時間：2022-06-15 16:09:19
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇地質職稱論文，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
隨著經濟的發展,城市化水平不斷提高,我市城市化率從2005年的56、4%提高到2012年的61、3%,這使得城市建設用地快速提高,大量耕地被占用,同時存在農村居民點用地利用效率低、缺乏長期規劃、基礎設施還不夠完善等一系列問題。根據市2006——2020年規劃,基本農田面積保持在48667公頃(73萬畝)以上,且質量逐步有提高;標準農田面積保持在40313.33公頃(60.47萬畝)以上;耕地保有量不少于51833.33公頃(77.75萬畝);城鄉建設用地規模控制在19537公頃以內,城鄉建設用地結構與布局進一步優化;新增建設占用土地規模控制在5427公頃以內;新增建設用地規模控制在5413.37公頃以內;人均城鎮工礦用地控制在115平方米以內;通過建設用地的集約利用和合理布局,至2020年萬元二三產業增加值用地量小于26.1平方米;新增建設占用耕地面積不超過4488.55公頃;通過土地整理、土地復墾和土地開發等工程,補充耕地量不少于4880.39公頃。現狀的森林覆蓋率59.3%,規劃2020年≥60%,建成生態公益林42671.26公頃(64萬畝)。水環境質量在規劃目標年達標,飲用水源水質達到Ⅲ級,部分爭取達到Ⅱ級。
因此未來農村居民點整理潛力巨大。土地整理項目將帶來巨大的綜合效益。其中,經濟效益表現為土地整理活動對國民經濟與整理區的經濟收入;生態環境效益表現為土地整理活動對自然生態環境的影響;社會效益表現為土地整理活動對農村社會環境、社會經濟與自然資源合理利用的貢獻與影響。因此,研究我市土地整理對未來社會與經濟可持續發展具有十分重要的意義。
1、項目概況
項目區屬亞熱帶季風氣候類型,四季分明,雨水較多,光照充足,小氣候差距顯著,具有典型的丘陵山地氣候特征。氣溫年平均為16.3℃,常年平均降水量約1373.6毫米,降水日年均約158.3天,相對濕度約82%,日照年均約1887.6小時,年日照百分率為45%,四周群山環抱,地勢由南向北漸次傾斜,地貌為低山丘陵、河谷盆地和河網平原組成,地理位置優越,公路交通便利,項目區水資源豐富,水源以引運河水為主。適宜農業生產。土地均適宜稻、多種經濟作物生長,水面適宜養殖魚、蝦、蟹。溫度年季變化的影響較大,易出現旱澇、臺風、冰雹、寒流等災害性天氣。項目區有23個行政村,總人口有4萬余人,項目區經濟基礎較為雄厚,近年來經濟發展更為迅速,具有很大的發展潛力。
2、項目區土地利用現狀
項目區土地總面積1346.75hm2,其中耕地703.56hm2~,園地178.98hm2,林地8.56hm2,其它農用地257.09hm2,城鎮及工礦用地116.78hm2,水利設施用地0.38hm2,未利用土地7.56hm2~,其他土地73.84hm2~。其中參與本次整理的地類為耕地、園地、交通用地,水域、未利用地,項目區的新增耕地有以下幾個來源:通過對原有耕地進行整理,可以增加耕地52.68hm2;通過對農村道路整理,可增加耕地8.98hm2;通過對坑塘水面整理,可增加耕地8.04hm2;通過對農田水利用地整理,可增加耕地21.89hm2;通過對零星田坎進行整理,可增加耕地6.06hm2;通過對零星荒草地整理,可增加耕地1.15hm2;凈增耕地率為5.39%。具體來說,土地整理效果表現在:通過農田水利工程的配套,擴大了項目區灌溉面積,土壤質量有所提高,耕層厚度有所增加,能夠較好地適應農作物的生長,提高土地的利用效率,顯著提高了耕地產出率;通過土地平整,溝塘和荒地整理,農田水利配套和水土流失治理,道路林網建設,既可有效增加耕地面積,還可顯著改善農村生態環境,加速農村現代化進程,促進土地資源可持續利用。加大資金投入,積極維護基本農田的溝、路、渠等農業基礎設施,改善農業生產條件,提高基本農田的抗御洪澇和干旱災害的能力。注重增施有機肥,實現農業增產,農民增收。形成完善田間道路、林網、溝渠配套的基礎設施,真正形成“田成方、路成框、木成行、管相連”的農田生態系統,有效地改善了當地的農業生態環境,為農業增產、農民增收創造了有利條件。中國論文服務網,本站刊載大量環境管理論文范文格式,經濟管理職稱論文。供廣大論文答辯需要者、經濟管理評職稱需要者參考。
3、經濟效益分析
