素填土的自然固结特征、固结机理及其利用

工程实例的试验成果表明：素填土在自然状态下将产生固结,但这种固结除了受自身重力作用外,还受到雨水下渗、阳光照晒和风力风干等因素的影响,且上部主要受雨水下渗、阳光照晒和风力风干的影响,下部则主要受自身重力的作用。因此素填土的这种固结不是单纯的自重固结,我们称之为自然固结。试验结果还表明：经过一定时间后,在雨水下渗和阳光照晒和风力风干的作用下,上部一定深度内的素填土固结度较好,且形成“硬壳层”,填筑时间四年的素填土在6m深度内,其力学性能相当或接近于夯击能为2160kN·m的夯填土,因此可以作为对沉降敏感性要求不高的轻型低型建筑物和道路、小荷载的持力层,这既可节省工程造价,且也是安全的。     

小岩体成大矿学说的内涵和意义

内生金属成矿系统被认识到是一种复杂性动力系统,而成矿作用则是一种非平衡、非线性过程。在这种理论框架下,成矿作用首先是一种物理过程,成矿系统是一种流体驱动的地质子系统。小体积岩浆系统也是一种流体驱动的地质子系统,因而小岩体与内生金属成矿作用具有内在的联系,揭示小岩体与成矿作用的内在联系是实践复杂系统成矿理论的关键环节。笔者列举了流行岩浆热液成矿理论的一些常见矛盾,阐明了小岩体成大矿学说的重要意义。基于岩浆系统时空结构的分析,小岩体可以划分为无根小岩体和有根小岩体,后者可以进一步划分为头部小岩体和通道小岩体。由于流体中成矿金属的溶解度与P-T呈正相关,大型-超大型矿床主要与无根小岩体有关。在小体积岩浆成矿系统中,透岩浆流体起了关键作用。透岩浆流体不仅向岩浆体注入了大量成矿金属,也是岩浆快速上升的触发机制和多源区近同时部分熔融的根本原因。这种特征决定了小岩体往往呈岩体群产出,而不是孤立的单个岩浆侵入体。岩浆快速上升造就了成矿期的近场应力场以主压应力分布在竖直方向为特征,后者进一步决定了小岩体群的空间展布形式。据此,小岩体可作为有效的可填图找矿标志。可以说,小岩体成大矿学说为研究岩浆动力学打开了新的窗口,是区域成矿预测的基本依据和重塑内生金属矿床成矿学的里程碑。     

热岩-枝找矿理论

矿化线索或矿苗的发现,对地质找矿具有重要意义。找矿理论、方法创新是重要的地质科学问题,一直备受地质学家关注。近年,随着各种成矿、成矿模式的建立,找矿向更宏观更微观演化。文章在分析我国当前地质找矿勘查存在问题的基础上,指出野外一线找矿工作者需心存宏观找矿概念,并应加强中观找矿理论、方法的学习和研究,进而提出了热岩-枝找矿理论,重点阐述了热岩-枝组矿模型的特征及地质异常找矿方法,并结合近年来作者找矿体验,分析了其特点及应用前景。     

青海三江北段治多地区印支期花岗岩的成因及锆石U-Pb定年

青海三江北段治多地区开展的1∶25万区域地质调查显示该地区大面积出露的侵入岩的形成时代主要为晚三叠世,治多县东北部巴颜喀拉岩区内花岗闪长岩单颗粒锆石U-Pb法年龄为(212.38±7.1)Ma,似斑状二长花岗岩单颗粒锆石U-Pb年龄为(196.8±0.3)Ma:治多西南部分布于金沙江蛇绿构造混杂岩带内石英闪长岩的单颗粒锆石U-Pb年龄为(215.4±0.8)Ma。通过岩体地质特征、岩石学及岩石地球化学特征结合区域构造演化特点可以初步确定这些地区晚印支—早燕山阶段花岗岩形成于后碰撞阶段,岩浆具有多源区特点,形成可能与岩石圈的拆沉作用有关。     

帕米尔构造结塔什库尔干碱性杂岩同位素年代学研究

利用高精度锆石SHRIMP U-Pb法测定了帕米尔构造结中东部塔什库尔干碱性杂岩的年龄,岩体不同岩石类型的年龄均为11Ma,与野外证据吻合。通过与该杂岩体钾长~(40)Ar/~(39)Ar等时线年龄(23Ma、13Ma)对比研究,~(40)Ar/~(39)Ar定年结果明显偏老,认为是由于钾长石中含有过剩氩所致,并分析了过剩氩存在的可能原因。因此塔什库尔干碱性杂岩的活动时代可以确定为11Ma,而且钾长石不宜作为该杂岩体测年的理想对象。结合岩体的成因及构造意义,认为在11Ma前,帕米尔构造结地区已具有加厚下地壳的特征。     

