新疆西天山松湖铁矿床火山岩年代学和岩石地球化学

新疆西天山阿吾拉勒铁成矿带内众多铁矿床的围岩火山岩时代、岩石成因和构造背景迄今尚未得到很好地约束。文章对该铁成矿带内的松湖铁矿床围岩粗面英安岩和流纹岩进行了锆石LA_ICP_MS U_Pb测年和地球化学研究。粗面英安岩和流纹岩的锆石206Pb/238U加权平均年龄分别为(326.8±2.7)Ma和(327.3±1.7)Ma。粗面英安岩和流纹岩准铝质,均富集轻稀土元素、Rb、K、Zr、Hf,显示中等Eu负异常,亏损Ba、Sr、P、Ta、Nb和Ti。锆石饱和温度计算结果显示,粗面英安岩的母岩浆温度较高(774~812℃,平均792℃),流纹岩母岩浆的温度较低(713~790℃,平均750℃)。粗面英安岩具有非常低Sr高Yb的特征,Nb/Ta比值为10.8~11.4,具有较高的w(Th)(≥8.1×10-6)和高的Th/Ce比值(≥0.31);流纹岩具有低Sr低Yb特征,Nb/Ta比值为8.5~9.7,w(Th)(≥5.3×10-6)较高,Th/Ce比值为0.14~0.75,据此推测粗面英安岩母岩浆可能是上地壳部分熔融的产物,流纹岩母岩浆可能源于比粗面英安岩母岩浆更深的地壳的部分熔融。松湖铁矿区粗面英安岩和流纹岩具有弧火山岩的地球化学特征,结合构造环境判别图解和区域地质情况,推断其形成于大陆弧环境。     

固体聚合膜电解浓集法测量天然水中低含量氚的化学淬灭效应研究

固体聚合膜电解浓集法是浓缩氚含量较低(1 Bq/m~3)的天然水样的常用方法,但因水样自身含有杂质离子或电解装置聚合膜带入杂质进入浓集液,使浓集液偏酸性,在测量过程中易产生化学淬灭效应,导致氚的测量值偏低。本文研究了水样自身存在的杂质离子和聚合膜上残留的杂质离子、样品溶液的pH值及其电导率所产生的化学淬灭效应的影响,实验表明,为减少化学淬灭效应,提高测量低含量氚的准确性,需保证水样溶液呈中性,电导率≤1μS/cm,同时避免杂质沉积在聚合膜上。如果水样溶液的pH值偏酸性、电导率大于1μS/cm,可采用酸碱混合型离子交换树脂去除水样中自身的杂质;对于聚合膜引入的杂质,可在电解后的水样中加入微量氨水将其pH值调节至中性。     

大别山晓天—磨子潭韧性剪切带主要造岩矿物的变形与应变分析

大别山北缘的晓天—磨子潭韧性剪切带主体发育在北大别片麻岩之上,具有近水平左行剪切的运动学特征;剪切带自中心向外围依次发育超糜棱岩、糜棱岩、初糜棱岩、变形片麻岩(片岩)、围岩,发生变形的主要造岩矿物包括石英、长石、角闪石、云母等。岩石有限应变测量和矿物颗粒形态学优选方位统计显示,随着糜棱岩化程度的加强,主要造岩矿物平均粒径均呈递减变化;矿物长短轴所反映的应变均呈加强的趋势,矿物长轴与X的锐夹角皆逐渐变小;以90°为一个区间统计的矿物长轴定向显示,变形矿物的长轴在钝角区间(顺剪切方向)有优选,以15°为一个区间统计的矿物长轴定向显示,矿物定向存在一定对称性,即在锐夹角区的优选区间和钝夹角区的优选区间互为补角区间。此外,云母矿物的应变在不同样品中均显示最大,其次为石英、角闪石、长石;随着构造岩类型的不同,应变的变化趋势最明显的也是云母,其次为石英,角闪石和长石变化不明显;矿物长轴与X轴夹角的统计表明,云母、角闪石长轴与X轴锐夹角比石英、长石均偏小。矿物的变形还表明,指示剪切带剪切方式最明显的是云母类矿物,尤其是云母鱼构造,是判定运动方向的可靠标志,其次是角闪石,较之斜长石更易形成不对称残斑构造;综合矿物在剪切带中的含量和分布,结构特点,以及对剪切带应变反映的"灵敏性"等方面的因素,石英矿物最能表现剪切带的整体应变状态,是较为理想的应变标志矿物。上述结果表明不同矿物随变形环境的渐变,在粒径、应变、形态学优选等方面具有较统一的变化,即不同变形矿物在反映剪切带的剪切作用方式、应力—应变等特征时是较为一致的;同时不同矿物在上述变化中又表现出区别于其他矿物的各自特点,这反映了矿物自身的晶体结构、结晶形态、力学性质、变形习性等特性。所以,对于研究韧性剪切带而言,针对不同研究内容,要综合不同矿物的变形情况来选取合适的变形矿物及其变形组构来研究,才能得到更准确的结果和更合理的解释。     

