宝龙山铀矿床姚家组下段砂岩岩石学特征与成岩作用

文章通过对宝龙山铀矿床姚家组下段砂岩开展岩石学特征和成岩作用研究,初步查明了该段砂岩的物质成分、结构和碳酸盐胶结物类型与胶结期次,确定了赋矿层砂岩经历的主要成岩作用及其演化序列(包括压实、胶结、交代和溶解作用等)。在此基础上,探讨了区内砂岩成岩作用与铀成矿作用的耦合关系,认为姚家组下段砂岩具有良好的成分与物性条件,是本区大规模铀成矿的必要条件。     

激光焦平面变化对LA-ICPMS锆石U-Pb定年准确度的影响

元素分馏是影响LA-ICPMS锆石U-Pb定年准确度的重要因素之一,通常利用标样进行校正。激光聚焦位置变化会引起剥蚀坑形貌及U-Pb分馏的改变,标样和样品聚焦条件不一致将导致标样难以准确校正样品,并最终影响定年结果的准确性,但影响的程度、机制及可容忍范围目前尚不清楚。为此,文章以91500为标样、GJ-1为样品,详细研究了聚焦偏离30μm范围内剥蚀标样与样品锆石的剥蚀坑形貌变化以及由此导致的U-Pb定年误差。实验表明,在距离锆石表面30μm范围内,标样和样品焦平面同步变化时,二者U-Pb分馏形式及程度基本一致,激光焦平面偏离所引起的样品年龄与TIMS推荐值的偏差小于1%;当二者聚焦不同步时,标样与样品的U-Pb分馏差别显著,年龄偏差最大可超过3%。激光聚焦不同步导致的标样与样品剥蚀坑纵横比差异是引起年龄误差的根本原因,激光焦平面偏离锆石表面超过15μm,剥蚀坑坑口明显变大,纵横比减小,U-Pb分馏形式及程度发生改变。通过预剥蚀锆石,观察剥蚀坑轮廓,使激光焦平面在距离锆石样品表面15μm范围内,可确保标样与样品剥蚀坑形貌及U-Pb分馏状态一致,提高LA-ICPMS定年的准确度。     

土工格栅加筋砂土地基大模型动载试验研究

为了研究土工格栅加筋砂土地基在动力荷载作用下的受力变形特性,利用自行设计的300 cm×160 cm×200 cm（长×宽×高）大比例地基模型试验装置,分别针对纯砂地基、土工格栅加筋地基进行了静动荷载破坏试验。分析地基承载力及基础沉降、地基土压力、动力加速度响应、土工格栅应变等参数变化规律,揭示了动力荷载作用下加筋砂土地基的承载力和变形特征,并对比分析静、动荷载对加筋地基承载性能的影响。试验结果表明,与纯砂地基相比,格栅单层加筋地基的承载力提高1.12倍,地基基础中轴线处沉降量减少24%,加筋土体的抗变形能力得到很大提高;加筋作用改变了地基的破坏模式,动载作用下纯砂地基为冲剪破坏而加筋地基为整体剪切破坏;筋材的存在对地基土压力及加速度峰值分别有明显的扩散作用和衰减作用,可有效降低在动力载荷下筋土的瞬态变形。     

地铁盾构穿越建筑物施工位移的数值分析

在总结地铁盾构施工的控制原则以及盾构通过临近群桩的动态预测方法的基础上,结合武汉地铁的设计,采用数值模拟方法对地铁盾构穿越汉口火车站区时地面及建筑物桩群进行模拟,分析了盾构穿越一般底层和穿越群桩基础两种不同的情况的位移情况,从而对盾构隧道对城市地面以及建筑物的影响做出评价,提供了盾构穿越建筑物施工安全控制的建议。     

西藏北冈底斯巴尔达地区岩浆作用的成因:地球化学、年代学及Sr-Nd-Hf同位素约束

前人对西藏冈底斯中北部白垩纪岩浆岩的岩石成因和地球动力学背景仍然存在很多解释。本文报道了位于北冈底斯(拉萨地块北部)东段巴尔达地区的岩浆岩锆石U-Pb定年、元素地球化学和Sr-Nd-Hf同位素数据,以对这一问题进行约束。巴尔达岩浆岩包括花岗闪长斑岩和安山玢岩。锆石U-Pb定年结果表明,巴尔达岩浆岩侵位于～114Ma,是北冈底斯早白垩世岩浆岩的典型代表之一。巴尔达岩浆岩两种岩石均为高钾钙碱性系列,其中花岗闪长斑岩的SiO2为64.45%～67.52%,全碱(K2O+Na2O)含量为6.23%～7.47%,铝饱和指数(A/CNK)为0.98～1.22,为兼具I型特点的S型花岗岩;安山玢岩SiO2为57.50%～62.15%,K2O含量为2.30%～3.60%,MgO含量为2.27%～4.40%。两种岩石均富集大离子亲石元素和Pb,亏损高场强元素和Ba等。与冈底斯成熟大陆地壳相比,巴尔达岩浆岩具有更高的εNd(t)值(-7.8～-6.8)和相对低的(87Sr/86Sr)t值(0.7094～0.7105),并且具有不均一的锆石εHf(t)值(-4.2～+3.3)和相对年轻的Hf模式年龄(639～975Ma)。锆石Hf同位素数据和锆石饱和温度(768～818℃)均显示幔源物质在巴尔达岩浆岩形成过程中发挥了重要作用。巴尔达岩浆岩可能是在南向俯冲的班公湖-怒江洋岩石圈断离背景下,由上涌的软流圈提供热量诱发岩石圈地幔熔融产生幔源基性熔体侵位到上部地壳,并引发周围酸性物质的熔融混合,混合过程中幔源组分的输入使S型熔体向I型熔体转化。     

