内蒙古莫力达瓦旗哈达阳绿泥石白云母构造片岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及其地质意义

嫩江—黑河构造带地处松嫩地块与兴安地块的结合部位,一直以来是业内学者关注的焦点。在构造带内内蒙古莫力达瓦旗哈达阳一带野外实地调研过程中,发现一套变质变形程度与周围地质体差异很大的地层。岩石组合为绿泥石白云母构造片岩、二云母微晶片岩、黝帘白云糜棱片岩等。采用LA-ICP-MS技术获得的绿泥石白云母构造片岩中锆石U-Pb年龄为413.9Ma±2.7Ma。通过分析区域地质演化历史及不同时代地质体特征,认为沿红山梁—哈达阳—依克特一带存在一条构造混杂堆积岩带,这套强变形岩石应为构造混杂岩带的一部分,其原岩形成时代为早泥盆世,后期构造定位应与嫩江—黑河构造带最后于早石炭世末拼合作用有关。     

胶北地体地壳演化：玲珑黑云母花岗岩继承锆石U-Pb年龄、微量元素和Hf同位素证据

胶北地体晚侏罗世下地壳重熔的玲珑黑云母花岗岩大面积出露,其中残留有大量继承锆石,记录了多期热事件,为复杂的地壳演化过程提供了重要线索。论文通过分析玲珑黑云母花岗岩中继承锆石的U-Pb年龄、微量元素和Hf同位素组成,探讨了胶北地体的地壳演化历史。结果显示胶北地体前寒武纪经历了~2.9Ga和~2.7Ga两期主要的地壳生长事件,~2.5Ga和2.2~1.8Ga两期地壳重熔改造事件,~2.5Ga和1.95~1.8Ga两期变质事件。~2.9Ga的岩浆作用形成于岛弧环境,~2.7Ga岩浆活动与下地壳基性物质的部分熔融有关,~2.5Ga发生的岩浆和变质事件与地幔柱底侵作用有关,并有同时期的表壳岩组合-胶东岩群形成。~2.1Ga地壳处于拉张状态,伴有与裂谷活动有关的双峰式岩浆作用,荆山群和粉子山群开始沉积,而后1.95~1.8Ga发生碰撞造山运动,胶北所有早前寒武纪岩石单元卷入此次事件,并发生变质作用。自此之后,直至二叠纪末,胶北处于岩浆活动的沉寂期,但于~1.7Ga和~1.0Ga发生沉积作用,形成芝罘群和蓬莱群。二叠纪末扬子板块向北俯冲于华北克拉通之下,并于三叠纪与华北克拉通发生陆陆碰撞作用,致使扬子板块北缘新元古代花岗岩发生超高压变质,形成苏鲁超高压变质带,之后超高压变质岩发生折返。玲珑黑云母花岗岩复杂的继承锆石组成可能表征了前寒武纪岩石卷入陆-陆碰撞事件而发生再循环作用。     

胶东焦家金矿床热液蚀变作用

胶东作为中国最重要的金矿集区,区内大型-超大型金矿床集中产出,已探明金矿资源量占全国近1/3。其中,破碎带蚀变岩型金矿床是最重要的金矿床类型,占胶东已探明金矿资源量的90%以上,焦家金矿床是著名的"焦家式"破碎带蚀变岩型金矿的命名地,内发育大规模的绢英岩化蚀变带(宽20~200m)和钾化蚀变带(50~300m),蚀变岩型金矿体主要发育在焦家断裂带下盘的绢英岩化蚀变带中。本文通过详细的野外地质观测,查清了焦家金矿床蚀变类型及矿物组合特征,系统采集了不同蚀变类型的岩石样品,进行了岩石元素地球化学分析,运用质量平衡方法讨论了热液蚀变过程中元素迁移规律,初步探讨了焦家金矿床热液蚀变机理。其中,钾化蚀变是成矿前蚀变,钾化花岗岩常以团块状或角砾状残留于黄铁绢英岩和绢英岩内;黄铁绢英岩化和绢英岩化蚀变受焦家断裂及其下盘的次级断裂控制,其规模大小受断裂的规模控制;其中焦家主断裂下盘的绢英岩化蚀变带规模最大,一般宽10~200m;而次级断裂控制的绢英岩化蚀变带规模相对较小,一般以0.1~1m宽的脉状发育在钾化花岗岩内,指示绢英岩化蚀变晚于钾化蚀变。相对于黑云母花岗岩,不同蚀变带岩石普遍表现出高K2O、低Al2O3、CaO和Na2O,而不同蚀变岩石Si、Fe、Mg等元素各表现出不同特征。钾化带岩石表现为K2O的富集,而绢英岩带和黄铁绢英岩带岩石表现为MgO、Fe2O3增加的趋势。黑云母花岗岩发生钾化蚀变过程中,SiO2、K2O表现为明显的带入,指示在钾长石化过程中,流体为富硅的碱性氧化流体。在钾化花岗岩→黄铁绢英岩过程中,Fe2O3表现为明显的带入,可能是由于黑云母等暗色矿物的分解造成的;此外,亲硫元素(Au、Ag、As、Pb、Zn)均表现为带入,特别是成矿元素Au表现为明显的带入。结合本区金的来源可能部分为玲珑黑云母花岗岩,本研究认为钾化过程中的富硅碱性氧化流体通过交代蚀变反应使金从围岩中释放、成为高价态离子活化进入成矿流体,即分散还原态的金(Au0)被活化为氧化态(Au+、Au3+)以AuH3SiO4形式随热液迁移。在绢英岩化过程中,热液中的SiO2等组分损失,引起热液中的AuH3SiO4稳定性降低,造成AuH3SiO4分解,Fe2+、Fe3+被消耗形成黄铁矿,导致金大量沉淀和聚集沉淀,此时完成了金由活化→迁移→沉淀富集成矿。     

