某坝基玄武岩风化程度研究

对比三部国家规范关于岩体风化指标、风化程度的规定,归纳总结了水电工程中岩体风化程度评价的工程经验,在此基础上结合某水电工程坝区玄武岩的具体特点,提出了岩体风化程度评价指标和评价方法,基本实现了坝区玄武岩风化程度的定量评价,为坝基岩体质量的合理评价奠定了良好基础。     

辽宁翁泉沟橄榄玄武岩的地质地球化学特征及其形成环境

辽宁凤城翁泉沟橄榄玄武岩是翁泉沟硼镁铁矿的一种容矿岩石,它具裂谷环境下火山岩的特征:①带状分布,整合于早元古代的火山-沉积地层中,具气孔杏仁构造;②主量元素具富铁富镁的特点;微量元素中B、Cl、F、Rb、Cs、Th和U等含馈较高;V,Cr,Ni等相对低些;高场强微量元素含量与相关比值与一般基性岩相似;Ti、Zr、Cr、Y等微量元素相互关系图解显示其原始岩浆具有板内玄武岩的特点;稀土分配型式明显向右倾斜,基本不显铈、铕异常,显示岩浆没有经过明显的分离结晶过程;③本区的橄榄玄武岩与同-硼矿成带上的营口大石桥后仙峪的镁橄榄岩和宽甸地区砖庙的镁质大理岩属于同-地层层位,都具富镁特征,都足辽东硼矿的镁质容矿岩石,它们在成因上具有内在联系,其稀土总量对比,显示它们同属大陆裂谷环境下岩浆活动的产物.     

科科斯脊玄武岩斜长石矿物化学及地质意义

综合大洋钻探计划(IODP) 334和344航次在U1381站位处的两个钻孔(A孔和C孔)获得了中美洲西海岸外科科斯脊基底拉斑玄武岩,对其岩浆过程开展研究可为理解其岩石成因提供重要依据。本文对科科斯脊玄武岩中斜长石斑晶和微晶进行了详细的原位主微量元素分析,结果表明,斜长石种属为培长石、拉长石及少量中长石。部分斜长石斑晶具有正环带结构;但多数斜长石斑晶不具有明显环带,仅从核部到边部存在微弱的成分变化。斜长石斑晶与微晶的微量元素差别较大：斜长石斑晶富集轻稀土和大离子亲石元素、亏损高场强元素,且具有明显的Eu正异常;斜长石微晶不相容元素含量通常高于斜长石斑晶。根据斜长石温度计计算获得斜长石斑晶结晶温度为1 050～1 253℃,斜长石微晶结晶温度为866～1 033℃。基于以上特征,推测斜长石斑晶核部是相对原始岩浆的产物,而斑晶边部以及微晶是演化岩浆的结晶产物。斜长石斑晶的成分变化及熔蚀麻点结构是由于岩浆补给及岩浆减压上升造成的。最后,本研究推测科科斯脊基底玄武岩来自于开放的岩浆房,且岩浆房内可能存在原始岩浆的不断注入及岩浆对流。     

玄武岩台地采空塌陷发育特征——以吉林省三合城村地面塌陷为例

本文以吉林省三合城村玄武岩台地采空塌陷为例,通过对比分析,发现由于玄武岩盖层的存在,玄武岩台地采空塌陷有其特殊性,概率积分法计算结果与塌陷实际情况差异较大,但水平变形最大区域与裂缝带的分布位置却有着良好的对应关系。进而,本文总结了玄武岩台地采空塌陷地表变形的一般规律,以期对今后玄武岩台地采空塌陷的预测与防治工作有一定参考价值。     

Geochemical and isotopic characteristics of volcanic rocks from the northern East China Sea shelf margin and the Okinawa Trough

