西秦岭地区晚中生代基性火山岩地球化学特征及构造意义

本文对甘肃省夏河县红墙地区火山岩进行了系统的元素一同位素地球化学研究。研究表明该地区白垩纪地层中发育的中基性火山岩，属于碱性火山岩系，岩石类型主要为玄武岩。该套玄武岩具有低且变化较小的SiO2（45．32％～46．83％），低MgO含量高，变化较大（7．68％～9．48％），具有较高的Cr（228～441μg／g）和Ni（140～217μg／g）含量。所有样品都表现出轻稀土富集的右倾平滑分布模式，轻重稀土分异中等，（La／Yb）CN=9．9～22．9，重稀土弱分异，（Gd／Yb）CN=2．6～3．0，Eu异常不明显，Eu／Eu’=1．04～1．08。Ba，Nb-Ta和Th-U不亏损，Rb，K相对亏损，Sr正异常。该区火山岩具有亏损的Sr-Nd同位素组成，Sr-Nd同位素组成变化范围不大（^87St／^85Sr（t）=0．702766～0．702920，εNd（t）=8．42～10．15，t=110Ma），与Hawaii-OIB的Sr-Nd同位素组成相似．其所有地球化学特征表明该火山岩具有类似OIB的特征，可能是含软流圈地幔低度部分熔融的产物。结合对西秦岭地质构造背景和演化历史的分析，暗示该地区晚中生代岩浆源区来源于软流圈，早期深俯冲再循环扬子地壳对源区也有一定贡献，其起源可能与构造走滑作用导致岩石圈伸展碱薄和软流圈地幔上涌有关，这为秦岭大别造山带中生代岩石圈演化提供了有利的直接证据。

镜泊湖岩溶台地不同植被类型土壤微生物群落特征

为了探讨不同演替阶段植被类型土壤微生物群落特征,分别选取镜泊湖岩溶台地草本、矮灌木、高灌木、小乔木与灌木混生(简称混生)群落、落叶阔叶林及针阔混交林6种典型植被类型,进行植物群落调查和对土壤微生物生物量、群落结构和多样性指标、土壤物理化学性质的测定。结果表明:从土壤微生物生物量、土壤微生物群落组成、土壤微生物代谢动力学过程和代谢功能多样性的角度来看,各种植被类型土壤微生物群落具有明显的差异。演替前期的草本群落土壤微生物生物量碳氮、细菌生物量、真菌生物量,代谢活性及丰富度指数均最低,但Shannon-Wiener多样性指数和均匀度指数显著(P<0.05)高于其它植被类型。矮灌木土壤微生物群落组成显著受植被类型的影响。高灌木群落和混生(小乔木与灌木混生)群落具有极强的相似性,但在碳源利用类型上两者表现出一定的差异。落叶阔叶林代谢活性最高,碳源利用能力最强,能利用BIOLOG微孔板中的所有31种碳源,这与其具有较高的微生物生物量碳氮和细菌生物量一致,其代谢功能丰富度最高。演替后期的针阔混交林下的土壤pH最低,真菌比例升高,在碳源丰富的条件下具有极强的竞争优势(仅次于落叶阔叶林),但在碳源贫瘠的条件下其利用碳源能力较弱(仅高于草本)。植被可能主要通过土壤全磷和有机质影响土壤微生物代谢功能多样性。

试论峨眉山玄武岩的地球动力学含义

峨眉山大陆溢流玄武岩是中国唯一被国际学术界认可的、地幔柱成因的大火成岩省。峨眉山玄武岩的主相喷发时间约为260Ma,与二叠纪晚瓜德鲁普期生物灭绝事件的时间相当。地球动力学模拟结果显示,地幔柱活动不仅与超静磁带的产生和结束有密切联系,而且地幔柱活动可能引发生物大灭绝。文中讨论了前人对峨眉山玄武岩的来源、成因以及喷发与持续时间等重要研究进展,并基于新的古地磁研究结果,探讨了峨眉山玄武岩与Kiaman负极性超静磁带(KRS)和二叠纪晚瓜德鲁普期生物灭绝事件的联系以及相应的地球动力学含义。

