含裂隙介质中的视电阻率各向异性变化   总被引：1，自引：0，他引：1       下载免费PDF全文

解滔  卢军 《地球物理学报》2020,63(4):1675-1694

我国50多年的视电阻率连续观测结果表明,大地震前近震中区域的视电阻率呈现出与主压应力方位有关的各向异性变化,即:垂直于主压应力方向观测的变化幅度最大,平行方向最小或不明显,斜交方向介于二者之间.目前我国定点台站视电阻率观测的探测范围主要在浅层沉积层以内,通常含有较多的含水裂隙.本文将地下岩土介质简化为由固体基质和含流体/气体裂隙组成的固液气三相介质,且基质、流体和气体具有标量形式的电阻率,推导出了包含基质和流体电阻率、裂隙率、饱和度和裂隙面积率因子的电阻率张量表达式.以裂隙的扩展/闭合表示应力作用下裂隙的变化,得到了电阻率随裂隙变化的微分形式,电阻率变化对裂隙体积变化放大系数的表达式和裂隙横向变化对纵向电阻率影响的横向权系数的表达式.在此基础上得到了介质电阻率和视电阻率的各向异性变化特征:对于含水裂隙介质,无论裂隙如何变化,均是最小主轴方向电阻率的变化幅度大于其他方向;对于含水孔隙介质,沿孔隙主要变化方向的主轴电阻率变化幅度大于其他方向.对于各向异性变化,视电阻率和介质电阻率存在π/2的方向差异.相较于含水岩石,无水岩石介质电阻率的各向异性变化不显著.本文提出的电阻率表达式可以对实验室和野外实际观测的许多结果做出合理的解释.  相似文献   

黑龙江黑河地区早侏罗世岩浆弧的火成岩记录及其成因          下载免费PDF全文

刘继旭  刘翠  邓晋福  罗照华  张昱  贺国奇  刘庆  岳洪举 《地球科学》2020,45(7):2538-2554

黑河地区广泛发育中生代火成岩类，但是其形成时代、不同阶段的火成岩组合、岩石成因以及形成的大地构造背景还有争议.对黑河卧牛湖一带的侵入岩开展详细的野外地质学、岩石学、地球化学、年代学等研究，以揭示岩石的时代、成因等.对卧牛湖附近产出的闪长岩及二长花岗岩开展的LA-ICP-MS锆石测年结果表明其形成于175.53±0.53 Ma和177.25±0.45 Ma，即早侏罗世.该区这一时期火成岩主要为深成相侵入岩、少量脉岩，岩石类型主要为（二长）花岗岩、花岗闪长岩及少量的二长岩类，脉岩主要为花岗质、闪长质岩脉等，是含有英云闪长岩（T₁）-奥长花岗岩（T₂）-花岗闪长岩（G₁）的T₁T₂G₁G₂岩石组合，上述岩石在TAS图上主要是亚碱性系列，硅钾图上主要为高钾钙碱系列，Peacock指数为钙碱性或碱钙性，准铝质-过铝质，硅镁图中多为MA系列，微量元素蛛网图一般富集Rb、K、Pb等大离子亲石元素，亏损Nb、Ta、La、Ce、Ti等元素，稀土元素配分曲线为右倾型，轻稀土较陡，重稀土较平缓.上述岩石组合及其特征均指示岛弧岩浆岩的特征.结合构造环境判别认为该花岗岩类形成于与洋俯冲有关的环境，岩浆可能形成于俯冲玄武质洋壳的局部熔融并与上覆地幔楔发生过反应以及兴安弧下地壳的局部熔融，认为与北部蒙古-鄂霍次克洋的演化有关.   相似文献   

