小秦岭华阳川地区铀矿综合找矿方法研究

华阳川铀矿位于华北板块南缘小秦岭构造带西部,是一个以铀、铌共生为主,并伴生铅、稀土的多金属矿床。华阳川地区铀矿类型多样、成因复杂,具有较好的铀成矿条件和资源潜力。由于深处秦岭北坡,地形陡峻、覆盖严重,开展地表找矿工作十分困难。已往铀找矿工作采用水化学法圈定放射性异常+地面伽玛测量圈定矿化体的方法组合,一直受限于地形陡峻和地表覆盖的困扰,找矿效果不佳、效率低下。本次工作在对已有研究成果和地质资料预研究的基础上,采取以航空伽玛测量快速发现异常,以活性炭及坑内伽玛测量准确定位矿化带,以不同比例尺的专项地质填图进行矿化体检查,辅以遥感解译、激电测深及磁法测量,最后通过探矿工程验证,探索出适应华阳川地区这种高山峡谷覆盖区硬岩型铀矿快速定位的技术方法组合。通过找矿实践,在华阳川地区圈定出找矿远景区1个、找矿靶区3个和重要找矿线索6个,并在黄家沟一带发现大量铀矿床(点)。笔者通过系统总结采用的各类铀找矿技术方法,为今后同类地区铀找矿工作提供经验和借鉴。

柴北缘赛什腾山滩间山群晚奥陶世富铌玄武岩成因及其地质意义

产于柴北缘构造带西段赛什腾山地区滩间山群中的变玄武岩的结晶年龄为(444±4)Ma,具有富Na_(2)O、贫K_(2)O、高TiO_(2)、Nb及低LILE/HFSE和HREE/HFSE值等特征,球粒陨石标准化稀土元素配分曲线整体表现为轻稀土相对富集、重稀土平坦的略向右缓倾型配分模式,且在原始地幔标准化微量元素蛛网图中显示Nb、Ta弱正异常,与富铌玄武岩地球化学特征一致。综合分析表明,赛什腾山富铌玄武岩岩浆源区为尖晶石相二辉橄榄岩,是俯冲大洋板片陡角度回转引起的上涌软流圈地幔在弧后盆地边缘(靠近岛弧侧)与亏损地幔楔混合的产物,指示晚奥陶世柴北缘西段仍处于弧后伸展阶段,陆陆碰撞尚未开始。结合区域已有资料,认为柴北缘滩间山群是晚寒武世—早中志留世洋陆转换过程中不同时期、不同构造背景下(包括洋岛、岛弧、弧后等)的火山-沉积产物,其经历了自大洋俯冲至陆陆碰撞前的整个俯冲消减过程,各类岩石因构造混杂最终保存于柴北缘狭长构造带内。

小秦岭华阳川地区古元古代和三叠纪铀成矿作用:来自含铀伟晶岩锆石独居石U-Pb年代学的证据

华阳川铀矿位于小秦岭构造带西部,是一个以铀铌共生为主,并伴生铅、稀土的多金属矿床。华阳川铀矿发现于20世纪50年代,长期以含铌钛铀矿的碳酸岩型铀矿而知名,已往研究工作也大量聚焦于碳酸岩型铀矿。近年来,新的地质工作在华阳川地区发现了大量的含铀伟(细)晶岩、花岗岩脉。本文对位于华阳川铀矿区西部及外围黄家沟一带的含铀伟晶岩进行了岩相学、矿物学、锆石及独居石U-Pb年代学等方面研究。研究发现含铀伟晶岩中的锆石基本为岩浆成因,锆石的U-Pb年代数据集中在1842±11Ma~1829±12Ma。结合锆石与含铀矿物铌钛铀矿共生的特征,表明存在成岩期成矿的现象,反映了古元古代(约2.0~1.8Ga)华北克拉通南缘基底克拉通化过程中花岗质岩浆活动的铀成矿效应。含铀伟晶岩中同时也产出较多热液成因的独居石,其U-Pb同位素年龄测定得到二组数据,分别为268.7±5.9Ma~259±4.6Ma、232.5±4.7Ma~228.2±9.2Ma,反映了晚古生代-早中生代华阳川地区的二期构造热事件。其中,晚古生代年代数据(268.7±5.9Ma~259±4.6Ma)表明扬子板块向华北板块南缘(+南秦岭微地块)的深部板块俯冲、碰撞机制的远程构造热效应在华阳川地区已经开始;而早中生代年代数据(232.5±4.7Ma~228.2±9.2Ma),与华阳川地区已有的三叠纪碳酸岩型铀、钼矿床的成矿年代数据十分接近,为华阳川地区乃至东秦岭早中生代三叠纪铀钼多金属成矿作用提供了新的证据。

