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大地构造与成矿学 2022年第3期46卷 517-529页

作者：代向明李志刚王伟涛孙闯闫永刚惠格格梁浩张逸鹏李冠华李立国吴显灿吕良伟中山大学地球科学与工程学院广东省地球动力作用与地质灾害重点实验室广东珠海519082 南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海) 广东珠海519082 汕头大学理学院广东汕头515063

珠江口盆地构造演化与南海扩张运动之间的关系一直是众多研究者关注的重点,盆地内构造变形信息对南海多期次的扩张运动具有十分重要的指示作用。为研究珠江口盆地构造变形特征与白云凹陷构造演化,本文对横跨珠江口盆地的三条区域地震反... 详细信息

珠江口盆地构造演化与南海扩张运动之间的关系一直是众多研究者关注的重点,盆地内构造变形信息对南海多期次的扩张运动具有十分重要的指示作用。为研究珠江口盆地构造变形特征与白云凹陷构造演化,本文对横跨珠江口盆地的三条区域地震反射剖面及过白云凹陷沉积中心的地震反射剖面进行精细的构造解析,同时对白云凹陷主控正断层系统开展正演模拟研究。结果表明,过珠江口盆地东部、中部和西部的三条区域地震反射剖面都反映“三隆夹两坳”的结构特征;剖面对比发现盆地中部吸收的累计构造变形量最大,其中白云凹陷最为突出。对白云凹陷内的控凹正断层系统展开的2D-Move几何学正演模拟研究结果表明,该凹陷主要受控于三条北倾的铲形正断层,活动时间集中于T80~T70(约38~32 Ma)。结合白云凹陷反映的强烈活动时间和沉积分布特征,我们认为白云凹陷的形成可能与南海北部早期伸展作用相关,期间可能叠加了西北次海盆的扩张作用;西北次海盆扩张作用结束后,整个珠江口盆地构造演化都受到了东部次海盆扩张作用的影响。

关键词：珠江口盆地白云凹陷构造变形西北次海盆南海扩张运动

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循环荷载下土体动应力响应特征及pH值变化对其影响

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长江科学院院报 2019年第12期36卷 78-82,90页

作者：汤连生巫燕萍赵占仑赵璐陈浩昆中山大学地球科学与工程学院广东珠海519082 广东省地球动力作用与地质灾害重点实验室广州510275

为探究循环荷载下土体内动应力响应特征及pH值变化对动应力累积效应的影响,对不同pH值花岗岩残积土进行了室内循环荷载试验。通过试样内埋设应力盒的方法,实时测得不同pH值试样内动应力响应值。试验结果表明:循环荷载下土中动应力和累... 详细信息

为探究循环荷载下土体内动应力响应特征及pH值变化对动应力累积效应的影响,对不同pH值花岗岩残积土进行了室内循环荷载试验。通过试样内埋设应力盒的方法,实时测得不同pH值试样内动应力响应值。试验结果表明:循环荷载下土中动应力和累积变形都随着循环次数的增加而增大;加载时,酸碱处理过的试样峰值应力显著增大;卸载后,碱处理过的试样残余应力也增大,且碱性越强,峰值应力和残余应力增长的幅度越大;碱性试样的动应力和变形均大于酸性试样和未经酸碱处理试样;动荷载下土体内部的附加应力滞后于应变,应变又滞后于外荷载。酸碱度的差异对花岗岩残积土的动应力响应有较大影响,实际工程中应对此问题予以重视。

关键词：花岗岩残积土动应力累积变形循环荷载 pH值

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南海北部陆架断裂系统特征及其对南海打开的启示意义

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大地构造与成矿学 2022年第3期46卷 501-516页

作者：惠格格李志刚王伟涛胡立天梁浩张逸鹏李冠华闫永刚孙闯张培震中山大学地球科学与工程学院广东省地球动力作用与地质灾害重点实验室广东珠海519082 南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海) 广东珠海519082 汕头大学理学院广东汕头515063

