重塑压实黏土Ⅰ型断裂试验研究

为探究重塑黏土Ⅰ型断裂韧度,本文在前人研究基础上,通过对应变控制式直剪仪进行改造,消除了传统三点弯曲试验对土体断裂韧度测试所带来的影响,研制了土体Ⅰ型断裂韧度测试仪,并对重塑黏土进行了一系列试验。试验结果表明:新研制出的土体Ⅰ型断裂韧度测试仪具有较好的可靠性;对具有相同物理状态的试样,U 形裂纹试样的断裂韧度最大,三角形裂纹试样的断裂韧度最小;试样的含水率和干密度其断裂韧度KIC具有显著影响,随含水率增加,断裂韧度呈现先增后减的变化规律,而随干密度增加,断裂韧度几乎线性增加;在试验采用的加载速率范围内,加载速率对断裂韧度的影响较小。     

干湿循环作用下红土抗剪强度与微结构关系研究

针对云南红土型水库因水位升降引起库岸土体干湿循环的客观实际,研究干湿循环作用下库岸红土抗剪强度与其微结构的变化规律,揭示二者之间的内在联系,为研究红土型库岸失稳提供依据。通过红土试样的干湿循环试验,模拟水库蓄水和库水位反复升降引起的库岸红土干湿循环作用。结果表明:（1）在一定初始干密度条件下,红土的黏聚力、内摩擦角和抗剪强度均随干湿循环次数的增加而非线性减小,但在干湿循环次数约10次时趋于稳定。（2）干湿循环作用导致红土微结构发生变化。当初始干密度分别为1.2,1.3,1.4 g/cm3、干湿循环次数达10次时,试样红土颗粒数量降幅依次为45.4%,38.2%,35.7%;孔隙率增幅依次为52.6%,45.9%,40.4%;孔隙面积增幅依次为64.4%,58.2%,50.8%。（3）在干湿循环作用下,红土黏聚力与红土颗粒的定向度和平均圆形度呈正相关关系,相关系数R分别为0.985和0.923。内摩擦角与孔隙率和孔隙面积呈反相关关系,相关系数R分别为-0.936和-0.912。干湿循环作用导致红土微结构的改变,从而引起红土宏观力学性质的变化。     

四川江油马角坝刺林包剖面二叠-三叠系间粘土岩研究

二叠-三叠纪之交华南地区普遍发育火山成因的粘土岩,其对于了解二叠纪末大规模火山活动及扬子板块碎屑物质来源具有重要意义。本文对扬子西缘马角坝刺林包剖面飞仙关组底部粘土岩进行了碎屑锆石U-Pb定年及原位Hf同位素测试、X衍射和全岩地球化学分析,以揭示粘土岩的岩石成分及物源信息。镜下特征、X衍射及主量元素特征表明岩石中粘土矿物主要为伊利石,含少量方解石、石英。碎屑锆石年龄显示,特征峰值年龄主要集中在2 615~2 383、1 868~1 328、1 186~778和430~246 Ma,并出现~250 Ma特征高峰,结合原位Hf同位素特征表明锆石与秦岭造山带、华南典型PTB剖面粘土岩及峨眉山大火成岩省具有较高的相似性。同时,通过微量、稀土元素分析发现粘土岩中Zr、Hf、Th、Cr、Co、Ti相对富集,与华南典型PTB粘土岩和峨眉山玄武岩相近,并结合构造背景及锆石特征,综合认为刺林包剖面PTB粘土岩来自于秦岭造山带及龙门山岛链局部剥蚀区、二叠纪末火山活动和峨眉山大火成岩省剥蚀岩体。     

