湖南瑶岗仙钨矿床成矿流体演化特征研究

瑶岗仙矿床位于湖南省郴州市瑶岗仙镇,是世界著名的钨矿床。近几年,随着云英岩析离体的发现,对于成矿流体的演化过程有了新的认识。文章通过对瑶岗仙石英脉型黑钨矿矿床的中粒碱长花岗岩、云英岩析离体和石英脉3个阶段地质体的石英中的流体包裹体进行显微测温和激光拉曼光谱分析,并对云英岩析离体中的熔流包裹体进行加热熔化实验,初步证明了瑶岗仙矿床石英脉型黑钨矿阶段成矿流体的演化是由花岗质岩浆→浆液过渡态岩浆→岩浆热液的一个完整连续的过程,而且成矿流体以富含挥发分为特征。并结合地质现象,提出浆液过渡态流体与成矿作用具有直接联系。     

湖南瑶岗仙石英脉型钨矿床成矿系统

湖南瑶岗仙石英脉型钨矿床是南岭成矿带具有代表性的矿床。长期以来,对脉型钨矿床的成矿岩体特征及各种不同类型矿化的空间与演化关系一直存在争论。文章以瑶岗仙石英脉型钨矿床为研究对象,在野外地质调查的基础上,针对成矿岩体、含钨石英脉及与之相关的矿化开展地质地球化学研究工作,探讨了岩浆-热液演化过程中形成的各类矿化现象,从而建立了脉型钨矿床成矿系统。在瑶岗仙钨矿床中,成矿地质体即成矿花岗岩为碱长花岗岩,主要矿化类型包括岩浆岩型、云英岩析离体、云英岩脉、石英脉和毒砂黄玉层等,分布于岩体顶部接触带附近。成矿作用可划分为岩浆晚期阶段、岩浆热液过渡阶段、岩浆期后热液阶段,岩浆岩型矿石形成于岩浆晚期,云英岩析离体和云英岩脉等形成于岩浆-热液过渡阶段,石英脉和毒砂黄玉层主要形成于热液阶段,岩浆阶段→热液阶段的演化是连续的。成矿花岗岩侵位深度约为2~3 km,提供了主要成矿物质与成矿流体。成矿系统相对封闭,外来成矿物质和流体较少,含钨石英脉主要以快速充填的形式形成于岩浆固结之后。瑶岗仙矿床含钨石英脉控制垂深达1300 m,"五层楼"垂向分带不明显,顶部未出现细脉带和线脉带,而在石英大脉的顶部出现横向交代形成的毒砂黄玉层。研究表明,瑶岗仙矿区脉型钨矿床成矿系统保存较完整,代表系统顶部的毒砂黄玉层保存完好,剥蚀水平正好达到岩体顶部。     

湖南瑶岗仙花岗岩体中包体的地质地球化学特征与岩浆演化

湖南瑶岗仙钨矿床与成矿有关的碱长花岗岩岩株中发育多种类型包体,包括花岗岩、石英闪长斑岩、黑色包体及云英岩析离体等。这些包体的地质地球化学性质不同,来源和演化路径不同,记载着瑶岗仙花岗岩成因和岩浆分异演化的历史。对这些包体岩石学、地球化学的研究,结合岩体本身和区域燕山早期花岗岩基的对比研究,明确了花岗岩包体(Ⅰb)来自深部岩浆房中早期结晶的花岗岩,性质与区域花岗岩相近;石英闪长斑岩和黑色包体为前寒武纪变质岩在重熔时的残留;云英岩析离体是由花岗岩Ⅰ的岩浆晚期进一步分异形成的浆液过渡态流体结晶沉淀而成;产于石英斑岩中的细粒黑云母花岗岩包体(Ⅲb)捕获自岩浆房中分异的补体或补体上升时初步分异形成的花岗岩。形成瑶岗仙岩体的花岗岩高度富含挥发分,致使其中的包体强烈同化混染,并富含萤石、云母、电气石等以及硫化物矿物。瑶岗仙岩体是区域花岗岩基所代表的岩浆房高度分异的岩浆上侵的产物,石英斑岩岩浆直接来自于岩浆房结晶分异残留岩浆,而非瑶岗仙岩体的分异产物。建立了瑶岗仙地区燕山早期岩浆演化序列:岩浆房主体(二长花岗岩)→细粒黑云母花岗岩(补体)→碱长花岗岩岩株→浆液过渡态流体成矿→石英斑岩脉侵入。     