峨眉山溢流玄武岩省高钛玄武岩的两种不同地幔源特征

为探讨和揭示峨眉山高钛玄武岩的幔源特征,以二滩高钛玄武岩为研究对象进行了主要元素、微量元素和Sr-Nd-Pb同位素的系统研究。研究表明:二滩高钛玄武岩可分为A和B两组玄武岩;两组岩石间的微量元素(Rb、K、Ba、Th、Nb和Ta)富集程度和微量元素比值(Ba/Nb、Ba/Th、Zr/Nb、Th/La、Zr/Hf)以及同位素比值(87Sr/86Sr、208Pb*/206Pb*)均存在较为明显的差异。造成这种差异的原因不是岩浆过程(结晶分异、地壳混染、部分熔融)的不同,而是A组和B组具有不同的地幔源。A组具有EMII特征,可能为富含辉石岩的交代地幔部分熔融所形成;B组则具有EMI和C组分的混合特征,可能为交代谱系较宽的地幔物质熔融所形成。

玄武岩纤维/聚苯硫醚针刺复合滤料的聚四氟乙烯乳液处理

将玄武岩纤维(BF)与聚苯硫醚(PPS)纤维以一定质量比(7∶3)混合梳理后采用针刺加固制备玄武岩/聚苯硫醚复合过滤材料,并对制得的材料进行不同浓度的聚四氟乙烯(PTFE)乳液处理。利用扫描电镜(SEM)、电子万能材料试验机、孔径测试仪、滤料综合性能测试台分别对滤料表观形貌、力学性能、平均孔径和过滤性能进行测试分析。结果表明:乳液处理有利于改善复合滤料的过滤性能;随着乳液质量分数从6%增加到14%,表层纤网之间的空隙逐渐减小;滤料的强力得到一定程度的增加;复合滤料的平均孔径从30.4μm降至23.7μm。在保证滤料强力以及较小过滤阻力的基础上,在粒径为10μm下复合材料的过滤效率从89.99%提高到98.36%,过滤性能显著提高。

俯冲洋岛玄武岩脱水释放的水流体成分：来自西天山榴辉岩相高压脉的约束

俯冲洋壳的脱水作用对于岛弧火山岩的成因具有重要意义。西天山高压低温变质带中切割主岩蓝片岩/榴辉岩的榴辉岩相脉体记录了古生代俯冲带中的脱水过程。脉体具有典型高压矿物组合：石榴石(＞8%)+绿辉石(15%)+石英(＞55%)+蓝闪石(5%)+冻蓝闪石(10%)±黝帘石±方解石。高压脉及其主岩的岩相学与矿物化学研究表明流体是在俯冲过程中蓝片岩向榴辉岩进变质条件下释放。脉的主量元素成分显示流体富Si。主岩的稀土元素和微量元素表明其原岩为洋岛玄武岩(OIB)。脉和主岩具有相似的微量元素配分模式,并且相对N-MORB都显示富Li、Be、Cs、Rb、Ba、Pb、La的特点。通过模拟计算,在高压脉、与脉平衡的流体以及模拟的原生流体中都富集流体活动性元素(Li、Be、Pb)和LILE(Cs、Rb、Ba),贫HFSE(Nb)和REE(Nd、Sm)。证实了在古生代南天山洋俯冲时洋岛玄武岩脱水释放出富Li、Be、LILE、La和Pb,贫HFSE和HREE的流体。

