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秦岭-祁连造山带接合部陇山地区中志留世斜长角闪片岩及其构造意义

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地质学报 2024年

作者：畅莹磊罗金海陈卓大陆动力学国家重点实验室西北大学地质学系

秦岭和祁连造山带在华北地块西南部的陇山地区交汇,陇山地区是揭示华北地块、北秦岭造山带与北祁连造山带时空联系的关键区域。前人在陇山地区确定的新街中元古代石英闪长岩在岩石类型、形成时代和形成环境等方面都存在疑问,本文对这套... 详细信息

秦岭和祁连造山带在华北地块西南部的陇山地区交汇,陇山地区是揭示华北地块、北秦岭造山带与北祁连造山带时空联系的关键区域。前人在陇山地区确定的新街中元古代石英闪长岩在岩石类型、形成时代和形成环境等方面都存在疑问,本文对这套岩石和其中包裹的黑云二长片麻岩进行了岩石学、地球化学和独居石、锆石U-Pb年代学研究。这套岩石被重新定名为新街斜长角闪片岩,根据地球化学对其进行的原岩恢复表明其原岩是一套基性岩浆岩,锆石U-Pb测年给出原岩的形成时代为433.15±3.42 Ma(中志留世),变质锆石和独居石U-Pb测年给出变质年龄427.9±1.46 Ma,原岩在形成后不久就受到变质作用改造,这是新街斜长角闪片岩在形成与演化历史上的一个重要特征。结合区域地质资料分析表明,晚奥陶世—中志留世,陇山地区在北祁连洋东段向北俯冲的背景下整体处于强烈的弧后伸展构造环境,发育大规模的基性—酸性岩浆活动,新街斜长角闪片岩的原岩就是在这种伸展背景下形成的基性岩浆岩。原岩经历由同期岩浆作用伴生的热液交代作用而成为斜长角闪片岩。被包裹在斜长角闪片岩之中的黑云二长片麻岩的碎屑锆石年龄与陇山地区南部葫芦河群(S1H)碎屑锆石年龄具有很好的一致性,其物源区与鄂尔多斯地块和北秦岭造山带都有比较好的亲缘性。本文的研究结果表明,陇山地区在晚奥陶—中志留世由弧后伸展作用引发的岩浆作用规模大,持续时间长,在此背景下的岩浆作用、变质作用与沉积作用具有很好的时空联系。

关键词：秦岭-祁连造山带接合部新街斜长角闪片岩中志留世弧后伸展作用

黄土卸荷蠕变特性与典型开挖型黄土滑坡机理研究

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工程地质学报 2024年第2期32卷 513-521页

作者：王新刚刘凯连宝琴薛晨罗力大陆动力学国家重点实验室西北大学地质学系西安710069

开挖卸荷是黄土滑坡的主要诱发因素之一,为深入研究黄土的卸荷蠕变特性与开挖型黄土滑坡的机理,本文选择典型开挖型黄土滑坡——榆林市上庄滑坡黄土作为研究对象,进行了一系列三轴卸荷蠕变试验,分析了卸荷对黄土蠕变特性的影响,并结合... 详细信息

开挖卸荷是黄土滑坡的主要诱发因素之一,为深入研究黄土的卸荷蠕变特性与开挖型黄土滑坡的机理,本文选择典型开挖型黄土滑坡——榆林市上庄滑坡黄土作为研究对象,进行了一系列三轴卸荷蠕变试验,分析了卸荷对黄土蠕变特性的影响,并结合试验成果和数值模拟方法对开挖型黄土滑坡机理进行了揭示。三轴卸荷蠕变试验结果表明在卸荷条件下,卸荷应力水平越大,试样蠕变变形越大且达到稳定蠕变状态所需的时间就越长。初始固结应力越大,试样蠕变破坏所需卸荷值占围压的比例越小。利用等时曲线法求取了试样长期强度并计算出研究区黄土的长期黏聚力与长期内摩擦角值,引入长期强度折损率,并对瞬时强度与长期强度的规律进行了对比分析。数值模拟计算结果显示在坡脚开挖处形成了应变集中区,坡面由上至下的位移逐渐增大。相较于未开挖情况下,开挖后土体中卸荷应力明显增大,导致坡体蠕变变形增大,最终造成了坡体滑移。研究成果可为此类滑坡防治提供理论借鉴。

关键词：开挖型滑坡卸荷蠕变长期强度机理

青藏高原东北缘清水河流域地貌特征及其构造意义

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成都理工大学学报（自然科学版） 2024年第4期51卷 579-595页

作者：王阳周小虎史小辉黄琪刘禄山西北大学地质学系/大陆动力学国家重点实验室西安710069

新生代以来,受印度板块与欧亚板块剧烈碰撞汇聚的影响,青藏高原快速隆起,其构造变形不断向北东扩展、挤出,造就了清水河流域及其周缘独特的构造地貌格局。通过对清水河流域构造地貌的研究,可以揭示新生代晚期以来青藏高原东北缘变形机... 详细信息