华北克拉通东部古太平洋板块俯冲与回撤作用:来自辽西兴城地区晚中生代花岗质岩石的记录与启示   总被引：2，自引：0，他引：2  

崔芳华  徐学纯  郑常青  姚文贵  施璐 《岩石学报》2020,36(8):2463-2492

目前对于华北克拉通东部晚中生代花岗质岩石的成因仍存在地幔柱、加厚/拆沉下地壳部分熔融、俯冲板片脱水导致地壳熔融等不同认识。辽西兴城地区晚中生代花岗质岩石主要由二长花岗岩、石英闪长岩、花岗斑岩和石英正长岩组成,岩浆成因锆石U-Pb同位素定年结果显示岩浆活动主要发生于晚侏罗世(156Ma)、早白垩世早期(139Ma)、早白垩世中期(130～125Ma)。岩石地球化学测试分析结果显示岩石属于高钾钙碱性系列且具有富集K、Pb等大离子亲石元素而相对亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素等活动陆缘岩浆岩特点,表明辽西地区晚中生代岩浆活动的发生与俯冲作用有关。晚侏罗世-早白垩世早期(156～139Ma)花岗质岩石地球化学特征与I型花岗岩类似,同时具有富集的Hf同位素组成(εHf(t)=-22.70～-18.66)和古老的Hf同位素二阶段模式年龄(tDM2=2387～2767Ma),其初始岩浆可能来源于古老中上地壳的部分熔融;形成于130Ma的花岗质岩石同样具有与I型花岗岩相类似的岩石地球化学特征,但其Hf同位素组成突变为亏损(εHf(t)=+3.64～+6.22、tDM1=537～969Ma),其初始岩浆起源于新元古代新生地壳物质的部分熔融并混入少量亏损地幔物质组分;形成于125Ma的花岗质岩石为碱性A型花岗岩,岩石地球化学特征与其他岩石有所不同,具有负的εHf(t)值(-17.30～-11.56)和相对古老的Hf同位素二阶段年龄(tDM2=1917～2278Ma),初始岩浆可能起源于较为古老的中下地壳部分熔融并有幔源物质的参与。华北克拉通东部形成于160～139Ma的花岗质岩石具有I型、高钾钙碱性、与埃达克质岩石类似的高Sr/Y、低Y含量特征和富集的Hf同位素组成,而形成于130～120Ma的花岗质岩石具有A型、碱性、与典型岛弧岩浆岩类似的岩石地球化学特征和相对亏损的Hf同位素组成,同时晚中生代岩浆活动具有向洋年轻化的特点,表明华北克拉通东部156～139Ma期间可能受到古太平洋板块的持续俯冲作用,而139～130Ma古太平洋俯冲板片开始回撤,130～125Ma进入古太平洋俯冲板片持续回撤导致的强烈区域伸展作用阶段。古太平洋俯冲板片脱水交代岩石圈地幔并形成幔源岩浆,幔源岩浆不断底侵作用于古老/新生地壳使其发生部分熔融为花岗质岩石提供岩浆来源。  相似文献   

印度-亚洲大陆碰撞过程中新特提斯洋岩石圈的命运          下载免费PDF全文

黄丰  许继峰  王保弟  曾云川  刘希军  刘函  余红霞 《地球科学》2020,45(8):2785-2804

印度-亚洲大陆碰撞之后的新特提斯洋板片的断离过程及其产生的岩浆作用一直是青藏高原南部地质研究中受到广泛关注但存在极大争议的问题.分析了青藏高原南部拉萨地块上新特提斯洋板片断离存在的问题，总结了目前用于限制板片断离过程的岩石学方法.对拉萨地块南部典型地区早新生代镁铁质岩石开展了详细的地质年代学、主微量元素和Sr-Nd-Hf同位素地球化学分析，厘定了~57 Ma和~50 Ma与新特提斯洋板片断离过程密切相关的两套岩石.~57 Ma的镁铁质岩石显示出高的Zr/Y和Ti/Y比值，不同于拉萨地块南部广泛分布的岛弧岩浆地球化学特征，表明它们形成于板内伸展背景下，很可能代表了新特提斯板片断离的开始.~50 Ma的镁铁质岩石为富闪深成岩，反映了印度-亚洲大陆碰撞后南拉萨地块岩石圈中的富水环境，暗示大洋板片断离后仍然持续释放流体至上覆岩石圈地幔中.结合拉萨地块上已有的镁铁质岩石的年代学和地球化学数据，重建了新特提斯洋在印度-亚洲大陆碰撞之后从初始撕裂至板片完全断离的全过程，即新特提斯板片在~57 Ma开始发生初始撕裂，随后以高角度俯冲并与印度大陆岩石圈脱离，导致中拉萨和南拉萨地块同时出现广泛的镁铁质岩浆作用，在~50 Ma大洋板片完全断离.拉萨地块内部岩石圈地幔地球化学组成存在极大的不均一性，中拉萨地块和南拉萨地块东部的局部地区存在古老的岩石圈物质组成，而南拉萨地块中部主要为亏损的岩石圈.拉萨地块内局部古老富集岩石圈可能受到新特提斯洋板片断离后深部地幔物质上涌的影响转变为新生的亏损岩石圈，这一过程很可能促进了拉萨地块的中酸性岩浆大爆发作用和大陆地壳生长.   相似文献   

