秦岭甘湫池花岗岩质崩塌振动台试验研究

地震诱发山体崩塌常形成巨大的灾害,特定地形地质条件下山体地震动力响应特性及破坏机制研究是工程地质的重要难题。本文以秦岭地区具代表性的翠华山甘湫池花岗岩崩塌为研究对象,制作有效反映花岗岩工程地质结构的试验模型,开展大型振动台试验,研究山体地震动力响应规律和崩塌变形破坏机制。试验发现,边坡内部加速度放大系数随激振强度的增加呈现出显著的三阶段变化趋势;水平加速度响应呈现出随高程的增加而单调增大的特征,而竖直加速度响应随着高程的增加出现先增加后减小再增加的波动变化特征;边坡的固有频率变化曲线可以分为3个阶段,整体呈现下降的趋势,表明边坡动力特性发生变化;破坏后的边坡可以分为2个区域:后缘启动区和崩塌堆积区。边坡在地震激振作用下的破坏过程为地震波激振输入→坡体后缘形成拉张裂缝→裂缝向下扩展贯通→不稳定坡体滑动→堆积坡脚。反演了山体破坏的4个阶段:振动致裂阶段、高速启动阶段、撞击减速阶段和堆积阶段,结果与现场工程地质调查分析十分一致。研究翠华山甘湫池花岗岩崩塌的发育特征、成因机理和演化过程,研究成果对揭示秦岭北缘乃至秦岭地区崩塌形成机制、发育规律和灾害有效防控、地质遗迹开发和保护具有重要意义。     

西大别地区显著的新元古代岩浆热事件:变花岗岩U-Pb年代学、地球化学及Nd-Hf同位素约束

扬子陆块北缘西大别山地区变质岩系中广泛保留有新元古代岩浆岩,为厘清其原岩成因,对扬子陆块北缘大别区基底性质及新元古代构造-岩浆热事件提供约束,对其中的3处变花岗岩体(五岳山、熊店和方店)的岩石进行了年代学和地球化学分析.结果 显示,3处岩体的原岩均为变质程度较低的二长花岗岩,它们的锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄分别为(742±2)Ma、(739±3) Ma和(766±4) Ma,与区域红安岩群和定远组双峰式火山沉积建造在时限上具有可对比性.在地球化学组成上,3处花岗岩均具有较高的SiO2(11.72％～15.26％)和总碱(6.40％～8.70％)含量,K2O/Na2O＞1;富集轻稀土(LaN/YbN为22.98～28.64),负Eu异常不明显,亏损Ba、Nb、Ta、P、Ti和Y元素;Nd同位素初始比值εNd(t)为-15.2～-10.6,tDM2为2.68～2.28 Ga;锆石的Hf同位素初始比值εHf(t)为-13.9～-5.1,tDM2为2.32～1.83 Ga.结合岩石矿物组成、地球化学和Nd-Hf同位素分析认为,3处变花岗岩的原岩均可能为(钙碱性)分异的Ⅰ型花岗岩,系起源于中等深度(压力)条件下的古老地壳物质的重熔.东、西大别地区广泛出露的新元古代中期(780～720 Ma)岩浆岩指示为主动大陆裂谷-拉张伸展背景下构造热事件,可能与Rodinia地幔柱活动有关.     

综合物探方法在琼中地区地下水勘查中的应用

物探方法是寻找地下水的重要勘查手段之一.在查明区域水文地质条件的基础上,本文采用音频大地电磁测深和高密度电阻率法对海南省琼中县榕木村花岗岩区深部赋水断裂破碎带的位置、深度、规模和产状特征进行了探测,结果表明:赋水断裂破碎带主要表现为"凹槽"状或"条带"状低阻异常;可以采用激电半衰时(Th)、偏离度(r)以及视电阻率(ρs)等参数进行断裂破碎带含水层位置判别.通过水文地质钻探揭露,含水层位置与物探解译结果基本一致,证明激电半衰时和偏离度以及视电阻率等参数可以较可靠地确定赋水构造的位置和深度.综合物探勘查方法为水文地质钻井孔位设计提供了有效技术支撑,可对在类似地区进行地下水探测提供参考.     