新生代以来,受印度板块与欧亚板块剧烈碰撞汇聚的影响,青藏高原快速隆起,其构造变形不断向北东扩展、挤出,造就了清水河流域及其周缘独特的构造地貌格局。通过对清水河流域构造地貌的研究,可以揭示新生代晚期以来青藏高原东北缘变形机制和地貌演化过程。本文基于30 m分辨率DEM数据,利用ArcGIS 10.2软件对清水河流域地貌参数进行提取,精确计算了22条子流域的河长坡降指标(SL)及Hack剖面、面积-高程积分(HI)、流域不对称度(AF)以及盆地延伸率(Re)这4种地貌形态指数,定量获取了清水河流域的地貌形态特征,再结合4个参数求得各子流域的相对活动构造指数(Iat),对研究区的相对构造活动性程度进行分析。得到以下结论:(1)研究区SL值分布在70.1~353.9之间,表明整个流域内构造活动性存在区域差异且整体活动变形程度较高;(2)受海原断裂带和香山-天景山断裂带的影响,研究区西岸流域HI和AF指数的平均值大于东岸,Re指数的平均值小于东岸,表明西岸构造活动性大于东岸;(3)研究区相对活动构造指数(Iat)处于第一、二级的面积达到80%,主要分布在西岸,表明整个流域的构造活动性强烈,且展现由东向西活动性逐渐增强的趋势。同时结合相关地质资料综合评估流域构造活动状态,并据此对河流发育阶段以及构造运动进行分析。

关键词：青藏高原东北缘新生代 DEM 构造地貌相对活动性

俯冲带榴辉岩中水的赋存机制及其溶解度的控制因素

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高校地质学报 2024年第2期30卷 142-156页

作者：殷常鑫康磊刘良西北大学地质学系大陆动力学国家重点实验室西安710069

榴辉岩是俯冲带重要的高压—超高压变质岩石类型之一,其主要组成矿物为石榴子石和绿辉石,是名义上无水矿物(NAMs)。随着板片俯冲过程中温度压力的升高,富水流体被释放,但榴辉岩中的石榴子石和绿辉石仍然可以携带一定量的水,成为水向地... 详细信息

榴辉岩是俯冲带重要的高压—超高压变质岩石类型之一,其主要组成矿物为石榴子石和绿辉石,是名义上无水矿物(NAMs)。随着板片俯冲过程中温度压力的升高,富水流体被释放,但榴辉岩中的石榴子石和绿辉石仍然可以携带一定量的水,成为水向地球内部传输的重要载体。在超高压岩石折返过程中,由于压力的降低,石榴子石和绿辉石中的水以羟基出溶的方式释放,能够引起高压变质岩石的退变质甚至同折返岩浆等一系列重要地球动力学过程。文章论述了矿物含水性的研究方法、石榴子石和绿辉石中水的赋存机制、水溶解度的控制因素(例如化学组成、压力、温度、水逸度、氧逸度等)以及板片俯冲/折返过程中榴辉岩水的行为,在此基础上凝炼当前研究中面临的科学问题展望了未来的研究方向。

关键词：俯冲带榴辉岩名义上无水矿物矿物含水量

基于DEM地形特征因子的海原断裂带中东段构造活动性分析

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地质科学 2024年第4期59卷 1111-1131页

作者：刘禄山周小虎王阳黄琪西北大学地质学系大陆动力学国家重点实验室西安710069

海原断裂带是中国西北地区重要的活动断裂带,也是青藏高原东北边界的重要组成部分。海原断裂带活动性研究对深入了解青藏高原东北缘构造格局和第四纪构造地貌具有重要意义,对于地质灾害预测和地质风险评估也有很大的参考作用。本次研究... 详细信息

