西准噶尔加依尔山晚石炭世角度不整合的厘定及其对准噶尔‒巴尔喀什洋闭合时限的制约

准噶尔‒巴尔喀什洋的闭合时限对中亚造山带西南部构造演化具有重要意义,前人对此问题的研究多基于西准噶尔中部晚古生代岩浆岩,很少从同期火山‒沉积地层的角度进行约束。本文试图从西准噶尔中部加依尔山新识别出的晚石炭世角度不整合入手,为准噶尔‒巴尔喀什洋的闭合时限提供火山‒沉积地层方面的新证据。锆石U-Pb年代学结果显示,不整合界面下部太勒古拉组粉砂岩的最大沉积年龄为360±7 Ma,上部哈尔加乌组火山角砾岩的喷发年龄为292±2 Ma。结合已有资料,限定两组的形成时代分别为早石炭世杜内期和早二叠世阿瑟尔期‒萨克马尔期。在西准噶尔中‒南部地区,哈尔加乌组发育植物化石和火山岩柱状节理,为典型的陆相火山‒沉积建造,多角度不整合超覆在早期海相火山‒沉积地层之上。这一区域性角度不整合记录了西准噶尔中部晚石炭世遭受的抬升剥蚀以及沉积环境由海相到陆相的转变,表明准噶尔‒巴尔喀什洋可能在早二叠世已经闭合。除此之外,全岩主量、微量元素地球化学和锆石Hf同位素分析表明,研究区侵入不整合界面的花岗斑岩(286±4 Ma)和钾长花岗岩(287±4 Ma)分别属于A型和I型花岗岩,二者具有一致的高正εHf(t)值(+11.0~+14.2),推测是后碰撞背景下幔源岩浆底侵诱发新生下地壳和上地幔部分熔融的产物,据此认为西准噶尔地区可能不存在早二叠世俯冲作用。

综合定年标准样品研制——以青藏高原伦坡拉盆地丁青湖组凝灰岩为例

现今已有的(U-Th)/He、裂变径迹标准样品数量较少,仅有墨西哥的Durango磷灰石、美国的FCT锆石和缅甸的MK-1磷灰石,且多数是针对单定年方法的标样。为了研究青藏高原伦坡拉(LPL)盆地丁青湖组的凝灰岩能否成为多定年方法的标样,我们在凝灰岩中挑选合适的磷灰石和锆石颗粒进行多重年代学定年分析,获得了多个定年结果,并对其进行相互验证。其中,LPL磷灰石(U-Th)/He年龄为24.4±0.3Ma(1s),加权平均方差(MSWD)为4.25;LPL的锆石(U-Th)/He年龄为19.2±0.5Ma(1s),其MSWD为2.5;LPL磷灰石裂变径迹年龄为22.8±0.8Ma, LPL磷灰石U-Pb年龄为16.3±13.9Ma, MSWD为0.29。将LPL磷灰石与Durango磷灰石、MK-1磷灰石对比后认为LPL磷灰石有两种来源,所以不适合作为(U-Th)/He年龄标样。将LPL锆石与FCT锆石、蓬莱锆石做比较后,可以看出LPL锆石年龄结果较好,精确度和准确度较高且年龄分散性较弱,是一个潜在的(U-Th)/He年龄标样。

