煤渣改良土的抗冻能力及损伤特性研究

为研究煤渣改良土作为季节冻土区路基填料的抗冻能力,以不同煤渣掺量及不同养护龄期下的煤渣改良土为研究对象,利用GDS三轴试验系统开展了不同冻融次数下改良土的三轴压缩试验,获得了最佳的煤渣掺量及养护时间数据,提出冻融及加载综合影响下改良土的总损伤变量,并据此建立了损伤本构关系。结果表明：改良土的抗冻能力随着煤渣掺入量的增大出现先增强后减弱的变化趋势,随龄期的增长而逐渐增强。冻融循环对改良土物理力学性质的影响主要集中在前5次循环过程,超过5次后影响逐渐减弱。冻融加载总损伤变量能够较好地反映冻融及加载过程中改良土性质的劣化,据此建立的损伤本构关系具有一定的精度,可以为季节冻土区煤渣改良土路基工程提供参考。     

渤海湾盆地济阳坳陷碎屑锆石裂变径迹年龄记录的构造抬升事件

对采自渤海湾盆地东南部济阳坳陷的碎屑岩进行测年研究,目的是通过碎屑锆石裂变径迹年龄揭示源区及其抬升剥露史和构造热事件,为华北克拉通构造演化特别是元古宙构造演化提供新的热年代学约束。14件上白垩统-上新统砂岩/粉砂岩岩心样品测年结果显示,锆石裂变径迹年龄分布在308±35Ma~145±19Ma之间,且所有单颗粒锆石径迹年龄均大于其沉积年龄,表明这些锆石为碎屑锆石。除1件样品外,其余13件样品的单颗粒年龄的,可以用来识别源区及其构造抬升。未通过χ2检验的锆石二项式最佳拟合峰值年龄集中分为9组:P1(1187Ma)、P2(720~548Ma)、P3(526Ma)、P4(330~319Ma)、P5(296~274Ma)、P6(213~201Ma)、P7(195~177Ma、162Ma)、P8(134~102Ma)和P9(94Ma),加上通过χ2检验的三叠纪(230Ma),指示源区中元古代-晚白垩世经历的9期构造抬升/岩浆活动。它们分别是发生在中元古代的芹峪运动、新元古代的构造抬升(约720~575Ma)、~548Ma的蓟县运动;古生代~526Ma早寒武世末构造运动、海西期构造抬升;晚三叠世印支期挤压构造抬升、早-中侏罗世印支期弱挤压抬升、早白垩世燕山期强烈岩浆活动及晚白垩世燕山晚期的抬升。华北克拉通北缘、克拉通内部古陆和盆地内部是渤海湾盆地上白垩统-上新统的主要物源区,古生代以来剥露速率逐渐增大,古生代、三叠纪、早-中侏罗世和白垩纪分别为0.020~0.033mm/y,0.033~0.042mm/y,0.034~0.049mm/y和0.041~0.097mm/y,反映源区白垩纪构造/岩浆活动最强烈。锆石裂变径迹年龄记录的中元古代-晚白垩世构造运动对探讨华北克拉通的构造演化特别是元古宙的演化提供了年代学证据,综合分析推断华北克拉通可能参与了Rodinia超大陆的形成与裂解。     

