淮南煤田山西组泥页岩微量元素地球化学特征及其意义

泥页岩中微量元素特征对反演泥页岩形成时的沉积和古地理气候条件具有重要意义。采集淮南煤田山西组泥页岩样品,利用ICP-MS对泥页岩中微量元素进行了测试分析,探讨了研究区山西组泥页岩中微量元素的地球化学特征及其意义。结果表明,B、Cr、U、Ga、Li、Sn、Pb、Mo、Th、W等元素富集,Cd、Co、Cu、Ti、Zn、Sc、Ba、Mn、Ni、Sr等元素亏损;揭示淮南煤田山西组形成于温暖湿润和半咸水-高咸水的沉积环境中,沉积体系为开放型,体系内为弱氧化-还原环境,其中以弱还原-还原环境为主,且表现出从早期弱氧化到中后期的还原环境的演化特征;依据U/Th、Ni/Co、Sr/Cu、B/Ga、Sr/Ba、TOC等地球化学参数结果推测,盐度和氧化还原条件受到多种因素的影响,有机质的原始堆积量是影响山西组泥页岩中有机质含量的主要因素,而盐度和氧化还原条件影响有机质中各显微组分含量。研究区温暖湿润的气候和较为还原的环境为有机质的堆积和保存提供了有利条件,为页岩气的成藏提供了物质基础。      

准噶尔盆地南缘柴窝堡凹陷泥页岩地球化学和矿物学特征研究

利用XRD、Rock-eval和气相色谱—质谱仪对准格尔南缘柴窝堡凹陷上石炭统、上二叠统及下侏罗统的泥页岩进行了地球化学和矿物学特征分析。有机地球化学实验结果指示,柴窝堡凹陷石炭纪至二叠纪经历了较长时期的淡水—微咸水沉积环境,有机质来源具有相似的母源输入特征,干酪根类型具有II型混合母质特征;有机质热演化特征表明,下侏罗统泥页岩处于低熟阶段,上石炭统与上二叠统泥页岩具有机质丰度较高、有机质类型丰富、热演化处于成熟—高成熟阶段等特点;矿物学特征显示,上二叠统泥页岩长石、石英等脆性矿物含量为73%,粘土矿物次之,指示其脆性指数较高,具有较好的可压裂性和粘土表面吸附性。结合前人认识,预测该段泥页岩中可能蕴藏着一定规模的页岩气资源,具有较好的页岩气资源前景和勘探潜力。     

甘肃敦煌地区现代泥裂几何学特征及成因机制探讨

沉积构造是沉积学研究的核心内容之一,而泥裂作为物理成因中的暴露成因构造,一直受到学者的关注。此次研究 以甘肃敦煌阿克塞河和党河地区的泥裂为研究对象,根据泥裂多边形平面形态特征和边缘形态特征划分泥裂的类型,表征 不同类型泥裂的几何学特征,总结泥裂发育的影响因素,并探讨几种特殊泥裂的成因机制。研究结果表明,甘肃敦煌地区 发育矩形泥裂、圆形泥裂、不规则泥裂、复式泥裂以及边缘翘起型泥裂;泥裂的发育受到温度及其变化、泥质沉积物的性 质、上下物质的差异、含盐度和后期生物改造的影响;矩形泥裂多发育在倾斜地层之上;边缘翘起型泥裂泥质沉积物一般 较薄,沉积物底部为松散的粉砂岩,其形成一般经历初始阶段、破裂阶段、分离阶段和翘起阶段四个过程;复式泥裂反映 了古水体、古气候的多期次变化,对古环境恢复具有一定的指导意义。     

赣中变质岩带变泥砂质岩石地球化学特征及其地质意义

赣中变质岩带主要由变泥砂质岩石和少量斜长角闪岩组成.30个变泥砂质岩石样品分析表明,稀土元素分布模式显示明显富集轻稀土元素及Eu负异常[∑REE=129～296μg/g,δEu=0.51～0.86,(La/Yb)N=3.95～12.9],其不相容元素比值高(Th/Sc=0.57～3.59、La/Sc=1.46～12.4、La/Yb=5.84～19.0、La/Sm=4.69～6.87、Th/U=3.40～6.42),大离子亲石元素富集,Zr、Hf、Sc、Ti、Y、HREE和Sr含量较低,其原岩应为一套砂泥质岩石,沉积于远离陆地的克拉通大陆架浅海环境;δBa=0.10～0.93,Nd同位素亏损地幔模式年龄tDM=1597～2525Ma,εNd(0)=-9.9～-15.8,其源区物质主体由古元古代富铝富钾的花岗质岩石和(或)碎屑沉积岩构成,经历了较强的化学风化作用.     

