川南玄武岩晶洞中的沥青与铜矿物球粒研究

川南普格杏仁状玄武岩晶洞中产出大量石英、水晶、沥青、葡萄石以及铜矿物,根据其产状和矿物组合分为石英沥青、水晶-沥青及水晶-葡萄石球粒三种类型晶洞。水晶-葡萄石晶洞中矿物组合具明显球粒形貌特点,球粒由中心柱状 水晶及垂直水晶柱面生长的葡萄石球粒内圈与铜矿物球粒外圈组成。铜矿物球粒具有明显圈层结构,由自然铜核、黑铜矿 幔、硅孔雀石与孔雀石壳组成。野外及镜下观察显示,铜矿物集合体形态受自然铜形状和产出控制,铜矿物球粒主要分布 于多个葡萄石球粒边缘的汇聚处,核部自然铜为球粒状;脉状铜矿物由一向伸长自然铜与黑铜矿、硅孔雀石等矿物组成, 分布于晶洞裂隙中。碳同位素与红外光谱研究表明晶洞中的沥青为生物成因,属石油沥青,有机质可能来自下二叠统 （P13）碳酸盐。晶洞中矿物为含有机质成矿溶液依次结晶而成,其顺序为：玉髓或石英→水晶、沥青与自然铜→自然铜与 葡萄石→黑铜矿→硅孔雀石→孔雀石→方解石。沥青的螺旋生长花纹特征、水晶中包裹体均一化温度以及水晶中沥青与自 然铜之间的关系显示,沥青是有机质（原油）受热裂解转变而成,其形成温度约为290~230℃,自然铜的结晶温度为230~ 160℃。     

川南滇北含自然铜杏仁状玄武岩的矿物组合与成因

峨眉山玄武岩铜矿与基韦诺超大型铜矿相似,杏仁状玄武岩中的自然铜矿石就是该类型铜矿床中的主要组成部分之一,本文称其为"杏仁体式"自然铜矿床。通过矿石矿物标型特征、矿物组合特征以及固溶体分离结构特征等分析研究,认为川南滇北"杏仁体式"自然铜矿为火山热液矿床,形成于低温还原环境,成矿作用发生在岩浆作用结束期及间歇期热液阶段,成矿经历过热液蚀变改造。铜矿物生成顺序为:自然铜→斑铜矿、辉铜矿、黄铜矿→赤铜矿、黑铜矿、孔雀石等。玄武岩中广泛分布的沥青与自然铜同时形成,并为自然铜及铜的硫化物的形成提供了强还原环境。沥青形成温度和斑铜矿-辉铜矿的固溶体分解温度将自然铜形成温度区间限定为290~225℃。     

滇黔交界地区峨眉山玄武岩铜矿化蚀变特征

滇黔交界地区蛾眉山玄武岩铜矿化具层控特征,主要发育于上二叠统蛾眉山玄武岩组第四岩性段下部。矿化主岩为玄武岩流顶部的淬碎玄武质角砾岩和玄武岩流之间的含炭沉积岩;矿石矿物主要为自然铜及其表生氧化产物黑铜矿、赤铜矿、孔雀石等;脉石矿物主要有沥青、炭质物、石英、沸石、方解石、绿帘石等,此外还有少量绿泥石、钠长石、铁阳起石、榍石、辉铜矿、硅孔雀石、铜蓝、褐铁矿等。以玄武岩为主岩的铜矿石典型矿物组合为自然铜 沥青 石英及不含沥青等有机质的自然铜 石英 绿帘石,以含炭沉积岩为主岩的铜矿石典型矿物组合为自然铜 炭质物 沸石 石英( 辉铜矿);原生铜矿化有2个期次：早期铜矿化发生于有机质流体贯人之前,晚期铜矿化发生于有机质流体贯人之后。该类铜矿化的同生火山热液特征不明显,以后生热液矿化为主。淬碎玄武质角砾岩不仅是有机流体的良好储层,也为成矿流体提供了就位空间,是铜矿化层控特征的主要控制因素。有机流体及含碳沉积岩中碳质为成矿物质以自然铜形式沉淀提供了还原条件。     

峨眉山玄武岩铜矿的三种成矿流体

峨眉山玄武岩铜矿化有3个原生矿化期次.第一期次表现为自然铜及少量硅孔雀石与石英、沸石、绿帘石、绿泥石、钠长石、榍石、铁阳起石等共生,产于玄武岩的气孔中;第二期次表现为自然铜与石英、方解石一起呈网脉状穿插于玄武岩中沥青的裂纹中,或自然铜与沸石一起穿插于含碳沉积岩中炭质的裂纹中,或自然铜与沥青、石英呈浸染状共生;第三期次表现为自然铜与石英一起呈细脉状穿插于石英绿帘石化玄武岩中,没有共生的有机质,有时有方解石脉.     

