滇东北下田坝花岗岩年代学、地球化学及其构造意义

滇东北下田坝花岗岩的SiO2质量分数在71.1%～78.15%之间,Al2O3值在11.55%～14.90%之间,A/CNK=0.94～1.25,属于弱过铝质花岗岩。稀土元素总量(∑REE)为259.71×10-6～804.60×10-6,∑LREE/∑HREE为4.12～10.28,说明轻稀土较重稀土富集。岩石具有明显的负Eu异常(δEu=0.04～0.07),大离子亲石元素Rb、Ba、Pb、U等相对富集,高场强元素Nb、Ta、Zr、Ti等明显亏损,这些特征说明下田坝花岗岩是由壳源物质部分熔融形成的,具有A型花岗岩的特征。对下田坝花岗岩进行的激光探针等离子体质谱(LA-ICP-MS)锆石U-Pb同位素年代学研究获得了206Pb/238 U加权年龄年龄769±4.4Ma(MSWD=0.45),可代表花岗岩的形成年龄,下田坝花岗岩并非原来认为的早古生代花岗岩。结合对区域地质资料的分析认为,下田坝花岗岩的形成年龄与扬子地块西部Rodinia超大陆裂解事件在时间上一致,该花岗岩是在Rodinia超大陆裂解过程中由地幔柱活动引起的大陆裂谷环境中形成的,这也证实了扬子地块西南缘新元古代的裂谷环境已影响到滇东北的东川地区。     

基于幂强化本构模型的轴对称圆巷弹塑性解

轴对称圆巷的弹塑性求解的关键是选择合适的屈服准则。已经有诸多学者选择Mohr-Coulomb准则、Drucker-Prager准则和Hoek-Brown准则等,进行了相应的求解。为了探讨更符合工程实际需要的准则和求解,在考虑岩石材料的应变强化效应的条件下,建立了轴对称圆巷的幂强化本构模型和基于Drucker-Prager屈服准则的幂强化-理想塑性模型,并进行了弹塑性求解。以工程实例为计算条件,将幂强化-理想塑性模型的计算结果与基于Mohr-Coulomb准则、Drucker-Prager准则的理想塑性模型和幂强化模型的计算结果分别进行了对比,分析幂强化参数对围岩弹塑性解的影响。研究表明,应变强化效应对围岩稳定性有较大影响,对于应变强化效应较强的岩石材料,采用幂强化模型分析更接近工程实际。     

深部开采圆形巷道围岩破损区与支护压力的确定

应用经典塑性力学理论确定的圆形巷道围岩弹塑性应力场存在一些问题,这影响深部圆形巷道的稳定性评价及支护设计的合理性。应用塑性力学求解新体系确定的圆形巷道围岩弹塑性应力场准确解,进行了各向同性均质地层中圆形巷道破损区、地层残余强度与支护压力关系方面的研究,取得了如下成果:(1)破损区随开采深度的增加而增大,它们基本呈线性关系。(2)建立了支护压力与巷道埋深、围岩强度、围岩破坏后残余强度、围岩泊松比和重度之间的关系。研究成果可为支护设计提供重要参考。     

柴北缘绿梁山地区早古生代弧后盆地型蛇绿岩的年代学、地球化学及大地构造意义

岩石学、地球化学、年代学及Lu-Hf同位素综合研究表明在柴北缘西段绿梁山大平沟地区出露一套弧后盆地型蛇绿岩,岩石类型主要包括变质橄榄岩、变火山岩、变辉长岩及斜长花岗岩。其中变火山岩具有LREE亏损,类似N-MORB的稀土配分模式,同时又具有富集大离子亲石元素,亏损Nb、Ta等高场强元素的岛弧火山岩的地球化学特征,应形成在弧后盆地环境。斜长花岗岩为低钾准铝质花岗岩,具有LREE略微富集,HREE平坦的稀土配分型式,显示强烈Eu正异常,其εHf(t)值介于13.7～15.3之间,为变辉长岩部分熔融的产物,熔融温压条件可能为P=0.8～0.9GPa和T=～800℃。年代学研究结果表明变辉长岩的形成时代为535±2Ma,斜长花岗岩的形成时代为493±3Ma,指示本地区弧后盆地拉张时限至少介于493～535Ma之间,而柴北缘地区古大洋俯冲消减作用应早于535Ma。     

粤北大宝山矿区加里东期火山岩的厘定及其地质意义

粤北大宝山矿区一带出露一套与层状Fe-Cu-Pb-Zn矿化紧密共生的层状火成岩。层状火成岩产状与上覆页岩及大理岩和下伏碳质页岩基本一致。本文通过层状火成岩显微特征及锆石年龄探讨火成岩形成环境及时代。层状火成岩为斑状结构,块状构造,局部发育条带状构造及流动构造。层状火成岩的斑晶主要由火山喷发形成的棱角明显石英、斜长石、钾长石、少量角闪石、黑云母及黄铁矿等晶屑及少量岩屑组成,基质为火山熔浆凝结形成的全晶质矿物,主要由粒度极细的石英、钾长石、绢云母、白云母及少量黑云母等组成,石英和钾长石构成典型的霏细结构。层状火成岩含大量火山碎屑及具流动构造等现象表明其为火山碎屑熔岩类,主要为英安质凝灰熔岩、流纹质凝灰熔岩及角砾熔岩。大宝山矿区中部流纹质凝灰熔岩和东部丘坝一带英安质凝灰熔岩的锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄分别为436.4±4.1Ma,MSWD=0.94和434.1±4.4Ma,MSWD=1.9,是加里东期形成的。据大宝山矿区熔岩锆石U-Pb年龄,结合层状熔岩和灰岩及碳质页岩紧密共生及区域深大断裂构造活动特征,我们认为大宝山与层状矿化关系密切的层状火成岩为加里东期海相火山熔岩,粤北一带加里东期海相火山活动可能和形成于加里东期的吴川-四会深大断裂活动有关。     