“带外脉式”钨矿床成矿模型——以湖南白云仙钨矿田头天门矿床为例

石英脉型钨矿床是南岭钨矿成矿带的主要矿床类型,含钨石英脉产于成矿花岗岩顶部的接触带附近,其中"带外脉式"的石英脉几乎全部产于接触带外侧。湖南白云仙钨矿田头天门钨矿床发育较完整的"带外脉式"钨矿矿化组合和空间分带,主要矿化类型包括花岗岩型和石英脉型,前者分布于岩墙上部,后者发育于上方外侧的砂岩中。笔者研究了头天门钨矿床中花岗岩和各类矿体的地质地球化学特征,探讨了岩浆演化与钨的富集成矿过程。提出头天门钨矿床粗粒斑状黑云母花岗岩→细粒碱长花岗岩岩株→岩墙→云英岩化花岗岩→云英岩→石英脉的岩浆-热液演化-成矿全过程,成矿流体表现出"上液下浆"的分带特点。在岩墙形成前的演化过程中,成矿元素的富集主要受岩浆晚期分异作用的制约,岩墙之后的演化则主要受热液作用的影响。成矿地质体为细粒碱长花岗岩岩株以及上部的岩墙。建立了带外脉式型钨矿床成矿模型,形成机制主要为:在岩浆固结之前,岩浆中的挥发分和H2O在岩体顶部聚集引起围岩破裂,岩浆充填形成岩墙,挥发分和成矿物质在岩墙上部聚集形成花岗岩型(云英岩型)钨矿,并在外侧形成石英脉型钨矿。     

湖南瑶岗仙钨矿床成矿流体的氦、氩同位素组成及其意义

瑶岗仙钨矿床是南岭地区最典型的石英脉型钨矿床之一。本文对该矿床黄铜矿和黑钨矿中流体包裹体的氦、氩同位素进行了较系统地测定。研究表明,黄铜矿和黑钨矿流体包裹体中3He／4He分别为0．37—0．43Ra和0．05～0．49Ra,明显高于地壳值;黄铜矿和黑钨矿流体包裹体中的氩同位素分别为673～886和325～903,均明显高于饱和大气雨水的40Ar／36Ar值。这些氦、氩同位素组成揭示该矿床的成矿流体具有壳、幔两端元混合的特点。结合区域地质构造演化和成矿年代学的研究成果,本文认为瑶岗仙钨矿床的成矿流体是由瑶岗仙S型花岗岩浆分异出的含有地幔He的岩浆流体与大气成因地下水的二端元混合产物,S型花岗岩的形成也是壳幔相互作用的结果。     

广西栗木锡钨铌钽矿床岩浆液态不混溶作用及其与矿化的关系

锡钨多金属矿化多与Li-F碱长花岗岩有关,其岩浆演化晚期常发生较大规模的液态分异作用。广西栗木锡钨铌钽矿与成矿有关的岩体包括肉红色中粒碱长花岗岩以及顶部的白色细粒碱长花岗岩。矿化产于碱长花岗岩顶部附近,主要矿化类型包括花岗岩型钨锡铌钽矿化、似伟晶岩型钨矿化、长石石英脉型钨矿化和石英脉型钨锡矿化。碱长花岗岩中存在大量岩浆液态不混溶现象,包括矿囊、似伟晶岩和细晶岩等。地质地球化学研究发现,岩浆液态不混溶作用贯穿于栗木碱长花岗岩分异演化的全过程,矿囊代表岩体中富含钨锡和挥发份的岩浆,岩体顶部的似伟晶岩和细晶岩是碱长花岗岩岩浆分异的结果。在岩浆液态不混溶作用过程中,W、Sn、Nb、Ta等成矿元素以及挥发份不断富集,形成岩浆岩型、长英质脉型以及石英脉型矿化。不同类型的矿化对应岩浆液态不混溶作用的不同阶段,由此建立了栗木矿床岩浆液态不混溶的成矿演化模型。     