高压超高压变泥质岩适用的地质温压计评述

高压超高压变泥质岩形成温压条件及p-T演化轨迹是高压超高压变质作用研究的重要内容。本文介绍了高压超高压变泥质岩适用的几种地质温压计,包括石榴子石-多硅白云母Fe~(2+)-Mg交换温度计、石榴子石-绿泥石Fe~(2+)-Mg交换温度计、硬绿泥石-绿泥石Fe~(2+)-Mg交换温度计、多硅白云母Si含量压力计、金红石Zr含量温度计、榍石Zr含量温压计、锆石Ti含量温度计、石英Ti含量温度计以及氧同位素温度计,并对上述温压计的适用条件及使用时的注意事项做了简要评述。     

基于膨胀本构的石膏岩隧道衬砌缓冲层厚度优化研究

膨胀性围岩对隧道衬砌结构均有特殊要求,针对重庆梁忠高速公路礼让隧道膨胀性石膏岩的衬砌结构改进问题,基于Noorany修正膨胀本构建立数值计算模型,对增设的EPS缓冲层结构进行厚度优化和隧道结构稳定性研究。采用FLAC软件对开挖后的隧道初期支护、缓冲层和二次衬砌3种结构的力学状态进行多因素对比模拟分析,得到了一定工况下隧道支护结构的最优缓冲层厚度为40 cm。在现场采用该厚度的EPS缓冲层作为初衬与二衬间的支护结构,通过现场监测,缓冲层与二衬间的接触压力均小于规范预警值,表明支护结构优化方案可靠性较高。理论及应用研究均表明,衬砌结构中增加EPS缓冲层是富水膨胀性围岩隧道的有效支护形式和潜在灾害防治措施,该优化方案及其设计分析方法对类似工程均具有重要的推广应用价值。     

滇西云县地区团梁子岩组变质岩锆石U-Pb年龄及其构造意义

滇西云县—景洪一带广泛出露的中元古界团梁子岩组是一套与扬子基底岩系密切相关的中低变质沉积岩夹火山岩系,其形成时代、沉积充填序列及大地构造属性一直存在争议。出露于云县漫湾地区的团梁子岩组发育厚数米的绿片岩(原岩玄武岩)及绢云石英千枚岩(原岩流纹岩)。采集绢云石英千枚岩样品进行LA-ICP-MS锆石U-Pb定年,分别获得1497±14Ma的岩浆结晶年龄和893±17.3Ma、425±15.7Ma、321±27Ma的变质年龄。认为团梁子岩组中以绿片岩、绢云石英千枚岩为主体的原始沉积岩系形成于中元古代中期,在新元古代全球性的格林威尔造山过程中被青白口纪花岗岩侵入并发生变质作用;在古特提斯洋俯冲过程中,经历古生代造弧作用;同时还获单颗粒2310±15Ma的碎屑锆石,推测滇西云县地区应存在古元古代的结晶基底,由此可知,团梁子岩组应是扬子陆块褶皱基底岩系的组成部分。     

滇东南富宁地区基性侵入岩及喷出岩时代

在滇东南富宁地区基性侵入岩、喷出岩较发育,前人将其划分为"半瓦型"侵入岩、"安定型"侵入岩和"龙康型"喷出岩3类,3类岩石普遍缺乏可靠的同位素年代学资料。在对富宁地区基性侵入岩、喷出岩进行区域地质调查的基础上,应用LAICP-MS技术对其进行锆石U-Pb测年,在半瓦型侵入岩和安定型侵入岩中分别获得了254.0±2.0Ma和244.2±4.4Ma的加权平均年龄,在龙康型喷出岩中获得251.9±3.0Ma和255.92±0.72Ma加权平均年龄。结合野外调查和综合研究,将富宁地区"安定型"侵入岩的时代界定于中三叠世,将"半瓦型"侵入岩和"龙康型"喷出岩的时代界定于晚二叠世。     

