北京房山岩体锆石U-Pb年龄和Sr、Nd、Pb同位素与微量元素特征及成因探讨

本文首次用SHRIMP锆石U-Pb测年法获得房山岩体主期侵入岩-花岗闪长岩的年龄为130．7±1．4Ma,证明房山岩体主体岩石形成于早白垩世。综合该岩体两期侵入宕的常量、微量、稀土元素和同位素及构造环境特征,发现房山岩体侵入岩具有许多与埃达克岩(adakite)极其相似的独特的岩石地球化学特征,但又与Defant和Drummond(1990)定义的典型埃达克岩(O型)有明显差别,与中国东部C型埃达克岩更为接近,或也称之为中国东部燕山期高Sr低Y型中酸性火成岩。本文通过房山岩体Sr、Nd、Pb同位素的系统研究,发现在143Nd／144Nd-87Sr／86Sr图解上,两期岩石投影点均落在EM Ⅰ型富集地幔范围之内,暗示其物质来源与富集地幔有关;钾长石Pb同位素特征也说明房山岩体岩浆来源与EM Ⅰ型富集地幔和下地壳关系密切。结合前人的碳、氢、氧同位素研究成果,认为房山岩体物质来源较深,与上地幔和下地壳有关。此外,发现房山岩体两期侵入岩的εNd(t)值(-13．6--14．2)远高于华北地台区古老下地壳的εNd(t)值(-32--44),而与汉诺坝二辉麻粒岩包体的εNd(t)值(-8--18)近似。由于现有的研究已确证汉诺坝二辉麻粒岩包体是由幔源基性岩浆在晚古生代-中生代时底侵到下地壳底部构成的年青下地壳的一部分,故推测房山岩体的物质来源与华北地台古老下地壳关系不大,而可能与年青下地壳关系密切。在此基础上,提出房山岩体两期岩石形成的两阶段模式:第一阶段可能发生于中生代早期,由于软流体 (层)上涌导致富集岩石圈地幔部分熔融生成带有富集地幔印记的玄武岩浆,该岩浆底侵到下地壳底部,冷却成为年青下地壳的一部分;第二阶段发生于中生代晚期,由于当时软流圈呈蘑菇云状大规模上升,热侵蚀面抬升到壳-幔过渡带,导致早中生代新底侵的玄武质下地壳在榴辉岩-麻粒岩相条件下部分熔融生成C型埃达克质岩浆(也即高Sr低Y型中酸性火成岩浆) 并上侵而成为房山岩体。     

四川盐源西范坪斑岩铜矿石英二长斑岩锆石U-Pb同位素定年及其意义

四川盐源西范坪斑岩铜矿处于扬子地块西缘,靠近盐源-丽江坳陷带与甘孜-理塘缝合带的结合部位,该矿区侵入岩体主要为石英二长斑岩组成。西范坪铜矿石英二长斑岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为(100.8±0.7)Ma(MSWD=0.2),表明了斑岩侵位时代为早白垩世。石英二长斑岩富集大离子亲石元素(Rb、Ba、K),亏损高场强元素(Nb、Ta、Ti、P),LREE富集、HREE亏损,为高钾准铝质花岗岩。w(Si O2)为64.06%~65.24%,具有高w(Al_2O3)(15.58%~16.55%)、w(Sr)(719×10~(-6)~1221×10~(-6))及Sr/Y比值(49.2~82.5),低w(MgO)(1.30%~1.63%)、w(Yb)(1.08×10~(-6)~1.55×10~(-6))及w(Y)(13.7×10~(-6)~14.8×10~(-6)),Eu异常(0.83~0.90)不明显,轻重稀土分异明显((La/Yb)N=29.94~52.14),具有埃达克岩特征。西范坪埃达克岩富钾贫钠(K_2O/Na_2O=0.78~2.44),低Cr、Ni,高Th、Th/U以及相对低的Sr/Y等特征,表明其为加厚下地壳部分熔融形成。西范坪早白垩世(100.8Ma)地壳增厚作用可能受控于甘孜-理塘洋闭合后的造山运动,该斑岩体为印支期褶皱造山后(200 Ma),喜马拉雅期碰撞造山之前(65 Ma),陆内由挤压向伸展转换期岩浆作用的产物。     

