兴安地块东南缘晚石炭世侵入岩的锆石U- Pb年代学、地球化学特征及构造意义

有关兴安地块与松嫩地块拼合的时限目前仍存较大争议。本文对兴安地块东南缘的新晟、新立与泥鳅河中- 酸性侵入岩开展了同位素年代学、岩石学及地球化学分析,进一步限定该区晚古生代构造- 岩浆演化。LA- ICP- MS锆石测年结果显示所有岩体均形成于晚石炭世(315~298 Ma)。其中,新立二长花岗岩年龄为304±2 Ma,新晟二长花岗岩、二长岩的年龄分别为312±2 Ma与303±2 Ma,泥鳅河碱长花岗岩、辉长闪长岩年龄分别为315±2 Ma与298±6 Ma。地球化学分析表明这些岩体的ACNK值均大于1,属于高钾钙碱性或钾玄岩系列。泥鳅河辉长闪长岩MgO含量高,Mg值为64~68,Al2O3和TiO2含量较低,表现出赞岐岩的地球化学特征。泥鳅河碱长花岗岩富SiO2、K2O,贫CaO,具有轻稀土富集、Eu强烈负异常的“海鸥”式稀土配分特征,富集大离子亲石元素,属于A2型花岗岩。新立二长花岗岩与新晟二长花岗岩均富K2O,轻、重稀土分异明显,中度亏损Nb、Ta、P、Ti等,具有高分异I型花岗岩的特征。另外,新晟二长花岗岩也表现出高Sr/Y类花岗岩特征(Sr/Y=132~140)。岩石成因研究表明新晟二长花岗岩与泥鳅河碱长花岗岩形成于下地壳部分熔融;新晟二长岩与新立二长花岗岩形成于壳幔岩浆混合作用;泥鳅河辉长闪长岩来源于被俯冲沉积物熔融形成的熔体交代过的地幔部分熔融。通过对比兴安地块早石炭世与晚石炭世岩浆作用的地球化学特征,并结合区域地质资料,本文认为兴安地块和松嫩地块在晚石炭世早期(315 Ma)之前已经完成拼合,晚石炭世侵入岩均形成于后碰撞伸展环境。     

凌海花岗岩变形特点与脆性评价

以凌海花岗岩为研究对象,进行了一系列常规三轴高压试验,研究了花岗岩的变形特点及脆性演化规律。基于试验结果,分析了不同围压下的全应力-应变曲线,探讨了静态应变采集试验中花岗岩表面变形特点、峰前损伤规律及其与裂隙扩展的关系,总结了动态采集试验中典型的裂纹扩展模式,并基于改进的峰后能量平衡法评价岩石的脆性。研究结果表明：多应变片静态采集三轴试验中岩样不同位置变形规律差异明显,压缩应变较大的区域往往是裂隙产生、扩展的位置;动态应变采集三轴试验中识别了3种典型的裂隙扩展模式,且与应力加载方式存在一定联系;在70 MPa围压范围内,岩样都表现出明显的脆性破坏特征,其脆性指数随围压增加呈现出先减小后增加再减小的变化趋势。该研究成果对进一步开展其他硬岩的变形破坏机制研究和地下工程的稳定性分析具有一定参考价值。     

后差分技术及像控点密度对无人机摄影测量精度影响研究

基于Inpho摄影测量软件对比分析后差分、单点定位的无人机影像数据,在密集像控点、稀疏像控点条件下的DOM精度及DEM精度。在1 km²的试验区布设68个像控点及检查点,通过调整参与计算的像控点数量及布设位置,采用检查点对生成的DOM及DEM精度进行验证。通过试验发现,基于后差分技术及对控制点的合理布设对无人机摄影测量成果精度的提高具有显著效果。本次试验,最高精度达到平面±4 cm,高程±9 cm。因此,后差分技术及合理像控点布设对于大比例无人机数字测图具有重要的意义。     

