胶-辽-吉造山带北辽河变基性岩的成因、地球化学属性及其构造意义

大规模出露于胶-辽-吉造山带的北辽河变基性岩(NLHmetabasicrocks)是恢复造山带构造演化的关键之一,然而,研究者们对这些变基性岩的成因和构造环境有很大争议,制约了对胶-辽-吉造山带早期构造演化的深入研究。基于详细的野外地质调查,本文对北辽河变基性岩进行了系统的岩石学研究并提供了新的全岩地球化学数据,结合前人的测试结果,我们对这些变基性岩的成因和构造环境进行了相关探讨。变基性岩侵入于北辽河群的大理岩和碎屑岩中,经历了一定程度的蚀变以及绿片岩相-角闪岩相变质。岩石类型包括变质辉长岩、变质辉绿岩、斜长角闪岩以及石榴斜长角闪岩;前两者具有明显的变余辉长或者辉绿结构,可见自形斜长石,少见原生矿物单斜辉石的残留;后两者主要由斜长石和角闪石组成,部分含有石榴子石变斑晶;此外,岩石中出现大量Fe-Ti氧化物(磁铁矿和钛铁矿)。地球化学研究表明,北辽河变基性岩均属于拉斑玄武岩系列(SiO_2=44.55%~54.11%,Nb/Y=0.16~0.31),以低TiO_2(0.69%~1.99%)和低MgO(多数5.47%~7.97%)为特征,轻稀土轻微富集((La/Sm)_N=1.22~2.66;(La/Yb)_N=1.66~4.56),并具有明显的Nb、Ta、P以及轻微的Zr、Ti亏损,岩石经历了橄榄石、单斜辉石和斜长石等矿物的三相结晶分异以及Fe-Ti氧化物(磁铁矿和钛铁矿)的堆晶;它们的微量元素配分型式类似于E-MORB和地壳岩石,并且地球化学组成与MORB相近,而不同于弧玄武岩和板内玄武岩;这些变基性岩的Ce/Pb(3.07~26.58)、(Ta/La)PM(0.47~1.45)以及(Hf/Sm)PM(0.91~1.15)显示出有限的俯冲相关流体的交代作用;此外,大多数不相容元素比值(例如Th/Nb、La/Nb及Th/La等)的变化趋势则表明北辽河变基性岩的岩浆源区不可能是大陆岩石圈地幔,并且在形成过程中经历了明显的地壳物质混染。基于这些野外地质调查和地球化学研究,我们认为北辽河变基性岩应形成于相对成熟的弧后盆地,这样一个形成环境也表明胶-辽-吉造山带在早期存在~2.1Ga的洋壳俯冲过程,该构造带应该是~1.9Ga岛弧与大陆碰撞形成的一条古元古代造山带。     

锆石U-Pb定年对大兴安岭东北部“兴华渡口群”形成时代和组成的约束

兴华渡口群等大兴安岭北部前寒武纪变质岩系的组成和演化对于确定额尔古纳和兴安地块的构造属性具有重要意义,是近年大兴安岭北部基础地质研究的热点之一。本次工作通过对黑河北部石灰窑—明智山一带的兴华渡口群二云石英片岩和"混合岩"进行锆石LA-ICP-MS U-Pb定年发现该变质岩系并非前寒武纪变质岩,而是由早古生代碎屑沉积岩(或变质岩)和晚古生代岩浆岩经后期构造岩浆作用改造而形成的构造杂岩。其中二云石英片岩中具有岩浆成因特征的碎屑锆石核部年龄主要存在401~427 Ma、442~448 Ma、473~517 Ma、639~714 Ma、757~818Ma、896~933 Ma和1704~1751 Ma 7个年龄组,其中473~517 Ma段碎屑锆石的峰最明显,与早古生代多宝山组岛弧火山岩等早古生代岩浆作用形成时间相一致,其他年龄组亦在区域上其他地区有报道,这表明该变质岩的原岩物源来源较广泛,不仅有元古宙岩浆岩和变质岩系,还有大量的早古生代岩浆岩,因此其原岩形成时代不应是前寒武纪,而是早古生代。根据碎屑锆石最小峰值年龄,本次工作推断该二云石英片岩原岩的最大沉积年龄应不早于416Ma,另外大量的元古宙碎屑锆石表明区域上可能存在前寒武纪变质基底。对所谓混合岩的调查发现其应为发生动力变质的糜棱岩化二长花岗岩,其中岩浆锆石(304.5±3.1)Ma的206Pb/238U加权平均年龄反映花岗岩形成于晚石炭世晚期,该期花岗岩为晚古生代兴安地块东缘花岗岩带的一部分。     