甘肃内蒙古北山地区古生代地壳演化

甘肃、内蒙古北山地区从寒武纪初期在前震旦纪统一古陆壳的基础上发生裂解,到石炭纪末洋盆最终闭合形成新的统一大陆,先后经历了两期板块构造体制和两次主要的俯冲—碰撞造山作用。其中,第一期板块构造体制出现在早古生代(O2—S3),沿红柳河—牛圈子—洗肠井一带裂解形成洋盆,晚奥陶世—志留纪发生由南向北俯冲,志留纪末大洋封闭;第二期板块构造体制出现在晚古生代中期(C),随着早石炭世初期红石山—百合山—蓬勃山有限大洋的发育,分割了哈萨克斯坦板块和塔里木板块,石炭纪末结束了板块构造格局,形成了新的统一大陆,自此以后北山地区进入陆内演化。石炭—二叠纪北山地区南部还出现了陆内裂谷、裂陷槽及断陷盆地等一系列扩张机制。

甘肃内蒙古北山地区构造单元划分

北山地区构造单元归属历来为众多地质学家所关注。笔者结合区内的地质实际 ,拟定出一、二、三级构造单元划分和命名的一般原则 ;运用板块构造观点和多旋回开合构造理论 ,将本区共划分出 3个一级构造单元 ,8个二级构造单元和 2 6个三级构造单元 ;阐述了各构造单元主要地质特征。认为本区先后存在红柳河—牛圈子—洗肠井(早古生代 )和红石山—百合山—蓬勃山 (晚古生代 )两条缝合带 。

中祁连马衔山岩群内基性岩墙群锆石LA-ICP-MSU-Pb年代学及其构造意义

马衔山岩群变质基底岩系中发现大量基性岩墙,作为中祁连造山带东部一次重要的构造-岩浆事件的标志.根据地质-岩石学特征,将马衔山岩群中的基性岩墙分为两期.利用LA-ICP-MS(激光剥蚀等离子体质谱)方法,分别对两期基性岩墙进行单颗粒锆石微区U-Pb同位素测定,并应用CL图像对所测锆石进行了成因研究.获得早期变辉长岩墙的侵入年龄为(441.1±1.4)Ma(早志留世早期),主变质期年龄为(414.3±1.2)Ma(早泥盆世早期);晚期辉绿(玢)岩墙群的侵入年龄为(434±1.0)Ma(早志留世晚期),并保留有曾遭受马衔山岩群混染的信息(捕获锆石的207Pb/206Pb表面年龄为(2325±3)Ma～(2573±6)Ma),以及遭受了加里东晚期构造-热事件的改造的信息(206Pb/238U表面年龄为(400±2)Ma～(429±2)Ma).结合相关研究成果,认为马衔山岩群中的两期基性岩墙群形成于祁连地区由俯冲造山向碰撞造山的转换时期,代表了中祁连地块在区域上遭受北东-南西向强烈挤压的过程中派生北西-南东向扩张作用的地质纪录.