新疆东准噶尔苏海图地区首次发现自然铜的启示和意义

苏海图火山岩属于纸房-琼河坝火山岩带,出露的地层主要有泥盆—二叠系火山岩。首次在新疆苏海图地区蚀变玄武岩中发现自然铜矿化,矿化与绿帘石化、碳酸盐化、孔雀石化、硅化等关系密切,显示热液成矿特点。电子探针研究初步表明,铜矿物组合为自然铜、赤铜矿和黑铜矿等,自然铜被赤铜矿、黑铜矿不同程度交代;已发现的铜矿物中,尚未发现自然铜与其它铜的硫化物之间存在接触关系,暗示自然铜为原生铜矿物,矿化与火山间歇期热液活动有关,属于火山岩型铜矿化。地球化学特征表明,苏海图含矿玄武岩不具有地幔柱玄武岩特征,自然铜矿化和地幔柱岩浆作用无关。同一岛弧带上的琼河坝地区以斑岩型、矽卡岩型铜矿为主,苏海图地区火山岩广泛分布,可能存在多种铜矿化类型,自然铜矿化是该地区一种新的矿化类型,对寻找铜矿具有一定的指导意义。     

自然铜、铜合金矿物及其矿床形成机理新探索

描述了自然铜、铜合金矿物及其矿床形成的新机制。在岩浆及热液中，铜及铜合金可呈氢化物、羧基配合物及纳米粒子活性、迁移、富集形成自然铜矿床，或经以后的地质事件，长期、多次迁移富集，叠加形成富而大的自然铜矿床。在表生条件下，铜的硫化矿物被氧化分解，可形成亚铜的硫代硫酸盐及氯配合物，部分可形成铜的硫酸盐配合物迁移，由于硫代硫酸盐被氧化，亚铜岐化可形成高纯度的自然铜，但它易氧化形成孔雀石、蓝铜矿、赤铜矿、黑铜矿、硅孔雀石等，因此很难形成自然铜矿床。     

峨眉山玄武岩组铜矿化与层位关系研究

根据地球化学急变带控矿的分带性规律,在滇黔边界发现了新类型的铜矿化及工业矿体找矿线索。铜矿化一般赋存在二叠系峨眉山玄武岩组,二者之间难于识别,铜矿物以自然铜和黑铜矿为主,赋存于特定的熔结凝灰岩、火山凝灰角砾岩层位,形成作用与有机质有关,很可能形成一种新的铜矿工业类型。基于野外调研和室内岩矿鉴定,按铜矿化的矿物组合及赋存特点,初步划分为：硅质沥青铜矿化;次生氧化、硫化物铜矿化;团块浸染状自然铜矿化;热液蚀变沸石化型黑铜矿化;凝灰角砾岩型黄铜矿化和碳质、硅化木铜矿化等6种铜矿化类型。这些矿化类型分别与相应的玄武岩组韵律层相对应,其中,沥青质铜矿化类型在区域上分布广泛,沥青广泛充填于熔结凝灰岩的气孔和含矿凝灰岩、碳泥质岩石破碎带中,自然铜、黑铜矿等矿物赋存于硅质沥青岩中,矿化层稳定,找矿标志明显,具有重要的创新性研究意义和找矿价值。     

黔西北香炉山铜矿床赋矿主岩矿物岩石学研究

黔西北威宁地区香炉山铜矿床位于二叠系峨眉山玄武岩组第3段(P3β3)顶部与宣威组(P3x)底部之间,属于玄武岩型铜矿床。针对其含矿地层宏观地质特征与赋矿主岩矿物岩石学组构,本文以野外地质为基础,系统开展岩矿鉴定、扫描电镜与电子探针分析等研究,结果表明,本矿床赋矿主岩为岩屑粉砂岩的矿石矿物为辉铜矿、斑铜矿、黝铜矿和孔雀石,脉石矿物为长石、石英、绿泥石和碳质物等;赋矿主岩为火山角砾岩的矿石矿物为自然铜、斑铜矿、黄铜矿、辉铜矿、黝铜矿和孔雀石,其脉石矿物为石英、绿泥石、白云石和粘土矿物等,按其主要矿物含量,原生矿石可分为自然铜+辉铜矿+赤铁矿矿石、自然铜+黄铜矿+黝铜矿矿石、黄铜矿+斑铜矿+赤铁矿矿石3种自然类型。根据矿物共生组合与相互穿插关系,本矿床成矿作用可分为热液期和表生期,其中,热液期矿石矿物的形成顺序为斑铜矿→黄铜矿—黝铜矿—自然铜→辉铜矿,表生期形成孔雀石、赤铜矿、赤铁矿、钛铁矿、褐铁矿等矿物。     

