博格达裂谷双峰式火山岩地质年代学与Nd-Sr-Pb同位素地球化学特征

东天山博格达造山带位于准噶尔和吐鲁番-哈密两个前寒武纪地块之间。已有充分的地质与元素地球化学证据证明东天山博格达陆内碰撞造山带构造属性是属于大陆裂谷,全区早石炭世火山岩的SiO_2含量在55%～64%之间出现明显的间断,其刺梅沟七角井组中玄武岩和流纹岩在时空上紧密拌生,为一典型的双峰式火山岩组合。该双峰式火山岩组合中玄武岩和流纹岩Rb-Sr同位素等时线年龄分别为:342．0±3．2 Ma和340．3±3．4 Ma。七角井组中玄武岩和流纹岩同位素等时线年龄在误差范围内与博格达古生物化石指示的早石炭世时代一致。七角井组玄武岩:ε_(Nd)(t)为+6．4～+6．7,(~(87)Sr/~(86)Sr)_i为0．703261～0．703328,(~(206)pb/~(204)Pb)_i为17．703～17．989、(~(207)pb/~(204)Pb)_i为15．407～15．498、(~(208)Pb/~(204)Pb)_i为37．147～37．825;七角井组流纹岩:ε_(Nd)(t)为+6．4～+6．6,(~(87)Sr/~(86)Sr)_i为0．703368～0．703469,(~(206)Pb/~(204)Pb)_i为17．827～18．114、(~(207)Pb/~(204)Pb)_i为15．460～15．517、(~(208)Pb/~(204)Pb)_i为37．077～37．973,由此可见七角井组玄武岩和流纹岩在Nd-Sr-Pb同位素特征方面具有相当一致。根据Nd-Sr-Pb同位素地球化学和元素地球化学认为其玄武岩是来源于亏损地幔,而伴生的流纹岩则是由玄武岩浆分离结晶作用的产物。一般都认为岩浆分离结晶作用只产生成分连续变化的岩浆系列,但是在特定条件下也是可以产生双峰式火山岩组合。由玄武岩浆分离结晶作用形成的双峰式火山岩并不少见,但是在裂谷环境下双峰式火山岩中流纹岩是由玄武岩浆分离结晶作用形成的这种双峰式火山岩组合至今还未发现。因此,博格达双峰式火山岩是大陆裂谷环境中比较特殊的并是十分少见的或可能是一种新的双峰式火山岩构造成因类型。     

青海省共和盆地周缘晚古生代镁铁质火山岩Sr-Nd-Pb同位素地球化学及其地质意义

青海省共和盆地周缘晚古生代镁铁质火山岩分属阿尼玛卿蛇绿混杂带,宗务隆构造带和苦海-赛什塘带。阿尼玛卿带正常洋中脊玄武岩(N-MORB)样品具有较高的~(87)Sr/~(86)Sr(t)比值(0.7066～0.7084)、高的ε_(Nd)(t)(12.2～12.8)和较低的~(206)Pb/~(204)Pb初始值(17.72～17.79)。这些同位素特征类似于秦岭勉略蛇绿岩带的N-MORB以及印度洋低~(206)Pb/~(204)Pb高~(143)Nd/~(144)Nd N-MORB。该带中的洋岛玄武岩(OIB)的~(87)Sr/~(86)Sr比值为0.7036～0.7044,ε_(Nd)(t)=4.4～4.8,~(206)Pb/~(204)Pb=17.45～17.62。其Sr和Nd同位素比值可与印度洋代表热点构造的洋岛玄武岩对比,但~(206)Pb/~(204)Pb低于印度洋的热点构造玄武岩,因此,具有类似印度洋低~(143)Nd/~(144)Nd比值MORB同位素特征。宗务隆构造带的N-MORB的Sr同位素比值在0.7041～0.7058,ε_(Nd)(t)=6.1～8.4,~(206)Pb/~(204)Pb=17.51～17.90,划归高~(143)Nd/~(144)Nd比值的N-MORB。苦海大陆裂谷玄武岩显示了高的~(87)Sr/~(86)Sr同位素比值(0.7115和0.7104)和低的ε_(Nd)(t)值(-1.7和-2.5),其~(206)Pb/~(204)Pb(17.64和17.46)与上述大洋玄武质岩石无显著区别。上述各岩类的同位素特征反映了它们生成的构造环境和陆壳组分混染的程度。阿尼玛卿带的N-MORB代表了典型的来自亏损地幔源区的洋中脊产物。与勉略带同类岩石可能来自同一源区。OIB可能属于热点构造成因的洋岛产物并与MORB一起构成了阿尼玛卿洋洋壳。宗务隆带MORB同样代表了主要源自相对亏损地幔的洋脊产物并指示宗务隆带曾开裂成洋。苦海大陆裂谷玄武岩极高的Sr和低的Nd同位素比值是陆壳物质组分的强烈印记,这与该类火山岩发育在前寒武纪基底之上不无关系。结合本区大洋玄武岩普遍低的Nb/U和Ce/Pb比值,推测它们可能源自EMII与DMM物质的交代混合。按照习惯的想法,明显的Dupal异常(△~(208)Pb/~(204)Pb值=46～103和△~(207)Pb/~(204)Pb值=4～18;大多样品~(87)Sr/~(86)Sr>0.704)指示这些岩石在空间上代表了来自南半球印度洋位置的古洋壳残余。但是,北半球愈来愈多的Dupal异常的发现有可能指示它们是类似现今东南亚多洋岛构造历经"汇聚式(focused)俯冲"的产物。此外,宗务隆带MORB的Dupal异常指示本区古特提斯域的北界较先前所定还要北推200km。     