藏南特提斯喜马拉雅带中段中侏罗统遮拉组OIB型玄武岩浆的识别及其意义

对特提斯喜马拉雅带中段中侏罗统遮拉组玄武岩进行了系统的岩石学、地球化学和同位素地球化学研究.结果表明:①遮拉组玄武岩以高钛[平均w(TiO2)=2.57%]、高铁[平均w(TFe2O3)=11.58%]、低镁[平均w(MgO)=4.06%]、富集LREE和高场强元素{[w(La)/w(Yb)]N、w(Nb)、w(Zr)平均分别为8.61,32.67×10-6,331.33×10-6}为特征,w(Ti)/w(V)(62.74～80.26)、w(Ti)/w(Y)(218.71～665.20)和w(Zr)/w(Y)(10.89～11.09)比值高,具有与OIB相似的主量元素和微量元素组成特征,同位素组成以高Sr{[n(87Sr)/n(86Sr)]i为0.712 763～0.714 765}、低Nd{[n(143Nd)/n(144Nd)]i为0.512 417～0.512 458}为特点;②遮拉组玄武岩为一套产于大陆边缘裂谷背景下的碱性玄武岩,没有经历地壳混染;③遮拉组玄武岩是地幔热柱或热点物质与岩石圈地幔物质相互作用的结果,对了解与雅鲁藏布江洋盆构造演化有关的一些关键地质问题可能具有重要意义.     

滇西马厂箐复式岩体岩浆混合作用:岩石学与地球化学证据

滇西马厂箐铜矿区含矿斑岩体中的暗色包体与其寄主富碱花岗斑岩具有相似的地球化学的特征。寄主花岗斑岩Si O2含量为65.10%~70.60%,Al2O3为14.65%~17.55%,Mg O为0.80%~1.70%,Ca O为0.43%~1.92%,Na2O+K2O为8.25%~12.23%。受混染包体Si O2为62.50%~77.30%,Al2O3为10.00%~15.70%,Mg O为0.75%~3.82%,Ca O为0.86%~2.15%,Na2O+K2O为7.68%~10.22%。二者稀土配分曲线都是典型的右倾型配分模式,轻重稀土分馏明显,富集轻稀土、亏损重稀土。寄主岩具有高Sr(392.00×10-6~919.00×10-6)、低Y(10.10×10-6~17.10×10-6)、低Yb(1.00×10-6~1.40×10-6),高Sr/Y(33.24×10-6~104.43×10-6)、高(La/Yb)N(36.08×10-6~89.09×10-6)特点;暗色包体也具有高Sr(314.00×10-6~652.00×10-6),低Y(7.20×10-6~15.10×10-6)、低Yb(0.60×10-6~1.50×10-6)特征。通过对混染MME地球化学特征分析,结合前人对未混染或弱混染包体的研究资料,提出马厂箐复式岩体和其中的MME可能与该地区地幔玄武岩的底侵作用有关,而这种玄武岩底侵导致的不同岩浆混合作用可能是马厂箐铜矿的部分成矿条件。     