川南普格暗色团块玄武岩中的沥青与自然铜特征及其成因

沥青、自然铜常常与石英出露于杏仁状玄武岩暗色团块的矿物颗粒间或间隙中。自然铜的晶出是在成矿热液中的有机质几乎裂解为沥青和天然气之后。自然铜与沥青的产出互为负相关关系,即暗色团块中的沥青或沥青与石英越发育,沥青中的自然铜含量越低,其附近或周围的自然铜与石英也越发育,但这两者晶出的时间与空间间隔极短,它们之间形成的先后关系依次为：石英→沥青→自然铜。沥青的碳同位素、化学组成及红外光谱测试表明,暗色团块及裂隙石英脉中玄武岩捕虏体中的沥青是生物成因的石油沥青。包裹体测温与拉曼分析给出,成矿热液中的有机质需在较高温度下（>350℃）才能裂解为沥青与天然气（CH₄）,成矿热液温度越高,有机质成熟度就越高,沥青中的有机碳含量也越高,残存在沥青中的自然铜含量就越低。     

云南富乐铅锌矿床中铜矿物的矿物学特征及地质意义

MVT型铅锌矿床中矿物组成一般较简单,铜矿物非常少见。云南富乐铅锌矿床是川滇黔MVT型铅锌成矿域中代表性 大型铅锌矿床,其赋矿层位为该区最新地层-中二叠统阳新组白云岩,矿体距上覆峨眉山玄武岩不到160 m。通过矿相、 扫描电镜及能谱等分析测试,本研究在该矿床中发现了大量铜矿物,主要包括以下四类,即黄铜矿、锌砷黝铜矿、黝铜矿 和孔雀石,这些铜的独立矿物常交代闪锌矿和黄铁矿等矿物,形状多为环带状、脉状及不规则状等,部分黄铜矿呈乳滴状 分布于闪锌矿颗粒内部或呈他形交代闪锌矿,可能与闪锌矿同时形成,锌砷黝铜矿和黝铜矿呈他形细脉状穿插于闪锌矿或 分布于闪锌矿边缘及孔洞中,暗示这些铜矿物形成略晚于铅锌成矿。上述铜矿物常见于中低温热液铅锌矿床,其中锌砷黝 铜矿是硫盐矿物中较罕见的矿物,黝铜矿和锌砷黝铜矿的出现指示相对氧化的成矿环境,而孔雀石是在铜矿物的氧化过程 中形成的次生矿物。研究表明,本矿床矿石矿物的生成顺序为：黄铁矿→闪锌矿（乳滴状黄铜矿） →方铅矿→黄铜矿→锌 砷黝铜矿→黝铜矿→孔雀石,结合矿床产出的地质地球化学特征,云南富乐铅锌矿床中铜可能有两个来源：早期的乳滴状 黄铜矿与铅锌矿同期且均来自基底地层--昆阳群;后生铜矿物（黄铜矿、黝铜矿和锌砷黝铜） 主要来源于上覆峨眉山玄 武岩,这与铅锌主要来源于昆阳群等基底地层有所差异,研究成果为认识川滇黔地区铅锌成矿作用与峨眉山玄武岩关系提 供了新的地球化学依据。     

RS和GIS技术集成及其应用

本文简要地介绍了ＲＳ（遥感图像处理系统）和ＧＩＳ（地理信息系统）技术及其集成的基本概念和方法。讨论了ＲＳ和ＧＩＳ技术及其集成的内在涵义、相互关系,认为ＲＳ是ＧＩＳ重要的外部信息源,是其数据更新的重要手段,尤其对于全球性的 地理动力学分析,更必须有ＲＳ所提供的覆盖全球的动态数据与ＧＩＳ的结合。反之,ＧＩＳ则可以提供ＲＳ所需要的一些辅助数据,以提高ＲＳ图像的信息量和分辨率,同时,ＧＩＳ可以将实地调查所     