南海作为西太平洋最大的边缘海之一,处于太平洋、欧亚以及印‒澳三大板块的俯冲汇聚作用之下,具有复杂的形成机制和演化历史。白垩纪初期,受太平洋板块俯冲后撤的影响,南海北部和南部陆缘发育一系列NE-NEE向张性剪切岩石圈断层,渐新世以... 详细信息

南海作为西太平洋最大的边缘海之一,处于太平洋、欧亚以及印‒澳三大板块的俯冲汇聚作用之下,具有复杂的形成机制和演化历史。白垩纪初期,受太平洋板块俯冲后撤的影响,南海北部和南部陆缘发育一系列NE-NEE向张性剪切岩石圈断层,渐新世以来断裂大多继承先存断裂继续活动。中新世晚期,菲律宾海板块向西持续俯冲,在南海北部陆缘出现大量的近EW-NEE向张性正断层和NWW-NW向剪性基底断裂。两期断裂在平面上相互交切,代表了不同时间板块间的相互作用,但这些断裂在垂向上经历了何种构造活动,如何控制南海北部盆地群的沉积分布,与周围板块的运动方式有何联系,这些问题仍未得到系统解答。最重要的是,这些断裂系统的形成过程对南海海盆的打开方式有何启示意义是一个值得深入探讨的问题。本文针对南海北部陆缘发育的NE-NEE向、NW向和E-W向断裂系统,选取NE-NEE向、NW向断裂系统最发育的珠江口沉积盆地,利用重磁异常、沉积地层和地震反射剖面资料,系统分析断裂结构特征及活动历史。结果表明,南海北部陆缘一系列NEE向的断裂带(如滨海断裂带),很可能为珠江口盆地内部控坳主控断层,且断裂活动经历了早期低角度滑脱,第二期高角度正断及第三期右旋走滑,三期活动分别对应南海陆缘地区裂陷阶段、裂后坳陷阶段和断块活动三大构造阶段,反映了南海周边板块俯冲汇聚速率和方向改变过程中该组断裂在南海打开的重要作用。

关键词：重磁异常南海北部陆缘断裂系统滨海断裂板块俯冲汇聚

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南海南部约80 ka以来的古地磁记录

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地球物理学报 2019年第12期62卷 4750-4765页

作者：高华鸿杨小强张金鹏彭杰周绮娴翁元忠陈琼李冠华李牛中山大学地球科学与工程学院广州510275 广东省地球动力作用与地质灾害重点实验室广州510275 中国地质调查局广州海洋地质调查局/自然资源部海底矿产资源重点实验室广州510075

晚更新世以来以一系列地磁漂移事件是区域地层对比和确定沉积物年代框架的重要工具.但是在海相沉积物中,识别这些地磁漂移事件多依赖相对磁场强度(RPI)的变化,在地磁方向异常方面鲜有报到,从而影响对这些事件可靠性的讨论.本文选择南海... 详细信息

晚更新世以来以一系列地磁漂移事件是区域地层对比和确定沉积物年代框架的重要工具.但是在海相沉积物中,识别这些地磁漂移事件多依赖相对磁场强度(RPI)的变化,在地磁方向异常方面鲜有报到,从而影响对这些事件可靠性的讨论.本文选择南海南部巽他陆架附近重力活塞钻孔BKAS2PC的沉积物,进行系统的岩石磁学和古地磁研究,获得该钻孔沉积记录的RPI和磁倾角变化信息.岩石磁学及扫描电镜结果表明沉积物的原生主要载磁矿物为单畴(SD)和假单畴(PSD)钛磁铁矿.在一些层位,沉积后发生的还原作用形成胶黄铁矿等铁硫化物.磁性矿物的浓度和粒度等参数呈现显著的两阶段变化特征,上部(约220 cm以上)含量低而粒度细,下部含量高但粒度相对较粗,整体上均在一个数量级范围内波动.样品的交变退磁特征显示当交变场超过60 mT时,受胶黄铁矿影响产生旋转磁化,剩磁强度反而上升.因此,在20~60 mT之间确定原生特征剩磁,并把RPI定义为NRM(20-40)mT/ARM(20-40)mT.通过14 C限定,并与其他有良好年代控制的相对磁场强度曲线进行对比,建立了钻孔的年代框架.结果显示,钻孔沉积物记录了几次显著的地磁漂移事件,这为联合应用RPI与磁场方向异常构建海相沉积物年代学框架提供了新的依据.

