陕西勉县庙坪石墨矿床地球化学特征及成矿机制研究

新发现的勉县庙坪石墨矿床位于南秦岭勉略缝合带,工业类型为晶质鳞片状石墨矿石.本文对该矿床进行地球化学特征研究,并探讨其成因机制.研究结果表明,含矿岩石黑云母变粒岩Al2O3含量为7.32％～15.01％、TFeO为2.28％～8.68％、Na2O为0.17％～3.38％、K2O为 1.15％～3.42％、TiO2为0.50％～0.80％,稀土元素总量为106.38×10-6～236.37×10-6;黑云母变粒岩具有明显的Eu、Sr负异常,U、Cs、Pb的正异常,Ce异常不明显.通过对本区变质原岩恢复、沉积环境及原岩物质来源分析可知,矿区变质岩原岩应为沉积岩,具有泥质砂岩、粉砂岩的特征,变质岩系原岩主要形成于缺氧还原的海洋沉积环境.碳同位素分析显示,矿石中石墨的δ13C为-23.6‰～-21.7‰,大理岩的δ13C为-7.1‰～3.3‰,石墨中的碳质来源主要为生物有机质,而大理岩的碳质来源为无机碳.本区经区域变质作用,使含碳质岩石富化成矿,矿床成因应属沉积变质型矿床.     

甘肃省肃北县敖包沟晶质石墨矿床地球化学特征与成因研究

为探讨甘肃省肃北县敖包沟晶质石墨矿床成矿物质来源及矿床成因,对采自矿区的8件样品进行了主、微量、稀土元素和碳同位素测定.结果 显示,敖包沟晶质石墨矿主量元素总体显示出富硅、贫钙的特征,其Al2O3/TiO2比值为12.20～26.50(平均19.99),Al2O3/(Al2O3 +Fe2O3)比值为0.48～ 0.91(均值为0.77);富集大离子亲石元素(Rb、K)和高场强元素(Ta、Zr、Hf、Tb),Rb/Sr比值为0.57～1.06(平均为0.80),Sr/Ba比值为0.23～0.67(平均为0.39);轻稀土元素相对富集、重稀土元素相对亏损,具弱Ce负异常和Eu负异常.石墨的δ13C值为-28.60‰～-31.35‰,平均为-29.51‰,指示石墨物源为有机碳.地球化学特征表明,敖包沟品质石墨矿床可能形成于被动大陆边缘沉积岩的变质作用,含矿岩石的变质原岩为含碳质泥岩和粉砂质泥岩,形成于古元古代浅海相沉积环境,物源为陆源碎屑岩,推测敖包沟晶质石墨矿床为区域变质型晶质石墨矿床.     

石墨矿床类型及显晶质石墨矿床 成矿模式Ⅱ):矿石矿物及矿化特征

基于系统的野外观察和镜下鉴定,从石墨矿石矿物、矿化特征角度研究石墨矿床类型及显晶质石墨矿床成矿模式。研究发现石墨矿物晶体具有多期生长连晶特征,形成复合板状晶体;深变质阶段的混合岩化和大理岩的透辉透闪石化是石墨矿床热液交代阶段的主要矿化蚀变;石墨矿石分为硅酸盐岩型、碳酸盐岩及蚀变碳酸盐岩型石墨矿石;石墨矿床类型为热变质隐晶质土状石墨、浅变质显晶质微晶石墨和深变质大鳞片石墨;成矿模式是成矿物质碳富集-无定型有机碳形成石墨晶核-碳硅有机热液富集再结晶。     

青海省格尔木市妥拉海河超大型石墨矿床地球化学特征及其成因探讨

妥拉海河石墨矿床是在青海省发现的首个超大型大鳞片晶质石墨矿。该矿床位于柴达木盆地南缘、东昆仑中段,矿体呈层状、似层状赋存于下元古界金水口岩群下岩组的片麻岩、钙质片麻岩、石英片岩和大理岩中,属于典型的片麻岩型石墨矿床。为探讨其矿床成因,本文对含矿地层开展了详细的岩相学、全岩地球化学和同位素地球化学研究。研究结果表明：含矿的石墨片麻岩、石墨石英片岩稀土元素总量为82.95×10^-6～154.86×10^-6,轻稀土富集,具有明显的Eu负异常和Ce弱负异常,显示了原岩形成于大陆边缘浅海缺氧沉积环境。赋矿的变质岩原岩为富含有机质的砂质岩、杂砂岩和钙硅酸盐岩,物质来源主要是陆源碎屑,少量为浅海的碳酸盐岩。矿石中石墨片麻岩和大理岩的δ¹³C同位素组成指示石墨的碳质来源于生物有机碳,而大理岩的碳质来源为无机碳。妥拉海河石墨矿床是形成于古元古代的区域变质型矿床。     