红藻石和蓝藻石概念及分类归属的综述和修订

在分析和总结前人对红藻石和蓝藻石研究成果基础上,结合岩石薄片显微镜下观察实例,发现在以往碳酸盐岩颗粒分类中没有红藻石和蓝藻石的合适位置。鉴于红藻石重要的成因意义和造礁作用,有必要明确红藻石的概念和归属。珊瑚藻本身极易钙化,经生物矿化作用最终保存下来的珊瑚藻屑一直放在生物碎屑中,而红藻石是由非固着的珊瑚藻构成的钙质独立结核,因此也可以被划分到生物碎屑中。蓝藻石作为蓝细菌钙化作用的产物,同时鉴于蓝藻石的广泛存在,把钙化蓝细菌形成的核形石命名为蓝藻石,这一重要概念从提出到现在一直被使用。然而蓝绿藻概念已变更为蓝细菌,蓝藻石的形成与藻类无关,显然将其称作蓝菌石更加确切。因此,应将红藻石和蓝藻石分别归为生物碎屑和核形石当中,并用新的术语蓝菌石替代蓝藻石。其意义在于使红藻石和蓝藻石的概念及归属更为规范,并为碳酸盐岩颗粒的深入研究提供有益线索。     

矿物——成矿与找矿

单颗粒矿物微量元素激光原位定量分析测试数据的大量积累和研究,使矿物成为矿床地球化学研究和矿床勘查的重要示踪剂。本文重点选择磁铁矿、磷灰石、石榴子石、榍石、锆石、绿泥石和绿帘石等的原位分析研究所获得的认识,介绍单颗粒矿物成分组合及变化在矿床类型划分、成矿年龄测定、氧逸度、成矿过程与物质来源、找矿与勘探等方面的应用。不同矿床类型中普遍存在的矿物,如磁铁矿、磷灰石等的微量元素含量及组合差异,提供了矿床类型识别的标志。单颗粒矿物,特别是矿石矿物和密切共生矿物如锡石、铌钽铁矿、赤铁矿、石榴子石、方解石等的原位定年,使成矿年龄的直接准确测定成为现实。矿物中变价元素,如Fe、V、Mn、Ce、Eu含量和/或比值的变化,指示了成矿过程氧逸度及其变化特点。从矿物核部向震荡环带与边部的微量元素含量或同位素组成的变化,示踪了成矿过程中流体来源或性质的变化。斑岩和矽卡岩矿床中与成矿作用关系密切的蚀变矿物,如绿泥石、绿帘石的形成温度、特征微量元素比值,如Ti/Sr、Ti/Co、V/Ni、Mg/Sr等,与距矿床中心距离呈线性函数关系,可定量预测距矿床中心的距离,使以绿泥石、绿帘石为代表的找矿指示矿物研究迅速发展。     

自动化智能化地质岩芯钻探技术装备研发与应用

为解决5000 m地质岩芯钻探基础准则与依据缺失问题，提高钻探装备的自动化、智能化水平，启动了5000 m智能地质钻探技术装备研发工作，通过钻机装备、钻探器具研制，钻探工艺技术研究并经试验示范验证，取得多项创新成果，形成了5000 m地质岩芯钻探技术体系。通过特深孔钻孔口径与管柱规格优化研究、钻杆规格设计、装备性能参数选配，形成了5000 m地质岩芯钻探技术规范体系；基于5000 m特深孔地质岩芯钻机、孔口自动化作业装置等关键设备研制，实现了绳索取芯钻进的孔口作业全流程自动化，形成了轻量化钻机孔口管柱柔顺控制技术；基于复杂地层孔内工况判别、钻进参数优化与轨迹优化控制等技术问题研究，形成了多源信息融合的地面与孔底一体化钻进过程智能控制技术；基于高性能薄壁绳索取芯钻杆和系列小口径高效钻具研制，形成了大深度绳索取芯系列钻杆钻具技术；研发了耐高温环保型冲洗液、生物破胶废浆处理技术、“广谱型”双浆堵漏技术，形成了绿色环保型冲洗液体系与护壁堵漏技术。     

自动化智能化地质岩芯钻探技术装备研发与应用

为解决5000 m地质岩芯钻探基础准则与依据缺失问题，提高钻探装备的自动化、智能化水平，启动了5000 m智能地质钻探技术装备研发工作，通过钻机装备、钻探器具研制，钻探工艺技术研究并经试验示范验证，取得多项创新成果，形成了5000 m地质岩芯钻探技术体系。通过特深孔钻孔口径与管柱规格优化研究、钻杆规格设计、装备性能参数选配，形成了5000 m地质岩芯钻探技术规范体系；基于5000 m特深孔地质岩芯钻机、孔口自动化作业装置等关键设备研制，实现了绳索取芯钻进的孔口作业全流程自动化，形成了轻量化钻机孔口管柱柔顺控制技术；基于复杂地层孔内工况判别、钻进参数优化与轨迹优化控制等技术问题研究，形成了多源信息融合的地面与孔底一体化钻进过程智能控制技术；基于高性能薄壁绳索取芯钻杆和系列小口径高效钻具研制，形成了大深度绳索取芯系列钻杆钻具技术；研发了耐高温环保型冲洗液、生物破胶废浆处理技术、“广谱型”双浆堵漏技术，形成了绿色环保型冲洗液体系与护壁堵漏技术。     