华北板块南缘伏牛山花岗岩锆石LA-MC-ICP-MS U-Pb定年、Lu-Hf同位素特征及岩石成因

伏牛山花岗岩体出露于华北板块南缘,南召县城以北,面积超过4200km~2。岩体的岩石组合为花岗岩+花岗闪长岩+石英闪长岩,具有I型花岗岩的特征。花岗岩锆石的LA-MC-ICP-MS U-Pb定年得到145.4±1.0Ma和118.5±0.6Ma,说明岩体形成于燕山期,并经历了至少两期岩浆活动。锆石Hf同位素分析表明,第一期花岗岩的ε_(Hf)(t)平均值为-16.53,二阶段模式年龄(t_(DM2))平均为2216Ma,表明其源岩以壳源物质为主;第二期花岗岩的源岩分为两个部分,一部分花岗岩的ε_(Hf)(t)平均值为-13.67,二阶段模式年龄(t_(DM2))平均为2044Ma,表明其源岩以壳源物质为主,另一部分花岗岩的ε_(Hf)(t)平均值为1.61,二阶段模式年龄(t_(DM2))平均为1073Ma,表明其源岩以新生地壳为主。根据研究结果及区域地质构造分析,认为第一期岩浆作用是由于太平洋板块俯冲导致秦岭造山带断裂构造再活动,发生部分熔融形成小规模的岩浆作用;而第二期岩浆作用是由于太平洋板块俯冲导致岩石圈拆沉,使地幔软流圈的物质上升,形成巨大的热场,引起大陆地壳大规模的部分熔融形成花岗岩浆。最终形成的花岗岩浆沿着华北板块与扬子板块之间的断裂上侵至地壳浅处,形成了伏牛山复式岩体。     

福贡地区石炭系地层可能属于拉萨地块:来自碎屑锆石年龄谱的指示

欧亚与印度大陆的碰撞使得印度大陆的北东角强烈挤入欧亚大陆内部,形成东构造结,其引发的强烈变形将南羌塘地块、北羌塘地块、拉萨地块、保山地块、兰坪-思茅地块以及地块之间的缝合带挤压于很窄的范围内,造成青藏高原腹地与其东南缘之间构造单元划分、对比困难。滇西福贡地区位于青藏高原东南缘,东构造结影响范围内,是三江造山带及青藏高原相关地块的汇聚处。福贡地区石炭系岩石组合表明其形成于较为稳定的浅海相沉积环境中,具有被动大陆边缘沉积特征。三件石炭系二云母石英片岩碎屑锆石表面年龄数据(194个有效分析点)形成五个主要年龄区间:2550~2400Ma、1800~1550Ma、1200~1080Ma、1000~850Ma和600~480Ma,峰值分别为~2502Ma、~1724Ma、~1120Ma、~886Ma和~512Ma。对比其他地块同时代地层的碎屑锆石年龄谱表明,福贡地区石炭系可能是拉萨地块的一部分,与腾冲地块一样,属于其南延部分。结合中新生代岩浆岩带的构造连续性,我们认为,印度板块东北角向北、北东方向的强烈挤压导致拉萨地块及冈底斯岩浆岩带弯曲、缩颈、并发生分离与旋转。     

华北地台北缘集宁地区古元古代片麻状石榴花岗岩的深熔成因及地质意义

本文对华北克拉通北缘集宁地区空间上密切共生的片麻状石榴花岗岩和孔兹岩系富铝片麻岩的岩相学、地球化学及年代学特征进行了对比研究。SHRIMP锆石U-Pb定年方面,在富铝片麻岩中获得了1910±10Ma和1839±13Ma变质锆石年龄,在片麻状石榴花岗岩中获得了1919±17Ma的变质重结晶锆石年龄。在石榴花岗岩的石榴石包裹体中识别出与富铝片麻岩相对应的进变质阶段(M1)和峰期阶段(M2)的矿物组合,由此确认富铝片麻岩的变质作用和导致石榴花岗岩形成的深熔作用是同一构造热事件的产物。通过对二者变质作用演化及特征变质矿物的对比,认为深熔作用主要发生在峰期后等温降压阶段(M3),石榴花岗岩中的石榴石为深熔作用过程中的残留矿物相或转熔矿物相,而石榴花岗岩则是混合有大量残留矿物相的熔体结晶的产物。对片麻状石榴花岗岩和富铝片麻岩的地球化学组成特征进行了对比分析,片麻状石榴花岗岩既有一定的继承性,又有十分明显的变异性。变异性表现为:1)石榴花岗岩主量和微量元素含量分布极不均匀,微量元素含量普遍低于源岩(Cs、Rb、Th、U、Nb、Ta、Zr、Hf等);2)大离子亲石元素Cs和生热元素U、Th亏损明显,Sr相对富集;3)高场强元素Nb、Ta、P、Ti的明显亏损;4)铕异常变化大,存在铕富集型、铕平坦型和铕亏损型共存的稀土配分曲线的岩石,这是深熔成因石榴花岗岩最突出的表现,也可能是原地-半原地深熔花岗岩的主要地球化学标志。综合区域上的地质资料,认为深熔作用与碰撞后伸展构造背景下基性岩浆底侵事件有关。     

