氢氧同位素体系成矿流体示踪若干问题

综合分析国内外氢氧同位素研究进展结合部分热液矿床成矿流体的氢氧同位素示踪体系的可靠性,认为该方法存在以下问题:(1)通过石英矿物δ18 O计算流体的δ18O,同位素平衡温度厘定具有主观性,并且石英与流体之间的同位素平衡状态是否达到很难确定。同样的石英矿物δ18 O通过不同的平衡温度计算,得到不同的流体δ18 O,得出晚期大气降水混合的模糊认识;(2)石英中除流体包裹体外,由于晶格结构缺陷而含有部分结构水。在热爆裂法提取流体包裹体时石英中结构水的释放严重影响石英中流体包裹体δD测试结果。大量的已发表数据没有明确指定热爆裂温度,因此无法评价石英结构水对测试结果的影响程度;(3)石英作为流体包裹体寄主矿物对流体包裹体封闭性不佳,流体包裹体捕获后容易与外界流体发生物质交换,使流体包裹体δD不能代表成矿流体同位素组成,这直接挑战了石英作为寄主矿物进行流体包裹体δD测定的可靠性;(4)通过含差劲基热液蚀变矿物δD计算成矿流体δD,由于高温下压力对D/H分馏的影响难以定量评价,已有平衡方程大多忽略压力对D/H同位素分馏的影响,使得计算结果意义不明确。因此硫化物中流体包裹体的δD-δ18 O系统测试,需要辅以微量气体比值、H...     

真空电磁破碎器粉碎盐岩颗粒及稀有气体同位素组成测量的实验研究

应用真空电磁破碎装置,进行了提取盐岩颗粒中气液包裹体的实验研究。结果说明,粉碎率与样量、击打次数、盐岩颗粒的含水量有关。包裹体气体组分经净化、分离出He、Ne、Ar后,再依次测试它们的同位素组成。     

矿物包裹体中气体成分的真空提取装置

为了得到矿物包裹体中气体成分的定量数据,对不同类型矿物包裹体中气体成分的提取是目前需要解决的关健问题。我们于1981年底研制了“真空热爆裂和真空研磨提取装置”,并建立了“真空热爆裂提取-气相色谱测定”和“真空研唐提取-气相色谱测定”方法,解决了不同类型矿物包裹体中气体成分的提取与测定问题。     

阿尔金卡尔恰尔超大型萤石矿床成矿流体特征及形成机制探讨

新近发现的卡尔恰尔超大型热液脉状萤石矿床位于阿尔金造山带中部,矿体主要沿中奥陶世二长花岗岩及变质杂岩的接触带产出,并受韧性剪切断裂及裂隙构造控制。矿石主要类型为萤石方解石脉型,矿物组成以萤石和方解石为主,含少量石英和钾长石。矿石呈粗晶粒状和伟晶状结构,条带状、团块状和角砾状构造。包裹体研究表明,萤石和方解石中包裹体具有近似特征,均发育CO₂包裹体、含CO₂三相包裹体、气液两相包裹体和含子矿物多相包裹体等4种类型的原生包裹体,各类包裹体均一温度为135℃～359℃,盐度为2.07%～7.59%,反映成矿流体为中—中低温、低盐度不混溶NaCl-H₂O-CO₂热液体系类型。萤石和方解石流体包裹体氢氧同位素测试,反映该成矿流体来源于岩浆水与大气降水的混合热液。推测岩浆期后初步形成富CO₂、富F热液,在上升过程中淋滤萃取变质杂岩中的Ca质形成成矿流体,后因大气降水加入发生降温、降压与流体沸腾作用,在断裂—裂隙构造的有利部位充填—交代形成萤石方解石矿脉。     

江西阳储岭钨钼矿床稳定同位素组成特征的研究

阳储岭钨钼矿床以“斑岩型钨矿”引起了地质界的注目。本文试就其稳定同位素组成的特征,讨论与该矿床成因有关的若干问题。一、实验方法与标准①供同位素分析使用的单矿物分离,主要使用手选、磁选、浮选、重液选等常规方法。②对矿物和岩石中氧的提取使用五氟化溴法。③矿物流体包裹体中水的提取采用烧爆法。将     

准噶尔盆地西北缘石炭—二叠系火山岩裂缝中方解石脉成因

准噶尔盆地西北缘石炭—二叠系火山岩裂缝十分发育, 普遍充填方解石矿物。通过对钻井岩心裂缝类型划分、 方解石脉原生流体包裹体均一温度测试、 方解石地球化学数据测试与分析, 揭示了方解石脉成因。结果表明, 石炭—二叠系火山岩中的裂缝主要包括风化裂缝、 构造裂缝、 成岩裂缝和溶蚀裂缝。裂缝中方解石的原生流体包裹体均一温度分布为40℃～150℃, 变化范围较大, 具有低温、 高温及混合流体特征。方解石的碳、 氧同位素表明, 方解石的形成与大气淡水和埋藏流体有关, 锶同位素和锰元素进一步证实, 埋藏流体为深部热液流体或埋藏流体溶蚀了火山物质。准噶尔盆地西北缘石炭—二叠系火山岩受逆冲推覆构造和风化淋滤作用双重影响, 构造裂缝和风化裂缝彼此连通并沟通了深部热液与大气淡水。在火山岩裂缝中形成了兼具大气淡水与深部热液流体特征的方解石充填物。     

