豫西龙王幢岩体地球化学特征及其演化探讨——来自锆石U-Pb定年以及岩石地球化学的约束

龙王幢岩体位于华北克拉通南缘,具明显的高硅、富碱特点,岩石为准铝质至弱过铝质碱性岩。微量元素分配曲线呈右倾型,富集大离子亲石元素(Rb、Th),亏损高场强元素Nb、Ta,显示明显的Nb、Ta、Sr、P及Ti负异常。稀土元素配分模式具有右倾、轻稀土富集及重稀土亏损的特征,显示了较强的负Eu异常,早期岩浆中斜长石的晶出使得晚期岩浆结晶中钾长石更富集,是伸展机制下晚期富碱岩浆活动产物。岩体锆石LA-ICP-MS年龄为(1613.5±4.3)Ma,属中元古代碱性侵入岩。岩体的主微量元素及含铁指数表明岩体属于碱性-碱钙性铁质A型花岗岩。岩体构造环境元素分析表明为板内A型花岗岩。龙王幢岩体形成于板内构造环境,是华北克拉通南缘1.8～1.6 Ga期间大规模裂解事件中最晚期的一次碱性岩浆活动的产物。     

大兴安岭中段央格力雅山地区扎文河岩体地球化学特征及其构造意义

古亚洲洋在大兴安岭中段的构造演化长期以来争议不断,尤其是古生代岩浆活动亟待展开详细研究。本文在系统野外地质调查和岩相学分析的基础上,系统分析大兴安岭中段央格力雅山地区扎文河岩体的全岩地球化学特征,揭示其岩石成因,旨在深入对嫩江洋构造演化的理解。扎文河岩体主要由闪长岩、花岗闪长岩及正长花岗岩三个单元组成。三个岩石单元均为中钾—高钾偏铝质铁质岩石,相对富集轻稀土元素和大离子亲石元素,亏损重稀土元素和高产强元素,总体显示右倾型REE模式,但中—重稀土元素之间配分不明显,具有弱Eu负异常。闪长岩单元很可能是幔源玄武质岩浆分离结晶作用早—中期阶段的产物,并遭受了一定程度的俯冲流体交代。花岗闪长岩和正长花岗岩单元属于高钾钙碱性I型花岗岩,它们与闪长岩单元具有相同的岩浆源区,很可能是富集地幔玄武质岩浆分离结晶作用中—晚期阶段的产物。扎文河岩体形成于安第斯型大陆弧背景,指示早石炭世期间嫩江洋存在向兴安地块之下的俯冲,俯冲过程中所形成的挤压环境和岩浆活动反映了该时期古亚洲洋构造域在大兴安岭中段的构造演化。     

云南卓潘碱性杂岩体稀土元素特征及找矿远景分析

卓潘岩体是金沙江—哀牢山富碱斑岩带中的重要岩体,位于兰坪走滑拉分盆地西部。稀土元素特征显示,卓潘岩体是一个稀土总量高,轻稀土富集,重稀土亏损的新生代岩体,岩体轻稀土元素对轻稀土总量的贡献力度由大到小为:Ce→La→Nd→Pr→Sm→Eu;与华南风化壳型稀土矿特征对比研究发现,卓潘岩体与华南风化壳型稀土矿成矿特征相似,具一定的风化壳型稀土矿的找矿潜力。     

冀西北水泉沟碱性岩体成因讨论

水泉沟碱性岩体是冀北著名的控矿碱性杂岩体,岩体由二长岩类、正长岩类及碱长正长岩类组成.各类岩石间无明显的界线,一般为渐变过渡关系.岩石化学组成总的特征是贫硅、富碱,铝含量中至高,反映了随着岩浆演化,碱质交代加强,岩体属于碱性—偏碱性岩体.通过对该岩体铅同位素、钕锶同位素图解研究,样品投点于地幔与大陆壳演化线之间,少量于陆壳演化线之上,说明铅、锶同位素不是单一来源,原始物质来源于地幔,推测岩浆自地幔上侵过程中有壳源物质加入.对比K-Ar法测年数据和39 Ar-40Ar法年龄测试结果,认为水泉沟碱性岩体形成于288～327.4 Ma,属海西晚期.     