内蒙古大青山基底晚中生代以来的差异隆升-剥蚀过程及其构造意义——来自磷灰石裂变径迹低温热年代学的约束

地形地貌和沉积学研究表明,在内蒙古大青山地区发生过早白垩世晚期、晚白垩世和新生代三期隆升-剥蚀事件,但在大青山北部前寒武纪基底岩石中,磷灰石裂变径迹研究仅识别出晚白垩世早期和中新世以来等两期隆升-剥蚀事件。为了探讨大青山南部晚中生代以来的隆升-剥蚀过程,本文报道了6件古元古代花岗岩样品的AFT结果。这6件样品的最大高差约700m,AFT年龄介于119±8~79±5Ma之间,AFT年龄与高程之间无显著关联。平均封闭径迹长度在13.2±2.2~11.8±1.8μm之间,呈单峰负偏斜的分布特征。热史模拟结果显示,晚中生代以来,大青山南部基底岩石的隆升-剥蚀过程中存在3期重要事件:早白垩世晚期(约120~110Ma)、晚白垩世早期(约100~90Ma)和新生代以来(约34~15Ma以来)。结合区域构造、沉积和地形地貌资料,并对比南部和北部基底岩石样品的AFT结果,早白垩世晚期(约120~110Ma)事件时间上与韧性剪切带的隆升-剥蚀过程相当,很可能具有相同的构造成因;晚白垩世早期(约100~90Ma)事件很可能是阴山-燕山陆内造山带整体隆升-剥蚀的结果;新生代以来(约34~15Ma以来)的事件很可能反映了南侧山前正断层的活动,且南部基底新生代以来的隆升-剥蚀事件很可能稍早于北部基底,暗示北侧山前正断层启动时间稍晚于南侧山前正断层。通过对比分析北山、北大山、狼山、内蒙古高原中部、燕山及大兴安岭等地的资料,大青山早白垩世晚期快速隆升-剥蚀事件很可能主要与蒙古-鄂霍茨克洋闭合造山后的垮塌有关;晚白垩世早期快速隆升-剥蚀事件很可能受太平洋板块俯冲的影响所致;而新生代以来的快速隆升-剥蚀事件则是印度-欧亚板块碰撞的远程效应。

TBM隧洞岩爆监测预警与控制技术研究

针对某TBM隧洞出现的岩爆问题,采用岩爆微震监测预警技术,进行岩爆风险区域和等级预警,并指导支护与施工。应用效果表明:利用微震监测技术对岩爆等级和发生区域进行预测是可靠的,可为支护措施的设计与优化提供良好的指导作用,以保障岩爆段的安全高效施工。研究成果可为相似情况下TBM隧道岩爆监测、预警与控制提供参考。

新疆西准噶尔白布谢河花岗斑岩锆石U-Pb年龄、地球化学特征及其构造意义

西准噶尔中部广泛发育晚石炭世—晚二叠世侵入岩,其产出构造背景对于揭示该区晚古生代构造演化具有重要意义。文章以巴尔鲁克山北侧侵入于上石炭统莫老坝组中的白布谢河花岗斑岩为研究对象,通过岩相学、锆石U-Pb年代学、全岩主—微量元素和Sr-Nd同位素分析,据此探讨其岩石成因和构造背景,以期为进一步深入研究西准噶尔中部构造演化提供可靠的地质资料。白布谢河花岗斑岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为276±5 Ma,表明其形成时代为早二叠世。该花岗斑岩具有高SiO2(76.72%~79.25%),全碱(Na_(2)O+K_(2)O)为5.53%~7.06%,低镁值(Mg^(#)=8~14)的特征,A/CNK值为1.07~1.40,为准铝质—过铝质的亚碱性系列花岗岩;稀土元素配分曲线表现为右倾“海鸥型”((La/Yb)N=3.22~4.34),具有明显的Eu的负异常(δEu=0.09~0.10),富集大离子亲石元素Rb和K,强烈亏损Sr、P及Ti,中等亏损Ba、Nb及Ta元素;其FeO^(T)/MgO(10.65~19.32),10000Ga/Al(3.61~4.41)值和高场强元素组合(Zr+Nb+Ce+Y)(859.7×10^(-6)~1054.8×10^(-6))含量高,属于典型的铝质A_(2)型花岗岩。该花岗斑岩具有低的初始^(87)Sr/^(86)Sr比值(0.70482~0.70535),高的正ε_(Nd)(t)值(+6.3~+7.3)。综合上述元素和同位素地球化学特征,推测该岩体极可能是后碰撞伸展环境下,由新生地壳部分熔融后再经高度分异演化并伴有少量壳源物质混染的产物。结合区域已发表的近同期侵入岩、火山岩和沉积岩资料,以及区内缺乏早石炭世之后的蛇绿混杂岩和俯冲相关变质岩的事实,推测西准噶尔中部可能不存在晚于早石炭世的洋壳俯冲消减作用,暗示在晚石炭世早期准噶尔洋已基本闭合。

基于Shearlet变换的自适应阈值地震数据去噪方法

由于随机噪声的干扰,地震勘探的有效信号经常淹没其中难以识别,且在时间域难以分离随机噪声和有效信号。Shearlet变换是一种新的多尺度多方向时频分析方法,具有最优的稀疏表示能力、局部化特征和方向敏感性。Shearlet变换在去除随机噪声的同时,能够最大限度地保留有效信号,可以有效地提高地震数据的信噪比。针对传统的Shearlet变换阈值去噪方法不能随尺度和方向变化的不足,提出了随尺度和方向变化的自适应阈值,可以同时适应不同尺度和方向噪声水平的差异。利用Shearlet变换的自适应阈值算法与小波变换去噪方法,分别对理论和实际地震数据进行去噪。对比可知,Shearlet变换的自适应阈值算法具有更强的去噪能力,并能够最大限度地保留有效信号。

