地球科学与环境学报

西昆仑苏纳克早古生代花岗岩锆石U-Pb年龄、地球化学特征及其地质意义

2020年07月15 00:00

苏纳克花岗岩位于西昆仑造山带库尔良裂谷带内,岩体岩性为黑云母二长花岗岩,其中侵入有花岗闪长岩脉。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果显示,黑云母二长花岗岩和花岗闪长岩脉的结晶年龄分别为(477.0±2.1)Ma和(466.7±2.0)Ma,为早—中奥陶世岩浆活动的产物。苏纳克黑云母二长花岗岩主量元素组成具有高硅(SiO₂含量(质量分数,下同)为72.75%～76.44%)、富碱(Na₂O+K₂O值为8.58%～9.12%)的特征,A/CNK值为1.02～1.11,为弱过铝质、高钾钙碱性系列。球粒陨石标准化稀土元素配分模式表现为平缓的右倾型特征,并呈“V”字型,且具有显著的负Eu异常。微量元素组成明显富集Rb、K等大离子亲石元素及Th、U等高场强元素,强烈亏损Ba、Sr、Eu、P、Ti等。整体上,苏纳克黑云母二长花岗岩具有高分异I型花岗岩的地球化学特征,是西昆仑早古生代原特提斯洋俯冲过程中的产物。

东昆仑造山带东段大格勒花岗岩锆石U-Pb年代学、地球化学特征及其构造意义

2020年07月15 00:00

大格勒花岗岩是东昆仑弧岩浆岩的重要组成部分,对解译古特提斯演化具有重要意义。通过对东昆仑造山带东段大格勒地区出露的花岗岩进行详细的岩石学、锆石U-Pb年代学与岩石地球化学研究,探讨其岩石成因和构造背景。结果表明:大格勒岩体岩石类型主体为灰白色中细粒块状花岗岩,岩体内发育大量的暗色闪长质包体; LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素定年结果显示花岗岩和暗色闪长质包体的结晶年龄分别为(261.0±2.8)Ma和(261.6±1.6)Ma; 大格勒花岗岩主体呈准铝质—弱过铝质、中—高钾钙碱性系列,具有富集轻稀土元素,亏损重稀土元素,富集Rb、Th、U等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta等高场强元素特征,含有较低的Mg^#值和Nb/Ta值,为Ⅰ型花岗岩; 闪长质包体为中钾钙碱性系列,富Fe、Mg、Ca、Ti等,具有较高的Mg^#值。岩石成因研究表明花岗岩为大陆下地壳基性岩部分熔融的产物,闪长质包体为镁铁质岩浆注入花岗岩快速冷凝的结果。结合区域资料认为,大格勒花岗岩形成于与布青山—阿尼玛卿洋向北俯冲相关的陆缘弧构造环境,进一步表明古特提斯洋于晚二叠世已向北俯冲于东昆北地块之下。

湖北峡东地区奥陶系南津关组灰岩中硅质岩地球化学特征及其沉积环境意义

2020年07月15 00:00

湖北峡东地区位于华南板块上扬子地块分区,其奥陶系南津关组灰岩中发育大量条带状和结核状硅质岩。在详细野外调查的基础上,对这些硅质岩进行岩相学和地球化学分析,探讨其成因及沉积环境意义。结果表明:硅质岩主要由石英、玉髓组成; 硅质岩贫Mn、Fe,其A1/(Al+Fe+Mn)值为0.27～0.84,平均值为0.64,Mn/TiO₂值小于0.5,Th/U值为0.02～0.86; 硅质岩具有低的稀土元素含量(质量分数,下同),稀土元素总含量为(0.67～27.79)×10^-6,经北美页岩标准化后呈现相对平缓右倾的稀土元素配分模式和弱的Ce异常,同时(La/Yb)_N平均值为1.31; 硅质岩寄主灰岩的δ¹³C值为-2.37‰～2.30‰,平均值为-0.006 4‰,δ¹⁸O值为-9.04‰～-6.49‰,平均值为-7.61‰,计算的古环境温度为4 ℃～21 ℃。这些结果反映湖北峡东地区奥陶系南津关组灰岩中的硅质岩主要为生物成因,形成于温暖缺氧的大陆边缘环境。

扬子板块西南缘南盘江盆地者堡一带二叠系—三叠系界线地质特征及牙形石生物地层

向坤鹏,贺永忠,安亚运,易成兴,赵磊,盘应娟,陈明华 — 2020年07月15 00:00

扬子板块西南缘南盘江盆地在二叠纪末结束了孤立碳酸盐岩台地生长历史,但先成台地在早三叠世对沉积过程的控制作用尚不明确。选取盆地西北缘安然背斜东段者堡一带二叠系—三叠系界线为研究对象,在详细剖面测制基础上,进行系统的牙形石生物地层研究。结果表明:罗楼组下部灰岩段包含2个牙形石带,自下而上依次为Hindeodus praeparvus带与Hindeodus parvus带; 根据区域剖面资料对比,可将二叠系—三叠系界线限定于剖面第4层1.5 m处。根据二叠系—三叠系界线剖面露头特征,结合区域资料综合分析,认为安然—者堡一带于晚二叠世长兴晚期经历了缓慢隆升→局部暴露形成岛屿并接受风化剥蚀→再次淹没接受沉积的过程。该研究为进行南盘江盆地二叠纪—三叠纪过渡时期古地理演化提供沉积学证据。