川北米仓山南缘典型石墨矿床地球化学特征与成因

文章对比分析了米仓山南缘旺苍-南江石墨矿带东、西2段主要石墨矿床地质及地球化学特征。矿带东段石墨矿体形态以不规则囊状为主,矿石类型以角砾状石墨大理岩型为主,矿体原岩为含有机质碳酸盐岩;矿石的V/Cr、V/(V+Ni)、U/Th平均值分别为0.75、0.42、0.94,稀土元素总量（∑REE）平均84.4μg/g,δEu平均0.65,矿体原岩沉积于贫氧环境。西段石墨矿体以似层状为主,层控特征明显,矿石类型为石墨片岩型,具钒矿化,原岩以含碳质黏土质、泥砂质碎屑岩为主;矿石的V/Cr、V/(V+Ni)、U/Th平均值分别为3.90、0.79、1.93,稀土元素总量（REE）平均124μg/g,δEu平均0.59,矿体原岩沉积于贫氧-缺氧环境。石墨矿δ13C值为-16.0‰～-23.0‰,平均-19.1‰,与有机质相近,显著低于大理岩围岩,表明石墨矿碳质来源以有机碳为主。米仓山南缘石墨矿床成因为沉积-变质型,石墨含矿层位经历了晋宁期-澄江期区域变质及热接触变质等多期变质成矿作用,最终形成晶质石墨矿床,其成矿与罗迪尼亚超大陆汇聚-裂解引发的区域变质-岩浆活动有关。     

四川坪河晶质石墨矿床地球化学特征及成因分析

四川坪河晶质石墨矿床大地构造位置位于扬子古陆块内的米仓山—大巴山基底逆冲带上,是中国重要的晶质石墨矿床之一。为研究其矿床成因,通过野外地质特征调查和矿物特征研究,结合含石墨变质岩系的地球化学特征分析可知,坪河晶质石墨矿床主要赋存在中元古界火地垭群麻窝子组地层中,矿体在平面、剖面上形态呈层状到不规则透镜状,矿体产状与围岩基本一致。主要含矿岩石为含石墨片岩,次为含石墨白云质大理岩,矿石平均固定碳含量16.32%;石墨矿物多呈鳞片状,其中大鳞片石墨(>0.15 mm)占37%,中小鳞片石墨(<0.15 mm)占63%;主量元素和微量元素分析结果表明: 坪河晶质石墨矿床含石墨变质岩系原岩为泥质粉砂岩,物源为陆源;锆石SHRIMP U-Pb测年结果显示含石墨片岩变质时代为新元古代(751.6±4.5) Ma;石墨矿δ¹³C测试平均值为-24.17‰,表明石墨的碳质来源为有机碳。综合推测坪河晶质石墨矿床成因为有机成因的区域变质矿床。     

北秦岭西峡龙王庙石墨矿床地球化学特征及成因

西峡龙王庙石墨矿床位于北秦岭朱阳关—柳泉铺石墨成矿带东部南支,矿体赋存于古元古界秦岭群中深区域变质岩系中,原岩属陆源碎屑岩-碳酸盐岩夹中基性火山岩沉积建造。矿体呈层状、似层状,局部为透镜状产出。矿石构造主要为鳞片状,少量浸染状及块状。矿石主要由含石墨(条带)方解大理岩组成。主量元素整体表现为低Si、低Al、低碱、高CaO、高烧失量的特点,微量元素分析显示大离子亲石元素Rb、U、Th、La、Sm富集,高场强不相容元素Ba、Nb、Ti亏损。Sr/Ba比值为0.55~3.30,平均值2.07。Rb/Sr比值为0.02~1.15,平均值0.28。∑REE含量偏高,REE的分异程度高,轻稀土较重稀土富集,Eu和Ce负异常明显,表明石墨矿变质岩系的原岩可能形成于被动大陆边缘海构造环境。综合分析认为,西峡龙王庙晶质石墨矿床为有机成因的区域变质型晶质石墨矿床,矿床后期叠加热变质及构造改造的特征明显。     

