贵州福泉-凯里地区含铝岩系孢粉组合特征及形成时代研究

贵州福泉-凯里地区含铝岩系分布广泛,但其产出时代一直存在争议。本文运用孢粉年代学的方法,对凯里-福泉地区铝土矿4条典型剖面采集6件孢粉样品,讨论铝土矿的形成时代。研究表明:本次发现的孢粉样品中"四方十字粉Crucisaccites quadratoides、布氏厚角孢Triquitrites bransonii和固定三肩孢Tantillus perstantus等是贵州早二叠世时期最常见的特征属种,因此将本区铝土矿成矿时代限定为早二叠世。与黔北务正道地区铝土矿对比,含铝岩系孢粉组合特征与黔北务正道地区含铝岩系中孢粉组合特征相似度高,含铝岩系应形成于早二叠世紫松期-隆林阶,与黔北务正道地区大竹园组铝土矿形成时代相当。     

三维交叉裂隙渗流传质特性数值模拟

对交叉裂隙渗流传质特性的定量描述是研究整个裂隙网络渗透传质特性的基础。为真实模拟水流及溶质在三维交叉裂隙中的运移过程,首先通过三维轮廓仪获取天然岩石裂隙表面的形貌数据,再应用三维重构技术生成相应的三维交叉裂隙模型,随后求解Navier-Stokes方程,假定溶质运移满足Fick定律,模拟水流和溶质在三维交叉裂隙中的运移过程。通过对比粗糙裂隙模型与平行平板模型的模拟结果发现：粗糙度对流体的分布及流动状态存在显著的影响;不同进、出口工况下的流体流动及溶质运移状态亦表明：裂隙交叉的几何形貌会显著地影响溶质混合行为。这些结果表明,目前被广泛采用的平行平板模型在评估岩体内特别是交叉口的物质运移特性时将导致较大的偏差,在将来的研究中有必要针对裂隙交叉口的几何特征建立修正的模型以提高评估的准确性。     

滇西陇川断陷盆地地热水化学特征及循环过程

通过对陇川盆地开展地热地质调查,查清其地热资源分布:盆地内共出露地热点11处,热储结构类型为带状型和层状型,盆地中部为层状型,两侧盆地边缘为带状型,其中北西部受断裂控制明显,南东部受节理裂隙控制明显。其储热层为变质岩及新近系芒棒组的花岗质砂砾岩、细砂岩;地热水受大气降水影响明显,循环深度都在1 600 m以上,大部分在1 800~2 400 m之间,主要来源于深部热源,通过断裂、裂隙及砂砾石孔隙作为导水、储水上涌通道,接收来自山区补给的地下水混合出露于地表,补给距离在1.5 km以上,如南宛河温泉温度最高,地下水循环深度最深,补给距离最远,达10 km;盆地北东和西部水温高,循环深度深。      

基于岩体塑性位错理论的龙门山区域构造系统演化过程

青藏高原对四川盆地的挤压作用导致了龙门山断裂带的形成及其山脉的隆起。本文以龙门山附近区域板块运动以及深部岩体力学特性为背景,采用FLAC3D软件模拟再现了时间跨度为700万年的龙门山区域构造系统演化过程。研究结果表明:在板块运动作用下,F1、F2和F3断层依次形成,贯通的断层对地表的抬升具有较强的控制作用,当断层贯通于地表后,龙门山及其以西的川西高原持续隆起,平均抬升速率约为1.38mm/yr,而龙门山断裂带以东的川西坳陷只有较小的抬升量,从而导致川西高原抬升8996 m,致使该区域产生6000m左右的落差,模拟的地形特征与目前的龙门山地形地貌基本相似。依据模拟结果与实测资料,绘制了龙门山断裂带形成及其附近区域地形地貌的演化过程图,呈现了板块挤压、断层塑性位错、地表侵蚀和沉积作用等因素共同作用对地形地貌的塑造过程。     

