新疆北部蛇绿岩型铬铁矿中 “淡色微粒包块”的发现及其地质意义

新疆北部是我国蛇绿岩型铬铁矿的重要产区,发育有萨尔托海、鲸鱼、唐巴勒、萨雷诺海、洪古勒楞,以及清水等中、小型矿床多处。文章在对上述矿区及相邻蛇绿岩带调查过程中发现,许多地区地幔岩中发育有镁铁-超镁铁质"淡色微粒包块"(PMM)。对其详细的野外地质调查及显微研究表明,包块的主要岩性为镁铁-超镁铁岩,具体岩石类型有玻基(橄榄)玄武质岩类、辉长辉绿质岩类,以及辉石岩等超镁铁岩,并普遍发育以透辉石-钙铝榴石-绿泥石-蛇纹石化等为组合的异剥钙榴岩化蚀变。初步认为,PMM可能为早期洋壳的碎块被地幔高度部分熔融产生的超基性岩浆捕虏并发生反应所致。该发现与研究对于认识豆荚状铬铁矿的成因和地幔的岩浆作用过程,以及对于豆荚状铬铁矿的找矿预测均具有一定的指示意义。     

超镁铁岩的REE特点及其对青海德尔尼铜钴矿的成因意义

不同成因的超镁铁岩具有不同的ＲＥＥ特点。与硫化镍矿有关的侵入超镁铁岩有较高的ＲＥＥ含量，富集轻稀土；蛇绿岩套中的变质橄榄岩ＲＥＥ含量较低，以“Ｕ”型或轻稀土亏损型为特点。德尔尼超镁铁岩体有变质橄榄岩的ＲＥＥ特征，属蛇绿岩套的一部分，为地幔物质低度部分熔融的产物，部分熔融程度约为５％。德尔尼铜矿属火山成因的块状硫化物矿床，由于构造作用致使矿体产于超镁铁岩中。阿尼玛卿山地区铜钴矿的找矿方向是原布青山群和部分三叠系中玄武岩－硅质（碳质）板岩出露地区。     

试论世界主要翡翠矿床特征及在我国找矿的可能性

悲翠是最珍贵的宝厂，只是至今未在中国找到矿床。缅甸、哈萨克期坦等国的翡翠矿床和持征表明：（１）所有翡翠矿床均产在蛇绿岩套中的超镁铁岩中；（２）蛇绿岩套附近有蓝闪石片岩相伴产出；（３）其构造环境为两古板块之间的缝合带；（４）翡翠的原岩为呈脉状、和爱镜状产于超镁铁岩中的钠长岩等。中国雅鲁藏布江流域、祁连山脉等地带存在类似的地质条件，有找到翡翠矿床的可能。     

西昆仑造山带东段苦阿变质橄榄岩的发现及地质意义初探

基于国土资源航空物探遥感中心圈定的新C-2013-85号航磁异常,通过三级查证工作,于苦阿一带原石炭系阿羌岩组中新发现一套变质橄榄岩,其与变玄武岩、变辉绿玢岩共生。结合以往研究认为,该套岩石可能为西昆仑造山带中残留的原特提斯洋壳物质,在空间上与西侧其曼于特蛇绿混杂岩相连。西昆仑造山带原特提斯缝合带往东延至苦阿一带。变质橄榄岩磁异常明显,Ni含量(0.18%)接近边界品位,指示该异常可能为一处矿致异常,具一定镍矿找矿前景。     

内蒙古白云山镍多金属矿地质特征及找矿方向

内蒙古白云山镍多金属矿空间分布受控于红柳河—洗肠井早古生代蛇绿构造混杂岩带,属与基性—超基性岩有关的铜镍硫化物型。通过前期工作发现,该矿的主要控制因素为构造、蛇绿岩和碳酸盐岩层位,综合分析认为:以“基性—超基性杂岩体+高磁、中高极化、高重力、中低电阻+Co、Ni、Cu综合化探异常+蛇纹石化、孔雀石化、滑石化”为核心的矿床综合信息找矿模型是蛇绿构造混杂岩带内寻找镍多金属矿行之有效的手段。认为对镍钴(铜)矿化蚀变带应加强有关构造、岩相分带及成矿机理的研究,寻找富厚矿体。     