粤中从化地区佛冈岩基白垩纪花岗岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学及地球化学特征

LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明,粤中从化地区发育一套白垩纪花岗岩,其形成时代为～145 Ma,属佛冈岩基的一部分.地球化学研究表明,花岗岩的SiO2含量为71.9％～77.72％(平均74.89％),Al2O3含量为12.17％～14.42％(平均13.24％),A/CNK为1.31～1.49(平均1.4),ALK全碱指数7.92～9.15(平均8.5),为过铝质高钾钙碱性系列花岗岩.它们的稀土元素总量(ΣREE)为(128.8～393.8)×10-6,Eu具负异常,δEu值为0.1～0.4,LREE/HREEE值为2.2～13.3;具有富集Rb、U、La、Nd、Sm和Lu,强列亏损Ba、Nb、Sr、P和Ti等元素特点.元素地球化学特征显示其为高分异I型花岗岩,可能是在高温条件下幔源物质诱导下地壳部分熔融后引发古老地壳杂砂-泥质源岩部分熔融而形成.综合区域地质资料分析,从化地区白垩纪花岗岩可能形成于古太平洋板块向欧亚板块俯冲的陆缘弧构造环境.     

Sr和Yb两个元素对花岗岩理论的重要意义——花岗岩研究的哲学思考

花岗岩研究已有几百年的历史,可是花岗岩却没有形成自己独立的理论体系,也没有系统的花岗岩分类。花岗岩非常复杂,如何化繁为简,归纳出花岗岩最本质、最核心、最关键的标志,是一个非常棘手的任务。本文从哲学的角度出发,发现Sr和Yb可能是两个具有特殊含义的元素,特殊在于,它们不仅具有一般微量元素的特点,还具有特殊的功能,关键是它们的行为与花岗岩部分熔融后残留的变质矿物组成(如石榴石、斜长石等)有关。可能正是由于这个因素,才使Sr和Yb具有其他微量元素所不可匹敌的功能。本文按照Sr、Yb的排列组合提出了一个系统的花岗岩分类。对于花岗岩的地球动力学意义,学术界一直有争论,本文认为板块构造只能影响到大陆边缘,影响不到大陆内部。大陆演化研究最重要的任务是恢复大陆地质历史上的变化,如大陆地质演化不同时期曾经发生过的伸展和挤压(有的还有旋转,是挤压的副产品)、抬升和垮塌、造山与盆地、加厚与减薄等。如何识别上述变化及其过程,目前在方法学上还十分困难。依靠Sr、Yb及其与残留相平衡的理论则提出了一个方案,能够解决或大体解决上述问题。例如,埃达克岩(高Sr低Yb)代表加厚地壳,南岭型(非常低Sr高Yb)代表减薄地壳,浙闽型(低Sr高Yb)和广西型(高Sr高Yb)代表正常厚度的地壳,喜马拉雅型花岗岩(低Sr低Yb)代表中压与高压过渡的状况。因此,按照Sr和Yb的变化,即可大致恢复地质历史时期大陆地壳温压条件的变化,推测大陆地貌的变化(平原、丘陵、高原、山脉),探讨构造应力的变化(挤压导致加厚,伸展导致减薄)等。此外,不同类型花岗岩还与成矿有关,大体是:埃达克岩与金铜有关,南岭型与钨锡有关,喜马拉雅型与金有关,而浙闽型、广西型基本上是不利于成矿的。但是,实践中也有金铜钨锡在空间上共生的实例,则金铜与钨锡可能成因上或成矿时代上或控矿因素上有所不同。问题还很复杂,还有许多现象很难解释,笔者只是从宏观角度给出了一个思路,一个概念,很多细节并不清楚。研究表明,科学与哲学是密切相关的,哲学是科学的高度概括。本文尝试从哲学的角度对纷繁复杂的花岗岩进行归纳和简化,只是一个初步的尝试,还有更多问题需要认真研究。     