裂缝、裂隙介质衰减频散研究          下载免费PDF全文

张繁昌  路亚威  桑凯恒  黄建平 《地球物理学报》2019,62(8):3164-3174

为研究裂缝、裂隙介质中波致流引起的衰减,将裂缝看作背景孔隙岩石中非常薄且孔隙度非常高的层状介质,并等价成White周期层状模型.分别考虑不同类型的裂隙和孔隙之间的挤喷流影响,结合改进的Biot方程,推导得到裂缝裂隙介质的刚度与频率的关系.当缝隙中饱含流体时,介质的衰减和速度频散受裂缝、孔隙之间和裂隙、孔隙之间流体流动的显著影响.在低频极限下,裂缝裂隙介质的性质由各向异性Gassmann理论和挤喷流模型获得;而在非常高的频率时,由于缝隙中的压力来不及达到平衡,波致流的影响可忽略.分析表明,裂隙密度主要影响波的衰减,而裂隙纵横比主要控制优势衰减频率和速度显著变化的频率范围;由于不同裂隙的衰减机制不同,衰减和速度频散大小有所差异,但基本趋势相同.  相似文献   

基于沉积过程的数字岩石建模方法研究          下载免费PDF全文

田志  肖立志  廖广志  董虎  田守嶒  宋先知 《地球物理学报》2019,62(1):248-259

本文提出模拟地层沉积及成岩过程的矿物沉积算法,建立数字岩石模型,并通过对比Micro-CT扫描图像和数值模型的局部孔隙度及平均渗流概率函数分布特征,评价建模的准确性.结果表明,由二维扫描提取的粒径信息作为输入参数,模拟矿物沉积过程建模得到的三维数字岩石模型,能够准确重构原始岩心的非均质性及渗流特性,成功应用于泥质砂岩、碳酸盐岩、页岩等存在多矿物或多尺度孔隙的数字岩石建模中.数字岩石物理是正在兴起的重要技术.数字岩石采用超高分辨率先进成像装备,采集和表征微纳尺度岩石结构,在岩石弹性、电性、核磁、渗流特性等数值计算中发挥重要作用.但是,由于三维直接成像在有限视域内难以表征足够的岩石非均质性,提取二维结构统计特征,利用统计或地质过程法重构具有代表性的三维岩石结构成为十分有价值的研究课题,而且,对业界大量存在的岩石薄片及电镜高清二维图像的深度开发应用也具有重要的现实意义.本文发展的新方法,复原沉积过程,较好地解决了孔隙尺度岩石物理定量研究中数值建模与理论计算的技术瓶颈.  相似文献   

东昆仑夏日哈木地区二长花岗岩年代学、地球化学特征及地质意义     

郭峰  王盘喜  卞孝东  冯乃琦 《中国地质调查》2020,7(6):51-60

东昆仑夏日哈木地区首次发现了早泥盆世二长花岗岩,对其开展年代学和地球化学特征研究,进一步探讨其岩石成因和构造地质背景。二长花岗岩锆石U-Pb年龄为(412.1±5.7) Ma(MSWD=0.95),形成于早泥盆世早期; 岩石为过弱铝质亚碱性花岗岩,富SiO₂(含量为71.41%~72.46%)、K₂O(含量为5.27%~6.16%),贫Fe₂O₃(含量为1.86%~2.05%)、P₂O₅(含量为0.08%~0.12%),富集轻稀土元素,具明显的负Eu异常; 在原始地幔标准化微量元素蛛网图上可以看出,岩石明显富集Rb、Th、Zr、Hf,强烈亏损Nb、Sr、P、Ti、Ba。夏日哈木地区二长花岗岩属于I型花岗岩,其源岩可能由幔源岩浆底侵加热下地壳岩石致其部分熔融而形成,处于由同碰撞向后碰撞转换的构造环境,说明东昆仑夏日哈木地区在早泥盆世早期已进入伸展阶段。  相似文献   