湘南地区钨锡多金属矿床浆液过渡态熔体类型成因联系及其成矿意义

岩浆液态不混溶形成的浆液过渡态熔体是与高度分异花岗岩有关的钨锡多金属成矿流体的重要形式。湘南地区与钨锡多金属成矿有关的浆液过渡态熔体有两种类型,一种富钠富挥发分,以芙蓉矿田矿化蚀变碱长花岗岩中的钠长石电气石石英囊为代表;另一种富钾富挥发分,以界牌岭矿床矿化蚀变花岗斑岩中的锂白云母萤石囊(团块)为代表。两种浆液过渡态熔体可形成于同一矿床,为同期岩浆活动产物,成分上K₂O与Na₂O负相关,表明它们具有密切的时空和成因联系,熔体-流体包裹体发育,为高度分异的花岗质岩浆液态不混溶产物。两种浆液过渡态熔体富含成矿物质,与成矿关系密切,湘南地区多数钨锡多金属矿床的云英岩型、构造蚀变带型、钾化花岗岩型钨锡多金属成矿可能与富钾富挥发分的浆液过渡态熔体有关,钠化花岗岩型铌钽矿化与富钠富挥发分的浆液过渡态熔体有关。     

瑶岗仙花岗质岩浆演化与两类钨矿化成因关系研究：黑云母和石榴子石矿物化学证据

瑶岗仙钨矿是南岭地区唯一一个石英脉型黑钨矿和矽卡岩型白钨矿均达大型规模的超大型矿床。两类钨矿体均产出于瑶岗仙复式花岗岩体的内外接触带,复式花岗岩体主要由中粒黑云母花岗岩和细粒二云母花岗岩组成,但多阶段岩浆演化与两类钨矿化关系问题一直存在较大争议。文章以瑶岗仙矿区中粒黑云母二长花岗岩与细粒二云母二长花岗岩中的黑云母和石榴子石为切入点,对比研究两阶段花岗质岩浆氧逸度、挥发分、结晶分异程度,探讨了岩浆演化对钨矿化成因的制约。结果显示,细粒二云母二长花岗岩相较于中粒黑云母二长花岗岩中黑云母拥有更低的X_Mg值、更靠近Fe²⁺端员、更低的Ⅳ（F）和更高的log（fHF/fHCl）^fluid值,指示其形成于还原性岩浆环境,且F含量更高,而后者更偏向氧化性,F含量偏低。两类花岗岩中的石榴子石均为岩浆成因的锰铝榴石,从中粒黑云母花岗岩至细粒二云母花岗岩,随着石榴子石中MnO含量的递增,CaO、FeO、MgO含量逐渐降低,Mn/（Mn+Fe）比值、Sc、Zn、Y、HREE含量随MgO降低而逐渐升高,表明细粒二云母二长花岗岩较中粒黑云母二长花岗岩演化程度更高,更有利于W的富集。石英脉型黑钨矿和矽卡岩型白钨矿成矿岩浆均具有低氧逸度和高F含量的特征,与细粒二云母二长花岗岩成岩环境一致。基于上述研究,结合矿区地球物理、地球化学、钻探信息,笔者建立了瑶岗仙矿床深部勘查模型,圈定了大根垄深部石英脉型黑钨矿找矿靶区、杨梅岭深部云英岩型找矿靶区、和尚滩南东侧矽卡岩型白钨矿找矿靶区。     

江西赣州淘锡坑钨矿床稀土地球化学研究

淘锡坑钨矿床是赣南地区典型的云英岩型黑钨矿矿床。本文重点研究震旦系浅变质砂板岩围岩、成矿花岗岩及含矿云英岩、石英脉稀土元素地球化学特征,通过对岩石化学组成、稀土元素配分模式及特征值LREE/HREE-REE、δEu-LREE/HREE相关性的分析,对比现代海相、陆相沉积物稀土元素组成特点,确定震旦系浅变质砂板岩原岩为浅海相陆源沉积岩;成矿花岗岩属于陆壳熔融成因花岗岩;含矿云英岩、石英脉及成矿物质属于岩浆期后热液产物。     