内蒙古四子王旗中新世含包体玄武岩的深部地质环境分析

内蒙古四子王旗东八号地区出露一套含深源包体的中新世玄武岩,寄主岩石具有高钾(1.16%<K2O含量<3.36%),高钛(2.25%<TiO2含量<2.51%)的特征;其母岩浆富集LREE和HFSE,强烈富集Nb,Ta和La,相对亏损K,Rb和Ba。其母岩浆来源于经历低度部分熔融,残留石榴石和金云母的软流圈地幔,运移过程中在高压环境下发生了分离结晶作用,分异相主要为单斜辉石和斜长石。玄武岩中出现橄榄岩和麻粒岩包体:橄榄岩包体为尖晶石二辉橄榄岩,富集LREE,平衡温压范围为:1050～1100益,1.64～2.37GPa,代表富集的或发生过富集事件的上地幔;麻粒岩包体为中基性麻粒岩,平衡温压范围为:960～1000益,0.82～1.13GPa,其原岩包括原生的下地壳物质和与玄武质岩浆有关的产物。说明华北克拉通北缘的岩石圈受到地幔柱作用的影响,中新世时处在减薄状态。

华北克拉通北缘Columbia超大陆裂解事件:来自燕辽裂陷槽中部长城系碱性火山岩的地球化学、锆石U-Pb年代学和Hf同位素证据

本文报导了华北克拉通北缘燕辽裂陷槽中部长城系大红峪组、团山子组碱性玄武质岩和侵入串岭沟组基性岩脉的岩石学、地球化学以及锆石SHRIMP U-Pb年龄和Hf同位素特征。结合区域地质资料与前人研究成果,对这些碱性玄武岩与基性岩脉的时代问题、岩浆岩起源和源区类型以及岩浆作用的动力学背景进行了讨论。研究表明大红峪组碱性玄武岩和串岭沟组基性岩脉分别形成于1624±9Ma和1620±9Ma,二者在误差范围内一致;这些基性岩浆岩普遍具有高的Zr含量（94×10-6～196×10-6）、富集轻稀土（（La/Yb）N=10.63～21.97）及大离子亲石元素,大多数样品无明显的Eu异常,微量元素组成与OIB相似。锆石Hf同位素显示弱亏损特征,εHf（t）值为-0.6～3.8。燕辽裂陷槽中部长城系碱性岩的原始岩浆可能起源于同一软流圈地幔源区的低程度部分熔融（2%～3%）,且有岩石圈地幔物质加入。岩浆受地壳混染的程度低,经历了强烈的结晶分异作用。研究进一步表明,燕辽裂陷槽中部长城系碱性岩从1635Ma（团山子组）开始喷发,1625Ma达到峰期,大红峪组地层沉积时间晚于1635Ma。联系该阶段全球各大陆情况,华北地区该期的碱性岩岩浆事件应与哥伦比亚超大陆裂解有关。

表面涂层对玄武岩连续纤维力学性能的影响

本文通过对玄武岩连续纤维浸润剂配方的研究分析,结果表明玄武岩连续纤维的表面涂层配方对其力学性能有很大影响.其中成膜剂的组成结构直接影响玄武岩连续纤维的集束性及其与环氧树脂基体的相容性,不同的成膜剂结构使玄武岩连续纤维的断裂强力及拉伸强度差异很大.在浸润剂配方中引入阳离子型助剂有利于提高玄武岩连续纤维的集束性和断裂强力.通过优化涂层配方可使玄武岩连续纤维断裂强力达到0.62N/tex,拉伸强度达到2400MPa,远高于现有产品的技术水平.

不规则柱状节理玄武岩变形参数反分析研究

在力学分析时,柱状节理玄武岩可视为玄武岩刚性材料与节理面接触材料的复合型二元介质,其物理力学特性主要由节理面控制。同时,节理面法向刚度K n和切向刚度K s选取标准直接影响到等效岩体变形模量。结合白鹤滩水电站坝址区柱状节理玄武岩原位变形载荷试验,基于广义回归神经网络(GRNN)及三维离散元模拟(3DEC)方法进行节理变形参数的反分析,分析计算结果与实测结果吻合较好。

