Petrological and Os Isotopic Characteristics of Zedong Peridotites in the Eastern Yarlung–Zangbo Suture in Tibet

The Zedong ophiolites in the eastern Yarlung–Zangbo suture zone of Tibet represent a mantle slice of more than 45 km~2. This massif consists mainly of mantle peridotites, with lesser gabbros, diabases and volcanic rocks. The mantle peridotites are mostly harzburgite, lherzolite; a few dike-like bodies of dunite are also present. Mineral structures show that the peridotites experienced plastic deformation and partial melting. Olivine(Fo89.7–91.2), orthopyroxene(En_(88–92)), clinopyroxene(En_(45–49) Wo_(47–51) Fs_(2–4)) and spinel [Mg~#=100×Mg/(Mg+Fe)]=49.1–70.7; Cr~#=(100×Cr/(Cr+Al)=18.8–76.5] are the major minerals. The degree of partial melting of mantle peridotites is 10%–40%, indicating that the Zedong mantle peridotites may experience a multi–stage process. The peridotites are characterized by depleted major element compositions and low REE content(0.08–0.62 ppm). Their "spoon–shaped" primitive–mantle normalized REE patterns with(La/Sm)_N being 0.50–6.00 indicate that the Zedong ultramafic rocks belong to depleted residual mantle rocks. The PGE content of Zedong peridotites(18.19–50.74 ppb) is similar with primary mantle with Pd/Ir being 0.54–0.60 and Pt/Pd being 1.09–1.66. The Zedong peridotites have variable, unradiogenic Os isotopic compositions with ~(187)Os/~(188)Os=0.1228 to 0.1282. A corollary to this interpretation is that the convecting upper mantle is heterogeneous in Os isotopes. All data of the Zedong peridotites suggest that they formed originally at a mid-ocean ridge(MOR) and were later modified in supra–subduction zone(SSZ) environment.     

四川江油马角坝刺林包剖面二叠-三叠系间粘土岩研究

二叠-三叠纪之交华南地区普遍发育火山成因的粘土岩,其对于了解二叠纪末大规模火山活动及扬子板块碎屑物质来源具有重要意义。本文对扬子西缘马角坝刺林包剖面飞仙关组底部粘土岩进行了碎屑锆石U-Pb定年及原位Hf同位素测试、X衍射和全岩地球化学分析,以揭示粘土岩的岩石成分及物源信息。镜下特征、X衍射及主量元素特征表明岩石中粘土矿物主要为伊利石,含少量方解石、石英。碎屑锆石年龄显示,特征峰值年龄主要集中在2 615~2 383、1 868~1 328、1 186~778和430~246 Ma,并出现~250 Ma特征高峰,结合原位Hf同位素特征表明锆石与秦岭造山带、华南典型PTB剖面粘土岩及峨眉山大火成岩省具有较高的相似性。同时,通过微量、稀土元素分析发现粘土岩中Zr、Hf、Th、Cr、Co、Ti相对富集,与华南典型PTB粘土岩和峨眉山玄武岩相近,并结合构造背景及锆石特征,综合认为刺林包剖面PTB粘土岩来自于秦岭造山带及龙门山岛链局部剥蚀区、二叠纪末火山活动和峨眉山大火成岩省剥蚀岩体。     

利用GPR天线-目标极化的瞬时属性分析方法探测LNAPL污染土壤

轻非水相流体(LNAPL)泄漏后会对土壤和地下水造成严重污染,为了准确探测出LNAPL泄漏范围,本文将GPR天线-目标极化的瞬时属性分析方法应用于轻非水相流体污染土壤探测的研究中。采用注入柴油的石英砂砂箱在实验室建立污染土壤模型,利用探地雷达对该污染土壤分别进行天线方位为0°、90°的测量。LNAPL土壤污染物形状、大小、结构并不规则,因此可以通过0°和90°方位天线测量来分析天线-目标极化特征,了解目标物的走向、形状等地下介质信息。通过对预处理后的包含天线-目标极化特征的信息进行瞬时属性分析,LNAPL污染范围可以被清晰地识别,提高了GPR探测能力。     