造山后脉岩组合与内生成矿作用

造山带大规模花岗质岩浆活动之后往往有一期区域性脉岩产出,被称为岩基后岩墙群。这类脉岩具有近同时形成、宽成分谱系和小体积的特点。根据太行山、燕山、东昆仑山、天山等造山带的观察,这类脉岩可以划分成煌斑岩质、玄武质、闪长质(安山质)、花岗闪长质(英安质)和花岗质(流纹质)等5组。前人大多偏重于研究其中基性部分,因而常常将其与大陆裂解相关基性岩墙群混为一谈。岩石地球化学分析表明,虽然同组脉岩不同样品之间可能存在演化关系,不同脉岩组之间很难相互演化。结合近年来有关岩浆过程速率的研究成果,推测这些脉岩是原生或近原生岩浆固结的产物。这意味着区域地温曲线在不同深度同时穿过所有相应原岩的固相线。基于岩浆起源热体制和区域岩石圈岩石学结构分析,笔者曾经指出,这样的岩浆产生条件要求造山带岩石圈拆沉作用。因此,这类岩墙群的形成是区域构造应力场由挤压向伸展转换阶段的产物,可以用来标定造山过程的结束,因而称其为造山后脉岩组合。进一步对比分析表明,这类脉岩组合分布非常普遍,是地球上业已发现的三类区域性岩墙群之一。尽管如此,基于热传递速率的分析,造山后脉岩组合的形成还应当伴随大规模流体活动。由于深部流体中成矿元素的浓度强烈依赖于压力,新的岩石成因模型意味着造山后脉岩组合与成矿作用相伴生。野外检验表明,可以基于露头观察识别成矿流体的通道和成矿元素大规模堆积的场所。因此,造山后脉岩组合不仅可以用来标定区域造山过程结束的时间,也是区域找矿预测的有效标志。     

华北地区燕山期岩浆活动热供给的初步数值模拟

大陆地壳和地幔岩石圈形成之后,还可能再次有对流地幔的注入,对原有的陆壳和地幔岩石圈进行改造。华北克拉通于新太古—古元古代形成的陆壳和大陆根,在侏罗纪—白垩纪(J—K)的燕山期遭受重大改造,有对流地幔的一次重要注入。一维的数值模拟表明:(1)在1GPa条件下,1250℃底侵玄武岩对于初始温度400℃的英云闪长岩围岩的加热,并达到使其发生局部熔融作用,其纯的熔融量与纯的底侵玄武岩岩浆结晶的厚度的比值约为0·12;假设仅有25%的熔浆能够分离出来,则能够分离出的熔浆量与底侵玄武岩结晶总量比约为0·03。由此可以推测,如果要产生总量为1km厚的花岗岩的岩基需要33·3km的底侵玄武岩岩浆的全部结晶来提供热通量。而33·3km的底侵玄武岩岩浆可能需要约333km的软流圈物质参与(假设10%的局部熔融,并且全部熔体均能分离出来)。(2)华北克拉通燕山期玄武岩的喷发和地壳浅部辉长岩侵入体的发育,说明底侵的玄武岩岩浆不可能全部固结,从模拟的角度说明,燕山运动需要非常大量的底侵玄武岩岩浆和热通量的注入,才能诱发现今所观察到的燕山期强烈的岩浆活动。文中数值模拟工作对进一步理解“燕山运动”发生的深部背景即来源于软流圈的贡献有一定的意义。     

东昆仑喀雅克登塔格杂岩体的SHRIMP年龄及其地质意义

喀雅克登塔格杂岩体位于东昆仑祁漫塔格山东南部,由辉长岩、闪长岩、石英闪长岩、花岗闪长岩、二长花岗岩、正长花岗岩等岩石类型组成,具有典型的岩浆混合特征.通过对杂岩体中辉长岩和二长花岗岩的锆石进行SHRIMP测年,分别获得403.3±7.2 Ma和394±13 Ma两个极为接近的岩浆锆石年龄以及1 116 Ma的继承锆石年龄.锆石形态学特征显示辉长岩和二长花岗岩中锆石的大致结晶温度分别为850～900℃和600～850℃,提供了杂岩体形成的深度信息.测年结果为研究东昆仑造山带的演化历史提供了重要的年代学资料.