岩石地球化学文献整理绝对有用资料

岩石地球化学文献整理

文献：

No 2. Acadian造山带超高压变质作用的发现

在造山带中构造作用如逆冲推覆的速度要比热传递速度快得多, 因而会扰

动地壳的热结构。一旦构造运动停止, 这种受扰动的地壳热结构就会向稳态松弛, 同时加厚地壳区由于遭受剥蚀及构造伸展等因素会导致深部岩石折返抬升。

金红石是俯冲带变质岩( 如榴辉岩)中高场强元素(特别是Nb、Ta元素)的一个重要载体, 长期以来一直受到许多地质学家的重视。它可以容纳和控制高达百分比含量的高场强元素和过渡金属元素, 如Nb、Ta、V、Cr、Fe、A l和W 等。

超高温（富Zr）金红石出现在富Zr，Ti的石榴子石中，Zr含量与石榴子石达到平衡，受石榴子石的保护保留了峰期或者近峰期的变质特征，锆石甚至斜锆石的出现可能是因为体系中Zr的饱和，也可能是退变质过程中金红石中Zr重新结晶形成。出现在蓝晶石区域的低温（贫Zr）金红石是由于退变质过程中金红石中的Zr向外扩散产生的。

金红石Zr温度计具有较好的精度，在超高温地质活动研究中受压力影响较小。一般来看，被石榴子石包裹并达到平衡的金红石记录了峰期或近峰期变质作用的信息。总体来说，除了温度，金红石Zr还受到(1)压力;(2)ZrO2和SiO2的活度; (3)亚固相条件下Zr含量变化(交换和扩散);(4)降压折返过程中的退变反应;(5)金红石生长世代及介质等一系列因素影响，这虽然给我们判定其温度地质意义带来一定的影响，但也暗示了大量的地质信息。

超高温变质作用的热源可能有：（1）高温幔源物质的热量（2）增厚地壳富集的放射性元素（3）机械作用（4）岩浆作用

No 6.地壳深熔和S型花岗岩形成初期熔体组分与流体机制的重建

文献的理解与领悟(

通过Spanish Betic Cordillera 地区变沉积岩转熔矿物石榴子石中的熔体包裹体的均一化实验，得到均一化的MI在700℃条件下的组分：淡色花岗质过铝质组分，铝饱和指数ASI=1.04~1.35，含水量：3.1~7.6wt%。并认为该组分最能代表地壳深熔时的熔体组分。

这篇文章具有很强的目的导向性——即地壳深熔初期熔体组分。那么如何获得答案，实验岩石学是一个途径，但是不能做太精细化的限定。从野外采集样品是另外一个途径，作者成功的关键就在于选取了一个最能代表地壳熔融初始熔体的样品——转熔矿物中的熔体包裹体(MI)，最后作均一化实验和理论分析，结果已是水到渠成。

文章存在的问题：如何确定本研究的石榴子石是转熔矿物?

因为转熔矿物能完整保存下来的很少，而且，对转熔矿物的鉴定还没有形成统一的意见。

本次研究的方法新颖，就像是一把钥匙，打开了深熔体初始组分的这道大门。但是这把钥匙是不是对所有地质背景下的地壳深熔都适用，需要进一步检验。

No 9. Do the trace element compositonsof detrital zircons require Hadean continental crust? 冥古宙碎屑锆石的微量元素组成能否指示冥古宙大陆地壳的

存在？

本文主要是对前人关于冥古宙大陆地壳存在的观点的一个质疑。通常我们用两种方式来证明冥古宙大陆地壳的存在，一是：基于锆石中Ti与金红石平衡时的地质温度计推断的冥古宙锆石具有低的结晶温度；二是：根据锆石中的微量元素（特别是REE）计算母岩浆的成分。

对于冥古宙地前的前人研究：冥古宙碎屑锆石176Hf /177Hf具很大的变化，表明地球早期分异的存在；地球和球粒陨石之间142Nd/144Nd的差别，表明地球形成后30Ma内富集储库的存在可以看出冥古宙存在分异过程是比较确定的。但是具体的分异过程是怎样的呢？地球上并不存在大于40.3亿年的岩石，这是由于不存在老于该年龄的大陆地壳还是由于岩石存在而未得到保存，这是存在很大争论的。幸运的是地球存在较古老的碎屑锆石，这些碎屑锆石能为我们提供大量关于冥古宙的信息。这些碎屑锆石主要位于发现于澳大利亚Mount Narryer和Jack Hills。Watson and Harrison提出了一个锆石Ti含量温度计来计算冥古宙碎屑锆石的结晶温度，结果发现这些碎屑锆石的结晶温度较低~700℃，并指出地球形成100Ma后，就进入了地壳形成、风化、沉积的循环过程，即板块构造。分析了该地区的碎屑锆石的REE配分、U-Pb年龄和氧同位素等，结果作者认为这些碎屑锆石形成于一个大陆地壳分异形成的花岗质熔体，并且指出大陆地壳在4.4Ga部分熔融形成并在4.3Ga发生混合或重熔。

首先对于现代洋中脊锆石的Ti含量温度计计算结果显示，温度为690 ~

790 ℃，冥古宙锆石644 ~ 801 ℃。可以看出两者有很大重叠区域。再次，我们知道锆石Ti含量温度计计算时我们假设Ti在金红石中活度为1，即金红石存在。但是对于碎屑锆石我们不能确定金红石的存在。这是误差之一。而且，有研究表明Ti/Zr与a(TiO2)活度有正相关关系，现代洋中脊玄武岩Ti/Zr为~100，而初始地幔Ti/Zr为~30。即现代洋中脊的a(TiO2)活度比冥古宙a(TiO2)活度更高。综合以上表明冥古宙锆石结晶温度被低估的更多，所以冥古宙锆石结晶温度与洋中脊锆石结晶温度相差很少，两者不能区分。再次，对于微量元素的研究表明，洋中脊锆石与冥古宙锆石微量元素有大量重叠，而且Yb-Nd比值也是一致的。唯一存在不同的是冥古宙锆石有LREE的富集，这被解释为晶格扭曲，独居石、磷钇矿、磷灰石等富集LREE的包裹体的存在。

综合以上作者认为前人关于冥古宙存在大陆地壳的结论是存在问题的。

No 10 .大陆俯冲过程中的壳-慢相互作用，来自锆石Hf-O同位素证据（

本文主要研究大别-苏鲁造山带（朱家铺-道石冲）地区锆石样品，包括锆石U-Pb定年、Hf同位素以及O同位素三方面，其中U-Pb定年显示与前人研究一致，即后碰撞事件发生在126±1~131±1Ma，残留锆石年龄为697±10 Ma。Hf-O同位素显示了一个很好的相关性，即：（1）低δ18O值2.0~2.9‰；高εHf(t)值-3.2~-1.1；（2）

中间值δ18O4.0~5.1‰；εHf(t)值-22.5~-13.2；（3）高δ18O值5.2~7.3‰；低εHf(t)

值-29.1~-18.6。Hf-O同位素显示的陆壳信息为地幔楔橄榄岩与俯冲陆壳的混合，并且俯冲大陆板块的不同部分参与了壳幔反应。大陆板块的不同部分也就是前人提出的三层结构模式:中大别代表上层；北大别代表中层；后碰撞花岗岩代表下层。

No 12. Lithium isotope evidence for subduction-enriched mantle in the source

of mid-ocean-ridge basalts

概要：地壳物质通过俯冲进入上地幔，导致上地幔组成具有不均一性。然而该模型中仍存在一些争议尚未解决。稳定同位素体系可用于示踪地壳物质再循环过程。

本文测量了东太平洋海隆玄武岩样品，数据结果显示，与传统示踪同位素相比（143Nd/144Nd）,这些样品的锂同位素的比值7Li/6Li变化范围相对较大。这种稳定同位素与放射性同位素的协变关系是指示上地幔物质异质性来源于地壳物质再循环的关键证据。

No 13. 俯冲带角闪岩的熔融对早期大陆地壳生长的制约

TTG岩Trondhjemite（奥长花岗岩）、Tonalite（英云闪长岩）、Granodiorite （花岗闪长岩）TTG成分岩石在太古代大量出现，代表了大陆地壳的生长事件。特征：富Na，高Al2O3 ( 平均＞15% )，低Mg、Ni、Cr，富集LREE、亏损HREE、高Sr、低Y、低Yb且无明显的负Eu异常。而埃达克岩（高锶低钇中酸性岩）主要是斜长石+角闪石±黑云母，可能是年轻的玄武岩质俯冲板片部分熔融形成的。特征为：SiO2≥56%，Al2O3≥15%，K2O/Na2O比值低(<0.5)，Mg#一般大于0.47，甚至高达0.70。Sr含量高（400~2000ppm），Y和HREE含量低（Y≤18ppm, Yb≤1.9ppm），REE强烈分异，因此，La/Yb和Sr/Y比值很高。

高场强元素（HFSE）亏损，在蛛网图中，Sr和Eu呈正异常或没有异常，但一般不具负异常；同位素组成类似MORB。只有非常低程度的部分熔融体能携带这种微量元素地球化学特征，只有角闪石模型才能解释低的Nb/Ta比值。榴辉岩的模型与TTG不匹配；只有角闪石在Mg#低于70的时候才能有效分异Nb、Ta，Mg#在80-90的时候（即橄榄岩中的角闪石），不能分异Nb、Ta；当Mg#在80以下时，角闪石也可以有效分异Nb-La和Zr-Sm

榴辉岩跟TTG的Sr和Nb/Ta特征差异较大而角闪岩更接近，其中高钙长石的角闪岩更接近。

TTG岩套出现的Nb/Ta负异常一定发映出残留相中的某种或某几种矿物具有DNb＞DTa的特点。而角闪石(DNb＞DTa)是必要的残留矿物而金红石(DNb＜DTa)不能以残留矿物形式出现。所以关于地球Nb-Ta平衡，隐藏的超球粒陨石储库可能是地幔的含金红石熔体。

No 21. 俯冲带120-180km深度流体、熔体和超临界流体的痕量元素特征Kessel

et al.,2005.Nature

报告直接用LA-ICP-MS测量的与玄武质榴辉岩平衡的流体、熔体的组成，压力相当于在地球的深度120-180公里和700-1200 C温度。由此产生的液体/矿物分配系数制约关键元素的再循环率。在120公里深度脱水与熔化的区分通过对

