准噶尔盆地莫西庄—永进地区白垩系清水河组地貌演化及沉积响应

不同古地貌背景下,盆地沉积充填特征不同。以准噶尔盆地莫西庄—永进地区白垩系清水河组为例,综合野外露头、岩心、测井、分析化验和三维地震资料,进行古地貌演化背景下白垩系清水河组层序地层、沉积物源和沉积体系研究。研究结果表明:莫西庄—永进地区白垩系清水河组发育一个完整的三级层序,清水河组一段发育低位体系域(LST)和湖侵体系域(TST),清水河组二段发育高位体系域(HST)。早白垩世,车排子—莫索湾古隆起(车—莫古隆起)整体埋藏,古隆起局部高部位仍出露地表,随着盆地全区接受稳定沉积,古隆起逐渐消亡。LST时期,盆地沉积中心位于研究区北部;TST至HST时期,在北部构造抬升掀斜作用下,盆地地形趋于平缓,沉积中心逐渐南迁。在此构造演化背景下,盆外北部物源体系由东北、西北方向向研究区供源,在盆地缓坡带浅水背景下发育远源辫状河三角洲—滨浅湖沉积体系。LST时期,受古隆起残余地貌、湖平面变化及水动力条件的共同影响,沉积碎屑多沉积于地貌低势区,发育局限展布的浅水辫状河三角洲,研究区以三角洲内前缘沉积为主,水下分流河道连片发育;LST时期发育的沉积体系平缓了原始地貌,在车—莫古隆起上继承性沉积TST时期的滨浅湖沉积体系和HST时期的浅水辫状河三角洲沉积体系,其中HST时期研究区以三角洲外前缘沉积为主,广泛发育席状砂,局部发育水下分流河道。继承性地貌控制盆地不同部位的沉积可容空间,决定沉积物搬运及分散路径,进而控制盆地的沉积充填类型和特征。     

鄂尔多斯盆地中东部奥陶系马家沟组马五6亚段硬石膏产状类型与成因*

鄂尔多斯盆地中东部奥陶系马家沟组马五₆亚段硬石膏产状类型多样,基于系统的宏观与微观岩石学分析,识别并区分出星散状(A1型)、纹层状(A2型)、致密块状(A3型)、结核状或团块状(A4型)、鸡雏状或角砾状(A5型)等硬石膏产状类型。单井高频旋回和微相分析表明,马五₆亚段发育与潮坪、潟湖、鲕粒滩、砂屑滩、微生物丘等有关的5种高频向上变浅序列,硬石膏的产状类型、产出位置和分布形式等与向上变浅序列有很好的耦合关系。A1型和A2型硬石膏发育于高频向上变浅序列的下部和中部,主要与膏云质或云膏质潟湖相关,属于潟湖相原生化学沉积成因。A3型硬石膏分布于高频向上变浅序列的上部,受膏质潟湖控制,也属于原生化学沉积成因。经典的结核状硬石膏(A4-1)呈随机分布形式产于潮坪沉积序列,为成岩期交代作用或者膏化作用成因,与传统萨布哈交代成因的膏质结核相似。A4-2型硬石膏主要出现在颗粒岩和微生物岩中,主要由富含CaSO₄的下渗卤水在溶蚀孔洞中沉淀形成;A5型硬石膏发育于向上变浅序列的上部和顶部,与高频暴露有关,为准同生期以溶蚀—充填为主的岩溶改造成因。发育完整的单个高频旋回,大致经历了高频快速海侵早期、高频快速海侵晚期至缓慢海退早期、高频缓慢海退晚期和高频海退末期暴露4个演化阶段,形成了与之耦合的海相碳酸盐岩与硬石膏共生序列。这些认识将对马家沟组沉积古环境的再认识具有重要的参考意义。     

Stability analysis of geosynthetic-reinforced soil structures under steady infiltrations

Acta Geotechnica - Conventional approach for evaluation of the stability of geosynthetic-reinforced soil structures (GRSSs) is performed under either completely dry or saturated conditions, whereas...     

