甘肃红层泥岩耐崩解试验与矿物夹杂效应研究

为探究干湿作用下甘肃红层质泥岩加速崩解机制,针对典型的石膏质泥岩,开展浸水及快速崩解试验,并通过与泥质砂岩、页岩和石膏岩的对比,分析了影响岩石耐久性的主要因素,对崩解过程中的矿物夹杂效应进行了讨论。研究结果表明：原状石膏质泥岩浸水自然崩解速度较慢,3 h崩解量为0.11,但高温(>163℃)干燥后夹杂的石膏矿物将完全脱水硬化,体积收缩,再次遇水后岩块于2 h内完全崩解。石膏质泥岩的二次循环耐崩解指数I_d2为0.80,属于高耐久性岩石,但在干湿过程中有加速崩解的趋势,第5次循环时的相对崩解指数I₅达到了0.56。岩石的耐久性受矿物成分和胶结强度影响较大,矿物膨胀驱使岩块崩解的过程中,泥质岩块易发生均匀破碎而砂质岩块易出现非均匀破碎。石膏质泥岩中黏土矿物夹杂密实,干湿作用下易崩解,所夹杂的石膏矿物具有溶蚀性,且溶蚀后崩解液显弱酸性,石膏溶蚀产生的微裂隙和酸性环境下钙质结核的脱落是导致石膏质泥岩加速崩解的主要原因。     

波浪与多孔介质结构相互作用SPH模拟

应用经CSPM法和黎曼解修正后的光滑粒子流体动力学(SPH)方法,建立了主动吸收无反射数值波浪水槽,研究波浪作用下多孔介质结构的水动力特性。流体运动控制方程采用N-S方程,多孔渗水结构内流体的运动控制方程考虑渗流力的影响。数值计算结果给出了水槽内不同位置测点的波面历时曲线和越浪量随时间变化曲线,并同试验结果和Philip Liu的数值计算结果进行了比较。并对一个波浪周期内斜坡堤多孔介质结构内外的速度场和压力分布进行了讨论分析。计算分析表明,数值计算波面较Philip Liu的计算结果与试验结果吻合更好。说明应用SPH方法建立的二维数学模型能够较好地模拟破碎波在多孔渗水斜坡上的爬坡和越浪。     

新疆南天山开都河火山岩地球化学特征、锆石 LA-ICP-MS年代学及其意义

位于塔里木-卡拉库姆板块与伊犁-哈萨克斯坦板块之间的南天山造山带是最具代表性的造山带之一,其中发育一条不完整的蛇绿岩带——南天山南缘库勒湖-科克铁克达坂蛇绿岩带,暗示古缝合线的存在。该蛇绿岩带北面的开都河水电站泥盆纪地层中发育一套中酸性火山岩(包括熔结凝灰岩、含晶屑酸性玻璃质熔岩和安山岩等),属于碱性-钙碱性系列,A/CNK值在0.82~1.31之间;该套岩石整体REE含量较高,轻重稀土元素分异显著,轻稀土元素相对富集,重稀土元素亏损,并具强烈的Eu负异常。对熔结凝灰岩中岩浆锆石进行LA-ICP-MS U-Pb定年,获得其结晶年龄为393.1±3.4 Ma,与中泥盆统(D2)萨阿尔明组一致。岩石地球化学研究表明,安山岩可能来自于玄武岩分离结晶;熔结凝灰岩、含晶屑酸性玻璃质熔岩来自于上地壳部分熔融。推测其形成机制是:库勒洋盆在中泥盆世向北俯冲消减过程中释放出流体,导致地幔楔发生部分熔融并形成玄武质岩浆,部分玄武质岩浆结晶分异形成安山岩,随着俯冲持续和地壳不断加厚,玄武质岩浆对上部地壳加热使得其发生部分熔融形成酸性母岩浆,并最终喷发至地表形成熔结凝灰岩和含晶屑酸性玻璃质熔岩。     