新疆巴里坤塔格柳树沟组玄武岩成因及其构造环境——岩石地球化学及Sr-Nd-Pb同位素证据

东天山巴里坤塔格地区分布大量的柳树沟组火山岩,笔者以玄武岩为研究对象,对其岩石学、岩石地球化学及同位素地球化学研究表明:巴里坤塔格柳树沟组玄武岩均属拉斑玄武岩系列,并富集大离子亲石元素(Sr、K、Rb、Ba、Th)和轻稀土元素,亏损高场强元素(Nb、Ta、Ti)和重稀土元素,Sr-Nd-Pb同位素显示低(~(87)Sr/~(86)Sr)t=0.703 82~0.706 67,低(~(206)Pb/~(204)Pb)t=17.857~18.054,(~(207)Pb/~(204)Pb)t=15.494~15.545,(~(208)Pb/~(204)Pb)t=37.746~37.798、高εNd(t)=+4~+8.3的亏损地幔源区特征,并受到了陆壳物质混染。通过与博格达东段伊齐—小红柳峡同时期玄武岩的对比,认为巴里坤塔格地区在晚石炭世与博格达具有相同的构造属性,同属于大陆裂谷环境,但由于分属裂谷不同的演化阶段,地球化学特征具有一定的差异。     

粤北长塘盆地晚白垩世早期流纹岩的成因:地球化学和Sr-Nd-Pb-Hf-O同位素制约

长塘流纹岩为"大量流纹岩-少量玄武岩"构成的不对称双峰式火山岩组合的酸性端元,前人对年代学研究认为是目前华南识别的燕山期最年轻的流纹岩(SHRIMP年龄96.8 Ma),但在岩石地球化学特征及成因方面尚未深入研究。本文通过全岩主微量元素、Sr-Nd-Pb-O和锆石Hf同位素研究得到:流纹岩为亚碱性弱过铝质岩石,稀土元素富集,轻重稀土分馏明显,Eu负异常;具有较小的(~(87)Sr/~(86)Sr)_i、较高的εNd(t)和较低的(~(206)Pb/~(204)Pb)_i、(~(207)Pb/~(204)Pb)_i、(~(208)Pb/~(204)Pb)_i值;锆石的εHf(t)值较高且Hf模式年龄和全岩基本一致,均显示为新生下地壳岩浆;全岩的δ18O值较高。结合区域地质资料,本文认为长塘流纹岩是在晚白垩世早期拉张环境下,源于EMⅡ富集地幔的岩浆混染少量下地壳物质形成新元古代新生下地壳,发生熔融产生的岩浆在上升过程中经历结晶分异演化后喷出地表的产物。晚白垩世早期流纹岩成因对华南陆壳拉张减薄到正常厚度时间节点提供了证据。     

江西两类火山侵入杂岩的同位素地球化学特征和物质来源

江西地区存在陆壳重熔和同熔两种类型火山侵入杂岩。它们具有明显不同的同位素组成:陆壳重熔型具有低的ε_(Nd)值,高的(~(87)Sr/~(86)Sr)_i,~(207)Pb/~(204)Pb和δ~(18)O值,同熔型具有高的ε_(Nd)值,低的(~(87)Sr/~(86)Sr)_i,~(207)Pb/~(204)Pb和δ~(18)O值。它们的主、微量元素组成也具有类似的区别。这些差异反映它们的物质来源不同:陆壳重熔型以地壳物质为主,上地壳端员约占70％,同熔型以地幔物质为主,上地壳端员仅占约30％。     

