岩浆—热液体系成矿流体演化及其金属元素气相迁移研究进展

本文从火山喷气、岩浆热液矿床的成矿流体性质、金属元素在蒸汽相中的溶解及在蒸汽/卤水相的分配实验等方面概述了有关金属元素气相迁移及CO2在成矿过程中作用的研究现状。火山喷气的凝结物中高浓度的Cu、Zn、Pb、As、Ag和Au,以及斑岩型矿床中低密度流体包裹体（蒸汽相）中硫化物矿物的存在,预示着上述金属是以蒸汽相搬运的。金属元素在蒸汽相中溶解实验研究表明,金属元素在蒸汽相中以［MeXm·(H2O)n］水合物的形式存在,其溶解度随着H2O逸度和HCl逸度的增大而增加;熔体—流体体系分配实验研究揭示,NaCl—H2O体系中存在蒸汽—卤水相分离,在含S条件下Au、As等元素通常以HS-离子络合物的形式优先溶于蒸汽相,Fe、Zn、Pb、Mn、Cs等元素以Cl-离子络合物的形式优先富集于卤水相;Cu在富S热液中优先进入蒸汽相,在富Cl贫S热液中通常富集于卤水相,表明Cu在岩浆热液中是以HS-和Cl-两种络合物的形式迁移的。CO2在Au、Cu等金属元素迁移和沉淀过程中可能起重要的作用,不仅促进NaCl—H2O体系相分离,并且促使HS-络合物在蒸汽相富集以及调节成矿流体的酸碱度。斑岩型Cu—Au矿床的矿化过程可概括为3个阶段：高侵位的斑岩分异出的少量岩浆流体主要形成了青磐岩化带和部分钾硅化带,矿化通常不成规模;深部岩浆房早阶段去气作用分异出的岩浆流体主要在斑岩体早期钾化基础上叠加蚀变并形成广泛的浸染状矿化和石英—硫化物细脉,在斑岩体上部形成高级泥化带并形成低温热液型Cu—Au矿化,此阶段为主矿化期;深部岩浆房晚阶段去气作用形成的岩浆流体可能主要使斑岩体和部分围岩形成绢英岩化,并伴随晚期石英—(方解石)—硫化物脉的沉淀。     

有机质在层控铅锌矿床中作用的实验研究

有机质在层控铅锌矿床中的作用已受到普遍重视。本文的实验研究内容和主要研究成果包括如下三个方面:1.Cu2+，Pb2+，Zn2+在共存的水相和油相中分配系数与温度和溶液成分关系的实验研究，证明在酸性条件下Cu，Pb，Zn元素95%以上趋向于在水溶液中，而在弱碱性条件下这些元素有强烈的在油相中富集的趋向，表现出典型的卟啉化合物的特征；2.矿物在油田卤水和相同盐度的Cacl－Nacl溶液中溶解度的对比实验研究，讨论了金属元素在油田卤水中的无机络合作用和有机络合作用之间的竞争能力；3.在人工组合双源层和温度压力同时作用的压力机条件下，进行了油气生成和运移过程对Pb，Zn元素活化迁移的实验研究，实验证明，新生成原油（氯仿沥青Ａ）中获得了Zn的52-769μg/g的高丰度，其中经过初次运移的原油往往含有更高含量的金属元素。因此，有理由认为在一定的成熟度范围内原油相可能是Pb，Zn等多金属元素迁移富集的重要载体和成矿流体的重要组成部分。     