川北旺苍唐家河剖面仙女洞组灰泥丘沉积特征及造丘环境分析

目前川北地区早寒武世微生物藻与古杯参与的生物礁(丘)发育特征存在较大争议。通过实测剖面与镜下分析,川北旺苍县鼓城乡唐家河剖面仙女洞组发育三期灰泥丘。对该剖面灰泥丘沉积特征进行精细研究认为:第一期灰泥丘发育在滑塌角砾灰岩之上,造丘生物主要为枝状和房室状附枝藻,主要岩性为砾屑灰岩、藻格架凝块灰岩和含云生物碎屑灰岩,发育丘基、丘核、丘盖和丘翼,后期演化为钙质砂泥岩结束生长。第二期生物丘发育在鲕粒滩间生屑灰岩之上,造丘生物主要为肾状藻,次为附枝藻,主要岩性为生物碎屑灰岩、藻格架凝块灰岩、漂浮砾岩和亮晶鲕粒灰岩,纵向上发育丘基、丘核、丘坪、丘盖和丘翼,最终再度沉积鲕粒灰岩。第三期灰泥丘发育在藻叠层灰岩之上,造丘生物为古杯和微生物藻,岩性主要为古杯灰岩、生物碎屑泥晶灰岩、藻格架凝块灰岩和藻叠层灰岩,发育丘基、丘核和丘盖。进一步分析三期灰泥丘的成丘环境认为第一期灰泥丘属于台缘斜坡环境内的斜坡灰泥丘低能沉积,经历三个演化阶段;第二期属于台地边缘灰泥丘,经历四期演化阶段;第三期为台缘高能鲕粒滩向陆一侧能量相对较低的台缘古杯灰泥丘沉积,经历三个演化阶段。剖面中灰泥丘多与鲕粒滩共存,构成丘滩复合体,为后期研究储集性能和油气富集关系具有重要的油气地质意义。     

湖南寒武系第三统混积岩沉积特征与成因探讨

湖南地区寒武系第三统发育大量的混积岩及混积层系,其沉积特征、成因及时空分布,对研究寒武纪中上扬子地区东南缘的沉积环境及碳酸盐台地的形成演化具有重要的意义。本文采用野外观察、微观岩石学分析方法对混积岩时空分布、沉积特征、矿物组分进行了研究,首次系统总结了湖南地区寒武系第三统发育的混积层系类型与组合方式,及其分布的6类不同的岩相分区,并按照成分分类依据划分出4种混积岩类型。研究表明,混积岩分布在湘西北地区及湘中地区,靖州—涟源—隆回—宁乡一线以北的区域。混积层系的沉积特征表明,其形成于受周期性强风浪、风暴作用影响的浅水混积陆棚环境或风暴浪基面以下的深水混积陆棚环境,主要成因为机械成因的相缘渐变沉积混合及事件突变沉积混合。混积陆棚的存在,表明寒武纪第三世时期,中上扬子东南缘湘西北地区不发育台缘相带,未建立起完整的镶边碳酸盐台地模式,而为相对平缓的碳酸盐岩为主的浅海混积陆棚模式,混有碎屑岩沉积物。     

