岩浆作用的物理过程研究进展

概略地介绍了８０年代以来硅酸盐熔体及硅酸盐晶－液悬浮体的密度、粘度、熔体结构、流全动力学等方面的研究动向,及其对岩浆作用、岩浆运移、岩浆侵位机制的动力学约束条件,硅酸盐熔体的结构是制约熔粘度的主导因素,化学成分对熔体匠控制是通过改变熔体结构而实现的,粘度在一定程度上决定着岩浆的迁移、侵痊和喷发方式。密度和浮力是岩浆上升侵位的重要约束,地壳是岩交涉升的一个密度过滤器岩浆最终由于浮和的消失而停止上升。     

攀西地区镁铁质岩浆成矿系统的流体动力学模型

尽管镁铁质侵入体及其与成矿作用的关系得到了特别关注,但有许多科学问题迄今仍模糊不清。基于新的野外观察和理论分析,文中提出一个复杂性流体动力学模型,试图整合解释矿床地质学、矿相学和矿物学特征。假定岩浆成矿系统的行为取决于熔体和流体两个子系统的强相互作用,系统演化过程中子系统物理性质的连续改变可以导致多种非线性变化:(1)熔体子系统未发生明显结晶作用之前,含矿流体弥漫式透过熔体向上迁移,产生具有隐性火成层理的致矿侵入体和浸染状整合矿体。在这种条件下,高速运动的含矿流体可以导致岩浆侵入体全岩矿化;较低速上升的含矿流体也可以导致强烈的岩浆分异作用,但岩浆侵入体的边缘部分将没有成矿金属的富集。(2)岩浆侵入体部分固结(如半固结)时,含矿流体只能大规模输入到岩体中心尚未固结的部分,并导致强烈的双扩散对流,产生明显的韵律性层理和整合型块状矿体。(3)岩浆侵入体接近完全固结时,巨大的流体超压或远场应力场可导致板状侵入体沿补给通道方向破裂,含矿流体上升导致了不整合矿体的产生。(4)岩浆侵入体完全固结之后,后续含矿流体只能沿着层状侵入体与底板围岩的接触带迁移,形成新型板状矿体或巢状矿体,甚至夕卡岩型矿体。(5)富氧化物流体之后还可以有富硫化物流体上升,有利于产生硫化物矿体。这种分析大致符合攀西地区的客观实际,因而可以得出结论：(1)岩浆侵入体是否成为致矿侵入体取决于含矿流体的输入,而不是岩浆分异作用;(2)致矿侵入体的分异特征是含矿流体输入的结果,而不是相反;(3)镁铁质岩浆成矿系统是一种复杂性动力系统,含矿流体的输入是其行为发生非线性变化的根本原因;(4)攀西地区的镁铁质岩浆成矿系统包括整合型(包括块状和浸染状两种亚型)、不整合型和夕卡岩型铁矿子系统以及浸染状和块状硫化物型成矿子系统;(5)攀西地区的铁矿体不仅仅位于层状岩体之内,下伏围岩中也有找矿潜力,甚至发现块状硫化物的潜力。     

新疆哈密黄山杂岩体岩浆动力学计算及成岩模式

本文通过岩浆粘度、密度、不混溶分离速度及岩浆沿裂隙上升速度等的计算,论证了黄山杂岩体第二侵入期岩浆发生液态不混溶的流体动力学条件,从而推断存在一个次级岩浆房,并认为这个次级岩浆房为液态不混溶分离提供了稳定空间。在此基础上,结合地幔中硫化物的分布特点和地幔岩块底辟上升模式,提出了第二侵入期岩浆的形成演化模式。     

苏格兰阿伦第三纪火成岩的Nd同位素及其岩浆演化和地壳…

对苏格兰西部阿伦（Ａｒｒａｎ）第三纪火地的地球化学研究，是对高地边界断层（ＨＢＦ）地区地壳结构的一种探索。新的Ｎｄ同位素数据以及其他地球化学证据表明原始慢源岩浆在地壳内部的分异过程中受到过各种混染，有两种不同的同位素混染趋势。北部花岗岩是基性分异体受类似于本区出露的达拉德（Ｄａｌｒａｄｉａｎ）单元地壳岩石的混染产物。中部花岗岩和ＨＢＦ南部几个其他小侵入体同位素数据变化趋势朝向已报道的米德兰谷订粒岩     

岩浆密度及其重要意义

本文通过计算不同构造环境的原生玄武岩岩浆密度,首次提出了两种原生玄武岩浆密度类型:岛弧玄武岩浆(AB)密度类型(Ⅰ);WB MORB岩浆密度类型(Ⅱ)。指出Ⅰ型岩浆密度受控于岩浆起源的fO2和fH2O条件;Ⅱ型岩浆密度则与岩浆起源压力有关。原生岩浆密度可作为判定岩浆产出的地球动力学背景的重要标志之一。考察岩浆密度与压力的关系,指出原生玄武岩浆密度在一定程度上控制了岩浆房的发育部位(深度),制约了岩浆结晶的温压条件,并对岩浆侵位与喷发产生重要影响。在岛弧地区,岩浆密度与地壳厚度变化严格地控制着岛弧岩石系列(Tb-CA-Sh)的时空演变,决定了岩浆的演化途径和结晶条件。利用岩浆密度资料,反演并建立了义敦岛弧区的地壳双层结构模式。     