四川尖山晶质石墨矿床碳同位素特征及成因

四川尖山晶质石墨矿床大地构造位于扬子陆块区上扬子古陆块米仓山—大巴山基底逆冲带之米仓山基底逆冲带,是我国重要的晶质石墨矿床之一。为确定尖山晶质石墨矿床炭质来源和矿床成因类型,通过石墨矿C同位素测试,结合野外地质特征调查和矿物特征,综合分析认为尖山石墨矿床主要赋存在中元古界火地垭群麻窝子组中,矿区出露的吕梁期侵入岩体与麻窝子组呈侵入接触关系。石墨矿体主要赋存在麻窝子组白云岩内的构造角砾岩中,含矿岩石以含石墨构造角砾岩为主,含石墨片岩和含石墨白云质大理岩次之。石墨矿物多呈鳞片集合体状或不规则细脉状,大多数鳞片片径＜0.15 mm。矿石固定碳质量分数在2.39%～17.72%之间,平均值为8.40%。石墨矿δ13C测试值在-15.01‰～-19.96‰之间,平均值为-17.42‰,表明石墨炭质来源为有机碳。综合推测尖山石墨矿床为有机成因的接触变质-区域变质叠加复合型晶质石墨矿床。     

湘中寒婆坳矿区测水组无烟煤—煤系石墨变质温度研究

煤系石墨是由煤经构造—岩浆事件改造而成的煤系共伴生矿产资源.为探究无烟煤—煤系石墨的变质温度,以湖南新化寒婆坳矿区无烟煤—煤系石墨及其顶底板岩石、夹矸为研究对象,采用变质矿物组合特征、镜质体反射率地质温度计和拉曼光谱地质温度计等手段进行研究.结果 表明:大规模岩浆侵入初期,煤层及其顶底板受热温度较高,但持续时间短,而煤石墨化过程和围岩变质过程相对缓慢,最终,煤系石墨及其围岩与周围环境的热力学平衡温度相对较低.多手段综合确定寒婆坳矿区无烟煤的变质温度为220～250℃,变质无烟煤的变质温度为330～370℃,煤系半石墨的变质温度为390～450℃,石巷里矿煤系石墨变质温度为500～550℃.寒婆坳矿区无烟煤—煤系石墨变质系列整体上处于中低温变质作用阶段.研究结果可为煤系石墨勘探靶区圈定提供科学指导.     

吉林省磐石市马鞍山石墨矿矿床地质特征及成因

通过对该区石墨矿矿床地质特征的分析,探讨了矿床成因。研究表明,三叠系上统大酱缸组地层为赋矿岩层,受燕山运动的影响,同时伴随岩浆及断裂活动,引起了岩层和煤层的变质,经过变质作用进而形成了石墨矿床。矿体形态多样,呈层状、似层状和透镜状等。石墨矿矿石自然类型为碳质板岩型,工业类型为隐晶质石墨矿。马鞍山石墨矿床成因类型为区域变质与接触变质叠加类型的矿床。     

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     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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.     

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.     

毫米波测云雷达的特点及其研究现状与展望

云在大气的能量分配、辐射传输,尤其是水循环系统中有不可忽视的作用。云探测对云物理、人工影响天气、气候变化和航空航天等领域有重要意义,是大气科学研究的热点之一。尽管目前已经发展了很多种遥感设备对云进行观测(如激光雷达、卫星、云幂仪等),但这些设备无法得到高时空分辨率的云水平和垂直结构,而毫米波雷达是云三维精细结构探测的重要工具。由于毫米波雷达具有更接近小粒子尺度的短波长,因此更适合用来探测弱云,同时毫米波雷达也存在衰减严重的缺点。介绍了毫米波雷达的特点以及其探测小粒子的优势;对比分析了其与新一代多普勒天气雷达、晴空风廓线雷达的差异,得出：毫米波雷达具有高时空分辨率,能够更精确地反映云的垂直和水平结构,比普通天气雷达更适合监测云的变化。概括了国内外毫米波测云雷达的发展现状以及在云物理研究方面的情况,并展望了国内毫米波雷达未来研究的方向。