辽冀地区条带状铁建造地球化学特征：Ⅰ.主量元素特征

辽冀地区(主要包括鞍山-本溪地区和冀东地区)位于华北克拉通东北部,产出有诸多BIFs型大型-特大型铁矿床。鞍山-本溪地区和冀东地区是我国最大的两个铁矿集区,其中鞍本地区铁矿储量占全国的24%左右,冀东地区铁矿资源储量占全国的10%以上。虽然辽冀地区BIFs大多为形成于新太古代绿岩带中的Algoma型BIFs,但不同矿区BIFs形成环境和受后期改造的程度不一致,鞍本地区BIFs变质级别为绿片岩相-角闪岩相,冀东地区BIFs经历了绿片岩相-麻粒岩相的变质作用,且辽冀地区普遍发育混合岩化。本文主要对比研究了辽冀地区28个铁矿床200件铁矿石的主量元素特征,为探讨辽冀地区BIFs的形成提供了更多的信息。BIFs样品主要由SiO2和Fe2O3T组成,其中鞍山-本溪地区SiO2+Fe2O3T平均为95.10%,冀东地区SiO2+Fe2O3T平均为88.06%,CaO和MgO含量仅次于SiO2和Fe2O3T,且大部分矿区具有正相关关系,Al2O3、TiO2、K2O、Na2O、MnO、P2O5含量很低,这暗示BIFs原岩为一种化学沉积岩,主要为含有少量碳酸盐泥的硅质和铁质的胶体沉积;辽冀地区Al2O3和TiO2均可见明显的正相关,这可能是由于BIFs沉积过程中有少量碎屑物质的加入,这种相关性在冀东地区更为明显,且除SiO2+Fe2O3T外,其它氧化物含量明显高于鞍本地区,说明冀东地区BIFs形成时沉积环境更为动荡,有更多的碎屑物质加入;虽然辽冀不同地区BIFs经历了不同级别的变质作用,形成了不同的矿物组合,但是氧化物含量却变化不大,这说明了变质反应主要为等化学反应;鞍本地区和冀东地区碱质含量也存在差异性,前者的Na2O和K2O含量均低于后者,且后者Na2OK2O,结合野外地质特征,可能暗示了混合岩化作用对冀东地区的影响更为显著。     

小浪底水库诱发地震预测研究

通过实地考察并结合前人研究成果，对黄河小浪底水库及其邻区地质构造特征和地震活动性进行了分析，认为该地区地质构造背景较为复杂，地震活动性相对较弱，在此基础上，采用概率预测法对小浪底水库诱发地震的可能性进行了研究，利用逻辑信息法和灰色聚类法对诱发地震的强度进行了预测，结果表明，该水库存在诱发地震的可能性，最可能发生诱发地震的地段为库区中段，震级上限可达5级。     

利用华北北部深部地球物理资料数值模拟地壳应力场

利用华北北部近20多年的地震测深资料进一步深化分析解释,结合其它地质、地球物理资料,给出地壳分层结构,求得弹性力学参数,得到三维有限单元的地壳模型．参考区域构造应力场,在考虑重力影响的情况下,对模型边界作适当约束,利用线弹性三维有限单元程序进行各节点位移和各单元应变、应力计算．通过分析上、中、下地壳各层的最大主压应力等值线图,探讨地壳应力场的分布特征与地震的关系．      

