赣南花岗岩残积土非饱和特性

赣南地区花岗岩残积土边坡在降雨等作用下易发生失稳破坏,研究其非饱和特性对该地区的地质灾害防治具有重要意义.采用 X粉晶衍射、扫描电镜等方法对赣南地区的二长花岗岩残积土和黑云母二长花岗岩残积土的矿物成分、微观结构进行了分析,结果表明:残积土的孔隙率较大,矿物成分主要为高岭石、伊利石和石英.采用三轴固结不排水剪切试验和瞬态脱湿与吸湿试验对其力学性质和非饱和特性进行了研究,结果表明:２类残积土的应力－应变关系曲线均存在应力－应变转型现象;在脱湿过程和吸湿过程中,残积土的土－水特征曲线、渗透系数函数曲线均存在滞后效应,基质吸力随含水率增大而减小,渗透系数随含水率增大而增大,二长花岗岩残积土对水的敏感性相对更高;残积土非饱和抗剪强度随含水率的升高而降低,在残余含水率处变化速率较快;二长花岗岩残积土抗剪强度的变化幅度比黑云母二长花岗岩残积土更大.      

高精度CT成像技术在致密油储层孔隙结构研究中的应用——以准噶尔盆地玛湖西斜坡风城组为例

二叠系下统风城组为准噶尔盆地玛湖西斜坡致密油主力产层。基于CT成像的三维高精度储层表征、扫描电镜和压汞测试等方法,分析风城组致密油储层微观孔隙结构。选取并制备直径为65μm的CT实验样品进行纳米尺度扫描,构建纳米级孔隙三维结构模型,分析不同深度样品物性特征,以及孔喉大小、形态、空间分布和连通性。结果表明:在微米尺度下,实验样品孔喉大小差异大,半径为2~50μm,呈孤立状或条带状分布于粒间或粒内,数量少但占孔隙体积大;在纳米尺度下,样品孔喉半径为0.05~0.30μm,纳米级孔隙数量增多,呈管状或球状分布于矿物颗粒(晶体)内部或表面,纳米级球状微孔连通性较差,三维空间呈孤立状,多作为储集空间;计算样品孔隙度与岩心分析孔隙度结果接近。该研究结果可为研究区致密油储层进一步勘探提供指导。     

云南都龙锡锌多金属矿床矽卡岩矿物学和矿物化学特征及其地质意义

都龙锡锌多金属矿床位于华夏地块西缘,是中国最大的锡石硫化物矿床之一。矿体主要呈层状、似层状产于晚白垩纪花岗岩体上覆新元古代新寨岩组的矽卡岩带内。矽卡岩蚀变矿化可划分为5个阶段:石榴子石-辉石阶段、阳起石-绿泥石阶段、磁铁矿-锡石阶段、锡石-磁黄铁矿-闪锌矿阶段、闪锌矿-黄铜矿阶段。以都龙矿床中的矽卡岩为研究对象,在识别矿物组合与结构的基础上,采用电子探针与LA-ICP-MS技术对矽卡岩中的石榴子石、辉石进行了主量、微量元素分析。结果表明:都龙矿床矽卡岩中的石榴子石可分为3类,且具有一定的世代特征。GrtⅠ世代为早阶段形成的钙铁榴石(And_(95～99)Gr_(1～5)),多位于核部,呈残余状,与透辉石共生;GrtⅡ世代为形成时间稍晚的钙铁-钙铝榴石(And_(50～80)Gr_(20～50)),多围绕GrtⅠ世代形成,与钙铁辉石共生;GrtⅢ世代为最晚阶段形成的细粒钙铝榴石(And_(30～40)Gr_(60～70)),量少,多呈不规则状。石榴子石与辉石的矿物组合变化暗示流体氧化性具有逐渐降低趋势。微量元素特征显示GrtⅠ世代呈轻稀土元素富集、重稀土元素亏损的右倾型特征,GrtⅡ世代呈重稀土元素富集、轻稀土元素亏损的左倾型特征,表明稀土元素分配可能受石榴子石晶体化学结构和固溶体端元组分共同影响。不同世代石榴子石成矿元素In和Sn含量差异也较大。GrtⅠ世代In和Sn含量分别为(63.0～264.0)×10~(-6)(平均值为159.0×10~(-6))和(2 790～13 100)×10~(-6)(平均值为7 441×10~(-6));GrtⅡ世代In和Sn含量分别为(1.6～81.0)×10~(-6)(平均值为20.0×10~(-6))和(436～4 740)×10~(-6)(平均值为2 518×10~(-6))。石榴子石中In与Sn含量的正相关关系暗示了两者的同时性、同源性,并且在矽卡岩形成早期已经具有一定的选择性富集趋势。因此,系统地研究矽卡岩中的矿物化学特征对有效约束成矿流体在矽卡岩蚀变与矿化过程的演化具有重要意义。     