浆液过渡态流体在矽卡岩型钨矿成矿过程中的作用——以湖南柿竹园钨锡多金属矿为例

湖南杮竹园是世界著名的大型矽卡岩型锡钨多金属矿床,产于千里山碱长花岗岩岩体南部接触带。矽卡岩中广泛发育网脉状碱交代脉和少量花岗岩脉、云英岩脉等各类脉体。碱交代脉主体由钾长石、萤石、少量石英、磁铁矿、黑钨矿、白钨矿及花岗岩构成,以往被统称为"云英岩脉"。其中早阶段碱交代脉中央发育花岗岩,边部为钾长石-萤石-黑钨矿,脉体两侧发育石榴子石透辉石矽卡岩化,对应矽卡岩阶段。晚阶段碱交代脉主要成分为钾长石、萤石,脉体及两侧出现大量阳起石、绿帘石、磁铁矿、白钨矿及辉钼矿、辉铋矿、自然铋等,对应退变质氧化物阶段。空间上,碱交代脉分布于矽卡岩和矽卡岩化大理岩中,不进入岩体。自花岗岩体→岩脉→碱交代脉→矽卡岩,Ca O、Ti O2、成矿元素W、Bi、Mo、Cu、Pb、Zn以及Sr、Ba等元素含量增高,显示出成矿元素向热液中富集,且岩浆和矽卡岩受到碳酸盐岩围岩的影响。碱交代脉的组构显示出其形成于富含成矿物质和挥发份流体的岩浆,其中广泛发育熔融包裹体和熔流包裹体,显示其浆液过渡态流体的成因性质。从岩浆晚期分异演化→热液阶段是连续演化的过程,块状云英岩和矽卡岩阶段,岩浆并未完全固结,成矿作用自岩浆固结之前已经开始。总结了杮竹园矿床成矿模型:碱长花岗岩岩浆演化晚期分异出的高度富含挥发份的熔浆,在岩体顶部聚集,部分形成似伟晶岩(壳)和块状云英岩以及条带状硅灰石符山石矽卡岩。进一步聚集以及矽卡岩化产生大量CO2引起大规模隐爆,富含挥发份的岩浆或浆液过渡态流体沿隐爆形成的碎裂裂隙进入碳酸盐岩围岩,与碳酸盐岩不断发生反应,在脉体边部形成钾长石化以及大范围的石榴子石透辉石矽卡岩化。至退变质氧化物阶段,随着岩浆冷凝和温度、压力的降低,地下水大范围参与,成矿流体逐渐转变为热液性质,形成大量阳起石、磁铁矿、白钨矿及钼、铋硫化物。硫化物阶段,大量的大气降水参与成矿,温度、盐度进一步降低,在矽卡岩及其外侧的碳酸盐岩中形成铅锌硫化物矿石。     

岩石坚硬程度对核电厂地基-基础地震响应特征的影响分析

考虑核电厂地基-基础的动力相互作用,应用显式动力有限差分法分析了地震作用下极软岩、较软岩、坚硬岩上核电厂建筑结构基础的地震响应特征,比较了岩石坚硬程度对基础加速度反应谱的影响。研究表明：随着岩石坚硬程度的提高,核电厂建筑物结构基础的地震响应有增加的趋势;在周期轴上,基础处的加速度反应谱曲线会随着岩石坚硬程度的提高逐渐向短周期（高频段）方向移动。在高频段,建造于较坚硬岩石上基础结构的加速度反应谱值偏大;在中等频段,建造于较软岩石上基础结构的加速度反应谱值偏大;在低频段,岩石坚硬程度对加速度反应谱的影响不显著。     

Strains of scattering of near-field of a point source

Three dimensional scattering of near-field is studied for dilatation and rotation in the time domain. The perturbation method is applied to solve the equation of motion for the first order scattering from a weak inhomogeneity in an otherwise homogeneous medium. The inhomogeneity is assumed close enough to the point source so that the near-field intermediate wave is dominating over the far-field sphericalP andS pulses. The integral expressions are derived to relate dilatation and rotation of scattering to the radial fluctuations of velocities and density in the inhomogeneity. These integrals are solved to calculate the strains of scattering from (a part of) an inhomogeneous spherical shell of arbitrary curvature. Variable curvature may allow the shape of inhomogeneity volume element to change uniformly from spherical to rectangular. Rotation of scattering from a spherical shell is independent ofP wave velocity inhomogeneity. Dilatation of scattering does not involveS wave velocity inhomogeneity but its gradient. The back scattering results are obtained as a special case. Strains are computed numerically, for hypothetical models to study the effects of various parameters viz., velocity inhomogeneity, distance of source from inhomogeneity and from receiver, and thickness of inhomogeneity. The curvature of the spherical shell is varied to study the effects of the shape of inhomogeneous volume element on scattering.     

