连云山细粒二云母二长花岗岩和中细粒黑云母花岗闪长岩进行了锆石U-Pb年代学、岩石地球化学和Hf同位素分析研究。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明,花岗岩的成岩年龄为149. 4±1. 1Ma。岩石属强过铝质高钾钙碱性-钙碱性系列,富集Th、U、Pb等元素,亏损Nb、Ta、Zr、Ti等元素,稀土元素球粒陨石标准化配分模式为右倾型,Eu表现为强烈到弱亏损。岩石中燕山期锆石176Hf/177Hf值为0. 282 314～0. 282 461,εHf(t)值为-13. 0～-7. 8,Hf同位素二阶段模式年龄在2 018～1 690 Ma之间。综合分析结果显示,岩石来源于下地壳岩石部分熔融。     

越南石溪铁矿区二长花岗岩地球化学特征、锆石U-Pb年龄和Hf同位素组成及其成矿意义

位于印支陆块东北部长山成矿带内的越南石溪铁矿是东南亚地区最大的矽卡岩型富磁铁矿。本文对矿区与铁矿成矿有关的黑云母二长花岗岩进行了锆石U-Pb年代学、地球化学和Hf同位素研究。地球化学分析结果显示,岩体富硅(SiO2为69.82%~71.8%)、贫钙镁(TFeO/MgO比值为4.07~4.76)、弱过铝质(A/CNK为1.01~1.05),明显富集Rb、Th、Pb、Zr,亏损Ba、Sr-P和Eu-Ti,属于铝质A型花岗岩。锆石U-Pb定年结果显示,矿区Phia Bioc杂岩体中黑云母二长花岗岩侵位于257.8±2.2 Ma,属于晚二叠世。锆石的εHf(t)值为-2.6~-6.4,对应的二阶段Hf模式年龄tDM2为1296~1505 Ma。岩石地球化学特征及Hf同位素组成表明,石溪铁矿区Phia Bioc杂岩体中黑云母二长花岗岩主要形成于古老下地壳岩浆岩的部分熔融,应该形成于特提斯马江洋向长山带下俯冲时期的弧后伸展构造背景。     

赣南晚侏罗世铝质A型花岗岩带及其意义

赣南燕山早期岩浆作用强烈,岩石成因以I型花岗岩为主,见少量S型花岗岩及A型花岗岩。在赣南兴国地区新识别了晚侏罗世永丰和隆市A型花岗岩,其LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果分别为155 Ma和157～154 Ma,具有铝质A型花岗岩的地球化学特征,如富硅(70.22%～77.08%)、高(Zr+Nb+Ce+Y)(189×10~(-6)～348×10~(-6))、高FeO~T/MgO值(3.39～11.57);具相对较高Ga/Al值(2.4×10~(-4)～2.9×10~(-4));富集Th、U、Hf等高场强元素和轻稀土元素,强烈亏损Ba、Sr、P、Ti等大离子亲石元素,相对亏损Nb和Ta元素。在赣南厘定出了一条北东向晚侏罗世铝质A型花岗岩带(162～152 Ma),它们具有相似的Hf同位素组成,T_(DM2)大部分集中在2.0～1.8 Ga之间,平均为1.9 Ga,暗示它们可能形成于相似的古老地壳物质的部分熔融。根据地球化学特征,并结合邻近的赣南全南地区存在同时代的"裂谷型"黄埠正长岩,认为赣南晚侏罗世铝质A型花岗岩带形成于板内拉张环境,可能与古太平洋板块俯冲-后退有关。     

滇西保山地块早古生代花岗岩类的年代学、地球化学及意义

位于滇西特提斯构造带保山地块的平河岩体,岩石类型主要为花岗岩、二长花岗岩,其次有少量的花岗闪长岩。4件样品的锆石U-Pb年龄变化于480～486Ma,表明这些花岗岩类侵位于早奥陶世。平河花岗岩类的K2O/Na2O值大于1,铝饱和指数(A/CNK)为1.07～1.1,属高钾钙碱性过铝质花岗岩。岩石总体上富集大离子亲石元素和Pb,亏损高场强元素。明显富集轻稀土元素[(La/Yb)N=4.33～7.05],显示明显的负Eu异常(δEu=0.25～0.48)。4件样品58个测点的锆石εHf(t)值变化范围较大(主要集中于-12.4～-3.0之间),对应的Hf同位素地壳模式年龄集中于2.2～1.7Ga。这些地球化学特征指示平河花岗岩类为S型花岗岩,主要来源于古老地壳物质(如砂屑岩)的重熔,并不同程度地混入了幔源物质。平河花岗岩类与出露于中部拉萨地体的变质酸性火山岩存在可比性,可能代表了早古生代冈瓦纳大陆原特提斯边缘岩浆弧的一部分。     

