滇西兰坪盆地茅草坪脉状Cu矿床流体包裹体和稳定同位素地球化学研究

兰坪盆地西缘发育一条重要的脉状Cu矿带,矿床的成矿流体来源一直存在较大的争议。本次研究对该矿带南段新发现的茅草坪矿床进行流体包裹体和H-O-C-S同位素研究,结合前人发表的该矿带矿床的同位素数据,探讨矿床成矿流体特征和来源。茅草坪矿床早(A1脉)、晚(A2脉)两期含矿石英脉中的流体包裹体均为含CO2盐水包裹体,可细分为含石盐子晶、富液相(水溶液相)、富气相(CO2相)包裹体等不同类型。根据流体包裹体的共生特点,将其划分为3组包裹体组合:(1)第I组,出现在A1脉石英中,为富液相(I-W型)、富气相(I-C型)和含石盐子晶(I-S型)包裹体共生;(2)第Ⅱ组,同样出现在A1脉石英中,为富液相(Ⅱ-W型)和富气相(Ⅱ-C型)包裹体共生;(3)第Ⅲ组,出现在A2脉石英中,为富液相(Ⅲ-W型)和富气相(Ⅲ-C型)包裹体共生。测温结果显示:I-S型包裹体均一温度在293~370℃之间,流体盐度为30.06%~39.76%Na Cleqv;Ⅱ-W型包裹体均一温度在302~490℃之间,流体盐度为1.23%~18.63%Na Cleqv;Ⅲ-W型包裹体均一温度在263~400℃之间,流体盐度为1.20%~11.34%Na Cleqv。同一组内,包裹体气/液相比高度变化,表明包裹体捕获时的流体呈不均一态,此时包裹体均一温度中低值部分近似代表该组包裹体真实的捕获温度。因此,从I组到Ⅲ组,包裹体分别捕获于280~320℃(I组、Ⅱ组)和260~280℃(Ⅲ组),结合盐度数据,反应初始成矿流体发生沸腾作用,伴随石盐子晶析出,流体盐度下降,随后温度降低。茅草坪矿床成矿流体富CO2的特点与区域内其他脉状Cu矿床一致,但盐度明显偏高。矿床热液石英的δDV-SMOW值变化在-94.6‰~-56.2‰之间,计算的流体的δ18OV-SMOW值集中在+8.1‰~+9.6‰之间,与区域其他脉状Cu矿床相似,数据主要落在原生岩浆水区域的下方,表明流体来源于岩浆水,但经历了开放系统下的脱气作用,没有盆地流体或大气降水的贡献;热液碳酸盐方解石的δ13CV-PDF值为-8.3‰~-2.4‰,δ18OV-SMOW值为14.46‰~16.63‰,与区域其他脉状Cu矿床的C-O同位素组成相似,但C同位素组成明显低于区域脉状Pb-Zn矿床(碳主要来自盆地流体溶解的碳酸盐岩);黄铜矿的δ34SV-CDT值变化于-6.4‰~-3.9‰之间,处于区域其他脉状Cu矿床的S同位素组成范围内,但区别于区域砂岩型Cu矿床(硫来自硫酸盐的细菌还原作用)。因此,推测矿床的CO2和硫可能也来自脱气的岩浆。茅草坪脉状Cu矿床成矿流体的研究表明:兰坪盆地西缘脉状Cu矿床成矿流体可能来自富CO2、经历脱气的岩浆水,没有大气降水和盆地卤水的参与。     

西秦岭温泉斑岩钼矿床岩浆-热液演化

西秦岭北缘广泛出露印支期中酸性侵入岩和相关的斑岩-矽卡岩矿床。温泉矿床位于该矿带东段,是其内已探明规模最大的斑岩钼矿床。温泉矿床发育多阶段热液脉体,黄铁矿作为其中的贯通性金属硫化物,其化学组成蕴含着岩浆-热液演化及金属沉淀过程等诸多信息,对于斑岩系统模型的厘定具有重要意义。温泉矿床热液脉体时序为:钾长石-黑云母-石英脉(A脉)、石英-黄铜矿脉、石英-辉钼矿脉(B脉)和石英-绢云母-黄铁矿脉(D脉)。A脉是斑岩系统岩浆-热液演化的最早期脉体,主要矿物组合为钾长石+黑云母+石英+黄铁矿±磁铁矿±磷灰石±黄铜矿,代表了引起早期基性岩浆矿物被蚀变为黑云母的流体通道;B脉与钾长石化蚀变关系密切,围岩中斜长石斑晶大量被蚀变为钾长石;石英-辉钼矿脉切割所有早期黑云母化-钾化蚀变阶段的石英-硫化物网脉,并形成于所有斑岩侵位之后,少量黄铁矿和黄铜矿共生于辉钼矿裂隙及边部;D脉是斑岩系统岩浆-热液成矿作用的最晚期事件,其主要被黄铁矿和石英及少量黄铜矿填充,发育晚期的绢英岩化和泥化蚀变,长石多发生破坏性蚀变。四个阶段石英网脉中黄铁矿电子探针分析显示,A脉的黄铁矿中Cu、Mo和Au含量均较低,有少量的金属硫化物(黄铁矿+黄铜矿)沉淀,但通常不能形成规模矿体;石英-黄铜矿脉的黄铁矿中Cu含量明显较高,且多与高品位Cu矿体的空间产出位置相一致,可能是斑岩系统伴随钾化蚀变作用主要的铜沉淀阶段;B脉的黄铁矿中Mo含量明显较高,与高品位钼矿体空间产出关系密切,可能代表了斑岩系统钼成矿作用的主要阶段;D脉的黄铁矿中Au含量明显升高,可能代表了金在斑岩系统岩浆-热液成矿作用的最晚期事件中的沉淀。     

