川西义敦岛弧稻城花岗岩体和海子山花岗岩体锆石U-Pb年代学、Hf同位素特征及地质意义

义敦岛弧形成于晚三叠世大规模俯冲造山作用过程中,位于松潘-甘孜褶皱带和羌塘地体之间。稻城岩体和海子山岩体分别为义敦岛弧上出露的晚三叠世和白垩纪花岗质岩体。结合野外考察,本文对上述岩体进行岩相学、锆石U-Pb年代学和Hf同位素的研究,结果表明,1稻城岩体和海子山岩体主要矿物为斜长石、钾长石、石英和黑云母,副矿物为锆石、榍石、磁铁矿和磷灰石等;钠质斜长石颗粒,以及钾长石和石英不连续出现,表明二者均属于低熔线花岗岩,是含水条件下,在与造山事件有关的环境中形成。2稻城岩体的侵位年龄为217.4Ma,属晚三叠世花岗岩侵入体,εHf(t)为-7.1~-0.1,二阶段模式年龄(tDM2)为1.26~1.7Ga,表明在中元古代与扬子克拉通经历了共同的地壳演化历史;海子山岩体的形成时代为98.3 Ma,为白垩纪时期产物,εHf(t)变化于-12.1~+2.5,二阶段模式年龄(tDM2)变化于1.0~1.93Ga。3结合前人研究成果,本文认为稻城岩体源岩可能是与扬子克拉通有关的中元古代的下地壳物质,在甘孜-理塘洋俯冲闭合后的同碰撞造山阶段,因地幔岩浆底侵作用而发生了部分熔融,同时伴有少量的亏损地幔成分加入,之后上升侵位于中—上地壳,并且侵位后经历了快速的冷却过程。海子山岩体是与俯冲有关的造山后伸展环境下形成的A2型花岗岩,源岩主要为中元古代地壳物质,同样有少量地幔物质加入,在白垩纪时侵位于地壳较浅部位,之后亦同样经历了快速的冷却过程。     

内蒙古准苏吉花斑岩型钼矿及外围反射地震探测

内蒙古准苏吉花斑岩型钼矿床是一个中型金属矿床,目前勘查区内还没有较深的钻孔资料。为探测深部隐伏金属矿和控矿构造及深部地质结构,在内蒙古准苏吉花钼矿区及其外围开展了高精度反射地震测量。该反射地震采用2台套大功率可控震源激发,5 m道间距,960道接收,80次覆盖的工作方法,获得了能清晰反映深部地质结构和构造的高精度反射地震剖面。在该剖面上,能够清楚地解释测区导矿和控矿构造及隐伏岩体分布及燕山期与华力西期岩体的交切关系,并据此讨论了地壳深部流体运移的路径和动力过程,为在该区寻找深部隐伏金属矿指明了新的找矿靶区。     

巴西劈裂法在层状岩体抗拉强度测试中的分析与讨论EI北大核心CSCD

为分析巴西圆盘劈裂法在层状岩体抗拉强度试验中的适用性,在以往层状岩体巴西圆盘劈裂试验成果分析基础上,选取层理砂岩为试验对象,设计并进行了考虑不同层理角度的砂岩巴西圆盘劈裂试验。分析结果表明,(1)层状岩体抗拉强度的各向异性特点非常明显,层理角度对各种层状岩体的劈裂抗拉强度的影响规律是基本类似的,只是影响程度不一样;(2)不同层理角度圆盘试样的破裂面形状差别较大,其破坏模式可以归纳为直线型、折线型和弧形型;(3)当层理角度0°<β<90°时,破裂面的发展规律不能严格满足巴西圆盘劈裂试验力学理论模型的假定,采用式(1)计算得到的劈裂抗拉强度只能是一个近似的值;(4)当圆盘试样加载线两侧的岩石材料、层理结构对称分布时,加载时圆盘内的应力分布可以较好地满足其理论计算模型,其试验结果比较准确。研究成果可为层状岩体抗拉强度的准确测定提供较好的参考。     