通過土地整理,項目區可新增耕地90.76hm2,按照整理后新增耕地數量,計算新增耕地效益。該效益的計算考慮當地發展高效農業種植所產生的經濟效益。整理后,增加早地面積38.12hm2,增加水田面積51.64hm2。耕地農作物產量可增加1 500、1 500、750kv/hm2,可凈增效益1672354元/hm2。項目區基礎設施年運行費用。按工程施工費的5%考慮,項目區基礎設施年運行費用為90.75萬元/年。項目區年經濟效益。經計算,項目區年經濟效益為335.3萬元/年。土地整理項目經濟評價。項目經濟評價按動態分析法計算項目的經濟凈現值、經濟效益費用比。項目總投資為2563.78萬元,年經濟效益為356.40萬元,經濟分析期取30年,按12%的社會折現率計算經濟凈現值、經濟效益費用比。
4、社會效益分析土地整理的社會效益指的是土地整理實施后, 對社會環境系統的影響及其產生的宏觀社會效應。也就是說,土地整理在獲得經濟效益、生態效益的基礎上, 從社會角度出發,為實現社會發展目標(促進農村經濟發展、增加就業機會、縮小城鄉差別、公平分配等) 所作貢獻與影響的程度。對土地整理項目進行社會效益分析有利于國民經濟發展目標與社會發展目標協調一致,防止單純追求項目的經濟效益;有利于項目與所在地區利益協調一致,減少社會矛盾和糾紛,防止產生不利的社會影響和后果,促進社會穩定;有利于避免和減少項目建設和運營的社會風險,提高投資效益。項目區通過土地整理,增加了有效耕地面積,提高了耕地質量,增強了農業發展后勁,保證了農業持續穩定發展。項目完成后可新增耕地90.76hm2,保障了農民的生產安全和農村經濟的可持續發展。起到較強的示范帶頭作用。通過土地整理調整了農業結構,提高了農產品的質量和效益,改善了生產條件,為農業增產、農民增收打下了堅實的基礎。
5、生態效益分析
土地整理需借助一系列的生物、工程措施,在此過程中必然打破一定區域內土地資源的原位狀態,會對該區域內的水資源、土壤、植被、生物等環境要素及其生態過程產生諸多直接或間接、有利或有害的影響。因此生態效益項目生態環境的保護與發展主要是依靠科學技術、生物工程和科學合理的管理制度來實現。
關鍵詞:鋯石;年代學;地球化學特征;地質應用
隨著能夠顯示礦物內部復雜化學分區的成像技術和高分辨率的微區原位測試技術的發展和廣泛應用,研究顆粒鋯石等副礦物微區的化學成分、年齡、同位素組成及其地質應用等已成為國際地質學界研究的熱點[1]。鋯石U2Pb法是目前應用最廣泛的同位素地質年代學方法,鋯石的化學成分、Hf和O同位素組成廣泛應用于巖石成因、殼幔相互作用、區域地殼演化的研究等,對地球上古老鋯石的化學成分和同位素的研究是追朔地球早期歷史的有效工具。筆者著重綜述鋯石的化學成分、同位素組成特征及其在地質學中的應用。
1微區原位測試技術
鋯石等副礦物在地質學中的廣泛應用與近年來原位分析測試技術的快速發展密不可分。寫作論文目前已廣泛應用的微區原位測試技術主要有離子探針、激光探針和電子探針等。
1.1離子探針
離子探針(sensitivehighresolutionionmicro-probe,簡稱SHRIMP)可用于礦物稀土元素、同位素的微區原位測試。在目前所有的微區原位測試技術中,SHRIMP的靈敏度、空間分辨率最高(對U、Th含量較高的鋯石測年,束斑直徑可達到8μm),且對樣品破壞小(束斑直徑10～50μm,剝蝕深度<5μm)[2-3],是最先進、精確度最高的微區原位測年方法。其不足之處是儀器成本高,測試費用昂貴,測試時間較長(每測點約需20min)。
2000年,CamecaNanoSIMS50二次離子質譜開始用于對顆粒大小為1～2μm的副礦物進行U-Th-Pb年代學研究。寫作畢業論文NanoSIMS對粒度極細小的副礦物進行定年要以降低精度為代價,且用于U-Th-Pb定年還沒有進行試驗,還未完全估算出其準確度和分析精度,有可能在西澳大利亞大學獲得初步的成功[2,4]。
1.2激光探針
激光剝蝕微探針2感應耦合等離子體質譜儀(la-serablationmicro2probe2inductivelycoupledplas-mamassspectrometry,簡稱LAM2ICPMS),即激光探針技術可實現對固體樣品微區點常量元素、微量元素和同位素成分的原位測定[5]。近年研制成功的多接收等離子質譜(MC-ICPMS)可同時測定同位素比值,該儀器現今已經成為Hf同位素測定的常規儀器[6]。近年來激光探針技術在原位測定含U和含Th副礦物的U-Pb、Pb-Pb年齡或Th-Pb年齡方面進展極快,在一定的條件下可獲得與SHRIMP技術相媲美的準確度和精確度,且經濟、快速(每個測點費時<4min,可以直接在電子探針片內進行分析[5,7-8]);但與SHRIMP相比,激光探針要求樣品數量較大,對樣品破壞大(分析束斑大小一般為30～60μm,剝蝕深度為10～20μm),其空間分辨率和分析精度一般低于SIMS、SHRIMP[1,9210]。
1.3電子探針、質子探針、X射線熒光探針