比多种微量元素的行为(U/Th，Sr，Ba，Be and LREE）表现。然而，在相当于至180 km深度的压力，观察到具有类似熔体溶解度的超临界液体，即使在低温下。这能运移大部分的主要微量元素（除HREE，Y和Sc ），从而限制俯冲带地球化学特征流体相转移的压力小于6GPa。

通过高温高压试验，模拟俯冲带深部的流体活动。通过测定与榴辉岩残留相平衡的流动相和榴辉岩残留相的组成，来量化残留板片矿物和三个流动相（富水流体、含水熔体和超临界流体）之间微量元素的分配关系。实验结果：生成的矿物组合有石榴石、单斜辉石，还有柯石英、蓝晶石、金红石等副矿物；在所有压力下，金红石在1100℃以下存在，单斜辉石在1300℃下存在。

水含量的急剧降低点代表了这些条件下的固相线位置。4Gpa，流体和熔体的转变发生在850-900℃间；5Gpa，流体到熔体发生在1000到1050℃之间。6GPa，水含量连续变化，超临界流体取代了流体和熔体的不混溶区

当从4GPa下的流体和熔体变为6GPa下的超临界流体时，分配系数的模式发生了显著变化。流体明显不同于熔体和超临界流体（比如U/Th，Th/Rb, La/Lu）。超临界流体有高LREE/HREE，Sr/HREE和Sr/Y，并有过剩Th，表现出―埃达克岩型模式‖。在所研究的微量元素中没有一个比值能够明确地区分微量元素在熔体和超临界流体中的转移。

结论：在合适的温度下，超临界流体能产生高的Be、Th迁移率和Th/U>1，与岛弧结果一致，岛弧岩浆的板片组分可能来源于超临界流体而不是沉积物的浅部熔融。在深度大于160km处，超临界流体的出现消除了流体和熔体的不混溶。因此，洋壳流体的地球化学效应被限制在＜160km的深度；在更高的压力下，流动相将向地幔楔加入类熔体的微量元素配分模式。

No 24. 密西西比河河沙中锆石U-Pb 和Lu-Hf 同位素的分类学：陆壳生长

和再造的启示

为了解地壳的再造作用和大陆的增长速率，文章对密西西比河的碎屑锆石进行了原位U-Pb和Lu-Hf同位素分析。416颗锆石的U-Pb分析显示地壳形成的三个主要时期是在2.8~2.6 Ga、1.8~0.9 Ga和0.2 Ga以后。锆石的初始Hf同位素比值中，只有8%的Hf(T)DM值比-2.5更负。这些数据表明，地壳的停留时间小于120 m.y，说明地壳的再造作用是大陆地壳形成的一个重要过程。Hf(T)DM数据表明地壳再造作用主要发生在2.5~2.0 Ga和0.9 Ga之后，而初始地壳主要在2.0~1.6 Ga期间形成。作者计算了地幔源模式年龄来估计地壳的增长速率，大约一半颗粒的模式年龄是在2.0到1.3 Ga之间，表明该阶段地壳快速增长。大陆的增长速率显示，15%和78%锆石来源的地壳分别是在2.5 Ga和1.3 Ga形成的。可以将此方法应用到其他主要的河流中，了解更多的地壳信息。

No 30.早期大陆地壳的生长-通过榴辉岩部分熔融。（

太古代花岗岩类的痕量元素特征已几乎普遍地用于推断地球早期陆壳的起源。与TTG相似的流体组分是由铁镁质地壳（玄武岩）中低程度的角闪岩、石榴角闪岩、或榴辉岩相熔融而形成的。在仅有低程度（约1~15%）的以角闪岩、相对低温的含水玄武岩等价物形式存在的循环洋壳的熔融可以解释高Zr/Sm、低Nb/Ta比值，即假定的表示―平均‖太古代TTG的成分。这些结论以假定太古代

TTG的―平均‖玄武质物源与球粒陨石的Nb/Ta比值相同为基础，对TTG成因可能的情况，熔体伴随着增厚的和/或俯冲的铁镁质地壳渐进的脱水，会在较大的深度达到顶峰，在此深度上结晶残留物将由榴辉岩组成。

我们实验的熔体很好地落到了一个由早至晚太古代TTG确定的其他微量元素的范围中，如Th和U。这些特征（尤其是A/CNK值约为1.0）需要含石榴石的玄武质原岩相对高程度的熔融（>10-15%），在温压条件接近或超过―角闪石外‖相的边界，即角闪石既不会完全地不存在与榴辉岩残留体中，也不是次生相。相比之下，含水玄武岩熔体的角闪石残留体所含的Mg原子数通常低于0.30,且A/CNK值>1.1。

通过实验，作者认为起始的AB-1玄武岩在成分上代表形成于边缘（弧后）盆地的玄武岩、俯冲集中的陆壳、来源于弧前环境的玻安质岩浆以及一些绿岩带中成分上类似于这些岩石的变质火山岩。实际的过程引起了Nb与Ta的分馏并且导致了石质球粒陨石Nb/Ta比依然成为一个有争议的问题。一种可能的解释是亏损的大洋岩石圈地幔楔通过板片产生的低Nb/Ta比的流体俯冲交代作用，与含金红石的洋壳取得了平衡。在这种情况下，金红石和富水流体中Nb的分配系数比Ta要高，导致了流体中低的Nb/Ta比。随后这些流体交代的、亏损的大洋岩石圈地幔的熔融可能会产生可变但一般具有石质球粒陨石的Nb/Ta比的玄武岩，表示TTG岩浆可能的铁镁质来源。

在3-4GPa条件下，中至低程度（5-30%）的AB-1玄武岩熔融会产生低Nb/Ta 比和高Zr/Sm比（后者归因于单斜辉石中Sm相对于Zr的分配系数更高）的、与含金红石的榴辉岩残留体平衡的TTG流体。可变但一般具有低Nb/Ta比和高Zr/Sm比的太古代TTG可以被解释为拥有亚球粒陨石Nb/Ta比的大洋玄武岩的部分熔融产生的，剩余含榴辉岩的残留体同样含有低Nb/Ta比。实验的榴辉岩残留体中亚球粒陨石的Nb/Ta比与之前解释过的作为TTG岩浆残余的含金红石的榴辉岩中的Nb/Ta比是可以比较的。通常的太古代TTG亚球粒陨石中的Nb/Ta 比，因此既不需要角闪岩质的来源，也不是隐藏的拥有超球粒陨石Nb/Ta比的榴辉岩储库，互补于―平均‖的太古代TTG（拥有亚球粒陨石Nb/Ta）并且与大陆组成相联系。

作者认为太古代TTG―平均‖Nb/Ta比的使用是有误的，因为TTG和其榴辉岩残留体互补的性质跨越了宽范围的Nb/Ta比值，反映了它们玄武质源材料组成上的差异。我们的结果表明一些亚克拉通地幔的榴辉岩捕虏体和金刚石包裹体可能代表了部分熔融和TTG岩浆作用的残留；构造叠瓦作用和这些不同岩层的添加可能会在增厚的年轻地壳中导致部分熔融和TTG岩浆作用。我们看到TTG岩浆开始于洋壳在俯冲状态下构造增厚的过程，随后发生进变质作用和最初由角闪岩和石榴角闪岩组成的变质玄武质来源的部分熔融，在进化的花岗-绿岩复合体的流动作用和侵位之前，以在大多数情况下已经与无水的榴辉岩残留体平衡的TTG流体结束，最后形成最初的大陆。

No 32.黑云母和多硅白云母的Nb、Ta分馏，应用于“Nb丢失之谜”

地球地幔中的Nd/Ta比球粒陨石中的值低，丢失的那部分去哪了？有人认为去了地核，也有人认为还有一个比值高的储库与地壳和地幔相均衡。而Ti与这两元素的化学性质相似，作者通过实验表明，多硅白云母中的两元素比值很高，且随着俯冲深度加深，其可能储存在地幔过渡带范围内，进而成为均衡其比值的一个储库。

No.34 俯冲洋壳：深部金刚石之源

亚格斯丰坦金伯利岩金刚石中有些含有镁铁榴石包裹体，这些包裹体的矿物共生序列为榴辉岩序列，表明来源于玄武质的岩石，并且石榴石表现出Eu负异常也表征一个壳源特征，于是判断这些包裹体形来源于地球浅层，佐以辉石在250公里深处溶解成为石榴石的前人研究证据，可以得出这些物质是来自俯冲洋壳的结论。这些含铁镁质石榴石包裹体的金刚石的δ13C值集中在-17到-24，在洋壳有机物的δ13C变化范围内，而同地区不含这类包裹体的其他金刚石的δ13C 则表现分布广、双峰式分布特征，这表明至少这个深度的金刚石有较轻的δ13C 是与分馏无关的，综合两种金刚石C同位素分析表明两种金刚石C的来源也不一样。分子式中Si的含量可以用作压力计使用，通过对铁镁质石榴石包裹体的Si元素计算得到的最大深度是500km，这是软流圈和过渡区的深度。综合以上实验结果和前人的研究讨论，建立模型：镁铁质石榴石包裹体的共生次序与俯冲板片在超过约250km到超过500公里深处，这种极深的流体包裹体证明板片在俯冲过程中经过软流层和过渡带，源自俯冲物质中的C会形成金刚石，具体形成方式不明，这部分金刚石被夹带在快速上升的金伯利岩中被带出。

No 35. 俯冲沉积物的部分熔融与地幔的相互作用：高Mg安山岩成因的地

球化学模型

构建模型，对日本Setouchi火山岩带中的中新世高镁安山岩的主微量元素进行地球化学模拟计算，并与天然样品进行比较，得到基本一致的结果，支持高镁安山岩是由俯冲沉积物部分熔融产生的熔体与地幔相互作用的产物。

主量元素方面，采用最小二乘法；微量元素方面，采用批示熔融、分离熔融情况下的微量元素配分及AFC模型。

碰撞后镁铁质火山岩对深俯冲过程中壳幔反应的制约

No 36. 花岗质岩石结晶深度与热液矿化类型（）

摘要：通过对日本地区典型花岗质岩石中黑云母进行电子探针成分分析，得出结论：花岗质岩石中黑云母的全铝含量与相关的热液矿化类型紧密相关，黑云母全铝含量的顺序为：Pb-Zn、Mo矿床