北祁连东段红土堡基性火山岩和陈家河中酸性火山岩地球化学特征及构造环境

北祁连东段天水-宝鸡地区早古生代火山岩包括红土堡基性熔岩和陈家河中酸性火山岩。地球化学分析结果表明,红土堡基性熔岩和陈家河中酸性火山岩中所夹基性火山岩的特征相似,属于拉斑玄武岩,两者TiO2含量较高(1.50%～2.73%),∑REE分别为65.97×10-6～133.46×10-6和78.04×10-6～175.55×10-6,LREE轻度富集[(La/Yb)N分别为2.00～4.40和2.71～4.40],Eu异常不明显或略具Eu负异常(δEu分别为0.85～1.10和0.85～0.99);两者LILE明显富集,HFSE(尤其是Ta、Nb)强烈亏损,Nb/La较低(0.28～0.43),显示出与岛弧拉斑玄武岩(IAT)的亲源性;同时,基性熔岩的εNd(t)均为正值(+2.22～+4.08),暗示其源区类似亏损地幔源区,Zr/Nb=17.21～36.33,Ce/Nb=5.73～8.17,又具有N-MORB的地球化学特征;两者的Sr、Nd、Pb同位素组成十分相似,显示出基性熔岩主要来自亏损地幔(DM)和富集地幔端员(EMⅠ或EMⅡ)混合源区,可能有少量地壳物质混染。陈家河中酸性火山岩属于钙碱性系列,∑REE=127.51×10-6～276.01×10-6,LREE显著富集[(La/Yb)N=4.79～13.51],多数具有弱负Eu异常(δEu=0.53～1.20);微量元素分配型式类似于岛弧花岗岩,具明显的Nb、Ta、Zr、Hf低谷。综合研究表明,北祁连最东段陈家河中酸性火山岩形成于岛弧环境,而其南部的红土堡玄武岩形成于弧间裂谷环境(或初始弧后盆地),是早古生代晚期北祁连东段岛弧带扩张向弧后盆地演化的早期产物。这些研究成果为秦祁结合部位沟弧盆体系的存在提供了佐证。

祁连山西段甘肃肃北地区北大河岩群片麻状斜长角闪岩的形成时代

对祁连造山带西段最古老变质岩系之一的北大河岩群的碎屑锆石SHRIMPU-Pb同位素年代学研究表明,其沉积作用发生于1400～863Ma之间,而不是前人所认为的古元古代。通过高精度的LA-ICP-MS(激光剥蚀等离子体质谱仪)锆石微区原位U-Pb同位素测年,在甘肃省肃北蒙古族自治县党河一带北大河岩群片麻状斜长角闪岩中获得(724.4±3.7)Ma的谐和年龄,为原岩(辉长岩)的形成时代,该年龄相当于Rodinia超大陆裂解的地质记录。此外,还获得1949～1184Ma之间的捕获锆石年龄信息。该项研究对确定祁连造山带存在Rodinia超大陆裂解事件具有重要意义,并可进一步限定北大河岩群的形成时代介于1400～724Ma之间。

南祁连东段化隆岩群形成时代的进一步限定

作为南祁连造山带基底残块的化隆岩群,由于产出有与Cu-Ni(-PGE)矿紧密相关的基性-超基性岩而倍受关注。随着一些新元古代精细锆石同位素年代学数据的获得,化隆岩群形成于太古-古元古代的传统认识发生了动摇。通过高精度的LA-ICP-MS(激光剥蚀等离子体质谱)锆石微区原位U-Pb同位素测年,获得青海省湟源县南日月乡一带化隆岩群条带状二云斜长片麻岩(副变质岩)最新的蚀源区年龄为891±7Ma,代表化隆岩群形成时代的下限;条带状黑云斜长角闪岩(原岩为中性火山岩)的形成年龄为884±9Ma,将化隆岩群的形成时代进一步限定为新元古代。认为化隆岩群火山-沉积作用应为Rodinia超大陆裂解的地质记录,Rodinia超大陆裂解事件及其相关的成矿作用在祁连造山带及其邻区前寒武纪占据不可低估的重要地位。

北秦岭西段宽坪岩群斜长角闪岩锆石LA-ICP-MS测年及其地质意义

甘肃天水东岔镇一带出露的宽坪岩群位于北祁连—北秦岭—华北板块交界地带,呈残留体状分布于花岗岩之中,主体为一套低角闪岩相变质的片麻岩、片岩夹斜长角闪岩。利用西北大学大陆动力学重点实验室LA-ICP-MS(激光剥蚀等离子体质谱)方法,对其中的斜长角闪岩进行单颗粒锆石微区U-Pb同位素测定,获得1753±14Ma的上交点年龄,为古元古代晚期;并反映出415±2Ma～383±2Ma的变质年龄信息。结合前人研究成果,认为区域上宽坪岩群主体形成年龄为中元古代,而研究区的宽坪岩群形成于古元古代,受到加里东晚期和华力西早期构造—热事件的改造。推测研究区的宽坪岩群可能属于华北古老基底南缘的组成部分。