電子探針(electronprobeX-raymicroanalysis,簡稱EPMA)、質子探針(protoninducedX-rayemissionmicro-probe,簡稱PIXE)和X射線熒光探針(X-rayfluorescenceprobe,簡稱XRF)均屬微區化學測年技術。其優點是可以直接在巖石探針片上進行測定,不破壞樣品,保留了巖石的原始結構,樣品制備方便,便于實現原地原位分析,與同位素定年相比,價格低廉,分析快速;其缺點是不能估計平行的U-Pb衰變體系的諧和性[1,11],且由于化學定年不需進行普通鉛的校正,容易導致過高估計年輕獨居石、鋯石等礦物的年齡[12]。
電子探針測定鋯石的Th-U-全Pb化學等時線年齡方法(chemicalTh2U2totalPbisochronmeth-od,簡稱CHIME)的優點是空間分辨率高達1～5μm,可進行年齡填圖[5,8],可進行鋯石和獨居石、磷釔礦、斜鋯石等富U或富Th副礦物年齡的測定[11,13215];缺點是因對Pb的檢出限較低而導致測年精度偏低,不能用于年齡小于100Ma的獨居石等礦物的定年。
質子探針是繼電子探針之后發展起來的、一種新的微束分析技術,能有效地進行微區微量元素、痕量元素的分析,近年來用于測定獨居石的U-Th-Pb年齡,其分析原理與電子探針相似。對EPMA無能為力的、小于100Ma的獨居石年齡的測定,PIXE具有明顯的優勢[5,8]。
此外,近年逐步改進的X射線熒光探針在測定年輕獨居石年齡方面具有較大的優勢。在分析束斑為40～60μm、使用單頻X射線的條件下,Pb的檢出限可達10×10-6,對于年齡為數十百萬年甚至是15Ma的年輕獨居石,可獲得與ICP-MS同位素定年相近的結果,XRF化學定年的精度和分辨率大大高于EMPA,但在相同空間分辨率的情況下,XRF化學年齡與同位素年齡測定的比較有待進一步研究。其另一優勢是儀器成本較低,裝置簡單,易于組建和操作。但由于XRF的空間分辨率較低,因此不適于分析內部具有不均一年齡分區的、粒度小的獨居石[12,16]。
盡管微區原位測試技術給出了重要的、空間上可分辨的年齡信息,但在精確度、準確度方面仍無法與傳統的同位素稀釋熱電質譜技術(ID-TIMS)相比。寫作碩士論文在副礦物不存在繼承性(如對幔源巖石、隕石等中的鋯石進行定年)的情況下,ID-TIMS仍得到廣泛使用。
2鋯石U-Th-Pb同位素年代學
2.1鋯石U-Th-Pb同位素體系特征及定年進展
由于鋯石具有物理、化學性質穩定,普通鉛含量低,富含U、Th[w(U)、w(Th)可高達1%以上],離子擴散速率很低[17],封閉溫度高等特點,因此鋯石已成為U-Pb法定年的最理想對象[1]。
雖然鋯石通常能較好地保持同位素體系的封閉,但在某些變質作用或無明顯地質作用過程中亦可能丟失放射性成因鉛,使得其t(206Pb/238U)和t(207Pb/235U)兩組年齡不一致。造成鋯石中鉛丟失的一個最主要原因是鋯石的蛻晶化作用;此外,部分重結晶作用也是導致鋯石年齡不一致的又一原因[18-19]。
鋯石內部經常出現復雜的分區,每一區域可能都記錄了鋯石所經歷的結晶、變質、熱液蝕變等復雜的歷史過程[20-21]。因此,在微區分析前,詳細研究鋯石的形貌和內部結構對解釋鋯石的U2Pb年齡、微區化學成分和同位素組成的成因至關重要。只有對同一樣品直接進行結構和年齡的同步研究,才能得到有地質意義的年齡。利用HF酸蝕刻圖像、陰極發光圖像(cathodoluminescence,簡稱CL)和背散射電子圖像(back2scatteredelectronimage,簡稱BSE)技術可觀察鋯石內部復雜的結構[20]。
近年來,鋯石年代學研究實現了對同一鋯石顆粒內部不同成因的鋯石域進行微區原位年齡分析,提供了礦物內部不同區域的形成時間,使人們能夠獲得一致的、清楚的、容易解釋的地質年齡,目前已經能夠對那些記錄在鋯石內部的巖漿結晶作用、變質作用、熱液交代和退變質作用等多期地質事件進行年齡測定,從而建立起地質過程的精細年齡框架。
例如,變質巖中鋯石的結構通常非常復雜,對具有復雜結構鋯石的定年可以得到鋯石不同結構區域的多組年齡,這些年齡可能分別對應于鋯石寄主巖石的原巖時代、變質事件時間(一期或多期)及源區殘留鋯石的年齡等。對這些樣品中鋯石的多組年齡如何進行合理的地質解釋,是目前鋯石U-Pb年代學研究的重點和難點[21],而明確不同成因域的鋯石與特定p-T條件下生長的、不同世代礦物組合的產狀關系是合理解釋的關鍵。吳元保等[21]的研究表明,鋯石的顯微結構、微量元素特征和礦物包裹體成分等可以對鋯石的形成環境進行限定,從而為鋯石U-Pb年齡的合理解釋提供有效的制約。目前對變質巖中鋯石、獨居石等礦物定年的主要方法是先從巖石中分選出測年用的單礦物,然后用環氧樹脂固定并拋光制成靶,再進行微形貌觀察和年齡的原位測定。但這樣往往破壞了待測礦物與特定地質事件的原始結構關系。為此,陳能松等[8]提出了原地原位測年的工作思路,即利用各種微區原位測試技術直接測定巖石薄片中與特定溫壓條件下生長的不同世代礦物組合、產狀關系明確的鋯石和獨居石等富U-Th-Pb的副礦物在不同成因域的年齡,從而將精確的年齡結果與特定的變質事件或變質反應聯系起來。
