重庆涪陵页岩气勘查开发区环境地质调查进展

紧密结合国家非常规能源勘探开发的重大战略,聚焦重庆涪陵页岩气勘查开发区环境地质调查工作,总结了研究区岩溶发育特征与分布规律,评价了涪陵页岩气开发区区域水资源量和地下水质量。在此基础上,收集分析国内外资料,梳理了页岩气勘查开发所引发的6类环境(地质)问题及勘查、钻井、压裂、开采、闭井等5个阶段需关注的地质环境问题或风险等,其中涪陵页岩气勘查开发区主要诱发水土污染、地质灾害和大气污染等环境(地质)问题; 基本识别了2种地下水污染模式、3种污染类型及可能的地下水污染风险途径; 初步确定了涪陵页岩气勘查开发区污染指示性特征因子,并形成了页岩气勘查开发区地质环境影响评价指标体系,可指导页岩气勘查开发的环境地质调查。该研究为页岩气国家新型清洁能源的绿色开发和开发区生态文明建设提供支撑。     

表面接触角的测量及表面张力在宝玉石鉴定中的应用

表面张力是固体表面重要的物理化学参数之一,其大小与温度和界面两相物质的性质有关。基于Young方程的推导,使用接触角测量法计算固体表面张力已被广泛应用于表面科学和工程领域。宝玉石材料大多具有光洁的表面,在接触角测量的准确性方面较其他表面不均一的固体材料具有明显的技术优势。本文运用现代仪器(FTA200动态接触角测量仪)测量了15个天然和合成宝玉石品种(钻石、合成碳硅石、合成立方氧化锆、碧玺、托帕石、翡翠、琥珀等),以及经覆膜和充填2种处理方法的宝玉石样品(镀膜钻石、覆膜托帕石、覆膜翡翠、覆膜琥珀、充填碧玺)的表面接触角,并运用公式计算其表面张力。测试数据表明,不同品种宝玉石的接触角数值存在差异,如钻石的接触角值为56.68°,其仿制品立方氧化锆的接触角值为37.79°;覆膜处理与未经覆膜处理的天然宝玉石的接触角数值差异明显,如琥珀的接触角值为92.49°,覆膜琥珀的接触角值为66.49°;充填处理宝玉石接触角的测试由于控制液滴的大小受条件限制操作难度较大,测试结果不能准确表达为裂隙中充填物的接触角数值,故充填处理的宝石不宜采用此方法进行区分。研究表明,对于部分宝玉石品种和覆膜处理宝玉石,其表面接触角及表面张力数值差异显著,可以作为宝玉石品种的辅助鉴定依据;尤其是运用接触角的差异对于宝玉石鉴定具有较好的判别性,能够对不同品种的天然宝玉石与表面覆膜的宝玉石样品进行有效区分。与常规宝石检测方法(如红外光谱、折射率测量方法)对比,接触角测量方法具有测量准确、操作简便,不破坏样品的特点,符合宝玉石无损鉴定的基本原则,且能够安全快速地测量高折射率宝石,可以解决宝玉石表面覆膜等与表面物性相关的检测疑难问题。     

赣南白面石铀矿田成因再认识

赣南白面石铀矿田经上世纪60~80年代勘查,发现和探明了白面石、龙坑、双坑、马荠塘4个铀矿床和黄泥湖铀矿点,成为中国重要的铀资源基地。该矿田产于EW向南岭铀成矿带东段的白面石沉积-火山盆地内。该盆地的基底为印支期白面石花岗岩体;盖层为中侏罗统菖蒲组。盖层的底部为第一层砂岩,其上由基性-酸性双峰式火山岩组合与5层碎屑岩夹层组成。铀矿主要赋存在盖层底部的第一层砂岩中,其次是产在第一层玄武岩与第一层砂岩的接触带,有少量产在基底花岗岩顶部的风化壳中。关于该铀矿田的成因,有砂岩型沉积说、同生沉积后生富集说、成岩成矿热液叠加说、岩浆热液说,等等。为了厘定矿床成因类型,以确立今后的找矿方向,笔者对该矿田的资料进行了重新整理,应用Minesight软件选择典型的白面石铀矿床建立了三维地质模型,并收集了最新的同位素定年和岩石地球化学分析资料。研究表明,白面石铀矿田存在2次成矿（160~156 Ma和99~86 Ma）,其主成矿作用与第一层玄武岩的覆盖,在空间上相伴（铀矿体主要赋存于第一层砂岩及其与玄武岩的接触带）、时间上相近（成矿时间为160~156 Ma,玄武岩成岩时间为173 Ma）、成生上相关（矿化具有明显的中-低温热液蚀变）,为火山热盖成因类型,后期又有大量脉体活动,在岩脉两侧的砂岩层内又有热液型铀矿化叠加,从而形成了火山热盖及热液叠加的复成因矿床。该矿田的成矿条件是：富铀的基底,砂岩的沉积,洼沟的地形,岩浆的热盖,脉岩的入侵。     