单轴压缩荷载下非贯通闭合节理岩体损伤本构模型

目前损伤力学已被认为是研究节理岩体力学行为的有效工具,但是在目前的节理岩体损伤变量定义中大多仅考虑节理几何特征而未考虑节理内摩擦角等力学参数,这显然不能很好地反映节理岩体的力学特征。为此,拟推导出一个能够综合考虑节理几何及力学参数的损伤变量（张量）,并由此建立单轴压缩荷载下岩体损伤本构模型。首先,基于断裂力学的由于单个节理存在引起的附加应变能增量与损伤力学的损伤应变能释放量相关联的观点,推导出了含非贯通节理岩体的损伤变量计算公式;其次,根据断裂力学理论对单轴压缩荷载下的单个节理尖端应力强度因子计算方法进行了研究,得出了应力强度因子K_Ⅰ、K_Ⅱ的计算公式;同时考虑多节理间的相互作用给出了单组单排及多排非贯通节理应力强度因子计算公式。最后,利用该模型对含单条非贯通节理的岩体在单轴压缩荷载作用下的峰值强度及损伤变量进行了分析计算。结果表明,当节理倾角小于其内摩擦角时,岩体强度与完整岩石相同,岩体损伤为零,而后随着节理倾角增加,岩体强度、损伤随节理倾角的变化分别呈开口向上及向下的抛物线,当节理倾角约为60°时,岩体损伤最大,强度最低。随着节理长度增加,岩体损伤增加,而随着节理内摩擦角的增加,岩体损伤则减小。      

基于改进遗传算法的岩体结构面幂函数模型参数辨识

沿结构面的剪切滑移是工程岩体主要的破坏模式之一,选择恰当的岩体结构面本构模型是分析岩体结构面破坏的重要一环。当前常用的结构面本构模型有指数型模型、曲线型模型和幂函数型模型,其模型参数都是根据工程实际经验或室内试验所得,不能很好的模拟实际变形情况。指数型模型得出的模拟值偏大,曲线型模型得出的模拟值偏小,幂函数型模型在较低的法向应力下能较好的模拟剪切变形过程,但在较高的法向应力下得出的模拟值偏小。为此,通过改进的遗传算法对岩体结构面幂函数模型参数进行辨识,得出由"等效参数"构成的幂函数模型。实例验证结果说明,通过改进的遗传算法辨识出的由"等效参数"构成的幂函数模型能够很好的模拟实际变形情况,能够很好的适应于不同的工程实际应用。      

地震荷载作用下岩石边坡的抗倾覆稳定性分析及可靠度研究

在地震多发地区,地震荷载对岩石边坡的稳定性影响显著。因此,在边坡抗震设计中,准确有效地评估其稳定性显得非常重要。安全系数法未考虑地震荷载等影响因素的不确定性,因此具有一定的局限性。本文在考虑到破坏面出流缝未堵塞和被堵塞两种情况下,利用拟动力方法计算了岩石边坡抗倾覆稳定性安全系数。在此基础上,考虑到地震荷载、坡顶超载及张裂缝内水位深度的变异性,对岩石边坡的抗倾覆稳定性进行了可靠度分析。研究发现,当破坏面出流缝被堵塞时,岩石边坡的抗倾覆稳定性急剧降低。此外,地震荷载等因素的变异性对岩石边坡的抗倾覆稳定性有着显著的影响。因此,同时利用安全系数及可靠度指标来评估岩石边坡的稳定性,且适当地考虑岩体放大系数,有利于岩石边坡抗震设计的安全性。     

西藏雅鲁藏布江缝合带西段普兰纯橄岩中橄榄石的出溶特征及指示意义

西藏雅鲁藏布江缝合带西段普兰纯橄岩中橄榄石存在透辉石和磁铁矿共生出溶现象。这类纯橄岩非常新鲜,主要由橄榄石、尖晶石和透辉石等矿物组成。橄榄石的Fo值是90.1~90.7,铬尖晶石的Cr~#为19.8~20.8,远小于蛇绿岩地幔橄榄岩中常见纯橄岩中铬尖晶石的铬值(Cr~#60)。基于前人研究结果,提出这种现象是由于亏损方辉橄榄岩与含钛、铝、钙熔体发生交代作用,从而形成橄榄石的固溶体存在Ti~(4+)、Al~(3+)、Ca~(2+)、Fe~(3+),而Cr~(3+)进入铬尖晶石结晶。后期由于岩体在抬升过程中降温,橄榄石中出溶形成单斜辉石和磁铁矿,而铬尖晶石结晶被保留。依据铬尖晶石-橄榄石的矿物化学成分,识别出低铬纯橄岩具有最低的部分熔融程度为~8%,Cr~#最高的纯橄岩壳其部分熔融程度达到~50%,表明不同岩相间其形成背景存在明显差异。因此,笔者认为普兰蛇绿岩具有多阶段的过程。首先是在洋中脊环境下经历富Ca、Al和Na等熔体交代和部分熔融作用,后受到俯冲带玻安质熔体改造。     