赣东北樟树墩-西湾蛇绿混杂岩中辉长岩和玄武岩年代学、地球化学特征及地质意义

赣东北新元古代蛇绿混杂岩带地处于扬子板块南端,江南造山带北东段。本项研究对樟树墩5块玄武岩、西湾3块辉长岩样品进行了系统的地球化学测试,探讨该地区新元古代蛇绿混杂岩中辉长岩和玄武岩成因及构造动力学背景。LA-ICP-MS锆石定年的结果为983±5Ma,其中赣东北蛇绿混杂岩中的辉长岩形成于新元古代。岩石地球化学测试分析表明,赣东北樟树墩、西湾蛇绿混杂岩中的辉长岩具有低K、Mg,中等Ti,高Na、Al等特征,富集大离子亲石元素Rb、Ba、K、Nd、Pb,相对亏损Nb、Sr高场强元素,δEu变化范围在0.84～1.13之间,没有或有弱的Eu异常。赣东北蛇绿混杂岩的辉长岩是原岩经过部分熔融形成的、基性岩成分具有MORB的特征,同时兼具拉斑玄武岩的特征、其后期受到板块俯冲引起的流体交代作用影响。     

哈密苦水蛇绿混杂岩带岩石化学、年代学特征及地质意义

苦水蛇绿混杂岩是近年来在苦水地区从老地层命名中解体而来,混杂岩中蚀变辉绿岩、玄武岩的主微量元素的测试结果显示,轻稀土LREE略富集,重稀土Yb、Lu略亏损,(La/Sm)_N值为0. 79～0. 92,(La/Yb)_N=1.45～1.73,具有洋中脊玄武岩的特征,在Ti-Zr图解判别中,为洋中脊玄武岩(MORB),综合认为区内玄武岩应形成于洋脊环境。辉长岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄测定结果为(336.3±2.3)Ma,谐和图密集,结合该区前人年代学和区域地质调查等资料,认为苦水蛇绿混杂岩的时代下限为石炭纪,与同一构造带中的鄯善县康古尔塔格蛇绿岩代表了同一个洋盆——康古尔洋,且洋盆存在的时限可能比较长,早古生代就发育有古洋盆。     

错果错-虾姑蛇绿混杂岩复理石沉积时代:来自改则县虾姑一带碎屑锆石的制约

错果错-虾姑蛇绿混杂带位于狮泉河-永珠-嘉黎蛇绿混杂岩带中段,与其伴随的复理石是其洋盆沉积的记录,它的时代归属对约束狮泉河-永珠-纳木错弧后小洋盆的演化具有重要意义。本文以狮泉河-永珠-嘉黎蛇绿混杂岩带中段改则县错果错-虾姑蛇绿混杂带虾姑一带的碎屑岩为研究对象,对其进行岩石学和碎屑锆石年代学方面的研究。该区碎屑岩以薄层砂岩和页岩互层为主,具复理石沉积特征。砂岩碎屑锆石年代学分析结果显示,最小碎屑锆石年龄为119Ma,最小年龄峰值为120Ma,指示该地区碎屑岩的时代为早白垩世晚期。结合前人研究,在早白垩世晚期,北部的班公湖-怒江残余洋向南俯冲,南部的雅江洋向北俯冲,加快了中部狮泉河-永珠-纳木错小洋盆俯冲消减,冈底斯岛弧与喀喇昆仑-南羌塘-左贡陆块发生弧-陆碰撞,形成了规模有限的狮泉河-永珠-嘉黎蛇绿岩及早白垩世晚期残留海盆地,在虾姑一带沉积了虾姑碎屑岩,随后闭合,之后沉积了早白垩世末的多尼组和郞山组残海沉积。     

西藏泽当蛇绿岩物质组成、年代格架及地质意义

蛇绿岩带出现于全球大多数碰撞构造带上,通常是板块缝合带的标志。泽当蛇绿岩位于雅鲁藏布江蛇绿混杂岩带的东段,沿雅鲁藏布江河谷南侧断续出露,由地幔橄榄岩、辉长岩、玄武岩等组成。本文在研究区内对泽当蛇绿岩进行了系统的调查,采集了大量的薄片及同位素年龄样。结合前人研究,结果显示,泽当蛇绿岩物质组成较复杂,由不同的岩石构造单元组成,其中地幔橄榄岩以方辉橄榄岩为主,泽当蛇绿岩的形成时代主要集中在162~130Ma之间,属晚侏罗-早白垩世,岩石学、岩石地球化学等表明,泽当蛇绿岩属俯冲带上盘型(SSZ)蛇绿岩。     

青海阿木尼克地区蛇绿岩的发现及其LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄

阿木尼克山位于柴达木盆地东北缘,近年来,在阿木尼克地区进行1∶5万区域地质调查的过程中,发现了一套蛇绿岩。柴达木盆地周缘残留多条早古生代蛇绿岩(蛇绿混杂岩)带,伴生高压—超高压变质作用,而且岩浆活动显著,为恢复古构造背景,研究早古生代洋盆形成、俯冲及闭合提供了丰富的地质资料。文章通过对蛇绿混杂岩中的斜长花岗岩进行LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素测年,获得(485.6±2.4)Ma(MSWD=0.73)的同位素年龄。该年龄与柴北缘东段沙柳河地区蛇绿岩的时代可以很好的对应起来,这为柴北缘蛇绿岩延伸方向及柴达木盆地北缘的构造演化提供了新的年代学证据。     