锡在高温气相里的迁移实验与南岭大厂 矿区100号矿体形成机制

我国著名大型锡矿大厂矿区的100号矿体是一个不规则的大脉状矿体,由质密锡铅锌矿石组成。该大脉矿体长度约1200多米。大厂矿区矿床形成过程有两个主要矿化阶段:早期锡石硫化物阶段和晚期的硫盐锡石多金属矿化阶段。矿物流体包体数据表明:早期形成于300~400℃(450℃)条件下,有高盐度流体包体与低盐度流体包体共存,流体处于从超临界流体进入近临界的气液两相不混溶区过渡阶段,有流体沸腾现象;晚期流体盐度变化小处于降温过程。而100号矿体形成于300~360℃,压力较低,仅为8.24MPa。本次研究设计一含锡溶液从超临界态进入亚临界态的气液不混溶区的实验,研究金属在气-液间再分配过程。实验模拟一个非平衡的气液分离反应动力学过程。重点研究含Sn-NaHCO3-HCl-H2O在近临界压(25~22MPa)和8~14MPa、380~300℃条件下,在亚临界态气-液两相不混溶区时相分离过程。气液分离实验是恒压降温过程。结果表明:近临界区NaHCO3-HCl-H2O的NaCl-H2O体系出现气-液(L-V)分离现象。降温远离临界点时,在V与L相里的Na、Cl浓度比:Na(V/L)、Cl(V/L)比值多数远小于1,Na、Cl主要分布在液相里。实验表明出现含Sn溶液的V-L两相分离过程,并且,Sn已在L-V间再分配,Sn(V/L)多数大于1。说明Sn多数情况下分布于气相里(贫NaCl富H2OCO2)。在380~250℃范围内NaCl-H2O-CO2体系包含的H2O-CO2体系也出现V-L两相不混溶区。实验发现H2O-CO2的L-V分离过程中,气相里HCO-3和CO2-3分布很少,CO2多。同时,锡在H2O-CO2的L-V间也存在再分配,锡分布在富CO2气体里。实验说明富CO2气体迁移锡。实验为地质解释提供依据,说明100号矿体形成于快速减压的大型裂隙条件下。在300~360℃下压力减低,使含金属流体迅速进入L-V两相不混溶区,气体快速迁移金属,快速沉积金属矿石。     

柴北缘牦牛山地区牦牛山组沉积相组合特征

柴达木盆地北缘牦牛山地区出露的牦牛山组是一套由冲积扇和扇三角洲相共同构成的陆相沉积组合,冲积扇相砾岩-粗砂岩组合主要分布于研究区SE侧,扇三角洲相砂岩-泥岩组合主要分布于研究区NW侧。古水流分析表明牦牛山组沉积物主要来自其SE侧古隆起,但后期扇三角洲相包含少量来自NW和NE向的沉积物。该套沉积组合序列特征与区域上分布在牦牛山西侧同时期形成的湖泊相、滨浅海相沉积共同表明,柴达木盆地北缘在晚志留-早泥盆世时期存在一NW向倾斜的古斜坡,且晚期北侧发生抬升。砾岩和砂岩碎屑组成与区域岩石组合类型对比表明,牦牛山组沉积碎屑物主要来自于滩间山群。沉积组合序列特征、碎屑组成和区域构造背景综合研究表明,牦牛山组可能为柴达木板块向北俯冲过程中形成的局部断陷盆地的充填物。     

地下洞室黏弹性位移反分析模式分层运算

在洞室黏弹性位移参数反分析中,对分层优化方法存在初始值选取困难、计算量大等问题进行了探讨,提出了基于最小二乘法的模式分层运算方法,改变参数求解机制,避免了由于初始值选取不当造成迭代不收敛的现象,加强了求解搜索的有效性,提高解的精度和稳定性,通过工程实例进行验证。数值计算结果表明,模式分层运算对洞室黏弹性多参数位移反分析计算的结果真实、可靠。     

南京汤山膨润土矿地质特征,物化性质及矿床成因

通过对南京近郊汤山膨润土矿床的矿区地质、矿床地质特征的分析,阐明了该矿床的成因及其矿石的物化性能。综合研究表明,该矿床是以流纹岩及凝灰岩为成矿原岩,在特定的条件下,经热液蚀变改造而形成的矿床。此矿床之矿石属钙基膨润土,经适当选矿后可用于深加工。     

武汉长江底钻孔同位素单井法地下水流速、流向测试

本文论述了在武汉市长江底部第四纪孔隙含水层中用单井稀释法测定地下水流速、流向实验的过程和结果。并对在这种试验条件下所得的测定结果进行分析讨论,得出了相应的结论。测试结果表明:武汉长江底部JC II 6号钻孔处地下水流向从上到下都受到地表长江水流的影响。上部受到影响大,而深部较弱,地下水流向从上到下逐渐向东偏转35°左右。上部中细砂层中的地下水流速,大于下部粗中砂层中地下水流速。本次测试由于测定点靠近江心地下水排泄带,其地下水和地表水的水头差0 5m左右,试验虽然采取了特殊的施工工艺,也还可能受到垂向流的微小影响,使测试结果中的水流速度比实际地下水水流速度可能要稍偏大些。但因本点水文地质条件决定了三段之间或地下水流和江水之间无明显的水头差,所以引起的误差不大,可以忽略不计。