贵州遵义二叠纪锰矿地球化学特征与沉积环境分析：以遵义谢家坝富锰矿床为例

为分析贵州遵义二叠纪锰矿的沉积环境,对谢家坝锰矿床进行常量元素、微量和稀土元素地球化学研究。研究认为：谢家坝锰矿赋存于茅口组顶部含锰岩系中,可分为下矿层豆状、角砾状菱锰矿、似层状菱锰矿,以及上矿层碎屑状、块状菱锰矿的二元结构矿石类型组合,可广泛代表遵义锰矿的矿石特征。谢家坝锰矿上下矿层之间主量元素和稀土元素含量差异较大,常量元素SiO2、TiO2、S、Fe2O3含量上矿层均大于下矿层,MnO、MgO与 Al2O3之间均呈负相关关系;上矿层Fe/Mn值较高,属高Fe低P型锰矿,而下矿层Fe/Mn值较低,属中低Fe低P型锰矿。上矿层稀土元素PAAS标准化配分后呈现较明显的重稀土亏损、弱的轻稀土富集、右倾配分的特征,具有弱的Ce正异常,类似海底铁锰结核稀土元素特征;下矿层呈现弱的中稀土富集,轻、重稀土亏损,弱的帽式分配特征,具明显的Ce负异常,类似典型深部海水沉积稀土元素特征。微量元素Th/U、Ni/Co、V/Cr、V/（V+Ni）、AU等沉积环境古氧相分析指标和稀土元素PAAS标准化配分模式指示,谢家坝锰矿下矿层是在贫氧-厌氧条件下Mn2+与CO32-直接形成菱锰矿,上矿层在常氧-贫氧环境下Mn3+、Mn4+以氧化物或氢氧化物形式沉淀。     

Crystallization conditions of magma from Longmen potassic pluton of the Trans-North China Orogen,North China Craton: Constraints from mineral chemistry and zircon trace elementSCIEI北大核心CSCD

华北克拉通中部造山带发育的早白垩世钾质岩是研究华北克拉通中部幔源岩浆成因的天然样品,然而其成岩物理化学条件仍不明确。本文选取了涞源县龙门岩体中闪长岩和二长岩开展了矿物原位地球化学和锆石微量元素分析,以探讨矿物形成的温压条件及氧逸度与矿化的关系。分析结果显示,二长岩和闪长岩的锆石Th/U比值较高(>0.1),轻稀土亏损、重稀土富集,具明显的Ce正异常和Eu负异常特征,并具有明显的震荡环带,为典型岩浆成因锆石。电子探针结果显示,龙门岩体中斜长石主要为中性斜长石,黑云母为原生镁质黑云母,角闪石主要为钙铁闪石。闪长岩中角闪石结晶温度为793~842℃,压力为0.50~0.75GPa,深度范围为19~28km,具有较低氧逸度(log f O 2为-12.21~-11.38)和高的含水量(8.5%~10.75%);二长岩中黑云母结晶温度为764~788℃,具有更低的氧逸度(log f O 2=-15.14~-14.54);闪长岩和二长岩中锆石结晶温度为770~978℃,具有较低的氧逸度(ΔFMQ=-0.37~+1.70)。矿物化学分析表明,角闪石和黑云母虽都在地壳开始结晶,但角闪石形成于比黑云母更深的岩浆房。龙门岩体中角闪石、黑云母和锆石的结晶主要受岩浆分异控制,其地球化学动力学机制主要为岩浆上侵时减压熔融,进而引起岩浆氧逸度随岩浆演化而变化。随着岩浆上涌,闪长岩中角闪石随着温度降低和压力减少逐渐结晶,地幔交代作用导致二长岩中的黑云母具有较高的X Mg值,进而形成镁质黑云母。结合区域地质背景,古太平洋板块(伊佐奈琦板块)俯冲-后撤释放的流体交代上覆岩石圈地幔对中部造山带钾质岩(~141Ma)的形成有一定贡献,该过程导致了岩浆具有较高的含水量,但龙门岩体低的氧逸度和区域上较厚的岩石圈制约了成矿金属物质(Fe-Au等)的迁移和富集,因而不利于亲硫、亲铁元素聚集以及铁、金矿化的形成。     

节理粗糙度对岩块体积的影响规律研究

岩体结构直接控制着岩体力学、水力学特性,岩块体积分布规律可直接反映岩体结构特征。目前研究多将节理面简化为平面,忽略了粗糙度对岩块体积的影响。利用Hurst指数H和高度均方根R_q表征节理粗糙度,研究了节理粗糙度对岩块数量和体积分布规律的影响。结果表明：(1)H、R_q控制节理的粗糙起伏形态,粗糙度随着R_q的增大而增大、随着H的增大而减小;(2)块体的数量总体上与节理粗糙度正相关,即随着粗糙度的增大而增加;(3)R_q和H对岩块体积分布的影响,主要通过改变小体积块体所占比例实现,块体的平均体积和中位体积随着粗糙度的增大而减小;(4)当节理正交且间距相近时,块体数量随粗糙度的变化可以分为3个阶段,即稳定阶段、初始增长阶段和快速增长阶段,R_q和H共同控制着各区间的相对分布范围。最后,基于摄影测量采集的数据建立了岩体节理模型,对大连某公路边坡的岩块体积分布进行了研究,验证了上述结论的准确性。     