江汉平原第四系沉积物中砷的垂向分布规律及其对地下水中砷浓度的影响

含水层沉积物是江汉平原地下水中砷的主要来源,沉积物地球化学特征对地下水的水化学具有重要控制作用。为查明江汉平原第四系沉积物中砷的垂向分布及赋存环境,在典型高砷地下水分布区内选取２个深钻（ＪＨ００２孔及 ＹＬＷ０１孔,深度分别为２３０ｍ 和２０１ｍ）采集沉积物样品进行了地球化学分析。结果表明全新统和上更新统含水层沉积物以黏土、粉土、淤泥质黏土、粉砂、细砂为主,指示着弱水动力的沉积环境;２个钻孔沉积物地球化学特征相似,ｗ（Ａｓ）＝２．０～２２．６ｍｇ／ｋｇ（平均９．０ｍｇ／ｋｇ）,ｗ（Ｆｅ）＝１１．８～５５．０ｍｇ／ｇ（平均３７．８ｍｇ／ｇ）,ｗ（Ｓ）＝０．１～２．１ｍｇ／ｇ（平均０．４ｍｇ／ｇ）。中、下更新统沉积物岩相变化较大,以砂和砾石居多,局部含有黏土夹层,指示着沉积时较强的水动力沉积环境;其中ＪＨ００２孔沉积物 ｗ（Ａｓ）＝２．７～１６０．５ｍｇ／ｋｇ（平 均４０．９ｍｇ／ｋｇ）,ｗ（Ｆｅ）＝２０．１～１７９．５ｍｇ／ｇ（平均５０．５ｍｇ／ｇ）,ｗ（Ｓ）＝０．１～１７．７ｍｇ／ｇ（平均４．９ｍｇ／ｇ）;ＹＬＷ０１孔沉积物砷、铁、硫质量分数均低于ＪＨ００２孔,ｗ（Ａｓ）＝５．２～５６．１ｍｇ／ｋｇ（平 均１６．２ｍｇ／ｋｇ）,ｗ（Ｆｅ）＝１０．９～１１７．５ｍｇ／ｇ（平 均３６．４ｍｇ／ｇ）,ｗ（Ｓ）＝０．３～７．８ｍｇ／ｇ（平均１．８ｍｇ／ｇ）。ＹＬＷ０１孔中、下更新统沉积物颗粒较ＪＨ００２孔更细,所处的水动力条件更弱,砷、铁、硫质量分数均低于ＪＨ００２孔,说明沉积历史环境影响着砷、铁、硫等元素的分布。沉积物地球化学数据聚类分析结果表明全新统和上更新统砷与铁具有显著的相关性,而中、下更新统沉积物砷与硫化物矿物紧密相关。结合不同深度含水层水化学特征差异指示上更新统含水层中含砷铁氧化物的还原性溶解导致浅层地下水中砷的富集,富硫的中、下更新统深层含水层中强还原环境下砷受到硫化物矿物的固定作用难以释放进入地下水中。