延吉地区古新世埃达克岩成因的岩浆混合证据

本文通过年代学、矿物学、主量元素、微量元素和同位素的研究,指出延吉地区古新世富镁埃达克岩起源于被俯冲板片熔体交代的地幔楔。单斜辉石和角闪石斑晶所显示的反环带结构为幔源富镁埃达克熔体于壳源中酸性岩浆混合的结果,而非前人普遍认为的熔体—地幔的反应产物;其地球化学特征表现出的岩浆演化趋势可以很好地用地壳混染/AFC过程来解释。延吉古新世埃达克岩形成于俯冲后岩石圈伸展作用背景,与太平洋板块的俯冲后撤作用有关。因此,我们认为富镁埃达克岩的形成不必强调同期洋脊的俯冲作用,只要早先或同时有俯冲板片熔体交代,在合适的p-t条件下交代地幔并发生熔融作用,就能形成这一类岩石。     

辽宁瓦房店地区金刚石航磁调查飞行方法探讨

笔者通过分析研究以往航磁测量在辽宁瓦房店地区开展金伯利岩勘探的效果,根据金伯利岩勘探的基本要求,提出了利用航磁在该区开展金伯利岩调查的一些关键测量参数的选择方法,以此来提高寻找金伯利岩的可能性,为今后利用航磁开展金伯利岩的调查工作提供一定的借鉴.     

荆门石膏矿岩遇水软化力学特性试验研究

针对荆门市荆花石膏矿中留作矿柱的新鲜石膏岩进行天然和饱水两种状态下的单轴和三轴压缩试验,结合微观扫描电镜试验,研究石膏岩的强度和变形软化特性及机制。结果表明:石膏岩遇水会发生显著的强度和变形软化。随溶液中SO_4~(2-)、Ca~(2+)浓度不同,强度软化系数在0.6~0.72之间,弹性模量软化系数在0.66~0.75之间,凝聚力c显著下降而内摩擦角φ基本保持不变。石膏岩具有良好的延性,天然状态下峰后应变软化转为理想塑性变形的临界围压在2.5~5.0 MPa之间,经饱水软化后临界转换围压低于2.5 MPa。石膏岩遇水软化机制与其主要矿物成分二水硫酸钙的微溶性质密切相关。在蒸馏水中,石膏岩主要因溶解造成矿物流失,弱化内部结构而软化;在硫酸钙饱和溶液中,石膏矿物溶解-重结晶的动态平衡改变了岩石内部结构,使其疏松化,造成其力学性质发生软化。试验结果加深了对石膏岩遇水软化力学特性的认识,对石膏矿采空区稳定性分析具有重要意义。     

含杂质盐岩加载全过程的渗透试验研究

为了探讨杂质含量对盐岩力学行为和渗透特性的影响,对不同杂质含量的盐岩进行三轴压缩全过程的气体渗透试验。研究表明,气体渗透作用下杂质含量的增加使得盐岩峰值应力逐步增大而峰值应变逐步减小,应力-应变曲线呈现出向应变零点处的纵坐标"收缩"的状态;杂质含量和围压的变化都会对盐岩的渗透率大小产生影响,当杂质含量小于等于50%时围压的影响较杂质的影响大,当杂质含量大于50%时杂质含量的影响较围压大;围压增大使得盐岩的渗透率减小,渗透率最小值前移,且受杂质影响的范围向前扩大;围压的增大使得杂质影响下的峰值应力处的渗透率和应力零点处的渗透率之间的差异变大,杂质含量的增大使得峰值处的渗透率增大。     

河南鹤壁地区金伯利岩中地幔包体矿物化学特征

河南鹤壁地区位于太行山构造带上,该区金伯利岩中的地幔包体携带有岩石圈地幔的丰富信息。本文报道了石榴石二辉橄榄岩包体中的镁橄榄石和镁铝榴石的矿物化学特征。金伯利岩中地幔包体的镁橄榄石I(Mg~#)为91.7±0.2(n=69)。与鹤壁地区尖晶石相方辉橄榄岩相比,I(Mg~#)略偏小,指示二辉橄榄岩经历的熔融程度较低,具有过渡型地幔的特征。根据Cr_2O_3含量,镁铝榴石可以划分为高铬系列和低铬系列两类。橄榄石-石榴石矿物温压计计算表明,包体压力在1.7~2.5 GPa之间(55~80 km),温度在641~1055℃之间,对应的大地热流值为50~60m W/m~2,甚至更高。指示金伯利岩侵位时对应于较高的大地热流条件。根据Grutter的镁铝榴石划分方案,镁铝榴石主要划分为G9型、G3和G4型,其中G3和G4型镁铝榴石记录了岩石圈地幔被交代的过程。根据温压条件及岩石圈地幔性质,可以认为鹤壁地区不具有形成金刚石矿的深部地质条件。     

地史上巨量蒸发岩省的成因及其地质意义

全球蒸发岩从震旦纪到新近纪均有发育, 其最发育时期为震旦纪-寒武纪、二叠纪-三叠纪以及侏罗纪-白垩纪, 且具有幕式分布特点.它们在一定区域(低纬区)常大规模集中发育, 跨越不同的沉积盆地类型, 面积和厚度巨大, 时代跨度较短且连续, 笔者称之为巨量蒸发岩省.本文基于全球蒸发岩层系古板块再造、沉积岩相恢复、地层柱状对比、盆地构造分析等方法, 对巨量蒸发岩省的发育、分布、成因及其地质意义进行了探讨.巨量蒸发岩省形成、分布与地史中的造山带演化、超大陆的聚合与裂解、干旱气候带(南北纬30°之间)、海平面变化等因素有着密切联系; 其主要形成于干旱环境下相对封闭、靠海水潜流补给的台地和盆地中; 所处的构造单元主要为泛大陆板块内部狭长的裂谷带、特提斯造山带的残余洋盆、海-陆过渡带、陆表海或孤立板块的台地中心.     