西藏谢通门县雄村斑岩型铜金矿床成因讨论——来自元素的空间分布特征的证据

西藏谢通门县雄村铜金矿的成矿与含眼球状石英斑晶的角闪石英闪长玢岩有关,并至少受3个玢岩岩枝控制。主成矿元素为Cu,伴生元素为Au、Ag、Zn、Pb,其他微量元素Mo、As、Ba、Bi、Cd、Co、Mn、Ni、Sb含量较高。元素在垂向上具有分带特征,即从矿体中心向外可依次划分为Cu、Au、Ag、As、Sb、(Bi)→Co、Ni→Mo→Mn→Ba→Pb、Zn、Cd、Bi、(Sb),上述元素的异常和组合是寻找和评价该类矿床的重要地球化学标志。矿床的形成经历了早期Cu—Au—Ag成矿和晚期Zn—Pb—Cu—Au—Ag成矿两个阶段:早期成矿阶段形成了Cu—Au—Ag主矿体,晚期叠加Zn—Pb—Cu—Au—Ag矿化。Cu与Au、Ag呈显著的正相关,Cu主要呈独立矿物黄铜矿产出,Au、Ag主要赋存于黄铜矿中。矿石的K/Na值为6.9、Rb/Sr值为0.8,显示出矿床矿富K、Sr和贫Na、Rb的成矿环境;而Au(平均品位0.6×10-6)0.4×10-6、Au(0.6×10-6)/Cu(0.4%)1和n(Cu)/n(Au)(为20678)40000以及Mo(19.7×10-6),说明该矿床富金而贫钼。矿床所处的大地构造位置,成矿与偏中性的斑岩有关,元素组合特征,异常元素在垂向上的分带特征,主成矿阶段的Cu—Au—Ag矿化和晚期叠加的Zn—Pb—Cu—Au—Ag矿化,富Cu、Au、Ag和贫Mo的成矿元素组合及富K、Sr和贫Na、Rb的成矿环境,均表明矿床具有产于岛弧或类似岛弧环境的斑岩型铜金矿床的特征且叠加斑岩成矿系统晚期呈脉状产出的浅成低温热液型Zn—Pb—Cu—Au—Ag矿化。     

新疆昆仑山布喀达坂峰-依吞布拉克一带岩石地球化学特征及元素分布规律

新疆昆仑山东段布喀达坂峰-依吞布拉克一带区域岩石地球化学特征表明：长城系富集W、Pb；奥陶系富集Au；二叠系富集Cu、Zn、Hg、Sb；三叠系富集Zn、Pb、Ag；三叠纪石英斑岩富集Cu、Zn、Hg、Sb．元素区域分布规律表明：与全国高寒山区平均水平相比，工作区相对富集Ba、Hg、Pb、Sn、Mo元素，贫化铁族元素；工作区可分为北、中、南3个地球化学带．北带形成了富集Au、Ag、Sb、Hg、Cu、Zn、Pb、Mo、Mg及铁族元素，贫化Cr、Co、Ni、Li、Be、Bi元素地球化学带；中带富集Cu、Pb、Zn、Ag、W、Sn、Mo、U、Th，贫化Hg、Li及铁族元素，形成了有色、稀有稀土、放射性元素地球化学带；南带富集Au、As、Sb、Hg、Cu、Zn，形成了贵重、有色元素地球化学带．石英斑岩富集Cu、Zn、Hg、Sb元素．祁漫塔格带元素组合与斑岩型铜钼矿、层控型Pb、Zn矿和夕卡岩型铁多金属矿床元素组合相似．第四系元素含量均一，不存在元素大面积区域性富集与贫化的物理化学条件．     

湘西金矿尾矿—水相互作用：1．环境地球化学效应

湘西金矿在生产过程中产生了大量的尾矿。该区尾矿－水相互作用强烈，并引起了尾矿中重金属元素的释放、迁移和对水体－土壤、蔬菜等表生环境的重金属污染。污染程度较大的元素均为Au、Sb、As、Cd、Hg、W等，与尾矿中元素的富集特征相一致。尾矿中重金属元素的水迁移能力由大到小顺序为Au、Cd、W、Sb、Pb、As、Zn、Cu。元素的生物吸收系数由大至小顺序为Cd、Au、Zn、Hg、Sb、Cu、Pb、As、W。植物中金属元素浓度主要受土壤中的浓度、植物种类和吸收的影响。     