西秦岭温泉—中川一带金属矿床的成矿规律及找矿预测

西秦岭温泉—中川一带实施的1:5万矿产地质调查项目,共圈定1:5万局部高磁异常33处,1:5万地球化学综合异常11处,发现矿点2处,矿化点5处,矿种有金、钼、铁、铜、铷等。通过分析研究区成矿地质条件、1:5万地球物理和地球化学综合异常特征、矿(化)点特征及分布规律等,阐明了该区成矿时空分布规律和矿产共生组合规律,划分成矿远景区9处,提交找矿靶区6处。对其中2处找矿靶区进行槽探验证的结果为: 关子镇幅玉杨观找矿靶区圈定了4条含铷矿化伟晶岩脉和多处铁矿化破碎蚀变带,具有形成伟晶岩型铷矿的潜力; 礼县幅李坝金矿床南侧百叶沟—河西沟找矿靶区圈定了14条蚀变破碎带,在矿化蚀变带内圈定了11条金矿(化)体,具有形成构造蚀变岩(微细粒浸染状)型金矿床的潜力。     

黔东南凯里-榕江-从江前寒武系甚低级变质作用研究

根据碎屑岩甚低级变质作用原理,运用伊利石结晶度、绿泥石结晶度、伊利石-白云母多型、伊利石(白云母)b_0值、绿泥石温度计等碎屑岩低温变质研究的方法,分析研究了黔东南前寒武系67个2μm的粘土样品,得到黔东南凯里-榕江-从江一带下江群伊利石结晶度为0.221~0.607°Δ2θCu Kα、绿泥石结晶度为0.239~1.393°Δ2θCu Kα,变质带伊利石-白云母多型均为2M_1型,伊利石(白云母)b_0值为0.9001~0.9048nm,平均0.9021nm。根据伊利石(白云母)b_0值的累积频率曲线得出研究区下江群遭受的变质作用为典型的中压变质类型。由Cathelineau(1988)绿泥石温度计估算出下江群浅变质带峰期变质温度为362~382℃。以上结果表明凯里-榕江-从江一带下江群经历了成岩-高近变质-浅变质作用,基于Warr和Rice标样的成岩/变质界限,剖面可划分为一个成岩带、两个近变质带、一个转变带和一个浅变质带。结合华南地区新元古代构造运动,推断新元古界下江群经历的成岩-变质作用与晋宁运动引起的扬子地块与华夏地块碰撞拼贴有关。     

滇西芦子园远程矽卡岩Pb-Zn-Fe(Cu)多金属矿床流体包裹体初探及矿床成因探讨

滇西镇康芦子园是"三江"成矿带保山地块内迄今发现的唯一超大型Pb-Zn-Fe(Cu)多金属矿床,是区内系列同类层控热液铅锌矿床的典型代表。矿体呈似层状、脉状及透镜状产于寒武系碳酸盐岩建造的矽卡岩和大理岩层间破碎带,矿石构造以条带状、浸染状和脉状-网脉状为主要特征;围岩蚀变复杂、分带明显,由下至上依次为石榴子石-透辉石-透闪石-阳起石化带→绿泥石-绿帘石-阳起石-蔷薇辉石化带→碳酸盐-大理岩化带。矿床成矿流体从早期到晚期经历了多个矿化阶段。本文选取了该矿床早矽卡岩阶段、晚矽卡岩阶段、石英硫化物阶段和石英碳酸盐阶段的多种脉石矿物及闪锌矿进行了系统的流体包裹体研究。结果显示,早矽卡岩阶段发育微溶CO_2富液相和纯液相水溶液包裹体,并含大量K~+、Na~+、Ca~(2+)、F~-和Cl~-和少量SO_4~(2-),气相成分主要为H_2O、CO_2及少量CH_4和N_2,包裹体均一温度为233.6~315.6℃,盐度为10.6%~17.6%NaCleqv;晚矽卡岩阶段发育含CO_2和子矿物三相包裹体,均一温度214.9~388.0℃,盐度5.9%~16.4%NaCleqv;石英硫化物阶段发育含CO_2的水溶液包裹体,气相成分为CH_4、H_2O和少量CO_2,均一温度150.0~285.0℃,盐度为2.5%~13.8%NaCleqv;石英碳酸盐阶段为单一成分的水溶液包裹体,均一温度为105.0~187.5℃,盐度为0.5%~12.3%NaCleqv。结合H-O同位素研究表明,成矿流体最初来源于具中高温、中高盐度、高K、Na,富CO_2、Cl、F等特征的深部岩浆热液,在石英硫化物阶段开始有大气降水混入,演化为中阶段中低温、低盐度、贫CO_2的热液流体,至成矿晚阶段转化为以大气降水占主导。该矿床成矿环境的改变、流体混合以及流体的沸腾作用可能是导致成矿物质富集沉淀的重要机制。综合矿床地质特征、成矿流体包裹体和HO同位素研究认为,该矿床为与陆陆碰撞造山和深部隐伏岩体有关的远程矽卡岩成矿系统。     