云南都龙锡锌多金属矿床矽卡岩矿物学和矿物化学特征及其地质意义

2020年07月15 00:00

都龙锡锌多金属矿床位于华夏地块西缘,是中国最大的锡石硫化物矿床之一。矿体主要呈层状、似层状产于晚白垩纪花岗岩体上覆新元古代新寨岩组的矽卡岩带内。矽卡岩蚀变矿化可划分为5个阶段:石榴子石-辉石阶段、阳起石-绿泥石阶段、磁铁矿-锡石阶段、锡石-磁黄铁矿-闪锌矿阶段、闪锌矿-黄铜矿阶段。以都龙矿床中的矽卡岩为研究对象,在识别矿物组合与结构的基础上,采用电子探针与LA-ICP-MS技术对矽卡岩中的石榴子石、辉石进行了主量、微量元素分析。结果表明:都龙矿床矽卡岩中的石榴子石可分为3类,且具有一定的世代特征。Grt Ⅰ世代为早阶段形成的钙铁榴石(And_95～99Gr_1～5),多位于核部,呈残余状,与透辉石共生; Grt Ⅱ世代为形成时间稍晚的钙铁-钙铝榴石(And_50～80Gr_20～50),多围绕Grt Ⅰ世代形成,与钙铁辉石共生; Grt Ⅲ世代为最晚阶段形成的细粒钙铝榴石(And_30～40Gr_60～70),量少,多呈不规则状。石榴子石与辉石的矿物组合变化暗示流体氧化性具有逐渐降低趋势。微量元素特征显示Grt Ⅰ世代呈轻稀土元素富集、重稀土元素亏损的右倾型特征,Grt Ⅱ世代呈重稀土元素富集、轻稀土元素亏损的左倾型特征,表明稀土元素分配可能受石榴子石晶体化学结构和固溶体端元组分共同影响。不同世代石榴子石成矿元素In和Sn含量差异也较大。Grt Ⅰ世代In和Sn含量分别为(63.0～264.0)×10^-6(平均值为159.0×10^-6)和(2 790～13 100)×10^-6(平均值为7 441×10^-6); Grt Ⅱ世代In和Sn含量分别为(1.6～81.0)×10^-6(平均值为20.0×10^-6)和(436～4 740)×10^-6(平均值为2 518×10^-6)。石榴子石中In与Sn含量的正相关关系暗示了两者的同时性、同源性,并且在矽卡岩形成早期已经具有一定的选择性富集趋势。因此,系统地研究矽卡岩中的矿物化学特征对有效约束成矿流体在矽卡岩蚀变与矿化过程的演化具有重要意义。

云南东川地区汤丹铜矿床成矿规律及对因民铜矿区的找矿启示

2020年07月15 00:00

汤丹铜矿床位于扬子地块西缘的康滇构造带,矿体产于中元古界落雪组白云岩与黑山组碳质板岩中,分别称为东川式和桃园式铜矿体。铜矿体呈层状、似层状,受层位控制明显,具有多层位赋矿特征。通过梳理主要控矿要素,总结成矿规律,结果表明:汤丹铜矿床的东川式(Ⅰ号和Ⅱ号矿体)与桃园式(Ⅳ号矿体)铜矿体受连通性较好的横向断裂控制,铜矿化强烈的地段,NW向横向断裂较发育; 落雪组渗透性较好的砂质白云岩和黑山组碳质板岩为主要含矿层,岩性控矿特征明显; 赋矿围岩的V/Cr、V/(V+Ni)、Ce/La沉积环境判别图解显示氧化-还原界面是成矿有利地段。结合近两年对东川矿田的深边部找矿工作部分成果,以多层位成矿体系为依据,以因民铜矿区为例进行多层位找矿分析。调查发现因民铜矿区横向断裂较发育,每400 m约有12条,局部分布较密集(每100 m约有9条),落雪组二段青灰色白云岩和黑山组碳质板岩中均具有一定的铜矿化,多个原生晕样品Cu质量分数大于2 000×10^-6,预测在东川式层状铜矿体上部层位具有寻找东川式层控脉状铜矿体和桃园式铜矿体的潜力。