深层碳酸盐储层再平衡流体包裹体特征及其原始捕获条件确定

深层碳酸盐储层中流体包裹体往往因经历复杂地质演化而发生再平衡,正确判识流体包裹体再平衡对于准确解释古流体演化具有重要意义.以四川盆地安岳气田震旦系灯影组白云岩储层为例,通过岩相学、拉曼光谱测试及显微测温方法结合构造演化史判别了再平衡流体包裹体及其类型,并利用再平衡流体包裹体极值均一温度等数据进行PVT模拟确定了各期包裹体的原始捕获条件.结果表明安岳气田震旦系灯影组储层中第Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ期白云石中流体包裹体发生了爆裂变形,第Ⅴ期方解石中流体包裹体发生了拉伸变形,而第Ⅳ期石英中包裹体再平衡特征不显著,其中第Ⅱ、Ⅲ期白云石中流体包裹体在埋藏升温过程中再平衡,而第IV期白云石和第V期方解石中流体包裹体在抬升降温过程中再平衡.第Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ期成岩矿物中流体包裹体的捕获压力和捕获温度依次递增,至第Ⅳ期矿物形成时达到峰值,而后第Ⅴ期方解石中流体包裹体的捕获压力和捕获温度较第Ⅳ期则出现降低.结合流体包裹体捕获温压条件和埋藏史准确限定了各成岩期矿物的形成期次和时间,其结果可与同位素定年对比.     

川西南碳酸盐岩储层流体包裹体气体地球化学研究

采用真空磁力破碎包裹体与质谱计在线连接的方法,分析了四川盆地西南威远气田、资阳气田和隆昌气田不同时代碳酸盐岩储层中流体包裹体的化学成分和碳同位素组成,并结合储层地质特征,研究了储层流体的来源。研究表明 :流体包裹体气体成分主要以CH₄和CO₂ 为主,不同时代的储层原岩流体包裹体的成分明显不同,同一时代储层原岩及次生脉体中气体的含量变化不一。二叠系储层原岩流体包裹体气体成分以甲烷为主,CH₄含量一般在80 %以上,而震旦系储层原岩则以CO₂ 为主,CO₂ 含量大于 6 0 %。震旦系储层沥青脉中的包裹体CH₄含量最低,储层原岩包裹体CH₄含量次之,次生白云岩及方解石脉体中的包裹体CH₄的含量均大于前两者;而CO₂ 的含量却刚好于此相反。依据储层原岩、次生矿物脉体和沥青脉中包裹体CH₄和CO₂ 碳同位素组成的变化,讨论了二叠系 (P3 ₁₂A、P3 ₁₂B)和震旦系 (Z₄、Z₃、Z₂ )不同层段储层中油气侵入的方式和过程。     

镀镍碳为还原剂在线高温裂解法测定硫酸钡中氧同位素组成

测定矿物或水中硫酸根的氧同位素组成(δ18O)能够识别物质来源及转化过程,常用的方法是将硫酸根转化为硫酸钡再用离线或在线法测试其δ18O值。目前普遍采用1420℃在线测试硫酸钡的氧同位素组成,该方法极易缩短反应炉的寿命,通过添加还原剂碳可以降低反应温度,但是已有报道对于添加还原剂后的反应温度讨论较少。本文选择镀镍碳(Ni-C)作为还原剂,将样品经Ni-C高温处理后进行一系列条件实验,确认了采用元素分析仪-稳定同位素质谱仪(EA-IRMS)测定硫酸钡中氧同位素组成的分析方法的关键技术参数:硫酸钡在线反应温度为1350℃; Ni-C与硫酸钡样品量的质量比范围选择0. 73～2. 15;为了获得更加精确的数据,硫酸钡与Ni-C用量都控制在700±100μg。在以上实验条件下,EA/HT-IRMS测定硫酸钡δ18O值的精密度为±0. 12‰～±0. 26‰,优于在线法已报道的精密度±0. 20‰～±0. 50‰。本方法在满足测试精密度的前提下,通过添加Ni-C降低了硫酸钡在线反应温度,延长了反应炉使用寿命。     

赣北张十八铅锌矿流体包裹体研究

对张十八矿床中部分矿石矿物的流体包裹体进行了温度、盐度、气液相成分及氢氧同位素的测试,并且对数据进行分析。首次利用四级质谱技术测定了石英等透明矿物内流体包裹体气相成份,再加上配套的矿区流体包裹体氢、氧同位素资料,对成矿流体来源、组成和演化等进行了讨论。     

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     

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。     

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。     

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.     

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。     

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.     

土钉支护失稳分析

某基坑采用复合土钉墙支护,开挖至坑底后,基坑北侧发生失稳事故。本文就其事故发生原因作一探讨。     

地震次生地质灾害风险评估集对态势分析

5．12四川汶川8级强震引发了大量次生地质灾害,加剧了灾情并严重影响抗震救灾。地震次生地质灾害受多重因素制约,其孕育与致灾过程具有不确定性。利用集对分析原理与方法,对地震次生地质灾害进行同异反态势分析,拟定了风险评估的集对分析同一度、差异度、对立度等指标体系的构建原则与赋值标准,对承灾体系统的不确定性及其作用作了刻画与分析,建立了不同风险分区代表性的集对分析联系度表达式,为地震灾害研究提供了可资借鉴的新思路和技术方法。