内蒙古巴林右旗晚二叠世埃达克质火山岩特征及其地质意义

内蒙古东南部巴林右旗地区发育晚二叠世埃达克质火山岩,岩石组合为安山岩、粗安岩、英安岩及辉石安山岩,其LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果为256.7±2.7Ma,指示其形成于晚二叠世。地球化学特征显示,该套火山岩属准铝质-弱铝质中钾钙碱性岩石系列,具富Si(SiO_256%)、高Al(Al_2O_315%)、富Na、贫K、高Sr、低Yb和Y等特征,Na_2O/K_2O值为2.33~3.90,Mg~#值为35.3~60.8;稀土元素总量为96.69×10~(-6)~192.4×10~(-6)、轻重稀土元素分馏较明显((La/Yb)_N值为6.27~13.82),具正的Eu(δEu=1~1.67)异常,在原始地幔标准化蛛网图中,富集大离子亲石元素Rb、Ba、U,亏损高场强元素Nb、Ta,为O型(大洋型)埃达克质火山岩地球化学特征。综合区域资料,巴林右旗埃达克质火山岩是残留在地幔中的古亚洲洋残余洋壳部分熔融并受到地幔橄榄岩混染形成的,暗示晚二叠世存在古亚洲洋向华北板块俯冲消亡事件。     

内蒙古巴拉格歹地区构造混杂岩带中浊积岩、震积岩特征及意义——以内蒙古哈拉黑等八幅1:5万区域地质调查为例

浊积岩为具有鲍马序列的古海沟沉积,其部分沉积物与古海沟地震密切相关,由于岛弧外弧海沟地质构造复杂,洋板块俯冲及火山岩的喷发,地震活动强烈、频繁,沉积岩在成岩过程不断受到地震扰动,形成具有地震活动特点的震积岩。通过对巴拉格歹地区构造混杂岩带中浊积岩、震积岩的研究,识别出浊积岩系的具递变层理的槽模、沟模等冲刷铸模,包卷层理构造及最顶部黑色粉砂质泥岩段;识别出震积岩系的液化脉、地震震碎角砾岩、滑塌角砾岩、震褶岩-卷曲、纹层状、阶梯状断层构造等,建立并确认浊积岩、地震岩识别标志,恢复古地理构造环境,认为原划分的大石寨组应该解体,应为一套弧前盆地古海沟浊积岩沉积。结合浊积岩中的火山岩、基性岩及区域上化石山发现的超基性岩,初步确认,在测区浊积岩与岛弧火山岩、洋壳沉积物受板块碰撞拼接作用,由一系列逆冲断裂将上述各种块体构造就位在一起,形成构造混杂岩,为二连-贺根山缝合带在本区东延问题提供了资料。     

吉林永吉县头道沟地区镁铁—超镁铁质岩U-Pb年代学研究及地质意义

吉林省永吉县头道沟地区出露许多与头道沟岩组相伴产出的镁铁—超镁铁质岩,鉴于其处于长春-延吉构造带附近而受到业内关注,但由于缺少高精度年代学资料,制约了对区域大地构造的深入研究。本文采用锆石U-Pb(LA-ICP-MS)方法,对镁铁—超镁铁质岩进行了年代学研究。变质辉绿岩年龄为270±5 Ma,变质橄榄岩中捕获锆石最小年龄为297 Ma,考虑岩石组合及二者紧密相伴产出,认为二者均形成于中二叠世。镁铁—超镁铁质岩中捕获的锆石记录了华北克拉通及其北缘多次重要的构造热事件。其中,变辉绿岩中获得446±6 Ma的年龄与变质橄榄岩中获得的不一致线下交点434±240 Ma年龄共同对应了华北克拉通北缘早古生代的重要构造岩浆热事件;大量的1.8~2.4Ga年龄对应古元古代辽吉造山带热事件;1377 Ma、1542 Ma与蓟县系建造时代对应;869~997 Ma与青白口系建造时代对应;在变质辉绿岩中还存在众多3.0~3.2Ga锆石年龄。分析上述年龄结构及龙岗陆块北缘古生代地质体分布特征,推测研究区深部可能存在古老的变质基底,同时也表明研究区出露的镁铁—超镁铁质岩形成于陆内构造环境,而非蛇绿岩的组成成分,这对深化区域大地构造研究具有重要意义。