2.2鋯石微區定年的示蹤作用
火成巖中耐熔的繼承鋯石可以保持U-Pb同位素體系和稀土元素(REE)的封閉,從而包含了關于深部地殼和花崗巖源區的重要信息[22-23],可用于花崗巖物源和基底組成的示蹤。寫作職稱論文筆者在研究江西九嶺花崗巖中的鋯石時,發現部分鋯石邊部發育典型的巖漿成因的環帶,其中心具有熔融殘余核(圖1)。SHRIMP分析表明,這2部分的年齡組成有明顯的差別,環帶部分的年齡約為830Ma,而核部的年齡集中在1400～1900Ma,核部年齡可能代表花崗巖源巖的鋯石組成年齡。
deleRosa等[23]通過研究葡萄牙境內歐洲Variscan造山帶縫合線兩側的花崗閃長巖、星云巖中繼承鋯石的稀土元素和U2Pb同位素特征,發現這2組鋯石無論是在年齡譜上還是在REE組成上,均存在明顯差異,說明它們來源不同,即這2個地區深部地殼的物質組成(基底)不同。
近年來,隨著LA-ICP-MS技術的發展,沉積巖中碎屑鋯石的年齡譜分析廣泛應用于沉積巖源區物質成分組成和地殼演化的研究[24-27]。通過對比盆地沉積物中鋯石的U-Pb年齡譜和盆地毗鄰山脈出露巖體的年齡,可以了解某一沉積時期沉積物源區的多樣性及盆地不同時期物源性質的變化特征。該方法同時還可估算地層的最大沉積年齡。3鋯石化學成分特征及其在巖石成因中的應用
通常,在組成鋯石的總氧化物中,w(ZrO2)占67.2%、w(SiO2)占32.8%,w(HfO2)占0.5%～2.0%,P、Th、U、Y、REE常以微量組分的形式出現。由于Y、Th、U、Nb、Ta等離子半徑大、價態高,寫作留學生論文使得它們不能包含在許多硅酸鹽造巖礦物中,趨向于在殘余熔體中富集,而鋯石的晶體結構可廣泛容納不同比例的稀土元素,因此鋯石成為巖石中U、Th、Hf、REE的主要寄主礦物[1,28231]。稀土元素和一些微量元素是限定源巖性質和形成過程最重要的指示劑之一,鋯石中的離子擴散慢,因此鋯石中的稀土元素分析結果可為它們的形成過程提供重要的地球化學信息。
3.1鋯石中的w(Th)、w(U)及w(Th)/w(U)比值
大量的研究[21,28]表明,不同成因的鋯石有不同的w(Th)、w(U)及w(Th)/w(U)比值:巖漿鋯石的w(Th)、w(U)較高,w(Th)/w(U)比值較大(一般大于014);變質鋯石的w(Th)、w(U)低,w(Th)/w(U)比值小(一般小于011)。但也有例外情況,有些巖漿鋯石就具有較低的w(Th)/w(U)比值(可以小于0.1),部分碳酸巖樣品中的巖漿鋯石則具有異常高的w(Th)/w(U)比值(可以高達10000)[21,28],所以,僅憑鋯石的w(Th)/w(U)比值有時并不能有效地鑒別巖漿鋯石和變質鋯石。
3.2鋯石微量元素、稀土元素特征及其應用
鋯石的稀土元素特征研究主要用于判斷其寄主巖石的成因類型,但巖漿鋯石的微量元素特征是否能判斷寄主巖石的類型目前還存在較大的爭議[21]。而一些變質巖(如麻粒巖)中的變質鋯石可以具有較高的w(Th)/w(U)比值[21]。
Hoskin等[29-30]認為,雖然幔源巖石中的鋯石與殼源巖石中的鋯石在REE含量及稀土配分模式上具有明顯差別,但并未發現不同成因的殼源巖石中鋯石的REE特征存在系統差異,它們具有非常類似的REE含量和稀土配分模式,目前對殼源鋯石REE組成如此相似的原因并不清楚。
Belousova等[28,31]的研究結果表明,鋯石中的稀土元素豐度對源巖的類型和結晶條件很敏感。從超基性巖基性巖花崗巖,鋯石中的稀土元素豐度總體升高。鋯石的w(REE)在金伯利巖中一般低于50×10-6,在碳酸鹽巖和煌斑巖中可達600×10-6～700×10-6,在基性巖中可達2000×10-6,寫作英語論文而在花崗質巖石和偉晶巖中可高達百分之幾。這種趨勢反映了巖漿的分異程度。
正長巖中鋯石具有正Ce異常、負Eu異常和中等富集重稀土元素(HREE);花崗質巖石中鋯石明顯負Eu異常、無Ce異常,無明顯HREE富集;碳酸巖中鋯石無明顯的Ce、Eu異常,輕、重稀土元素分異程度變化較大;鎂鐵質火山巖中鋯石的輕、重稀土元素分異明顯;金伯利巖中鋯石無明顯的Eu、Ce異常,輕、重稀土元素分異程度不明顯[28,31](圖2)。大部分地球巖石中鋯石的HREE比LREE相對富集,顯示明顯的正Ce異常、小的負Eu異常;而隕石、月巖等地外巖石中鋯石則具強的Eu虧損、無Ce異常[28]。Belousova等[28]建立了通過鋯石的微量元素對變化圖解和微量元素的質量分數來判別不同類型的巖漿鋯石的統計分析樹形圖解。