塔里木板块东北缘坡北杂岩体矿物成分和铂族元素特征:对硫化物熔离和构造环境的约束

坡北杂岩体位于塔里木板块东北缘北山裂谷带,主要由橄榄岩相、单辉辉石岩相、二辉岩相、辉长岩相、苏长岩相和辉长苏长岩相组成。坡一岩体中硫化物矿体赋存于超镁铁质岩中,而坡东岩体中硫化物矿体赋存于辉长苏长岩相中。坡一和坡东岩体不同岩相中单斜辉石的MgO和CaO含量、斜长石的An值和SiO_2含量连续变化且呈负相关,说明二者可能是同一原始岩浆分离结晶的产物。根据前人计算的原始岩浆成分,我们利用MELTS软件模拟了坡北杂岩体的分离结晶过程。结果表明矿物结晶顺序为:橄榄石→橄榄石+单斜辉石→橄榄石+单斜辉石+斜长石→单斜辉石+斜长石+斜方辉石,与岩相观察一致。坡北杂岩体原始岩浆经过20%分离结晶达到S饱和而发生早期硫化物熔离,形成坡一岩体中矿体。因此,在利用具有最高Fo值(90.9mol%)的橄榄石成分进行的模拟中,坡一岩体早期结晶的纯橄榄岩中橄榄石成分与分离结晶趋势线一致,而斜长橄榄岩中橄榄石成分低于趋势线,可能形成于早期硫化物熔离之后。随后岩浆中S再一次不饱和,但坡一岩体橄榄单辉辉石岩和辉长岩中橄榄石Fo和Ni含量在分离结晶趋势线之下,同时坡东岩体不含矿岩石中铂族元素总量主要在8.9×10~(-9)～29.0×10~(-9)之间,且相对于Ni和Cu明显亏损,说明在岩浆分离结晶晚期再次发生硫化物熔离,而且可能是地壳混染引起的,并形成了坡东岩体中的硫化物矿体。坡东岩体橄榄二辉岩和橄榄辉长苏长岩中橄榄石Fo值(74.5mol%～81.0mol%)较低,但变化范围较大,且Fo和Ni呈负相关关系,这可能是由于橄榄石和硫化物熔体在不平衡状态下发生成分交换造成的。坡北杂岩体超镁铁质岩石中单斜辉石Ti O2含量为0.21%～0.83%,阳离子中呈四次配位的Al(AlZ)为0.8mol%～7.8mol%,与裂谷环境堆晶岩中单斜辉石成分相似。因此,坡北杂岩体可能形成于和塔里木二叠纪地幔柱活动相关的裂谷环境。然而,超镁铁质岩石全岩Nd同位素指示其来源于亏损地幔,并不是地幔柱物质熔融的直接产物。纯橄榄岩和异剥橄榄岩La/Sm,Sm/Yb和La/Yb比值指示其源区为尖晶石二辉橄榄岩地幔。因此,坡北杂岩体源区应为浅部以尖晶石二辉橄榄岩为主的亏损岩石圈地幔,地幔柱在源区部分熔融过程中提供了大量的热。     