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。     

内蒙古中部红格尔图地区花岗岩的成因及构造背景——LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄、地球化学的制约

内蒙古察右后旗红格尔图花岗岩岩体位于索伦缝合带以南,主要为正长花岗岩和二长花岗岩,富硅(70.44%~78.80%),富碱(7.46%~10.74%),贫镁、铁、钛等,A/CNK值在0.95~1.41之间,碱铝指数AKI值在0.68~0.97之间,碱度率AR值在3.30~6.68之间,为弱过铝质-过铝质类碱性系列花岗岩;稀土元素总量变化范围大,轻稀土元素富集,重稀土元素亏损,Eu呈负异常(δEu=0.03~0.89);富集高场强元素Th、U、Hf、Ta、Y等,亏损大离子亲石元素Sr、Ba、Eu等;高场强元素和值((Zr+Nb+Ce+Y)350×10~(-6))明显偏低,该岩体属于高分异I型花岗岩,形成于后造山(后碰撞)伸展构造环境。LA-ICP-MS锆石同位素测年,获得锆石~(206)Pb/~(238)U年龄加权平均值分别为267.2±1.4Ma、269.2±1.6Ma和272.1±1.2Ma,表明该岩体形成于中二叠世,因此研究区内两大板块碰撞缝合的时间应该至少早于该岩体的形成时代,即应该至少早于267.2~272.1Ma。     

蚌埠隆起区古元古代钾长花岗岩的成因: 岩石地球化学、锆石U-Pb年代学与Hf同位素的制约

对蚌埠隆起区庄子里和磨盘山钾长花岗岩进行了系统的年代学和地球化学以及锆石Hf同位素的研究, 以便对其岩石成因进行约束.研究结果表明, 庄子里和磨盘山钾长花岗岩中锆石发育震荡生长环带, 且具有较高的Th/U比值(0.13~1.47), 反映了岩浆成因特征.对庄子里和磨盘山钾长花岗岩中岩浆锆石进行的LA-ICP-MSU-Pb定年结果(上交点年龄) 分别为2104±20Ma和2196±190Ma, 这表明蚌埠隆起区钾长花岗岩的形成时代为古元古代.钾长花岗岩的SiO₂和K₂O含量分别介于69.65%~77.95%和4.98%~5.17%之间; 该类岩石富集轻稀土元素和Zr、Hf、Rb、Th、U等元素, 明显亏损Ba、Sr、Eu、P和Ti等元素; 它们的ε_Nd(t) 值变化于-3.4~+3.2之间, Nd的模式年龄变化于2.31~2.79Ga之间; 钾长花岗岩中锆石的ε_Hf(t) 值和Hf同位素两阶段模式年龄分别介于-5.1~+7.8和2.26~2.83Ga之间.上述特征表明, 蚌埠隆起区钾长花岗岩的原始岩浆起源于有少量古老地壳物质涉入的新生下地壳的部分熔融.庄子里和磨盘山钾长花岗岩为A型花岗岩, 形成于伸展的构造背景.      

班—怒成矿带西段躬穷左波Fe-Cu矿区侵入岩年代学及地球化学特征

本文对躬穷左波Fe-Cu矿区出露的三套酸性侵入岩进行了系统的LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学和岩石地球化学研究。年代学测试结果显示花岗斑岩、二长花岗斑岩和钾长花岗岩~(206)Pb/238U加权平均年龄分别为147.0 Ma、143.6 Ma和142.8 Ma,矿区存在晚侏罗世—早白垩世存在3期岩浆事件。岩石地球化学组成特征显示,花岗斑岩属准铝质-弱过铝质I型花岗岩;二长花岗斑岩为高钾钙碱性系列,属弱过铝质I型花岗岩;钾长花岗岩经历了强烈的结晶分异作用,属高分异I型花岗岩。岩石微量元素富集Rb、Th、U、Pb而亏损Nb、Ta、Ti、P元素,Nb/Ta比值接近大陆地壳组成及锆石负的εHf(t)值特征,指示成岩物质以壳源物质为主。躬穷左波晚侏罗世矽卡岩型Fe-Cu矿化事件的发现对于完善班—怒带西段成矿规律和指导区域找矿工作具有重要意义。     