與巖漿鋯石相比,變質鋯石HREE的富集程度相對LREE的變化較大。巖漿鋯石具有明顯的負Eu異常,形成于有熔體出現的變質鋯石具有與巖漿鋯石類似的特征:富U、Y、Hf、P,REE配分模式陡,正Ce異常、負Eu異常。但變質鋯石的w(Th)/w(U)比值低(<0.1),這是區別于巖漿鋯石的惟一的化學特征。在變質過程中,鋯石是否發生了重結晶以及結晶過程中是否有流體或熔體的參與,都會顯著影響鋯石稀土元素組分的變化[32]。
變質增生鋯石的稀土元素特征除與各個稀土元素進入鋯石晶格的能力大小有關外,還與鋯石同時形成的礦物種類有關(如石榴石、長石、金紅石等),這些礦物的存在與否對變質作用的條件(如榴輝巖相、麻粒巖相和角閃巖相等)有重要的指示意義,鋯石的REE組成可反映鋯石母巖的變化,至少在某些情況下反映了鋯石與其他礦物如石榴石(稀土元素總量低、虧損HREE)[32-35]或長石(負Eu異常)[32,36-37]、金紅石[34]的共生情況。
變質增生鋯石的微量元素特征不僅受與鋯石同時形成的礦物種類的影響,而且還與其形成時環境是否封閉有關。在“封閉”的榴輝巖相的體系中,REE的供應有限,由于石榴石是榴輝巖中富集HREE的礦物,固相線下石榴石的形成會使熔體虧損HREE;而在開放環境中,石榴石的形成并不能引起局部環境HREE質量分數的改變,這種條件下與石榴石共生的鋯石就不會出現HREE的相對虧損。因此,HREE的相對虧損與否并不能直接用來判別變質鋯石是否與富集HREE的石榴石同時形成[21]。
鋯石微區的稀土元素分析與微區定年、鋯石中的包裹體研究相結合能夠較好地限定鋯石的形成環境,可以將鋯石的形成與變質條件聯系起來,從而將變質過程中的p-T-t有效地聯系在一起,在造山帶研究中用于追溯超高壓變質巖的形成過程[21,36-38]。4鋯石同位素的地質應用
4.1鋯石的Lu2Hf同位素
Lu與Hf均為難熔的中等2強不相容性親石元素,這與Sm-Nd體系類似,因此Hf同位素示蹤的基本原理與Nd同位素相同。
Hf與Zr呈類質同象存在于鋯石的礦物晶格中,相對其他礦物,鋯石中w(Hf)高[w(HfO2)≈1%],這為獲取高精度的Hf同位素比值數據提供了保障;同時其w(Lu)/w(Hf)值極低[w(176Lu)/w(177Hf)n0.01][39-40],由176Lu衰變形成的176Hf比例非常低,對鋯石形成后的Hf同位素組成的影響甚微,這樣鋯石的Hf同位素組成基本上代表了鋯石結晶時的初始Hf同位素組成。加上鋯石化學性質穩定,具有很高的Hf同位素封閉溫度,即使經歷了麻粒巖相等高級變質作用也能很好地保留初始Hf同位素組成,因此鋯石中的Hf非常適合于巖石成因的Hf同位素研究[41-42]。Lu-Hf同位素體系本身所具有的高于Sm-Nd同位素體系的封閉溫度及鋯石特有的抗風化能力,使得鋯石成為研究太古宙早期地殼的理想研究對象。
近年來,一些作者應用鋯石的Hf同位素原位測試成功地解決了太古宙早期是否存在超虧損地幔的問題。在太古宙的Sm-Nd同位素研究中,部分太古宙早期巖石(年齡約為3.8Ga)具有較高的ε(Nd)值[ε(Nd)≈+4][43-44],似乎顯示當時地球發生過極大規模的殼幔分異作用,并出現地幔的極度虧損。通過鋯石Lu2Hf研究發現,高ε(Nd)t值的樣品并未顯示高的ε(Hf)t值,同一時期不同地質單元的太古宙巖石中的鋯石具有十分相近的ε(Hf)t值,這表明由Nd同位素確定的極度虧損地幔,是由于Sm-Nd同位素體系開放造成的假象[45-48]。
沉積巖中碎屑鋯石的REE特征及其原位的U-Pb年齡、Hf同位素組成測定已被作為研究沉積物母巖以及地殼演化的強有力工具[25,42,49]。
在巖石由多種組分構成、而其Nd同位素數據只有一個的情況下,可以通過多組鋯石的Hf同位素來認識其演化過程。
鋯石微區年齡、稀土元素的測定與Hf同位素研究相結合,是示蹤殼幔相互作用、研究區域大陸地殼增長的有力工具[50-51]。如鄭建平等[51]對玄武巖中麻粒巖捕虜體的鋯石進行了年齡、REE、Hf同位素分析,探討了早元古代華北克拉通的形成和殼幔相互作用。
由于性質不同的巖石的Hf同位素組成可能存在一定的差別,物理條件或結晶途徑也可能改變礦物的化學成分,但不會影響Hf同位素組成。如果鋯石在生長過程中不僅存在化學成分和晶體形貌上的變化,而且還伴隨了Hf同位素組成的變化,則說明有來源明顯不同的巖漿發生了化學混合。這為研究巖漿作用過程中不同組分的混入提供了重要途徑。寫作工作總結對于一個由多種組分構成的巖石樣品,巖漿巖中形態不同的鋯石晶體及同一鋯石內部不同環帶均記錄了不同組分的巖漿相互作用的過程,因此通過多組鋯石和同一鋯石顆粒內不同環帶的Hf同位素研究,可追蹤巖體的結晶歷史,獲得巖漿演化的信息。