江西相山矿田邹家山铀矿床特富矿石流体包裹体特征:来自共生磷灰石-紫黑色细晶萤石等矿物制约

2020年07月15 00:00

在相山矿田成矿流体研究中,前人一般选择成矿晚期结晶良好、透明度高的脉石矿物中的流体包裹体进行研究,其结果难以准确反映成矿流体的信息。基于此,选择江西相山矿田邹家山铀矿床特富矿石中与铀矿物紧密共生的磷灰石及其伴生微细晶透明矿物作为研究对象,通过岩相学观察、扫描电镜能谱分析及流体包裹体研究,讨论该矿床的成矿流体性质,以期为成矿流体来源的判断与成矿过程的研究提供新资料。结果表明:特富铀矿石中与铀矿物密切共生的磷灰石可分为两类。一类为含黑色矿物包裹体的微晶磷灰石(Ap1型),晶形较差,形状不规则,透明度较差,粒度小,推测为主成矿阶段产物,与之共生的主要有微晶石英和紫黑色细晶萤石,同属主成矿阶段产物; 另一类为中粗晶磷灰石(Ap2型),自形程度高,形状规则,部分呈六方柱形,粒度大,推测为成矿晚阶段产物。主成矿阶段,紫黑色细晶萤石中流体包裹体气体成分主要为H₂,微晶石英中流体包裹体气体成分主要为O₂和CO₂,指示了成矿流体中的气体组分以H₂、O₂为主,可能含有少量的CO₂,说明成矿流体具有富H₂的深源流体加入。主成矿阶段流体包裹体均一温度为270 ℃～330 ℃,盐度为5%～9% NaCl_eq,成矿晚阶段流体包裹体均一温度为180 ℃～220 ℃,盐度为4%～10% NaCl_eq,成矿温度最低为180 ℃。特富铀矿石中成矿期磷灰石及其共生脉石矿物中流体包裹体组合特征较好地指示了铀主成矿阶段的流体性质。

丘陵地貌区斜坡强震动响应特征——以四川省长宁县为例

王运生,明伟庭,刘江伟,赵波 — 2020年07月15 00:00

前人对高山峡谷地貌区高位斜坡动响应研究较多,但对低山、丘陵地貌区斜坡强震动响应研究很少。并且,研究这类地区顺倾斜坡的地震动响应对揭示长宁M_s 6.0级地震丰富的次生山地灾害动力机理具有一定意义。在四川省长宁县丘陵地貌区典型顺倾斜坡不同部位安置强震监测仪器,捕捉到40多次余震,通过SeismoSignal软件处理典型余震数据,分析峰值加速度、阿里亚斯强度、傅里叶频谱、加速度反应谱,进而采用水平/竖直向谱比法分析局部场地效应,最后对比分析低山、丘陵地貌区与高山峡谷地貌区的斜坡动响应。结果表明:坡顶峰值加速度可达4.171 m·s^-2,最大位移可达0.008 05 m,当峰值加速度大于1.0 m·s^-2时,阿里亚斯强度出现陡增的趋势; 局部地形的放大效应使得地质灾害以沿山脊的裂缝及小型崩塌为主,在低频2～5 Hz处,斜坡中上部易发生山体共振。以上研究揭示了砂、页岩顺倾斜坡高位放大效应,为地震山地灾害易发性区划提供地震监测资料。

基于InfoWorks ICM模型的陕西省咸阳市排水系统能力及内涝风险评估

2020年07月15 00:00

为了评估陕西省咸阳市主城区的排水系统能力和内涝风险,基于InfoWorks ICM模型建立了咸阳市主城区一维、二维耦合水动力学模型,对排水系统现状进行评估,并使用英国洪涝灾害指数评价体系对内涝风险进行评估。结果表明:咸阳市主城区采用平篦雨水口,覆盖程度满足设计要求,但是雨水口存在破损、移位及淤堵等问题,且部分排雨管道被严重堵塞,整体管道达标率较低; 现状排水管网管径较小,在4种降雨强度(设计重现期为0.5、1、3、5年)的模拟中,排水能力小于0.5年一遇、0.5～1年一遇、1～3年一遇、3～5年一遇和大于5年一遇的管网所占比例分别为68.9%、5.8%、3.9%、5.3%和16.1%; 人民路—东风路—渭河—咸通路围成的地块和东风路—河堤路—福银高速公路—金旭路围成的地块为内涝高风险区域。

陕西省西咸新区黄土场地海绵设施渗漏对建筑物的影响

2020年07月15 00:00

黄土场地近建筑物海绵设施建设时常铺设防渗膜,以避免雨水入渗引起地基变形破坏。施工过程中防渗膜的意外破损时有发生,讨论近建筑物基础防渗膜局部破坏引起的工程风险有助于推进类似地区海绵城市建设。以陕西省西咸新区海绵城市建设中某一典型工程为依托,采用Geo Studio软件对周边建筑物典型海绵设施发生的渗漏问题进行数值模拟分析,得到了渗漏后土体饱和度、基础沉降和地基土应力分布变化特性,分析了渗漏点雨水入渗对地基的影响。结果表明:渗漏会使地基产生不均匀沉降; 渗漏点距基础边缘水平距离越近,所产生的附加沉降越大,渗漏导致的最大沉降量约为4 mm,满足《建筑地基基础设计规范》(GB 50007—2011)要求。另外,当渗漏点距基础边缘水平距离大于1 m时,渗漏对地基强度的影响迅速降低; 当距离大于3 m时,渗漏对地基的影响可以忽略。在本文工程背景下,渗漏导致地基破坏可能性较小。