TAl含量为黑云母中Al阳离子数（以O=22为基准），TAl=AlⅣ+AlⅥ

通过此黑云母压力计可以得出：Pb-Zn、Mo矿床形成的压力小于1kb，Cu-Fe、Sn矿床形成压力在2-3kb，W矿床形成压力在2-3kb，非矿化花岗质岩结晶压力>3kb。

在此文中，在使用角闪石压力计时，在压力低于2kb时，用闪锌矿压力计进行校正，测定热液矿化的花岗质岩石角闪石全铝含量和同一矿床下使用闪锌矿压力计得出的压力进行投图，发现在压力低于2kb时，角闪石全铝含量与压力也是正比例关系的，并且在热液矿化花岗质岩石中角闪石全铝含量的顺序为Cu-Fe-Pb-Zn矿床

在研究黑云母全铝含量和角闪石全铝含量的关系时发现同一岩体中黑云母

全铝含量随着角闪石全铝含量的增多而增多。采用黑云母全铝含量进行估算压力时，首先要确定黑云母压力计的可用性，即排除黑云母中全铝含量变化与共存岩浆铝饱和指数的相关性，实验证明，黑云母全铝含量只与压力变化有关。通过测定日本地区花岗质岩石中黑云母全铝含量，发现黑云母的全铝含量能良好地区分热液矿床的金属矿化类型，黑云母全铝含量变化的顺序为：Pb-Zn、Mo矿床

黑云母全铝压力计确定的花岗质岩石的结晶压力与闪锌矿、角闪石压力计及围岩变质矿物组合确定的花岗质岩石的结晶压力基本一致，因此黑云母全铝含量可用于确定花岗质岩石的结晶压力，并指示与压力变化伴随的热液金属矿化类型的改变。

No 37.中国东北年轻地壳物质再循环：来自O和Nd同位素证据。

由于全岩Nd同位素具有较好的抗改造特性，且其代表整体岩浆的性质，所以它给出的源区性质的结论往往更具有说服力，但是Nd同位素很难示踪岩浆作用所经历的地质过程，它所代表的是岩石结晶时整体岩浆的性质。在岩石结晶过程及岩石形成的地质过程中，矿物和全岩的O同位素会记录相关的信息，而我们正是通过分析他们之间O同位素的差异来判断岩石是否曾经发生过与水圈的交换或再平衡，花岗岩中及锆石中O同位素的研究不仅能有效识别源区地球化学性质，还可以通过矿物温度计计算地质过程的温度。

魏春生在中对东北中生代碾子山A型花岗岩的Nd，O同位素进行了测定，Nd同位素主要用于分析A型花岗岩的源区，证明其应该来自于年轻的地壳物质，然而进一步对全岩，矿物中δ18O 的测定发现碾子山A型花岗岩具有低的δ18O 值全岩，锆石中δ18O变化范围不大，但全岩和其他造岩矿物之间δ18O 却有很大的变化范围，证明锆石和它们之间的氧同位素分馏不平衡，并且锆石对岩浆初始O同位素组成具有较好的保存能力，能够示踪A型花岗岩源区物质来源。通过对矿物间δ18O 变化范围及其与地幔值的比对，结合Nd-O同位素证据，文中给出的解释是碾子山花岗岩石由新生地壳通过板块构造再循环形成的，低δ18O 的岩浆是由于这些新生地壳经历了板块构造再循环形成的，形成过程中经历了海水热液蚀变，洋壳的部分熔融。矿物之间的氧同位素分馏不平衡，表明岩浆结晶后遭受了另外一次热液蚀变，即其经历了不同性质的两阶段水岩相互作用。于是该文暗示了板块构造运动中热液蚀变，俯冲，部分熔融等过程将有利于低δ18O 花岗质岩浆的形成。

综上，可见，锆石Hf-O同位素对于示踪花岗岩源区及为其形成背景提供数据支持都具有很重要的作用。同时，随着同位素测试方法和锆石学的发展，锆石Hf-O同位素不应该滥用，选择合适的锆石，合适的方法是我们需要谨慎对待的。对于Hf-O同位素示踪花岗岩成因，仍然有许多亟待解决的难题，因此未解决这些问题，需要开展更多更精细的锆石Hf-O同位素研究。

No 38.不规则的富金属流体形成热液矿床（

热液矿床主要是指在溶液中大量沉淀金属矿物（特别是硫化物）形成的具有经济价值的地质体。前人对成矿流体的研究主要是通过研究脉石矿物中赋存的流体包裹体进行研究，得到相关的结论。但本文作者前人研究结果提出质疑，主要

有两点：（1）大量的热液流体作用于相对少量的岩石和较长的成矿作用持续时间；（2）含高浓度成矿物质的成矿热液较短时间的周期性作用。

本文所采用的实验对象和实验方法均对前人有所改善，首先选取的实验对象不再仅仅局限于脉石矿物，而选取了最可能赋存成矿流体的矿石矿物，增加了可信度，并且通过脉石矿物和矿石矿物实验结果对比，可以对前人的结论进行一定的修正和改善。其次本文的实验方法也和传统的方法有极大区别，由于传统分析方法对不透明矿物不能有效分析，所以才退而求其次选择了透明的脉石矿物，随着实验条件技术的发展，LA-ICPMS可以分析出不透明矿物中流体包裹体的成分，如闪锌矿、方铅矿等金属矿物，而且也可以分析出赋存在金属矿物中流体包裹体的单个微量元素成分，大大提高了实验结果的可信度，得出的结论更具说服力。

实验得到的结果也验证的作者的猜想，对成矿热液来源和成矿周期的研究也得到了与前人不同的结果：（1）成矿热液来自于独特的地质源区；（2）成矿作用具有一定的周期性，且持续时间较短；（3）成矿流体在地壳内具有普遍性，而由物理化学条件来控制矿床形成的稀缺性。

No 40.早期的大陆地壳通常是由太古代TTG岩石所组成的，是由俯冲地壳

的变玄武岩熔融产生的。)

作者本文设计实验的思路：

作者考虑到（1）无论是角闪岩-熔体模型还是榴辉岩-熔体模型，都能够熔融产生主量元素相近的TTG，因此我们很难去区分TTG产生的具体过程（2）无论是Foley还是Rapp的模型中，都只测定了REE和HFSE等元素的Ds，很少有LILE和TE

于是作者的思路是设计一个实验（石榴石、角闪石和英云闪长质熔体共存），测定Ds，并结合已经发表的Ds，做对比，从而做TTG产生的模型做出限定。

本文的一些主要核心观点：

无水榴辉岩-熔体模型能否成立？

通过实验结果观察，角闪岩-熔体模型是不成立的，榴辉岩-熔体模型是可行的，但是无水榴辉岩-熔体模型只有当grt的HREE的Ds很低时，才有可能产生TTG。

下面是几点证据验证无水榴辉岩-熔体模型不成立：

Klein 认为能够产生很低的grt的HREE的Ds时，温度至少大于1100℃

（2）Martin 认为太古代的地温梯度和玄武岩的固相线不能发生相交

而下面这种情况下无水榴辉岩-熔体模型是成立的：

(1)Gao和Xu认为只有当下地壳进入软流圈才有可能发生（不正常的温度达到了）

二．含水榴辉岩-熔体模型是否成立？

这种模型是成立的，证据如下：

含水榴辉岩熔融产生的熔体和TTG具有相同的微量元素特点

含水榴辉岩熔融产生的残留相矿物组合和变玄武岩熔融产生的残留相矿物组合相同：hbl(5%–40%) 、grt (10%–30%)、cpx(35%–55%)、rt （0.7%) pl(0%–10%)

金红石作为TTG产生的必要残留相

TTG产生的P、T条件？

TTG具有Nb和Ta负异常的特点，说明源区有金红石的存在，指示了压力指示大于1.5GPa

（2）含水榴辉岩中的水来自于角闪分解脱水，而角闪石能够发生熔融的最大压力是2.2-2.5GPa

（3）在 1.5-2.5GPa的压力范围内，角闪石分解产生水的温度范围在850-1050℃

因此TTG产生的P、T条件是1.5-2.5GPa、850-1050℃

No 42.俯冲陆壳循环的碰撞后花岗岩锆石中同位素证据利用碰撞后花岗岩证明

俯冲陆壳循环

样品锆石与石英的18O值分别为4.14~6.11‰和6.45~8.66‰。可知由计算得到的氧同位素温度大约在700~1000℃间。与经验计算温度相一致，表明它们达到并保存了岩浆结晶时的氧同位素平衡分馏；另一方面，由于氧在锆石中不易扩散稳定性极高，在经历水岩相互作用后也能保存结晶时的氧同位素组成。因而在其他矿物相中18O值明显偏离于分馏平衡系数，可知岩石与低18O流体间发生

了氧同位素交换。

对此，可能的解释为：

1.中酸性岩母岩位于地壳深部而未受到明显的新元古代高温热液蚀变；

2.在地壳部分熔融过程中由于氧在中酸性岩浆中迁移速率较快，易于氧同位素相对均一化。由于大别山燕山期大规模的岩浆作用可能对花岗岩围岩的氧同位素产生影响，但锆石经历过高温水岩相互作用仍能保持其原来的氧同位素组成。花岗岩母岩来源于延伸到地壳深部的部分，未受到或较低程度的受到高温热液蚀变。因此，氧同位素的较低变化范围可能是由于花岗岩母岩存在位置更深导致的，氧同位素更易受到地表或近地表过程的影响。

综上，大别山中生代花岗岩起源于中性中下地壳的脱水部分熔融，锆石U-Pb定年结果说明该花岗岩形成于超高压作用碰撞后，并且有新元古代的继承锆石（说明花岗岩来自于扬子板块部分熔融）；岩浆锆石氧同位素角度，虽然氧同位素数值变化较小，但是与地幔值相比有大有小。由于花岗岩围岩氧同位素变化较大，并且镁铁质-超镁铁质岩石较少，所以花岗岩是来自于俯冲扬子板块的部分熔融。