义敦岛弧带晚白垩世海子山二长花岗岩成因及其地质意义

义敦岛弧是三江特提斯复合造山带的重要组成部分。文章对义敦岛弧海子山花岗岩体进行锆石U-Pb年代学、全岩地 球化学及Sr-Nd-Pb同位素地球化学进行分析,探讨其成因与构造意义。海子山花岗岩锆石U-Pb年龄为93.7±1.1 Ma（MSWD= 2.1, 2σ）,为晚白垩世早期岩浆活动产物,岩石具高硅、富碱的特征,铝饱和指数A/CNK=1.04~1.12,属于弱过铝质岩石。 稀土配分曲线呈燕式分布,Eu/Eu*=0.05~0.32,具有明显的Eu负异常。富集Rb、Th、U、Ta、Pb等元素,明显亏损Ba和 Sr,表现出A型花岗岩的特征。岩石的εNd(t)=–4.8~-3.4,二阶段模式年龄TDM2= 0.91~1.00 Ga,结合岩石的Pb同位素特征及 低的CaO/Na2O比值与高的Al2O3/TiO2比值,说明其应起源于泥质岩石的部分熔融并有少量地幔组分加入。综合地球化学、 同位素特征及义敦岛弧地区构造资料,表明海子山花岗岩是造山后伸展背景下形成的A型花岗岩,为地壳拉张、减薄,软 流圈地幔上涌引起中上地壳泥质岩部分熔融的产物,具有壳幔物质混合的特征。     

峰后裂隙岩石非线性损伤特性与数值模拟研究

在地下洞室、隧道等工程中,裂隙岩石峰值强度后的损伤破坏特性及演化机制对控制围岩稳定至关重要,目前,对岩石峰后的损伤破坏特性研究不充分,认识不全面,易出现大体积塌方、大变形等工程事故。针对峰后裂隙岩石的力学性质,开展室内三轴试验,分析其非线性损伤破坏特性;假设岩石损伤满足Weibull分布规律,引入损伤变量,推导出峰后裂隙岩石非线性损伤破裂本构方程;将上述本构方程与能量耗散原理、应变能密度理论相结合,建立了峰后裂隙岩石的非线性损伤破坏准则;采用FISH语言开发了基于上述破坏准则的峰后岩石损伤破裂计算程序,用连续的方法模拟分析了峰后裂隙岩石的非连续损伤破裂过程,揭示了裂隙岩石峰后损伤破坏特性及其演化规律,并与裂隙岩石的三轴压缩试验结果进行了对比。结果表明:上述本构方程与判别准则能较好地模拟峰后裂隙岩石非线性损伤破裂过程。为有效控制围岩稳定提供一种新的理论分析手段。     

长螺旋钻孔压灌混凝土后插钢筋笼灌注桩工法在液化地层及厚砂层组合条件下施工可行性探讨

通过哈尔滨市松花江边一个项目和北京市城市副中心一个项目的工程实例对比,对液化地层及厚砂层组合条件下长螺旋钻孔压灌混凝土后插钢筋笼灌注桩工法施工进行探索,总结出该工法在类似地质条件下的使用范围为桩长20 m以内,并介绍了施工关键技术措施,在工程中成功应用。对类似工程实施具有一定的借鉴意义。     

西准噶尔北部比图岩体的地球化学特征及构造环境

选择西准噶尔北部晚志留世比图岩体进行系统的岩石学、地球化学特征研究,揭示其岩石成因及形成的大地构造环境。比图岩体岩性以钾长花岗岩为主,边部为碱性花岗岩、正长岩和闪长岩。钾长花岗岩和正长岩贫Mg O(0.3%~0.5%)、CaO(0.8%~1.1%),稀土含量高(105~204μg/g),Eu异常明显,属于碱性高分异I型花岗岩;碱性花岗岩富碱(6.8%)、贫Al_2O_3(9.9%),稀土含量较高(271μg/g),极度亏损Sr、Ba、Eu,属于典型的A型花岗岩。闪长岩富MgO(4.1%)和CaO(7.5%),稀土含量较高(93μg/g),属于高钾钙碱性系列,源自富水地幔的部分熔融。岩体地球化学特征表明比图钾长花岗岩、碱性花岗岩、正长岩均是新生地壳部分熔融之后不同程度结晶分异的产物;比图岩体的各种岩性普遍具有富碱、轻稀土和大离子亲石元素(Rb、K),弱亏损高场强元素(Nb、Ta)的地球化学特征,形成于后碰撞的伸展环境。     

