成矿碳酸岩的实验岩石学研究现状与展望

火成碳酸岩及其风化产物是全球战略性关键金属稀土元素(REE)和铌(Nb)的主要来源。因此,对关键金属在火成碳酸岩中的超常富集机理研究具有重要的科学意义。研究表明成矿碳酸岩常常与碱性杂岩体存在密切的时空联系,因而母岩浆应属于碳酸盐化的硅酸盐岩浆,并以霞石岩岩浆为主。针对碳酸岩关键金属矿床的成岩成矿过程,已有实验发现母岩浆在地壳内的演化过程中,既可以通过分离结晶作用,也可以通过液态不混溶作用形成碳酸岩。然而,更加接近自然样品的多组分体系的实验均表明液态不混溶作用总是先于碳酸盐矿物分离结晶作用。因此,液态不混溶作用对关键金属成矿过程有着不可忽视的作用。尽管如此,已有不混溶实验表明当碳酸盐熔体和硅酸盐熔体发生不混溶之后,关键金属REE与Nb总是优先分配到硅酸盐熔体(碱性岩)中,但是在成矿杂岩体中,REE与Nb是高度富集在碳酸岩中。虽然不混溶实验表明REE与Nb在碳酸盐-硅酸盐熔体中的分配系数与含水量有关,即与熔体的聚合程度有关,但是绝大部分成矿碳酸岩成矿过程一般并不富水,所以碳酸岩中REE和Nb等关键金属元素超常富集的机理并不明确。因此未来的研究应重点关注在碳酸岩演化的过程中,除了水以外,其他配体对于关键金属元素在不混溶硅酸盐-碳酸盐熔体之间分配系数是否有影响,从而找到控制碳酸岩中关键金属成矿的关键。     

高电荷密度阳离子在硅酸盐不混溶液相间的分配

在硅酸盐液相不混溶过程中,高电荷密度(HCD)阳离子优先进入较基性的不混溶熔体相中,这与它们在岩浆分离结晶过程中的行为正好相反.根据这个原理,可区分岩石(矿石)是液相不混溶成因还是结晶分异成因.HCD阳离子在两共轭液相中的分配主要由其聚合程度强弱决定.在基性熔体中,非桥氧(NBO)数较多,要求更多的HCD阳离子以求配位.两液相中结晶相的存在会严重影响HCD阳离子的配分性质.     

花岗岩类矿床成矿流体形成过程的原位观测实验

花岗岩浆液态不混溶作用和饱和H₂O花岗岩浆的热液出溶作用是花岗岩类矿床成矿流体形成的重要机制。利用最新式热液金刚石压腔,开展了成矿流体形成机制的原位观测实验。在岩浆热液出溶过程的实验中,初始样品为各类硅酸盐和纯H₂O或LiCl水溶液,在H₂O饱和状态中,硅酸盐熔体珠不断分异出富H₂O的流体。花岗岩浆液态不混溶实验的初始样品为NaAlSi₃O₈-LiAlSiO₄-SiO₂-LiCl-H₂O。在硅酸盐完全重熔后的降温过程中,硅酸盐熔体珠分离出富H₂O熔体相和贫H₂O熔体相,压力的突然降低促进了相分离的发生。研究表明：岩浆热液的出溶作用发生在H₂O饱和的条件下,是岩浆的“第二次”沸腾作用,对花岗岩型稀有金属矿床的形成具有重要意义;花岗岩浆液态不混溶产生的富H₂O熔体易于结晶出粗大晶体,暗示岩浆液态不混溶作用可能是一些花岗伟晶岩形成的主要机制。两类成矿流体形成机制实验条件的差异表明,Li是花岗岩浆发生不混溶作用的重要因素。在今后的研究中,应把热液金刚石压腔的原位观测与微束分析技术结合,在高温高压状态下分析成矿元素的迁移和富集规律。     