Griffin等[52]通過對華南平潭和桐廬I型花崗巖體中鋯石的Hf同位素研究,發現不同生長階段的鋯石的Hf同位素組成不同,且它們的微量元素組成也存在差異[53],揭示這2個I型花崗巖體在形成過程中有多于2種不同來源的巖漿發生了混染。雖然化學混合(mixing)使巖體中不同類型的巖石具有類似的Sr、Nd同位素組成,但鋯石卻像“錄音機”一樣記錄了不同巖漿產生和相互作用的細節。
汪相等[54]利用鋯石中的Hf同位素探討了幔源巖漿對過鋁花崗巖成因的制約。華南過鋁花崗巖在巖相學和巖石化學上充分顯示了殼源的基本特征,且在這些花崗巖體中很少見到地幔巖漿侵入形成的淬冷包體或基性巖脈,故它們的成因無法與地幔活動聯系起來。鋯石顆粒內部的多階段生長的環帶,記錄了巖漿形成和冷凝過程中的物理化學信息。因此對顆粒內部不同環帶的同位素原位分析可以直接揭示中下地殼花崗質巖漿形成過程的復雜性和巖漿性質的演化,這些現象很難在野外觀察到,通過全巖同位素分析也難以檢測出來,而鋯石中的Hf同位素特征卻可以有效地揭示幔源巖漿對花崗巖形成的貢獻。
由于鋯石中的Hf很難與巖石外部的Hf發生交換,因此,除Hf同位素組成本身可以作為地球化學的示蹤劑外,還可通過對鋯石Hf同位素的研究來解譯導致鋯石U2Pb年齡不一致的原因。對于重結晶的鋯石,如果體系在鋯石結晶前后在成分上未發生明顯變化,則其鋯石的同位素組成符合單體系的線性演化規律;但如果有外來Hf的加入,則會形成年輕的、Hf同位素組成明顯不同的增生鋯石。基于同樣的原因,鋯石的Hf同位素組成能夠指示鋯石的U-Pb體系是否、何時發生了重置,因而在解釋下地殼、地幔來源的高級變質巖的鋯石年齡時幫助很大[55]。
4.2鋯石的氧同位素
由于地殼物質與地幔物質的氧同位素組成存在差異,因此氧同位素可以很好地示蹤殼幔的相互作用。此外,氧同位素是一種敏感的、示蹤地殼中的流體和固體相互作用的、依賴于溫度的示蹤劑,巖漿巖的氧同位素比值對那些經歷了低溫水2巖反應的物質混染尤其敏感,這些物質可能曾經與大氣水、沉積物及與那些曾經和大氣水發生蝕變的巖石發生了相互作用,因此氧同位素是示蹤巖漿來源的最有效的工具之一[56]。
高溫下鋯石和巖漿的同位素分餾很小,鋯石的氧同位素組成基本上反映了鋯石形成時巖漿的氧同位素特征[57]。研究表明鋯石中的氧同位素擴散很慢,氧擴散的有效封閉溫度≥700°C[58-59],其氧同位素組成不像其他礦物那樣易受高溫變質、熱液蝕變的影響而發生變化[59-60],即使巖石經歷了麻粒巖相的變質作用,巖漿鋯石也能在干的巖石中保留巖漿氧同位素的初始比值[57]。
正常地幔的δ(18O)約為5‰,源于地幔的巖石表現出接近該值的、均一的氧同位素比值(該值被認為是正常地幔火成巖的比值)。在高溫條件下鋯石與正常地幔巖石達到平衡時的δ(18O)=5.3‰±0.3‰[61]。幔源巖漿分異出的火成巖結晶的鋯石δ(18O)接近正常地幔的δ(18O)[61262]。研究表明,鋯石的δ(18O)是巖漿物質來源的良好示蹤劑。通過鋯石氧同位素分析,可以判斷結晶出鋯石的巖漿是直接來自地幔還是來自經過地殼循環的物質[56,60-63]。
如果巖漿的氧同位素比值低于正常地幔值,通常認為巖漿的產生是與發生了熱液蝕變的地殼巖石有關,這些巖石可能是洋殼巖石與高溫海水或者陸殼巖石與大氣降水發生了高溫熱液蝕變的結果[64-66]。但如果巖漿鋯石的δ(18O)明顯高于正常值,則說明巖漿來源于曾經歷低溫水2巖交換的巖石的部分熔融或巖漿在形成過程中有表殼物質的加入[56,67-68]。
鋯石的氧同位素分析為研究花崗質巖石的成因和巖漿系統的演化提供了新的方法[60-61,69]。在巖漿演化過程中,如果體系是封閉的,且同位素分餾達到平衡(此假設在大多數情況下都成立),那么從基性-酸性的巖漿結晶的鋯石的δ(18O)應該相同;但如果發生了同化混染,則鋯石從內到外的生長區往往記錄了巖漿成分的變化。分析各組鋯石或同一鋯石顆粒不同區域的氧同位素,可為巖漿的同化混染、不同來源的巖漿混合的定量化研究提供信息,也有助于深入認識巖漿的期次問題。
如能對鋯石的U-Pb年齡和氧同位素組成以及REE進行同步測定,就有可能把氧同位素組成特征與某階段年齡相聯系,對具有復雜地質歷史的巖石的成因環境進行限定。將鋯石的氧同位素與U-Pb年齡(必要時進行REE分析)原位測定相結合是鋯石的氧同位素研究的發展趨勢。