辽冀地区条带状铁建造地球化学特征：Ⅱ.稀土元素特征

辽冀地区(鞍山-本溪地区和冀东地区)位于华北克拉通北东部,是我国早前寒武纪条带状铁建造(BIFs)最重要的分布区,主要为新太古代Algoma型。本文系统对比了辽冀地区28个铁矿床200件铁矿石样品的稀土元素特征。结果表明:(1)所有样品的稀土元素特征比较相似:稀土元素总量较低,Y/Ho比值较高;经太古宙后平均澳大利亚页岩(PAAS)标准化后呈现重稀土相对富集、轻稀土相对亏损的配分模式,La异常不明显,强烈的Eu正异常和明显的Y正异常,暗示研究区铁矿石成矿物质主要来源于海底高温热液和海水的混合溶液;与冀东地区BIFs相比,鞍本地区Eu异常更为明显,说明鞍本地区BIFs显示更多的热液特征;(2)铁矿石的Ce/Ce*变化范围为0.77~1.09,缺乏明显的Ce负异常,说明其沉积于还原的海水环境;(3)辽冀地区BIFs的稀土元素总量、Eu异常、Y异常和Y/Ho比值变化范围均比较大,可能与BIFs沉积过程中碎屑物质的加入有关;与鞍本地区相比,冀东地区BIFs的Eu正异常、Y正异常程度均小于鞍本地区,热液和海水特征均不明显,Y/Ho比值更接近球粒陨石(26~28),可能暗示冀东地区有更多的碎屑物质的加入。     

岷山断块的发震构造与地震活动性分析

岷山断块位于中国南北强震构造带的中段,区域地质构造复杂,活动断裂众多,强震频发。4条不同走向的活动断裂——NE向龙门山构造带的茂汶断裂、 NWW向东昆仑断裂带的塔藏断裂、近NS向的岷江断裂和NNW—NS向的虎牙断裂构成岷山断块的南北西东边界。638—2017年该区域共发生了10次6级以上破坏性地震, 2017年九寨沟7.0级地震就是其中之一。结合区域构造背景,对岷山断块所发生的6级以上地震的发震构造特征、地震活动特性进行归纳总结,综合分析该区域地震地质特征及地震危险性,得出以下认识:①地震分布空间分区特征显著,破坏性强震发震构造多为活动性较强的岷山断块东西边界断裂,震中位置多位于两组或多组活动断裂构造的交会或穿切部位;②地震分布时间特征表现为随着时间发展具有迁移回返和原地复发性等特点;③岷山断块东西边界断裂破坏性地震的发生具有一定的时间关联性,东边界虎牙断裂1973—2017年的地震序列为西边界岷江断裂1933—1960年地震序列约40年后的地震构造响应;④未来岷山断块仍应是继续关注的强震潜在危险区,岷江断裂中北段的强震潜在危险区是近期值得深入研究的地区之一。     

甘东南地区地震重新定位研究

将双差地震定位法与遗传算法相结合,对2001～2007年甘东南地区的地震进行了重新定位。结果显示:重新定位后地震在空间分布上更加集中,部分地区的地震有向构造带趋近的变化。地震震源平均深度为14.6km,5～20km深度为该区多震层深度范围。3次5级以上中强地震的震中均处于主干活动断裂边缘。震源深度分布与断裂构造的关系刻画出剖面沿线不同断裂的深部展布特征,部分断裂延伸到中、下地壳。     

大直径救援井动载荷作用下安全透巷距离数值模拟

为了防止透巷作业时地层水和钻井液沿钻孔突然涌入巷道,造成井下被困人员二次伤害,采用ABAQUS岩土数值模拟方法,以山西坪上煤矿3 号煤层巷道地面救援井为例建立模型,研究钻井动力扰动条件下巷道顶板围岩塑变特性规律,优化安全透巷距离。结果表明：动力扰动造成顶板围岩位移变形和塑性破坏,且以钻孔中心呈对称的锯齿形分布;轴向作用力对透巷顶板围岩的影响较大,安全透巷距离取值为16.53 m。模拟结果为优化安全的透巷距离提供了参考,实现了安全高效透巷的目的,为救生舱在救援井中安全下放、提升作业提供了保障。     