应用二组分成分变异曲线图判别岩浆作用的一套有效方法

本文以瑞利结晶、批式熔融、分离熔融和混合作用四种主要的微量元素模型为基础,建立了对应于这些岩浆作用的一套以元素比值-比值(或元素)、共分母元素比值-比值、共分子元素比值-比值和元素-元素作变量的数学方程及相应的成分变异曲线图。在分析一套有成因联系的岩石的形成机理时,只要将岩石成分投点成有关的变异图,并与本文的成分变异曲线图对比,就能快速确定岩石的成分变异主要受何种岩浆过程控制。若计算出元素的总分配系数,就可确定源岩、初始岩浆、端员岩浆或混染物的成分。     

岩浆底劈侵位机制研究进展

本文简述了近年来岩浆侵位流变学研究进展，讨论了岩浆底劈上升过程中流动组构的演化以及岩浆物理性质的变化，并以此为依据解释了一些有关的地质现象。     

攀枝花层状侵入体韵律层理及岩浆演化特征

通过详细研究并综合前人工作，本文着重对攀枝花岩体微型韵律层理的特征和成因作了详细论述；并对岩浆演化方式作了进一步探讨；同时对富钛铁氧化物熔浆的熔离作用进行了深入的阐述。     

岩浆去气作用碳硫同位素效应

根据开放体系条件下的瑞利分馏原理,并考虑岩浆中可能溶解的合碳和含硫组分,从理论上定量模式了岩浆去气作用对火成岩碳、硫同位素组成的影响。结果表明,岩浆CO₂去气作用能够导致岩石中碳酸盐显着亏损¹³C,其δ¹³C值能够从原始-5‰变化到-20‰(PDB);岩浆CH₄去气作用则导致岩石中碳酸盐相对富集¹³C,其δ¹³C值能够从原始-5‰变化到+4‰。岩浆SO₂去气作用可以导致岩石中硫化物显着亏损³⁴S,其δ³⁴S值能够从0‰变化到-8‰(CDT);岩浆H₂S去气作用则导致岩石中的硫化物相对富集4S,其δ³⁴S值能够从0‰变化到+6‰。因此,除源岩原始同位素不均一性和地壳物质混染能引起火成岩的碳、硫同位素组成发生较大变化外,岩浆去气作用也是重要原因之一。     

围压下裂隙对地震波速度影响的物理实验研究

构建了等直径不同裂隙密度和等裂隙密度不同裂隙直径两组物理模型,进行不同围压条件下多方向的超声波速度测试,并运用Hudson理论进行了理论模型计算。结果显示,计算与实测结果吻合较好。随围压的增大,纵、横波速度均近线性增加,纵、横波各向异性基本保持不变;裂隙密度从2%增大到6%,纵波速度不同程度降低,其中慢纵波降低幅度相对较大,快横波变化不明显,而慢横波则大幅降低。随着裂隙密度的增大,纵、横波各向异性均增大,且横波各向异性增加速率大于纵波;裂隙直径从2 mm增大到3 mm,快纵波速度增加很小,慢纵波增加明显,横波速度均不发生改变。随着裂隙直径的增大,纵波各向异性逐渐降低,横波各向异性保持不变。最后结合试验结果分析了Hudson理论在不同深度进行参数预测的必要条件。研究结果有助于油气生产、地下水的开采与控制、污染处理等。      

浅谈区域岩石物性调查的必要性和可行性

本文在总结我国开展区域岩石物性调查状况之后,给出区域岩石物性调查定义,阐述了开展区域岩石物性调查的必要性和可行性.区域岩石物性调查,在区域上有计划地进行,强调采样的整体性(不缺少岩性系列)和代表性(突出各系列重点岩性),采用综合物性测定和研究的方法,进行多方面相关关系研究.它不同于常规物性工作,具有更深刻、更广泛实际的意义.它能为区域地质调查,区域物、化探设计和解释,以及解决某些特定地质问题提供基础资料,现阶段开展区域岩石物性调查势在必行.     