恰什坎萨伊沟玄武岩年代学、地球化学特征及其对北阿尔金洋盆闭合过程的制约

北阿尔金恰什坎萨伊沟红柳泉以南早古生代蛇绿岩剖面发育两段玄武岩岩片.北段玄武岩锆石LA-ICP-MS U-Pb定年与前人对南段玄武岩定年结果(晚奥陶世)相近,表明该玄武岩形成于中—晚奥陶世;样品TR050-10-1锆石热干扰年龄为421～412 Ma、395～388 Ma和283～228Ma,TR050-13-1锆石热干扰年龄为442～434Ma、415Ma和241～221Ma.地球化学特征显示北段玄武岩和南段玄武岩的岩浆演化过程中均以单斜辉石结晶分异为主,仅表现极轻微地壳物质混染;二者均来自尖晶石二辉橄榄岩地幔源区,前者源区为原始尖晶石二辉橄榄岩相,后者源区为原始—亏损尖晶石二辉橄榄岩过渡相,前者的部分熔融程度更高.微量元素、稀土元素及构造判别图解指示其为形成于聚合背景下的E-MORB型拉斑玄武岩,具弧后盆地性质.结合区域资料,提出北阿尔金早古生代洋盆4阶段闭合模式:①早期俯冲阶段(∈2～O1),②晚期俯冲阶段(O1～O3),③俯冲-碰撞转换阶段(O3～S2),④后碰撞造山阶段(S3～D2).     

西藏谢穷地区晚白垩世淡色花岗岩体和岩脉年龄及地球化学特征：对班公湖-怒江带后碰撞背景的制约

藏东左贡地块的晚白垩世侵入岩鲜有报道。对谢穷地区侵入于新元古界酉西岩群中的花岗岩体和岩脉进行了岩石学、地球化学及锆石U-Pb测年研究,揭示其岩石成因及形成环境。岩体岩石类型为含电气石白云母二长花岗岩,岩脉岩石类型为细粒花岗质岩脉,二者的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄分别为88.5±0.7 Ma和85.8±2.3 Ma,均侵位于晚白垩世。岩体与岩脉含白云母,无角闪石,均具有高硅(SiO₂=74.17%～78.88%)、富碱(K₂O+Na₂O=5.92%～9.00%)和富铝(Al₂O₃=12.61%～15.13%)的特点,铝饱和指数(A/CNK=1.11～1.40)和里特曼指数(δ<3.3),指示二者均属于过铝质钙碱性系列;均富集Rb、U、K、P和Pb,亏损Nb、Ti和Ba,具强烈的负Eu异常(δEu=0.18～0.56),表明为一套强过铝质亚碱性S型花岗岩,具有电气石型淡色花岗岩的特征。其可能为地壳缩短增厚挤压环境向地壳伸展环境转换过程中,构造减压导致的上地壳变质泥岩中...     

滇西维西-德钦-带花岗岩年代学、地球化学和岩石成因

金沙江弧盆体系消减与碰撞的确切时间存在较大的争议.运用LA-ICP-MS地质年代学、地球化学及Sr-Nd同位素方法研究金沙江缝合带周边的花岗岩体.贡卡花岗闪长岩(232Ma)和羊拉花岗闪长岩(229.6Ma)形成于印支期,羊拉二长花岗岩(261Ma)形成于海西-印支期.羊拉二长花岗岩地球化学特征类似O型埃达克岩,由大洋板片熔融与地幔楔交代(Mg#=55～61.8>40),且上升过程与岩浆房酸性岩浆混合,形成于俯冲消减环境;贡卡花岗闪长岩和羊拉花岗闪长岩可能由类似扬子地块的崇山群玄武质岩石和变质表壳岩部分熔融形成,产于碰撞后环境.金沙江缝合带从中二叠世末期-晚二叠世早期持续俯冲;碰撞阶段可能于晚二叠世末期开始,在中三叠世早期结束.     