近年來,一些學者對澳洲JackHills地區的古老碎屑鋯石進行了微區離子探針U2Pb年齡和氧同位素組成的研究,獲得了目前已知的最古老的鋯石單顆粒年齡(4.4Ga),其δ(18O)為7.4‰～5.0‰,比地幔值高,暗示著巖漿混染和高δ(18O)物質的重熔,這些高δ(18O)的物質可能是沉積物或低溫水2巖反應的熱液蝕變巖石,表明有上地殼物質參與的巖漿過程最早可追溯到4.4Ga前。這些鋯石的氧同位素組成表明,地球在4.4Ga前就可能存在水圈,地球的表面溫度在地核和月球形成后不到100Ma的時間里就已冷卻到允許液體水存在的溫度[56,67,69]。
陳道公等[65]、鄭永飛等[66]分別對大別2蘇魯超高壓變質巖中的鋯石進行了U-Pb和氧同位素微區原位分析,發現即使在榴輝巖相高級變質作用中,鋯石仍基本保存了原巖中鋯石的氧同位素特征,其中原巖年齡為0.7～0.8Ga的變質巖中鋯石的δ(18O)明顯低于地幔平均值,表明其形成時巖漿源區明顯有大氣降水的加入,這可能與新元古代華南Rodinia超大陸的裂解和全球的雪球事件有關。
5結語
鋯石的結構和成分記錄了巖石所經歷的復雜地質過程。對內部結構復雜的鋯石進行同位素和化學成分的微區原位分析,必須在對其內部結構進行詳細研究的基礎上進行。
由于幔源鋯石和殼源巖漿鋯石的化學組成存在較明顯的區別,因而容易區分,但利用殼源巖漿鋯石的微量元素、稀土元素特征識別其寄主巖石的類型還有待于成因明確的鋯石微區原位測試數據的積累,因為目前用于建立“判別樹”的數據比較有限,且有些數據的來源不太明確。此外,在原始成因產狀不清楚的情況下(如碎屑鋯石),變質鋯石和巖漿鋯石的區分除利用w(Th)/w(U)比值外,能否通過其他的微量元素、稀土元素的比值或圖解來有效區分,這方面的研究目前報道較少。
分別對鋯石顆粒中的不同區域進行年代學、化學組成、Hf或O同位素進行原位分析,可以提供有關巖石成因的豐富信息,而這些信息的提取依賴于分析儀器和分析技術的進步。雖然現在的測試技術已實現了礦物的微區原位測試,但分析儀器的空間分辨率不夠高(目前鋯石REE、O、Hf同位素微區測定的束斑直徑一般為20～40μm),且鋯石顆粒一般較小,尤其是變質巖中變質增生或變質重結晶部分的鋯石,或者是記錄了幾個期次巖漿活動的巖漿鋯石,每一次地質作用形成的生長區域可能較小(<10μm),致使很多重要的信息無法提取。隨著原位測試技術的進一步發展,對鋯石內部不同結構域地球化學特征的研究將提供更多、更詳細、有關巖石成因的重要信息。參考文獻:
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關鍵詞:箱涵;頂進施工;軟土地基
0引言
在道路施工過程中,如果新施工的公路需要在原來的公路,鐵路的路基下面立交通過的時候,需要對原來的線路進行加固的措施,這樣可以確保道路交通的安全運行。箱涵頂進施工技術在道路施工中有著非常重要的作用。
1箱涵頂進施工技術
箱涵頂進施工中,機具設備包括:由動力器具,操作器具,執行器具,和輔助機構組成的液壓系統;由頂鐵,頂柱,分配橫梁等組成的傳力系統。箱涵頂進施工中的傳力設備根據頂進的方法,孔的跨的數量的不同而不同。箱體后背建成后,進行安裝頂進設備的工作,同時,需要對設備進行測試。在進行頂進施工之前,首先要由相關的技術人員檢查頂進前的準備工作是否完成。比如,箱身的設計的強度是否達到,線路是否加固等,經過檢查并和個以后,要使箱身和底板進行分離。全部的檢查工作合格以后,進行正式的頂進施工。開啟高壓油泵,使得千斤頂由于受到液壓從而產生頂力,由此推進箱身前進。箱身前進一鎬后,要及時把千斤頂的活塞回位,確保下次開鎬。這樣進行交替的循環,直至箱身到達所需要的位置職稱論文。
為了保證頂進的質量,在頂進過程中,必須要注意控制兩孔箱形橋在一個平面上。箱體達到要求位置后需要馬上對于線路進行三角區回填。
施工過程中需要注意以下問題:
①在箱體頂進的時候,要不斷的應對各觀測點的變化。如果有問題的時候,立即停止,解決后再進行施工。②頂進過程中,挖好的工作面要及時填埋,不能較長時間的暴露。③頂進中要對路基進行監護。④挖土機械要進行監護,在線路下方施工時,應避免直接碰撞。⑤頂進施工時,每當油泵油壓升高5~10Mpa的時候,就需要停泵觀察。如果有問題應及時處理。⑥頂進施工之前,需要先對各臺頂鎬油泵出油量進行調試,從而保證各臺頂鎬能夠正常同時工作。⑦在頂進施工中,利用經緯儀和水平儀進行跟蹤測量,頂進一次就要測量一次,隨時進行方向測量,按照方向調整頂鎬頂力。調整的方法是調節以兩側頂力為主。⑧在頂進施工中,頂桿和頂鐵應該在同一個軸線上面,這樣可以避免頂桿過長造成的失穩。
2加強軟地基處理
含水量較高,孔隙比較大,強度低等是軟土地的特征。正因為上述的特點從而導致了軟地基承載能力和穩定性都比較差。因此,需要對軟地基進行處理,預防由于直接在軟地基上施工而造成的危害建筑物安全的問題。