浊积扇体系沉积微相对物性及成岩控制的定量研究——以鄂尔多斯盆地ZH40区块为例

以鄂尔多斯盆地ZH40区块水下浊积扇沉积体系为例,根据储层物性、铸体薄片鉴定、扫描电镜和X-衍射分析等资料,定量研究水下浊积扇沉积体系沉积微相对物性和成岩的控制作用。分析表明:从水下扇的扇根到扇中,再到扇缘,矿物成分成熟度呈先增加后降低的趋势,扇中微相的长石砂岩最为发育,成分成熟度和结构成熟度最好;在水下扇浊积体系中,扇中微相砂体的溶蚀作用和次生孔隙最为发育;扇根、扇中和扇缘微相砂体机械压实作用引起的孔隙度损失程度接近,而扇根和扇缘微相砂体的胶结作用强烈。储集层成岩作用研究和孔隙度预测中,必须考虑沉积微相的控制作用。     

关家川沟泥石流流体性质研究

泥石流流体性质不仅决定了泥石流的类型,而且是研究泥石流动力学特征、泥石流治理、泥石流危险性评价等方面的基础。通过分析泥石流堆积物颗粒粒度特征和一系列的定量指标可以分析泥石流流体性质。由于后期洪水作用下泥石流堆积物颗粒粒度特征发生了变化,再加上颗粒粒度分析中取样等因素影响使泥石流堆积物颗粒粒度分析结果难以反映泥石流流体性质。因此,泥石流流体性质不能仅仅依据泥石流堆积物颗粒粒度特征来确定,而应采用综合分析研究方法来确定泥石流流体性质。本文以关家川沟为例,采用堆积物颗粒粒度分析与相关定量指标相结合的方法,综合分析研究了关家川沟泥石流流体的性质。该分析研究方法对研究泥石流流体性质具有实际的工程意义。     

鄂尔多斯盆地上古生界深盆气藏流体动力学特征及成藏过程分析

鄂尔多斯盆地上古生界气田是一个在向西低角度倾斜背景下形成的深盆气田。在深盆气田的形成过程中,部分天然气伴随离心流漏失。天然气往储层上翘一侧有侧漏是深盆气藏的重要特征之一。在鄂尔多斯盆地,由于储层十分致密,地下水的流动补给十分缓慢,随着天然气的不断漏失,逐渐形成低压。另外,天然气的运移速度十分缓慢也有利于深盆气藏的保存。     

初论“构造流体动力学”

研究发现地壳中存在着大量的流体，它们以气体、液体、岩浆的形式存在于地壳的不同深度，甚至地幔中。这些流体夹杂在地壳之中，既是各种构造活动的环境因素，也是一种活跃的动力因子；既是物质和能量转移和传递的载体，也是多种能源和矿液的实体。对于地壳这个固、液、气多相共存体，受动力作用而呈现出来的非线性运动过程的种种力学问题，已无法用传统的构造地质学知识或经典的渗流力学来解释。很多现象促使我们去探索一种新的方法或思路，从新的角度去研究这一课题。文章提出“构造流体动力学”这一概念，作为研究地壳浅部流体与地壳构造关系的学科，为今后进一步深入研究这方面的问题勾画出一个初步的轮廓。     

FLUID DYNAMICS OF ORE DEPOSITS

矿床学中的流体力学是矿产资源地质领域的一个新方向，它研究成矿流体在具孔隙和破碎的地质媒体中运移的一般规律。这种流体运移以其积极参与构造形成和成矿物质迁移为特征。地壳表层（５～１０ｋｍ）是一个流体系统形成和活动的特殊带，因此可以称为流体圈或成矿圈。它具有不同均匀的结构，其９５％（体积）属挤压带，仅５％为张性带。岩石块体中的压实和挤压作用反映了其内的机构能量积累和转换过程，并作为独特的具有高地球化学活性和剧烈质量迁移的推动力。伸展和减压带通常是质量迁移的终点，矿床于岩石物理条件有利的媒体内富集。在流体的参与下，构造活动和成矿作用最为活跃。矿物质迁移和沉淀的决定因素是液压构造作用，这表现为合适的构造物理环境和水动力作用相结合，导致早期形成主要的水动力裂隙和流体房，晚期于流体房中发生多阶段矿化。这一过程在同沉积裂隙带、火山通道边缘、隆起的外围、背斜核部环境中最为发育。     

物理模拟材料流变性质研究现状

模拟材料的选用以及其相关参数的测定是物理模拟实验的基础.当前采用的延性材料能通常有粘泥、石蜡、松香、塑化松香、塑胶粘土等,国内使用的流变仪主要为毛细管流变仪、旋转流变仪、落球式流变仪,国外对三轴流变仪的研制、应用已见成效.今后应加强新型模拟材料的研制、开发,同时积极研制、引进合适的流变仪.     

岩石磁性与低温流体成矿作用关系探讨

大量研究表明 ,低温流体通过改变岩石中磁性矿物的组成而改变了岩石的磁化率和剩磁等磁性参数 ,利用岩石磁学和古地磁学的方法能够帮助区分不同时期和类型的流体事件。笔者认为流体对围岩的影响受岩石组织类型的控制 ,通过研究岩石组织类型可望了解磁性矿物转变和重磁化的机制。文章通过金矿围岩地球化学和磁性参数对比的实例分析 ,提出岩石组织内部磁场也可能对流体的成矿作用发生重要影响。流体在萃取围岩中有用元素或发生成矿物质聚集的同时也可能导致新的磁性矿物形成。在此过程中 ,磁性矿物的晶体生长以化学剩磁的方式记录下环境磁场 ,由此可以研究流体运移轨迹。