藏北聂荣地区早侏罗世末期的岩浆混合作用及构造意义

藏北聂荣岩体的岩浆源区性质和岩石成因还未能得到很好约束,直接限制了对班公湖-怒江缝合带早侏罗世构造岩浆演化历史的认识。为探讨这一问题,本文报道了聂荣岩体中的花岗质岩石及其闪长质包体的岩石学、全岩主量元素和微量元素地球化学、锆石U-Pb定年和Lu-Hf同位素分析结果。一件闪长质包体样品的锆石U-Pb年龄为175.0±1.3Ma,与其寄主花岗岩类样品的年龄(174.5±1.4Ma,175.9±0.4Ma)同期。聂荣岩体中～175Ma的寄主岩石均属于偏铝质到过铝质(A/CNK=1.04～1.16)钾玄岩系列的花岗闪长岩到碱性花岗岩,标准刚玉分子数为0.6%～2.1%,包括I型和S型两种成因类型,富集大离子亲石元素、轻稀土元素和Pb,锆石εHf(t)值为-9.8～-3.7,Hf同位素地壳模式年龄为1.45～1.84Ga,主要来源于成熟地壳物质的重熔;闪长质包体在成分上主要属偏铝质钾玄岩系列的二长闪长岩,锆石εHf(t)值变化范围大(-10.3～-1.2),Hf同位素亏损地幔模式年龄介于0.87～1.22Ga,其来源可能与古老岩石圈地幔物质的部分熔融有关。聂荣地区在早侏罗世末期很可能发生了来源于成熟地壳物质深熔或重熔的熔体(占大比例)和岩石圈地幔来源的幔源岩浆之间的混合作用,混合过程中幔源组分的输入使S型熔体向I型熔体转化。在～175Ma侵位的聂荣岩体很可能是这种由岩浆混合作用形成的母岩浆再经历一定程度的分离结晶作用形成的。结合碎屑锆石研究成果,本文暂时主张聂荣岩体可能是与由班公湖-怒江洋壳北向俯冲所引起的聂荣微陆块和羌塘地体间碰撞相关的产物,这可能指示班公湖-怒江洋壳沿聂荣微陆块南侧的分支,在侏罗纪早期既发生了南向俯冲(俯冲于拉萨地体之下),又发生了北向俯冲(俯冲于羌塘地体之下)等地球动力学过程。     

松辽盆地宝龙山地区钻孔γ照射量率分布特征

钻孔γ照射量率是确定铀矿石品位、圈定铀矿体边界的主要依据和指标。在所收集的宝龙山地区钻孔γ测井资料以及区域、矿床地质资料的基础上,系统地统计、分析了井中γ照射量率的背景值、均值、均方差、变异系数等,总结出钻孔γ照射量率在不同地层、不同岩性段中的分布特征、变化规律;结合地质背景,总结了放射性元素迁移富集规律,查明了γ照射量率与铀矿化的关系,探索了其找矿意义。研究结果显示:在有利成矿的砂体中,钻孔γ照射量率均值大小反映了岩层中放射性元素的富集程度,均方差及变异系数则反映了岩层中放射性元素富集的均一性;均值、均方差及变异系数同时增大,且稳定变化,表明地层放射性元素含量增加,易形成品质较好的工业铀矿体。该成果可用于指导钻探工作部署,提高找矿效率。     

加筋土挡墙静动力学特性大模型试验研究

为了研究加筋土挡墙在交通荷载作用下的受力变形特性,分别设计了在静载和动载作用下的加筋土挡墙大模型试验,分析了加筋土挡墙的竖向土压力、挡墙面板变形、加载板沉降以及动力加速度等参数的分布规律。试验结果表明：静、动荷载作用下加筋土挡墙受振源荷载的水平影响范围约为0.16H～0.54H（H为墙高）,挡墙土压力均呈现水平方向上由振源中心向两侧减小的趋势;同时静动荷载下挡墙面板水平位移的主要影响范围为墙顶往下约为0.55H;加载前期加筋土挡墙内部结构是一个逐渐压密的过程,动荷载作用下加载板沉降量在整个逐级荷载值变化临界处随荷载值的增大呈斜坡“阶梯”式发展;筋土结构对加速度响应有着显著的消散作用,且随着离荷载作用点距离的增大而减小。     