攀枝花米易地区白马含矿岩体微量元素地球化学特征及其意义

文章以白马铁矿具有代表性的及及坪矿段为研究对象,在系统的野外观察和剖面实测的基础上,对白马含矿岩体各矿层岩、矿石的微量元素地球化学特征进行了系统研究。结果表明:白马含矿岩体可划分为四个矿层,各矿层富集的微量元素随着含铁量的变化而有所不同,Ⅰ矿层显著富集V、Cr、Ni、Co等亲铁元素,Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ矿层则相对富集Sr、Ba等亲石元素。各矿层样品的稀土元素具有从Ⅰ矿层→Ⅱ矿层→Ⅲ矿层→Ⅳ矿层逐渐增加的特征,反映随着岩浆的演化有逐渐富集稀土元素的趋势。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ矿层的δEu值分别为1.35、1.32、1.20和0.94,反映各矿层的结晶先后顺序为:Ⅰ矿层→Ⅱ矿层→Ⅲ矿层→Ⅳ矿层;总体上各矿层形成于相对还原的环境,且随着岩浆演化及磁铁矿的大量结晶,系统氧逸度逐渐降低。依据各矿层样品的微量元素、稀土元素的配分曲线以及特征元素比值特征,认为白马岩体至少由两期(或两阶段)地幔低程度部分熔融形成的岩浆侵入而成,其微量、稀土元素地球化学特征总体上与OIB相似,且与峨眉山高Ti玄武岩具有同源性。     

新疆伊犁铁列克特金矿床的地球化学特征研究

为探究铁列克特金矿矿区的地质特征和矿床地球化学特征,采用电子探针测试方法,对采自围岩和矿体的样品进行了主、微量和稀土元素分析,并对矿床的微量、稀土元素和矿床成岩、成矿作用过程中元素的地球化学特征进行了研究。结果表明:矿体富集Rb、Th、K等大离子亲石元素,亏损高场强元素Nb、Ta、Ti,稀土元素质量比较高(118.76~209.72μg/g),分馏程度高,属于轻稀土富集型,且具有明显的Eu负异常和微弱的Ce异常。这些特征表明成矿物质来源于围岩地层。     

广西滴水花岗岩地球化学特征与离子吸附型稀土矿床

滴水花岗岩体整体上高硅富碱,富Al、Nb、Y、Th、Rb等元素,低P、Ca、Ti、Ba、Sr等元素,地球化学特征显示为过铝质高钾钙碱性系列S型花岗岩;稀土元素∑REE为(198.45～433.76)×10-6,平均为291.86×10-6,∑LREE/∑HREE为0.341～0.744,富集重稀土,Eu强烈亏损,元素富集和亏损具有选择性,岩浆分异作用强,成岩构造环境为板块边缘附近的板内构造环境。岩体风化强烈,形成4～9 m厚的风化壳,风化壳稀土含量高,主要为富钇重稀土矿。离子吸附型稀土矿体主要赋存在花岗岩风化壳全风化层中。该区稀土矿化与黑云母二长花岗岩稀土元素的高丰度值、良好的构造条件、利于岩体风化和稀土元素富集的地形地貌及气候条件密切相关。     

全球稀土矿床的主要类型和成因研究进展

稀土元素因其在高新技术材料产业的独特应用被视为关键金属或战略性金属。稀土矿物和含稀土矿物种类多,但具备工业利用价值的仅有独居石、磷钇矿和氟碳铈矿等少数几种,呈离子态吸附在黏土矿物表面的稀土元素因相对富集重稀土而具备更高价值。根据稀土富集过程中的地质作用不同,可将稀土矿床分为内生矿床和外生矿床,而内生矿床又可细分为碳酸岩型、碱性火成岩型、热液脉型和其他类型,外生矿床又可进一步划分为砂矿型、风化壳型和离子吸附型。稀土矿床具有明显的成矿专属性,绝大部分稀土矿床与碳酸岩-碱性杂岩体或其风化壳密切相关。与碳酸岩有关的原生岩浆型矿床是地幔来源的碳酸岩浆在岩浆演化阶段的产物。外生的风化壳型稀土矿,其原岩风化过程中原生（含）稀土矿物的迁移活化和新的次生稀土矿物的形成是稀土富集的重要机制。离子吸附型稀土矿是在特定的地形地貌和气候条件下,花岗岩母岩中的稀土载体矿物解离、淋滤并和黏土矿物相结合的产物。     

西准噶尔塔斯阔腊岩体地球化学特征及成因

新疆西准噶尔塔斯阔腊岩体岩性主要为花岗闪长岩,岩石富TiO_2、Fe_2O_3、FeO和K_2O,贫CaO和P_2O_5,为准铝—弱过铝质、高钾钙碱性系列;稀土元素总含量(ΣREE)中等,轻稀土(LREE)相对富集,岩浆作用过程中轻、重稀土元素分馏作用较明显,具Eu弱亏损。多种主量元素和稀土元素地球化学特征表明:岩石成因应为壳幔同熔型花岗岩,形成的构造背景为火山岛弧环境;该区具有寻找中-酸性侵入体接触带型金矿的控矿条件。     