新疆库鲁克塔格青白口系北塞纳尔塔格组流纹岩的成因及其地质意义

运用LA-ICP-MS锆石U-Pb测年获得库鲁塔格西山口地区北塞纳尔塔格组蚀变流纹岩的形成时代为841.0±1.4Ma（MSWD=0.42）, 蚀变流纹岩的发现指示塔里木北缘新元古代中期除发育大量的侵入岩外还存在火山活动。地球化学特征分析表明, 岩石富集Rb、 Ba、 K等大离子亲石元素和轻稀土元素, 明显亏损Nb、 Ta、 P、 Ti等高场强元素。此外岩石富集Sr、 强烈亏损Y和Yb, 高的Sr/Y（>40）和（La/Yb）_N（>40）比值的特征与埃达克岩类似。蚀变流纹岩Hf同位素值ε_Hf（t）=-29～-9, Hf的二阶段模式年龄T_DM²=3.43～2.24Ga, 结合岩石较低的Mg^#、 Eu正异常以及强烈亏损重稀土元素的特征表明,其可能源于加厚古老基性下地壳的部分熔融。此外蚀变流纹岩低的锆石饱和温度T_Zr=761℃～768℃,表明源区发生部分熔融时存在外来流体的加入。结合已有区域地质资料, 初步认为蚀变流纹岩形成与塔里木北缘新元古代早、 中期洋—陆俯冲碰撞作用有关。     

Numerical Observation of Three-Dimensional Wing Cracking of Cracked Chevron Notched Brazilian Disc Rock Specimen Subjected to Mixed Mode Loading

The cracked chevron notched Brazilian disc (CCNBD) specimen has been suggested by International Society for Rock Mechanics for measuring mode I fracture toughness of rocks. Subsequently, this specimen geometry has been widely extended to conduct mixed mode fracture tests on rocks as well. A straight through crack front during the fracturing process upon the root of the chevron notch is assumed in the testing principle, but has never been thoroughly evaluated before. In this study, for the first time, the progressive rock fracture mechanism of the CCNBD rock specimen under mixed mode loading is numerically simulated. Specimens under representative mixed mode loading angles are modelled; and the assumption of the straight through crack front growth is critically assessed. The results show that not only the notch tip but also the saw-cut chevron notch cracks during the experiments, yielding a prominent twisted front, far from being straight. The crack front never grows up to the root of the notch ligament and the straight through crack front assumption is never satisfied in the realistic rock fracture progress of this chevron notched specimen subjected to mixed mode loads. In contrast, the fracture progress features typical three-dimensional wing cracking towards the loading ends. The numerically observed progressive fracture mechanism reveals that the measuring principle of mixed mode fracture tests employing CCNBD specimens is significantly violated and the measures of both modes I and II fracture toughness are uncertain.     

香港世界地质公园晚侏罗世荔枝庄组岩石组合及其成岩地质过程解析

中国东南大陆晚侏罗世地层普遍缺失,仅零星见于个别地区,香港新界东北的荔枝庄组即为其一。荔枝庄组出露于香港世界地质公园沉积岩园区的荔枝庄地区,自下往上由火山岩—沉积岩—火山岩组合而成,沉积岩中发育大型包卷层理和滑塌构造等典型沉积构造,是香港地区最具代表性的晚侏罗世火山—沉积岩系。通过实测地层剖面研究,确定其成岩过程大体上可划分为早期普林尼式火山爆发、中期破火山口湖相沉积和晚期普林尼式火山爆发三个阶段,以湖相沉积作用为主、火山喷发作用为辅;受晚期火山岩浆活动的影响,沉积岩层普遍发生硅化或炭化。荔枝庄组独特的岩石组合与形成的古地理环境,为探讨中国东南大陆中生代火山活动—沉积作用方式与成岩过程,提供了难得的研究实例。     

中条山地区郭家沟基性-超基性岩体的岩石成因及地质意义

文章通过对中条山地区郭家沟基性-超基性岩体的岩石学、矿物学和岩石地球化学方面的分析研究,讨论了该岩体的形成时代、岩石成因、及其地质意义。郭家沟岩体侵入时代为元古代,可能与绛县群形成时代较为相近(2200Ma左右)。郭家沟岩体具有岩相分带现象,边缘相为辉长岩,向内渐变过渡为含长辉石岩、变余辉石岩(角闪石岩)等,在岩体的中心发育着磁铁透闪石岩;岩石中Mg O与其他主量元素线性相关,各类岩石地球化学特征较为相似,显示出岩石受分离结晶作用的影响,具有岩浆同源演化的趋势;岩石总体显示出低硅、低镁、高铁、高钛、高钙的特征,相对富集LREE和LILE,而亏损HREE和Nb、Ta、Zr、Y等高场强元素,轻重稀土分馏明显,具有较弱的Eu异常,V含量较高,具有阿拉斯加型侵入岩体和与火山弧相关的岩浆特征。从岩石组合及地球化学特征结合区域构造演化,认为岩体形成于大陆边缘弧的构造环境,从侧面也说明绛县群的形成环境应该是大陆边缘俯冲后的伸展环境,而非陆内裂谷。