桩-岩摩擦黏着特性的试验与分析

研究桩与岩石的侧摩阻力组成及影响因素,有助于准确地把握桩与岩石的侧摩阻力取值原则。在对桩与岩层的摩擦黏着机制分析的基础上,指出界面力与岩层抗剪力的区别,并提出岩层的极限侧摩阻力由界面强度及岩石强度两者较弱一方决定的观点。进行了中风化岩中4组混凝土短桩的抗压及抗拔极限摩阻力对比试验,获得了相应的极限侧摩阻力值以及抗拔与抗压极限侧摩阻力值的比值。抗拔时由于上部岩层对桩侧岩层的约束作用较弱,会使侧摩阻力相对抗压时有较大降低。通过有限元计算及其与试验值的比较分析,研究短桩与岩层的界面强度条件,发现岩层和混凝土灌注桩间的侧摩阻力中界面黏着力占很大比例。     

再论流体势及其与圈闭和油气藏关系

在Hubbert(1953)关于流体势和圈闭的经典论文基础上,从流体势计算的基本原理出发,论证了气势与水势、油势计算表达式的具体形式是不同的,如等地温梯度的静水压力场中理想气体的势包含压力的对数函数与线性函数之和,而不只是包含压力的线性函数.表述了同一求势面所对应的测势面对于不同流体是不同的;指出了圈闭的溢出点通常是等势面与非渗透层面交线的切点;应用简洁的数学分析方法,推导了地下水三维流动情形下油(气)等势面某点切平面坡度与水头、渗滤速度关系的表达式,其中坡度绝对值与渗滤速度关系的表达式为:tanθ=√v2x v2y/|vf vz|,其中vf=K[ρw-p(p)]g/μ,式中:θ为切平面的倾角;vx、vy和vz分别为沿坐标轴ox、oy和oz方向的渗滤速度分量;K和μ分别为渗透率和水的动力黏度;ρw、ρ(p)分别为水和油(气)的密度.根据这些基础性的分析,对被广泛引用的Levorsen(1954)的背斜-水动力复合油藏中水头与油水界面产状的关系示意图进行了两点修改:将油水界面改为曲面、将油水界面处油藏的测势面改为高于油水界面处水的测势面的水平面;对向斜部位聚集油气的水动力条件进行了讨论,认为只有两(各)翼水流都向下流动且水流强度中等条件下才能在向斜部位聚集油气.     

现代新技术新方法与工程地质

本文阐述了瓣技术，新方法应用于工程地质研究取得的进展，内容涉及原位测试技术，数值模拟技术，物理模拟技术和物探测技术，这些方面的研究推动了工程地质学的发展。     

区域构造、地球化学与成矿

成矿是一种复杂的地质作用，区域构造与区域地球化学是控制成矿的基本要素。文中简略叙述了构造成矿研究的历史，论述了大型构造与成矿的关系，提出构造动力体制转换是引发成矿作用的一种重要机制。通过对我国矿田构造研究的回顾，总结提出构造研究的一些思路，同时对区域地球化学与成矿、上地幔元素丰度与成矿以及地球化学急变带与成矿等做了简要的讨论，认为岩石圈及地质体中一定含量的金属元素是成矿的必要条件，而成矿尚需一定的地质作用对这些金属元素的浓集。     

Glyph and hyperstreamline representation of stress and strain tensors and material constitutive response

Results of numerical analyses of boundary value problems in geomechanics include output of three‐dimensional stress and strain states. Two‐dimensional plots of stress–stress or stress–strain quantities, often used to represent such output, do not fully communicate the evolution of stress and strain states. This paper describes the use of glyphs and hyperstreamlines for the visual representation of three dimensional stress and strain tensors in geomechanics applications. Glyphs can be used to represent principal stress states as well as normal stresses at a point. The application of these glyphs is extended in this paper to represent strain states. The paper introduces a new glyph, called HWY glyph for the representation of shear tensor components. A load step‐based hyperstreamline is developed to show the evolution of a stress or strain tensor under a general state of loading. The evolution of stress–strain states from simulated laboratory tests and a general boundary value problem of a deep braced excavation are represented using these advanced visual techniques. These visual representations facilitate the understanding of complex multidimensional stress–strain soil constitutive relationships. The visual objects introduced in this paper can be applied to stress and strain tensors from general boundary value problems. Copyright © 2003 John Wiley & Sons, Ltd.