兴蒙造山带及华北板块北缘钼矿化——进展、规律、问题与成因初探

兴蒙造山带及其南侧受古亚洲洋南向俯冲所影响的华北板块北缘内各有1条显著的中生代斑岩钼成矿带,并在东西两侧首尾相连。文章综述了伸展环境下的斑岩钼矿床的研究进展,对兴蒙造山带及华北板块北缘内这2条钼成矿带的成矿背景、分布规律、矿床共生组合特点、成矿岩浆的属性、巨量金属和水的来源以及斑岩铜、钼矿化的异同等进行了总结,并从成矿岩浆源区塑造过程的角度初步探讨了巨型钼成矿带的形成特点。这2条钼成矿带在地质特征和区域矿床组合上非常相似,具有相似的启动时间和峰值时间,与区域内的斑岩铜矿化在时代上具有不共生的特点,矿化特征也与美国科罗拉多地区产出的高F型斑岩钼化类似,二者构成了统一的整体。元素地球化学对比研究显示,南、北2条钼成矿带的成矿岩浆与古生代斑岩铜成矿岩浆以及中生代的碱性岩浆均具有相似的特征,为脱水熔融的产物,并与古老陆下岩石圈地幔包体、新生代软流圈地幔玄武岩具有显著的差别。研究认为,南钼矿带的岩浆源区是亏损金属和水的古老岩浆源区在古生代洋片俯冲过程脱水交代改造后的产物,北钼矿带的岩浆源区是古生代洋片俯冲增生形成的富水源区。成(含)矿岩石Sr同位素研究显示,南、北2条钼成矿带成矿源区均启动于Rb/Sr比值较低的源区,受到上部高Rb/Sr比值地壳的混染;Nd同位素特征的对比研究显示,二者初始Nd值差别极大,但是Sm/Nd比值非常相似,显示放射性成因Nd的积累在三叠纪以后是一致的,也说明初始Nd值的差别是成矿源区塑造前所形成和继承的,同时也说明初始Nd值的差异可能掩盖了Mo成矿岩浆形成的真正原因。通过与世界范围内其他典型钼成矿带的对比研究,认为南、北2条钼成矿带成矿的岩浆源区位于陆下岩石圈地幔,古生代期间古亚洲洋向南、北两侧的俯冲在其形成过程中具有重要作用,主要体现在塑造富集型源区、水化造山带和增厚岩石圈等几个方面。俯冲改造、加厚并富集了水和大离子亲石元素的陆下岩石圈获得了地球化学上的不稳定性,在伸展构造环境(可能有多期伸展)驱动下,脱水熔融以达到稳定的趋势,在这个过程中,其化学成分将逐渐与古老陆下岩石圈地幔的化学成分趋于一致。因此,水化的陆下岩石圈地幔在伸展过程中的低程度批式脱水部分熔融,形成的富含金属和水的高分异型岩浆构成了成矿岩浆,并在岩石圈的不同尺度经过多阶段结晶分异-同化混染后,就位成为近矿岩浆房。陆下岩石圈脱水熔融的结束也意味着巨型热液钼矿化作用的结束,并决定了俯冲后巨型热液成矿带总的生命周期,这也与兴蒙造山带及华北板块北缘钼矿化(甚至其他热液型矿化)在早白垩世(约130 Ma)趋于减弱并熄灭的现象一致,也使得新生代的碱性岩浆岩不具有显著的脱水熔融特征。综上,笔者认为兴蒙造山带及华北板块北缘的斑岩钼矿化为一个统一的整体,属于古亚洲洋俯冲作用水化的源区在后期强烈伸展环境下部分熔融的产物,是古亚洲洋俯冲成矿作用的延续和发展,也是古生代塑造的富集型源区在中生代伸展构造驱动下的复合成矿作用。     