對軟地基的處理一般采取以下的方法:
①通過擠壓或者振動的方法,降低軟地基的孔隙比,從而可以達到提高地基強度的目的。一般情況下,對于松散性的砂土等軟地基,處于最佳的含水量的淺層時,采用人工或者機械的夯實以及機械的振動碾壓;對于粘性土,碎石,雜填土等,通過外界強大的夯擊力,使得軟地基深層固結,從而密實了土體,增強了地基的強度;采用重錘下落產生的沖擊力,擊實軟地基的表面淺層,這樣形成了一層均勻的較為強硬的殼體,這樣的方法比較適用于非飽和性的粘性土等。②采用一定的措施,減小軟地基的孔隙水,降低孔隙比,使得土體的孔隙水壓力也在減小,從而土體產生了固結的變形,從而提高了沉降的速度,地基抗剪強度增加,地基的承載力提高。堆載預壓法,真空預壓法,電滲排水法都是常見的排水固結的方法。③用石灰,碎石,砂等材料去置換軟土,同時和周圍的土體形成地基,減少地基的沉降,提高地基的承載力。強夯置換法,石灰樁法,碎石樁法等等都是常見的置換法。④利用外界力,向軟地基灌入水泥,石灰等化學材料,土體和材料固結后形成的地基可以大大提高地基的強度,這種方法叫膠結法。高壓噴射注漿法,灌漿法等都屬于膠結法的范疇。
3軟地基大體積箱涵頂進施工
3.1軟地基大體積箱涵頂進施工方法根據施工地地質特點,對于頂進影響范圍內的路基都要進行加固,注漿,這樣可以預防在頂進的過程中發生包括側面和正面在內的塌方現象。底板以上的注漿要穿插加固,以此提高地基的承載力,加固的范圍要求達到地基底以上2米。注漿加固時,地層的壓力是0.3~0.5mpa。采用灌注樁支護的方法制作工作坑。鉆孔灌注樁的直徑為100cm,相鄰樁距在150cm左右。采用人工開挖建造滑板,要求滑板的表面平整,光滑,高程的誤差小于3mm。
為確保后背土體的抗力能滿足頂力,后背樁采用鉆孔樁,這樣可以增加后背土體的密實,后背梁河滑板成為一體,預防頂進施工過程中,滑板斷裂。頂進過程中需要采用加固措施。
3.2軟土地基大體積箱涵的頂進軟土地基大體積箱涵的頂進需要掌握以下原則:①箱體的頂進原則。在箱體預置成形以后,框架主體和保護層強度必須達到設計強度100%的時候,同時進行了線路的加固以后才能進行頂進施工。②鋼刃腳的安裝。采用20mm的鋼板制成鋼刃角。采用焊接連接各個刃角,要求焊縫高度大于等于8mm,焊接過程中要預防翹曲。安裝底刃角的時候,底面和橋涵表面成仰角,這樣可以便于切土,預防橋涵扎頭。而側刃角較橋涵端面應該較大一些,降低頂進的阻力。③頂鎬的頂力一般情況下按頂鎬額定頂力的60%計算,頂鎬通常情況下采用對成式的分布。④在進行頂進施工過程中,開動高壓油泵就是進行框架橋頂進。利用頂鎬的頂力在反力作用下推動框架橋前進,實際上正常情況下每次頂程是頂鎬行程的80%左右。在完成一個頂程的時候,需要回鎬,并且把分配橫梁歸位,如此進行循環,直到框架橋就位。
橋于滑板上空頂的時候,要按照偏差及時的進行調整箱體兩側頂力,使得橋體可以嚴格按照設計軸線進入路基。由于橋體在進入路基以后,大部分形成了孔道,再進行糾正是十分困難的。在頂進的過程中,墻體的土方采用人工開挖方式進行,其他的土方利用小型挖掘機開挖,采用裝載機、汽車配合運輸。洞內挖土利用挖掘機,在必要的時候,人工配合。裝載機倒運并且裝車,采用自卸車運土。挖土和其他措施要和千斤頂調整結合使用,這樣能收到更好的效果。如果橋體左偏,那么減少左半邊邊墻,降低左側阻力,使橋體左側的頂進速度大于右側,同樣的當橋體右偏時采用上述方法進行調整。
3.3軟土地基大體積箱涵頂進的控制軟土地基大體積箱涵頂進的控制需要掌握以下原則:①在頂進的前端采用鉆孔灌注樁的方法設置迎頭樁,樁基參數與圍護樁需要一致。工作坑開挖前利用鋼絲繩和線路另一側支撐樁進行拉錨的處理工作。設置迎頭樁可以保障道路路基的穩定也減小了吃土頂進的距離,有利于控制箱涵的偏差。②路基下注漿可以保障在頂進施工過程中線路前方和側方不出現塌方,也是大體積進框構的持力層。頂進施工以前,需要確定各個施工的參數,同時,檢測試驗段注漿效果,承載力滿足要求才能施工。③箱體預制和箱體頂進施工之間還有一段時間,所以地基加固效果影響到箱體是否會出現下沉現象。④為了防止頂進過程中出現扎頭現象,滑板面做成頭高尾低的形式。⑤挖土的過程中,頂進挖土時,兩邊的墻外側是不能挖空的,同時測量工作對于箱體的頂進是十分重要的,因此在頂進施工過程中,需要測量高程和左右方向偏差,采取科學的措施,進行調整,以保證箱體的順利就位。
4結束語
根據不同的頂進形式,確定合適的加固措施,結合工程的實際情況采用科學的頂進方法,這樣可以保證工程順利、安全實施,同時,本文為大體積箱涵在軟土地基中頂進施工提供了一定的參考依據。
參考文獻:
[1]董鐵梅.軟土地基大體積箱涵頂進施工技術[J].天津建設科技.2009.6:43-46.