西准噶尔别鲁阿嘎希花岗闪长岩年代学、地球化学特征及岩石成因

为更深入了解西准噶尔晚古生代岩浆活动和构造背景,对位于西准噶尔中部的别鲁阿嘎希岩体开展了年代学、地球化学以及Sr-Nd同位素研究,讨论了岩石成因、源区性质和构造背景.别鲁阿嘎希花岗闪长岩为钙碱性系列岩石,岩浆锆石结晶年龄为318.7±3.3 Ma.其具相对高的MgO(Mg#=49~59)、Ni、Cr含量,富集大离子亲石元素(如K、Rb、Sr和Ba)、亏损高强场元素(如Nb、Ta、Ti),轻重稀土元素分异不明显.Sr-Nd同位素特征显示,其有较低的初始Sr比值(0.704 297~0.704 399),较高的ε_Nd(t)值(5.8~6.5).通过综合分析,认为在晚石炭世早期,达尔布特洋壳(板片)俯冲至地幔楔下部,俯冲洋壳板片脱水所产生的流体在上升过程中与地幔楔共同作用,底侵加热由亏损地幔形成不久的年轻地壳(由洋壳和岛弧组成),使其部分熔融形成了别鲁阿嘎希分异I型花岗岩.      

西准噶尔谢米斯台西段花岗岩年代学、地球化学、锆石Lu-Hf同位素特征及大地构造意义

西准噶尔谢米斯台花岗岩研究程度偏低, 运用锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学、地球化学及锆石Lu-Hf同位素方法研究西准谢米斯台西段地区花岗岩, 结果表明: 谢米斯台岩体(427.6±2.3 Ma)和哈勒盖特希岩体(428.6±2.5 Ma)均形成于中志留世; 谢米斯台碱长花岗岩地球化学特征类似于Ⅰ型花岗岩, 哈勒盖特希碱长花岗岩地球化学特征类似于A型花岗岩; 锆石Hf同位素组成较均一, ε_Hf(t)=12.4~14.5, 二阶段模式年龄t_DM2变化范围在497~603 Ma之间, Ⅰ型花岗岩和A₂型花岗岩可能形成于后碰撞阶段的挤压-伸展转变期, 是中志留世额尔齐斯-斋桑洋壳向南俯冲至波谢库尔-成吉斯火山弧底部, 俯冲板片与岛弧底部岩石圈之间剪切带的物质发生变形、变质及部分熔融作用, 使得由亏损地幔形成不久的年轻地壳(由洋壳和岛弧组成)发生部分熔融形成的长英质岩浆经进一步分离结晶作用形成分异Ⅰ型花岗岩和高温、缺水A₂型花岗岩, A₂型花岗岩较Ⅰ型花岗岩分离结晶程度高.      

模拟月壤研究进展及CUG-1A模拟月壤

利用我国东北部吉林省辉南县新生代火山岩为初始原料,初步研制了模拟月壤CUG-1A.在研究CUG-1A的化学性质的同时,重点研究了其物理力学性质.数据分析表明,CUG-1A与Apollo14采样点的月壤样品有着相似的化学成分、矿物组成和物理力学性质,是一种理想的低钛型月海月壤的模拟样品.     

内蒙古阿尔山地区中生代A型花岗岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄、地球化学特征及其构造意义

在岩石学研究的基础上,运用LA-ICP-MS锆石U-Pb定年和地球化学方法,研究了阿尔山地区不同时代花岗岩体的成因和构造意义。研究表明,三广山中粒碱长花岗岩形成于印支期(228.5±3.0Ma);南兴安似斑状碱长花岗岩形成于燕山期(141.7±2.6Ma),捕获锆石年龄为1847±21Ma,反映该区可能具有前寒武纪结晶基底。两岩体岩石化学以富Si、高K、低Mg、贫Ca为特点,A/CNK值为1.00~1.05;富集高场强元素和轻稀土元素,亏损重稀土元素和大离子亲石元素,稀土元素配分模式为典型的右倾海鸥型。岩相学和地球化学特征显示,三广山和南兴安花岗岩均为A型花岗岩。其中,三广山花岗岩为A2型花岗岩,南兴安花岗岩为A1型花岗岩。全岩Sr-Nd同位素组成(εNd(t)值为2.26~5.58)表明,阿尔山地区花岗岩的源区可能为显生宙—新元古代期间从亏损地幔中新增生的地壳物质,但南兴安和三广山2个岩体的形成机制不同。三广山A2型花岗岩可能是古亚洲洋在三叠纪闭合后进入造山后阶段岩石圈伸展体制下的产物,而南兴安A1型花岗岩可能形成于早白垩世大兴安岭地区板内伸展作用下的拉张减薄环境。