硅酸盐熔体结构与岩浆液态不混溶作用

本文简述了硅酸盐熔体结构和岩浆液态不混溶作用的基本特征，计算了玄武岩中基质和液态不混溶共轭熔体对的ＮＢＯ／Ｔ值，发现三者具有不同的熔体结构，据此总结出硅酸盐熔体结构与岩浆液态不混溶作用之间的内在联系。同时利用硅酸盐熔体结构解释了组分对岩浆液态不溶混作用的影响。     

不混溶熔体体系的元素分配系数及其影响因素和岩石学、矿床学意义

不混溶熔体体系的元素分配系数KiM1-M2,揭示了岩浆不混溶作用过程中元素的行为规律。本文给出了涉及到超基性(U)、基性(B)、中性(M)、酸性(A)、碱性(AK)硅酸盐熔体和硫化物(S)、氧化物(O)、碳酸盐(C)熔体的岩浆不混溶体系的元素分配系数,指出:①自M+(包括Al+3、Si+4)→M+2→M+n(n≥3),元素的KiU-B、KiU-M、KiU-A、KiB-MKiB-A、KiM-A均逐渐增大,由<1→≥1→》1;②M+(包括Al+3、Si+4)的KiU-AKiU-M>KiU-B>1,KiB-A>KiB-M>1,KiU-A>KiB-A>KiM-A>1,KiU-M>KiB-M>1。此外,文中讨论了熔体成分(结构)、元素性质、物理化学条件(T、P、fO2)对KiM1-M2的影响,并从热力学角度解释了为什么在熔体中加入高价阳离子、降低温度、升高压力均能加宽熔体的不混溶区,使KiM1-M2>1的元素分配系数增大,使KiM1-M2<1的元素分配系数减小,而加入低价阳离子、升高温度、降低压力则作用相反。最后,分析了KiM1-M2与矿物-熔体和熔体-溶液间元素分配系数的关系以及熔体不混溶作用在内生成矿中的意义。     

硅酸盐岩浆液态不混溶作用的理论基础概述

液态不混溶作用是岩浆演化过程中的重要作用之一。本文针对具有普遍意义的硅酸盐岩浆液态不混溶作用的研究历史和进展,对其理论基础,包括熔体结构、相平衡、动力学和元素分配以及同位素分馏等问题进行了阐述。同时还就岩浆混溶作用中涉及到的稳定态和亚稳态液态不混溶不同的相平衡关系,以及从热力学角度液态不混溶作用发生的驱动力,不混溶相从成核到长大再到最终相分离的动力学过程进行了详细介绍。此外,针对岩浆系统,还总结了发生不混溶的条件和不混溶作用过程中元素的地球化学行为。最后以攀枝花层状岩体中部岩相带的形成为例,说明粒间熔体液态不混溶作用在韵律层形成过程中发挥的重要作用。     

湖南锡田钨锡多金属矿床流体包裹体显微测温和LA-ICP-MS原位分析对成矿流体演化的制约

为了解锡田钨锡多金属矿床的成矿流体演化过程和成矿元素迁移机制,深入揭示成矿机制,指导该地区的下一步找矿勘探工作,对黑钨矿、锡石及透明矿物的流体包裹体进行了岩相学观察、红外显微测温及LA-ICP-MS原位分析.显示锡田钨锡多金属矿床绿柱石、黑钨矿中发育流体-熔体包裹体,均一温度最高可达760℃.早成矿阶段流体均一温度为360~500℃,盐度主要为28.4%~41.5% NaCl_eqv,主成矿阶段均一温度为280~450℃,盐度主要为3.0%~20.0% NaCl_eqv.,晚成矿阶段均一温度为120~280℃,盐度为0.4%~6.6% NaCl_eqv..LA-ICP-MS分析表明,超临界流体开始出溶时,W、Cu、Mo等元素优先富集于富挥发分气相中,Pb、Zn、Sn、Fe、Mn等元素则更倾向富集于高盐度卤水相中.锡田钨锡多金属矿床成矿流体来源于燕山期浅源花岗岩,钨锡成矿作用始于岩浆-热液过渡阶段,成矿流体具有高温、高盐度和富CO₂等特征.成矿流体来自岩浆流体的出溶,演化过程中经历了两次不混溶作用,不混溶相分离过程中,成矿元素选择性迁移,在各相中进行不均匀分配.流体不混溶、水岩反应、流体混合和流体冷却作用是导致该矿床钨锡矿物沉淀的原因.      