北祁连东段红土堡基性火山岩锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学及其地质意义

为精确限定红土堡基性火山岩的形成时代,结合阴极发光分析,分别对北祁连东段红土堡枕状玄武岩和辉绿岩墙进行了LA-ICP-MS单颗粒锆石微区U-Pb同位素测年。红土堡枕状玄武岩获得(443.4±1.7)Ma和(1 782±34)Ma两组年龄值;同时,获得红土堡基性火山岩中辉绿岩墙的年龄为(385.7±7.9)Ma,并含有(1 697±6)-(2 692±4)Ma的捕晶锆石年龄信息。认为红土堡基性火山岩的形成时代为晚奥陶世,与其北的陈家河中酸性火山岩的形成时代大体一致,推断红土堡基性火山岩的原始岩浆不同程度遭受了陇山岩群的混染。这一新资料,对进一步研究北祁连造山带东段大地构造格局、构造演化以及北秦岭—北祁连衔接关系具有重要意义。

北祁连东端陇山岩群斜长角闪岩锆石LA-ICP-MS测年及其地质意义

本文根据地质—岩石学特征研究,从北祁连造山带东端角闪岩相变质的陇山岩群中解体出一套绿片岩相变质的火山岩系,原岩为中基性火山岩、辉绿岩及少量酸性火山岩。利用西北大学大陆动力学重点实验室LA-ICP-MS(激光剥蚀等离子体质谱)方法,对其中的斜长角闪岩进行单颗粒锆石微区U-Pb同位素测定,获得452.8±1.7Ma和417±1.5Ma两个年龄值。锆石CL图像和放射性同位素地球化学特征显示前者为岩浆结晶(成岩)年龄,后者为构造—热事件年龄。认为以斜长角闪岩为代表的这套变火山岩系形成于陇山地块加里东中期的大陆扩张环境,并受到加里东晚期构造—热事件的强烈改造。这一新认识,对深入研究华北板块、祁连造山带和秦岭造山带三者关系以及陈家庙型铁铜矿形成地质背景具有重要意义。

昌都地块宁多岩群形成时代研究：北羌塘基底存在的证据

位于青藏高原腹地的羌塘地区是否存在前寒武纪基底备受关注,宁多岩群作为北羌塘昌都地块的变质岩系之一,其形成时代的有效限定便显得至关重要。通过高精度的LA-ICP-MS锆石微区原位U-Pb同位素测年,获得青海玉树县小苏莽一带宁多岩群黑云斜长片麻岩(副变质岩)的最新蚀源区年龄为(1 044±30)Ma,代表宁多岩群形成时代的下限;侵入宁多岩群的片麻状黑云母花岗岩(古侵入体)的形成年龄为(991±4)Ma,可代表宁多岩群形成时代的上限。将小苏莽一带宁多岩群的形成时代限定为(1 044±30)^(991±4)Ma,相当于中元古代末—新元古代初。宁多岩群黑云斜长片麻岩还出现了530Ma的次峰值年龄,可能代表泛非运动在羌塘地区的年龄信息。

甘肃白银矿田变酸性火山岩锆石LA-ICP-MS测年———白银式块状硫化物矿床形成时代新证据

结合阴极发光,对白银矿田与成矿密切相关的变酸性火山岩中的锆石进行了LA_ICP_MS(激光剥蚀等离子体质谱)U_Pb同位素测年。获得变石英角斑岩内单颗粒锆石的微区U_Pb年龄分别为(467.3±2.9)Ma、(414.2±2.7)Ma,糜棱岩化石英角斑岩内单颗粒锆石的微区U_Pb年龄分别为(467.1±2.2)Ma、(435.9±3.6)Ma和(412.6±2.1)Ma。认为白银矿田变酸性火山岩的形成时代为中奥陶世,由韧性剪切作用引起的糜棱岩化的时代为早志留世晚期,主变质期时代为早泥盆世早期。提出白银铜多金属矿床形成时代为中奥陶世。这一新认识,对进一步深入研究北祁连造山带的构造演化过程以及白银式块状硫化物矿床的形成环境、找矿方向具有重要意义。