关键词：南海南部相对磁场强度磁倾角地磁极性漂移

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正断层三维生长和连接过程研究:以南海北部陆丰凹陷为例

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地质学报 2022年第6期96卷 1922-1936页

作者：代向明李志刚孙闯李立国王伟涛惠格格梁浩张逸鹏李琳琳闫永刚许斌斌李冠华中山大学地球科学与工程学院广东省地球动力作用与地质灾害重点实验室广东广州510275 南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海) 广东珠海519000 汕头大学理学院广东汕头515063

正断层生长和侧向连接是最基本的三维地质构造问题,深入剖析其三维时-空演化过程对理解沉积盆地内正断层系统的形成与演化至关重要。南海扩张时间和影响范围一直是国内外地学界研究的热点问题之一。南海北部珠江口盆地陆丰凹陷发育大量... 详细信息

正断层生长和侧向连接是最基本的三维地质构造问题,深入剖析其三维时-空演化过程对理解沉积盆地内正断层系统的形成与演化至关重要。南海扩张时间和影响范围一直是国内外地学界研究的热点问题之一。南海北部珠江口盆地陆丰凹陷发育大量正断层,并覆盖有高精度二维地震反射剖面,成为研究上述问题的理想地区之一。本研究以陆丰凹陷为研究对象,开展三维构造解析和建模研究,为正断层系统三维时-空演化过程提供一个实例。研究结果表明:陆丰凹陷主控断层F1的生长和连接过程主要分三个阶段:晚白垩世—早古新世,两条断层分别形成并以孤立断层模式分别向两侧生长;早古新世—早渐新世,断层发生侧向连接作用合并为F1断层,连接处发育侧断坡;晚渐新世—中中新世,F1断层继续向两侧生长。基于F1断层定量分析(生长指数和断距),发现F1断层活动强度表现为先增加然后突然降低,其转折时间对应于T60界面,~23 Ma,较好地对应了西北次海盆扩张终止时间,说明南海北部扩张已经影响到陆丰凹陷。结合前人对珠江口盆地构造变形和演化研究,初步认为南海北部扩张波及的范围已跨过陆丰凹陷向大陆方向继续延伸,其北部边界可能对应于华南大陆南缘的滨海断裂带。本研究可为正断层系统三维生长过程研究提供案例,同时为南海扩张过程研究提供基础数据支撑。

关键词：正断层生长和连接三维构造建模珠江口盆地陆丰凹陷南海扩张

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德兴斑岩铜矿床断裂与侵入体产状对成矿的控制作用:从力-热-流三场耦合数值模拟结果分析

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地学前缘 2021年第3期28卷 190-207页

作者：肖凡王恺其中山大学地球科学与工程学院广东珠海519000 广东省地质过程与矿产资源探查重点实验室广东珠海519000 广东省地球动力作用与地质灾害重点实验室广东珠海519000 南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海) 广东珠海519000

斑岩矿床的成矿机制是一种典型的力-热-流多物理场耦合的岩浆-热液过程,因而从成矿动力学数值计算模拟的角度研究斑岩矿床成矿作用过程,对揭示斑岩岩浆-热液系统动力学演化机制及其成矿响应情况具有十分重要的意义。德兴铜矿(包括朱砂... 详细信息