华北克拉通条带状铁建造中富铁矿成因类型的研究进展、远景和存在的科学问题

本文在查阅前人大量资料的基础上,对华北克拉通条带状铁建造中富铁矿的研究历史进行了回顾和总结,将研究历史分为1949年以前,1950~1965年期间,1978~1986年期间,1987~1994年期间和2009年以来5个阶段。重点介绍了鞍本地区、冀东-吕梁地区和河南舞阳地区富铁矿的基本地质特征以及典型富铁矿的研究概况,针对鞍本地区弓长岭二矿区磁铁富矿成因的复杂性,对不同成因观点以及目前已取得的共识进行了详细阐述。目前大多数学者不支持接触交代假说和菱铁矿经变质转化为富铁矿成矿假说,近半数学者支持变质热液成矿假说,半数学者支持混合岩化热液成矿假说。作者在综合分析前人大量资料后,认为变质热液成矿说依据不足,理由有四点:(1)磁铁富矿中往往见有磁铁贫矿的残体;(2)磁铁富矿与蚀变岩紧密伴生,蚀变矿物石榴子石、部分角闪石(透闪石)和部分绿泥石均属非变质热液成因;(3)研究区遭受区域高绿片岩相至低角闪岩相变质作用的时间为2500~2450Ma,而与蚀变矿物石榴石紧密伴生的热液锆石SHRIMP U-Pb定年结果为1840±7Ma,明显小于区域变质作用年龄,据此可将热液作用时间限定于古元古代晚期,相当于大陆地壳伸展阶段;(4)部分热液成因富铁矿利用Re-Os方法定年,除一种属原生沉积成矿外,年龄范围也在古元古代晚期,可作为参考。此种热液是否为混合岩化热液尚缺乏足够证据,故本文暂将其作为古元古代晚期热液。此外,本文对华北克拉通条带状铁建造中富铁矿成因类型及其远景进行了初步总结,认为古元古代晚期形成的磁铁富矿规模属大型矿床,有较好远景;原生较富贫铁矿因褶皱构造产生磁铁矿流变而形成的富铁矿(可能尚有热液叠加)规模较大,具有一定远景;其他类型均为小型规模,不具工业意义。最后,本文指出富铁矿成因研究中尚存在的主要问题,包括早元古代晚期热液的来源;热液的形成是一期还是多期;铁建造遭受区域变质达高绿片岩相时,贫铁矿的围岩变质演化机理等,尚需进一步探讨。     

2008年汶川地震(Ms8.0)非对称同震破碎带的确定:来自WFSD-1随钻流体的证据

地震过程中相当可观的一部分能量消耗于裂隙的活化与形成,来自汶川地震断裂带科学钻探一号孔(WFSD-1)的随钻流体表明,地震新形成的裂隙对应有较强的流体异常,它们为流体的入侵提供了良好的通道。随钻流体呈非对称性分布于主滑移面的两侧,主要的流体异常带集中在主滑移带下方须家河组顶部120 m范围内,该带中气体的含量以及变动的频率明显高于上部相同的宽度范围以及下部沉积岩层,来自地球物理测井的资料同样显示这一带破碎严重并伴随有大量水的侵入,暗示汶川地震形成的裂隙具有非对称性分布的特征。这一特征可能同时受控于断裂上盘彭灌杂岩与下盘须家河组岩层的力学性质差异以及地震破裂过程中形成的非对称性应力分布。     

钻井液类型对南极冰层取心钻进工作的影响

钻井液的类型与性能对于提高极地冰层取心钻进的效率与保证钻孔稳定性具有重要的影响。在分析铠装电动机械钻具工作原理与钻井液循环方式的基础上,较为详细地分析了升降钻具的速度与钻井液粘度与密度之间的关系;分析了现有钻井液类型和所存在的问题;以二元脂肪酸二醇酯、低分子量饱和脂肪酸酯与甲基硅油的试验测试数据为基础,确定了可用于极地冰层取心钻进的钻井液类型及其性能要求。     

pH值对适于页岩气储层的SDBS压裂液性能的影响研究

在低渗、低孔隙率页岩气储层压裂改造过程中,压裂液体系的pH值直接影响地层中的造缝、稳缝效果。pH值对阴离子表面活性剂压裂液的粘度、表面张力和页岩膨胀抑制性影响很大。通过改变阴离子表面活性剂的浓度,测定了在不同pH值条件下压裂液体系基本性能的变化。研究表明：SDBS压裂液体系的粘度随着pH值的增加先增大后减小,在pH值=9时达到最大;体系在pH值=5时降低体系表面张力的能力最好;页岩的膨胀量随着pH值的增大逐渐增大,在pH=7时膨胀量最大,且随着pH值的进一步增大,页岩膨胀量先减小后增大,在pH值=9时膨胀量最小;当体系的pH值一定时,SDBS在临界胶束浓度状态能够最大程度抑制页岩的膨胀。从化学微观角度上分析了pH值对SDBS压裂液性能的影响,有利于SDBS压裂液体系配方优化。     

