空气金刚石取心钻进在黄河古贤勘探中的应用

为解决古贤水利枢纽料场勘探缺水问题,在部分钻孔应用了空气金刚石钻进技术。阐述了此钻进技术在实际中出现的问题,总结分析了优缺点,对类似条件下的钻探具有借鉴意义。     

湖南桃江地区金刚石指示矿物分布规律及异常特征——以金刚石、铬尖晶石及钛铁矿为例

为进一步探索砂矿中金刚石的来源,寻找湖南地区原生金刚石,利用水系自然重砂方法在湖南桃江马迹塘地区共采集自然重砂测量样品250件,金刚石指示矿物种类较齐全,数量较多。其中发现金刚石12颗,类型较单一,粒径0.3mm左右,黄绿色、六-八面体;指示矿物铬尖晶石8864颗,黑色-灰黑色,磨损较强烈,呈浑圆粒状;钛铁矿2403颗,黑色-灰黑色,磨损较弱。通过区内金刚石及指示矿物分布特征,在区内划分出14个异常区,其中Ⅰ级异常区5个,Ⅱ级异常区5个,Ⅲ级异常区4个。金刚石及指示矿物分布广泛,但无定向富集,北部地区数量多、南部地区数量少,时间上老地层出露区数量多,新地层出露区数量少。通过金刚石及指示矿物对比研究发现,其晶形、颜色、粒度与桃江江石桥辉绿岩中的金刚石及宁乡钾镁煌斑岩中发现的金刚石特征相似,推测其来自区内尚未被发现的辉绿岩/钾镁煌斑岩等类型的岩体中。     

三维建模技术在金刚石勘查中的应用——以辽宁省瓦房店地区为例

金刚石矿是辽宁省的重要矿产之一,辽宁瓦房店地区已探明的原生金刚石矿资源/储量占中国金刚石资源量的一半以上。通过开展三维建模工作,对该区金伯利岩管的形态、深部找矿方向等提出了一些新的认识。研究认为,三维模型可以更好地展示金伯利岩型金刚石矿体的空间展布形态,并可为勘查工作提出指导性意见。     

物探在金伯利岩型原生金刚石矿勘查中的应用——以辽宁瓦房店金刚石矿田为例

辽宁瓦房店金刚石矿田是我国重要的金伯利岩型金刚石矿集区. 为了更好地发挥物探在该区寻找金刚石矿的作用, 对以往物探工作程度、使用的方法、取得的成果进行了系统梳理. 通过总结发现, 地面磁测在圈定浅地表金伯利岩体中发挥了重要作用; 在寻找深部隐伏金伯利岩体时, 音频大地电磁测量、井中物探发挥了重要作用; 在研究金刚石矿控矿因素等问题时, 1:5万区域重力测量、大地电磁剖面测量发挥了重要作用. 总之, 物探是瓦房店矿田金刚石矿勘查中的重要组成部分, 合理的方法组合能够解决相应的地质问题.     

金伯利岩型金刚石矿床研究及其成矿模式探讨——以辽宁瓦房店地区金刚石原生矿矿床为例

辽宁南部瓦房店金刚石矿是国内最大的金刚石矿产区,现已发现4处金刚石成矿带、120个岩体。其中金伯利岩岩管24个、岩脉89个、可疑岩体7个,累计提交1221万克拉储量,占全国金刚石储量52%。本文主要对该矿床的金刚石母岩—金伯利岩的岩石地球化学特征进行了全面系统分析,发现金伯利岩中MgO、NiO、Cr₂O₃的含量与TiO₂、Al₂O₃、Na₂O、K₂O、CaO、P₂O₅等偏碱性组分呈正相关关系;Ni、Cr、Co含量与金刚石含量呈正相关,而Ti、Zr、Ba元素含量与金刚石含量呈负相关。通过对瓦房店矿区金刚石中石榴石及单斜辉石包裹体、橄榄石-石榴石矿物对、石榴石微量元素、尖晶石-橄榄石等多种地质温、压计归纳得出金刚石矿的来源深度为150～210 km,压力5～7 GPa,温度1083～1261℃,在上述温、压条件下,结合岩浆化学组成,估算金伯利岩具有低氧逸度(f_O2...     