石榴石微量元素地球化学及其在沉积物源分析中的应用

石榴石是沉积物中常见的重矿物,其可来源于多种岩石,而且不同类型母岩中石榴石具有多样的地球化学组成,因此碎屑石榴石的地球化学分析在沉积物源研究中应用广泛。通过电子探针分析可以容易地获得单颗粒碎屑石榴石的主量元素地球化学组成,可借此探讨其母岩类型,但也存在一定的局限性,比如中酸性火成岩和部分变沉积岩来源的石榴石通常都具有高Fe、Mn的特征,不易于区分。本文系统地收集了不同岩石类型的石榴石微量元素数据,尝试利用微量元素地球化学的差异性对碎屑石榴石物源分析进行补充。最终得出以下结论:(1)石榴石的稀土元素(REE)组成与钇(Y)元素指标可区分中酸性火成岩和变沉积岩来源的碎屑石榴石;(2)基性岩(橄榄岩、辉石岩)及所对应的变基性岩石(榴辉岩)中石榴石的微量元素地球化学组成相近,但部分橄榄岩来源的石榴石在镨/钬(Pr_N/Ho_N)值和重稀土总量(ΣHREE含量)上与辉石岩和榴辉岩的有显著差别,这一特点可运用于以基性岩母岩为主的碎屑沉积物源研究中;(3)夕卡岩中的石榴石在主量元素地球化学组成上表现为高度一致的高Ca特征,而稀土元素组成具有两种典型的分配模式,岩浆型(指示富铁、氧化环境)与热液型(指示富铝、还原环境)。综上所述,石榴石微量元素地球化学可以有效地运用于沉积物源分析研究中,是其主量元素物源分析方法的重要补充。     

重载铁路水泥改良膨胀土路基填料动弹模量及阻尼比研究

动弹模量与阻尼比是土动力学分析中的重要力学参数,考虑重载铁路荷载特征定量分析水泥改良膨胀土的动模量和阻尼比的较少。依托蒙西至华中地区铁路煤运通道(简称蒙-华铁路)工程为背景,采用南阳邓州市大山寨膨胀土,通过在不同频率、围压、固结比及动应力幅值下的持续振动三轴试验,研究了水泥掺量3%和5%水泥改良膨胀土的动弹模量及阻尼比,并与膨胀土素土进行对比分析。结果表明:水泥掺量3%和5%改良膨胀土的最大动弹模量约为膨胀土素土的3~4倍;在动弹模量-应变曲线中,动应变小于0. 002时表现为陡降段,动弹模量随动应变增长降幅达70%,而动应变大于0. 002时降幅较小,动弹模量随动应变增长趋于稳定;动弹模量随围压、频率、水泥掺量增加而增大,阻尼比随围压、固结比增加而减小;低应变水平下,固结比与动模量成正相关关系,高应变水平下,固结比与动弹模量成负相关关系。同时,对动弹模量及阻尼比进行了归一化分析,建立了估算动弹模量及阻尼比的经验公式。     

西藏班戈地区后碰撞花岗岩岩石成因及其对班公湖--怒江缝合带演化的约束

本文对班戈雪如岩体似斑状二长花岗岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年、微量元素和全岩地球化学研究,探讨了其形成年代、成岩条件和构造背景。结果表明雪如岩体侵位于晚白垩世晚期(76±1 Ma),锆石饱和温度计和锆石Ti温度计计算其成岩温度分别为760~810℃和738~814℃,较低的锆石相对氧逸度反映成岩环境为还原环境。全岩地球化学分析结果显示其具有高硅、富碱和准铝质--弱过铝质特征,大离子亲石元素和LREE富集,高场强元素和HREE相对亏损。雪如岩体是中地壳部分熔融的产物,源区残留相为斜长角闪岩相,岩浆结晶过程中发生角闪石和斜长石的分离作用。地球化学投图结合区域构造演化显示其形成于后碰撞伸展环境,表明班公湖-怒江缝合带中段地区在晚白垩世晚期已经进入后碰撞伸展阶段。     