湘东北三墩铜铅锌矿区花岗岩的岩石成因——锆石U-Pb测年、岩石地球化学和Hf同位素约束

对湘东北三墩铜铅锌矿区花岗岩进行了系统的锆石U-Pb年代学、岩石地球化学和Hf同位素分析。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年表明,三墩铜铅锌矿区花岗岩成岩年龄为131.9±1.1Ma。三墩铜铅锌矿区花岗岩为一套强过铝质钙碱性系列花岗岩,富集U、Ta、Pb,亏损Ba、Nb、Sr、Zr、Ti等元素,稀土元素配分模式为右倾配分模式,具有弱负Eu异常。Hf同位素分析表明,三墩铜铅锌矿区花岗岩燕山晚期锆石ε_(Hf)(t)值为-5.9~-2.4,Hf同位素二阶段模式年龄为1558~1338Ma,表明其物质来源于中元古代古老地壳岩石部分熔融。749.5Ma继承锆石核的ε_(Hf)(t)值为+4.8,Hf同位素二阶段模式年龄为1355Ma,暗示其物质来源有幔源物质加入。三墩铜铅锌矿区花岗岩可能是由于中下地壳的熔融岩浆形成后,混入少量幔源物质上侵形成的。     

大兴安岭北部诺敏河地区早石炭世A型花岗岩的年代学、地球化学及Hf同位素研究

大兴安岭北部诺敏河地区碱长花岗岩锆石呈自形—半自形短柱状—板状,具有结构清晰的振荡生长环带和较高的Th/U比值(1.10～2.18),指示其为典型岩浆成因锆石。LA-ICP-MS U-Pb年代学研究显示岩石形成于早石炭世杜内期(352.9±3.3 Ma)。岩石地球化学研究显示,岩石属于准铝质—弱过铝质高钾钙碱性岩石,富硅(SiO_2=73.25%～77.01%)、富碱(Na_2O+K_2O=7.72%～9.48%)、富铁(Fe_2O_3=2.06%～2.97%,Fe_2O_3+FeO=2.32%～3.33%),贫镁(MgO=0.08%～0.26%)。根据强烈亏损Sr、Eu、Ba、Ti、P等元素,REE分布曲线为右倾式海鸥型和明显的Eu负异常(δEu=0.26～0.31)的岩石地球化学特征,判断碱长花岗岩属于A型花岗岩。锆石~(176)Yb/~(177)Hf值为0.03778～0.133612,~(176)Lu/~(177)Hf值为0.001095～0.004155,~(176)Hf/~(177)Hf值为0.282824～0.282863。对应的锆石U-Pb年龄计算出锆石ε_(Hf)(t)=8.9～10.6,一阶段Hf模式年龄为t_(DM1)=560～658 Ma,两阶段Hf模式年龄t_(DM2 )=815～974 Ma,指示其源于新元古代源岩的部分熔融。与额尔古纳地块早石炭世A型花岗岩的对比表明,在兴蒙造山带东北部古亚洲洋盆的闭合发生在早石炭世;结合内蒙古中部地区古亚洲洋盆闭合时代为晚石炭世,表明古亚洲洋盆的闭合是东早西晚的"剪刀状"发展过程。     

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。     

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。     

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。     

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.     

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.     

毫米波测云雷达的特点及其研究现状与展望

云在大气的能量分配、辐射传输,尤其是水循环系统中有不可忽视的作用。云探测对云物理、人工影响天气、气候变化和航空航天等领域有重要意义,是大气科学研究的热点之一。尽管目前已经发展了很多种遥感设备对云进行观测(如激光雷达、卫星、云幂仪等),但这些设备无法得到高时空分辨率的云水平和垂直结构,而毫米波雷达是云三维精细结构探测的重要工具。由于毫米波雷达具有更接近小粒子尺度的短波长,因此更适合用来探测弱云,同时毫米波雷达也存在衰减严重的缺点。介绍了毫米波雷达的特点以及其探测小粒子的优势;对比分析了其与新一代多普勒天气雷达、晴空风廓线雷达的差异,得出：毫米波雷达具有高时空分辨率,能够更精确地反映云的垂直和水平结构,比普通天气雷达更适合监测云的变化。概括了国内外毫米波测云雷达的发展现状以及在云物理研究方面的情况,并展望了国内毫米波雷达未来研究的方向。