中国西南河流碳、氮运移机制及其对水文条件变化的响应:以西江为例

流域碳、氮的生物地球化学循环过程关联着区域/全球尺度的气候变化,同时受到气候条件变化的影响。本次研究以我国西南喀斯特地区的西江为例,通过时间序列的高频次样品采集和分析,揭示水文条件变化对河流碳、氮动态变化的影响及其控制机制。结果表明,在高流量条件下,化学风化的加速、土壤CO2的汇入及流域内有机质的降解导致了水体δ13CDIC偏负,碳酸盐矿物的快速风化致使河水HCO3-浓度表现出强烈的"化学稳定性";对DIC、δ13CDIC、流量、温度的联合分析表明,矿物溶解、土壤CO2的汇入与河流中有机质降解的共同作用导致了西江河水碳动态的季节变化;河水NO3-浓度在高流量条件下并未表现出明显的稀释效应,反应了人为输入和化学转化过程对NO3-浓度的影响;硝酸盐氮、氧同位素的分析结果表明,西江NO3-来源受人为活动影响较大,主要转化过程为硝化作用;同位素和水化学证据表明碳酸、硫酸、硝酸共同参与流域岩石化学风化,雨季外源酸参与风化的减弱是河流中HCO3-稀释的重要原因。     

氮同位素研究城市湖泊沉积物有机质来源和迁移过程——以北京为例

城市湖泊是陆地水圈的重要组成部分,与人类活动关系极为密切。然而城市发展导致城市湖泊富营养化愈发严重,湖泊生态环境问题引起了广泛关注。本文研究了2012年至2013年间北京城区12个公园湖泊表层沉积物的有机氮同位素组成、碳氮比值、总有机氮和总有机碳含量的分布情况,探讨表层沉积物生产力状态、沉积物的有机质来源定性与定量分析、湖泊营养输入程度和过程等。研究表明,后海及群明湖等的有机碳、氮含量较其他公园湖泊的高,土壤和污水有机质等对湖泊沉积物的贡献突出,表明这些湖泊初级生产力及营养程度高,具有一定的富营养化风险;各个湖泊的分布位置、周围环境以及管理方式导致了其生产力、营养状况及有机质来源的差异,应该分别从控制水土流失、减少污水输入、及时清洁水面上的浮游植物与枯枝落叶等多方面着手进行,减少湖泊环境污染风险,保持湖泊环境生态平衡。本研究为了解城市湖泊环境有机质来源和过程、湖泊现代环境的管理和防治,提供可靠的研究方法和评价体系。     

热液金刚石压腔在流体包裹体研究中的应用——以川西甲基卡伟晶岩型矿床为例

流体包裹体是赋存在矿物中的流体样品,均一实验是以其研究成岩成矿流体演化的重要步骤和内容。但某些深成岩或矿床中的流体包裹体,如我国川西甲基卡伟晶岩型锂矿中的富CO2包裹体,因具有较大的内压,当利用传统的热台在1个大气压下加热时,容易发生爆裂而无法观测到均一行为和均一温度。因此,本文利用热液金刚石压腔(HDAC),以H2O为压力介质对流体包裹体施加外压,完成了甲基卡矿床No.134号脉石英中富CO2包裹体的均一实验。实验结果表明,随着外压的增大,均一温度呈降低的趋势,说明流体包裹体在被捕获后并非严格的等容,从而警示我们以后再对深成矿床中具有高内压的流体包裹体进行显微测温时应选用HDAC以获得更为可靠准确的数据。补充富CO2包裹体的均一实验数据后,石英中的H2O-CO2-NaCl包裹体表现出良好分异现象,随着均一状态自液态CO2→CO2与H2O临界相→液态H2O相变化,均一温度和盐度也随之降低,且比锂辉石中的包裹体具有更低的盐度和更大的温度变化范围。这些热力学特征说明,在锂辉石型伟晶岩形成过程中,锂辉石和石英先后结晶,分别主要捕获富子晶包裹体和H2O-CO2-NaCl包裹体,同时Li+不断向锂辉石结晶前锋聚集,使参与流体的Li+含量降低,致使石英中流体包裹体的盐度呈现出降低的趋势。     