Volcanic rocks both from the northern East China Sea (NECS) shelf margin and the northern Okinawa Trough are subalkaline less aluminous,and lower in High Field Strength Elements (HFSE).These rocks are higher in Large Ion Lithophile Elements (LILE),thorium and uranium contents,positive lead anomalies,negative Nb-Ta anomalies,and enrichment in Light Rare Earth Elements (LREE).Basalts from the NECS shelf margin are akin to Indian Ocean Mid-Ocean Ridge Basalt (MORB),and rhyolites from the northern Okinawa Trough have the highest 207 Pb/ 204 Pb and 208 Pb/ 204 Pb ratios.The NECS shelf margin basalts have lower 87 Sr/ 86 Sr ratios,ε N d and σ 18 O than the northern Okinawa Trough silicic rocks.According to 40 K– 40 Ar isotopic ages of basalts from the NECS shelf margin,rifting of the Okinawa Trough may have been active since at least 3.65–3.86 Ma.The origin of the NECS shelf margin basalt can be explained by the interaction of melt derived from Indian Ocean MORB-like mantle with enriched subcontinental lithosphere.The basalts from both sides of the Okinawa Trough may have a similar origin during the initial rifting of the Okinawa Trough,and the formation of basaltic magmas closely relates to the thinning of continental crust.The source of the formation of the northern Okinawa Trough silicic rocks was different from that of the middle Okinawa Trough,which could have been generated by the interaction of basaltic melt with an enriched crustal component.From the Ryukyu island arc to East China,the Cenozoic basalts have apparently increasing trends of MgO contents and ratios of LREE to Heavy Rare Earth Elements (HREE),suggesting that the trace element variabilities of basalts may have been influenced by the subduction of the Philippine Sea plate,and that the effects of subduction of the Philippine Sea plate on the chemical composition of basaltic melts have had a decreasing effect from the Ryukyu island arc to East China.     

北祁连奥陶纪抠门子组火山岩特征及构造意义

青海省祁连县武松塔拉一带发育奥陶纪抠门子组,以构造岩片形式与周围地层呈断层或不整合接触,在抠门子组下段发育一套岩浆喷发序列组成的中-基性火山岩建造,岩石类型以安山岩、玄武岩为主,其次为英安质、安山质及玄武质火山碎屑岩.经过野外调查和岩石化学分析表明:安山岩总体为高铝富钠的碱性火山岩系列,其微量元素和稀土元素分配型式具有岛弧玄武岩特征 (VAB);玄武岩总体为次铝富钠碱性火山岩系列,其微量元素和稀土元素分配型式和混染的大洋玄武岩(MORB)特征相似.抠门子组火山岩具有2种截然不同的岩石地球化学特征,构造环境分析具有混染的大洋盆地和岛弧双重属性,这些大洋玄武岩及岛弧火山岩的出现标志着中—晚奥陶世北祁连洋壳的俯冲消减事件,该火山活动为北祁连早古生代构造演化研究提供了依据.     

沙茨基海隆(ShatskyRise)白垩纪玄武岩的地球化学特征及其地幔柱-洋中脊相互作用过程

沙茨基海隆(Shatsky Rise)是白垩纪早期形成的西北太平洋大火成岩省, 其成因和演化过程目前仍存在较大争议。本次研究对沙茨基海隆白垩纪玄武岩进行了全岩主量、微量元素、Sr-Nd-Pb同位素的分析。沙茨基海隆玄武岩主要属于拉斑玄武岩, 具有较亏损的大离子亲石元素和轻稀土元素以及较富集的重稀土元素的特征, 没有明显的Eu异常(δEu=0.99~1.29), 与正常洋中脊玄武岩(N-MORB)的微量元素配分模式较为相似。然而该系列玄武岩却具有相对较富集的初始⁸⁷Sr/⁸⁶Sr(0.702986~0.703991)和¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd(0.513034~0.513194)同位素比值、较富集的²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb(15.439~15.508)和²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb(37.853~38.488)同位素比值, 与富集的洋岛玄武岩(OIB)和岛弧火山岩的同位素成分较为相似, 且源区混入高U/Pb比值(HIMU型)的富集地幔成分。稀土元素部分熔融模拟反演表明沙茨基海隆火山岩的原始岩浆可能起源于尖晶石相二辉橄榄岩源区, 且具有较高程度的部分熔融作用(>10%)。在以上研究基础上, 本文提出地幔柱-洋中脊相互作用模型来解释沙茨基海隆拉斑玄武岩较亏损的不相容元素成分和较富集的同位素成分这一特殊地球化学特征。由于来自扩张洋中脊的强大拉张应力的影响, 地幔柱岩浆物质将流向洋中脊并发生减压部分熔融, 导致不相容元素的高度亏损, 但由于放射成因元素(Sm、Rb和U)的半衰期相对较长, 同位素成分则难以在较短时间内被改变, 因此本文推测沙茨基海隆同位素富集的N-MORB拉斑玄武岩可能是地幔柱-洋中脊相互作用的产物。

