上黑龙江盆地二十一站岩体角闪石和黑云母成分特征及成岩成矿意义

二十一站岩体位于黑龙江省东北部大兴安岭地区塔河县境内,该岩体产出的岩石类型包括早白垩世二长岩和石英二长斑岩及早侏罗世花岗岩和二长岩等,在该岩体中已发现斑岩型铜金矿床,但是该岩体形成的物理化学条件和岩石成因尚不清楚,不同岩性岩浆岩的成矿潜力也不明确。鉴于此,本文以二十一站岩体中不同时代的花岗岩、二长岩、石英二长斑岩的黑云母和角闪石为研究对象,结合偏光显微镜、电子探针背散射图像和电子探针化学成分,对该岩体的岩石学、矿物学特征进行了研究,并对岩浆结晶的物理化学条件、岩石成因和成矿意义进行了探讨。结果显示:早白垩世二长岩中角闪石化学成分显示:角闪石富钙(CaO 11.21%~11.78%)、富镁(MgO 13.61%~14.85%)、贫钠(Na2O 0.80%~1.11%)和贫钾(K2O 0.40%~0.54%),属于镁角闪石,结晶温度为704.92~805.58℃,平均温度为761.82℃,压力为73.83~115.93MPa,对应岩浆侵位深度为2.8~4.4km,结晶时岩浆氧逸度为△NNO+1.63,含水量为H2O=4.92%,反映出岩浆结晶时高温、高氧逸度、富含水分、浅侵位的特征。黑云母的Fe2+/(Fe2++Mg)比值比较均一,反映黑云母未遭受后期流体改造,均为原生岩浆成因的黑云母。其中早侏罗世花岗岩和二长岩所代表的A类黑云母化学成分上富铁(TFeO 19.92%~22.42%)贫镁(MgO 7.99%~10.46%),属于铁质黑云母,早白垩世二长岩和石英二长斑岩所代表的B类黑云母相比于A类黑云母更富镁(MgO 12.38%~14.45%)和钛(TiO21.90%~2.75%),贫铁(TFeO 16.64%~17.97%)和铝(Al2O315.00%~16%.79),属于镁质黑云母。A类和B类黑云母对应岩浆结晶温度分别为720~740℃和750~780℃;压力为202.20~443.49MPa和158~231MPa,对应岩浆侵位深度为6.67~14.64km和5.24~7.24km;结晶时岩浆氧逸度分别为10-15~10-16和10-12~10-13;岩浆来源为壳源,且B类黑云母对应岩浆有地幔物质参与。因此,可以认为二十一站岩体中早白垩世二长岩和石英二长斑岩具有中高温,高氧逸度应含水量,岩浆主要来源于地壳物质的部分熔融,并有部分地幔物质参与,侵位深度较浅的特点,具有形成大型斑岩矿床的潜力。早侏罗世花岗岩和二长岩氧逸度相对较低,侵位较深,物质来源为地壳,因此不具备成矿潜力。     

滇西姚安金矿床正长斑岩角闪石、黑云母化学特征及其地质意义

姚安金矿床位于金沙江-哀牢山富碱斑岩带中段,大地构造位置处于扬子板块西缘与三江特提斯构造域结合部位,其成矿与新生代富碱斑岩密切相关.前人研究都集中在富矿岩体的岩石学、矿物学和地球化学特征,对贫矿岩体研究甚少.文章以姚安矿区贫矿正长斑岩为研究对象,在岩相学基础上对姚安正长斑岩中的角闪石,黑云母进行了电子探针分析,计算了矿物结晶的温压条件、氧逸度和含水量等要素,并与其他地区富矿岩体与贫矿岩体进行了对比,讨论了富矿岩体与贫矿岩体在矿物化学尺度上的差异性.姚安贫矿正长斑岩角闪石富MgO(11.82％～12.93％)、CaO(11.25％～11.58％)、K2O(1.09％～1.37％)、Na2O(1.99％～2.21％),属于镁闪石;计算得出角闪石结晶温度为822.47～850.69℃,压力112.69～151.21 MPa;侵位深度为3.72～5.44 km.黑云母为岩浆成因且富镁,w(MgO)为14.36％～18.01％,Fe2+/(Mg+Fe2+)比值0.23～0.34,属于镁质黑云母.黑云母结晶温度为719.69～738.78℃;压力51.15～178.35 MPa;侵位深度1.69～5.89 km.通过角闪石成分计算岩浆氧逸度变化介于ΔNNO+0.20到ΔNNO+0.91,略高于Ni-NiO出溶线.根据角闪石化学成分计算出岩浆含水量介于2.54％～3.02％.大型-超大型斑岩Cu矿多金属矿与高氧逸度、富水的浅侵位中酸性岩浆密切相关,对比姚安富矿岩体和成矿带上马厂菁、北衙的富矿岩体,姚安贫矿岩体与六合贫矿岩体相似,具有低氧逸度,较深的侵位深度的特点.低氧逸度致使金属元素早期以硫化物形式沉淀,无法随岩浆运移,较深的侵位深度使得流体难以出溶成矿.以上特征是其不成矿的关键因素.     

