两广交界地区壶垌片麻状复式岩体的年代学和地球化学：对云开地块北缘早古生代构造-岩浆作用的启示

本文对两广交界地区发育的壶垌片麻状复式岩体进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年和岩石学、地球化学、Sr-Nd-Pb同位素的分析研究。该复式岩体主要由片麻状英云闪长岩、片麻状花岗闪长岩和片麻状二长花岗岩组成,获得片麻状花岗闪长岩LA-ICP-MS锆石U-Pb谐和年龄为443.1±2.0Ma。其中片麻状英云闪长岩和片麻状花岗闪长岩总体具有较低硅(SiO2=62.92%~67.54%)、较低碱(K2O+Na2O=3.98%~5.17%)、准铝质(A/CNK=0.83~0.93)的化学组成特征,属于中钾含角闪石钙碱性花岗岩类(ACG);而片麻状二长花岗岩具有高硅(SiO2=71.55%~72.78%)、高碱(K2O+Na2O=6.65%~7.57%)、准铝-弱过铝质(A/CNK=0.92~1.05)的化学组成特征,属于高钾钙碱性花岗岩类(KCG)。岩石表现出富集大离子亲石元素(如U、Ba、Rb和Th)和轻稀土元素,而Nb、Ta和Ti等高场强元素和重稀土元素明显亏损,并具有较高的锶同位素初始比值((87Sr/86Sr)i=0.71268~0.71482)和较低的εNd(t)值(-9.4~-2.6),反映其具有俯冲消减作用形成的岛弧岩浆岩地球化学特征。结合区域地质特征分析认为,壶垌片麻状复式岩体很可能是在扬子板块和华夏板块之间的洋壳岩石圈向南俯冲的地球动力学背景下,引发软流圈地幔上涌,其所带来的热能诱发了岩石圈地幔和上覆云开地块的古老地壳物质重熔,形成以壳源为主的壳幔混源母岩浆,再经历不同程度分离结晶作用,从而形成了本区大陆边缘弧型岩浆岩。因此,壶垌片麻状复式岩体是云开地块北缘早古生代洋陆俯冲-碰撞的地质记录。     

地震作用下含软弱夹层顺层岩质边坡表面放大效应研究

为了研究地震作用下含软弱夹层顺层岩质边坡表面的放大效应,借用FLAC3D软件,建立了含软弱夹层顺层岩质边坡动力分析数值模型;在合理考虑地震动输入、边界条件、网格划分与模型参数的基础上,分析了地震动峰值、频率、持时以及初动方向等因素影响下的边坡表面放大效应。研究结果表明：①地震动峰值、频率和初动方向对边坡表面放大效应的影响较显著,而地震动持时对边坡表面放大效应的影响微小;②随着地震动峰值的增加,放大效应由软弱夹层之上的坡面及坡顶面向坡肩点逐渐增大,坡肩点的放大效应最大;③当输入地震动频率小于边坡的自振频率时,边坡表面加速度放大倍数较小,且频率越小,放大倍数越小,当输入地震动频率大于边坡的自振频率时,边坡表面加速度放大倍数较大,且频率越大,放大倍数亦越大。     

唐山地震破裂过程的雁行断裂模式及理论和试验的模拟

按照重新定位后的震源位置及更多的补充资料,重新计算了唐山地震序列中主要地震的震源机制.用新方法和原有方法重新测定了主要地震的破裂几何尺度和震源参数.并进一步研究了1976年至今的余震活动性. 新结果指出,两个7级以上地震的震源机制更加相似,破裂方向也几乎相同.Ms=7.8地震的破裂长度在77——87km之间.它东北端的破裂终止点是在榛子镇稍南而不是芦龙附近.根据新的结果,本文提出一个非等长雁行断裂力学模式.理论和试验结果指出,新模式能更好地模拟唐山地震的破裂过程,并能较好地解释那些用已有模式不能解释的观测事实.      

阿尔泰造山带南缘昆格依特岩体LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学、岩石成因及其地质意义

昆格依特岩体出露于阿尔泰造山带南缘青河县大青格里河昆格依特一带,主要为角闪黑云英云闪长岩。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果显示,锆石的²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄加权平均值为(403.4±7.4)Ma,表明该岩体形成于早泥盆世。岩体的SiO₂含量介于52.39%~71.89%之间,里特曼指数为0.68~1.53,A/CNK 值为0.76~1.06,属中钾、钙碱性、准铝质-弱过铝质岩石。具有富集Cs、Rb、Th、U等大离子亲石元素和轻稀土元素,相对亏损Nb、Ta、Hf、Ti等高场强元素和重稀土元素,弱的负Eu异常(δEu=0.56~0.86)的岛弧岩浆岩特征。结合区域地质资料,认为阿尔泰造山带南缘早泥盆世昆格依特岩体形成于活动大陆边缘的陆缘弧构造环境,是古亚洲洋俯冲过程中幔源的基性岩浆底侵下地壳使之熔融,并发生了岩浆混合和分异作用的产物。     