海原断裂带是中国西北地区重要的活动断裂带,也是青藏高原东北边界的重要组成部分。海原断裂带活动性研究对深入了解青藏高原东北缘构造格局和第四纪构造地貌具有重要意义,对于地质灾害预测和地质风险评估也有很大的参考作用。本次研究基于数字高程模型(DEM)数据,利用ArcGIS软件对该段各流域的地貌参数进行提取计算,定量获得该段各流域的地貌形态特征,最后对研究区的相对构造活动性程度进行分析。面积-高程积分(HI)表明断裂带两侧的地形梯度差异显著,断裂带及其南侧盆地坡度更大,山地更陡峭,地貌侵蚀作用也更强。流域盆地不对称度(AF)表明研究区内海原断裂带中东段由西至东发生掀斜的程度越来越小,流域盆地的形态也从不对称向对称变化。盆地延伸率(Re)则显示断裂北侧盆地的狭长程度要明显高于断裂南侧,但更倾向于由于早期构造活动或者地壳停止运动后的缓慢调整和变形造成。标准化坡降指数(SL)结果显示断裂带南侧河流坡降较大,北侧则较小;经过断裂的流域SL值中,王滩-黄鼠滩段(西段)明显要高于其他段,表明此段的地貌演化的活跃程度明显更高。地震活动则显示断裂东段地震更为密集,但西段受哈斯山段复杂的断层-褶皱系统影响较大,因此综合地形特征因子的分析结果,可以推断海原断裂带中东段存在断裂活动性差异。南侧地形陡峭、起伏较大且河流发育良好,表明该区域可能存在较活跃的构造活动,而北侧地形相对平缓、河流发育较弱以及较小的坡降指数,则表明该区域可能存在较弱的构造活动。

关键词：海原断裂带活动性分析地形特征因子数字高程模型

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内生碳酸岩型稀土矿床中磷酸盐作用研究综述

地质论评 2024年第3期70卷 1097-1112页

作者：许丹妮宋文磊杨金昆陈倩刘涛涛徐亦桐西北大学地质学系大陆动力学国家重点实验室西安710069

碳酸岩型稀土矿床是全球稀土最主要的来源。磷酸盐是该成矿体系中常见的组分,但对其在碳酸岩稀土成矿过程中的具体作用仍缺少系统的认识。笔者等综述了磷酸盐在碳酸岩岩浆形成、演化和稀土富集成矿过程中作用,并提出现存问题和研究展望... 详细信息

碳酸岩型稀土矿床是全球稀土最主要的来源。磷酸盐是该成矿体系中常见的组分,但对其在碳酸岩稀土成矿过程中的具体作用仍缺少系统的认识。笔者等综述了磷酸盐在碳酸岩岩浆形成、演化和稀土富集成矿过程中作用,并提出现存问题和研究展望。磷在碳酸盐熔体中具有很高的溶解度。磷的存在有利于稀土在地幔极低程度部分熔融过程和碳酸盐—硅酸盐液态不混溶过程中优先进入碳酸盐熔体,形成初始碳酸盐熔体中稀土的预富集。碳酸岩岩浆演化过程中,稀土将优先进入到不混溶的磷酸盐熔体或独居石和磷灰石等磷酸盐矿物中,这些熔体和矿物的行为很可能是控制体系中稀土行为和成矿潜力的关键因素。岩浆作用过程中形成的富稀土磷酸盐矿物还可为热液阶段稀土矿化提供成矿物质来源。磷酸盐还是热液过程中稀土的有效沉淀剂,有利于轻重稀土矿物在流体晚期阶段成矿。未来工作应更多关注磷酸盐在碳酸岩岩浆演化过程中的作用及其中重稀土的富集机理研究,针对具体成岩成矿过程开展实验岩石学和熔体包裹体研究。

关键词：碳酸岩稀土富集磷酸盐部分熔融不混溶作用分离结晶热液作用

镇域尺度下秦巴山区堆积层滑坡易发性不同单元评价性能对比研究

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西北地质 2024年第1期57卷 1-11页

作者：李泽芝王新刚大陆动力学国家重点实验室西北大学地质学系陕西西安710069

秦巴山区堆积层滑坡数量多、分布广、密度大、频次高,所造成的危害十分严重,且具有孕灾条件复杂多样和部分灾害评价数据获取难度大等特征。笔者选取秦巴山区小岭镇作为研究区,在地质灾害野外调查基础上,结合堆积层滑坡区域特点,采取栅... 详细信息

秦巴山区堆积层滑坡数量多、分布广、密度大、频次高,所造成的危害十分严重,且具有孕灾条件复杂多样和部分灾害评价数据获取难度大等特征。笔者选取秦巴山区小岭镇作为研究区,在地质灾害野外调查基础上,结合堆积层滑坡区域特点,采取栅格、斜坡两种单元类型,因地制宜的提取了滑坡孕灾因子,分析其相关性,提选出坡度、坡高、坡面形态、斜坡结构类型、堆积层厚度、距道路、矿区、断裂的距离等8个因子作为堆积层滑坡特征因子,运用随机森林模型方法对该镇域进行了滑坡易发性评价;并通过评价结果频率比、ROC曲线、易发性概率均值与标准差,对栅格单元、斜坡单元两种单元类型的精度与准确性进行了验证,结果表明:两种评价单元的预测结果都有良好的表现,但斜坡单元作为评价单元总体预测性能高于栅格单元,栅格单元在灾害防治具体空间部署上有着更精细的参考。研究成果对秦巴山区镇域地质灾害风险评价工作有一定的理论和实践意义。