湘西大溶溪钨矿床中辉钼矿Re-Os同位素定年及其地质意义

湘西大溶溪钨矿床,为雪峰隆起区内的一个中型白钨矿矿床。文章对该矿床中穿插钨矿体的含辉钼矿石英脉进行了Re-Os同位素年代学研究。分析结果显示,该矿中辉钼矿的Re-Os同位素模式年龄为217.0~221.1 Ma,平均为（219.0±1.2） Ma,其对应的等时线年龄为（223.3±3.9） Ma,揭示其形成于晚三叠世。这些年龄数据与矿区内大神山花岗岩的侵位时间〔（224.3±1.0） Ma〕基本吻合,表明该区含辉钼矿石英脉的形成与花岗岩的侵位具有密切的时、空联系。考虑到该区钨矿体的形成时间介于花岗岩和含辉钼矿石英脉之间,因此,推断大溶溪钨矿床形成于223 Ma左右。该研究成果,不仅为湘西雪峰隆起区存在多期次的钨成矿事件提供了可靠证据,同时又进一步证实了华南地区确实存在一次区域性的与印支期花岗岩有关的成矿作用。     

云南石林世界地质公园阿诗玛石柱碳酸盐岩 显微特征及沉积环境

云南石林世界地质公园阿诗玛石柱,其岩石地层是呈水平产状的中二叠统茅口组厚层块状灰岩,但其构成岩石的具体岩性却未见做过详细工作。笔者等经公园管理部门同意,自下而上分别在阿诗玛石柱背侧底部、下部、中部、上部和顶部共采集样品五块,对其岩石学特征及沉积微相作了详细研究,弄清了这一世界著名景点自下而上的岩石构成及沉积相。底部为高能浅滩相灰色厚层块状具平行层理生屑颗粒灰岩,构成阿诗玛脚部。下部为中能浅潮下灰色厚层块状虫筳生屑泥粒灰岩,构成阿诗玛腿部。中部为中能浅潮下灰色厚层块状砂屑泥粒灰岩,构成阿诗玛腰部。上部为中能浅潮下灰色厚层块状具生物扰动含砂屑生屑泥粒灰岩,构成阿诗玛胸部;顶部为高能浅滩相灰色厚层块状砂屑生屑颗粒灰岩,构成阿诗玛头部。其中含有大量生物化石碎屑:有孔虫、三叶虫、藻类、介形虫、腕足、苔藓虫、虫筳、海百合茎、双壳类,为高能浅滩相和中等能量浅潮下环境。希能为石林形成过程研究和科学普及提供参考。     

Time-Varying Multifractal Characteristics and Formation Mechanism of Loaded Coal Electromagnetic Radiation

Dynamic collapses of deeply mined coal rocks are severe threats to miners. To predict the collapses more accurately using electromagnetic radiation (EMR), we investigate the time-varying multifractal characteristics and formation mechanism of EMR induced by underground coal mining. A series of uniaxial compression and multi-stage loading experiments with coal samples of different mechanical properties were carried out. The EMR signals during their damage evolution were monitored in real-time; the inherent law of EMR time series was analyzed by fractal theory. The results show that the time-varying multifractal characteristics of EMR are determined by damage evolutions process, the dissipated energy caused by damage evolutions such as crack propagation, fractal sliding and shearing can be regard as the fingerprint of various EMR micro-mechanics. Based on the Irreversible thermodynamics and damage mechanics, we introduced the damage internal variable, constructed the dissipative potential function and established the coupled model of the EMR and the dissipative energy, which revealed the nature of dynamic nonlinear characteristics of EMR. Dynamic multifractal spectrum is the objective response of EMR signals, thus it can be used to evaluate the coal deformation and fracture process.     