云南马厂箐铜钼矿成矿岩体的角闪石和黑云母矿物学特征及其意义

马厂箐铜钼矿床位于扬子克拉通西缘,是三江成矿带内典型的大陆碰撞型斑岩铜-钼矿床,其成矿作用与矿区内的斑状花岗岩密切相关。在详细的岩相学观察基础上,对成矿岩体的造岩矿物角闪石和黑云母开展了电子探针成分分析,厘定了斑状花岗岩结晶的温压条件、岩浆氧逸度和含水量等要素,为解析马厂箐富碱侵入岩体的演化和成矿作用提供了矿物学尺度的制约。实验数据显示,岩体内角闪石富镁(w(Mg O)14.1%~16.3%)、富钙(w(Ca O)11.0%~11.6%)、贫钾(w(K2O)0.3%~0.6%)、富钠(Na2O/K2O1.0),属于阳起石和镁角闪石。黑云母Fe2+/(Fe2++Mg)比值较为均一,集中分布在0.35~0.38之间,且显示出富镁(w(Mg O)13.6%~16.2%)、铝(w(Al2O3)12.9%~13.7%),贫钛(w(Ti O2)1.9%~3.0%)、钙(w(Ca O)0.06%)的特征,属镁质黑云母。由角闪石和黑云母阳离子数计算的矿物结晶温度分别为687~770℃和660~713℃,结晶压力为38~82 MPa和55~80 MPa,相应侵位深度为1.3~2.7km和1.8~2.6 km。同时,通过角闪石成分计算岩浆氧逸度为ΔNNO+1.56~+2.41,并且根据岩石地球化学特征及矿物相稳定组合限定岩浆源区具有较高的含水量(w(H2O)10%)。结合矿物组合中角闪石的大量存在,分析可知马厂箐斑状花岗岩具有高氧逸度、富水、侵位浅的特点,符合形成大型-超大型斑岩Cu-Mo矿床岩浆岩的基本特征。因此,继北衙超大型斑岩Au矿取得重大突破后,推测三江成矿带南段扬子克拉通一侧斑岩型Cu-Mo矿床仍有较大的找矿潜力。     