利用模板匹配技术检测米尺度岩石断层黏滑实验中的声发射事件   总被引：1，自引：0，他引：1       下载免费PDF全文

侯金欣  谢凡  任雅琼  王宝善 《地球物理学报》2020,63(4):1630-1641

声发射观测是岩石摩擦实验中研究强震孕育机制的重要观测手段之一.传统的声发射观测以触发记录为主,难以捕捉并提取微弱的声发射信号.近年来天然地震学中发展的模板匹配技术可以在连续波形记录中识别出微弱的事件,大大提升事件检测能力.本文发展了适用于多通道连续记录的声发射信号的模板匹配技术,并将该技术应用于分析米尺度岩石断层黏滑失稳过程.研究结果显示:模板匹配技术识别出的声发射数量约为传统方法识别的5倍,相对完备震级降低约0.3.临近失稳,检测目录完备震级以上声发射率表现出幂律增加的特征,且声发射事件聚集在失稳破裂起始点附近.失稳后,检测目录完备震级以上声发射率表现出幂律衰减,其中失稳后早期表现出较慢的衰减速度.另外,失稳后早期声发射事件表现出随对数时间沿断层迁移的趋势.最后,通过与天然地震学观测的结果对比表明,声发射模板匹配识别技术是研究大尺度岩石摩擦滑动失稳过程中前震和余震时空演化规律的有效手段,该技术助于在方法上为室内实验和野外观测进行融合研究提供思路.  相似文献   

西藏类乌齐地区含镍碳酸岩的发现与地质意义     

周新  冯德新  樊炳良  余佳树  嘎桑顿珠  易金龙 《矿物学报》2020,(2):109-115

野外调查发现西藏类乌齐地区分布着众多的含镍碳酸岩体,呈十几米至几百米不等的岩株出露。岩体与超基性岩之间具明显的港湾状、枝状侵入接触、岩石不具层理、岩石表现出细粒结晶等粒结构、岩体内见超基性岩捕掳体等特征均表明其为火成碳酸岩岩体。在成分上以菱镁矿为主,岩石中MgO的含量为27.16%~31.75%,为镁质碳酸岩。岩石稀土元素配分曲线呈平缓右倾的轻稀土富集型,轻重稀土元素分馏现象明显,具有明显的Eu正异常和弱的Ce负异常;微量元素显示Rb、Th、Nb、Hf元素相对富集,K、U、Ti元素相对亏损。含镍碳酸岩可能是富CO2的深部流体在中下地壳对超基性岩交代的结果,具备寻找硫化镍矿床的有利条件。  相似文献   

云南金平铜厂Cu-Mo矿床矽卡岩地球化学特征及成因     

张超 《地质与勘探》2020,56(5):928-941

云南金平铜厂Cu-Mo矿床位于滨太平洋与特提斯构造域结合部位哀牢山构造成矿带南端，该矿床主要由矽卡岩Cu-Mo矿体组成，其中Cu储量0.862×104 t（品位1.24%），Mo储量1.706×104 t（品位0.21%）。为查明矿区内与成矿关系密切的矽卡岩成因及其与围岩的关系，分析其不同元素的性质及分布规律，揭示矽卡岩矿床成岩、成矿地质过程，本文通过采集铜厂Cu-Mo矿区矽卡岩及矽卡岩化正长斑岩和大理岩样品进行主微量、稀土元素地球化学分析，研究其特征。研究表明：Si、Fe、Ca、Ti、Al、Mg、Mn等主量元素在矽卡岩、正长斑岩之间曾发生明显置换交代地质作用；三种岩性都具有富集LREE元素，亏损HREE元素，发育较弱Eu负异常，Ce异常不明显，REE配分模式相似的稀土元素特征，说明矽卡岩、正长斑岩和大理岩有一定的成因联系。结合三者REE配分模式、Eu弱负异常及Ce异常不明显等地球化学特征，推测矿区矽卡岩形成于低温弱氧化环境，由来自深部热液流体与围岩接触交代形成，成岩流体主要来源于深部岩浆。  相似文献