云南中甸红牛-红山矽卡岩型铜矿床矿物学特征与成矿作用

红牛-红山矿床位于西南三江成矿带的中甸岛弧,是形成于晚燕山期的矽卡岩型铜矿床。矿区与成矿作用密切相关的石英二长斑岩中角闪石和黑云母斑晶的出现以及较高的含F量(分别为1.49%和2.62%),表明其岩浆为富H2O富挥发分熔体;石英斑晶具有港湾状、浑圆状的溶蚀表面和钾长石细晶外壳,并且显示了典型的骸晶状结构指示了其岩浆经历了快速上升侵位过程和岩浆热液的自交代作用;钻孔中岩浆热液角砾岩和大量石英细脉的出现暗示了岩浆在快速上侵过程中发生了隐爆作用,形成并出溶了含有大量F、Cl等组分的高盐度超临界流体。矽卡岩阶段石榴子石和透辉石具有明显的三个期次:早期细粒的钙铝榴石(And22-57)和角岩中的透辉石(Hd7-27)形成于少量高温气液岩浆流体与围岩的扩散交代作用;中期粗粒的钙铁榴石(And75-98)和次透辉石-钙铁辉石(Hd10-99)形成于大量高温、低氧逸度的岩浆流体与围岩的渗滤交代作用;晚期的钙铝榴石脉(And14-60)和钙铁辉石脉(Hd31-58)形成于低温、高氧逸度的早期交代残留溶液。矽卡岩矿物的生成,使碳酸盐围岩丢失CO2,矿物体积减少,孔隙度和渗透性增加,为成矿提供了条件。退化变质阶段的透闪石、阳起石、绿帘石、绿泥石等交代早期矽卡岩矿物,消耗了成矿流体中大量的CO2和H2O,生成含水矿物以及石英、方解石,使围岩裂隙愈合,孔隙流体压力增加,导致成矿流体沸腾,形成大量黄铜矿、磁黄铁矿、黄铁矿、辉钼矿化。石英-硫化物阶段,由于成矿流体超压→流体沸腾,裂隙生成→减压排泄,裂隙愈合→流体超压的循环,在此过程中围岩经历了多次破裂和裂隙的愈合,直至整个成矿体系完全开放,并与大气水发生混合,使成矿流体中剩余金属最终沉淀。     

秦岭山阳-柞水地区燕山期中酸性侵入岩地球化学特征、锆石U-Pb年龄及Lu-Hf同位素组成

秦岭山阳-柞水地区广泛出露燕山期中酸性花岗(斑)岩体,并有大量与其相关的斑岩-矽卡岩型Cu-Mo-Fe、Cu-AuFe矿化。LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果表明,与矿化密切相关的斑岩体形成于144.6~141.5Ma。岩石地球化学分析结果表明,这些花岗(斑)岩体SiO2含量为55.73%~67.80%,K2O含量为2.52%~6.40%,Na2O含量为1.94%~5.19%,Al2O3含量为14.61%~16.10%,FeOT含量为2.1%~9.0%,MgO含量为1.32%~5.52%,主体显高钾钙碱性准铝质特征。A/CNK1.1,P2O5与SiO2负相关,Mg#平均为49,含有角闪石、黑云母、榍石、磁铁矿等矿物,属I型花岗岩类;稀土元素分异明显,无明显Eu异常;富集K、Rb、Sr、Ba等大离子亲石元素,Nb、Ta、Ti、P和Hf等高场强元素亏损,属后碰撞型花岗岩。岩体的锆石εHf(t)为-4.5~+1.78,平均为-0.87,表明其岩浆源区为地壳物质的熔融岩浆与幔源岩浆的混合,且以地壳熔融成份为主;Hf同位素二阶段模式年龄(t DM2)为1479~1084Ma,表明其壳源源区物质可能形成于中晚元古代(1.4~1.0Ga)。     

鄂尔多斯盆地延长组长7段凝灰岩锆石U-Pb年龄、Hf同位素组成特征及其地质意义

鄂尔多斯盆地延长组长7优质烃源层中广泛分布了薄层和纹层状凝灰岩,凝灰岩中锆石U-Pb同位素年代学研究表明,长7段凝灰岩结晶年龄为234Ma左右。对比勉略缝合带、南秦岭的花岗岩的年龄,三叠系延长组凝灰岩应该形成于俯冲阶段。锆石的Hf同位素分析表明延长组长7段凝灰岩主要来自地壳岩石部分熔融,并且有一定的地幔物质加入。Hf同位素二阶段模式年龄大部分集中在1.1~1.3Ga,其中以1.2Ga为主峰,表明延长组凝灰岩主要来自元古代增生的地壳物质,在物质组成和时代上可能类似于南秦岭基底中的耀岭河群基性火山岩和郧西群酸性的混合。     

四川盆地下寒武统膏盐岩发育特征与封盖有效性分析

四川盆地下寒武统广泛发育一套膏盐岩,主要沉积于早寒武世龙王庙期。基于四川盆地深井及实测剖面中膏盐岩的识别和统计,发现下寒武统有川南和鄂西两大聚盐区,最厚达690.40m;川南聚盐区西部以含泥含云质石膏岩类和含膏砂泥岩类为主,东部及颚西聚盐区主要为含膏白云岩类。结合前人研究,认为膏盐岩发育于浅水缓坡沉积环境,有潮上萨布哈和缓坡蒸发两类成因。通过对川南聚盐区储盖匹配关系及后期构造与膏盐岩封盖性分析,表明下寒武统膏盐岩与盐下震旦系优质的白云岩储层在空间上具有良好的匹配关系;四川盆地边界大断裂及边界外寒武系的抬升暴露让膏盐岩在盆地外封盖性失效,而在盆地内膏盐岩的封盖性较好。威远气田解剖表明有膏盐岩分布的威远地区成藏,而无膏盐岩分布的资阳地区气藏被破坏,显示了下寒武统膏盐岩在四川盆地油气成藏中具有重要的作用。