成矿后构造破坏对矿床勘查类型的影响及勘查类型系数优化

现行勘查规范中,主要依据五个地质因素划分勘查类型,其中构造复杂程度因素对划分勘查类型的影响权重约10%。通过对多个矿床勘查类型的分析以及勘查工作经验的总结,研究构造复杂程度对矿床勘查类型的影响,发现成矿后构造破坏程度对矿床勘查类型划分的影响可能被低估。本文以湘潭锰矿为例,该矿床具有成矿后构造复杂、对矿体的破坏大等特点,勘探时将其划分为第Ⅱ勘查类型,以相应的勘查工程网度进行勘查,未能有效控制矿体;如果充分认识成矿后构造复杂、对矿体破坏大的实际情况,提高构造破坏程度对矿床勘探类型划分的影响权重,湘潭锰矿就会被确定为第Ⅲ勘查类型,方可有效控制矿体,也更符合地质实际。本文尝试将构造复杂程度对划分勘查类型的影响权重增大至25%,其勘查类型系数由0.1~0.3调整为0.1~0.9,即第I、第Ⅱ、第Ⅲ勘查类型的五个地质因素类型系数之和分别由2.5~3.0、1.8~2.4、1.0~1.7调整为3.0~3.6、2.2~2.9、1.0~2。在更充分认识成矿后构造破坏程度对勘查类型的影响后,可进一步优化矿床勘查类型系数,更合理地确定矿床勘查类型,进而改进对矿床的控制程度和勘查程度的评价。     

青海南山沟后岩浆杂岩体锆石U-Pb年代学、岩石成因及其地质意义

青海南山构造带是衔接宗务隆构造带、南祁连构造带和西秦岭造山带的重要结合带。沟后岩浆杂岩体位于青海南山构造带东段,主要由辉长岩、辉长闪长岩、石英闪长岩、花岗闪长岩组成。本文对沟后岩浆杂岩体进行了详细的岩石学、岩石地球化学和LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素年代学研究。结果表明,辉长岩、辉长闪长岩、石英闪长岩、花岗闪长岩及暗色微粒包体的结晶年龄分别为248.8±2.6 Ma、243.2±2.1 Ma、243.1±0.9 Ma、244.0±2.1 Ma和249±3 Ma。辉长岩富铁、镁,贫碱;辉长闪长岩高铝、富钙和钠,二者均为钙碱性岩类。石英闪长岩和花岗闪长岩为准铝-弱过铝质高钾钙碱性岩,暗色微粒包体属钙碱性-碱性岩系列。不同岩石类型均表现为富集大离子亲石元素(Cs、Rb、K)和Pb,亏损高场强元素(Nb、Ta、Ti)和P、Ba负异常;稀土元素配分曲线均具有轻重稀土分异的右倾特征,具弱-中等负Eu异常。岩相学和岩石地球化学特征表明沟后岩浆杂岩体具壳幔岩浆混合特征,暗示其可能形成于由俯冲流体交代地幔楔部分熔融的幔源岩浆底侵作用下的构造环境。辉长岩为幔源岩浆经分离结晶的产物,辉长闪长岩为幔源岩浆经分异演化并混染少量壳源岩浆的产物;中基性岩浆与壳源中酸性岩浆发生混合并经历一定的分异演化过程形成了石英闪长岩和花岗闪长岩。结合区域地质资料分析认为,沟后岩浆杂岩体可能代表了研究区早三叠世晚期-中三叠世早期宗务隆洋向南消减作用相关的构造岩浆事件。