滇西六合正长斑岩和花岗岩包体中锆石U-Pb年代和微量元素地球化学研究

六合正长斑岩是滇西新生代富碱斑岩的典型代表,以发育各类深浅不一的岩石包体而闻名,其中包括了同期的花岗岩包体;主岩和包体所蕴含的深部地质过程对于富碱岩浆的形成和演化具有重要约束作用。本文以六合正长斑岩和其中花岗岩包体的锆石微量元素地球化学为研究重点,结合主岩主量元素、锆石U-Pb年龄、Ti温度、锆石氧逸度的对比研究,分析和探讨富碱岩浆的形成和演化过程。研究表明:锆石U-Pb年龄所限定的六合富碱岩浆活动时限为(37.89±0.96)~(35.87±0.58) Ma;而花岗岩包体代表的同期富硅酸性岩浆活动时限为(38.21±0.44)~(36.21±0.36) Ma;两者几乎同步活动。锆石微量元素成因判别图显示主岩锆石主要位于钾镁煌斑岩范围,暗示富碱岩浆源区具地幔属性;花岗岩包体锆石大多位于花岗岩范围,两者在花岗岩范围有部分重叠,证实了主岩锆石和花岗岩包体锆石结晶时存在共同的生长环境。Ce^(Ⅳ)/Ce^(Ⅲ)比值估算和Ti温度计算显示,在36.42~36.41 Ma范围内富碱岩浆氧逸度和锆石结晶温度发生突变,指示在该时限内富碱岩浆及所裹挟的花岗质岩浆发生了混合作用;氧逸度的振荡降低反映了后期幔源岩浆的补充。综合研究认为,六合地区来自富集地幔的喜山期富碱岩浆底侵熔化上覆深部地壳长英质岩石形成花岗质岩浆,随即以富碱岩浆为主与少量花岗质岩浆不均一混合并同步结晶成岩形成含有花岗岩包体的正长斑岩。     

黑云母和锆石化学组分对岩浆结晶条件的约束:以滇西北衙超大型金矿床为例

中酸性岩浆含矿性差异一直是矿床学的研究热点。滇西北衙超大型金多金属矿床(探明金资源量超过370t)内发育成矿二长花岗斑岩体和非成矿黑云母二长花岗斑岩体、煌斑岩体,是研究岩体含矿性差异、富碱岩浆结晶时物理化学条件及其成矿效应的良好选区。本文在详细的岩相学观察基础上,对成矿的二长花岗斑岩、未成矿的黑云母二长花岗斑岩和煌斑岩中黑云母和锆石开展矿物化学分析,厘定了北衙富碱岩浆的结晶条件。北衙成矿二长花岗斑岩体的锆石结晶温度(843℃)稍高于黑云母二长花岗斑岩体的锆石结晶温度(807℃),鉴于金在熔体中溶解度随温度升高而增大,表明在岩浆演化初期二长花岗斑岩体具有更高的金溶解度。同时,利用锆石微量元素组分估算的二长花岗斑岩体的lg(f_(O_2))(-10. 67)高于黑云母二长花岗斑岩体(-15. 00),表明二长花岗斑岩体具有更高的氧逸度。在岩浆演化过程中高氧逸度会抑制金以硫化物形式沉淀,从而增强了二长花岗斑岩体的成矿潜力。除此之外,二长花岗斑岩具有最低的黑云母结晶温度(二长花岗斑岩、黑云母二长花岗斑岩、煌斑岩依次对应644℃、723℃、766℃)和最浅的侵位深度(1. 46～1. 74km、4. 03～5. 02km、2. 53～2. 72km)。高压条件下母岩浆中出溶的流体几乎没有能量形成裂隙,而且也很难发生对金属富集有重要影响的流体不混溶作用。二长花岗斑岩体侵位深度与矽卡岩中石榴石发育的含石盐子晶的三相包裹体的捕获深度(～2km)近似,进一步暗示二长花岗斑岩体侵位后发生流体沸腾作用。因此,岩浆氧逸度和侵位深度的差异可能是黑云母二长花岗斑岩体和煌斑岩体未成矿的原因。     

Crystallization conditions of magma from Longmen potassic pluton of the Trans-North China Orogen,North China Craton: Constraints from mineral chemistry and zircon trace elementSCIEI北大核心CSCD