土石坝心墙水力劈裂分析

简要分析了水力劈裂的发生条件、力学机理。基于水压楔劈机理,利用有限元方法建立了一种水力劈裂的发生判定方法。该方法假定心墙预先存在局部渗透弱面（裂缝）,通过将裂缝位置的单元材料改为裂缝软材料,考虑库水进入裂缝后对裂缝周围土体的作用,建立水力劈裂分析的平面有限元模型,确定裂缝端部垂直于裂缝面的正应力,进而依据该正应力判断水力劈裂发生的可能性,该方法同时可模拟水力劈裂的发展过程。     

Geochemistry of Thermal Waters of Continental Margin of Far East of Russia

Studied waters belong to warm(T=30-50℃),alkaline(pH=8.9-9.3),low mineralized(TDS235 mg/1)Na-HCO_3 or Na-SO_4-HCO_3 thermal waters with high content of SiO_2(up to 81 mg/l)and F(up to 3.9 mg/1),occur on modern volcano-tectonic rejuvenated areas of Eastern Sikhote-Alin orogenic belt.Low~3He concentration as well as N_2/O_2 and N_2/Ar ratios exclude influence of deep mantle fluid.New rare earth element data constrain our understandmg of water-rock interaction occurring in the water source region.Meteoric origin of waters is proved by stable isotope values varying from-71‰to-136.1‰and from-10.8‰to-18.8‰forδ~2U andδ~(18)O respectively.REE patterns reflect high pH,resultfing from water-rock interaction and oxidative conditions.Calculations of deep aquifer temperature using Na-K and quartz geothermometers show 116.8-131.1°C and 82.2-125.8℃respectively.Presence of deep faults both with abnormal thermal gradient(~45-50 K/km)define unique geochemical shape of thermal waters of Sikhote-Alin,area,where no present volcanic activity is registered.     

土钉支护失稳分析

某基坑采用复合土钉墙支护,开挖至坑底后,基坑北侧发生失稳事故。本文就其事故发生原因作一探讨。     

地震次生地质灾害风险评估集对态势分析

5．12四川汶川8级强震引发了大量次生地质灾害,加剧了灾情并严重影响抗震救灾。地震次生地质灾害受多重因素制约,其孕育与致灾过程具有不确定性。利用集对分析原理与方法,对地震次生地质灾害进行同异反态势分析,拟定了风险评估的集对分析同一度、差异度、对立度等指标体系的构建原则与赋值标准,对承灾体系统的不确定性及其作用作了刻画与分析,建立了不同风险分区代表性的集对分析联系度表达式,为地震灾害研究提供了可资借鉴的新思路和技术方法。     

下扬子区三叠纪古地理演化

下扬子区在三叠纪期间接受了早-中三叠世海相碳酸盐沉积、中-晚三叠世海陆交互相和陆相湖沼沉积.沉积相带的空间分布和古地理格局的变迁明显地受到区域构造的控制.区内盆地发育与演化是在华南板块与扬子板块、扬子板块与华北板块相互作用的背景下进行的.早-中三叠世末期的印支运动是下扬子区构造-古地理格局改变的决定性因素,使下扬子海盆闭合,沉积类型由海相沉积变为陆相沉积.下扬子区三叠纪古地理的演化特征也为板块碰撞提供了沉积证据.     

多年冻土融沉性分类研究

在冻土工程中,冻土的融沉性评价是工程地质勘察的主要内容之一,融沉性分类是冻土地基基础设计施工的重要依据．根据345个冻土原状样品融沉压缩试验数据,提出了细砾、砂土、粉土、黏性土、泥炭化黏性土和泥炭质土等6类土的融沉系数一含水量或融沉系数一超塑含水量线性回归方程式,得到与各融沉性分级相应的界限含水量或界限超塑含水量．最后...     

Kinetics of dehydration of Ca-montmorillonite

Isothermal thermogravimetric experiments have been carried out to determine the reaction kinetics of the dehydration processes in fuller's earth, a natural Ca-montmorillonite. Dehydration in swelling clays is a complex reaction, and analysis of the thermogravimetric data using empirical rate equations and time-transformation analysis reveals that the nature of the rate controlling mechanism is dependent upon both the temperature regime of the sample as well as the extent of reaction. For fuller's earth, we find that the dehydration kinetics are dominated by a nucleation and growth mechanism at low temperatures and fractions transformed (stage I), but above 90 °C the last stages of the reaction are diffusion controlled (stage II). The activation energy for dehydration during stage I is around 35 kJ · mol⁻¹, whereas the removal of water during stage II requires an activation energy of around 50 kJ · mol⁻¹. These two stages of dehydration are associated with primary collapse of the interlayer (stage I) and movement of water that is hydrated to cations within the interlayer (stage II). Received: 28 August 1998 / Revised, accepted: 27 January 1999