青海省河南县三叠系伊利石结晶度与极低级变质作用

在开展“青海省河南县托叶玛地区I47E007023、I47E008023、I47E009023、1I47E009024四幅1:5万区域地质矿产调查”时,为验证该地区三叠系变质情况,针对三叠系中泥岩(页岩)的伊利石结晶度做了分析测试。30件样品的实验结果表明: 北部宗务隆—泽库地层分区三叠系泥岩(页岩)伊利石Kübler结晶度指数为0.312~0.537,晶胞参数b₀为0.898 0~0.903 2 nm,判断其变质温度小于350 ℃,具葡萄石-绿纤石和沸石相; 南部西倾山地层分区三叠系泥岩(页岩)的伊利石Kübler结晶度指数为0.21~0.318,b₀为0.898 1~0.901 4 nm,变质温度主要分布在200~350 ℃,局部>350 ℃,具葡萄石-绿纤石和绿片岩相。研究认为青海省河南县地区区域变质程度较低,为极低级变质作用或者未发生区域变质作用,且南部西倾山地层分区的变质程度略高于北部宗务隆—泽库地层分区变质程度。这一变质相带研究结论与前人认为的“区域低温动力变质作用及低绿片岩相变质带”不一致,变质程度相对更低。该研究证实了在青海省河南县地区三叠系地层中不存在大面积区域变质作用,仅存在极低级区域变质作用。     

中国南沙某岛礁深层礁灰岩物理力学特性

随着南沙海域岛礁吹填工程的实践,礁灰岩的物理力学特性也逐渐成为工程地质领域的研究热点。从南沙某岛礁深度为300 m的钻孔中获取礁灰岩岩芯,分别通过纵横波测试,单轴及三轴压缩试验和礁灰岩流变试验。得到：深层礁灰岩岩样的礁灰岩岩石横波速度与纵波速度关系为V_s=0.4447V_p+409.94;礁灰岩破坏后仍然具有较大的承载能力,并且礁灰岩的破裂呈碎条状,沿着生长软弱面破裂,礁灰岩由于溶洞和软弱面的强度随机性致使其强度也表现很强的随机性;礁灰岩加速蠕变的发生的应力阀值约为5~6 MPa,当加载水平达到5~6 MPa时才有加速蠕变的过程。试验结论为南海岛礁工程建设提供依据,也为珊瑚礁工程地质力学特性的深入研究提供参考资料。     

云南普朗超大型斑岩铜矿床含矿斑岩成因及其成矿意义

普朗超大型斑岩铜矿床位于三江特提斯构造域义敦弧南部的中甸弧内,形成于晚三叠世甘孜-理塘大洋板片向西俯冲的消减带上。与成矿作用密切相关的石英闪长岩和石英二长岩具有相似的化学组成,w（SiO₂）>61%,w（Al₂O₃）为11.28%~19.12%,w（MgO）为1.98%~4.04%,Na₂O/K₂O比值介于0.3~2.4（平均0.8）;富集大离子亲石元素（Rb、Sr、Ba）而亏损高场强元素（Nb、Ta、Zr）,具有较高的Sr/Y（27~63）和La/Yb（14~31）比值,较明显的负Eu异常,在Y-Sr/Y和Yb-La/Yb图解中,部分样品落入埃达克岩范围内,另一些样品则落入正常弧钙碱性岩石范围。普朗含矿斑岩部分样品的埃达克岩地球化学属性可能与以下地质-地球化学过程有关：晚三叠世甘孜-理塘大洋板片向西俯冲时发生脱挥发分作用导致上覆地幔楔遭受流体交代,被流体交代的地幔楔随后发生部分熔融形成正常拉斑玄武质-钙碱性岩浆,这种钙碱性岩浆在岩浆房中或侵位过程中发生角闪石、斜长石和磷灰石等矿物的分离结晶作用形成埃达克质石英闪长岩或石英二长岩。普朗含矿斑岩中黑云母和角闪石斑晶的广泛发育表明原始岩浆是富水的,这种富水环境促进角闪石的大量结晶而抑制部分斜长石的结晶,导致残余岩浆的Sr/Y比值增加,从而使部分岩石样品具有埃达克岩的地球化学特征。这种富水的原始岩浆有利于后期岩浆热液体系的形成及铜等金属元素向流体相中分配转移,并最终形成普朗超大型斑岩铜矿床。