湘东北应家山古近纪玄武岩地球化学特征及其成因意义

湘东北应家山玄武岩的K-Ar年龄为(62.1±0.9)Ma,喷发于古近纪,属亚碱性玄武岩。低MgO(5.65%～7.08%),Mg#(0.52～0.58),Nb-Ta明显亏损,无Eu负异常(Eu/Eu=0.93～1.11),(La/Yb)N=6.2～7.0,Zr/Nb=8.56～9.53,Ce/Y=1.57～1.72,表明其岩浆来源于较浅部的尖晶石二辉橄榄岩地幔大比例部分熔融。样品明显亏损Nb-Ta,富集LREE和LILE,初始87Sr/86Sr=0.708266～0.708464,εNd(63Ma)=-1.51～-2.02,暗示其源区为受到过早期俯冲流体交代的富集岩石圈地幔。结合区域上粤北、赣西北、闽西和琼南晚中生代基性岩脉的研究资料,表明华南内部存在一个相似的受到过早期流体交代的EMⅡ型富集岩石圈地幔。这一研究为了解华南内部中新生代以来陆下岩石圈地幔的属性以及构造演化提供了重要的信息。

鲁西泰山岩群变质玄武岩地球化学特征及地质意义

绿岩带记录了早期地球岩浆活动和表生环境的丰富信息,是揭示地质演化历史和规律的重要研究对象。鲁西地区的泰山岩群具有典型的绿岩带组合,其中雁翎关和柳杭岩组的变质玄武岩是新太古代火山岩系的代表,广泛分布于鲁西中部地区,对还原鲁西新太古代的地质演化过程具有重要意义。在七星台地区雁翎关岩组变质玄武岩中存在变安山岩夹层,对其进行锆石SHRIMP U-Pb定年,11颗岩浆锆石的207Pb/206Pb加权平均年龄为2744±12Ma（MSWD=1.6）,表明区域内雁翎关岩组的变质玄武岩系形成于～2.7Ga。地球化学研究显示七星台地区泰山岩群雁翎关岩组的变玄武岩主体属于亚碱性高铁拉斑玄武岩系,它们的Si O2含量为48.2%～51.6%,Mg O介于3.22%～7.66%之间,Ti O2含量为0.63%～1.78%,主量元素Si O2、Ti O2、Al2O3和Fe O与Mg O都没有明显的协变关系。球粒陨石标准化稀土配分模式有两类,多数以轻稀土弱富集为特征,稀土总量为47.5×10-6～143.8×10-6,少数样品的轻稀土弱亏损,配分模式与N-MORB接近。七星台地区雁翎关岩组变玄武岩的主、微量元素组成和演化趋势与区域内柳杭岩组中低Ti和高Ti变质玄武岩都有差别。在Nb/Th与Nb/La、（La/Sm）CN和Ti/Ti＊的协变关系图解中,雁翎关岩组一部分样品与现代和一些新太古代岛弧玄武岩的成份类似,另一部分具有接近原始地幔的Nb/Th、（La/Sm）CN和Ti/Ti＊比值。这些地球化学特征暗示泰山岩群的雁翎关岩组很可能与北美、西澳和印度等新太古代早期形成的绿岩带火山岩系类似,由科马提岩-拉斑玄武岩和拉斑玄武岩、钙碱性玄武岩及安山岩两类火山岩组合复合而成,鲁西在新太古代早期的演化历史比目前的认识更加复杂。