No 43. 碰撞后镁铁质火山岩记录了大陆深俯冲的壳-慢相互作用。（

通过对中国东部早白垩纪的碰撞后镁铁质火山岩的分析，发现其微量元素和同位素具有岛弧火山岩特征。对镁铁质岩的来源进行合理的推测，并通过镁铁质岩的微量元素比以及Sr、Nd同位素的分析，对俯冲地壳所保留的原岩的信息进行了推论，并得到了验证。而后，通过类比洋壳俯冲，结合数据，对镁铁质岩的形成过程进行了推测，并建立了该地区的SARSH陆壳俯冲模型。

SARASH模型：1、华南板块俯冲到陆下岩石圈地幔；2、俯冲板块被上覆的地幔楔加热产生长英质熔体；3、长英质熔体与上覆地幔楔混熔，生成镁铁质岩体；4、岩体在岩石圈地幔中储存一定的时间（可达几十个Ma）；5、在碰撞后

时期，收到下层地幔的加热发生部分熔融，返回地表。

No 47.俯冲隧道：大陆碰撞过程中板片界面的相互作用（

研究俯冲带过程是发展板块构造理论的关键. 板块界面相互作用是实现地球表层与内部之间物质和能量交换的基本机制. 将俯冲隧道模型拓展到大陆碰撞造山带, 能够透视大陆俯冲带构造过程及其产物. 由长英质到镁铁质岩石组成的大陆地壳于不同深度从大陆岩石圈上部拆离并迁移进入大陆俯冲隧道, 由橄榄岩组成的大陆岩石圈地幔楔底部也受到俯冲板片刮削进入俯冲隧道. 大小不同的地壳和地幔碎块在俯冲隧道中受到角力流作用向上或向下运动, 导致它们经历不同程度的变质作用, 并伴有不同程度的变形乃至局部深熔. 在俯冲隧道中壳源岩石与幔源岩石之间发生机械混合, 结果形成了超高压变质混杂岩. 它们在折返到地壳层位时与低级变质岩拼合到一起, 形成构造混杂岩, 结果在同一造山带出露有不同变质程度的岩石. 俯冲陆壳基底花岗岩和上覆沉积物衍生的熔/流体与上覆大陆岩石圈地幔楔橄榄岩之间发生化学反应,实现了大陆俯冲隧道中的壳幔相互作用. 超高压变质岩原岩性质支配了碰撞造山带的类型、超高压变质地体的大小和折返速率.

No 48. 文石和碳酸钡沉淀过程产生的O同位素不平衡分馏的动力学机制-

来自实验的研究（

研究了文石和碳酸钡沉淀过程产生的O同位素分馏。实验分为两种合成方式，一种为一步反应，即将碳酸钠和氯化钙（氯化钡）几乎同时加入溶液中使其反应；

另一种为两步反应，先将碳酸钠溶解，使其平衡20天以上，使碳酸根离子与水达到同位素平衡，再加入氯化钙或氯化钡产生沉淀。这两者之前的唯一区别就在于

碳酸根离子与水分子的同位素交换反应是否能达到平衡。反应温度分别为50度与70度。结果发现两种不同反应条件产生的同位素分馏具有显著差异，说明一步反

应并不是同位素平衡分馏。此外，在两步反应中，文石与碳酸钡的O同位素值也不一样，说明沉淀过程中不同阳离子对同位素分馏会产生影响，沉淀中的O同位素

并不是继承的溶液中的碳酸根离子的O同位素数值。

岩石力学-硕士研究生课程报告-中南大学

硕士研究生课程报告 题目顺层高边坡稳定性影响因素 及工程灾害防治 姓名曾义 专业班级岩土13级 任课教师阳军生张学民 中南大学土木工程学院

引言 近年来，随着铁路公路建设步伐加快，铁路公路等级不断提高，边坡防护建设工程中所遇到的岩土边坡安全稳定性问题也相应增多，并成为岩土工程中比较常见的技术难题。由于工程建设的需要，往往在一定程度上破坏或扰动原来较为稳定的岩土体而形成新的人工边坡，因而普遍存在着边坡稳定的问题需要解决。国家实施西部大开发战略以来，西部山区高等级公路得到迅速发展。在山区修建高等级公路不可避免会遇到大量的深挖高填路基，就目前建设的高速公路情况看:一般情况下，100km长的山区高等级公路，挖填方路基段落长度占路线总长度的60%以上。已建高速公路最高的填方已达到50多米,最高的挖方边坡高度已超过100m。尽管山区高等级公路的建设越来越倡导环境保护，尽量避免深挖高填，但路基作为公路的主要结构，其边坡稳定问题不可避免。在山区复杂多变的地质条件下建设高等级公路，其边坡稳定性问题必将受到人们的普遍关注，高边坡岩土安全状况直接关系到公路交通运输安全。 虽然计算理论方法、地质探测技术、现代监测技术、边坡加固技术及施工技术不断的在进步，但顺层边坡稳定性问题和高边坡稳定性问题，时至今日依然是国内外学者研究的热点问题，并逐步涌现出许多的新的研究方向。 1、顺倾高边坡稳定性研究现状 随着人类工程活动的发展，对边坡问题的研究也在不断深入，归纳前人对边坡问题的研究大致可分为以下几个阶段： 人们对边坡稳定性的关注和研究最早是从滑坡现象开始的（张倬元等，2001）。19世纪末和20世纪初期，伴随着欧美资本主义国家的工业化而兴起的大规模土木工程建设（如修筑铁路、公路，露天采矿，天然建材开采等），出现了较多的人工边坡，诱发了大量滑坡和崩塌，造成了很大的损失。这时，人们才开始重视边坡失稳给人类造成的危害，并开始借用一般材料分析中的工程力学理论对滑坡进行半经验、半理论的研究。 20世纪50年代，我国学者引进苏联工程地质的体系，继承和发展了“地质历史分析”法，并将其应用于滑坡的分析和研究中，对边坡稳定性研究起到了推动作用（张倬元等，1994）。该阶段学者们着重边坡地质条件的描述和边坡类型的划分，采用工程地质类比法评价边坡稳定性。 20世纪60年代，世界上几起灾难性的边坡失稳事件的发生（如意大利的瓦依昂滑坡造成近3000人死亡和巨大的经济损失）（张倬元等，1994）,使人们逐渐认识到了结构面对边坡稳定性的控制作用以及边坡失稳的时效特征，初步形

地球化学心得

勘查地球化学心得体会--兼浅谈广东化探找金矿 王立强 广东省地质局七一九地质大队地质勘查所 1前言 目前，化探找金逐步被人们重视，在地质找矿中的效果也逐渐明显，成为寻找各种类型金矿床比较快速、经济、有效的重要手段。在区域普查中，通过查明区域地球化学异常，可迅速指出找矿远景区；在详查及勘探阶段，通过岩石地球化学异常的研究，可直接发现金矿床或矿体，更好地发挥化探在地质找矿工作中的作用。但是金在地壳内部的本底含量极低，即使是金矿体中的金含量一般亦仅为n×10-6～10n×10-6，仅凭肉眼无法将之直接区分出来，因此以对样品(水系沉积物、土壤、岩石等>进行定量分析为主要工作手段的化探方法，在当今金矿勘查中发挥了极其重要的作用。 中国地球化学的发展主要是借鉴了前苏联和西方的研究思路，前苏联的勘察地球化学主要依靠对土壤进行金属测量，但采样点布置较稀疏，而西方国家主要采用水系沉积物测量，但是主要用于研究，两者优缺点都有。80年代以来，金分析技术目臻成熟，当时Au分析的检出限低于或等于0.3×10-6，准确度、精密度在一定程度上能满足区域化探的要求，因而全国区域化探找金空前繁荣，特别是谢学锦先生提出的“区域化探全国扫面计划”建议，将我国的勘察地球化学推进到快速发展的崭新阶段。随着时代发展，金分析技术逐步进步，中国勘察地球化学也得到了长足的进步，三十年以来已完成1:500万和1:1 000万比例尺的39种元素或氧化物的全国地球化学图，使中国拥有了最引人瞩目的全国规模地球化学数据库，使中国化探走在了世界前列。而广东化探找金始于1974年，主要为以1:20万水系沉积物测量为主要工作方法的区域化探扫面，不过因为受金分析技术的影响，当时找金主要从金的伴生元素如As、Cu、Pb等入手，其难度不言而喻，但广东各地质单位的前辈在这种艰难条件下提交了大

微量元素地球化学课程作业

蛇绿岩中地幔橄榄岩成因及构造意义研究 研究目的和意义： 地幔橄榄岩是蛇绿岩超镁铁岩的主要岩石类型。在蛇绿岩的形成过程和构造侵位的过程中，地幔橄榄岩还会遭受部分熔融作用，熔体萃取作用，以及地幔交代等多种地质作用的影响和改造。不同的地质作用会产生相应的矿物组合，通过对蛇绿岩中的地幔橄榄岩不同时代矿物组合特征的研究，可以进一步对蛇绿岩形成构造背景的认识，对于恢复蛇绿岩的形成和演化至关重要。 拟解决的问题： 1.地幔橄榄岩的形成过程中所经历的地质作用，如部分熔融作用，熔体抽取作用，流体-岩石反应，熔体-岩石反应等。 2.蛇绿岩的形成环境，如SSZ环境和MOR环境[1]。 拟研究的手段和方法： 1. 岩石学 对岩石的结构，构造，风化程度以及变质程度以及组成矿物进行研究，对岩石进行定名，如地幔橄榄岩包含纯橄岩，方辉橄榄岩以及二辉橄榄岩。 2. 矿物学 对岩石的组成矿物进行观察研究，地幔橄榄岩中不同时代的矿物的矿物组合具有不同的结构特征，反映了岩石成因的复杂性和多阶段演化的特征。 地幔橄榄岩中的矿物会保存地幔橄榄岩形成和演化历史的印记，尤其是地幔橄榄岩的矿物组合及化学特征对认识地幔橄榄岩的成因和恢复蛇绿岩的形成背景至关重要。对地幔橄榄岩中的橄榄石，斜方辉石，单斜辉石，尖晶石等矿物的化学成分进行研究和分析。 室内试验工作显示，尖晶石二辉橄榄岩在10—20 kbar的压力范围内，随着岩石熔融程度的增加，岩石中单斜辉石的含量迅速减少，斜方辉石的含量将逐渐降低。橄榄石的Fo和NiO含量，辉石的Mg#和Cr2O3含量，铬尖晶石的Cr#值将逐渐增加，而辉石和全岩的Al2O3和TiO2将逐渐减少[2]。 尖晶石的Cr#值是地幔岩熔融程度、源区亏损程度以及结晶压力的灵敏指示剂，Cr#反映了地幔部分熔融程度的增加[3]，经历较高程度部分熔融和萃取的橄榄岩具有较高的Cr#值。Dick 和Bullen（1984）根据铬尖晶石的成分将阿尔卑斯型地幔橄榄岩分为三中类型：Ⅰ型：铬尖晶石的Cr#<60;Ⅲ型：铬尖晶石的Cr#>60；Ⅱ型：为一种过渡类型，铬尖晶石的Cr#包含Ⅰ型和Ⅲ型地幔橄榄岩中的铬尖晶石。其中Ⅰ型地幔橄榄岩可能反映了洋中脊大洋岩石圈的环境，相当于深海橄榄岩，其部分熔融程度较低；Ⅲ型地幔橄榄岩，形成于岛弧环境，经历了较高程度的部分熔融；Ⅱ型地幔橄榄岩，则反映了复合来源的特征[3]。 利用铬尖晶石的Cr#—Mg#图解，可以判断地幔橄榄岩的形成环境，即为SSZ型还是MOR

