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喂子坪秦岭杂岩麻粒岩相变沉积岩的变质作用p-T演化及其构造意义

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岩石矿物学杂志 2024年第2期43卷 274-303页

作者：刘学锋苟龙龙田智博周峰马椰婷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

秦岭杂岩位于秦岭造山带北秦岭构造带,是研究秦岭造山带早古生代构造演化的重要岩石构造单元。喂子坪地区发育有典型的秦岭杂岩,其中的混合岩是由变沉积岩经历了强烈的深熔作用形成的。本研究对其进行了岩相学、变质相平衡模拟和LA-ICP... 详细信息

秦岭杂岩位于秦岭造山带北秦岭构造带,是研究秦岭造山带早古生代构造演化的重要岩石构造单元。喂子坪地区发育有典型的秦岭杂岩,其中的混合岩是由变沉积岩经历了强烈的深熔作用形成的。本研究对其进行了岩相学、变质相平衡模拟和LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学研究,以深入揭示它们的变质温压演化特征,进而阐明它们指示的构造意义。混合岩的中色体由含石榴子石角闪黑云斜长片麻岩和含石榴子石黑云角闪斜长片麻岩组成。含石榴子石角闪黑云斜长片麻岩只记录了峰期变质矿物组合,为镁铁闪石+石榴子石+斜长石+石英+黑云母+钛铁矿+熔体,而含石榴子石黑云角闪斜长片麻岩记录了3个变质演化阶段,分别是早期进变质阶段(M1):黑云母+斜长石+石英;峰期变质阶段(M2):镁铁闪石+石榴子石+斜长石+石英+黑云母+钛铁矿+熔体;退变质阶段(M3):普通角闪石+斜长石+黑云母+石英+熔体。全岩成分视剖面图模拟计算显示含石榴子石角闪黑云斜长片麻岩和含石榴子石黑云角闪斜长片麻岩压力峰期的变质温压条件分别为790~810℃/990~1040 MPa和840~862℃/1000~1190 MPa。含石榴子石黑云角闪斜长片麻岩3组局部矿物组合域成分视剖面图模拟计算得到压力峰期后变质阶段的温压条件为735~814℃/400~810 MPa、721~794℃/430~700 MPa、740~810℃/470~780 MPa。因此,本研究揭示了喂子坪地区秦岭杂岩片麻岩记录了近等温降压的p-T轨迹。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年得到含石榴子石角闪黑云斜长片麻岩和2个浅色体样品中的变质锆石206Pb/238U加权平均年龄分别为383.2±7.0 Ma、400±3.6 Ma和406.7±7.8 Ma。结合已发表的数据,喂子坪地区变沉积岩麻粒岩相峰期变质作用和强烈的混合岩化作用的时代约为410~390 Ma,而约380 Ma的年龄可能代表退变质冷却到固相线的时代。片麻岩近等温降压的变质演化轨迹指示喂子坪地区秦岭杂岩的变沉积岩在下地壳经历了麻粒岩相变质作用和随后的快速抬升,与碰撞造山引起的地壳增厚和随后的地壳伸展有关。

关键词：秦岭造山带秦岭杂岩深熔作用相平衡模拟近等温降压p-T轨迹

康滇古陆东缘筇竹寺组沉积物源的风化特征——以云南省楚雄市武定县乌龙村剖面为例

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沉积学报 2024年第1期42卷 324-341页

作者：杨永祯郭岭方泽鑫徐凯张寰萌师宇翔武芳芳陶威西北大学大陆动力学国家重点实验室西安710069 西北大学地质学系西安710069

【目的】扬子地区筇竹寺组是目前页岩气勘探的重要层位,为了揭示康滇古陆东缘筇竹寺组沉积岩的风化程度、古气候、构造背景以及物源等。【方法】选择位于康滇古陆东缘的武定县乌龙村剖面进行采样,并对样品的主量元素和微量元素进行分析... 详细信息

【目的】扬子地区筇竹寺组是目前页岩气勘探的重要层位,为了揭示康滇古陆东缘筇竹寺组沉积岩的风化程度、古气候、构造背景以及物源等。【方法】选择位于康滇古陆东缘的武定县乌龙村剖面进行采样,并对样品的主量元素和微量元素进行分析,研究了康滇古陆东缘乌龙村剖面筇竹寺组沉积岩的风化程度、源区古气候、构造背景以及物源特征。【结果与结论】(1)筇竹寺组沉积岩的母岩经历了强烈的化学风化作用,物源区在该时期处于温暖湿润的气候;(2)筇竹寺组沉积岩主要形成于被动大陆边缘环境,沉积岩源岩形成于大陆岛弧环境;(3)筇竹寺组沉积岩主要来自康滇古陆元古界东川群、会理群和汤丹群的凝灰岩、凝灰质砂岩、凝灰质板岩、花岗岩以及基性岩。

关键词：康滇古陆筇竹寺组风化程度古气候物源特征构造背景

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

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

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

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... 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

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

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

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

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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