贵州省平塘塘边—罗甸董架天坑群与罗甸小井地下河系统的相关性

平塘塘边—罗甸董架天坑群位于处于规模宏大的小井地下河系统的临近排泄基准面的马鞍寨至小井一带集中分布,具有较大的旅游及科研潜力。地段内厚度巨大的可溶碳酸盐地层及复杂的地质构造为天坑群的发育提供了基础,地壳的不断间歇式提升和暗河系统不断的向上游溯源侵蚀使小井地下河暗河的埋深逐渐加大,由此使地下水不断汇聚、较大的水力坡度、地下水动态的巨幅变化,使岩溶发育具有向深性、迭加性和多阶段性特征,新构造运动是本区天坑形成较为重要的因素,依据岩溶发育的多期性特征,总结出天坑的形成模式。     

红黏土地层静压闭口管桩残余应力模型试验分析

在典型的上硬、下软红黏土地层中静压管桩滞留的残余应力对基桩承载特性有较大影响。通过自行设计模型试验设备进行红黏土地层单、群桩静压闭口管桩室内试验,分析3种桩径下静压单、群桩残余应力的变化规律及时间效应。结果表明,静压管桩桩身残余应力沿桩身从上到下先增大后变小,呈折线型分布;对于典型的红黏土上硬、下软地层,桩端持力层位于硬塑层和可塑层时,桩身和桩端残余应力均较小;当管桩压入到基岩持力层后桩端受约束增强,桩身和桩端残余应力明显增大;静压单桩完成后静置初期桩身残余应力时间效应比较明显,减小幅度较大,复压后而后随着休止时间的延长,桩身残余应力呈指数型衰减至一较低稳定值;静载试验时忽略残余应力就将认为整个桩身所受压力偏小,偏大计算中性面以上侧摩阻力7.97%,偏小计算中性面以下侧摩阻力8.33%和桩端阻力2.29%。     

东阿拉善地块诺尔公群石英岩的碎屑锆石年龄特征——物源区制约及其地质意义

传统上将阿拉善地块东部变质基底"阿拉善岩群"之上的一套以石英岩、浅粒岩、碳酸盐岩及碎屑岩为主的浅变质地层称为诺尔公群,并根据区域地层对比及叠层石化石将其归为"长城纪"。为进一步限定地层时代,对诺尔公群底部3件石英岩进行LA-MC-ICP-MS锆石U-Pb测年,获得的年龄主要集中在2 530~2 500 Ma和1 950~1 850 Ma两个年龄段内,另外还获得少量年龄为~1.69 Ga、~2.0 Ga、~2.15 Ga、~2.35 Ga、~2.7 Ga和~3.4 Ga的锆石。其中,最年轻的碎屑锆石年龄限定了诺尔公群底部石英岩的沉积时代晚于1.69 Ga,结合上覆地层的年龄数据将诺尔公群的沉积时代大致限定为1.69~1.29 Ga,肯定了阿拉善地块存在中元古代地层。石英岩中~2.5 Ga和~1.95 Ga两个显著的碎屑锆石年龄峰符合典型的华北克拉通物源区特征,因此认为,阿拉善地块在太古代-中元古代具有与华北克拉通相似的构造环境,是华北克拉通的一部分。     

考虑三维波动的饱和土中管桩群桩的水平振动研究

考虑桩周饱和土和桩芯饱和土的三维波动效应研究了饱和土中管桩群桩的水平振动,得到了管桩群桩的水平动力阻抗。将桩周土和桩芯土视为两相饱和土,并利用多孔介质理论来描述其力学特性。运用数学物理手段求得了桩周饱和土和桩芯饱和土的水平动力阻抗。运用波的传播理论和叠加原理,同时考虑边界条件和三角函数的正交性,求得了管桩群桩中任一根管桩的水平作用力。考虑刚性承台处管桩桩顶位移协调条件和桩顶水平作用力平衡条件,得到了饱和土中管桩群桩的水平动力阻抗。以2×2管桩群桩为例分析和讨论了有关物理参量对饱和土中管桩群桩水平振动特性的影响。研究结果表明:实芯群桩与管桩群桩的水平动力阻抗都存在一定的差异,频率较小时需要考虑桩芯饱和土与桩周饱和土性质的差异对管桩水平动力阻抗的影响,管桩长径比和管桩壁厚对饱和土中管桩群桩水平振动的影响较大,在实际工程设计中需要重点考虑桩身尺寸。     

