Paleozoic tectonism on the East Gondwana margin: Evidence from SHRIMP U–Pb zircon geochronology of a migmatite–granite complex in West Antarctica

The Fosdick Mountains migmatite–granite complex in West Antarctica records episodes of crustal melting and plutonism in Devonian–Carboniferous time that acted to transform transitional crust, dominated by immature oceanic turbidites of the accretionary margin of East Gondwana, into stable continental crust. West Antarctica, New Zealand and Australia originated as contiguous parts of this margin, according to plate reconstructions, however, detailed correlations are uncertain due to a lack of isotopic and geochronological data. Our study of the mid-crustal exposures of the Fosdick range uses U–Pb SHRIMP zircon geochronology to examine the tectonic environment and timing for Paleozoic magmatism in West Antarctica, and to assess a correlation with the better known Lachlan Orogen of eastern Australia and Western Province of New Zealand.NNE–SSW to NE–SW contraction occurred in West Antarctica in early Paleozoic time, and is expressed by km-scale folds developed both in lower crustal metasedimentary migmatite gneisses of the Fosdick Mountains and in low greenschist-grade turbidite successions of the upper crust, present in neighboring ranges. The metasedimentary rocks and structures were intruded by calc-alkaline, I-type plutons attributed to arc magmatism along the convergent East Gondwana margin. Within the Fosdick Mountains, the intrusions form a layered plutonic complex at lower structural levels and discrete plutons at upper levels. Dilational structures that host anatectic granite overprint plutonic layering and migmatitic foliation. They exhibit systematic geometries indicative of NNE–SSW stretching, parallel to a first-generation mineral lineation. New U–Pb SHRIMP zircon ages for granodiorite and porphyritic monzogranite plutons, and for leucogranites that occupy shear bands and other mesoscopic-scale structural sites, define an interval of 370 to 355 Ma for plutonism and migmatization.Paleozoic plutonism in West Antarctica postdates magmatism in the western Lachlan Orogen of Australia, but it coincides with that in the central part of the Lachlan Orogen and with the rapid main phase of emplacement of the Karamea Batholith of the Western Province, New Zealand. Emplaced within a 15 to 20 million year interval, the Paleozoic granitoids of the Fosdick Mountains are a product of subduction-related plutonism associated with high temperature metamorphism and crustal melting. The presence of anatectic granites within extensional structures is a possible indication of alternating strain states (‘tectonic switching’) in a supra-subduction zone setting characterized by thin crust and high heat flow along the Devonian–Carboniferous accretionary margin of East Gondwana.     

含圆柱形弹性夹杂地基沉降量的解析解

研究各向同性地基中含一个圆柱形弹性夹杂的地基沉陷问题。考虑全场的应力、变形特征,运用复变函数的罗朗级数展开技术,构造合适的应力函数,结合夹杂的边界条件和无穷远的性态,获得了全场复势的解析表达。数值结果显示：由于两相材料剪切模量之比的不同,在某个范围内沉陷量大于基底中点沉陷;在这个范围之外,则小于基底中点沉陷。当夹杂埋深为夹杂半径的5倍以上时,就可以运用所得结果,而不致引起太大误差;含圆形隧洞和刚性夹杂的问题可作为特殊情况得到。     

大别山南山岭石榴橄榄岩成因的岩石学研究

大别山罗田穹隆东南侧的南山岭石榴橄榄岩岩体面积小(173×133m2),由贵橄榄石(75%).透辉石(10%)和镁铝石榴石(15%)组成.本文通过岩石学及地球化学研究,并与大别山的碧溪岭、毛屋、饶拔寨、芝麻坊岩体以及其他地区的基性岩浆杂岩体(如红格岩体、元宝山岩体、柴北缘岩体)、残留地幔块体(五大连池、鹤壁、山旺)等不同成因的超镁铁岩进行对比后认为,该岩体属于火成成因,是镬铁-超锾铁杂岩体的一部分.表现在橄榄岩呈块状构造,矿物分布均匀未见定向排列.镜下呈现典型的火成结构;FeOT.含量高(21.36%),Mg#(0.77)低,Mg Ni/Fe Mn(3.06)＜7,V(175.5×10-6)含量高于地幔块体成因的橄榄岩;REE总量偏低,LREE弱富集,(La/Yb)N=3.1,低于饶拔寨、芝麻坊等残留地幔块体成因的橄榄岩.南山岭橄榄岩在微量元素蛛网图中,具有Ba、U、Pb、Zr、Eu的正异常和Nb的负异常,石榴橄榄岩全岩以及透辉石单矿物都具有高87Sr/86Sr(0.7088,0.7086)和低εNd(t)(-6.55～-6.01)的特征,尽管南山岭与碧溪岭岩体距离很近而且都属于火成成因,但岩石的结构构造、变质变形的印记、REE配分形式和同位素特征都有区别,表明二者的源区及演化经历不同,相比之下.南山岭岩浆源区地壳组分的作用更为明显.在εNd(t)-(87Sr/86Sr),图解中南山岭橄榄岩的投点十分靠近大别山北麓120～130Ma侵位的祝家铺辉石岩-辉长岩岩体群的投点分布范围,暗示可能有与罗田穹窿西北侧祝家铺岩体群的岩浆活动相对应.     