湘中紫云山岩体暗色微粒包体的成因:岩相学、全岩及矿物地球化学证据

暗色微粒包体广泛分布于湘中紫云山岩体中的似斑状角闪石黑云母花岗闪长岩中,但其研究程度较低.对具有火成结构的暗色微粒包体及其寄主岩进行了岩相学、全岩及长石、辉石、黑云母的矿物地球化学研究,探讨其岩石成因及构造意义.寄主岩的全岩主量、微粒元素较为均一,而暗色微粒包体变化较大,且后者相对贫SiO₂而富Na₂O,但总体上二者均具有准铝质、钙碱性、镁质的特征,均富集轻稀土和大离子亲石元素,而亏损重稀土和高场强元素.寄主岩和暗色微粒包体的斜长石、辉石和黑云母均分别属于中长石、次透辉石－低铁次透辉石和铁质黑云母的范畴,显示相似的矿物地球化学特征.详尽的岩相学和地球化学特征表明,寄主岩属于I型和ACG型花岗岩,具有明显壳幔混合的特点;而暗色微粒包体形成时处于液态并具有流动性,与寄主岩间存在明显的机械和化学混合作用,并具有早期为骤冷快速结晶、晚期缓慢结晶这两期过程.因此,紫云山岩体中出现大量暗色微粒包体,是印支晚期湘中地区在强烈挤压之后的松弛阶段,由于软流圈物质上涌,并与其诱发的壳源酸性岩浆混合作用的产物.      

张家口高家庄多金属矿床成矿时代厘定及其地质意义

太行山北东向构造-岩浆岩带中发育有多个燕山期酸性岩体,目前已发现的多金属及贵金属矿床与燕山期岩体有着密切的成因联系。本文对分布于大河南岩体北西侧的高家庄多金属矿床采用硫化物Rb-Sr法进行了同位素定年,(144.5±1.4)Ma等时线测年结果与采用锆石U-Pb法确定的大河南岩体形成时代接近;此外,矿床硫化物的初始锶同位素比值为0.7122~0.7123,显示成矿物质来源以壳源为主。这与大河南岩体主要为陆壳物质部分熔融形成的认识相一致,即高家庄多金属矿床在成矿物质来源上与大河南岩体的形成与演化之间具有密切的成因联系。大河南岩体的形成时限与区内多金属矿床形成时限与中国东部第二次大规模成矿期一致,此时区内地球动力学环境正处于主应力场由近南北向转换到近东西向的构造体制大转折时期。在此独特的成矿背景下,深熔作用形成的花岗质岩浆沿NNE向与原EW向断裂交汇处侵位。花岗质岩浆高侵位但未发生喷发作用,使挥发组分和成矿元素得以保存,从而为大规模成矿作用提供了必须的热、流体、挥发组分和成矿元素。     

地震作用下含水平软弱夹层斜坡动力响应特性研究

基于相似性理论,设计并完成了2个含不同厚度水平软弱夹层的岩质斜坡。试验模型高度、长度、宽度分别为1.80、1.65、1.50 m,坡角约60°,软弱夹层厚分别为3、15 cm。输入不同类型、激励方向、频率和振幅的地震波,利用大型振动台试验中传感器记录的数据和正交试验,研究了斜坡的加速度响应特征及其影响因素。试验结果表明:斜坡动力加速度放大系数分布存在明显的坡内高程效应和坡面的非线性趋表效应。斜坡水平向坡面放大系数随斜坡高程增加呈波动性增大,薄夹层斜坡中、上部表现更为明显。竖直向坡面放大系数因软弱夹层厚度而异,薄夹层斜坡局部减小后增大,最大放大值出现在坡肩位置,而厚夹层斜坡最大放大值出现在软弱夹层底部。同等强度地震力激励下,坡内竖直向放大系数不及水平向,约为0.75倍。坡面上,水平和竖直向放大系数的相对大小与高程有关。软弱夹层以下,竖向放大系数大于水平向,夹层以上则相反。软弱夹层对斜坡动力响应的影响也因激励方向不同而有所区别,对水平向动力响应有一定的放大作用,而对竖直向动力响应则是吸收减弱。斜坡动力响应所选因素的影响大小顺序依次为斜坡高程、坡体位置、软弱夹层厚度、激励振幅、加载波形、激励方向,其中斜坡高程、坡体位置以及软弱夹层厚度对斜坡动力响应具有显著性影响。