易坍塌地层双管水平定向钻进工艺研究

水平定向钻进技术已被广泛地用于铺设各种管线,具有施工速度快,对地面破坏小,不会影响已有管线的正常使用等优点。但是,在砂卵石和粉细砂类易坍塌地层中,常规的单钻杆水平定向钻进常会出现导向偏差和钻孔坍塌等事故。在已有技术的基础上,开发出了一套双管水平定向钻进系统,包括双回转动力头钻机、内外钻杆、双管导向节。通过现场应用证明了该双管系统具有导向精度高、调整方向灵敏等优点,能克服易坍塌地层带来的导向精度差和钻孔坍塌等难题。     

水平定向钻进虚拟仿真培训系统研究

虚拟仿真技术是目前计算机科学研究热点,将虚拟仿真技术应用到非开挖领域是非开挖教学及研究的发展趋势。针对水平定向钻进（Horizontal Directional Drilling,HDD）这一非开挖的主要施工工法,采用SolidWorks、3ds MAX、Photoshop等软件对三维场景、钻机以及钻头等施工设备进行三维建模,通过研究场景漫游技术、多摄像机跟随技术、物理效应仿真技术和轨迹记录及跟随等技术在Unity3D平台上开发培训系统,并将系统发布至桌面系统。该系统具有场景漫游、多视角显示、控制钻进、显示参数功能。测试结果表明培训系统运行流畅,场景切换迅速,具有良好的三维展示和教学功能。     

滇西勐糯铅锌矿区赋矿围岩地球化学特征与地质意义

勐糯铅锌矿区位于保山-镇康地块勐糯向斜东翼,是三江成矿带中重要的大型铅锌矿床。矿区内志留系中统上仁和桥组下段(S21)为主要赋矿层位,其中结晶灰岩为主要的赋矿围岩,含矿层顶底板围岩为板理化灰岩、板理化钙质泥岩。区内结晶灰岩及其他围岩稀土配分模式相似,均为右倾型及负Eu异常,指示其具有相似的沉积环境及成岩机制。同时Al2O3-SiO2岩石热水成因模式图、U-Th关系图及Al-Fe-Mn三角图解指示矿区围岩并非热水沉积,均为正常海相沉积。围岩样品U/Th <0.75,Sr/Cu>5,V/Cr <2,Ce微弱正异常及较低的Sr值,指示沉积环境为开放式的氧化浅海环境,沉积期间气候较为干燥,受到部分陆源碎屑影响。结晶灰岩ΣREE为57.11×10^-6,明显低于其他围岩ΣREE值232.02×10^-6,且LaN/YbN为8.81低于其他围岩11.17,可能为热液的淋虑作用导致结晶灰岩稀土元素流失。综合分析认为,结晶灰岩原岩为泥晶生物碎屑灰岩,其形成先后经历了2期构造热事件,早期构造作用使其原岩发生破碎,主要为脆性变形,含矿热液沿裂隙注入,使破碎的原岩发生重结晶,形成颗粒较为粗大的结晶灰岩;晚期构造作用对早期构造形成的结晶灰岩局部进行叠加改造,发生韧性变形,使结晶灰岩糜棱岩化,形成颗粒粗细不均的糜棱岩化灰岩。结晶灰岩的破碎裂隙为含矿热液提供良好的运移通道及容矿空间,并可能提供部分成矿物质,顶底板围岩对含矿热液一定封闭作用。     

高地温对隧道岩爆发生的影响性研究

新建拉林铁路桑珠岭隧道高地应力、高地温隧道开挖过程中岩爆灾害突出。考虑开挖卸荷与温降共同耦合作用,对隧道开挖过程中不同温度时洞周应力释放过程进行数值模拟,同时对隧道开挖后的二次应力进行现场实测,就高地温对隧道洞周应力的影响进行了比较分析,最后就不同岩爆判据下高地温对岩爆发生的影响性进行了讨论。研究结果表明,采用应力释放率和温降指标反映开挖卸荷与温降共同耦合作用能合理描述高地应力高地温段开挖过程中的应力特征和岩爆发生规律。当温降超过55 ℃,应力释放率大于40%以后, 及 量值随应力释放率增大而线性增长,当应力释放率达到100%时达到最大,不同位置洞周应力拱脚处增长最快,拱顶次之,其他位置较低。在开挖中受高地温影响岩爆发生时间提前,岩爆发生等级亦不断增加。     

离心模型试验中微型土压力盒土压力测定

土压力作为离心模型试验中重要的测试参数,受土压力盒的性能、离心机数据采集系统稳定性及外部环境等诸多因素的影响,准确地测量土压力较为困难。土压力盒作为土压力测试元件,其性能对土压力测量准确性有直接影响。为获得较为准确的土压力测试数据,结合离心机数据采集系统,选择两种常见的电阻应变式土压力盒。通过标定试验得出两种土压力盒砂标系数均小于出厂标定系数,Ⅰ型偏小64.75%,Ⅱ型偏小18.77%,Ⅱ型土压力盒与出厂数据的重合度比Ⅰ型好;在研究墙高10～30 m类扶壁式挡墙侧向土压力分布的离心模型试验中,与Ⅱ型土压力盒相比,Ⅰ型存在按出厂系数测得数据失真、灵敏度低和稳定性差的缺点。标定试验和离心试验结果表明,接入自行组建的数据采集系统的Ⅱ型土压力盒比接入静态应变数据采集系统的Ⅰ型土压力盒性能更佳。     

