华北克拉通北缘新太古代清原绿岩带BIF与VMS共生矿床的构造背景及成因联系

华北克拉通北缘新太古代清原绿岩带,以产出中国最古老的红透山火山岩型块状硫化物（VMS）铜锌矿床而闻名.但近年同位素年代学研究表明,该绿岩带还发育同期的条带状（BIF）铁矿.对该绿岩带开展BIF铁矿、VMS铜锌矿时空和成因关系及其形成构造背景和海洋环境的研究非常必要.在综述近年笔者及前人获得的清原绿岩带地质剖面观察、典型VMS铜锌矿床和BIF铁矿床地质、锆石U-Pb年代学、主微量元素和Nd-Fe-S同位素地球化学等资料的基础上,总结了清原绿岩带VMS-BIF矿床组合形成的构造背景、成矿物质来源及形成规律.最后建立了新太古代清原绿岩带VMS-BIF弧后盆地系统成矿模式.这对于指导区域找矿预测、了解新太古代陆壳演化和古海洋环境均有重要的科学意义.      

河北滦平周台子条带状铁矿地质特征、围岩时代及其地质意义

河北滦平县周台子铁矿位于华北克拉通北缘,是产于前寒武纪单塔子群变质岩系中的鞍山式铁矿,具有条带状铁建造(BIF)特征。矿石主要呈条带状构造,有的呈条纹和致密块状构造。矿石类型主要以石英磁铁矿型为主,含铁介于30%~35%。前寒武纪变质岩是矿床的主要围岩,出露有黑云母(角闪)斜长片麻岩和斜长角闪岩,局部见花岗片麻岩。原岩恢复表明,黑云母(角闪)斜长片麻岩的原岩为英安岩-流纹岩,斜长角闪岩原岩为玄武岩。花岗片麻岩的SiO₂含量大于56%,MgO含量小于3%,Al₂O₃含量大于15%,Sr含量大于500×10^-6,Yb含量均小于1.9×10^-6,轻重稀土元素分异明显,重稀土元素强烈亏损,并且Eu负异常不明显,表明该片麻岩具埃达克质岩石的地球化学特征。锆石U-Pb定年结果显示出几组年龄,分别是2512±21Ma, 2452±9.6Ma,2394±55Ma。大体看,2512Ma代表了火山喷发和周台子铁矿BIF沉淀年龄,2452Ma左右的锆石年龄代表了TTG质花岗片麻岩的侵位结晶年龄,2394Ma锆石年龄代表了周台子铁矿经历了一次变质作用,并对原有的岩石和矿石进行了改造。锆石Hf同位素特征显示斜长角闪岩和TTG质片麻岩的岩浆源区受到过古老地壳物质的混染。周台子铁矿构造环境可能是与裂谷有关的张性环境。     

鞍山-弓长岭地区条带状铁矿直接围岩原岩恢复

前寒武纪的条带状铁建造(Banded Iron for-mations,简称BIFs)主要形成于太古宙及早元古代,是世界上规模最大、储量最多的铁矿资源类型,其以富硅质和富铁质的条纹或条带交替出现为特征。辽宁省鞍山-本溪(简称鞍本)地区铁矿即为此类型,该铁矿位于华北地台东北缘胶辽台隆的西北部,区内地层由老至新为太古宙鞍山     

山西原平王家庄条带状磁铁石英岩矿床元素地球化学特征及其地质意义

山西原平王家庄铁矿床为五台山地区产出的条带状铁建造（BIF）的典型代表。含矿岩石为磁铁石英岩,围岩主要为斜长角闪岩、角闪变粒岩、石英片岩等。通过对变质岩的原岩恢复,得出其原岩主要为火山岩,具有从拉斑玄武岩向钙碱性火山岩演化的特点,局部有陆源碎屑的加入。微量元素中相对亏损Ta、Nb、Zr、Ti等高场强元素,相对富集K、Rb等大离子亲石元素,具有较低的w(Y)/w(Nb)比值,表明本区处于岛弧和活动大陆边缘带的构造环境。磁铁石英岩的稀土元素配分型式为向右缓倾斜的轻稀土富集型,具轻微铕正异常和轻微铈负异常,稀土元素特征表明BIF形成于典型的海洋环境,早太古代洋壳俯冲产出的高温气水热液对于BIF的沉积发挥了重要的作用。Eu轻微正异常说明本区火山活动较弱,海底高温热液对BIF的沉积贡献相对较少。BIF与其围岩在原始地幔标准化不相容元素蛛网图中的相关性说明二者有相同或相似的物质来源和成岩环境,二者同属一个沉积盆地,但却有不同的沉积过程和形成条件。     