南阿尔金泥盆纪中基性杂岩体的成因及其地质意义研究

出露于南阿尔金西段的塔什萨依辉长岩和闪长岩及其内花岗质细脉是古生代多期岩浆活动的产物,它们构成了南阿尔金俯冲碰撞杂岩带的一部分,是深入探讨该地区构造演化过程的良好材料。本文通过对这些地质体野外地质特征、岩石学、地球化学特征、锆石U-Pb年代学和锆石Hf同位素特征的系统研究,以期确定其形成时代、源区性质和岩石成因,为深入探讨南阿尔金俯冲碰撞杂岩带的演化过程提供进一步约束。本文研究表明:辉长岩和闪长岩具相对较高的SiO_2含量(50.4%~53.5%)和Mg#(57~80),低的K_2O/Na_2O比值(0.17~0.67),为钙碱性系列岩石;辉长岩的∑REE偏低(36.9×10~(-6)~83.1×10~(-6)),Eu正异常(δEu=1.17~1.85);闪长岩∑REE稍高(182×10~(-6)~190×10~(-6)),Eu负异常(δEu=0.85~0.86);二者相对富集LREE和LILE,亏损HFSE。其主量元素特征、微量元素(高Nb、Zr含量,低Zr/Y比值)、锆石Hf同位素和Sr-Nd同位素组成表明二者应为大陆板内伸展背景下软流圈交代的岩石圈地幔部分熔融的产物,并在其岩浆演化过程中经历了地壳混染和分离结晶作用。花岗质细脉具高的Si O2含量(72.4%～75.5%)和K_2O/Na_2O比值(2.33～2.56),属于钾玄岩系列岩石;与闪长岩相比,两者微量元素蛛网图相似,但花岗质细脉轻重稀土分馏程度较大,Eu负异常(δEu=0.55～0.61)和P、Ti的亏损更加显著。锆石U-Pb定年结果显示,辉长岩形成时代约为400～420Ma;闪长岩和其内花岗质细脉的形成时代基本一致,约为400Ma,并具有相似的锆石Hf同位素组成和Sr-Nd同位素组成,结合地球化学特征及野外产状,推测花岗质细脉为闪长岩分异的产物。结合南阿尔金区域地质背景综合分析,塔什萨依辉长岩和闪长岩起源于造山后伸展背景下软流圈交代的岩石圈地幔的部分熔融,并经历了地壳混染和分离结晶作用;而闪长岩进一步分异形成花岗质细脉,并在其形成过程中可能伴随少量壳源熔融物质的加入。     

张广才岭南段两个侏罗纪花岗岩体的地球化学特征及其地质意义

通过LA-ICP-MS锆石U-Pb定年和岩石化学分析,研究了张广才岭南段上营北岩体和帽儿山岩体的形成年代,地球化学特征和形成环境。上营北岩体为中粗粒钾长花岗岩,帽儿山岩体为中细粒黑云母钾长花岗岩。上营北岩体的加权平均年龄为178.9±2.7 Ma,帽儿山岩体为183.7±2.4 Ma,均为早侏罗世侵入岩。上营北岩体和帽儿山岩体主量元素都具有Si O_2和K_2O含量较高,Ti O_2、Mg O、Ca O含量较低,TFe O/Mg O值较高的特点;上营北岩体A/CNK=0.98~1.08,里特曼指数σ=1.51~2.66;帽儿山岩体含铝指数A/CNK=1.00~1.01,里特曼指数σ=2.12~2.36。上营北岩体稀土元素配分模式为海鸥型,轻重稀土分馏不明显;帽儿山岩体稀土元素配分模式为右倾型,轻稀土较重稀土富集;两个岩体均富集Rb、K,Ba、Nb、Ta、Sr、Ti、P、Ho、Er、U、Eu等元素出现不同程度的亏损。地球化学特征分析显示上营北岩体和帽儿山岩体均为A_2型花岗岩,为后造山型花岗岩,形成于兴蒙造山带后造山的伸展环境。     