长英质岩浆中液态不混溶与成矿作用关系的实验研究

本文的实验研究表明：１２５０℃（１０５Ｐａ）条件下呈均一状态的花岗岩－ＫＢＦ４－Ｎａ２ＭｏＯ４体系，在１０００℃条件下发生液态不混溶形成三种熔体：相对偏酸性的液滴、相对偏基性的熔体和成矿熔体。成矿熔体中富含ＣａＯ、ＭｇＯ和ＭｏＯ２组分。红外光谱研究表明：硅酸盐熔体结构以［ＳｉＯ４］基团为主，而成矿熔体结构中存在Ｃａ—Ｆ、Ｃａ—Ｏ—Ｍｏ、Ｈ—Ｏ—Ｈ以及Ｘ─ＯＨ（Ｘ＝阳离子）基团，说明Ｈ２Ｏ和Ｆ富集在成矿熔体中。液态不混溶作用产生的三种不混溶熔体的结构差异明显，主要表现在结构单元中桥氧数目的变化，相对偏酸性的Ａ类小球体的结构单元中桥氧数最高，基底玻璃熔体中桥氧数则相对较少，而成矿熔体中不存在桥氧。本实验研究结果表明长英质岩浆中的液态不混溶可直接导致成矿熔体的形成。这意味着长英质岩浆中的液态不混溶可直接导致斑岩矿床的形成。     

花岗岩—KBF4—Na2MoO4—WO3体系的实验研究及其矿床学意义

为探讨长英质岩浆作用过程中金属成矿元素的地球化学行为及其成矿意义，我们进行了常压下花岗岩－ＫＢＦ３－Ｎａ２ＭｏＯ４－ＷＯ３体系的实验研究。结果表明，高温（１２５０℃）条件下呈均一状态的花岗岩－ＫＢＦ４－ＮａＭｏＯ４－ＷＯ３体系，当温度降低时发生液态不混溶，从中分离出含矿熔体的小液滴，体系中的Ｍｏ（Ｗ）几乎全部富集在这种小液滴中。含矿熔体中极富含Ｃａ、Ｍｇ和Ｐ，而贫Ｓｉ、Ａｌ和Ｋ，Ｈ２Ｏ和Ｆ富集在含矿熔体中。此实验结果表明：长英质岩浆中液态不混溶作用的发生可以使成矿元素Ｗ和Ｍｏ富集到与硅酸盐熔体不混溶的独立的非硅酸盐熔体中。这种熔体在适当的地质条件下继续演化可形成类似镁铁质岩浆演化过程中常出现的岩浆熔离型矿床。本实验结果可能为斑岩矿床的形成机理提供一种新的解释。     

岩浆不混溶作用模拟

基于硅酸盐熔体不混溶相平衡实验资料,采用氧化物规则溶液的活度模型,建立了预测岩浆不混溶作用的热力学方法,研究了氧化物组分在不混溶两液相之间的分配系数与温度、压力和岩浆成分之间的关系．由此,可以预测天然岩浆不混溶作用,计算不混溶的起始温度、共轭两液相的成分及含量．计算的不混溶两液相中ＳｉＯ２,Ａｌ２Ｏ３,ＦｅＯ的摩尔分数平均残差为３．０％～４．０％,其他氧化物平均残差小于１．０％,不混溶两液相的摩尔分数平均残差约为１．０％．对阳原岩体的模拟计算表明,磁铁矿－磷灰石矿床的形成与球粒状黑云辉石正长岩岩浆在１１５０～１２５０℃下的不混溶作用有关;计算的共轭两液相的相对含量与岩相学证据吻合．     