湖南香花岭复式碱长花岗岩体侵入期次关系的识别

香花岭碱长花岗岩为一复式岩体。不同期次侵入体之间的接触关系、白色和绿色含铍条纹岩以及磁铁矿条纹岩与不同期次侵入体之间的对应关系、通天庙、塘官铺、太平和新风不同矿化组合与不同期次侵入体之间的成因联系以及遥感图像中的环形构造特点和差异明显的Rb-Sr同位素等时年龄表明该岩体是两期四次碱长花岗质岩浆侵入作用的产物,燕山早期的三次岩浆侵入与本区矿化关系密切;而燕山晚期的一次岩浆侵入与矿化无关。上述认识可对矿区的某些地质问题作出合理的解释。     

边坡降雨入渗问题中两种边界条件的处理及应用

基于饱和-非饱和渗流的Richards方程,以COMSOL Multiphysics有限元数值计算软件为平台,针对边坡降雨入渗问题中的入渗边界条件和渗流(溢出)边界条件,以孔隙水压力为控制条件,推导了二者的控制方程,并以二维土柱模型及已有文献中的实例模型为基础,探讨了控制方程中边界耦合长度尺度L的取值,结果发现L为0.001 m时较为合理。建立简单二维边坡模型,应用上述边界条件的控制方程,分析了不同降雨强度(长而弱、短而强)下,边坡降雨的入渗及渗流规律。结果表明:4 mm/h的降雨强度下,实际入渗率始终等于降雨强度,表层土体的体积含水率从0.29增至0.35,降雨75 h时坡脚处发生表面渗流,降雨200 h时研究区域总入渗量为39.068 m³;40 mm/h的降雨强度下,实际入渗率首先等于降雨强度,然后逐渐减小,表层土体的体积含水率从0.29增至0.415(饱和),降雨4h时坡脚处发生表面渗流,降雨20h时研究区域总入渗量为26.908m³,降雨量相同但其值远小于前者。该结论与已有研究的边坡降雨入渗规律相符,进一步证明了上述边界条件控制方程...     

基于交叉梯度结构约束的大地电磁主轴各向异性并行三维反演

各向异性介质对大地电磁观测数据的影响往往不可忽略,因此需要提高大地电磁各向异性三维反演的可靠性和有效性.为了满足大地电磁各向异性三维反演的需求,本文研究了一种基于交叉梯度结构约束的大地电磁主轴各向异性并行三维反演算法.根据大地电磁平面波理论假设,正演方程采用背景场与二次场分离的计算方式,二次场利用交错网格有限差分法求解.由于各向异性反演的多解性,本文将各向异性介质简化为主轴各向异性,并在此基础上进一步采用有限内存拟牛顿LBFGS法实现三维各向异性反演.为了提高各向异性反演的分辨率,反演目标函数中引入交叉梯度项,利用先验的结构信息,对三个方向的电阻率参数进行结构约束,最终的反演进一步利用MPI（Message Passing Interface,消息传递接口）技术实现分频并行计算,测试结果显示并行接近线性加速比.

     

喜马拉雅东构造结及周边地区地壳各向异性特征

利用喜马拉雅东构造结及周边地区的48个宽频带地震台站记录的远震波形数据,通过Pms波分裂测量得到了295对地壳各向异性横波分裂参数,获得了研究区的地壳各向异性图像.喜马拉雅东构造结的快波偏振方向主要为NE-SW方向,周边地区的快波偏振方向呈现出绕东构造结顺时针旋转的趋势.Pms波分裂的慢波延迟时间范围为0.11~0.30 s,平均值为0.24 s.对比分析研究区内Pms波分裂、近震直达S波分裂和远震SKS波分裂的结果发现,上地壳各向异性对Pms波分裂影响有限,地壳各向异性主要来自于中下地壳矿物和熔体的定向排列;地壳各向异性对SKS波分裂影响较小,SKS波分裂主要反映了上地幔的各向异性特征;Pms波分裂的快波偏振方向与近震直达S波分裂和远震SKS波分裂的快波偏振方向表现出较好的一致性,并且与地表构造和变形特征具有较好的相关性,反映了喜马拉雅东构造结及周边地区的岩石圈变形可能为垂直连贯变形模式.

     

双相各向异性介质中弹性波方程的有限元解法及波场模拟

基于双相各向异性介质模型,首先推导了双相各向异性介质中弹性波传播的动力学方程及其Galerkin变分方程和有限元运动方程,然后给出了孔隙弹性波方程的有限元数值解法以及二维双相PTL介质中波场模拟的人为吸收边界条件. 最后,利用本文给出的有限元方法对双相PTL介质和双相各向同性介质中的弹性波传播进行了数值模拟. 结果表明:有限元方法和吸收边界条件有效、可行,在理想相界条件下,不论是从固体位移,还是从流体位移的波场快照都能看到明显的慢速拟P波;在黏滞相界情况下,能否观察到慢速拟P波,与含流体地层介质的耗散性质有关.对实际含流体介质,从流体位移分量的波场快照比从固体位移波场快照更容易观察到慢速拟P波.