地幔橄榄岩捕掳体中尖晶石筛状边的成因

山东的无棣大山和栖霞方山是两个以霞石岩为主的新生代火山,含有大量的地幔橄榄岩捕掳体,橄榄岩捕掳体中的尖晶石常见黑色反应边。在BSE图像上,这些反应边根据结构的不同又可以进一步分为两种:筛状边和均一边。有时两种反应边在同一颗尖晶石中共存并相互过渡。尖晶石捕掳晶和捕掳体中与寄主岩直接接触的尖晶石常发育均一边;发育筛状边的尖晶石则一般不直接与寄主岩接触,但位于捕掳体的边缘。尖晶石的筛状边呈多孔状,为富Cr尖晶石或铬铁矿。筛状边成分上与核部(Cr_2O_3=7.52%~36.75%,Cr#=7.80~44.20,Mg#=44.70~74.48)区别明显,具有高的Cr_2O_3含量(23.42%~65.96%)、Cr#值(78.97~92.49)以及低的Mg#值(17.22~43.02)。另外,筛状边相对其核部(TiO 2=0.00%~0.53%,MnO=0.04%~0.35%)还显示偏高的TiO 2(0.20%~3.60%)和MnO(0.29%~1.93%)。在筛状边附近存在富Al_2O_3(8.00%~17.57%)和MgO(17.89%~26.02%)的玻璃。尖晶石的均一边无孔洞但多发育裂理,成分上与核部突变,并以富TiO 2(20.90%~6.64%)和FeO T(70.79%~53.92%)为特征,最外部为钛磁铁矿。均一边具有明显的成分分带,表现为由内至外TiO 2、FeO T含量逐渐增高,Al_2O_3(0.04%~16.34%)、Cr_2O_3(0.77%~25.69%)和MgO(0.50%~7.16%)含量逐渐降低。尖晶石的两种反应边与寄主岩密切的空间关系说明其成因与寄主岩浆有关。虽然尖晶石筛状边的Cr#值(79.0~92.5)明显高于核部(7.8~44.2),但是其相对核部偏高的TiO 2和MnO含量,以及显著降低的Mg#值均与单纯的部分熔融趋势不吻合。根据尖晶石两种反应边的结构特征、成分特征和相互的空间关系,我们认为筛状边与均一边是岩浆与尖晶石反应不同阶段的产物。当橄榄岩捕掳体被岩浆捕获后,由于成分上的不均衡两者之间将发生溶解反应。反应过程中,尖晶石中不同元素向熔体迁移的速率区别明显,其中Cr是最难熔的元素也是迁移最慢的元素。在反应的初始阶段,由于易溶组份Al、Mg等元素随熔体迁出,尖晶石发育筛状边,并同时伴随Cr#值的显著升高和Mg#值的显著降低。此时,寄主岩浆中的Ti、Mn等元素也部分扩散进入筛状边中的残留尖晶石。如果熔体足够多,反应得以持续进行,筛状边中的Cr最终也将被熔体带走。在反应产生的混合熔体中金属氧化物最早达到饱和并结晶。随着反应的持续进行,结晶出的矿物将继续生长、变粗,并相互连接,直至孔洞消失形成均一边。同时伴随着矿物的不断结晶,溶解界面上的熔体成分也不断变化,从而使均一边具有明显的成分分带。在橄榄岩捕掳体内部,由于渗进捕掳体中的岩浆有限,渗透岩浆与尖晶石之间的反应多限于早期阶段,反应产物为筛状边。在捕掳体边缘,与寄主岩浆直接接触的尖晶石由于参与反应的岩浆量足够多,因此一般产生反应的终端产物———均一边。

张集铁路玄武岩崩塌落石地区选线研究

理论与实际相结合,通过崩塌落石对铁路工程及运营的影响分析,结合张集线工程实践,对崩塌落石形成原因、类型、运动形态等进行综合分析研究,利用运动学理论计算崩塌落石的运动轨迹和影响范围,揭示了崩塌落石的运动规律,据此为优化线路方案及工程设置提供依据,并以张集线线路方案优化为例予以说明。总结了玄武岩地区铁路选线及工程设置原则,为类似地区工程的设计和建设提供借鉴。

混杂纤维细石混凝土阻裂效应研究

在对混凝土工程结构表面进行修补、加固时,由于结构截面尺寸的限制,往往采用较小骨料粒径的细石混凝土。将杜拉纤维(19mm)和玄武岩纤维(20、30mm)混杂掺入细石混凝土中,采用刀口诱导约束法对其进行抗裂试验研究,通过素混凝土和掺入不同种类和掺量的纤维混凝土对比,试验结果表明:SP-3试件(混掺2.5kg/m3、30mm玄武岩纤维和0.9kg/m3的杜拉纤维)阻裂效果最佳。