江西贵溪冷水坑多金属矿床成矿过程流体地球化学模拟及其地质意义

江西贵溪冷水坑矿床为-大型-超大型Ag，Pb、Zn矿床，在矿床深部和矿化花岗斑岩体的中心部位有铜矿化现象，但未构成工业矿体。本文将冷水坑成矿体系作为一种含H2S、CO2以用Fe、Cu、Pb、Zn、Ag、Au等金属元素的NaCl型降温成矿热液体系，根据矿床的矿物共生组合及其成矿物理化学条件，认为上述各金属元素在成矿热液中的饱和浓度应分别受黄铁矿或磁黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、辉银矿和自然金的溶解反应控制，并在假定模拟起始温度条件下各金属元素的浓度分别等于其饱和浓度的基础上，对上述金属元素在360-175℃,温度区间内的迁移与沉淀过程进行了计算机数值模拟，在模拟过程中有48种溶解类型参加了计算。其结果不仅与矿床的矿物生成序列基本一致，合理地解释了冷水坑矿床的矿化与蚀变分带，更重要的是，模拟结果还表明，冷水坑成矿热液中富含Cu，但由于其成矿体系的地球化学演化不利于Cu的沉淀和富集，因而未形成工业铜矿体，从而得出了富含金属元素的热液不一定成矿的结论。因此，就冷水坑矿床源区的成矿地球化学特征而言，完全有可能在适宜的地质和地球化学条件下形成具有较大经济价值的铜矿床。冷水坑矿床中缺少具有经济价值的金矿化则表明其矿源中可能贫乏容易被活化转移的Au。     

山东莱州曲家金矿黄铁矿微量元素对成矿过程的指示

曲家金矿位于我国重要的蚀变岩型金矿矿集区之焦家金矿带的中段，矿床赋存标高为-726～-1 334 m。为研究黄铁矿的演化及其对金成矿过程的指示，运用LA-ICP-MS分析黄铁矿原位微量元素含量，结合岩相学观察和点群分析对黄铁矿进行了分类。发现黄铁矿中Co、Ni、As等微量元素主要以类质同像形式赋存，而Au、Ag、Cu、Zn、Pb、Bi等元素主要以纳米级、微米级矿物包裹体形式赋存。黄铁矿主要分为5种类型：富Co型Py1,富Ni型Py2,富Au、As型Py3,富Au、Ag、Pb、Bi型Py4及“干净”型Py5。黄铁矿微量元素特征指示成矿物质可能主要来源于前寒武纪变质基底岩石和中生代岩浆岩，少量来源于地幔，成矿热液可能属变质热液、岩浆热液和浅部大气降水的混合成因。不同类型黄铁矿反映成矿热液由富Co、Ni经富As、Au向富Pb、Bi、Au、Ag演化。Py1和Py2形成后受构造活动影响发生强烈破碎，裂隙表面对热液中金络合物增强的吸附作用促使金在裂隙中沉淀，对金的富集成矿可能起重要作用。Co、Ni含量较低，同时Au、Ag、As、Pb、Bi等元素含量较高的黄铁矿与成矿作用有密切关系。另外，黄铁矿中C...     

西天山阿希金矿床围岩蚀变

阿希金矿是西天山地区典型的低硫型浅成低温热液型金矿床,发育了以矿体为中心,向外依次为硅化、黄铁绢英岩化和青磐岩化的蚀变分带。对矿区火山岩和蚀变岩型矿石的主量、微量元素进行了测试,并借助Isocon法对黄铁绢英岩化、硅化和石英-碳酸盐化进行了元素质量迁移定量计算。结果表明:黄铁绢英岩化岩石富集SiO_2、K_2O、Ag、As、Mo、Bi和Pb,亏损CaO、Na_2O、Sr、Cs和Ba;硅化过程中富集SiO_2、Bi、Pb、Ag和As,而MgO、CaO、Na_2O、Ba和U出现亏损;石英-碳酸盐化过程中元素迁移量较大,主要富集SiO_2、MgO、CaO、Li、Ba和As,亏损K_2O、Na_2O、P_2O_5、Pb和Zn等元素。结合蚀变岩石显微特征,认为热液蚀变过程中的元素迁移与矿物的蚀变或生成直接相关,而且含Au络合物在Au成矿中扮演重要角色。     

广东紫金风门坳锡多金属矿成矿元素分带规律

广东紫金风门坳矿区富集Sn、W、Pb、Zn、Cu、Mo、Au、Ag、As等元素,但分布不均匀,具有叠加富集特征。通过在风门坳矿区开展1∶10 000土壤地球化学测量工作,圈定了2处矿致综合异常,结合各矿床（点）成矿特征,认为风门坳矿区成矿元素自北西向南东依次为Sn、W、Pb、Zn、Cu、Mo→Sn、Cu、Au→Pb、Ag、Zn,呈规律性水平分带。结合矿区3号勘探线矿化（体）特征,认为矿床成矿元素在垂直方向自上而下分带为Sn、W、Pb、Zn→Cu、Zn、Ag→Sn、Zn。上述规律可为今后在该区继续开展扩大扩深找矿工作提供有利线索。     