西藏双湖地区南措铜金矿区花岗闪长岩锆石U-Pb年代学、岩石地球化学及成因

对南措铜金矿区与成矿相关的黑云母花岗闪长岩体进行了岩相学、锆石U-Pb年代学、岩石地球化学等方面的研究。结果表明:该岩体年龄为153.40±0.67 Ma,属晚侏罗世。岩石为准铝质-过铝质岩石,属钙碱性系列。LaN/YbN=9.31~12.65,轻重稀土元素分馏明显,δEu=1.21~1.66,Eu表现为正异常;样品微量元素表现为相对富集大离子亲石元素(LILE)K、与高场强元素(HFSE)Sr、Zr,而亏损高场强元素(HFSE)U、Nb、Ce、Nd、P的特征。岩体具有I型花岗岩特征。样品Zr/Hf值为42.23~45.82,平均值为44.2;Rb/Sr比值为0.07~0.19,平均值为0.13;Nd/Th值为1.65~2.18,平均为1.99,具壳源岩浆的特征,并有地幔物质混入。样品的Mg#值为49.80~57.22,Sr值为443.3~874.9,Yb值为0.80~1.39,Y值为8.96~16.60,Na2O/K2O2(2.18~2.97),为洋壳型埃达克岩,并在上升过程中可能有少量地幔楔物质混入。结合前人研究成果认为,该花岗闪长岩形成于晚侏罗世班公湖—怒江洋盆向北俯冲的火山弧环境。     

江西李公岭花岗闪长岩锆石U-Pb定年及找矿前景

为探究江西李公岭花岗闪长岩的成岩时代和成矿前景,对李公岭地区的花岗闪长岩及其中发育的隐爆角砾岩筒中的花岗闪长(斑)岩角砾岩块分别进行了锆石LA-ICP-MS U-Pb定年。测年结果表明,李公岭花岗闪长岩(150.6±1.1)Ma和隐爆角砾岩筒中的花岗闪长(斑)岩岩块(151.0±1.3)Ma基本为同时形成,时代为晚侏罗世。李公岭花岗闪长岩和李公岭角砾岩筒中的花岗闪长(斑)岩的形成时代与区内发育的阳储岭W-Mo矿的成岩成矿时代基本一致,以及隐爆角砾岩筒和周围的网脉状石英脉的存在,表明李公岭地区当时可能存在一个岩浆热液活动中心,且该热液活动可能与江南古陆东北缘燕山晚期大规模W-Mo成矿作用有关,暗示李公岭岩体周围具有较大的W-Mo找矿前景。     

辽东半岛盖州市梁屯地区古元古代大理岩的碎屑锆石U--Pb定年及地质意义

通过地层对比、锆石LA--ICP--MS U--Pb定年及岩石地球化学研究限定胶—辽—吉活动带北东段辽东半岛盖州市梁屯地区一套碳酸盐岩建造的原岩形成时代、物质来源和地层归属等。其炭质方解大理岩锆石阴极发光(CL)图像显示碎屑锆石核部大都具有振荡环带,且其Th/U比值较高(Th/U=0. 15～2. 04),表明其为岩浆来源成因。锆石U--Pb年代学定年结果显示存在两个主要的年龄峰值,主要年龄峰值为新太古代晚期(2 560～2 500 Ma),次要峰值为古元古代中晚期(2 040～2 000 Ma),其沉积时限应晚于2. 0 Ga,与古元古代辽河岩群沉积时代一致。此外,该年龄与区域上的太古代基底和大量出露的辽吉花岗岩的年龄相一致,表明炭质方解大理岩物质来源于太古代基底和辽吉花岗岩。并通过岩相学、岩石地球化学、年代学和区域对比等研究,确认梁屯地区分布的这套富含炭质的大理岩建造(原岩为沉积石灰岩)可与辽河群高家峪岩组对比,而非前人认为的大石桥岩组。