粉砂地层中浓泥土压盾构泥膜效应引起的孔压变化规律试验研究

为了减小盾构机在粉砂地层中掘进时对地层的扰动及地表沉降的影响,针对粉砂地层渗透性大、内摩擦角高的情况,提出一种新型浓泥土压盾构施工技术,使用自制的土舱渗透试验装置,开展了3组不同泥浆添加量下混合土中泥浆渗透试验,研究混合土及地层中孔压的变化,分析应力的传递规律。基于室内试验结果开展了现场孔压监测试验,研究泥浆的添加对地层中孔压的影响。研究结果表明:泥浆添加量大于25%时,在开挖面表层处中出现泥膜效应;盾构掘进过程中泥浆添加量越大,地层中孔压的变化率越小,当添加量达到8m~3/环时,其孔压变化率仅为25%～45%;浓泥土压盾构泥膜类型只有渗透型泥膜,且渗透成膜前伴随泥浆颗粒损失。该研究结果对浓泥土压盾构在实际工程中的应用以及向砂砾石及砂卵石地层的推广具有重要的意义。     

断层泥剪切力学行为与应变软化特征研究

探究断层泥力学行为是研究断裂带工程地质效应的基础,以延安神道沟断裂带断层泥为对象,借助颗粒分析、X射线衍射等微观测试手段研究了3种颜色断层泥的组构特征,并通过环剪试验分析了不同含水率条件下重塑断层泥的力学行为。研究结果表明:单峰型粒径曲线的断层泥级配明显优于双峰型,石英、云母和长石为主要的非黏土矿物,黏土矿物则以伊利石和高岭石为主,赤铁矿与绿泥石的相对含量是造成断层泥颜色差异的主要原因;受含水率和粗颗粒含量的影响,断层泥应变软化特征显著,应变软化随着含水率增大呈现先增强后减弱的变化规律,当含水率小于塑限含水率时,应变软化特征则随着粗颗粒含量升高而趋弱;内摩擦角是影响应变软化特征的主要力学指标,峰值内摩擦角和残余内摩擦角均与含水率呈负相关;矿物含量影响内摩擦角的变化,在5%和10%含水率条件下,内摩擦角随非黏土矿物含量的升高而增大。     

断裂岩岩石磁学研究进展

断裂岩的岩石磁学研究可以揭示地震断裂作用的物理和化学环境,对于探讨地震断裂作用机制具有重要作用。本文在断裂岩岩石磁学最新文献的基础上,结合笔者及所在研究团队在龙门山断裂带获得的研究成果,综述了断裂岩的岩石磁学研究进展。大量研究发现断层泥和假玄武玻璃通常具有磁化率值或剩磁强度异常特征。顺磁性矿物在摩擦热或流体作用下形成新的铁磁性矿物是断层泥和假玄武玻璃高磁化率值或高剩磁强度的主要原因;地震断裂摩擦熔融作用中形成的单质铁是假玄武玻璃中高磁化率值或高剩磁强度异常的另一个重要原因。蠕滑断裂和出露于浅地表的断裂带中可见一些具有低磁化率值异常的断层泥,原因可能是流体作用或断裂带未经历高温摩擦热。断裂岩的岩石磁学研究为地震断裂带的应力应变、形成温度、摩擦热效应、流体作用、形成深度和氧化还原特征等提供了重要信息,可用于分析地震断裂的孕震和发震环境。综合岩石磁学测试和微米至纳米尺度的超显微学研究,并辅助地震断裂岩的摩擦实验、高温热模拟实验等研究可以更好地获得断裂岩的岩石磁学信息。     

断层泥自生伊利石年龄分析及其在龙门山断裂带的应用

韧性剪切带的活动年龄及其相关的隆升/剥蚀速率可以通过各种同位素技术进行直接测定和计算。相比较而言,由于形成于浅部低温环境,老的碎屑物质和新的重结晶物质相互掺杂,脆性断裂的同位素年龄往往代表的是一个混合年龄,难以反映其真实的活动时间。近些年来,断层泥自生伊利石定年方法在地表脆性断裂的年代学研究中展现出了良好的应用前景。文中介绍了断层泥中自生伊利石的生成过程、形貌特征和定年原理,并简要介绍了样品的处理过程和伊利石多型相对含量的确定方法。近几年,这种方法逐渐被应用于龙门山断裂带及其山前飞来峰活动时代的确定,为青藏高原东缘早期的构造活动提供了直接的年代证据。     

西秦岭北缘断裂带东段断层泥的粒度分布和显微构造特征

根据采集的天然断层泥样品，对西秦岭北缘活动断裂带东段的断层泥首次进行了粒度分布和显微构造特征的实验研究。研究结果表明，该断裂带以粘滑运动为主，兼有蠕滑活动，并具张性扭动特征。     

沂沭断裂带及其附近断裂的断层泥分形特征及其地震地质意义

利用岩石碎裂数目的分形理论，分析，计算了沂沭断裂带及其西侧北西向断裂的断层泥粒度成分的分维值，讨论了断层泥粒度成分分维的地震地质意义，研究结果表明，沂沭断裂带内的断裂活动的强度大于北西向断裂活动强度；Ｆ２是沂沭断裂带中活动最强的一条断裂，断层泥粒度成分分维值可作为表征断裂活动时代，破裂形式和断层泥形成斫代等的参量；分维值还与断层泥的母岩，厚度，粘土矿物含量和所处的断裂部位等相关。