区域地球化学推断地质体模型与应用——以花岗岩类侵入体为例

区域化探全国扫面计划获得的海量地球化学数据在基础地质和矿产勘查研究中已发挥了重要作用。全国矿产资源潜力评价化探工作组将全国陆地国土划分为5个地球化学域(古亚洲地球化学域、秦祁昆地球化学域、特提斯地球化学域、扬子地球化学域和滨太平洋地球化学域)和25个地球化学省。在全国地球化学图中位于云南西部地区的花岗岩类侵入体具有显著富K2O、Th、U、La、Y、Zr而贫Co、Ni、V、Cr、Ti、Fe2O3的特征。基于云南西部地区区域化探数据利用因子分析确定了高场强元素组合(F2)和相容元素组合(F1)两个公因子:F2=0.87Th+0.86Y+0.77U+0.77Zr+0.67La+0.61K2O+0.58Al2O3+0.53Be,F1=0.95Fe2O3+0.93V+0.93Ti+0.92Co+0.81Cr+0.80Ni。利用二者因子得分比值(F2/F1)构建了推断花岗岩类侵入体的区域地球化学综合指标和推断模型。以F2/F1为例介绍了制作地球化学图和地球化学异常图的方法技术。在F2/F1地球化学图中的高值区或在其地球化学异常图中的异常区与云南西部地区花岗岩类侵入体的地表出露范围十分吻合,从而验证了地球化学推断花岗岩类侵入体模型的可行性。基于构建的推断模型在全国近7百万平方千米的范围内进行推演并绘制F2/F1的地球化学图和地球化学异常图。选择华南中部地区进行详细分析,结果发现模型指标异常区与实测花岗岩类侵入体在空间形态和规模上十分吻合,尤其在韶关至桂林、贺州一带花岗岩类侵入体边界与F2/F1异常区边界几乎一致。这一结果不仅证实了针对花岗岩类侵入体所建立的区域地球化学推断模型的可行性,而且该模型在基础地质研究方面具有潜在应用价值。     

芦山地震的发生对周围断层影响的数值模拟

芦山地震发生后,地震的发生造成周围断层应力变化值得关注。本文基于川滇地区的三维非线性有限元模型,利用芦山地震同震静态滑移量结果,分析地震的发生对川滇地区主要断裂的同震加卸载效应。初步结果表明,芦山地震的发生造成龙门山断裂中南段、岷江断裂、马尔康断裂、鲜水河断裂北西段、大凉山断裂南段、小江断裂南段不同程度的应力增加。其中龙门山断裂中南段增加最为显著,最大库仑应力增加量达0.035 MPa;岷江断裂次之,最大达0.0075 MPa;马尔康断裂增加量达0.0031 MPa;鲜水河断裂北西段达0.0008 MPa。而从断裂带同震应变积累与释放方面分析的结果同样表明上述四条断裂地震危险性增强。该结果可以为川滇地区地震危险性分析提供一定的参考依据。     