博格达裂谷闭合和区域隆起的同位素年代学证据及地质意义

博格达造山带位于准噶尔和吐鲁番-哈密两个前寒武纪地块之间，是晚古生代的大陆裂谷。经研究，博格达大石头-色皮口地区的流纹岩Rb-Sr同位素年龄为307.1±1.3 Ma，表明博格达地区火山活动由早石炭世持续到晚石炭世。该年龄可视为博格达裂谷闭合和区域隆什之后造山阶段产物的形成年龄。该区流纹岩其源区物质主要来自于亏损地幔或是由玄武岩浆演化经分离结晶作用形成的流纹岩这一特征是十分罕见的。     

华北克拉通北部古-中元古代富碱侵入岩的Nd、Sr、Pb同位素地球化学：岩石圈地幔富集的证据

华北克拉通北部古-中元古代富碱侵入岩主要分布在燕辽三叉裂堑系和辽吉拗拉谷中及附近,为一套高碱高钾的基性-中性岩,以正长岩类为主。本文通过开展系统的 Nd、Sr、Pb 同位素研究,发现所有岩体岩石均以高负ε_(Nd)(t)为特征,ε_(Nd)(t)=-3.4～-7.5,平均值为～4.8,这与研究区古-中元古代基性-超基性岩石的 Nd 同位素特征(ε_(Nd)(t)=-4～-8) 一致,与燕辽裂堑系发育的偏碱性火山岩 Nd 同位素特征(ε_(Nd)(t)=-4.3～-8.9)也比较相似,表明它们的物质来源相似,都与富集地幔有关。Sr 同位素初始比值(~(87)St/~(86)Sr)_i比较低,主要变化在0.7028～0.7053之间,平均值为0.7041。钾长石铅同位素组成普遍较低,~(206)Pb/~(204)Pb、~(207)pb/~(204)Pb、~(208)Pb/~(204)Pb 比值变化范围(梁屯-矿洞沟岩体除外)分别为14.500～15.70l、14.887～15.150和34.178～36.537,平均值分别为14.968、14.984和35.057。在ε_(Nd)(t)-ε_(Sr)(t)图解上,所有岩体的投影点均在地幔演化趋势线附近,比较接近 EMI 型富集地幔端员,暗示它们的物质来源与 EMI 型富集地幔有关;钾长石 Pb 同位素模式图也说明这些岩体物质来源与地幔和下地壳有关。通过两端员混合模拟,揭示了岩浆演化过程中存在少量的下地壳物质混染,平均约14%左右。从2.5Ga 左右开始华北克拉通岩石圈地幔的亏损程度逐渐变小,在2.2Ga 左右局部呈现富集性特征,1.85Ga时整个岩石圈地幔已经完全转变为富集性,之后富集程度越来越高。推测早期俯冲携带的壳源物质以及后期地幔流体的交代作用可能是岩石圈地幔逐渐转变为富集性的原因。     

江绍断裂带晚中生代镁铁质火山岩成因及其深部过程意义

本文对沿江绍断裂带的江山和浦江两地区中生代镁铁质火山岩进行了Ar-Ar年代学、岩石学和元素-同位素地球化学研究。Ar-Ar年代学结果显示,江山玄武岩的形成年龄约为99Ma,为晚白垩世喷发产物;浦江玄武岩和玄武质安山岩的喷发时间为111～112Ma,属于早白垩世。两区中生代镁铁质火山岩都为中钾钙碱性系列,根据其地球化学指标可划分为三组:第1组为江山OIB型玄武岩,在微量元素组成上无Nb-Ta亏损和Pb负异常,高ε_(Nd)(t)和低(~(87)Sr/~(86)Sr)_i比值,总体上显示出类似洋岛玄武岩的元素-同位素组成特征;第2组为高钛磷玄武岩,Nb-Ta弱负异常和明显Pb正异常,中等ε_(Nd)(t)和(~(87)Sr/~(86)Sr)_i比值;第3组为低钛磷玄武岩,强烈Nb-Ta负异常和中等Pb正异常,低ε_(Nd)(t)(-6.0～-3.7)和高(~(87)Sr/~(86)Sr)_i为特征。三组镁铁质火山岩相互之间缺乏分异演化关系,也不是同一母岩浆经历地壳混染作用的结果。对比三组镁铁质火山岩的La/Nb、Ba/Nb、Zr/Ba比值和Sr-Nd同位素模拟结果,我们认为江绍断裂带晚中生代玄武岩为软流圈-岩石圈相互作用的产物,从早期(111～112Ma)到晚期(99Ma)镁铁质岩浆地幔源区软流圈组分的比例越来越多而岩石圈成份逐渐减少的趋势。考虑到该区晚中生代的盆岭构造格局与邻区郴州-临武断裂带同时期镁铁质岩浆的产出特点,华南地区在早白垩世晚期到晚白垩世期间发生了强烈的岩石圈伸展-减薄作用。     