陕北北部一次罕见区域性暴雨天气过程分析

利用MICAPS常规气象资料、ERA-Interim 0.25°×0.25°再分析数据、地面区域气象站逐小时观测数据、FY-2G卫星云图和榆林CR/CB雷达产品,对2017年7月25日20时—26日08时陕西北部持续强降水过程进行综合分析。结果表明：（1）这次降水过程呈东西向带状分布,雨强大、范围小、移动慢、持续时间长,降水主要集中在夜间,大暴雨区具有典型的β中尺度特征;（2）西风槽的快速东移南压以及副高的稳定维持有利于槽前正涡度平流的加强及低层低值系统的发展,850 hPa新生的河套低涡和东南低空急流成为这次强降水过程的直接影响系统;（3）河套低涡是一个浅薄的热低压系统,它的发生发展可分为三个阶段,初始阶段低涡形成于弱的锋区中并具有不对称的暖心结构,成熟阶段和旺盛阶段低涡转变为对称的暖心结构,强降水产生在低涡发展成熟阶段,在低涡旺盛阶段降水达到最强;（4）河套低涡直接影响并控制着地面β中尺度低压的发生发展,β中尺度低压稳定在榆林西部,中尺度低压的西部和东部分别形成冷性辐合和暖性辐合,不断触发γ对流单体生成,不同中尺度对流云团的合并导致了降水的强烈发展。

     

新疆东天山天宇、白石泉杂岩体岩石学、矿物学特征对比研究

天宇和白石泉铜镍矿区含矿镁铁-超镁铁质杂岩体是东疆铜镍成矿带的重要组成部分。天宇矿区杂岩体以角闪辉长岩、角闪单辉橄榄岩、橄榄辉石岩、二辉辉石岩为主;白石泉矿区杂岩体则以辉石闪长岩、角闪辉长岩、橄榄辉石岩、辉石辉长岩、辉石橄榄岩、橄长岩为主;天宇矿区含矿超基性岩中SiO2,Al2O3,CaO,K2O,Na2O的质量分数比白石泉岩体低,Fe2O3,MgO相对较高;两个杂岩体的主要造岩矿物均以橄榄石、辉石、斜长石为主;铜镍矿石的矿物组成都较简单,金属矿物种类基本一致;两个杂岩体基性-超基性岩的成分接近原始岩浆,均来自于地幔,均属含铜镍中等的镁铁质岩石。     

温度、浓度对流体中氟钛络合物水解的影响:对深部地质过程中钛元素活动的制约

Ti是自然界中丰度最高的高场强元素(HFSE),其主要赋存矿物——金红石的溶解度决定了俯冲带HFSE的活动与循环。而富氟流体被认为是影响Ti等HFSE能否活化、迁移的重要因素。本文对不同浓度的氟钛络合物(K2Ti F6)在100MPa压力和200~500℃温度下的稳定性进行了研究,结果显示其在热液条件下发生显著水解,水解程度与温度和初始浓度密切相关,即温度越高、初始浓度越低,则水解程度越剧烈。对实验数据进行拟合,首次获得了K2Ti F6的表观水解常数与温度的关系式:-ln K=(8972±788)/T-(4.16428±1.40362),其中获得的热力学参数为:ΔrHΘ=74.59±6.55k J/mol,ΔrSΘ=34.62±11.67J/(mol·K)。同时,运用上述获得的关系式将温度推广到俯冲带条件,计算了金红石溶解度和流体中Ti的最大迁移量之间的关系。结果显示,当金红石的溶解度大于1000μg/m L时,富F流体能有效迁移的Ti大于1μg/m L;随着金红石溶解度的增加,Ti的有效迁移百分比也逐渐增大,但俯冲流体中Ti的最大迁移量可能不超过6700μg/m L,比之前的预计要低得多。本文的研究证实了富F流体能最大程度活化并迁移Ti等HFSE。其中,对于岩浆-热液体系而言,F主要通过在岩浆中预富集,然后再大量分配进入晚期流体中而形成富F流体;对于俯冲带而言,多硅白云母的脱水或热解是形成富F流体/超临界流体的有效途径。     