斑岩矿床的成矿机制是一种典型的力-热-流多物理场耦合的岩浆-热液过程,因而从成矿动力学数值计算模拟的角度研究斑岩矿床成矿作用过程,对揭示斑岩岩浆-热液系统动力学演化机制及其成矿响应情况具有十分重要的意义。德兴铜矿(包括朱砂红、铜厂和富家坞)作为目前中国华南已发现的最大斑岩型铜矿床,是研究(大型/超大型)斑岩矿床成矿作用过程的一个典型的重要窗口。前人已在矿床地质、地球化学、年代学、同位素以及成矿流体等诸多方面开展了大量的研究工作,但从成矿动力学数值模拟的角度对德兴铜矿成矿作用过程进行的研究目前相对较少。为此,本文以德兴斑岩铜矿床为主要研究对象,首先通过总结分析其成矿过程的地质概念模型,进而将侵入体形态(包括长轴及短轴长度)和倾伏角、控矿断裂倾角与宽度作为几何模型中的变量,构建由这些变量组合控制的几何实体模型。在此基础上,进一步分析斑岩矿床成矿过程数值模拟中应力场、流体场以及热力场三者的耦合关系及其数学-物理方程,构建德兴斑岩铜矿床的成矿动力学模型,建立相应的有限元数值模拟模型。最终,设置不同的岩石物理参数、边界条件与初始条件,进行力-热-流三场耦合的数值模拟实验,并根据不同侵入体产状及断裂构造条件下的模拟结果探究德兴铜矿床断裂和侵入体产状对成矿的控制作用。主要结论如下:(1)较小的断裂构造宽度更易造成岩矿石局部破裂,便于流体弥散而形成浸染状或微-细脉状的斑岩矿化;(2)较大体积的岩体以及较小的岩体倾伏角度对斑岩铜矿床的形成相对有利;(3)朱砂红矿床较铜厂和富家坞矿床岩体体积小,而倾伏角相对较大,导致岩体冷却速度快,表面及附近扩容空间小,因而成矿深度大,而金属储量小。揭示了德兴铜矿床斑岩侵入体与断裂构造产状的控矿机制,增进了对德兴铜矿矿床成因和控矿要素的认识。

关键词：数值模拟多物理场耦合斑岩铜矿侵入体断层江西德兴

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拉曼面扫描无损鉴定矿物包裹体:以彩虹方柱石中的磁铁矿包裹体为例

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光谱学与光谱分析 2021年第7期41卷 2105-2109页

作者：叶旭丘志力陈超洋张跃峰中山大学地球科学与工程学院广东省地球动力作用与地质灾害重点实验室广东广州510275 桂林理工大学广西隐伏金属矿产勘查重点实验室广西桂林541006 中国地质大学(武汉)珠宝学院湖北武汉430074

如何利用拉曼光谱对矿物中的微小包裹体进行无损鉴定,是矿物学与宝石学研究中经常遇到的问题。彩虹方柱石是一种含有特殊包裹体的方柱石,其包裹体在反射光下呈现虹彩效应。本文利用超景深显微镜、电子探针、显微激光拉曼光谱、X射线粉... 详细信息