岩石力学研究进展报告

岩石力学研究新进展报告 姓名：XXX 学号：XXXXXXXX 专业：岩土工程

岩石力学研究新进展报告 1 引言 时光如白驹过隙，一学期的《XXXXX》课程在不知不觉间结课了。这一学期的学习，使我在岩石力学方面有了很大的启发，特别是分形理论在岩石力学中的应用令我神往。下面我对岩石力学研究的新进展做简要报告。 岩石力学可以作为固体力学的一个新分支，用以研究岩石材料的力学性能和岩石工程的特殊设计方法。岩石力学经过近50年的发展，在土木工程、水利工程、采矿工程、石油工程、国防工程等领域都得到了广泛的应用，随着科学技术的进步，岩石力学涉及的领域会进一步扩大。岩石力学是一门内涵深，工程实践性强的发展中学科。岩石力学面对的是“数据有限”的问题，输入给模型的基本参数很难确定，而且没有多少对过程（特别是非线性工程）的演化提供信息的测试手段。另一方面，对岩体的破坏机体还不能准确的解释。岩石力学所涉及的力学问题是多场（应力场、温度场、渗流场、甚至还存在电磁场等)、多相（固、液、气）影响下的地质构造和工程构造相互作用的耦合问题。这就表明，工程岩体的变形破坏特征是极为复杂的，其大多数是高度非线性的。目前，岩石力学的许多数学模型是不准确和不完整的，可以广泛接受和适用的概化模型并不多。基于此，近年来，多种数值方法、细观力学、断裂与损伤力学、系统科学、分形理论、块体理论等在岩石力学中的应用以及各种人工智能、神经网络、遗传算法、进化算法、非确定性数学等域岩石力学的交叉学科的兴起，为我们提供了全新和有效的思维方式和研究方法，更能激发研究者的创新精神，这也为突破岩石力学的确定性研究方法提供了强有力的理论基础[1]。 本报告主要对分形岩石力学、块体岩石力学、断裂与损伤岩石力学和岩石细观力学四部分的研究新进展做简要报告。由于时间和精力有限（最近导师安排的任务非常多，而且要准备英语和政治期末考试），每部分内容除第一大段的研究新进展综述外，只对近几年的三篇比较好的文献做分析说明，包括两篇中文学术论文和一篇外文学术论文，这12篇学术论文我都比较仔细的看了。以后若有机会和时间，我会在导师和各位老师同学的不吝赐教下，努力做岩石力学的创新性研究，届时会在文献综述部分查阅和介绍更多最新以及更优秀的文献。 2 分形岩石力学 从古至今，岩石已成为人们熟知的工程材料，它是由矿物晶粒、胶结物质和大量各种不同阶次、不规则分布的裂隙、薄弱夹层等缺陷构成，是一种成分和结构高度复杂的孔隙体。岩石力学经过近50年的发展，人们尝试用各种数学力学方法研究和描述岩石复杂的自然结构性状和物理力学性质，提出了多种岩石力学分析和计算方法，为解决实际工程中的岩石力学问题创造了条件。19世纪70年代Mandelbrot创立分形几何学，提出了一种定量研究和描述自然界中极不规则且看似无序的复杂结构、现象或行为的新方法，从此分形几何学广泛地应用于自然科学研究的各个领域，并且在经济学等社会科学也有很巧妙的应用。19世纪80年代，分形几何学开始应用于岩石力学研究，开始形成分形岩石力学这一门新兴交叉学科。人们逐渐发现岩石力学领域中的分形现象相当普遍，不仅岩石的自然结构性状、缺陷几何形态、分布以及地质结构产状、断层几何形态、分布都观察到分形特征或分形结构，而且岩石体强度、变形、破断力学行为以及能量耗

岩石地球化学特征

岩石地球化学特征 1火山岩岩石学特征 1.1主量元素特征该旋回岩石化学成分平均值与黎彤值和戴里值相比，该旋回火山熔岩，总体具高硅、高镁，低铁、铝、钙的特点；A/NKC值反映该旋回为铝过饱和岩石类型；分异指数（DI）为3 2.63～88.51， 均值为61.04，各氧化物随着DI值的增大有不同变化，如SiO2、K2O 明显升高，Na2O稍有增高，Al2O3变化不明显，TiO2、Fe2O3、FeO、MgO、CaO明显降低，MnO、P2O5稍微降低。总体上反映了该旋回火山 岩正常的分异趋势；里特曼组合指数说明本区义县旋回火山岩具钙碱 性向碱性演化的趋势。总体上来看，依据同源岩系的δ值事连续且相 近的原理，说明义县旋回火山岩浆是同源的。 1.2微量元素特征该旋回火山岩各岩石过渡元素分配型式曲线基本协 调一致，呈明显的“W”型，表明为同源岩浆分异产物。岩石曲线出现 相交现象，是因为个别元素在不同岩石中富集水准不同所致，反映了 岩浆在运移和成岩过程中可能有外界物质的介入和混染。图中给类岩 石的Ba、Nb呈明显的波谷，说明其在该旋回岩浆演化分异过程中分异 较好，而Zr具有明显的波峰说明该元素在该旋回中比较富集。仅在流 纹岩中Th元素具有明显的波谷，说明其在流纹岩中分异较好。 1.3稀土元素特征该旋回火山熔岩各岩石稀土总量差别较大，∑REE 在94.6～230.17，平均值为152.4。与世界同类岩石维氏值相比，该 旋回火山岩基性-中性岩，为富稀土岩石，中酸性-酸性岩为贫稀土岩石。LREE/HREE值为9.26～15.49，（La/Yb）N值为11.8～27.33，（Ce/Yb）N值为7.98～17.35，La/Sm值为3.36～8.83之间，以上参 数值及稀土配分曲线特征反映该旋回火山岩各岩石均具轻稀土富集， 分馏较好；重稀土亏损，分馏较弱的特点，火山岩浆可能来源于壳幔 混源。 2火山岩形成环境及源区

地球化学勘查(专升本)阶段性作业

地球化学勘查(专升本)阶段性作业1 总分：100分得分：0分 一、单选题 1. 勘查地球化学最初起源于_____(5分) (A) 美国 (B) 德国、 (C) 中国 (D) 前苏联 参考答案：D 2. 勘查地球化学研究元素在天然介质中的分布特征，其主要目的是_____(5分) (A) 发现地球化异常 (B) 找到矿产资源 (C) 元素的分布规律 (D) 治理污染 参考答案：B 3. 影响元素在矿物中分配形式的主要因素是_____(5分) (A) 元素的地球化学性质 (B) 元素的含量、 (C) 同位素组成 (D) 其它元素 参考答案：B 4. 贵金属的含量单位常用_____(5分) (A) % (B) ‰ (C) g/t (D) 10－6 参考答案：C 5. 从元素的戈尔特施密特分类来看，Au属于_____(5分) (A) 亲硫元素 (B) 亲铁元素 (C) 亲生物元素 (D) 亲气元素 参考答案：B 二、多选题 1. 影响元素表生地球化学行为的主要因素有_____(5分) (A) 元素本身的地球化学性质 (B) 元素的含量、 (C) 降雨 (D) 生物作用 参考答案：A,C,D 2. 影响物理风化的主要因素是_____(5分) (A) 植物根系 (B) 气候、 (C) 地形 (D) 温度 参考答案：B,C,D

(A) Si (B) Al、 (C) Zn (D) Cu 参考答案：C,D 4. 灰岩风化后原地留下的土壤剖面发育哪些层_____(5分) (A) A层 (B) B层、 (C) C层 (D) D层 参考答案：A,B,D 5. 灰岩风化后原地留下的土壤剖面发育哪些层_____(5分) (A) A层 (B) B层、 (C) C层 (D) D层 参考答案：A,B,D 三、判断题 1. 降水是影响元素表生地球化学行为的主要因素之一(5分)正确错误 参考答案：正确 解题思路： 2. 松散堆积物就是残坡积物_____(5分) 正确错误 参考答案：错误 解题思路： 3. 高异常区下面就能找到矿_____(4分) 正确错误 参考答案：错误 解题思路： 4. 土壤测量是化探中适用性最好的方法_____(4分) 正确错误 参考答案：错误 解题思路： 5. Mg在岩石中通常是微量元素_____(4分) 正确错误 参考答案：错误 解题思路： 6. 稀土元素是亲硫元素_____(4分) 正确错误 参考答案：错误 解题思路： 7. LILE是亲石元素(4分) 正确错误 参考答案：正确 解题思路：