基于线框模型的复杂断层三维建模方法

建立了包含复杂断层面地质体的三维数学模型.为准确表达复杂地质体各要素的空间几何形态及其相互之间的关联关系,设计了线框单元体模型,并提出了整体描述断层面的技术思路,解决了地层交错情况下断层面和地层面的模拟难题;在上述基础上,结合平面地质图数据,实现了复杂地质条件下三维地质体模型的构建.     

藏南冈底斯岩基晚白垩世构造岩浆作用:以拉萨白堆复合岩体中-基性岩脉群为例

拉萨白堆复合岩体寄主为含包体的花岗闪长岩,并被一系列平行-近平行东西走向中-基性岩脉群穿插,总体形成类似"条纹码"般的构造形式。锆石U-Pb定年表明,这些基性岩脉主要形成于85~68Ma。同期中性和基性脉岩都表现出富集大离子亲石元素和LREE,亏损高场强元素,Sr同位素初始比值较低,但Nd同位素比值(εNd(t)+3.1)和锆石Hf同位素组成(εHf(t)+10.7)较高,都不具有Eu异常。与中性脉岩相比,基性脉岩具有(1)Mg O含量较高和较高的Mg#(50.6);(2)较高的Cr、Ni、Co含量;(3)较富集HREE且平坦分布。但中性脉岩Y含量较低,Sr/Y比值(38~72)较高,具有高Sr-低Y的特征;这些特征表明:这些岩浆岩的源区可能为受流体交代的岩石圈地幔。中-基性脉岩之间具有岩浆演化关系,在岩浆演化过程中以角闪石的分离结晶为主。结合文献数据,这些新数据表明冈底斯岩基的在晚白垩世(85~68Ma)经历了弧上伸展构造作用,岩浆作用持续活动,可能与新特提斯洋板片的北向斜俯冲相关。     

沉淀-陈化-返溶作用和压力对热液中氟钛络合物高温水解的影响及地质意义

钛是自然界中最不活泼的金属元素之一,然而越来越多的证据显示钛可以在特定条件下能进入热液流体中发生迁移,其中氟可能在其中扮演着重要的角色。本文研究了300℃和50~400MPa压力条件下氟钛络合物(K2Ti F6)的稳定性以及沉淀-陈化-返溶作用和压力对氟钛络合物水解行为的影响。研究结果显示,氟钛络合物水解的过程中,由于Ti O2沉淀物的陈化作用,在稳定的温度和压力条件下,沉淀物的返溶很难发生;但在缓慢降温和机械性振荡过程中,沉淀物的返溶会明显发生。而且,在温度不变的情况下,压力的改变对K2Ti F6水解并没有显著的影响,显示氟钛络合物不管在高压还是低压环境下均遵循近似的水解规律。本文认为主要的原因在于压力的增高会促进水解反应沉淀物的陈化,进而抑制沉淀物的返溶,但并不破坏水解反应的平衡。最后,本文提出金属络合物的形成-水解-沉淀/返溶-陈化过程是水-岩作用或热液成矿过程中高场强元素活化、迁移和成矿的主要机制。     

煤系高岭石/醋酸钾插层复合物热相变研究

高岭石插层复合物作为新型矿物材料现已被广泛应用。然而,插层复合物热稳定性较难控制使其在聚合物中的应用一直受到限制。本文应用热分析、X射线衍射、质谱及发射红外光谱等表征技术对煤系高岭石/醋酸钾插层复合物受热分解产物及微结构变化进行了研究。结果表明,煤系高岭石/醋酸钾插层复合物热相变主要经历以下几个阶段:插层水脱嵌(约350℃),插层剂醋酸钾脱嵌(约400℃),脱羟基(约450℃),偏高岭石形成(450~550℃),KHCO3出现(约600℃),KHCO3热分解形成K2CO3和KAl Si O4出现(约700℃),热解产品K2Al2Si O4出现(约800℃),K4Al2Si2O3出现(900~1000℃),大量K3Al O3形成阶段(1100℃及以上)。此外,还发现通过控制插层率和加热温度,可实现高岭石插层复合物的可控分解、新物相合成与转变,从而有利于新材料的合成。