大兴安岭北部兴隆地区寒武纪侵入岩锆石U-Pb年代学、地球化学及其构造意义

大兴安岭北部兴隆地区位于新林-喜桂图缝合带北部,额尔古纳地块南缘,在大地构造上属于兴蒙造山带北段.然而,由于资料有限,前人对该区寒武纪侵入岩的构造产出环境仍存有争议,从而制约了人们对于新林-喜桂图洋早期构造演化的正确认识.选取兴隆地区出露的寒武纪内河岩体为研究对象,通过岩相学、锆石U-Pb年代学及地球化学研究,以期限定其形成时限,探讨其岩石成因和构造背景,进而为解决上述问题提供新的证据.内河岩体中石英二长岩及侵入其中的辉石闪长岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄分别为508±3 Ma和507±5 Ma,证明其形成时代均为中寒武世.石英二长岩和辉石闪长岩样品为高钾钙碱性和钙碱性系列,同时表现出轻稀土元素富集和不同程度的亏损Nb、Ta和Ti.两组样品的Nb/Ta平均值分别为22.41和17.12,较高于原始地幔平均值,MgO的含量(<8%)和Mg#(42~70)值较低.上述地球化学特征为典型俯冲带岩石的特征,暗示内河岩体为经历了俯冲板片析出流体交代作用的原始地幔部分熔融的产物.结合区域已有近同时代侵入岩、蛇绿混杂岩和蓝片岩资料,推测内河岩体可能形成于活动大陆边缘构造环境,为寒武纪期间新林-喜桂图洋向北俯冲的弧岩浆作用的产物.研究结果为兴蒙造山带北段在寒武纪期间仍处于俯冲构造环境提供了重要依据.

额尔古纳地块韩家园子‒富林地区中生代火成岩的成因及其对蒙古‒鄂霍茨克洋演化的启示

额尔古纳地块东缘韩家园子‒富林地区紧邻蒙古‒鄂霍茨克缝合带,其广泛出露的早侏罗世‒早白垩世火成岩对于完善蒙古‒鄂霍茨克洋俯冲‒闭合历史具有重要意义.本文对韩家园子‒富林地区的中生代火成岩进行岩相学、锆石U-Pb年代学、全岩主‒微量元素地球化学研究.LA-ICP-MS锆石U-Pb结果显示韩家园子钾长花岗岩锆石U-Pb年龄为196±2 Ma,代表其侵位时代为早侏罗世;富林地区光华组粗安岩锆石U-Pb年龄为122±2 Ma,暗示其结晶时代为早白垩世.早侏罗世钾长花岗岩为准铝质的I型花岗岩,Mg^(#)值较低(36),Nb/Ta比值(16.55~17.05)接近于原始地幔,暗示岩浆应来源于新生下地壳的部分熔融.同时,钾长花岗岩富集大离子亲石元素Rb、Ba、K,亏损高场强元素Nb、Ta、Ti,与典型弧型火成岩的地球化学特征相一致,结合区域上发育同时代准铝质或弱过铝质I型花岗岩的事实,表明其可能与蒙古‒鄂霍茨克洋南向俯冲至额尔古纳地块有关.相比较下,早白垩世粗安岩具有较低的SiO_(2)含量(59.67%~59.93%)和较高的Mg^(#)值(42~43),同时富集大离子亲石元素Rb、Ba、K,亏损高场强元素Nb、Ta、Ti,富集Sr,亏损Th,暗示其可能是富集岩石圈地幔重熔的产物.鉴于区域上其他来源于富集岩石圈地幔的早白垩世钙碱性火山岩呈面状分布的特征,以及早白垩世A型花岗岩和变质核杂岩的存在,暗示粗安岩为蒙古‒鄂霍茨克洋闭合后伸展环境下的产物.结合区域最新火成岩和沉积岩资料,认为蒙古‒鄂霍茨克洋在早侏罗世‒早白垩世发生俯冲‒碰撞‒后碰撞作用,其在大兴安岭北部闭合时间应介于晚侏罗世末期和早白垩世早期(约150~140 Ma).