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。     

地下水渗流对巷道围岩稳定性影响的理论解

将巷道围岩视为多孔介质，考虑地下水渗流作用的影响，应用弹塑性损伤力学理论，导出了巷道围岩的应力分布规律以及巷道损伤区半径与孔隙水压力之间的关系：并根据极值点失稳理论，提出了巷道围岩稳定条件，给出了渗流作用下巷道围岩稳定的孔隙水压力的临界值。当巷道围岩中的孔隙水压力接近临界值时，巷道围岩处于非稳定平衡态，此时如受到轻微的扰动，巷道围岩将因失稳而坍塌，从而发生突水事故。     

季节性寒区隧道围岩融化分析的一种解析计算方法

融化与冻胀是影响寒区隧道围岩稳定的重要因素,为分析季节性寒区隧道融化时围岩应力分布规律,建立了一种理论分析模型。该模型是在围岩先发生冻胀的基础上进行的,考虑了冻结围岩融化时体积的缩小和融化围岩在荷载作用下的压缩过程,即当冻结围岩融化时体积缩小,融化范围外侧的围岩将向隧道方向移动,并对融化围岩进行压缩变形,当达到平衡后又有一部分冻结围岩进入融化圈范围内,使得该部分冻结围岩再次融化,外侧围岩再次移动,融化围岩再次压缩,最后再次达到平衡,如此往复,直至整个系统稳定为止。为简化分析,认为所有过程均是一次完成,且冻结围岩融化时体积的缩小量近似等于围岩冻结时体积的膨胀量;而融化围岩的压缩过程是将融化围岩和衬砌看作一复合支护结构并进行受力压缩的过程。通过算例分析可知:冻结围岩融化后,衬砌中的最大主应力有所减小,融化范围内的围岩应力减小明显,而未融化范围内(冻结状态)围岩由于几何尺寸的变化使得环向应力有所增加;同时进一步分析了冻胀线应变、地应力以及融化半径对融化过程的影响规律。该融化分析模型较好的吻合现场的实际情况,对寒区隧道围岩融化研究具有一定的参考意义,能较好地指导寒区隧道设计。     

岩石I类和II类曲线形成机制的弹塑性细胞自动机分析

基于弹脆塑性理论和细胞自动机自组织理论相结合来模拟岩石试样的应变软化行为,对岩样单轴压缩破坏过程中产生I类和II类曲线的机制进行模拟分析,利用应力-应变线性组合的控制加载方式,分别考虑不同的均质度和不同的加载控制参数的情况,并模拟非均质岩石单轴压缩破坏过程的I类和II类曲线。研究结果表明,当采用应力-应变线性组合的控制加载方式时,I类和II类曲线的出现与岩石试样的均质度和加载控制参数有很大的关系,均质度越大,岩石脆性越强,峰后越趋向于形成II类曲线;同一种岩石试样,采用不同的线性组合参数,岩样既可以表现为I类行为,也可表现为II类行为。     

岩石风化程度特征指标的分析研究

岩石风化程度的划分及工程特性研究，对于工程基础面高程的选择以及工程环境或工程材料的利用具有重要意义。关于岩石风化程度划分目前多是采用工程地质定性评价方法，依赖定性的不确定判据进行岩石风化程度划分带有很大随意性。因此，研究和发展定量分析评价方法是必要的。岩石经过风化作用，形成的风化裂隙具有无方向性、不规则发育等特点，与构造作用形成的微裂隙有着本质区别；风化作用改变了岩石的矿物成分，岩石在风化过程中表现出来的阶段性，反映了岩石的不同风化程度。基于对风化岩石显微裂隙的发育状况及其次生充填特点、长石蚀变性质、粘土矿物成分变化等定性资料的分析研究，给出了定量化的统计，建立了岩石风化程度划分的判据。给出的定量指标很好地反映了风化岩石质量，且与反映岩石风化程度的一些物理力学指标存在良好相关性。     

Classification of geological and engineering properties in weak rock: a case study of a tunnel in a fault zone in southeastern Korea