冀东、五台和吕梁地区条带状铁矿的稀土元素特征及其地质意义

详细报道了冀东、五台和吕梁地区条带状铁矿全岩样品的稀土元素分析结果。结果表明,研究区BIF具有非常相似的特征：稀土总量均较低;经页岩标准化的稀土元素配分模式均呈现轻稀土亏损、重稀土富集的特征;Y/Ho比值较高;具有明显的Eu、Y、La的正异常,且这些特征表明研究区BIF的稀土元素来源于火山热液和海水的混合溶液。虽然BIF均显示Eu正异常,但不同类型、不同沉积年龄BIF的铕异常程度不同：与吕梁地区Superior型铁矿相比,冀东和五台地区的Algoma型铁矿显示了更大的Eu正异常;并且自中太古代-新太古代-古元古代,BIF的铕正异常逐渐减小,这可能反映了随着BIF沉积年龄的减小,进入到该地区海水中的高温热液流体逐渐减少;同时,研究区BIF缺乏明显的Ce负异常,可能暗示在BIF沉积时海水的氧化还原状态为缺氧环境。     

基于改进遗传算法的地下空区边坡稳定性分析

以边坡稳定性计算的非圆弧滑动面条分法为基础,提出一种改进的遗传算法。在无需对边坡最危险滑动面的几何形状进行假设的前提下,自由搜索最危险滑动面及其对应的最小安全系数。通过工程实例,将改进方法与其他方法进行对比分析,结果表明：该方法不仅准确可靠,而且总能搜索到全局最优解。该实例也表明：在其他条件不变的情况下,地下空区是导致边坡失稳的主要因素。     

基于土质边坡塑性极限分析条分法的可靠度计算方法研究

从土塑性极限分析上限定理出发,以土质边坡塑性极限分析条分法为基础,在引入可靠性分析方法(JC法)后,建立了土质边坡塑性极限分析条分法可靠度极限状态方程,并推导得到了塑性极限分析条分法可靠度计算公式。这种方法实现了定值计算向不确定性计算的转变,同时可靠度指标的计算结果具有概率的意义。     

对边坡稳定性分析圆弧条分法的改进

边坡稳定性分析中的圆弧条分法在工程实际中被广为应用.但该方法在具体计算时存在两点困难一是计算过程繁琐,在搜索最危险滑动面时,每给定一个滑动面,都要重新确定分条的边界和高度、宽度和分条数目等参数;二是潜在滑动面的不确定性,针对这一问题已有许多学者提出多种搜索最危险滑动面的方法,这些方法各有优缺点.本文针对这两方面的问题作了一些改进.首先是将边坡的地面线用分段直线方程表示,将滑动面用一圆弧方程表示,这样可以将原公式中的求和部分化为积分式,从而推导出了求解稳定系数的解析式.另一方面是提出了一种搜索最危险滑弧滑动面的简洁方法,该方法先固定圆弧滑动面的后缘点和剪出点,则稳定系数随过这两点圆弧的曲率而变化,通过几何关系将稳定系数的转化为一个距离参数t的一元函数,令该该函数一阶导数为零,求得参数t,并获得稳定系数极小值及其对应的滑动面.若变动后缘点和剪出点,重复以上计算,可最终求得最危险滑动面的位置及相应的稳定系数.     

基于能量守恒的滑坡稳定性计算模型

基于能量守恒思想,采用径向条分法,假设虚拟位移,建立滑坡的稳定性计算数学模型,为滑坡稳定性分析提供了一种新的方法。基于虚拟位移ds,推导了滑坡重力势能增量(35)U和滑面摩擦耗能(35)W,定义了能量法滑坡稳定性系数Sc,分别给出了在不考虑地下水和考虑地下水两种情况下滑坡稳定系数Sc的数学表达式。通过算例分析,并与极限平衡法中的简布法计算结果对比,结果表明,不考虑地下水情况下能量法的计算结果与简布法较为接近,且前者稳定系数略高,差值比为0.19%;考虑地下水影响的情况下能量法计算结果与简布法的差值比为9.77%,前者稳定系数较低,即能量法中地下水对滑坡稳定性系数影响较大。基于算例1,对模型的主要参数进行了关于稳定系数Sc的敏感性分析。最后从本质上对比分析了能量法与简布法的异同。     

江西浒坑钨矿含矿石英脉的地质特征及成矿构造演化

位于赣西武功山地区的江西浒坑钨矿是一个大型石英脉型钨矿床,与赣南典型的“五层楼”模式不同,矿脉主要集中在岩体内接触带。含矿石英脉除了普通的块状构造以外,还普遍存在条带状构造。详细的野外编录和镜下研究表明含矿块状石英脉在形成后遭受不同程度的韧性剪切,从而形成不同成分的分异条带。剪切带以出现新生的面理和线理（拉伸线理）为特征。岩石学研究表明条带状矿石属于糜棱岩,具有丰富的塑性变形显微构造特征。通过对含矿石英脉的构造解析,认为与岩浆岩有关的原生节理系统基本上是同时形成的,沿节理充填的石英脉经历了长期的、多期次的构造运动,从而形成了复杂的石英脉和矿石类型。建立了原生节理形成→石英充填→韧性剪切发生→二期石英充填→脆性碎裂的矿区构造演化序列。韧性剪切作用的动力学背景可能是受后期岩浆侵入的影响,最后的脆性破裂应与区域上存在南北向的压应力有关。