西藏桑耶寺北岗结则雄花岗闪长岩体年代学、地球化学特征及地质意义

桑耶寺北岗结则雄花岗闪长岩体位于冈底斯岩浆岩带中段,为确定该花岗闪长岩的形成时代、源区性质和构造背景,对其进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学和岩石地球化学研究。结果显示岩体侵位时间为50. 29±0. 42Ma,属于始新世。岩石SiO_2含量为58. 31%~62. 3%,Na_2O、K_2O含量分别为3. 08%~3. 57%和2. 59%~3. 56%,岩石碱值NK/A为0. 51%~0. 59%,铝饱和指数A/CNK为0. 85%~1. 06%,属准铝质-过铝质系列岩石。稀土元素分布模式为轻稀土富集,负Eu异常明显。岩石富集大离子亲石元素Rb、Ba、K、U、Th,亏损高强场元素Nb、P、Ti等。以上特征表明,岩石为高钾钙碱性的I型花岗岩,结合岩石成岩年龄、地球化学特征以及区域构造演化,岗结则雄花岗闪长岩岩浆源区为下地壳基性岩部分熔融的产物,是印度-欧亚板块碰撞过程中一复杂地质过程的岩浆作用产物,可能与新特提斯洋板片回转有关。     

劣质岩(问题岩)的类型及其工程特性

本文将具有各种不良工程特性并极易引发工程事故的岩石和岩体称为“劣质岩”(问题岩)”。文中分别论述了极软岩、膨胀岩、构造岩、片状变质岩、含盐岩、疏松岩、风化岩等常见劣质岩(问题岩)的成因和工程特性,以引起工程界的注意和进一步研究。     

岩石边坡支挡结构上岩石压力计算方法探讨

在山城建筑中，岩石边坡支挡结构上的岩石压力至今尚无法计算。当前设计中，一般引 用挡土墙上土压力计算公式，导致设计十分保守。为此，提出一种经验与理论结合的方法，先将 边坡岩体按稳定性分类，然后按岩体类别给出相应的岩石压力计算公式。     

基于岩体质量指标BQ的岩质边坡工程岩体分级方法

 对于线路工程上具有普遍性的岩质边坡,因数量多,范围广,工程勘察深度相对较浅。依据规范的测试和试验,建立一种基础性岩体质量评价方法,实现边坡工程岩体分级,并根据行业要求与经验提出支护措施,对提高岩质边坡工程设计与施工的科学性无疑具有重要的意义。针对现有的《工程岩体分级标准》(GB50218-94)没有涉及边坡工程岩体分级,在深入研究和系统消化边坡工程岩体分级成果基础上,提出基于岩体质量指标BQ的岩质边坡工程岩体分级方法(简称BQ-RSlope方法)。该方法在岩体基本质量指标基础上,考虑控制边坡稳定性的主要结构面类型与延伸性、结构面产状与坡面间关系以及边坡内地下水发育程度等影响因素,对岩体基本质量指标进行修正,由此确定边坡工程岩体级别,并给出各级别边坡工程岩体自稳能力的评价。结合4个边坡工程10个坡段的应用性验证,表明依据文中方法获得的各边坡坡段的岩体质量分级以及该基于质量指标对边坡稳定性的评价结果与工程实际总体相符,提出的依据BQ的岩质边坡工程岩体分级方法是合适的。     

切削和侵入作用下层理岩层破碎机理浅析

层理岩层是石油钻井中经常遇到的一类地层,特别是在页岩气开采过程中,所钻页岩属于典型的层理岩层。研究层理岩层在钻齿作用下的破碎机理对于控制井眼轨迹、优化钻进参数、提高钻进效率都有很大指导作用。在以往岩石破碎机理研究中,一般多假设岩石介质为各向同性;但是对于层理岩层,由于其表现出强烈的强度各向异性特征,各项同性假设不再适用。本文利用离散单元方法(PFC2D)建立了钻齿与层理岩层相互作用模型。研究了层理岩层在钻齿切削和侵入过程中的破碎情况、裂纹的扩展情况以及钻齿受力情况。研究表明:切削力根据层理倾角分为高切削力区和低切削力区;液柱压力的存在对裂纹扩展有抑制作用,增大切削力;在岩石侵入过程中,层理的存在改变了裂纹的走向,当主裂纹扩展至层理处时,裂纹不再向岩石内部扩展,而是朝着层理的方向扩展。     