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。     

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。     

现代微区测试技术在确定宝玉石产地来源中的应用及其研究进展

宝玉石产地来源的研究是近几年地质学、宝石学和考古学界的热门话题之一。一方面,不同产地来源的宝玉石可能具有不同的品质特征及经济价值,其研究有助于珠宝首饰价值的判断,为各国海关执法提供技术支持;另一方面,古代宝玉石产地的确定对了解古代宝玉石的开采与古代科技的发展水平及不同区域的文化交流均具有重要意义。在总结前人研究成果的基础上,结合现代微区测试技术的最新研究成果,从微量元素、包裹体以及同位素分析等方面探讨总结了微区测试技术在确定宝玉石产地来源研究中的应用。当前的研究结果显示,不同的技术方法对确定宝玉石的产地来源均有一定的意义,但宝玉石产地来源的最终确定往往需要依赖更大范围和更深入地对宝石矿床的地球化学进行多技术手段的交叉分析。显然,确定各种不同类型宝玉石产地来源的标型特征及建立相关重要宝石产地的地球化学数据库,是最终解决宝玉石产地来源鉴定问题的关键。     

Progress and Prospect of Statistics and Assessment of Large-scale Natural Disaster Damage and Losses

In June 2014, the "Statistics System for the Damage and Loss of Large-scale Natural Disasters" (SSDLLND) was issued by the Ministry of Civil Affairs and the Office of National Disaster Reduction Committee, which marked that the statistics and assessment of China's catastrophic natural disaster damage and losses formally entered a new stage of institutionalization. On the basis of analyzing the five major international disaster damage and loss assessment systems, including HAZUS-MH, ECLAC, DaLA, EMA-DLA and PDNA, the differences between the “SSDLLND” of China and five major international systems were compared from the statistics and assessment contents and indicators. Combined with the statistics and assessment practices of China’s large-scale disaster damage and losses and the characteristics of international systems in recent years, the future development of the SSDLLND were proposed in three aspects: Enriching and improving the framework of damage and loss statistics content, stepwise improvement of disaster impact assessment methods (such as the ecological capital loss assessment, tourism industry loss assessment due to the disasters, etc.), and improving indicators and parameters of loss statistics. The study has an important practical significance for improving the statistics and assessment system of the damage and loss of major natural disasters and better serving the post-disaster recovery and reconstruction decision-making.     

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     

贵州省地矿局钻探工程发展回顾与展望

贵州省地矿局建局63年以来,钻探工程作为地质找矿的重要技术手段,发展至今已形成门类齐全、设备精良、技术精湛的专业体系。本文在总述贵州省地矿局地质找矿辉煌成就的基础上,从小口径岩心钻探、大口径深井钻探、地下水机井钻探、浅层地温能钻探等几个重点方面详细回顾了钻探工程的发展历程,对未来发展趋势进行了展望,同时提出了相关的建议,以供今后的工作参考。     

Intersections of ellipsoids and planes of arbitrary orientation and position

This paper considers an ellipse, produced by the intersection of a triaxial ellipsoid and a plane (both arbitrarily oriented), and derives explicit expressions for its axis ratio and orientation. The relationship between central and noncentral sections, and the problem of intersection probability, are discussed. The resulting equations have obvious applications in structural geology and optical mineralogy, and in stereological modeling of grain-size and grain-shape distributions.     

相控和气洗分馏作用对油气组分及碳同位素组成的影响

油藏条件下的相控和气洗分馏作用使得油藏中油气的物理性质和化学组成发生了明显变化。通过不同温压条件下的ＰＶＴ实验及其产物测量为该观点提供了十分有意义的科学证据,其主要结论结下：（１）总的来看,气洗分馏作用较由温度和压力引起的相控分馏作用明显,气洗作用是油藏中原油性质（如：含蜡量、密度和粘度等）发生重大变化的最主要因素;（２）ＰＶＴ分馏不仅导致凝析油中饱／芳比值的异常高值,而且饱／芳比值在凝析油和正常     

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。