甘肃北山中泥盆统砾岩中放射虫的发现及其地质意义

笔者于甘肃北山地区墩墩山一带中泥盆统三个井群砾岩内的硅质岩砾石中发现放射虫,经鉴定主要为空滴虫类(Inaniguttids),有两个属:Inaniguttasp.(空滴虫)和Inanibiguttasp.(双壳空滴虫)。这两个属在世界上主要见于奥陶—志留纪,我国华北地区主要产在奥陶纪。表明北山于泥盆纪碰撞造山时,墩墩山之北被抬升成山系,奥陶系含放射虫的硅质岩被剥蚀后向南搬运到墩墩山山前磨拉石盆地中沉积下来。结合区域地质特征,放射虫的发现为北山地区泥盆纪碰撞造山作用和磨拉石盆地的存在提供了佐证。

青藏高原北羌塘他念他翁山吉塘岩群酉西岩组时代的确定

关于位于青藏高原北羌塘地区的吉塘岩群是否属于前寒武纪变质岩系历来存在较大争议,对其形成年龄一直缺少有效同位素年代学限定。通过高精度的LA-ICP-MS(激光剥蚀等离子体质谱仪)锆石微区原位U-Pb同位素测年,获得他念他翁山一带吉塘岩群酉西岩组石英绿泥片岩(原岩为中性火山岩)的原岩形成年龄为965±55Ma,绿片岩(原岩为中基性火山岩)的原岩形成年龄为1048.2±3.3Ma,表明吉塘岩群酉西岩组原岩形成时代为蓟县纪末—南华纪初。吉塘岩群酉西岩组可能代表Rodinia超大陆裂解早期伸展期间火山-沉积作用的地质记录。

变截面圆柱形空腔覆盖层吸声系数的二维近似解

具有空腔周期性排列的粘弹性结构在水声工程中有着广泛的应用。将包含变截面圆柱形空腔周期性排列的吸声覆盖层的一个单元进行分段近似成多层圆柱管结构,并应用子域分割法在分段的接合界面处满足平均轴向位移和平均轴向应力连续,给出了变截面圆柱形空腔吸声覆盖层吸声系数的二维近似解。分析了高阶传播波和分段层数对吸声系数的影响,比较了不同空腔形状对覆盖层吸声性能的影响。研究结果表明,在一定频率范围内,主要是最低阶传播模式对吸声性能起作用,喇叭型空腔结构较圆柱型空腔结构吸声覆盖层的吸声性能更加优良。在覆盖层设计中,空腔的形状应有一个优化的过程。

青藏高原冈底斯北缘嘉玉桥群形成时代的确定

嘉玉桥群是冈底斯北缘的变质岩系之一,其形成时代存在较大分歧。通过高精度LA-ICP-MS(激光剥蚀等离子体质谱)锆石微区原位U-Pb同位素测年,获得西藏八宿县巴兼村一带嘉玉桥群上部大理岩中所夹含石榴子石绿片岩(原岩为玄武岩)的上交点年龄为(566±27)Ma,将八宿县巴兼村一带嘉玉桥群的原岩形成时代限定为晚震旦世。结合相关研究成果,初步认为冈底斯北缘自晚震旦世到寒武纪可能存在较大规模的陆缘裂谷。

去耦覆盖层降噪性能评价指标的理论探讨

去耦覆盖层是降低水下结构声辐射的一个重要措施。为了给工程上去耦覆盖层降噪性能评价指标的选择提供理论参考,建立了点激励力作用下敷设去耦覆盖层的四端简支撑矩形板水下振动和声辐射理论模型,定义了可能表征去耦覆盖层降噪性能的五项评价指标。研究结果表明:只有振动传递损失相对独立于基板的长度、宽度和点激励力位置,而且能较好地描述去耦覆盖层隔离基板振动向水层传递的性能;而湿面均方振速插入损失较振动传递损失则能更好地反映辐射声功率插入损失,尤其在低频。作为评价指标,振动传递损失和湿面均方振速插入损失分别有各自的优点和缺点。

水声声管的壁厚和弹性对内部声场的影响

本文采用严格的弹性理论,研究了水声声管的内部声场的传播模式以及弹性和壁厚对内部声场的影响。研究结果表明,弹性管壁和刚性管壁在低频传播模式上存在着比较大的差异。最主要体现在存在弹性类波和准平面波模式。利用准平面波模式进行测量时,壁厚在一定范围内对测量结果影响并不很大。