阿尔金南缘鱼目泉岩浆混合花岗岩LA-ICP-MS测年与构造意义

阿尔金南缘鱼目泉花岗质岩体中含有大量暗色闪长质包体,岩相学及地球化学特征研究表明该岩体是由同期的幔源基性岩浆和酸性岩浆在近于液相(或"晶粥状")状态下发生不均匀混合作用的产物。LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素测年结果显示其形成年龄(496.9±1.9Ma)与南阿尔金山大陆深俯冲超高压变质岩的峰期变质年龄(504～487Ma)相一致,且在地球化学特征上具有高Al2O3(平均15.88%),较高的K2O/Na2O值(平均1.26),高Sr(平均446×10-6),高(La/Yb)N值(平均24.04)和Sr/Y值(平均40),极低的Y(平均14.0×10-6)及Yb含量(平均1.5×10-6),类似于加厚地壳背景下形成的高Sr、低Y及Yb型花岗岩,反映出约500Ma时的南阿尔金造山带总体上处于地壳相互叠覆增厚的陆-陆碰撞造山作用阶段。分析认为,约500Ma时,南阿尔金山地区伴随着增厚地壳发生熔融作用产生大规模酸性岩浆活动的同时,还存在幔源基性岩浆的底侵,其原因可能与同时期大陆深俯冲作用所诱发的深部热地幔上升有关。     

LA-ICP-MS Zircon Dating of the Yumuquan Magma Mixing Granite in the Southern Altyn Tagh and Its Tectonic Significance

阿尔金南缘鱼目泉花岗质岩体中含有大量暗色闪长质包体,岩相学及地球化学特征研究表明该岩体是由同期的幔源基性岩浆和酸性岩浆在近于液相(或“晶粥状”)状态下发生不均匀混合作用的产物.LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素测年结果显示其形成年龄(496.9±1.9 Ma)与南阿尔金山大陆深俯冲超高压变质岩的峰期变质年龄(504～487 Ma)相一致,且在地球化学特征上具有高Al2O3(平均l5.88％),较高的K2 O/Na2O值(平均1.26),高Sr(平均446×10-6),高(La/Yb)N值(平均24.04)和Sr/Y值(平均40),极低的Y(平均14.0×10-6)及Yb含量(平均1.5×10-6),类似于加厚地壳背景下形成的高Sr、低Y及Yb型花岗岩,反映出约500Ma时的南阿尔金造山带总体上处于地壳相互叠覆增厚的陆-陆碰撞造山作用阶段.分析认为,约500 Ma时,南阿尔金山地区伴随着增厚地壳发生熔融作用产生大规模酸性岩浆活动的同时,还存在幔源基性岩浆的底侵,其原因可能与同时期大陆深俯冲作用所诱发的深部热地幔上升有关.     

南秦岭佛坪地区五龙花岗质岩体的地球化学特征及成因研究

南秦岭印支期五龙岩体侵位于中元古代佛坪群变质岩,在岩体南部发育一些暗色包体.它们和寄主黑云母花岗闪长岩界限或截然,或呈过渡关系.通过对五龙岩体的地球化学、锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学研究结果表明,寄主黑云母花岗闪长岩表现出明显埃达克岩的地球化学特征:强烈亏损重稀土元素Yb(0.33×10-6～0.96×10-6)和Y(4.77×10-6～11.2×10-6);富集Sr(643×10-6～1115×10-6),Ba(775×10-6～1386×10-6);高Sr/Y(57.8-160)和Y/Yb(11.0-14.3)比值,不发育Eu异常(δEu=0.70～0.83),表明其源区是以石榴石士角闪石为主,很少或没有斜长石.暗色包体表现出高Mg(4.15%～8.13%),Cr(14.8×10-6～371×10-6),Ni(20.0×10-6～224×10-6)和Nb/Ta(15.40～21.9),暗示其起源于地幔底侵岩浆.锆石LA-ICP-MS U-Pb定年年龄为:225.3Ma±6 Ma,应为五龙黑云母花岗闪长岩的侵位年龄.综合分析五龙埃迭克质黑云母花岗闪长岩可能是由于幔源岩浆底侵于壳幔边界,诱发增厚的基性下地壳达到含角闪石的榴辉岩相或麻粒岩相发生部分熔融形成埃迭克质岩浆,它的形成可能代表了印支期秦岭造山带后碰撞造山阶段勉略洋俯冲板块的断离作用.     