松辽盆地早白垩世火山岩地球化学特征及其构造意义

松辽盆地早白垩世发育基性岩类的橄榄玄武岩、玄武岩,中性岩类的玄武安山岩、安山岩、粗安岩,酸性岩类的粗面岩、粗面英安岩、英安岩和流纹岩。早白垩世火山岩都具有大离子亲石元素(LILE)、轻稀土元素(LREE)相对富集的特征,并具有较低的(~(87)Sr/~(86)Sr)_i值和较高的(~(143)Nd/~(144)Nd)_i值。基性岩类Ce/Nb=1.92～8.31,Th/Nb=0.08～0.44,(~(87)Sr/~(86)Sr)_i=0.7031～0.7047,ε_(Nd)(t)=+1.7～+5.2;中性岩类Ce/Nb=3.70～15.80,Th/Nb=0.34～2.58,(~(87)Sr/~(86)Sr)_i=0.7040～0.7054,ε_(Nd)(t)=0～+3.0;酸性岩类Ce/Nb=4.29～15.80,Th/Nb=0.11～1.02,(~(87)Sr/~(86)Sr)_i=0.7038～0.7066,ε_(Nd)(t)=+1.0～+3.3。基性岩类岩浆主要来自被富集了的亏损地幔源的部分熔融,受混染程度很小;中性岩类岩浆源于年轻地壳组分被来自亏损地幔岩浆的再次部分熔融;酸性岩类浆岩可能主要来自源于亏损地幔的初生地壳部分熔融,并受到了上地壳的混染。晚侏罗世-早白垩世,由于蒙古-鄂霍次克洋关闭引发强烈的挤压造山后,发生的岩石圈拆沉作用致使来自亏损地幔的岩浆熔融上涌导致岩石圈主动伸展拉张,地表则表现出大规模的裂谷断陷作用和大范围的火山活动。这个阶段的伸展拉张以主动拉张为主。     

大兴安岭南端芝瑞盆地流纹岩年代学、地球化学及岩石成因

芝瑞火山盆地位于大兴安岭南端内蒙古克什克腾旗境内,处于西拉木伦河-长春缝合带以南、赤峰-开源断裂带以北的辽源地块,盆地中的长英质火山岩系不整合于下二叠统大石寨组之上、新近系汉诺坝组玄武岩之下,并见有多处花岗斑岩侵入其中。SHRIMP锆石U-Pb年龄表明,盆地火山岩系中流纹岩锆石的~(206)Pb/~(238)U年龄为(156.9±1.7)Ma,属于晚侏罗世早期岩浆活动的产物。岩石地球化学资料表明,流纹岩具富SiO_2、K_2O和高FeO_T/MgO值,低Al_2O_3、CaO和MgO的特征,属于高钾钙碱性系列岩石,∑REE含量较高,轻重稀土分馏明显,具右倾的稀土分布模式,负Eu异常明显,具有Ga、Zr、Nb、Y含量高和Ba、Sr含量低的微量元素特征,相对富集Rb、Th、U、Pb、Zr、Hf,相对亏损Ba、Sr、P、Ti及Nb、Ta等元素,具有A型流纹岩和低Sr-Ba流纹岩的微量元素特征;在Nb-Y-3Ga和Rb/Nb-Y/Nb图解上显示拉张构造环境的A2型花岗岩的特征;具有较高的Sr初始比值((~(87)Sr/~(86)Sr)_i=0.706510~0.709821),较低的Nd初始比值(ε_(Nd)(t)=-6.32~-4.44)和相对较年轻的Nd模式年龄(1304~1457 Ma)及较低的Pb同位素组成((~(206)pb/~(204)pb)_t=17.15~17.80、(~(207)pb/~(204)pb)_t=15.41~15.48、(~(208)Pb/~(204)Pb)_t=37.38~37.63),在Sr-Nd同位素示踪图解和Pb同位素构造演化图解上流纹岩同时具有下地壳和富集地幔印记。元素、同位素地球化学示踪指示芝瑞流纹岩可能由起源于富集地幔的中元古代年轻下地壳的部分熔融形成,且在岩浆上升过程中经历了结晶分异作用。在(Yb+Ta)-Rb和(Y+Nb)-Rb图解上,芝瑞流纹岩均显示板内拉张构造环境,结合区域上分布的同时代火山岩及A型花岗岩类可以限定流纹岩形成于伸展构造背景,并可能与北部的蒙古-鄂霍茨克缝合带的演化有关。     

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.     

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。     

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。     

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。     

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.     

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。