玄武岩裸体斜井井筒围岩稳定性分析

地下井巷的开掘工作破坏了地层原岩应力的平衡状态,导致井巷周围岩体内应力的重新分布和应力集中,当集中应力超过井巷周围岩体强度时,将引起井巷围岩变形、松动垮落和底板鼓起等一系列矿压显现现象。显然矿压显现的剧烈程度不仅和矿山压力的大小有关,而且和井巷围岩自身的物理、力学性质也紧密相关。针对西南某在建矿井玄武岩裸体斜井井筒围岩的稳定问题,利用弹性力学和岩石力学的相关知识,采用理论分析和数值模拟相结合的综合研究方法,对井筒开掘引起的周边围岩内的最大集中应力以及最大集中应力和玄武岩岩体许用强度之间的关系进行了深入研究,得出了最不利情况下井筒周边围岩的最大集中应力仍然小于玄武岩岩体的许用强度、该段斜井井筒可以采用裸体巷道的重要结论,为现场的支护设计与施工提供了科学的理论依据。

玄武岩构造环境判别图评估-全体数据研究的启示

玄武岩作为一种大洋和大陆广泛分布的基性岩,其成因理论主要是在对大火成岩省研究的基础上奠定的,其构造环境判别的理论则主要是在板块构造理论的基础上创建的。本文利用GEOROC和Pet DB数据库对全球大洋中脊玄武岩(MORB)、洋岛玄武岩(OIB)和岛弧玄武岩(IAB)进行了数据挖掘研究,发现早先的判别图判别效率不尽相同。部分判别图判别效率偏低的原因可能是早先的研究大多是以典型案例的研究为基础展开的,没有考虑到大数据给出的结果,说明典型和抽样的代表性可能不足。通过对判别图解的研究和比较,并对部分判别图进行了改进,发现许多图解可以把IAB与MORB、OIB分开,但MORB和OIB之间仍然有一些重叠不易区分,并借此推测MORB与OIB源区具有一定的相似性。所以,利用大数据研究可以使玄武岩构造环境判别的研究上升到一个新的层面。

BFRP加固新疆杨木柱的抗压试验研究

本文通过14根矩形截面新疆杨木柱的抗压试验,主要研究了BFRP的粘贴层数（一层、两层）和粘贴方式（满贴和间隔贴）对木柱极限承载力、纵向位移和横向挠度等性能指标的影响。结果表明：对新疆杨木柱进行BFRP加固可以提高木柱的极限承载力和纵向延性,其中承载力提高幅度12.1%-94.3%。

南海热幔柱构造与油气分布

南海处于欧亚、印度—澳大利亚和太平洋—菲律宾海三大板块的夹持地带,区内以NE向深海区-海盆为中心,周围有众多的含油气盆地。南海区具有"北断(裂)、南褶(皱)、东(俯)冲、西(碰)撞"的构造特征。南海及其周缘新生代玄武岩和花岗岩广为分布,故有潜在的大火成岩省之称。其中,火山岩以碱性玄武岩为主,多为OIB型成因,其成岩年龄自南海中心至外围呈由新逐渐变老的趋势。深部地幔流动呈现出涡旋式上涌的特点,上地幔明显具环带状结构,中心部位为上升流,外围为下降流,表现出热幔柱和冷幔柱活动"双模式"对流。从区域S波速度扰动异常来看,在670km间断面,对热流体上涌确有阻挡作用。通过层析成像研究,证实本区存在巨型复蘑菇云状地幔低速体,演化过程和相邻板块活动构成相辅相成关系。由于地幔热流体上涌,促使地壳-岩石圈上隆、熔融、减薄和断陷,形成南海从边缘向中心(海盆)热流温度逐步升高的轨迹,基本控制油气田"外油内气"环形有序分布的格局。

连续玄武岩纤维/玄武岩玻璃粉体增强无溶剂环氧涂料的制备

采用连续玄武岩长丝织物和玄武岩玻璃(即黑宝石)粉体共同作为改性增强材料,应用于无溶剂环氧玻璃鳞片涂料中,给出了涂膜的力学性能、耐水性及耐磨性能变化曲线。通过二元方差分析,发现玄武岩织物的种类和黑宝石粉体的含量对涂料的性能影响不显著。实验发现,玄武岩织物和黑宝石粉体的加入能有效提高涂料的拉伸强度和耐水性。