中国盐岩能源地下储存可行性研究

选定我国江苏金坛盐矿为示范工程，通过深部盐岩的力学及蠕变试验，研究了深部盐岩的变形规律，建立了深部盐岩溶腔的腔体变形三维计算模型。结合示范工程的具体地质条件，对深部地下盐岩溶腔的洞形、稳定性及长期稳定性进行了数值模拟，研究了不同压力下溶腔容积的变化规律。通过现场储气库压腔试验，验证了计算分析采用的参数合理性。研究结果表明，从地下工程稳定性方面来看，利用我国盐岩实施能源储备是可行的。     

孔径变形法测试地应力弹性模量参数选取分析

 随着大型水电工程和地下空间工程建设的发展,势必会加大研究岩体的应力测量技术及应力对工程岩体、工程建设的影响。以黄登水电站坝区岩体地应力测量为背景,通过岩芯围压试验、室内岩块压缩变形试验等方法测试弹性模量,其测试成果在各种试验中有很大的不同,因此采用岩石损伤力学、高围压下岩体特性等理论对该现象进行分析;同时,根据卸荷岩体特性对地应力测试中应力解除过程进行分析,确定扩容对地应力测试的影响。研究结果表明,随着围压的增加,岩体弹性模量可能出现正增长关系,主要原因是岩体裂隙的压紧导致结构的致密;岩体在卸荷的情况下会出现一定程度的扩容;同时,机械振动势必也加大扩容对于变形的影响。考虑上述因素,提出黄登水电站地应力测试中弹性模量的选取原则,该方法可为类似工程提供一定的参考价值。     

岩石锚杆基础在冶金厂房设计中的应用

体型高大的冶金厂房受风荷载和吊车水平荷载影响,作用在基础上的弯矩较大,当基础位于岩石地基上时,如按普通基础设计,基岩的高承载力无法充分利用。而通过在基础底面设置锚杆,使基础与基岩连成整体,可较好地承担厂房柱子传来的弯矩,减小基础尺寸和埋深、节省投资,并为厂房内大型设备基础的布置提供足够的便利。     

岩体基本质量围岩分级方法介绍及评析

总结了岩体基本质量分级方法的分析思路,给出了岩体基本质量分级方法的详细分级步骤,并通过分析对该围岩分级方法的科学性及可靠度进行了评价。     

论岩石的地质本质性及其岩石力学演绎

 简要论述岩石循环的地质作用,提出并讨论岩石地质本质性命题,侧重阐述岩石的物质性、结构性和赋存性,及其同地质演化的密切关系。作为岩石力学研究对象的岩石同其他工程建筑材料的不同之处就在于它的地质演化及所形成的地质本质性。通过对岩石本质性的认识,探讨岩石物理本属性,包括不均一性、不连续性的成因及其同地质本质性的关系。在此基础上讨论岩石力学本构性研究中对介质力学属性的考虑。试图通过岩石地质本质性、物理本属性到力学本构性的讨论建立起岩石力学与地质学相互认识和深入结合的知识通道。     

高应力硬岩地区岩体结构对地下洞室围岩稳定的控制效应研究

官地水电站地下厂房属典型的硬岩地区深埋大型地下洞室群,其重要特点是同时面临高地应力和结构面发育这2个不利条件,实测最大主应力为25～35 MPa,厂区无大的断层和软弱结构面,但错动带和裂隙十分发育。通过对地下洞室群施工过程中出现的围岩局部失稳破坏现象进行全面的分析整理,对三大洞室的岩体结构特征和围岩变形破坏模式进行系统的分析、比较和总结,从而对影响围岩稳定的两大控制因素——地应力和岩体结构对官地地下厂房洞室群围岩稳定的影响程度和方式进行分析和对比。研究表明,由于三大洞室围岩类别以II类为主,岩体结构以块状～次块状结构为主,围岩具有较高的力学强度和强度应力比,从而具有较强的抵抗应力破坏的能力;岩体结构对地下厂房围岩变形与稳定的控制作用较地应力则更为明显,地下洞室群开挖过程中出现的局部失稳或较大变形多与不利方位的结构面直接相关。三大洞室围岩岩体结构特征总体上的相似性非常明确,反映在三大洞室围岩的变形特征和破坏模式上具有很好的统一性。然而,三大洞室的岩体结构特征也存在一定的差异,导致岩体结构影响围岩稳定的方式和程度有所不同。结构面发育造成的另一个不利影响是为坚硬岩体在高地应力条件下产生卸荷时效变形提供了内部条件。因此,在强度应力比较高的硬岩地区,应充分重视岩体结构及其演化对围岩变形和稳定的控制效应。