基于LS-DYNA的贯通式潜孔锤反循环钻头强度的优化分析

通体花键式贯通式潜孔锤反循环钻头在实际施工中尾部较易损坏,影响反循环钻头的使用寿命。为提高反循环钻头的使用寿命,对反循环钻头尾部结构进行了优化设计,并采用非线性动力学仿真软件LS-DYNA对改进前后的反循环钻头进行了仿真分析。分析结果表明：由于在冲锤的高频冲击作用下,反循环钻头尾部易出现较大的局部应力集中,导致钻头体出现疲劳破坏;通过对钻头尾部结构设计优化后,与通体花键式反循环钻头相比,新结构钻头在无泄风槽情况下,应力集中值减小44%,在有泄风槽的情况下,应力集中值减小19%。数值模拟分析表明,优化后能大幅度提高钻头寿命。     

常州润华环球中心深基坑支护效果分析

常州润华环球中心基坑工程一区开挖深度达18 m,采用钻孔灌注排桩和内支撑作为支护结构。基坑施工过程中对基坑顶部的沉降位移和水平位移进行了监测。基坑工程施工结束后基坑顶部的沉降位移和水平位移达到稳定值（分别为25 mm和40 mm）,整体支护效果显著。但在基坑第三次开挖结束后第二道支撑构筑完成之前,基坑顶部的沉降位移和水平位移速率突然增大,直至第二道支撑构筑完成后增速才缓慢降低。提高第二道支撑的标高有利于降低基坑的变形,提高支护效果。     

钻柱振动特性的仿真分析

钻进过程中,钻柱振动是不可避免的,而且钻柱产生振动的原因是多方面的。随着研究的深入,人们不仅认识到钻柱振动对钻井作业产生的负面影响,还认识到利用振动可以得到许多井下信息。运用一根钻杆模型,分析了其在不同工作状况下的振动特性,得到了钻杆在横向、纵向、扭转振动的多阶振型,以及对应的应力应变图。对照振型和应力应变图,联系钻井实践中各种钻柱失效形式,以期从中找出一些振动与钻柱失效的关联,更好地利用振动去解决生产问题。     

滇西南团梁子岩组绿片岩、基性脉岩及构造分异石英脉岩锆石U-Pb年龄及其地质意义

滇西南团梁子岩组是南澜沧江构造带内重要的构造岩石单元之一,与兰坪-思茅盆地演化有密切联系。由于层序恢复困难和缺乏标志生物化石,该套岩石地层的时代归属缺乏有效约束。江桥团梁子岩组中基性脉岩和构造分异石英脉岩较为发育,在岩石学观察基础上,以绿片岩、辉长(绿)岩及与区域面理(S2)同期的构造分异石英脉岩为研究对象,借助激光剥蚀等离子体质谱(LA-ICP-MS)技术,对其中分选出的锆石开展了精确的U-Pb年龄测定。2件绿片岩样品31个锆石测点中存在4组206Pb/238U年龄,分别为1816~1542 Ma(加权平均为1630±210 Ma,N=6)、850~832 Ma(加权平均为844±95 Ma,N=2)、517~422 Ma(加权平均为438±26 Ma,N=4)和292~188Ma(加权平均为219.7±8.5 Ma,N=19)。2件辉长(绿)岩样品31个锆石测点中也存在4组206Pb/238U年龄,分别为2256~1357 Ma(加权平均为1646±160 Ma,N=16)、861~750 Ma(加权平均为773±92 Ma,N=2)、484~388 Ma(加权平均为433±38 Ma,N=6)和320~233 Ma(加权平均为253±16 Ma,N=7)。1件构造分异石英脉岩样品20个锆石测点中有3组206Pb/238U年龄,分别为1244±19 Ma(N=1)、430±5 Ma(N=1)和312~212 Ma(加权平均为229.6±6.7 Ma,N=18)。不同类型岩石中的各组锆石206Pb/238U加权平均年龄极为接近,代表了不同的地质意义,其中1646~1630 Ma可能代表了团梁子岩组原岩的形成年龄,而253~219 Ma可能代表了团梁子岩组在此时期受到构造热事件影响,该事件可能与古特提斯洋盆由西向东的俯冲消减作用有关。本次获得的绿片岩、基性脉岩及构造分异石英脉岩锆石U-Pb年龄将团梁子岩组时代约束为老于1630 Ma,即中元古代,可能属澜沧岩群的一部分。