华北克拉通中部造山带发育的早白垩世钾质岩是研究华北克拉通中部幔源岩浆成因的天然样品,然而其成岩物理化学条件仍不明确。本文选取了涞源县龙门岩体中闪长岩和二长岩开展了矿物原位地球化学和锆石微量元素分析,以探讨矿物形成的温压条件及氧逸度与矿化的关系。分析结果显示,二长岩和闪长岩的锆石Th/U比值较高(>0.1),轻稀土亏损、重稀土富集,具明显的Ce正异常和Eu负异常特征,并具有明显的震荡环带,为典型岩浆成因锆石。电子探针结果显示,龙门岩体中斜长石主要为中性斜长石,黑云母为原生镁质黑云母,角闪石主要为钙铁闪石。闪长岩中角闪石结晶温度为793~842℃,压力为0.50~0.75GPa,深度范围为19~28km,具有较低氧逸度(log f O 2为-12.21~-11.38)和高的含水量(8.5%~10.75%);二长岩中黑云母结晶温度为764~788℃,具有更低的氧逸度(log f O 2=-15.14~-14.54);闪长岩和二长岩中锆石结晶温度为770~978℃,具有较低的氧逸度(ΔFMQ=-0.37~+1.70)。矿物化学分析表明,角闪石和黑云母虽都在地壳开始结晶,但角闪石形成于比黑云母更深的岩浆房。龙门岩体中角闪石、黑云母和锆石的结晶主要受岩浆分异控制,其地球化学动力学机制主要为岩浆上侵时减压熔融,进而引起岩浆氧逸度随岩浆演化而变化。随着岩浆上涌,闪长岩中角闪石随着温度降低和压力减少逐渐结晶,地幔交代作用导致二长岩中的黑云母具有较高的X Mg值,进而形成镁质黑云母。结合区域地质背景,古太平洋板块(伊佐奈琦板块)俯冲-后撤释放的流体交代上覆岩石圈地幔对中部造山带钾质岩(~141Ma)的形成有一定贡献,该过程导致了岩浆具有较高的含水量,但龙门岩体低的氧逸度和区域上较厚的岩石圈制约了成矿金属物质(Fe-Au等)的迁移和富集,因而不利于亲硫、亲铁元素聚集以及铁、金矿化的形成。     

冀南綦村岩体斑状黑云母角闪闪长岩的成因矿物学研究

綦村岩体是冀南邯邢地区典型的中生代高镁闪长岩杂岩体,主要由斑状黑云母角闪闪长岩、角闪闪长岩、闪长岩、二长岩和少量辉长岩组成。对綦村斑状黑云母角闪闪长岩进行了较为详细的成因矿物学研究,探讨了其成因及其地质意义。研究发现,綦村斑状黑云母角闪闪长岩中的角闪石多为镁铝钙闪石和镁角闪石;黑云母主要为富镁黑云母;斜长石发育环带结构,核部以中长石和拉长石为主,边部多为更长石。角闪石矿物温压计估算结果显示,角闪石斑晶的形成温度为930~970 ℃,压力介于300~340 MPa之间,深度10~15 km,氧逸度为ΔNNO+0.1~+2.3,平衡熔融体中的水含量4.8%~5.5%;与黑云母平衡的角闪石形成温度为684~760 ℃,压力降低至42~61 MPa,熔体中水含量降至3.1%~4.3%,氧逸度为ΔNNO+0.7~+2.4。黑云母温度计和氧逸度计获得的结果与角闪石温压计估算结果一致。该结果表明,研究区高氧逸度的铁镁质岩浆在中地壳曾经驻留,并发生了以角闪石为主的结晶分异,富含挥发分的分异岩浆在后期快速侵位形成高镁闪长岩和矽卡岩型铁矿。     

云南姚安Au-Pb-Ag矿床含矿富碱岩浆岩地球化学特征及岩石成因

通过锆石U-Pb定年、全岩主微量元素、Sr-Nd-Pb和锆石Hf同位素测试, 对滇西姚安Au-Pb-Ag矿床含矿正长斑岩和粗面岩的地球化学特征进行了分析, 系统探讨了其岩浆起源和演化过程.正长斑岩和粗面岩的锆石U-Pb年龄分别为33.8±0.42 Ma和33.9±0.60 Ma, 它们与同时代滇西镁铁质火山岩和煌斑岩具有相似的稀土和微量元素配分模式和Sr-Nd-Pb同位素组成, 而与区内同时代加厚地壳来源的富碱埃达克质岩石存在Sr-Nd-Pb-Hf同位素组成的明显差异.全岩SiO₂与主微量元素关系指示正长斑岩和粗面岩总体上可由矿区内同时代的基性岩浆岩分异演化而来, 表明它们与这些基性岩浆岩起源相似, 较高的Rb/Sr(≥ 0.1)和较低的Ba/Rb(< 20)比值, 指示其源区为富金云母富集地幔, 较低的εHf和古老的模式年龄暗示源区的交代富集发生在中元古代.姚安富碱岩浆活动与矿化关系密切.正长斑岩和粗面岩较滇西镁铁质火山岩和煌斑岩具有稍高的初始Pb同位素组成, 暗示岩浆可能遭受了地壳混染, 从而提高了母岩浆中的金属含量, 增强了岩浆成矿潜力; 适中的氧逸度利于Au富集; 角闪石分离结晶和较多黑云母发育指示母岩浆含水量较高, 利于成矿流体的形成.这些特征综合起来为矿化发育提供了有利条件.      