隧道与地下工程设计结课论文

关于隧道等地下工程支护结构设计理论浅析 摘要：本文简要介绍了隧道等地下工程支护结构设计理论的发展历程，对各阶段支护理论的力学原理及其要点进行了简要分析，通过现有的对围岩—支护相互作用理论的认识的分析，得出了现有理论方法和认识的不足，并对未来隧道等地下工程支护理论发展方向以及发展趋势进行了表述。 关键词：隧道；地下工程；力学原理；支护结构；围岩—支护相互作用理论； 0 前言 世界近代建筑发展的历史大致可划分为三个阶段，即人们一般认为的19世纪是桥梁建设的世纪、20世纪是高层建筑的世纪、而21世纪则为地下空间发展的世纪。随着地下工程建设规模不断扩大，在城乡建设、水电、交通、矿山等诸多领域都涉及围岩的支护问题，地下工程围岩的稳定性和支护方法已成为地下工程中迫切需要解决的问题。围岩变形尤其是软岩变形有明显的时间效应，表现为初始变形速度大，变形趋向稳定后仍以较大的速度产生流变，且持续时间很长，有时达数年之久，对支护的要求很高。因此地下工程的支护问题仍然是工程技术人员最关注的研究课题。实际上自20世纪以来，随着人类对地下空间的需求越来越多，因而对地下工程的研究也有了一个突飞猛进的发展。同时在大量的地下工程实践中，人们也普遍认识到:：隧道及地下洞室工程，其核心问题都归结在开挖和支护两个关键工序上。即如何开挖，才能更有利于洞室的稳定和便于支护；若需支护时，又如何支护才能更有效地保证洞室稳定和便于开挖。这是隧道及地下工程中两个相互促进又相互制约的问题。在隧道及地下洞室工程中，围绕着以上核心问题的实践和研究，在不同的时期，人们提出了不同的理论，并逐步建立了不同的理论体系。每一种理论体系都包含和解决或正在研究解决了从工程认识概念、力学原理、工程措施到施工方法、工艺等一系列工程问题。一种理论是20 世纪20 年代提出的传统的“松弛荷载理论”。其核心内容是: 稳定的岩体有自稳能力，不产生荷载; 不稳定的岩体则可能产生坍塌，需要用支护结构予以支撑。这样，作用在支护结构上的荷载就是围岩在一定范围内由于松弛并可能塌落的岩体重力。这是一种传统的理论，其代表人物有太沙基和普氏等人。它类似于地面工程考虑问题的思想，至今仍被广泛的应用着。另一种理论是20 世纪50 年代提出的现代支护理论或称“岩承理论”[1-9]。其核心内容是：围岩稳定显然是岩体自身有承载自稳能力，不稳定围岩丧失稳定是有一个过程的。如果在这个过程中提供必要的帮助或限制，则围岩仍然能够进入稳定状态。这种理论体系的代表性人物有拉布西维兹、米勒－菲切尔、芬纳－塔罗勃和卡斯特奈等人。这是一种比较现代的理论，它已经脱离了地面工程考虑问题的思路，而更接近于地下工程实际。近半个世纪以来已被广泛接受和推广应用，并且表现出了广阔的发展前景。由以上可以看出，前一种理论更注意结果和对结果的处理，而后一种理论则更注意过程和对过程的控制，即对围岩自承能力的充分利用[7-9]。由于有此区别，因而两种理论体系在过程和方法上各自表现出不同的特点，新奥法就是岩承理论在隧道工程实践中的代表方法。 1 地下工程结构的特点及设计的基本要求 1.1地下工程结构的特点 地下工程支护结构是一种复杂的工程结构体系，按照工程结构所处的环境，可将其界定为土体地下结构和岩石地下结构；按工程结构所处深度或开挖深度可将其分为深埋和浅埋地下结构；按其施工方法有可将其分为明挖和暗挖结构等。无论是按哪种方法分类，其结构构成都是由围岩（或者是土体等原围护体）和其支护结构体构成。构筑过程中整个结构体系的力学特性和稳定性不仅受到岩石的生成条件和地质作用

地球化学阶段性作业11(答案)

中国地质大学(武汉)远程与继续教育学院 地球化学课程作业1（共 3 次作业） 学习层次：专升本涉及章节：绪论——第一章 一．名词解释 1．克拉克值：指元素在地壳中的平均含量。 2．地球化学体系：把所要研究的对象看作是一个地球化学体系，每个地球化学体系都有一定的空间，都处于特定的物理化学状态（T、P等），并且有一定的时间连续。根据研究需要，这个体系可大可小。 3．元素丰度：将元素在地球化学体系中的平均含量称之为丰度，它是对这个体系里元素真实含量的一种估计，即元素在一个体系中分布的一种集中（平均）倾向。 4．大陆地壳：地表向下到莫霍面，厚度变化在5-80km，分为上部由沉积岩和花岗岩组成的硅铝层，下部由相当于玄武岩、辉长岩或麻粒岩等组成的硅镁层两部分组成。 二．填空题 1. 陨石的主要类型有石陨石、铁陨石和石铁陨石三类。 2. 元素的丰度主要是针对相对较大的体系而言，例如太阳系、地球和大陆地壳。而元素的含量主要针对相对较小的体系而言，例如研究对象是某矿物、某流体包裹体或某块岩石。 3. 就结构分层而言，地球自地表向下可依次分为地核、地幔和地壳三个主要圈层。 4. 地球化学主要研究和解决（1）地球系统中元素及同位素的组成，（2）地球系统中元素的共生组合和元素的赋存形式，（3）元素的迁移和循环，（4）元素在自然界所发生的各种地质作用中的行为，（5）元素的地球化学演化和（6）地球的历史及其演化等六个方面的主要问题。 三．简答题 1. 简要介绍太阳系元素丰度的基本特点。 答：（1）、H和He是丰度最高的两元素，几乎占了太阳中全部原子数目的98%；（2）、原子序数较低的元素，丰度随原子序数增大呈指数递减，而原子序数较大的（Z＞45）各元素丰度值很相近；（3）、原子序数为偶数的元素其丰度大大高于相邻原子序数为奇数的元素。具有偶数质子数（A）或偶数中子数（N）的核素丰度总是高于具有奇数A或N的核素。这一规律即奇偶规律；（4）、质量数为4的倍数的核素或同位素具有较高丰度。原子序数（Z）或中子数（N）为“幻数”（2、8、20、50、82和126等）的核素或同位素丰度最大。如，4He （Z=2，N＝2）、16O（Z=8，N=8）、40Ca（Z=20，N=20）和140Ce(Z=58，N=82)等都具有较高的丰度；（5）、Li、Be和B具有很低的丰度，属于强亏损的元素，而O和Fe呈现明显的峰，它们是过剩元素。 2. 说明地球的圈层结构和对应物质组成。 答：答：地球大体上分地壳、地幔和地核三个大的圈层。其中地壳为地表向下到莫霍面，厚度变化在5-80km，包括大陆地壳（上部硅铝层，由沉积岩层和花岗岩、片麻岩等组成，富Si、K、Rb、Th、U等元素下部硅镁层，相当于玄武岩、辉长岩或麻粒岩相岩石。）和大洋地壳（上部2km为未固结的海相沉积物下部为硅镁层（玄武质岩层））。地幔为莫霍面以下到~2900km，分上地幔（~410km，主要由致密、刚性的Fe-Mg硅酸盐岩组成，即斜长石相-石榴石相橄榄岩）、过渡带（是一个温度相当于岩石熔点的可流动塑性层，又称软流层）和

《岩石力学》课程论文

************ 《岩石力学》课程论文 专业 ******* 年级班别 ****** 学号 ******* 姓名 ****** 土木工程与建设管

岩体的强度在检测中的应用 摘要：随着地球板块的运动越来越剧烈，地震等多种地质灾害的发生，人们 清晰地认识到岩体强度的重要性。故此，岩体强度的确定方法尤其重要。本 文介绍试验确定法以及及估算法。 关键字：试验确定法；估算法；岩体强度 引言 目前在岩石力学与工程领域中广泛采用了数值模拟技术，但是在进行数值模拟时遇 到的最主要的困难之一就是如何准确地确定岩体强度参数以开展模拟计算。公认比 较准确的仅限于室内岩石力学试验参数，同时现场岩体原位试验成本都十分昂贵， 因此寻找适合的岩体强度估算方法就成为摆在众多研究人员面前的一个问题。 1 岩体强度的确定方法 1．试验的确定法 （一）岩体单轴抗压强度的测定 切割成的试件。在拟加压的试件表面抹一层水泥砂浆，将表面抹平，并在其上放置方木和工字钢组成的垫层，以便把千斤顶施加的荷载经垫层均匀传给试体。根据试体受载截面积，计算岩体的单轴抗压强度。 （二）岩体的抗剪强度的测定 一般采用双千斤顶法：一个垂直千斤顶施加的正压力，另一个千斤顶施加的横 推力。 为使剪切面上不产生力矩效应，合力通过剪切面中心，使其接近于纯剪切破坏，另外一个千斤顶成倾斜布置。一般采取倾角a=15°。试验时，每组试体应有5个以 上，剪切面上应力按式（1-1）计算。然后根据τ、σ绘制岩体的强度曲线。 F a T P sin += σ a f t cos =τ （1-1）

（三）岩体三轴压缩强度试验 地下工程的受力状态是思维的，所以做三轴力学试验非常重要。但由于现场原位三轴力学实验在技术上很复杂，只在非常必要时才进行。现场岩体三轴试验装置，用千斤顶施加轴向荷载，用压力枕施加围压荷载。 根据围压情况可分为等围压三轴试验（32σσ=）和真三轴试验（321σσσ>>）。研究表明，中间主应力在岩体强度中起重要作用，再多节理的岩体中尤为重要。因此，真三轴试验越来越受重视。而等围压三轴试验的实用性更强。 2．经验的估算法 （一）准岩体强度 这种方法实质是用某种简单的试验指标来修正岩块强度作为岩体强度的估算值。 节理，裂隙等结构面是影响岩体强度的主要因素，其分布情况可通过弹性波传 播来查明。弹性波穿过岩体时,遇到裂隙便发生绕射或被吸收，传播速度将有所降低。裂隙越多，波速降低越大，小尺寸试件含裂隙少，传播速度大。因此根据弹性波在岩石试块和岩体中的传播速度比，可判断岩体中裂隙发育程度。称此比值的平方为岩体完整性（龟裂）系数，以K 表示。 2 ???? ??=K cl ml νν （二）Hoek-Brown 经验方程 1) Hoek-Brown 强度准则的发展历史 最初的Hoek-B rown 强度准则是Hoek E 在专著《岩石地下工程》( Underground Excavations in Rock,1980)一书中发展起来的。当时在设计地下岩石开挖工程时需要输入一些参数, 这就要求提供一个准则来估算岩体强度。Hoek E 和Brown E T 在分析Giffith 理论和修正的Griffith 理论的基础上, 凭借自己在岩石力学方面深厚的理论功底和丰富的实践经验, 通过对大量岩石三轴试验资料和岩体现场试验成果的统计分析,用试错法导出的岩块和岩体破坏时极限主应力之间的关系式（2-1） , 即为Hoek-Brown 强度准则 , 也称为狭义Hoek-Brown 强度准则。Hoek, Brown 最为突出的贡献是将数学公式与地质描述联系到了一起。起初使用的Bieniawski 岩体分级系统( RMR 法)、后来使用的地质强度指数法(GSI 法)、随后发展完善的Hoek-Brown 准则都使用了GSI 系统。