     

雷州半岛玄武岩残积土的物质成分与结构特征

雷州半岛玄武岩残积土属于区域性特殊土,具有高液限、大孔隙比的较差的物理特性和高强度的较优的力学特性的异常组合,同时具有强收缩性、遇水湿化、易崩解的特殊性质。为探寻玄武岩残积土特殊的工程地质特性的机理,对其矿物成分、化学成分、结构形态、孔隙分布进行研究。结果表明,雷州半岛玄武岩残积土发育过程经历明显的富铝化、铁富集和盐淋失过程,黏土矿物以高岭石、三水铝石和伊利石为主,富含游离氧化铁、铝成分; 微观结构类型为凝块结构和絮凝结构,游离氧化铁作为胶结物质以包膜形式包裹颗粒形成团聚体,增强了土的结构强度; 孔隙以溶蚀孔隙以及团粒和絮凝体内微孔为主,微孔具有较大的比表面积和吸附能,吸水会产生较大的表面张力,引发软化、崩解现象。由于雷州半岛玄武岩残积土具有对水敏感,抗水性差特点,施工中应重点关注降雨引发的工程灾害。     

月球富钛玄武岩喷发对月球生热元素丰度的约束

近几十年来,对月球的遥感观测以及对月岩样品的分析揭示了月海玄武岩、镁铁质月球玻璃等的时间和空间分布特征,其被认为与月幔的热化学演化密切相关,并且引出了许多解释模型.本文考虑月球结晶末期在上部形成的致密的钛铁矿层和下部的月幔,由于密度原因钛铁矿层发生倒转,之后受热上涌产生玄武质岩浆等的演化过程,从热化学演化的角度为月海玄武岩、月球玻璃等的形成提供了一种可能的机制.然而,上述演化过程时间尺度和形态结果很大程度上是由月球内部生热决定的.我们使用包括月核演化的三维月幔对流模型来研究不同生热元素丰度对月幔倒转和之后火山喷发的影响效果,我们的模型揭示了不同的内部生热将会保持相似的演化模式,但会改变热化学演化的时间,同时结果表明,在月幔参考黏度为1×10²¹Pa·s的情况下,在3.9 Ga集中喷发月海玄武岩要求月球的生热元素丰度至少与地球相当.

     

不可溶盖层下石林的岩溶动力学特征对比研究

本文运用岩溶动力学理论和方法对玄武岩和第三系盖层下石林的岩溶动力学特征进行了对比研究.结果表明,玄武岩盖层下空气的CO2浓度具有双向变化梯度与明显的季节变化,而第三系盖层下随深度递减且季节变化不显著;玄武岩水在雨季和旱季对碳酸盐岩都具有侵蚀性,而第三系水在旱季已饱和;玄武岩裂隙最大渗透张量比第三系大,而最大主轴倾角则比第三系小;玄武岩盖层下石灰岩的百日溶蚀量是第三系的14~22倍.上述特征说明玄武岩盖层下的石林发育好,从而较好地解释了为什么发育好的石林常常与玄武岩相伴出现的现象.