内蒙古额济纳旗内乔仑恩格次黑云母二长花岗斑岩中锆石的特征及其指示意义

低氧逸度和高岩浆水含量是中酸性岩浆内W元素富集成矿的关键因素。乔仑恩格次黑云母二长花岗斑岩体地处中亚造山带中段北山造山带。近几年,发现微弱的钨矿化,该地区是否具有钨矿的成矿潜力亟需进一步的分析研究。笔者对黑云母二长花岗斑岩中岩浆锆石开展年代学、矿物地球化学的研究,并搜集前人主微量元素的数据共同探讨岩浆结晶温度、氧逸度,最终厘定岩浆内W元素的成矿潜力。结果显示,黑云母二长花岗斑岩体具有较高的Ce~(4+)/Ce~(3+)(均值为98.15)、Ce_N/Ce_N~*(均值为111.55)、Eu_N/Eu_N~*(均值为0.50)、Ce/Nd(均值为54.89)值,暗示岩体具有较高的氧逸度(lg(fO_2)=-12.03;△FMQ+4.53)。而黑云母二长花岗斑岩具无角闪石斑晶、低的Sr/Y值(18.31～38.05)和(La/Yb)N值(13.59～18.71)及明显Eu负异常(Eu_N/Eu_N~*=0.74～0.86)特征,表明黑云母二长花岗斑岩体在岩浆结晶早期贫水(w(H_2O)4%)。以上分析显示黑云母二长花岗斑岩体具有高氧逸度、低含水量的特征,故认为乔仑恩格次黑云母二长花岗斑岩体不具有形成大规模钨矿床的潜力。     

新疆包古图斑岩铜矿Ⅲ-2岩体氧逸度研究:来自矿物成分的指示

包古图斑岩铜矿位于新疆西准噶尔地区,是区内规模最大的斑岩型矿床,成矿作用与晚石炭世中酸性侵入体密切相关。Ⅲ-2岩体位于矿区南部,该岩体全岩矿化,但品位较低,是探讨成矿岩浆性质的理想对象。本文结合岩石学和角闪石、锆石等矿物成分分析,通过与典型斑岩铜矿进行对比,探讨了成矿岩浆的氧逸度。研究表明,包古图Ⅲ-2岩体以石英闪长(玢)岩和闪长岩为主,少量辉石闪长岩,主要由斜长石、角闪石、黑云母、石英和钾长石组成,含少量钛铁矿、榍石和磷灰石。石英闪长岩中早期结晶的自形角闪石属于钙质闪石,Mg~#较高(0.72～1.00),成分分析指示成矿岩浆的氧逸度为:△NNO+1.4～△NNO+2.6,位于斑岩铜矿含矿岩体的分布范围。从中分选出的锆石REE含量高(338×10~(-6)～959×10~(-6)),具有左倾型稀土配分模式,轻稀土亏损,重稀土富集,显示强烈Ce正异常和Eu负异常。Ce~(4+)/Ce~(3+)比值为29.55～89.50,Eu/Eu~*比值为0.32～0.47,分布于斑岩铜矿含矿岩体和未矿化岩体的叠加部位。研究结果显示,包古图斑岩铜矿Ⅲ-2岩体成矿岩浆氧逸度较高,有利于成矿元素的溶解和迁移,对斑岩铜矿的形成有促进作用。     

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     

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。     

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。     

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。     

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.     

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.