基于平行黏结模型的水-岩作用下砂岩蠕变模拟及损伤机制研究

为探明库水位周期性升降作用下消落带岩体蠕变损伤机制,基于PFC中的平行黏结模型(parallel bond model, PBM),考虑水-岩作用对黏结的弱化和材料特性随时间的变化,提出水-岩作用下砂岩蠕变的离散元模拟方法,并在室内试验基础上开展水-岩作用下砂岩蠕变模拟。研究结果表明：在破坏应力水平下,试样微裂纹扩展与蠕变应变规律相似,可分为衰减扩展阶段、稳定扩展阶段、加速扩展阶段,且随水-岩作用周期增加,加速扩展阶段的耗时占总耗时的比例增大;试样蠕变破坏时,随水-岩作用周期增加,剪切裂纹占比逐渐增加,微裂纹倾角分布逐渐分散,倾角分布在65°和115°附近的微裂纹逐渐增加,试样的张性破坏减弱,剪性破坏增强;水-岩作用下,试样能储存的最大胶结能不断降低,且储存相同胶结能时对应的应变不断增大,与实际岸坡在水-岩作用下岩体整体承载能力降低、变形增大的规律一致。提出的水-岩作用下砂岩蠕变模拟方法具有较好的可行性,为库岸边坡岩石在库水位升降影响下的模型研究提供理论基础。     

Development of Synthetic Clinopyroxene Reference Materials for In Situ Lithium Isotope Measurement by LA-MC-ICP-MS

The isotopic composition of lithium (Li) in clinopyroxene (Cpx), determined via in situ micro-analysis, has been employed as a potential geochemical tool for studying various geological processes such as crust-mantle recycling, silicate weathering and fluid-rock interaction. To obtain precise and accurate Li isotopic compositions in Cpx by LA-MC-ICP-MS, synthetic Cpx matrix-matched reference materials (RMs) were prepared in this study. Six Cpx-matrix RMs were prepared by mixing metallic oxides with GSP-2 (granodiorite) or pure L-SVEC solution and melting them into glasses (GSP-2 + oxide; L-SVEC + oxide). Two representative synthetic glasses, CPXA01 and CPXB01, were subjected to a series of analyses to investigate the possible qualification of the RMs for in situ Li isotope measurement by LA-MC-ICP-MS, including elemental homogeneity analysis (elemental mapping analysis and spot analysis), Li isotopic homogeneity analysis and accurate Li isotopic determination. The applicability of the synthetic Cpx-matrix RMs was highlighted by comparing the δ⁷Li values of three natural Cpx calibrated against the synthetic Cpx-matrix RMs and other commonly used RMs with different matrices (NIST SRM 612, BCR-2G, GOR128-G, StHs6/80-G, KL2-G and T1-G), respectively. Additionally, CPXB01-05 RMs with the same matrix but different Li contents were prepared to explore the Li content mismatch effect, which is significant for accurate determination of in situ Li isotopic composition by LA-MC-ICP-MS. The results of the cross-calibration of Li isotopes in CPXA01 and CPXB01 suggested no obvious Li isotopic fractionation between the two types of glasses (GSP-2 + oxide; L-SVEC + oxide). Thus, the two methods of producing Cpx-matrix RMs are suitable for preparing the matrix-matched RMs for in situ microanalysis for Li isotopes.     

Three-Dimensional Refined Modelling of Deep Structures by Using the Level Set Method: Application to the Zhaoping Detachment Fault,Jiaodong Peninsula,China

Mathematical Geosciences - The construction of fine-scale three-dimensional models of deep structures at a regional scale remains challenging. These models can be significantly benefitted by...     

云微物理过程对台风数值模拟的影响

将中国气象科学研究院（CAMS）混合双参数云微物理方案用于中尺度天气模式WRF,开展了对2013年超强台风天兔（1319）的模拟,通过与台风最佳路径、强度及热带降雨测量卫星（TRMM）资料对比,分析CAMS云微物理方案在模拟台风中的适用性及云微物理过程对模拟台风天兔的影响机制。设计了3组敏感性试验:修改雪粒子质量和落速系数（EXP1）,采用海洋性云滴参数（EXP2）,同时修改雪粒子质量和落速系数并采用海洋性云滴参数（EXP3）。结果表明:EXP1和EXP3由于霰碰并雪速率的增加及减小的雪下落通量,导致雪含量显著降低,同时也减少了整体冰相物的含量;EXP2和EXP3模拟的台风眼区对流有效位能快速减小,再现了前期台风的快速增强过程,路径偏差也最小;各试验模拟的小时降水率总体偏强,EXP3的降水空间分布与实况更接近,明显降低雪粒子含量,并一定程度上改善模拟的台风路径、强度及降水分布等。该结果不但可为改进适用于台风的云微物理参数化方案提供思路,也可加深云微物理过程对台风影响的认识。