三维交叉裂隙渗流传质特性数值模拟

对交叉裂隙渗流传质特性的定量描述是研究整个裂隙网络渗透传质特性的基础。为真实模拟水流及溶质在三维交叉裂隙中的运移过程,首先通过三维轮廓仪获取天然岩石裂隙表面的形貌数据,再应用三维重构技术生成相应的三维交叉裂隙模型,随后求解Navier-Stokes方程,假定溶质运移满足Fick定律,模拟水流和溶质在三维交叉裂隙中的运移过程。通过对比粗糙裂隙模型与平行平板模型的模拟结果发现：粗糙度对流体的分布及流动状态存在显著的影响;不同进、出口工况下的流体流动及溶质运移状态亦表明：裂隙交叉的几何形貌会显著地影响溶质混合行为。这些结果表明,目前被广泛采用的平行平板模型在评估岩体内特别是交叉口的物质运移特性时将导致较大的偏差,在将来的研究中有必要针对裂隙交叉口的几何特征建立修正的模型以提高评估的准确性。     

西藏罗布真矿区林子宗群火山岩锆石U-Pb年龄、地球化学特征及其地质意义

罗布真铅锌多金属矿床位于冈底斯火山-岩浆活动带的中南部,矿区内广泛发育林子宗群火山岩,岩性为英安岩和流纹质晶屑凝灰岩。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果显示,罗布真矿区内林子宗群英安岩的成岩年龄为(49.14±0.86) Ma,应属于帕那组火山岩地层,并非前人所认为的典中组。岩石具有高K、低Ti的特征,属于高钾钙碱系列;相对富集Rb、Th、U、K、Zr、Hf等元素,亏损Nb、Ta、P、Ti、Sr等元素,且轻重稀土分馏明显,具有明显的负铕(δEu=0.50~0.65)异常。在印度-亚洲大陆汇聚的过程中,新特提斯洋向欧亚大陆俯冲,约50 Ma发生了大规模的火山、岩浆作用,同时岩浆-热液成矿作用也进入高峰期,林子宗群火山岩的形成时代与该时代一致,形成于陆陆碰撞形成的板内环境。罗布真矿区林子宗群火山岩年龄的厘定,揭示了冈底斯带林子宗群帕那组火山岩具有赋矿潜力,对认识该地区林子宗群火山岩与热液脉型铅锌多金属矿化的关系具有指导意义。     

川西地区热达门石英闪长岩锆石U-Pb年龄和岩石地球化学特征:岩石成因与构造意义

川西地区热达门石英闪长岩体位于松潘-甘孜造山带北东侧。岩体的LA-ICP MS锆石U-Pb年龄为(206.4±1.4)Ma,侵位于晚三叠世。岩石Si O2含量为50.62%~56.66%,K2O/Na2O为0.32~1.20。铝饱和指数介于0.59~0.86之间,里特曼指数(σ)介于0.40~1.20之间,属于亚碱性准铝质系列岩石。岩体稀土总量∑REE介于81.45×10-6~222.39×10-6,LREE/HREE介于5.38~10.45之间,(La/Yb)N范围为5.98~12.99,δEu为0.66~1.01,δCe为0.81~0.93。岩石地球化学特征显示热达门岩石英闪长岩是在碰撞造山环境下,由岩浆上涌诱发下地壳物质部分熔融而形成的I型花岗岩。     

湖南省九龙山铅锌矿物化探异常综合分析与找矿前景

为进一步摸清九龙山地区区域化探异常与铅锌矿化之间的因果关系、成矿规律和控矿因素,投入1∶1万地质调查、土壤地球化学测量、岩石地球化学测量和激发极化法测量工作,通过综合分析,发现区内4个激电异常区与土壤异常形态相似,平面位置基本重叠吻合,且反映强烈。利用浅表槽探工程在异常中心处揭露到铅锌矿脉,长约760 m,平均厚度为1.40 m,铅平均含量为3.03%,锌平均含量为2.78%,说明九龙山勘查区成矿条件良好,矿产富集,未来深部找矿工作潜力较大。     

Zircon growth during subduction and exhumation metamorphism of mafic rocks,Aktyuz terrain,North Tiahshan,Kyrgyzstan

The interpretation of whether a dated metamorphic zircon generation grew during the prograde, peak or retrograde stage of a metamorphic cycle is critical to geological interpretation. This study documents a case at Aktyuz metamorphic terrain, in the southern of Kokchetav‐North Tianshan belt, involving progressive metamorphic recrystallization of mafic rock to eclogite and associated behavior of zircon. Zircons in eclogites are mainly fine grains (5 to 20 μm), and preferentially concentrated with rutile/ilmenite. They also occur as individual grains or clusters in amphibole coronas of garnet. A few larger grains commonly preserve inherited cores and evidence of dissolution and metamorphic outgrowths. Zircon grains separated from amphibolites show inherited zircons with typically magmatic feature, although this become progressively blurred in response to resorption and recrystallization. Mineral inclusions represent epidote‐amphibolite facies in the prograde metamorphism, and the embayed boundary between recrystallized domains and inherited zircons suggest fluid/melt participation. The metamorphic domains are mainly simple overgrowth around the inherited cores or recrystallization domains. The absence of peak metamorphic mineral inclusions and steep pattern of MREE‐HREE indicate no sufficient garnet formed before the metamorphic zircon overgrowth. A tiny rim with homogeneously bright CL image can be distinguished in most zircons. Amphibole inclusions have similar compositions to those in the coronas of garnets, suggesting a retrograde metamorphic origin. The inherited zircon crystallized at 880‐730 Ma, revealing similar age range to the gneiss in Aktyuz area, whereas metamorphic zircon dates prograde metamorphism at 497.9 ±1.4 Ma. In this case, the bulk Zr budget in rocks will become locked into Zr‐bearing minerals during the mafic magma intrusion, when the inherited zircon melting and resorption. The texture shows that metamorphic zircon grew both in the prograde and retrograde stage, and Zr‐bearing magmatic minerals and rutile/ilmenite are by far the main source of Zr for the two stages, respectively.