岩石地球化学计算

岩石地球化学计算 1. TFe2O3=FeO+0.9Fe2O3 FeOT(wt.%)=FeO(wt.%)+Fe2O3(wt.%)*0.8998 =FeO(wt.%)+Fe2O3(wt.%)*(71.844/(159.6882/2)) 2. LOI 烧失量 3. Mg#=100*(MgO/40.3044)/(MgO/40.3044+FeOT/71.844) FeOm71.85 ；MgOm40.31 上述是分别测试分析了FeO和Fe2O3的计算方法，如果是测试的全铁，也可以近似计算。 通常说的高Mg，是指岩石具有较高的MgO含量，如火山岩中的高镁安山岩（通常情况下，异常高的MgO含量指示着可能有地幔物质参与，如俯冲带地幔楔或者软流圈熔体上涌等等）。Mg#（镁指数）也可以定量的表示岩石中的Mg含量高低。Mg#通常用于镁铁质岩石，可以粗略指示地幔岩石的部分熔融程度，高Mg#的地幔橄榄岩可能经历了更高程度的部分熔融，常在92-93左右，而原始地幔会相对富集，Mg#较低，在88-89左右。 4. 里特曼组合指数δ或里特曼指数δ=（K2O+Na2O）2/（SiO2-43）（wt%）δ<3.3 者称为钙碱性岩，δ=3.3-9 者为碱性岩，δ>9 者为过碱性岩。 5.A/NK = Al2O3/102/(Na2O/62+K2O/94) 6.A/CNK = Al2O3/102/(CaO/56+Na2O/62+K2O/94) 7.全碱ALK = Na2O+K2O 8.AKI = (Na2O/62+K2O/94)/Al2O3*102 9.AR = (Al2O3+CaO+Na2O+K2O)/(Al2O3+CaO-Na2O-K2O) 10.固结指数(SI) =MgO×100/(MgO+FeO+F2O3+Na2O+K2O) (Wt%) 11.阳离子R1-R2图（岩石氧化物wt%总量不用换算成100%） R1=（4Si-11(Na+K)-2(Fe+Ti)*1000 R2=（6Ca+2Mg+Al）*1000

勘查地球化学习题集答案

地球化学找矿习题集 一、填空题 1．地球化学找矿具有对象的微观化，分析测试技术是基础，擅于寻找隐伏矿体和准确率高、速度快、成本低。的特点。 2．地球化学找矿的研究物质主要是岩石、土壤、水系沉积物、水、气体和生物。 3．地球化学找矿的研究对象是地球化学指标（或物质组成）。 4.应用地球化学解决地球表层系统物质与人类生存关系。 5.应用地球化学研究方法可以分为现场采样调查评价研究与实验研究。 6.元素在地壳的分布是不均匀的，不均匀性主要表现在空间和时间两方面。 7.克拉克值在0.1％以下的元素称为微量元素，其单位通常是ppm（或10-6）。 8.微量元素的含量不影响地壳各部分基本物理、化学性质，但是在特定的条件下，可以富集而形成矿床。 9.戈尔德施密特根据元素的地球化学亲和性，将元素分为亲铁元素、亲硫（亲铜）元素、亲氧（亲石）元素、亲气元素和亲生物元素。 10.元素迁移的方式主要有化学-物理化学迁移、机械迁移和生物-生物化学迁移。 11.热液矿床成矿过程中，成晕元素主要呈液相迁移，迁移方式主要有渗透迁移和扩散迁移两种。 12．影响元素沉淀的原因主要有PH变化、Eh变化、胶体吸附、温度变化和压力变化。 13.地壳中天然矿物按阴离子分类，常见有含氧化合物、硫化物、卤化物和自然元素。 14.地球化学异常包括异常现象、异常范围、异常值三层含义。 15.地球化学省实质是以全球地壳为背景的规模巨大的一级地球化学异常。 16.地壳元素的丰度是指地壳中化学元素的平均含量，又称为克拉克值。 17.地壳中元素的非矿物赋存形式包括超显微非结构混入物、类质同象结构混入物、胶体或离子吸附和与有机质结合。

岩石力学课后思考题

岩石：是由各种造岩矿物或岩屑在地质作用下按一定规律组合而形成的多种矿物颗粒的集合体，是组成地壳的基本物质。 岩体：是相对于岩块而言的，是指地面或地下工程中范围较大的、由岩块（结构体）和结构面组成的地质体。 岩石结构：是指岩石中矿物颗粒的大小、形状、表面特征、颗粒相互关系、胶结类型特征等。岩石构造：是指岩石中不同矿物集合体之间及其与其他组成部分之间在空间排列方式及充填形式。 岩石的密度：是指单位体积岩石的质量，单位为kg/ 3 m。 块体密度：是指单位体积岩石（包括岩石孔隙体积）的质量。 颗粒密度：是岩石固相物质的质量与其体积的比值。 孔隙性：把岩石所具有的孔隙和裂隙特性，统称为岩石的孔隙性。 孔隙率：岩石试件中孔隙体积与岩石试件体积之比 渗透系数：岩石渗透系数是表征岩石透水性的重要指标，渗透系数K 在数值上等于水力梯度为 1 时的渗流速度，单位为cm/s 或m/d。 软化系数：软化系数K R 为岩石试件的饱和抗压强度σ cw (MPa)与干抗压强度σ c (MPa)的比值。 岩石的膨胀性：是指岩石浸水后发生体积膨胀的性质。 岩石的吸水性：岩石在一定的实验条件下吸收水分的能力，称为岩石的吸水性，其吸水量的大小取决于岩石孔隙体积的大小及其敞开或封闭的程度等。 扩容：是指岩石在外力作用下，形变过程中发生的非弹性的体积增长。 弹性模量：是指在单向压缩条件下，弹性变形范围内，轴向应力与试件轴向应变之比，即E =σ ε 。 变形模量：是指岩石在单轴压缩条件下，轴向应力与轴向总应变（为弹性应变ε e 和塑性应变ε p 之和）之比。 泊松比：在单向载荷作用下，横向应变( ε x = ε y )与轴向应变( ε z )之比。 脆性度：通常把抗压强度与抗拉强度的比值称为脆性度，n = c t δ δ 尺寸效应：岩石试件的尺 寸越大，则强度越低，反之越高，这一现象称为尺寸效应。 常规三轴试验：常规三轴试验的应力状态为σ 1 > σ 2 = σ 3 > 0 ，即岩石试件受轴压和围压作用，试验主要研究围压（σ 2 = σ 3 ）对岩石变形、强度或破坏的影响。 真三轴试验：真三轴试验的应力状态为σ 1 > σ 2 > σ 3 > 0 ，即岩石试件在三个彼此正交方向上受到不相等的压力，试验的主要目的是研究中间主应力（σ 2 ）的影响。 岩石三轴压缩强度：是指岩石在三轴压缩荷载作用下，试件破坏时所承受的最大轴向压应力。流变性：是指介质在外力不变条件下，应力或应变随时间而变化的性质。 蠕变：是指介质随在大小和方向均不改变的外力作用下，介质的变形随时间的变化而增大的现象。 松弛：是指介质的变形(应变)保持不变时，内部应力随时间变化而降低的现象。 弹性后效：是指对介质加载或卸载时，弹性应变滞后于应力的现象。其是一种延迟发生的弹性变形和弹性恢复，外力卸除后最终不留下永久变形。 岩石长期强度：岩石的强度是随外载作用时间的延长而降低，通常把作用时间t → ∞ 的强度（最低值）S ∞ 称为岩石长期强度。 强度准则：它表征岩石破坏条件的应力状态与岩石强度参数间的函数关系，一般可以用破坏条件下(极限应力状态)的应力间关系σ 1 = f (σ 2 , σ 3 ) 或τ = f (σ ) 来表示。通过强度准则判断岩石在什么样应力、应变条件下破坏。 岩石结构与岩石构造有何区别？并举例加以说明。岩石结构是指岩石中矿物颗粒的大小、形状、表面特征、颗粒相互关系、胶结类型特征等。岩石颗粒间连接方式分为结晶连接和胶结连接两类。岩石构造是指岩石中不同矿物集合体之间及其与其他组成部分之间在空间排列方式及充填形式。如层理、片理、流面等。 岩石颗粒间连接方式有哪几种？岩石颗粒间连接方式分为结晶连接和胶结连接两类。

地球化学复习题汇总

地球化学赵伦山张本仁 韩吟文马振东等 P 1：地球化学基本问题) P 5：克拉克值，地球化学发展简史（几个发展阶段） P31：元素丰度，表示单位元素在地壳平均化学丰度―――确定方法，克拉克值， P37：元素克拉克值的地球化学意义 P68：类质同象和固溶作用 P81：元素的赋存状态――1，5种 P88: 元素迁移 P 123: 相律 P169: 衰变定律 P181：痕量元素地球化学，稀土元素的研究方法和意义（痕量元素=微量元素） 复习内容及答案汇总 一、地球化学研究的基本问题、学科特点及其在地球科学中的地位（P1－） 地球化学是研究地球及相关宇宙体的化学组成、化学作用和化学演化的科学，在地球化学发展历史中曾经历了较长时间的资料积累过程，随后基于克拉克、戈尔施密特、维尔纳茨基、费尔斯曼等科学家的出色工作，地球化学由分散的资料描述逐渐发展为有系统理论和独立研究方法的学科。目前地球化学已发展成为地球科学领域的重要分支学科之一，与岩石学、构造地质学等相邻学科相互渗透与补充，极大地丰富了地球科学研究内容，在地质作用过程定量化研究中已不可或缺。 地球化学的研究思路和学科特点是：（1）通过分析常量、微量元素和同位素组成的变化，元素相互组合和赋存状态变化等追索地球演化历史；（2）利用热力学等现代科学理论解释自然体系化学变化的原因和条件，探讨自然作用的机制；（3）将地球化学问题置于地球和其子系统（岩石圈、地壳、地幔、地核等）中进行分析，以个系统的组成和状态约束作用过程的特征和元素的行为。 围绕原子在自然环境中的变化及其意义，地球化学研究主要涉及四个基本问题：（1）研究地球和动质体中元素和同位素的组成；（2）研究元素的共生组合和赋存形式；（3）研究元素的迁移和循环；（4）研究元素和同位素迁移历史和地球的组成、演化历史、地球化学作用过程。 二、简述痕量元素地球化学研究解决的主要问题 痕量元素地球化学理论使许多地质难题迎刃而解，其可解决的主要问题有：