辽宁弓长岭铁矿床二矿区类矽卡岩的岩石矿物学特征

辽宁弓长岭铁矿床二矿区是我国最重要的鞍山式沉积变质型富铁矿床.不同于鞍山-本溪地区其他贫铁矿床,弓长岭铁矿二矿区富铁矿体的附近分布有大量的类矽卡岩,这些类矽卡岩与富铁矿体具有密切的成因联系.本文在野外和岩相学研究的基础上,选择弓长岭二矿区类矽卡岩的岩相学、矿物学、矿物化学特征进行了研究.结果表明:类矽卡岩可分为石榴石岩、绿泥石岩、含石榴石绿泥石岩、含磁铁矿阳起石岩四种类型;类矽卡岩矿物中石榴石端员组分以铁铝榴石为主,角闪石属于钙角闪石系列中的透闪石,绿泥石属于蠕绿泥石.类矽卡岩和富铁矿是由热液交代改造磁铁贫矿形成的,二者是同一期热液活动的产物.     

冀北哈叭沁超镁铁岩锆石年代学及Hf同位素：对区域岩浆活动期次及源区的指示意义

冀北承德地区铁的成矿作用从新太古代一直延续到古生代,呈现出成矿元素铁在这一地区不同地质历史时期反复聚集成矿的特点,重要的铁矿资源都与镁铁-超镁铁岩体有关。本文对哈叭沁岩体中3件角闪石岩样品进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb测年和Hf同位素分析。原生岩浆锆石U-Pb测年结果获得406±2Ma的成岩年龄,表明承德地区古生代超镁铁岩岩浆活动发生于泥盆纪。前人及本文继承锆石的U-Pb测年结果表明,承德地区镁铁-超镁铁岩浆活动期次主要有古-中元古代、泥盆纪、晚石炭世-早二叠世、晚三叠世4期,且都与伸展构造背景紧密关联。承德地区不同时代铁矿围岩的原生岩浆锆石的Hf同位素的对比研究表明,与成矿元素铁相关的地质体的源区为地幔物质或形成于2.9~2.7Ga的基性下地壳物质,而之后的地壳沉积物质部分熔融形成的地质体则缺乏成矿潜力。     

河北高寺台含铬超基性岩杂岩体成岩成矿时代及岩石成因

河北高寺台含铬超基性岩杂岩体产于华北克拉通北缘,具有环状分带的特征,核部为纯橄岩,向外依次为辉橄岩、辉石岩、角闪石岩,各岩相之间为过渡接触关系,在纯橄岩相中赋存有铬铁矿床。本文对该杂岩体的锆石年龄、Hf同位素和主量、微量元素进行了测试和研究。结果表明,随着基性程度的降低,各岩相岩石在主量元素特征上呈现连续的变化特征,Al₂O₃、TiO₂和K₂O逐渐升高,MgO含量逐渐降低;微量元素特征上配分曲线形态相似,具有富集Ba、K等LILEs,亏损Nb、Zr等HFSEs,稀土元素具一定程度的分异,无明显Eu异常的特征,说明各岩相为同源岩浆结晶分异作用的产物。通过对3件铬铁矿石和1件辉石岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb定年,确定高寺台含铬超基性岩杂岩体的成岩成矿时代为213±1Ma,为晚三叠世,形成于华北板块和西伯利亚板块碰撞后的伸展阶段;年龄值介于214~211Ma之间的锆石的¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf比值介于0.282589~0.282693之间,ε_Hf(t)介于-2.0~+1.6之间,说明高寺台含铬超基性岩杂岩体的岩浆源区组成为亏损地幔物质和富集地幔物质的混合,在岩浆上升过程中有大陆地壳物质的混染,其侵位时代晚三叠世可能代表了华北克拉通北缘岩石圈减薄的开始。高寺台杂岩体年龄测试样品中广泛存在继承锆石,其年龄值介于2800~244Ma之间,分布范围宽,但相对集中于2.6~2.5Ga、400~360Ma、300~280Ma、244Ma共4个年龄段,很可能是岩浆上升过程中的捕获锆石,记录了区域内在新太古代、中泥盆世、早二叠世、晚二叠世-中三叠世存在的岩浆活动。