内蒙古敖汉旗七家金矿闪长玢岩锆石U-Pb年代学、地球化学及地质意义

内蒙古敖汉旗七家金矿构造位置上处于兴蒙造山带与华北克拉通北缘的结合部位, 靠近兴蒙造山带一侧, 是近年来新发现的石英脉型金矿床.区内岩脉以闪长玢岩为主, 且与石英脉型矿体空间关系密切.根据岩脉与矿体的穿插关系, 将其分为成矿前闪长玢岩和成矿后闪长玢岩.LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学表明, 成矿前闪长玢岩加权平均年龄为166.3±3.4 Ma, 成矿后闪长玢岩加权平均年龄为128.6±4.5 Ma, 与区域上两期构造-岩浆活动时间(分别为160 Ma左右和128 Ma左右)近似吻合.主量元素特征显示: 二者均属于准铝质, 高钾钙碱性系列; 微量元素特征显示: 二者均富集轻稀土元素、大离子亲石元素(Rb、K)和活泼的不相容元素(U、Pb), 相对亏损重稀土元素和高场强元素(Nb、Ta、Ti), 反映出岩浆来源具壳源特征.主微量元素特征均显示出二者具有岛弧岩浆岩的地球化学属性.另外, 成矿后闪长玢岩有较高的Nb/Ta(18.66~20.27)和Zr/Hf(37.16~39.23)比值, 暗示其岩浆来源具明显的幔源特征.岩石地球化学特征表明, 成矿前闪长玢岩可能起源于太平洋板块俯冲导致的下地壳部分熔融岩浆; 成矿后闪长玢岩可能起源于俯冲流体交代的地幔楔熔融岩浆, 并在其演化侵位过程中伴有地壳物质的混染.结合闪长玢岩成岩时代、岩石成因及区域构造演化, 反映出七家金矿的形成与太平洋板块的西向俯冲密切相关, 矿床在地壳由挤压增厚向伸展减薄的转换过程中形成.     

红层软岩模型试验相似材料的配比试验研究

相似模型试验是研究红层软岩工程性质的重要手段之一,其试验结果的可靠性依赖于相似材料的正确选择与合理配比。针对红层软岩遇水极易软化的特性,在传统相似材料配比基础上添加生石灰,采用正交设计方法开展了相似材料配比试验,以骨料中铁粉与钡粉质量比例、铁粉与钡粉总质量中铁粉的质量比例、石膏质量、生石灰质量为4个因素,每个因素设置了5个取值水平,共制作25组、610个试样。每组试样均测试了其软化系数、密度、无侧限单轴抗压强度、抗拉强度及黏聚力与内摩擦角等物理力学参数,并研究了这些参数随上述4个因素取值水平的不同而变化的规律。最后,基于上述结果,配制了3种典型的软岩相似材料,并分别开展了真实软岩材料的饱水软化平行对比试验。研究结果表明：（1）根据配比方案所配相似材料物理力学参数可基本满足软岩相似模型试验的要求;（2）相似材料物理力学参数变化规律明显,便于通过调节其配比模拟不同软岩材料;（3）三组对比试验中相似材料饱水软化系数与真实软岩具有较高吻合度。     

新疆喀拉通克铜镍矿田成矿条件、岩浆通道与成矿潜力分析

位于中亚造山带北缘的喀拉通克早二叠世铜镍硫化物矿区是新疆规模最大的铜镍矿山,包含13个岩体,相当部分为隐伏岩体,其中1号、2号、3号、9号矿床为主力矿床,经过30余年持续开发,最大开采深度已达740 m,已面临后备资源不足的危机。已知矿体主要产于辉长岩、苏长岩、辉长苏长岩以及橄榄苏长岩中,甚至角闪辉长岩局部也含矿,未见超镁铁岩产出,具有显著的磁性(200 nT)、重力(0.29×10~(-5)m/s~2)、激化率异常,以镁铁岩含矿、岩体规模小且成群成带、分异演化程度高、富铜(Cu/Ni约3:2)、PGE较高、块状硫化物贯入矿体普遍发育为特色。其围岩为含炭质板岩、片岩和凝灰岩,变形强烈,常规电法受到炭质层的干扰。依据岩石学、地球化学研究,岩浆源于软流圈地幔,基于与东天山同期铜镍矿床含矿岩相及其比例和剩余重力异常的比较,推断其应发育有相当比例的超镁铁岩,因而深部出现超基性岩的可能性很高,且含矿性应更好。这一推断得到坑道钻探的证实,2013年矿区在Y2岩体东段650~740 m深度和Y2岩体西段400~500 m深度发现隐伏超镁铁岩且含矿,局部见贯入块状矿体。橄榄辉石岩、辉石橄榄岩系矿区首次发现,粒度很细,发育强烈的蛇纹石化、纤闪石化,推测只是隐伏超基性岩的头部。结合控岩控矿构造的追溯及南、北岩带的侧伏和倾伏方向判断,硫化物珠滴构造的发现与系统观测统计,围岩烘烤边和角岩化的研究分析,提出南岩带主岩浆通道位于Y2与Y3岩体之间,而不是原普遍认为的岩浆通道位于Y1与Y2岩体之间。结合矿区的现状,提出采用高分辨率浅层地震、CSAMT和瞬变电磁地-井测量,结合传统的高精度重力勘探、磁法勘探和激发极化法来勘探和预测南岩带深部隐伏含矿超镁铁岩的空间位置和产状,圈定岩浆通道和隐伏铜镍矿体,进而推动北岩带和外围G21、22号岩体的深部探矿工作。