强水动力湖泊夏季分层期氮的生物地球化学循环初步研究:以贵州红枫湖南湖为例

湖泊在夏季由于藻类生长而消耗大量硝酸盐,水体硝酸盐含量一般要低于春季。而红枫湖南湖水体硝酸盐含量却高于春季(比平均含量高0.83mg/L),说明尚有其他重要的硝酸盐来源。据估算,南湖水体硝酸盐含量升高0.83mg/L约需要1.66×105kg硝酸盐,另外有约10.1×105kg硝酸盐随下泻水输出南湖,再加上夏季藻类生长(生产的chla量约为640kg)所消耗的硝酸盐3.52×105kg,共消耗硝酸盐15.28×105kg。扣除河流输入的4.42×105kg硝酸盐,南湖尚存在约10.86×105kg硝酸盐的亏空。利用氮稳定同位素示踪技术,结合硝酸盐及叶绿素a(chla)含量、溶解氧(DO)等的变化,认为这部分硝酸盐来自湖泊中下部(斜温层)有机质的大量矿化(硝化),是水动力驱动高DO的上部水体下沉从而引起下部有机质(硝化)的结果。南湖这种强水动力湖泊整个夏季分层期氮的生物地球化学循环是斜温层有机质矿化(硝化)释放硝酸盐和变温层藻类生长同化硝酸盐为有机质同时发生的特殊类型。     

峨眉山地幔柱为云南金刚石矿的形成提供了条件——以大理海东为例

大理海东地区,地处二叠纪峨眉山地幔柱活动形成的川滇黔接壤地区峨眉山大火成岩省之一的扬子陆块西缘盐源-丽江凹陷(火山岩)带南端。1华力西晚期岩浆活动受峨眉山地幔柱影响,引发扬子陆块内大规模超基性-基性岩浆的侵入与喷出。早阶段通常产生剧烈的深成爆发,形成爆发角砾岩筒、火山     

Formulation of the thermodynamic functions for mantle minerals: MgO as an example

The formulas for thermodynamic functions for minerals are presented, couched in terms of the important thermodynamic variable K_T= (P/T)_v, where is the volume thermal expansivity and K_T is the isothermal bulk modulus. Presenting the formulas in this way leads to simplification since K_T as a product varies only slightly with volume, and is close to being independent of temperature at high temperature. Using our equations, we present as examples some computed data in the form of graphs on the entropy, internal energy, Helmholtz free energy, and Gibbs free energy in the high temperature regime (up to 2000 K) and for high compression (up to 0.7), for MgO. For entropy, knowledge of the V, T dependence of K_T is sufficient. For enthalpy and internal energy, the equation of state is needed in addition.     

松辽盆地南部油气成藏期研究——以黑帝庙地区为例

应用储层流体包裹体均一温度测试结果,结合激光拉曼光谱显微探针成分分析与构造演化史分析,认为青山口组生成的油气主要存在一期充注,包裹体均一温度是90℃～110℃,对应的油气充注时间是从82.5 Ma开始.油气存在二期成藏,即嫩江组末期和明水组末期.嫩江组烃源岩生成的油气是二期充注,流体包裹体均一温度分别是90℃～100℃和110℃～120℃,油气分别由68 Ma和66 Ma开始充注,但以后者为主.主成藏期是一期,明水组末期-古近纪时期.今后油气勘探的主要目标是寻找由嫩江组烃源岩提供油源,形成于姚家组和嫩江组中的岩性油气藏及于明水末期-古近纪时期形成的岩性-构造油气藏.     

基准面旋回在砂岩型铀矿勘查中的应用--以东胜铀矿床为例

近年来以基准面旋回为参照面的高分辨率层序地层学迅速发展,其最大的优势在于能够适用于受多重因素控制的陆相沉积盆地,并有效提高层序地层分析的准确度和分辨率。基准面旋回原理也同样适用于砂岩型铀矿的勘探开发研究和实践,它控制了砂岩、泥岩的空间分布和岩石孔渗、封闭性能,决定了地层结构的叠加样式。文章以东胜铀矿床为例,分析了基准面旋回在砂岩型铀矿勘探开发中的应用。认为:基准面升降旋回中形成的砂、泥岩地层结构配置良好;长期基准面上升早期形成的辫状河河道砂岩具连通性好、粒度粗、碎屑含量高、杂基含量低及孔渗条件好等特点,是重要的含矿层。     

干旱区绿洲灌溉条件下生态服务价值研究——以新疆轮台县为例

基于RS、GIS、景观生态学等方法,以新疆典型干旱区轮台县为研究区,利用1997年、2007年、2017年三期遥感影像解译结果,定量分析轮台县20年间土地利用景观格局变化特征,并运用生态系统服务价值（ESV）估算原理,定量分析轮台县生态服务功能ESV的年际变化,探讨ESV在景观格局演变下的损益和响应,来反映生态输水对塔河沿岸生态的影响。结果表明：轮台县以未利用地大幅度减少,林地与草地的大量增加为主,同时耕地、水域、建设用地以及冰川的面积也有不同程度的增加,但相对于整个县域面积依然相对较小;各斑块类型景观格局指数和整体景观格局指数以及空间格局都发生了不同程度的变化,未利用地对景观整体的控制性减弱,土地利用均匀性和多样性增加,最大斑块指数变化显著,散布并列指数先略有下降后明显增加;轮台县20年间各项生态系统服务功能的ESV均呈显著增加的趋势,ESV总量不断增大;轮台县ESV的增益集中在林地的增加上,占总增益的65.9%,轮台县ESV的损益集中在建设用地和未利用地的转入上,说明林地的增加和未利用地的减少是轮台县ESV增加的主要原因。该研究体现典型水源灌溉对轮台县生态的影响,为干旱区生态系统改善和土地利用规划提供依据。     