小秦岭地区早白垩世酸性侵入岩地球化学特征及构造环境

小秦岭地区地处华北地台南缘、豫陕两省交界地段.区内早白垩世酸性岩浆活动强烈.该区内文峪、华山、娘娘山3个花岗岩体的岩石地球化学特征如下:w(SiO2)为68.13％～73.56％,w(Al2O3)为13.50％～16.27％,w(MgO)为0.11％～0.44％,全碱质量分数为7.62％～8.94％,碱度率(AR)2.63～3.67,铝饱和指数(A/CNK)0.95～1.05,属高钾钙碱性Ⅰ型花岗岩.富集大离子亲石元素(LILE) Ba、Rb、Sr和亏损高场强元素(HFSE) Nb、Ta、P、Ti.w(Sr)高达452×10-6～965×10-6,Y和Yb质量分数分别低至5.8×10-6～15.9×10-6和0.63×10-6～1.68×10-6,Cr和Ni含量甚低.稀土元素总量为60.84×10-6～227.44×10-6,轻重稀土元素分馏强烈,[w(La)/w(Yb)]N为12.47～39.19,δ(Eu)为0.73～0.80.岩石具增厚下地壳熔融成因的埃达克岩特征.早白垩世时期,构造体制由挤压向伸展转变、岩石圈大规模减薄是小秦岭及周边地区岩浆活动及金矿大规模成矿作用的地球动力学背景,古老地壳物质在减压作用和底侵幔源岩浆加热的共同作用下发生部分熔融是区内具有埃达克岩特征的花岗岩的成因机制.     

皖中管店岩体的SHRIMP锆石U-Pb年代学与地球化学：岩石成因和动力学意义

管店岩体位于扬子地块东部,沿郯庐断裂带南段主断裂带侵位,其岩石组成为石英二长岩和二长岩.精确的SHRIMP锆石U-Pb定年给出岩体的形成时代为(131.5±1.6)Ma.该岩体为一中酸性侵入体(SiO254.84%～67.83%),属于高钾钙碱性系列,并具有与埃达克(质)岩类似的地球化学特征,如高Al2O3(14.12%-15.14%)、Sr(612～976 μg/g)含量及Sr/Y(31～77)、La/Yb(18-42)比值,但低Y(8.20-21.4 μg/g)和Yb(0.90～1.70 μg/g)含量,无明显Eu异常至Eu正异常.管店侵入岩的"Sr/86Sr初始比值为0.7058-0.7061,εNa(t)为-17.03--15.11,锆石的ghr(t)(-26.3-22.6)较低但相对均匀,说明其不可能由俯冲洋壳熔融形成.管店埃达克(质)侵入岩具有较高的Mgo(2.21%-6.75%)含量和Mg(56-62)值及相容元素(Cr 85.4-356μg/g,Ni40.8～144μg/g)含量.管店侵入岩可能由拆沉下地壳熔融形成,岩浆在上升过程中与地幔橄榄岩发生了反应.早白垩纪郯庐断裂带的活动、扬子地块东部在扬子.华北两块体碰撞后的地壳拆离作用可能导致增厚下地壳的拆沉与埃达克质岩浆活动.     