如何利用拉曼光谱对矿物中的微小包裹体进行无损鉴定,是矿物学与宝石学研究中经常遇到的问题。彩虹方柱石是一种含有特殊包裹体的方柱石,其包裹体在反射光下呈现虹彩效应。本文利用超景深显微镜、电子探针、显微激光拉曼光谱、X射线粉晶衍射分析,特别是创新性运用拉曼光谱面扫描填图技术对彩虹方柱石中微小的磁铁矿包裹体进行了无损鉴定研究。显微特征显示,彩虹方柱石的包裹体可能和固溶体出溶有关,微小包裹体平行排列,形成了类似反射型衍射光栅的结构,导致其在反射光下出现彩虹色。根据电子探针测试结果,彩虹方柱石端元组分为Ma 68.2—69.7 Me 30.3—31.8,属针柱石亚族。根据拉曼光谱测试结果,部分包裹体出现了位于661 cm^(-1)处的弱拉曼峰。由于图谱信噪比普遍偏低且该峰并不会在所有测试位置出现,所以容易被忽略。为进一步探究该峰的来源,对包裹体部位进行拉曼面扫描,并选择630~680 cm^(-1)范围的拉曼峰进行了相关性分析,确认了包裹体位置普遍存在位于661 cm^(-1)处的弱拉曼峰。该拉曼峰可归属为磁铁矿的A 1g振动峰,从而确认了产生虹彩效应的针状包裹体中包含有更微小的磁铁矿包裹体。XRD测试结果表明,包裹体较多的样品存在位于2.51处的磁铁矿(311)晶面衍射峰,进一步验证了拉曼光谱面扫描的结果。根据上述实验,拉曼面扫描技术或许可以成为鉴定矿物宝石中微小包裹体的有效辅助性手段。该研究创新性提出,如果矿物包裹体的拉曼信号很弱,可以将拉曼面扫描结果与包裹体的分布特征结合分析来判断该信号的有效性。同时为无损鉴定矿物中的包裹体提供了一种新的研究思路与方法。

关键词：彩虹方柱石磁铁矿包裹体拉曼光谱面扫描电子探针 XRD

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榕江平原全新世硅藻记录与古环境重建

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中山大学学报（自然科学版） 2020年第3期59卷 32-42页

作者：张恺凌恳刘春莲殷鉴吴月琴中山大学地球科学与工程学院/广东省地球动力作用与地质灾害重点实验室广东广州510275 广东省地质调查院广东广州510080 广东省地质过程与矿产资源探查重点实验室广东广州510275

通过对榕江平原揭阳地区钻孔ZK01和ZK02硅藻记录的分析,结合沉积学特征和年代数据,重建榕江平原全新世以来的古环境演化。约10.4~8.5 ka B.P.,钻孔所在地尚未受到海水影响,发育河漫滩-淡水沼泽环境。8.5~5.5 ka B.P.海水入侵,形成潮间... 详细信息

通过对榕江平原揭阳地区钻孔ZK01和ZK02硅藻记录的分析,结合沉积学特征和年代数据,重建榕江平原全新世以来的古环境演化。约10.4~8.5 ka B.P.,钻孔所在地尚未受到海水影响,发育河漫滩-淡水沼泽环境。8.5~5.5 ka B.P.海水入侵,形成潮间带沼泽-潮滩相沉积。5.5~3.9 ka B.P.本区为河口湾环境,约5.5 ka B.P.海侵影响达到最大,硅藻总丰度和分异度达到最高值。3.9~3.7 ka B.P.发生一次短暂海退,硅藻总丰度明显下降,ZK01孔发育咸水沼泽相沉积,ZK02孔仍为河口湾相沉积。3.7~2.4 ka B.P.海平面再次上升至相对稳定,研究区持续发育河口湾环境,期间出现3次小规模的水深变化旋回。2.4 ka B.P以来海水退出,河流作用增强,研究区发育三角洲平原相沉积。

关键词：榕江平原硅藻全新世古环境

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鄂尔多斯西南缘及邻区三维速度结构全波形反演

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地球物理学报 2022年第6期65卷 2074-2089页

作者：李俊毅侯卫生郭飚沈旭章郑文俊中山大学地球科学与工程学院广东省地球动力作用与地质灾害重点实验室广州510275 南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海) 广东珠海519082 中国地震局地质研究所地震动力学国家重点实验室北京100029

鄂尔多斯地块西南缘作为青藏高原东北缘扩张的最前端,获取其高精度三维速度结构对揭示地块间物质转移和相互作用机制有着重要的研究意义.本文收集并整理了677个流动台站上记录到的8个4.7级以上地震事件的数据,采用基于伴随谱元的全波形... 详细信息