激电法在豫西深部找矿中的应用

广东紫金风门坳矿区富集Sn、W、Pb、Zn、Cu、Mo、Au、Ag、As等元素,但分布不均匀,具有叠加富集特征。通过在风门坳矿区开展1∶10 000土壤地球化学测量工作,圈定了2处矿致综合异常,结合各矿床（点）成矿特征,认为风门坳矿区成矿元素自北西向南东依次为Sn、W、Pb、Zn、Cu、Mo→Sn、Cu、Au→Pb、Ag、Zn,呈规律性水平分带。结合矿区3号勘探线矿化（体）特征,认为矿床成矿元素在垂直方向自上而下分带为Sn、W、Pb、Zn→Cu、Zn、Ag→Sn、Zn。上述规律可为今后在该区继续开展扩大扩深找矿工作提供有利线索。     

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.     

黄土路基沉降曲线特征分析

在分析郑西客运专线试验段路基沉降实测资料的基础上,提出沉降变形常规预测方法受观测时间及单次观测结果的影响比较大,不利于用来预测最终沉降。通过分析现场沉降变形与时间关系曲线,提出路基沉降的发展主要受固结的影响,其发展是一个从沉降增加到趋缓的过程,可以明显分为固结变形及流变变形,并用非饱和土等效固结理论加以解释,提出了一种利用s- 曲线特征预测最终沉降量的方法,经检验对比发现其预测结果受观测时间及单次观测结果的影响比较小,优于其它常规预测方法     

沉管隧道基槽爆破施工对既有堤岸稳定性影响的数值仿真分析

结合爆破数值模拟中爆破荷载的特点,分析了各种荷载施加方法的特点及爆破震动场模拟的要求,基于圣维南荷载等效原理,提出了爆破荷载的等效施加方法,即将作用在炮孔壁上的爆破荷载等效后,施加在同排炮孔中心线或者面上来模拟爆破荷载的作用。结果表明,等效施加方法在近区存在一定差异,但在中远区吻合得较好。利用该等效荷载施加方法,采用三维实体模型计算分析了某沉管隧道基槽爆破施工对既有堤岸稳定性影响,计算了周围不同位置、不同深度位置处的振动响应,并在此基础上,分析研究了减小爆破振动对既有结构物影响的减振措施,可为类似工程提供借鉴。     

Structure of sediments of kaolinite

In an assembly of clay particles placed in a fluid, each particle is typically subjected to: (1) double-layer repulsive forces; (2) van der Waals attractive forces; and (3) contact mechanical forces. The study presented here concerns an approximate, quantitative analysis of clay suspensions, with considerations to the first two - the physico-chemical forces. Using recent theories to calculate the physico-chemical forces between two clay particles in an approximate model of an assembly, the equilibrium void ratio of a clay suspension is computed. The mechanical forces are ignored in the analysis. The results serve to verify the validity of physico-chemical theories employed and help interpret experimental data more fundamentally in terms of the system variables.     

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.     

不同形式诱导缝的等效强度承载性能的数值分析

将考虑尺寸效应规律的混凝土等效断裂模型应用到不同形式诱导缝等效强度公式中,得到了修正后的不同形式诱导缝的等效强度公式。同时,得到了诱导缝等效强度的变化曲线,并比较了单双向间隔诱导缝的优劣,得到双向间隔诱导缝优于单向间隔诱导缝的结论,为高拱坝中诱导缝的设计提出了建议。     

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。     

土的可恢复剪胀的一种解释

从土的各向异怀角度对土的可恢复剪胀现象进行了解释。基于各向异性情况下的土体弹性本构关系理论分析，认为土的可恢复剪胀现象可部分归因于土的各向异性引起的弹性剪胀。借助有关土体弹性参数实验结果，研究了应力诱导各迥异性对土体弹性剪胀的影响，结果表明：随土体应力诱导各向异性的增大，土体的弹性剪胀也增大。从土体弹性剪胀角度研究了土的卸荷体缩条件，认为土体卸荷体缩取决于加载应力路径的应力增量比，给出了土体出现卸荷体缩的区域。