勘查地球化学复习题

《勘查地球化学》复习题 一、名词对解释与异同比较 1、变异系数与衬度系数 变异系数：地球化学指标的均方差相对于均值的变化程度，即C V=S/X*100%。 衬度系数：异常清晰度的度量，目前有多种表示方法：异常均值相对异常下限或背景值的百分比、异常峰值与异常下限的比值等三种。 前者反映了数据的相对离散程度，该值较大时也可表现出较大的衬度系数。 2、表生环境与内生环境 表生环境指氧、二氧化碳、水等充分且能自由参与、常温恒压、开放的体系，并有生物作用参与的地表或近地表环境，包括岩石圈表层、土壤圈、水圈、大气圈、生物圈等环境。 内生环境则与之相反，是一种高温、高压、还原、流体活动受限的环境。 3、同生碎屑异常与后生异常 同生碎屑异常：岩石在地表以物理风化为主时，其风化后形成的土壤中碎屑矿物与岩石的化学组成并没有发生明显改变所形成的异常。 后生异常可以发育在任何介质中。形成异常的物质通常已经在活动相（水溶液、气体、植物体及大气搬运的质点）中迁移了或远或近的距离，而在异常地点沉积下来。 4、上移水成异常与侧移水成异常 上移水成异常：土壤中的呈溶解态的离子在毛细管作用下，由深部向地表迁移，在土壤中形成的次生异常。 金属元素被地下水溶解并随着迁移很远的距离，在某种沉淀障上析出，这就形成了侧移的水成异常。 5、地球化学背景与异常 地球化学背景指未受矿化影响或无明显的人为污染的地区为背景区，在背景区内某个地球化学指标的数值特征即为背景值。与背景相对存在就是异常区，空间上如矿化地区及受到明显人为污染地区，我们常把高于背景上限的或低于背景上限的范围称为异常。 6、机械分散流与盐分散流 前者以物理风化作用形成的碎屑流为主；后者为岩屑在水介质搬运过程中溶解形成的可溶性的离子或分子为盐分散流。 7、原生晕与次生晕 前者的赋存介质主要为岩石，而后者的赋存介质为岩石的次生产物，如土壤、水系沉积物、水中可溶性物质及生物地球化学异常等。 8、非屏障植物与屏障植物 非屏障植物指植物中某元素的含量与下伏土壤中该元素的含量（可溶解吸收部分）呈线性相关，具有该元素的极大的富集能力（大于300倍）的植物。其对矿产勘查来说是最优选择的种属。 9、空间分带与成因分带 这是原生晕的两种分类方式，前者以现代方位来观察原生晕的形态，分垂直分带和水平分带；后者考虑热液成矿过程及地质体产状等，具有成因意义，分轴向、纵向及横向分带等三种。 10、相容元素与不相容元素 总分配系数大于1的元素为相容元素，而其小于1为不相容元素，即元素在固液两相间倾向于后期流

中国地质大学(北京)地球化学复习题第四章

微量元素:将各种地质体系中呈微量或痕量(<0.1wt%)的元素称为痕量或微量元素。 严格定义：只要元素在所研究的客体(地质体，岩石，矿物等)中的含量低到可以近似地用稀溶液定律描述其行为， 即可称为微量元素。 Major elements （主量或常量元素）：大多数地质物质中含量大于0.1%的元素： O ，Si ，Al ，Fe ，Ca ， Na ， K ， Mg 。造岩矿物的基本组成。 用氧化物质量百分比表示。 Minor elements （少量元素）：不太丰富的主量元素: Ti ， Mn ， P 等。 常量元素：SiO 2、TiO 2、Al 2O 3、TFe 2O 3、FeO 、MnO 、MgO 、 CaO 、Na 2O 、K 2O 、P 2O 5、烧失量； Trace elements （微量或微迹元素）: 大多数地质作用中含量小于0.1%的元素。 除主量和少量(总重量丰度占99%左右)以外呈微量或痕量(<0.1wt%)的元素。 相容元素(Compatible elements): 岩浆结晶或固相部分熔融过程中偏爱矿物相的微量元素； 不相容元素(Incompatible elements): 岩浆结晶或固相部分熔融过程中偏爱熔体或溶液相的微量元素。 也称为亲岩浆元素(hygromagmatophile) 高场强元素(high field strength elements-HFSE): 离子半径小的高电荷阳离子 (离子电位>3.0)。 Zr ， Hf ， Nb ， Ta ， Th ， U ， Ti ， REE 。 低场强元素(low field strength elements-LHSE): 离子半径大的低电荷阳离子(离子电位<3.0)。 又称大离子亲石元素(large ion lithophile elements-LILE)。如K ， Rb ， Cs ， Sr ， Ba 。 此组元素更活泼， 特别在涉及流体相的体系中。 场强:微量元素离子电荷/离子半径比值称为场强(field strength)。指阳离子每单位表面积的静电荷，也称为离子电位， 即离子在化学反应中吸引价电子的能力 能斯特分配定律：在给定溶质、溶剂及温度和压力下， 微量元素i 在两相间的浓度比值为常数K D ，它与温度和压力有关， 与i 的浓度无关(在一定浓度范围内)。 两相中的浓度比值就是能斯特分配系数。 只适用于稀溶液或微量元素的分配。 总分配系数 D ＝ n 为含元素i 的矿物数， W i 为每种矿物在集合体中所占的重量百分数， K Di 为元素在每种矿物与熔体间的简单分配系数。 某体系i 元素的总分配系数D 为元素i 在所有矿物中的简单分配系数加权和。 复合分配系数：亦称变换分配系数，或亨德森分配系数，它既考虑微量元素在两相中的比例，也考虑与微量元素置换的常量元素在两相中的浓度比例，能较真实的反映两者之间类质同像交换对微量元素分配的影响。表达式为： 晶体-熔体分异： 晶出矿物和残余熔浆两相。 不混溶熔体的物理分离(Physical separation of immiscible melts):岩浆或流体分异成两种以上互不相溶的液相，通常可能是硫化物＋硅酸盐两相，或富硅+富铁的两种硅酸盐熔体相等。如果分离出的两相都为熔体，称为岩浆熔离作用。 熔体-流体分离(Melt-fluid separation):岩浆活动过程中挥发分的逸出。由于压力突然降低或温度下降到流体饱和以下。 REE 两分法或三分法 两分法: (1)轻稀土(LREE )或铈族稀土，La 到Eu:原子序数小，质量小； (2)重稀土(HREE )，Gd 到Lu ：原子序数大，质量大，有时把钇(Y)也列入HREE 。Gd 到Lu+Y 为钇族稀土； 三分法: 轻稀土(LREE:La-Nd )，中稀土(MREE: Sm-Ho )和重稀土(HREE:Er-Lu )； 原始地幔标准化蛛网图：原始地幔指大陆地壳形成之前的地幔。Wood et al.(1979)估计了原i D n i i K W ?∑=1

岩石力学结课论文

岩 石 力 学 结 课 论 文 班级城地142 姓名蔡少雯 学号314165102

深部岩石地下工程 摘要随着经济建设的不断推进，地下空间工程的开展不断深入，其开发深度也愈来愈深--逾数千米的各种矿山(如南非金矿和金川镍矿等),水电工程埋深逾数千米的引水隧道，核废料深层处理，深层地下防护工程(如700米防护岩层下的北美防空司令部)等。岩石地下工程越深，相应地也会产生一些新的问题。本文将会结合在岩石力学课程中所学的知识，对深部岩石地下工程展开研究。 关键词研究现状地应力岩爆力学特征支护设计 1.深部岩石地下工程的定义 深部岩石地下工程的发展伴随着深部采矿工程和深部隧道工程的不断深入发展。为了建立深部工程的概念，我们在此引入国际岩石力学学会所定义的硬岩发生软换的深度作为界定深部岩石地下工程的界限。即假设覆岩的容重为2500kg/m3，则硬岩发生软化的临界深度为500m。因此，我们可以视大于500m深度范围的岩石地下工程称为深部岩石地下工程，反之将小于500m深度范围的岩石地下工程称为浅部岩石地下工程。并且，我们可以依据不同深度下发生的岩石力学破坏现象，将深部岩石地下工程进一步地细分为较深岩石地下工程、超深岩石地下工程和极深岩石地下工程三类。 2.国内外深部岩石地下工程的现状 能源和矿产资源制约着国民经济的发展。随着前部资源的日益枯竭，国内外都陆续开始进入深部岩石地下工程对深部资源进行开采。 2.1国内现状 根据目前资源开采情况，我国的煤矿开采深度正以每年8-12m的深度增加，东部矿井正以100-250m/(10年)的速度发展。近年来已经有一批矿山进入深部开采。其中，在煤炭开采方面，沈阳采屯矿开采深度为1197m、北京门头沟开采深度为1008m、长广矿开采深度为1000m、徐州张小楼矿开采深度为1100m、开滦赵各庄矿开采深度为1159m、北京冠山矿开采深度为1059m。在金属矿开采方面，冬瓜山铜矿目前开采深度为900-1100m，红透山铜矿开采深度已进入900m，弓长岭铁矿设计深度为1000m。此外还有例如金川镍矿、寿王坟铜矿、凡口铅钵矿等多做矿山矿井都已进入或将要开始进行深部岩石地下工程进行深部开采。因此我们可以预计在未来20年内我国很多矿藏都将进入到1000-1500m的深部开采。我国国有重点煤矿的平均开采深度变化趋势如图2.1所示。