鄂尔多斯地块西南缘作为青藏高原东北缘扩张的最前端,获取其高精度三维速度结构对揭示地块间物质转移和相互作用机制有着重要的研究意义.本文收集并整理了677个流动台站上记录到的8个4.7级以上地震事件的数据,采用基于伴随谱元的全波形反演方法,获得了研究区内0~60 km的三维速度结构.模型成像结果表明,在鄂尔多斯地块低速沉积层下方的地壳相较于同一深度的地壳速度结构呈明显高速,上地幔速度结构连续.华南地块内部速度结构表现为古老克拉通稳定的岩石结构,但北部地壳并不具备相似特征.相较鄂尔多斯地块和华南地块,阿拉善地块内部壳幔速度结构要复杂得多.在北纬38°以北,鄂尔多斯地块内部部分地壳速度结构呈高速,上地幔呈低速,而地块南部地壳速度结构则具有相反的特征.地块内部的20 km处存在不连续分布的低速体表明,鄂尔多斯地块稳定克拉通的岩石结构发生了一定改变.此外,研究区内断裂附近对应有显著速度结构异常,这也为研究区深入开展深浅构造耦合研究提供有力的地震学成像约束.

关键词：全波形反演三维速度结构波形拟合鄂尔多斯西南缘

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湖南沅水流域白垩红层碎屑锆石及其对金刚石找矿的指示

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大地构造与成矿学 2020年第6期44卷 1160-1171页

作者：杨瀚丘志力邓小芹马瑛李子云中山大学地球科学与工程学院广东珠海519082 广东省地球动力作用与地质灾害重点实验室广东广州510275 广东省地质过程与矿产资源探查重点实验室广东广州510275 湖南省地质矿产勘查开发局四一三队湖南常德415000

湖南沅水流域的白垩系陆相红层是发现金刚石及其指示矿物的重要层位。金刚石和锆石共同参与沉积过程,研究白垩系红层中的碎屑锆石对追踪和揭示砂矿金刚石的来源及其沉积历史具有重要意义。本文采用LA-ICP-MS技术对3组来自湖南沅水流域... 详细信息

湖南沅水流域的白垩系陆相红层是发现金刚石及其指示矿物的重要层位。金刚石和锆石共同参与沉积过程,研究白垩系红层中的碎屑锆石对追踪和揭示砂矿金刚石的来源及其沉积历史具有重要意义。本文采用LA-ICP-MS技术对3组来自湖南沅水流域白垩系红层的共240颗碎屑锆石样品进行了测试分析。结果显示,3组样品的锆石U-Pb年龄频谱特征接近扬子型(年龄集中于~800 Ma、~2000 Ma和~2500 Ma),表明锆石来源于扬子克拉通内部,结合沅水流域部分金刚石近源搬运的特点,指示砂矿金刚石源区也可能来自克拉通内部,甚至是湖南境内。本次研究还发现其中2颗锆石的微量元素地球化学特征属于钾镁煌斑岩型,其U-Pb年龄分别为788±11 Ma和869±13 Ma,暗示研究区在新元古代中期曾发育过钾镁煌斑岩。由于目前已发现的中生代钾镁煌斑岩中只含有极少量的微粒金刚石,不可能是砂矿大金刚石的补给源,因此尚未发现的元古代钾镁煌斑岩可能才是金刚石的携带者。另外,3组样品中80%以上的锆石年龄为元古代和太古代,指示研究区大部分的岩浆构造热事件主要发生在前寒武纪。南华系江口组是湖南地区发现砂矿金刚石的最古老地层,与下伏板溪群呈假整合接触。因此,其下伏的、未出露的板溪群中存在的钾镁煌斑岩可能是进一步寻找金刚石原生矿的重要目标层位。

关键词：白垩系红层碎屑锆石砂矿金刚石找矿湖南沅水流域

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