斑岩型铜钼矿床重要共(伴)生元素赋存状态与分布规律

斑岩型铜钼矿床除主要成矿元素Cu,Mo外,还往往共(伴)生Re,Co,Au,Ag等重要元素,综合回收利用共(伴)生金属具有重大资源及环境效益。通过研究斑岩型铜钼矿床中共(伴)生元素Re,Co,Au,Ag的品位、储量、赋存状态及分布规律,认为Co主要以类质同象形式赋存于黄铁矿中,其分布与黄铁矿密切相关,通常浓集于绢英岩化带外侧;Au,Ag主要以自然金、银与金银系列矿物的形式产出,Au,Ag在不同硫化物中的含量、颗粒粒度以及赋存形式差异很大,Au在各蚀变带均有可能富集,但主要浓集区域是钾化带与石英-绢云母化带;Ag在早期主要以Cu-Ag-Au的形式富集于绢英岩化带,晚期以Pb-Zn-Ag形式赋存于青磐岩化带;Re的分布与绢云母化带的辉钼矿密切相关。     

湘西北海相含铀磷块岩中硒汞矿和晶质铀矿的发现及其地质意义

在扬子陆块东南缘湘西北武陵地区下寒武统牛蹄塘组海相黑色岩系下部鲕粒磷块岩中,首次发现了似纳米级的硒汞矿和晶质铀矿。通过电子探针化学成分测定和微区解剖,显示海相磷块岩中硒汞矿和晶质铀矿的产出状态、形态特征和占位特征。研究认为,同沉积期伴随火山热液喷出形成海相沉积鲕粒状磷块岩(鲕粒中包含球滴状硒汞矿),似纳米级硒汞矿在海相磷块岩中占位于鲕粒磷结核的内部和中心。其形成后期,海底热液作用持续,磷块岩经部分溶蚀、热液脱碳,在磷块岩的微裂隙中晶质铀矿、石英共沉淀析出。海相磷块岩中硒汞矿和晶质铀矿的发现和空间占位特征的研究,对探讨磷块岩中硒汞矿和晶质铀矿的形成与海底喷流(热水)沉积作用的发生方式和成因联系有启示意义,进一步佐证扬子陆块东缘陆缘裂陷喷气沉积是发生大规模铀成矿作用的机制。     

古人利用节理面开凿遂昌唐代金矿巷道的发现及论证

在对遂昌金矿唐代古金矿4号古洞的考察中,发现分布在矿中的巷道两侧的围岩都是坚硬的变质岩。通过现场研究,作者有4点发现：（1）发现发育于围岩中的节理面具有密度大、倾角陡和间距小的特点;（2）古巷道轴线的走向与节理面的走向基本一致;（3）古巷道的横截面被古人设计成高宽比很大的洞形;（4）巷道的走向都被设计成某种弧形。据此,可以作出以下判断：在一千多年前的唐代,古人很可能已发现这些发育于围岩中的陡倾角节理面之间的结合力很低,使用铁凿就可撬下来,并据此来开挖古巷道的。这也表明唐代的古人已经掌握了相当多的地质知识,并能够将之成功地应用于工程实践中。     

基于幂强化本构模型的轴对称圆巷弹塑性解

轴对称圆巷的弹塑性求解的关键是选择合适的屈服准则。已经有诸多学者选择Mohr-Coulomb准则、Drucker-Prager准则和Hoek-Brown准则等,进行了相应的求解。为了探讨更符合工程实际需要的准则和求解,在考虑岩石材料的应变强化效应的条件下,建立了轴对称圆巷的幂强化本构模型和基于Drucker-Prager屈服准则的幂强化-理想塑性模型,并进行了弹塑性求解。以工程实例为计算条件,将幂强化-理想塑性模型的计算结果与基于Mohr-Coulomb准则、Drucker-Prager准则的理想塑性模型和幂强化模型的计算结果分别进行了对比,分析幂强化参数对围岩弹塑性解的影响。研究表明,应变强化效应对围岩稳定性有较大影响,对于应变强化效应较强的岩石材料,采用幂强化模型分析更接近工程实际。     

江苏平原地区(淮河流域)潜水碘含量控制因素探讨

本文通过工作区潜水碘含量的分布特点,与所处土壤、水文地质条件、地形地貌等一起进行综合分析,对地下水中碘的控制因素有了一个全新的认识:与前人认为地下水中碘的含量与有机质成正比的观点不同的是,本文认为地下水中碘的含量与有机质含量无固定关系,但有机质有助于促进水溶性碘的增加,相似水文地质条件下成正比;地下水径流条件对潜水碘含量影响重大,径流条件较好的丘陵、岗地往往较低,地势低平、径流条件较差的洼地和泛滥沉积区往往为高碘地区;相同水文地质条件下,地下水中的碘含量与土壤中的含量成正比;碘的另一重要特征是在地下水中的浓度较为稳定,随时间、开采而变化不大。