分汊与游荡型辫状河储层构型研究: 以苏丹FN油田为例

辫状河储层构型研究对预测剩余油分布有重要作用,但目前国内外学者对辫状河储层构型的研究多停留在笼统的辫状河模式上,对不同类型辫状河的构型研究较少。本文在文献调研和露头观察的基础上,对分汊和游荡两种类型的辫状河分别进行研究。以苏丹FN油田为例,依据“层次约束,模式拟合和多维互动”的构型解剖思路,综合岩心和测井资料分别对分汊与游荡型两种辫状河进行构型单元解剖,从单一辫流带砂体厚度、隔夹层发育规模、心滩坝与辫状河道发育规模及关系、落淤层与沟道发育规模及模式等方面入手,分层次定量计算不同河型构型单元的发育规模,探讨不同规模构型要素对剩余油形成与分布的控制作用。研究发现分汊型辫状河单一辫流带砂体厚度小于游荡型辫状河,连片分布的隔层稳定性强于游荡型辫状河;分汊型及游荡型辫状河都广泛发育心滩坝、辫状河道等砂体,规模和形态类似;分汊型辫状河心滩坝被河道下切完全,内部发育落淤层与沟道沉积,两者分期孤立分布或同期切割分布;游荡型辫状河心滩坝内镶嵌着规模较小的辫状河道(沟道),落淤层较不发育。最终总结了构型界面渗流屏障在垂向上影响剩余油分布的5种模式,以及构型单元渗透性较差处如心滩坝边部、泥质(半)充填河道等易形成剩余油富集。     

我国冬季季节性积雪反照率的观测与模拟——以东北地区为例

应用了一种新的模式spectral albedo model for dirty snow,简称SAMDS,研究了不同参数对于积雪反照率的影响,结果表明：在天顶角固定为60°的条件下,新雪的粒径从50 μm增大到800 μm,使其宽波段反照率从0.92减小到0.78;相对于非球形的雪粒,球形雪粒的积雪反照率更低;吸光性颗粒物对光谱反照率的影响主要在可见光和紫外波段。此外,雪粒径的增大能使吸光性颗粒物的光吸收效应增强。结合东北地区的实测数据,我们发现SAMDS模拟的积雪宽波段反照率与实测结果较为一致。同时,SAMDS模式模拟结果表明,在东北地区,积雪中0.1~1 μg·g^-1的黑碳浓度导致积雪宽波段反照率减少2%~8%,造成的瞬时辐射强迫为9~35 W·m^-2。     

堆积体滑坡的成因及稳定性分析——以黟县林川滑坡为例

林川滑坡是较典型的因不合理采石而形成的堆积体碎石土滑坡,其形成明显受人为活动影响.在野外调查和室内研究的基础上,分析了该滑坡的地质结构、形成机制和控制因素.运用不平衡推力法计算天然和久雨状态下滑坡的稳定性.结果表明,天然状态下,A-A'剖面所在区域目前均处于稳定状态,C-C'剖面和D-D'剖面区域均处于基本稳定状态.久雨饱和状态下,滑坡三个剖面区域均处于不稳定状态.通过分析三个剖面各条块的推力计算数据,认为该滑坡失稳时可能不是整体滑动,而是在坡体中部滑面倾角变化较大处开始拉裂,裂缝下部坡体滑动,上部坡体保持局部稳定.根据该滑坡的变形特征提出了相应的防治建议.     

复杂地区三维区域地质调查流程:本溪—临江地区为例

在变质变形复杂的辽宁东部—吉林南部的本溪—临江地区开展的三维地质调查工作的基础上,经反复探索实践,得出了由区域主干剖面、区域建模剖面、建模约束剖面和建模剖面四级剖面控制下的分单元三维地质调查方法可以有效约束地下深部地质结构;提出了开展三维区域地质调查的17个步骤;讨论了方法与流程在本溪—临江地区的应用情况、有效性、可操作性及可靠性。