关键词：易发性堆积层滑坡随机森林单元评价秦巴山区

黄陵球状花岗闪长岩的岩相学与地球化学特征及其球状体成因探讨

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矿物岩石 2024年

作者：裴康达魏君奇付强西北大学地质学系西北大学大陆动力学国家重点实验室

湖北黄陵球状花岗闪长岩产出于扬子陆块核部黄陵岩基，出露面积很小。球状岩体由球状体、球间基质和主岩组成。其中球状体由中心的球核(浅色球核或暗色包体球核)和外层球壳(单层球壳或多层韵律球壳)组成，主要矿物为斜长石(中长石为主)... 详细信息

湖北黄陵球状花岗闪长岩产出于扬子陆块核部黄陵岩基，出露面积很小。球状岩体由球状体、球间基质和主岩组成。其中球状体由中心的球核(浅色球核或暗色包体球核)和外层球壳(单层球壳或多层韵律球壳)组成，主要矿物为斜长石(中长石为主)＋角闪石，球状体内部具有放射状构造；球间基质主要矿物为斜长石(更长石为主)＋石英＋黑云母，为通常的中细粒花岗结构。球状体间的基质相较球状体有更高的SiO2含量、稀土元素总量、轻重稀土分馏程度和更高的强不相容元素Rb，Th，Ta，Nb，Ce，Zr，Hf丰度，浅色球核、球壳、基质SiO2分别在55.02%～58.05%，54.25%～54.97%，60%～69.50%；∑REE分别在37.23×10-6～53.13×10-6，54.63×10-6～73.4×10-6，94.58×10-6～246.03×10-6；(La/Yb)N分别在14.26～24.81，9.52～15.95，22.99～42.56；δEu分别在1.66～2.10，1.27～1.41，0.78～1.29。基质相较球状体酸性程度更高并且基质显示出晚期岩浆结晶的特征，推测基质的形成晚于球状体；根据球状体构造特征和球状体相互之间的截断关系，推断球体围绕核心由内向外生长。球状岩矿物的径向生长和放射状构造可能是熔体在先过热后过冷的条件下，固相表面的非均匀形核作用使矿物围绕结晶中心沿热传递的方向结晶形成的；球壳处发育的韵律可能是球状体矿物晶出过程中生长面熔体成分过饱和度自发振荡形成的。

关键词：球状岩球状构造黄陵岩基

海上稀疏井区高精度地层格架约束下的地震沉积学刻画——以东海盆地西湖凹陷中央背斜带X区块古近系花港组为例

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石油与天然气地质 2024年第1期45卷 293-308页

作者：董鑫旭周兴海李昆蒲仁海王爱国关蕴文张鹏西北大学地质学系/大陆动力学国家重点实验室陕西西安710069 中国石化上海海洋油气分公司上海200120

海上工区面积辽阔,单井资料匮乏,花港组内部横向上的沉积微相界定存在争议、纵向上的沉积演化规律不明。为充分挖掘现有井、震资料的地质解释潜力,选取东海盆地西湖凹陷中央背斜带X区块古近系花港组为研究对象,提出了井-震小波变换建立... 详细信息

海上工区面积辽阔,单井资料匮乏,花港组内部横向上的沉积微相界定存在争议、纵向上的沉积演化规律不明。为充分挖掘现有井、震资料的地质解释潜力,选取东海盆地西湖凹陷中央背斜带X区块古近系花港组为研究对象,提出了井-震小波变换建立高精度等时地层格架、井点沉积相标志定相类型、分频RGB属性刻画沉积相展布以及古地貌恢复辅助沉积相演化规律分析的地震沉积学解释技术。研究结果表明:(1)测井-地震小波变换结果有较好的一致性,可将研究区花港组分为花港组上段(花上段)3个(H1—H3)和花下段5个(H4—H8)四级旋回,并在此基础上建立高精度等时地层格架。(2)根据岩心相、测井相和地震相相互印证,确认研究区花港组沉积期为辫状河三角洲沉积环境。分频振幅属性验证不同厚度砂岩层在15,30和45 Hz单频体的振幅响应明显,采用分频RGB属性融合可在平面凸显不同沉积体的边界。(3)研究区H1和H2旋回整体为三角洲前缘沉积,H3—H6旋回为浅水背景下的三角洲平原-前缘沉积,H7和H8旋回为辫状河三角洲平原沉积,砂层组沉积相垂向演化受控于物源供给、相对湖平面高低和古地貌形态。在井-震时频分析建立等时地层格架基础上,通过相关性分析优选属性进行RGB融合能够凸显不同厚度砂岩的展布,减少了人为主观因素的影响,提升了沉积体边界的识别能力,可为其他井网稀疏地带沉积相刻画提供借鉴。

关键词：沉积演化地层格架地震沉积学花港组古近系西湖凹陷东海盆地