Given that the rock mass classifications of weak rocks observed in tunnels are evaluated only as ‘poor rock mass’ or grades IV–V using existing rock mass classification methods, a new scheme is needed that would better distinguish the various geological properties of weak rocks. In this study, geological and engineering properties of weak rocks were classified based on the analysis results of a total of 55 faces in a tunnel that passes through a fault zone in southeastern South Korea. Geological observations, point load tests, and Schmidt hammer tests were conducted to analyze the properties of the weak rocks. Through this analysis, the weak rocks were classified into two weathering types: ‘disintegrated rocks’ and ‘decomposed rocks’. This division is based on the tectonic mechanisms and parameters necessary to determine the engineering geological properties of individual rock-weathering types according to their geological properties. The ‘disintegrated rocks’ have been physically weathered by brittle deformation and are classified into three subtypes using the rock quality designation (RQD) and joint set number (J_n), which can characterize the discontinuity properties of the rocks. Point load tests were conducted on these individual subtypes to calculate the point load index (Is₍₅₀₎). The resultant values are clearly related to the assigned three subtypes. The ‘decomposed rocks’ have been chemically weathered by ductile deformation and are classified into five subtypes based on the results of Schmidt hammer tests conducted on faces and Is₍₅₀₎ values calculated using the average of the Schmidt hammer values. The geological properties of the individual subtypes of the ‘disintegrated rocks’ and ‘decomposed rocks’ are clearly related to their engineering properties. Based on these results, rock mass classification diagrams are proposed that can be simply and easily applied to weak rocks.

     

岩石的屈服模型

本文叙述了在室内和现场所进行的不同应力途径对岩石屈服及其模型的影响。其结果表明:尽管应力途径对岩石性状有重要的影响,然而却不能否定对岩石三轴实验结果所证实的临界状态概念在岩石屈服中的适用性。     

特殊软岩软化的微观机制研究

软岩软化的机制问题是涉及到软岩力学变异性和工程设计的重要问题。针对华南地区广为分布的“红层”——红色砂岩、泥岩以及炭质泥岩等特殊软岩，结合广东省东深供水改造工程建设，设计了该类软岩的系列饱水试验。通过扫描电镜、偏光显微镜、能谱分析、粉晶X射线衍射以及岩石的物理力学测试等手段测定软岩微观结构、矿物成分、物理力学性质、水溶液的化学成分及其随时间的变化特点，揭示软岩性质软化的动态变化规律，探时其软化微观机制。研究表明，该类软岩的软化主要是由于粘土矿物吸水膨胀与崩解机制、离子交换吸附作刚、易溶性矿物溶解与矿物生成、软岩与水作用的微观力学作用机制、软岩软化的非线性化学动力学机制的综合作用造成的。分析认为，粘土矿物吸水膨胀与崩解机制、离子交换吸附机制及软岩与水相互作用的微观力学作用机制在该类软岩软化中起主导作作。向软岩软化的非线性动力学机制是软岩软化定量研究的重要方向之一。     

大兴安岭塔源地区中生代火山岩锆石U-Pb年代学、地球化学及构造环境

大兴安岭塔源地区广泛出露一套中生代中酸性火山岩,文章在详细的野外调查基础上对其进行岩石地球化学、U-Pb年代学研究。确定塔源地区中生代火山岩为钙碱性过铝质的中酸性火山岩,稀土配分曲线呈现轻稀土元素相对富集的右倾分布特征,具有较弱的Eu负异常,富集Rb、Th、K等大离子亲石元素,亏损Sr、P、Ti等高场强元素,初步认为火山岩主要来源于地壳的部分熔融。通过锆石LA-ICP-MS U-Pb定年获得火山岩底部英安岩~(206)Pb/~(238)U加权平均年龄为154.6 Ma,结合前人获得顶部流纹岩~(206)Pb/~(238)U加权平均年龄128.7 Ma,表明火山岩形成于晚侏罗世-早白垩世。结合区域地质资料,认为其可能是蒙古-鄂霍茨克洋闭合之后的后造山阶段产物。     

液体对岩石非线性弹性行为的影响

 通过多种试验方法、多种频段对沉积岩、变质岩、火成岩进行干燥和有液体饱和状态的对比试验研究,得出低频时干燥岩石的衰减、色散小,相对饱和岩石而言可以忽略。饱和岩石具有衰减峰,其特征随饱和液体黏性而变化。在声频时,干燥岩石的应力–历史波形与饱和岩石相比差别较大。饱和液体的黏滞作用引起弥散和阻止卸载的后沿缓波,并随黏性增大而增强,体现了黏弹性材料特有的属性。全程s-e 曲线得到干燥岩石的强度大于饱和岩石,平行层理大于垂直层理的强度,具有各向异性。干燥岩石各向异性很弱,液体促进了饱和岩石各向异性的增强。低饱和度时,模量和波速随饱和度增大而降低;高饱和度时模量又随饱和度增大而增大;中等饱和度时,模量、波速基本不随饱和度变化。用PM模型中微观非经典单元在饱和液体的作用下易于被激活,导致PM空间对角密度增大,非线性增强的变化基本能解释上述试验的结果。液体对岩石非线性弹性行为的这些影响,从长期效应来看将会给重大岩石工程的安全带来隐患,必须引起足够的重视。