胶东玲珑金矿田成矿特征和成矿作用

位于华北克拉通东南缘的胶东地区深部找矿取得重大突破，已成为全球第三大金成矿区。玲珑金矿田是胶东石英脉型金矿的典型产地，也是我国最早勘查开发金矿的地区之一，近年来在该区深部探明的蚀变岩型金矿资源量已超过以往探明的石英脉型金矿。但对深部矿体的空间分布以及石英脉型与蚀变岩型金矿的关系还缺乏系统的认识。本文较详细分析了玲珑金矿田的矿床特征及深部变化，综述了矿床地球化学特征和成矿时代的研究成果，探讨了断裂与成矿的关系、石英脉型金矿与蚀变岩型金矿的关系和矿床成因机制。研究发现，蚀变岩型金矿受总体缓倾斜的主断裂控制，石英脉型金矿赋存于主断裂下盘的陡倾张裂隙中。以往认为的多个蚀变岩型矿床实际是同一个金资源量近600 t的巨型金矿床，矿床在垂向2500 m范围内形成3个矿化富集带。其Ⅰ- 2号主矿体埋深44～2333 m，控制最大走向长4750 m，最大倾斜深2430 m，矿体平均厚度11. 50 m，矿石平均品位3. 15 g/t。综合前人研究结果认为：金矿化发生于约120 Ma。成矿流体为中—高温、低盐度、还原条件H2O- CO2- NaCl±CH4体系热液，H- O同位素组成大部分投点于岩浆水与大气降水线之间，矿石的S、Pb同位素特征与赋矿围岩相似，成矿物质主要来自于下地壳，有少量幔源组分贡献。研究发现，大型蚀变岩型金矿体主要赋存于断裂倾角变化部位构成阶梯成矿模式，其原因是断裂倾角变化引起流体压力波动造成金质沉淀；石英脉型和蚀变岩型金矿的矿体特征有明显区别，后者矿体倾角缓、规模大，矿石平均品位低，矿石中金属硫化物含量少（平均S含量约是前者的1/3），金矿物粒度细，金矿物的赋存状态以晶隙金为主（前者主要为包体金）；二者的地球化学特征略有差异，后者成矿期的流体包裹体类型较为单一、盐度和温度相对较低，石英脉型矿石的H- O同位素投点位置更接近于岩浆水，蚀变岩型金矿偏向于大气降水，石英脉型矿石的S同位素特征与胶东岩群相似，而蚀变岩型矿石的S同位素特征与晚中生代岩浆岩更接近。这些差异说明，石英脉型和蚀变岩型金矿是同一成矿事件不同成矿方式和不同构造位置的产物。综合分析认为，胶东地区的大规模壳幔混合源岩浆活动，为成矿流体活动提供了热动力条件、运移通道和部分流体来源；岩浆快速隆升引发地壳浅部产生拆离断层和相关张裂构造，为流体聚集、成矿提供了有利空间。     

松辽盆地西南部钱家店凹陷DL铀矿带铀的赋存形式及成矿时代

为查明松辽盆地西南部钱家店凹陷新发现DL铀矿带青山口组铀的赋存形式、富集成矿机制及过程,联合对灰色砂、泥岩矿石开展了系统的岩矿鉴定、扫描电镜观察、能谱及电子探针分析、全岩U—Pb同位素定年。结果表明,砂泥岩矿石属于多物源供给的辫状河流相碎屑岩建造,成分和结构成熟度均偏差;矿石中铀均主要以沥青铀矿为主,其次为含铀钛矿物,少量含铀碳酸盐矿物,含铀、锆、硅混合物及吸附态铀。沥青铀矿主要呈胶状、团块状及微粒状产在矿石局部强吸附还原域的杂基、碎屑矿物溶蚀孔洞（隙）或边缘等可赋存空间位置,且与碳屑有机质、黄铁矿、高岭石和蒙脱石黏土矿物、铁白云石及含钛矿物紧密共（伴）生。目的层总体先后存在弱酸性还原流体和碱性还原热液流体双重铀富集成矿作用;并通过矿石全岩U—Pb同位素定年新获得了50.6±1.6 Ma、32.2±3.9 Ma、27±4 Ma、26±2.7 Ma、23.9±2.8 Ma等一批成矿年龄,指示了古近纪期间的主成矿事件。基于区内构造—沉积演化特征,初步构建了DL铀矿带青山口组四阶段的多元流体耦合叠加铀成矿过程：①沉积—成岩预富集阶段;②嫩江末构造反转初始成矿阶段;③古近纪热液流体改造成矿阶段;④新近纪叠加改造阶段。该研究对盆地下一步的铀矿找矿和后期地浸开采具有重要指导意义。