中亚造山带南缘中—新元古代地壳的揭示——来自北山—阿拉善北部钻遇碱性花岗岩的年代学和Hf同位素示踪研究

前寒武纪微陆块是北山—阿拉善北部增生造山带的重要组分,旱山、雅干和珠斯楞—杭乌拉地区的前寒武纪基底是否存在学界尚存争议.居延海介于北山造山带北部和阿拉善地块北缘的构造衔接部位,受限于巴丹吉林沙漠覆盖,岩石露头极少,我们通过钻井工程,钻遇一套晚石炭世碱性花岗岩,锆石U-Pb年龄和Hf同位素特征揭示,该花岗质岩浆锆石结晶年龄为(312±1)Ma(MSDW=0.46,n=18)和(315±2)Ma(MSWD=0.93,n=15),具有正的εHf(t)值,介于+0.8～+4.4之间,平均值为+2.2,对应二阶段模式年龄TDM2为1048～1267 Ma,平均值为1183 Ma,具有古老地壳的源区属性.通过与旱山构造带、雀儿山构造带、雅干构造带和珠斯楞—杭乌拉构造带的晚石炭世花岗质岩浆对比分析,结合旱山构造带、雅干构造带和珠斯楞—杭乌拉构造带0.9 Ga花岗质岩石的出露以及区域上的重磁资料解译,我们认为旱山、雅干和珠斯楞—杭乌拉构造带存在中—新元古代地壳,且可开展进一步的衔接关系研究.     

西藏申扎县甲岗雪山钨、钼、铋多金属矿床稳定同位素地球化学特征及矿床成因探讨

冈底斯成矿带是西藏重要的多金属成矿区之一,在该成矿带北部申扎县首次发现的甲岗雪山钨、钼、铋多金属矿床是不同于其南部斑岩型铜多金属矿床的成矿新类型,该矿床的发现是藏北地区内生金属矿找矿的重要突破.文章对该矿床矿石稳定同位素地球化学特征进行研究表明:成矿流体主要来源于岩浆岩,围岩(地层)可能只提供了少量成矿物质;该矿床硫的来源单一,属于岩浆硫范畴,矿石与围岩中的硫具有相同的来源;铅的来源以地壳铅为主,并混有少量地幔铅.根据上述研究,结合矿床地质特征及同国内外同类型矿床的对比,认为甲岗雪山多金属矿床是在大陆碰撞后陆内伸展构造背景下,形成于喜马拉雅中期中酸性岩浆活动阶段,矿质主要源自岩浆的石英大脉型钨、钼、铋多金属矿床.     

个旧老卡岩体接触-凹陷带构造控矿特征研究

个旧老卡岩体接触-凹陷带是个旧矿集区最重要的锡铜多金属成矿构造带,带内锡铜矿体的成生与凹陷带构造密切相关,受构造、岩性和岩浆活动联合控制,凹陷带的形态、产状、规模的变化直接影响矿体的形态、产状、规模.凹陷带构造是一个有利成矿的构造部位,并配之有其他控矿因素,最终在燕山晚期含矿岩浆气液作用下形成富厚矿体.     

Single Zircon LA-ICP-MS U-Pb Dating of the Guandimiao and Wawutang Granitic Plutons in Hunan, South China and Its Petrogenetic Significance

1 Introduction The South China Block (SCB), located between the Qinling-Dabie and Songma Indosinian sutures, experienced successively two important tectonic movements during the Mesozoic, i.e. the Indosinian movement (early Mesozoic) and the Yanshanian movement (late Mesozoic). Therefore, the generally accepted viewpoint is that the key geological problems during the Mesozoic are essentially the dynamics and material expression of these two tectonic movements in South China (Chen et al.…     

花岗岩物理参数与纵波波速的关系分析

以花岗岩为例,用烘干法、水中称量法测试了其物理参数,用超声波直透法测试了其纵横波波速。在此基础上分析了花岗岩在干燥、天然和饱和状态三种状态下的纵波波速与含水率、密度、孔隙率、横波波速等物理参数之间的关系,确立了纵波波速与这些物理参数之间具有一元线性关系。其中,纵波波速与含水率具有一定的负相关性,与密度具有良好的正相关性,与孔隙率具有良好的负相关性,与横波波速具有一定的正相关性。同时,经过多元参数回归、分析和检验,确立了纵波波速与孔隙率之间,纵波波速与孔隙率、横波波速之间,均具有非常好的线性相关性。从而为通过孔隙率或通过孔隙率和横波波速对本地区花岗岩纵波波速进行预测和判定提供了试验依据,也为在不同地区针对不同岩性开展纵波波速与物理参数的相关性研究奠定了基础。