基于虚土桩模型的层状地基群桩沉降研究

群桩中各基桩之间的加筋与遮帘效应和桩端土体变形是群桩沉降计算中的关键部分,极大地影响计算结果的准确性,然而,目前相关的研究仍显不足。采用剪切位移法原理分析了各基桩之间的加筋与遮帘效应,通过荷载传递法原理推导出层状地基土中各基桩桩底、顶之间的沉降与轴力关系式;基于虚土桩模型,探讨了虚土桩长度的影响因素并给出了定量计算公式,得到了层状地基土中各虚土桩顶、底之间的沉降与轴力关系式;利用基桩与虚土桩的边界条件和平衡关系确定柔度系数矩阵,进而根据不同的承台形式求得群桩沉降。工程案例计算表明,理论计算与实测值吻合较好,该方法具有较高的准确性。其研究结果对群桩沉降计算理论的发展具有一定的补充和推动作用。     

出渗对均匀大粒径泥沙附近水动力特性影响

为探讨出渗对均匀大粒径泥沙颗粒周围水流特性的影响,基于粒子图像测速技术（PIV）对出渗影响下的均匀大粒径泥沙颗粒群周围水流结构进行测量,并对不同出渗强度下颗粒群周围立面二维流场结构进行了分析。试验结果表明:出渗能够减小颗粒群周围原水流运动方向的流速,而增大垂直向上的流速,且两者均随着出渗强度的增强而对流速的影响愈加明显;根据实测数据,拟合出考虑出渗影响下的均匀大粒径泥沙周围纵向流速分布公式,相关性较好;出渗能增强颗粒群附近的紊动强度,加剧周围水体的能量耗散;随着出渗强度的增强,颗粒群周围的涡量值随之减小。     

南辽河群斜长角闪岩的地球化学特征及地质意义:以三家子地区为例

基于详细的野外地质调查,对南辽河群下部里尔峪组斜长角闪岩进行了岩相学和地球化学研究。岩相学研究表明,南辽河群下部里尔峪组斜长角闪岩属于正变质岩。地球化学研究显示,这些斜长角闪岩原岩属于高铁拉斑玄武岩系列(Nb/Y=0.16~0.4),SiO_2含量为47.27%~50.68%,具有较低的TiO_2含量(0.92%~1.61%),亏损高场强元素(Nb、Ta、Zr、Hf等),表明其原岩形成于岛弧或活动大陆边缘,而非前人所说的大陆裂谷。综合岩相学和地球化学特征,初步认为其岩石成因与活动大陆边缘有关。     

南海打开模式:右行走滑拉分与古南海俯冲拖曳

南海作为东亚大陆边缘最大的边缘海,位于太平洋、印澳和欧亚三个板块的夹持之下,处于特提斯构造域和太平洋构造域的联合作用部位,是揭示新生代两大动力学体系交接转换特征的良好场所。南海海盆为菱形洋盆,包括西北次海盆、东部次海盆和西南次海盆,均在古近纪—中中新世形成,同时伴随着南海北部、西部和南部盆地群发育,盆地边缘油气资源丰富,被称为第二个"波斯湾"。本文搜集了前人对南海洋盆深部形态、磁条带、转换断层等成果,以及南海周边盆地群的沉积体系、沉积相、不整合面相关资料,综合对比了南海北部、西部和南部盆地群的沉积序列、沉积相、沉积厚度,厘定了盆地群断裂体系、断裂组合特征,揭示了南海北部、南部盆地群及西部盆地群中的中建南和万安盆地都是在右行右阶走滑拉分背景下形成的。北部盆地群新生代古近系西厚东薄,新近系东厚西薄,NNE—NE向断裂体系活动早期西强东弱,而晚期东强西弱,从西向东依次停止。同时指出,南海是在NNE向断裂体系右行右阶走滑拉分和古南海俯冲拖曳的联合作用下打开:于34~32 Ma西北次海盆和东部次海盆受控于NNE向断裂的右行右阶走滑拉分作用,沿着NNE-SSW方向开启;32~23 Ma,NNE向走滑断裂活动自西向东逐步停止;于23 Ma左右,"消失"的南海以西的NNE向走滑断裂完全停止活动,同时由于婆罗洲地块逆时针旋转,古南海的俯冲带走向由近E-W向变为NE向,俯冲板块拖曳力也转变为NW-SE向并且占据主导地位,在拖曳力作用下礼乐—巴拉望地块后缘陆壳伸展,导致西南次海盆打开,东部次海盆的扩张方向由NNE-SSW转变为NW-SE向。于15Ma,礼乐—巴拉望地块与婆罗洲地块碰撞,南海停止扩张。