伊犁盆地尼勒克地区中二叠世陆相地层碎屑物源分析及其对西天山构造演化过程的约束

西天山在二叠纪时期的大地构造环境有岛弧成因和大陆裂谷成因两种不同的观点,伊犁盆地尼勒克地区中二叠统陆相红层的研究是解决上述争议的关键之一。该段地层自下而上是一套由冲洪积扇相、河流相、浅湖相和半深湖相组成的湖侵序列。本文综合该套地层的古水流、砾岩砾石成分与砂岩碎屑组分、重矿物组合、碎屑岩地球化学以及石榴子石化学特征等方面的研究,认为尼勒克盆地中二叠统陆相红层的物源复杂多样,包括超镁铁质-镁铁质岩、安山岩、英安岩、流纹岩、矽卡岩、片麻岩、灰岩和碎屑岩等不同岩石类型,记录了西天山造山带的构造剥蚀与再沉积过程。结合下二叠统乌郎组双峰式火山岩以及区域性角度不整合等资料的综合分析,本研究认为尼勒克地区中二叠世盆地形成于造山后伸展的大地构造背景。     

水力裂缝沟通天然裂缝活化延伸的机理研究

页岩储层中天然节理、裂缝极为发育,水力压裂产生的水力裂缝可激活天然裂缝,形成复杂的弥散性裂缝缝网,起到增渗、增产的效果;另外,天然裂缝也是页岩气储存的介质,一部分气体以游离态的形式存在于天然裂缝当中。采用数值计算方法研究水力裂缝与天然裂缝的相互作用机理,重点探讨水力裂缝沟通天然裂缝活化延伸形成缝网的机制。计算模型包括单一天然裂缝和3条天然裂缝两种情况,计算变量考虑天然裂缝与水力裂缝的逼近角、主应力差和地层的弹性参数。研究表明:（1）随着逼近角的不同,地层的破裂应力存在一定的差异,逼近角为90°时,地层破裂所需要的临界水压最大,且地层的破裂应力随着主应力差的增大而减小;（2）无论是单一或3条天然裂缝,水力裂缝沟通天然裂缝活化后,分支裂缝的延伸方向基本恢复至与最大水平主应力平行的方向,当逼近角为90°时,裂缝的滑移量最大,激活效果最佳;（3）逼近角为90°时,天然裂缝尖端处容易出现水力裂缝双转向现象,更有利于形成复杂的裂缝网络,并且此时单元破裂数量最大,压裂效果最好;（4）随地层弹性模量的增大或泊松比的减小,激活天然裂缝的临界水压减小,说明储层的弹性属性会影响缝网的形成,在高弹性模量、低泊松比的脆性地层中射孔时会收到较理想的压裂效果。     

地铁深基坑施工扰动下邻近管线安全评价及保护措施

为研究深基坑施工对邻近管线影响程度,判断其安全度,并提出保护措施,以厦门地铁1号线某车站深基坑为依托,考虑土体小应变、地层不均匀分布及土-管线刚度差异等特性,建立三维有限元模型,并以管线沉降的实测值与计算值进行对比,验证计算方法的合理性,在此基础上,分别研究不同材质、直径的管线在基坑开挖过程的变形及内力,对不安全的管线提出不同保护方案,通过数值模拟选择最优保护方案。研究表明:管线的变形和轴力变化受基坑施工三维时空效应的影响显著,最大变形部位与地形最大变形区域一致;以管线允许转角、最大拉力的安全控制标准值为依据,判断DN1000的混凝土给水管处于不安全状态,最后采用的保护方案为:全长管线四周进行2 m×2 m的注浆加固,同时在主要沉降段的管线两侧打入各两排预制管桩。