江南造山带东部旌德高Sr/Y花岗闪长岩的形成机制及其构造意义

旌德岩体是江南造山带东部一个典型的高Sr/Y岩体。锆石的原位U-Pb定年表明,该岩体侵位于141±1Ma。岩体由花岗闪长岩和二长花岗岩组成。全岩地球化学表明,高的碱(K2O+Na2O=6.64%~8.01%),K2O/Na2O值(变化范围在0.78~1.04),Sr(189×10-6~452×10-6)和LREE;低的HREE和HFSE含量,Eu有轻微的负异常到弱的正异常(δEu=0.81~1.18)。岩体具有高的Sr/Y值(23~66)和(La/Yb)N值(13~58),低Y(6.03×10-6~14.5×10-6)、Yb(0.36×10-6~1.17×10-6),且MgO、Cr、Ni含量较低,与中国东部中生代埃达克质岩的地球化学特征相似。岩体中黑云母为镁质黑云母,显示寄主岩为壳幔混合来源。斜长石主要为奥长石、中长石。初始87Sr/86Sr为0.7096~0.7101,εNd(t)值为-12.92~-6.28,二阶段Nd模式年龄tDM2=1.4~1.9Ga。岩体中发育有岩浆混合成因的暗色包体,指示有幔源岩浆参与。结合前人研究成果,早白垩世,先前(新元古代)发生交代的岩石圈地幔发生部分熔融,岩浆底侵到壳幔过渡带附近,导致下地壳发生部分熔融形成了旌德岩体,且发生了岩浆混合作用。江南造山带东段上发育独特的150~135 Ma的岩浆活动和成矿作用,可能与江南造山带新元古代华夏陆块与扬子陆块发生拼合形成初生地壳物质的中生代再造有关。高Sr/Y比值的旌德岩体可能代表晚侏罗世—早白垩世挤压增厚事件的结束,指示了江南造山带东部从造山增厚向伸展垮塌的转折时期的岩浆活动。     

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。     

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.     

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.     

Cumulate and Cumulative Granites and Associated Rocks

Abstract. Processes that move crystals relative to melt, that is crystal fractionation, are of major importance in producing variations that are observed within cogenetic suites of granites. In low‐temperature granite suites, crystal fractionation initially involves the progressive separation of crystals residual from partial melting from that partial melt. Once separation of those crystals, or restite, has been completed, further fractionation may occur through the separation of crystals that had precipitated from the melt, the process known as fractional crystallization. High‐temperature granite magmas are largely or completely molten and elements such as Ca, Mg and Fe, and their associated minor elements, are in that case dissolved in the melt. Such magmas, particularly those that are more potassic and hence contain a higher fraction of low temperature melt, may evolve compositionally through fractional crystallization. Cumulate rocks result, comprising a framework of cumulus minerals with interstitial melt. In this process some of the melt is also displaced to form more felsic rocks. Such cumulate rocks may have distinctive chemical compositions, but that is often not the case. Distinctive features include SiC>2 contents near or below 50 % in rocks that are transitional in the field to more felsic granites, very high Cr and Ni, very low K, P, Ba, Rb and Zr, and anomalous abundances of the anorthite components Ca and Al. These rocks may also have positive Eu anomalies. Cumulate rocks do not necessarily have distinctive textures, at least as such features are understood at this time. Fractional crystallization can also involve the movement of precipitated crystals relative to melt. We refer to rocks as cumulative when formed from the fractions in which the abundance of crystals has increased. The production of cumulative granites typically occurs at more felsic melt compositions than is the case for cumulate granites, and this process may have its greatest significance in the fractional crystallization of the felsic haplogranites. Relative to felsic granites of broadly similar compositions lying on a liquid line of descent, cumulative granites contain more Ca, reflecting the addition from elsewhere of plagioclase crystals with solidus compositions. The abundances of Sr and Ba may be high to very high, and sometimes there are positive Eu anomalies. Cumulative I‐type granites may have low abundances of Y and the heavy REE, while the S‐type granites can be very distinctive with anomalously high abundances of Th and the heavy REE resulting from the concentrating of monazite. Generally, but not always, those who propose fractional crystallization as a mechanism for producing compositional variation within a suite of granites do not state whether the rocks in that particular case are thought to lie on a liquid line of descent or are cumulates/cumulative, although it is generally presumed that they were melts. Our experiences in eastern Australia have shown that the mechanism of fractional crystallization was quantitatively not as important during granite evolution as many workers would expect. However, there are some excellent examples of that process, most notably the Boggy Plain Supersuite. Overall in eastern Australia, varying degrees of separation of restite is a much more common mode of crystal fractionation, and that may also be seen to be the case for some other granite provinces if they are examined with that possibility in mind.