岩石侵蚀速率测算方法研究综述及展望

讨论了目前应用比较广泛的几种测算岩石侵蚀速率的方法,将目前岩石侵蚀速率测算方法分为2类:一类为质量测算法,包括公式计算法、流域水化学监测法、样品称重法;另一类为几何测算法,包括微侵蚀测量仪法、对比计算法和宇宙成因核素法.探讨了各方法的测算原理、优缺点及其适用领域,质量测算法中的公式计算法和流域水化学监测法比较适用于大面积的国土监测工作;样品称重法和3类几何测算法适用于尺度较小的地学研究和文物保护、工程技术等应用领域.最后,总结了岩石侵蚀速率研究者和案例地的地理分布规律,并对岩石侵蚀速率测算研究进行了展望.     

云南白牛厂银多金属矿水文地质特征及其水害的预测与防治

云南白牛厂银多金属矿区位于红河与南盘江两大水系分水岭东侧的德厚河水文地质单元的补给区,属红河流域。为确保矿山的安全高效开采,须对矿床的充水通道、充水因素等进行分析。通过对云南白牛厂银多金属矿进行水文地质条件调查,详细分析矿区的水文地质特征,认为矿区充水通道主要为矿区的构造破碎带;矿床充水因素主要为大气降水、地下水、地表水:地下水是矿床充水的主要水源,大气降水与地表水是矿床充水的影响因素;该矿床为顶板和地板直接充水的水文地质条件中等-复杂的岩溶裂隙含水层充水矿床。预测了矿山开采可能会遇到的危险(如雨季发生突水等),提出了防治措施及建议。     

基于SEM的可变形块体离散元法研究

针对边坡工程中岩土体连续-非连续渐进破坏的特点,提出一种新的变形体离散元方法（DEM）。与传统有限单元法（FEM）不同,弹簧元法（SEM）通过构建一组广义弹簧系统描述单元的力学行为。弹簧元法中的一个广义弹簧可以具有多个方向的刚度系数,确定广义弹簧系统的构造形式及其各刚度系数表达式是弹簧元法的核心。以三角形单元为例,介绍平面弹簧元的基本理论。对任何二维正交广义弹簧系统,通过定义广义弹簧变形与单元应变之间的关系,直接对比单元的应变能与弹簧系统的弹性势能即可得到广义弹簧刚度系数的表达形式。定义泊松刚度系数和纯剪刚度系数两个系统参数,描述正交广义弹簧之间的联系。对任意泊松比的材料,该方法都可准确地描述泊松效应的影响,计算结果与传统有限元法一致。该方法不需要求得有限元单元刚度矩阵的具体形式,具有直接方便、物理意义明确的优点,应用该方法给出任意4节点单元弹簧系统的构造形式及其各刚度系数的表达式。基于SEM的可变形块体离散元法,用弹簧元中的广义弹簧求解块体变形,用离散元中的接触弹簧计算块体间作用力,在单元节点的控制方程中实现弹簧元-离散元耦合计算,通过接触弹簧的状态实现材料由连续到非连续的破坏过程。在基于连续介质离散元法（CDEM）程序的基础上实现弹簧元-离散元耦合程序,应用耦合程序计算均质土坡在重力作用下的弹塑性变形和基覆边坡在重力作用下的破坏,初步证明该方法用于边坡变形渐进破坏分析的可行性。     

塔里木盆地下奥陶统蓬莱坝组白云岩成因及储层主控因素分析——以巴楚大班塔格剖面为例

寒武系-下奥陶统白云岩是塔里木盆地非常重要的勘探接替领域,但由于白云岩埋藏深度大,勘探和研究程度低,目前的认识程度无法满足勘探的需求,尤其是白云岩储层成因和分布的认识。本文以巴楚地区大班塔格剖面蓬莱组白云岩的精细解剖为例,测制解剖剖面9条,采集样品195块,系统的开展了岩石薄片、物性及地球化学特征分析,取得了两个方面的新的认识。1)是塔里木盆地蓬莱坝组发育粉晶、细晶、中晶和粗晶四种白云岩,主要形成于早-中埋藏期与海源流体有关的白云石化作用中,局部受到热液改造,其晶粒大小与原岩结构的粗细及孔隙空间的大小有关,原岩结构粗,形成的白云石晶粒就粗,原岩孔隙空间大,白云石晶粒就大。2)是白云岩储层的分布具成层性和旋回性,孔隙发育段总体位于向上变浅旋回的顶部,与高频旋回的暴露面有关,其载体以细-粗晶白云岩为主,孔隙主体来自原岩孔隙的继承和再调整,少量来自埋藏(热液)溶蚀作用,而并不是传统观点所认为的白云石化作用建造孔隙,这一认识对塔里木盆地深层白云岩有效储层预测具重要的指导意义。     

塔里木盆地凝析气田的地质特征及其形成机制

塔里木盆地凝析油气资源丰富,已发现了二十余个凝析气田,包括库车坳陷的陆相油气来源的凝析气田和台盆区海相烃源岩来源的凝析气田;储层有碎屑岩,也有碳酸盐岩;时代自奥陶系至新生代均有分布。这些凝析气田的气油比分布在600~19900m³/m³,凝析油含量40~750g/m³;储层温度在78~155℃;地层压力在37~111MPa。研究认为,塔里木盆地凝析气藏的成因类型可以分为原生凝析气藏和次生凝析气藏。其中,以库车坳陷迪那2凝析气田为代表的煤系烃源岩在高演化阶段(镜质体反射率Ro为1.2%~2.0%),即凝析油和湿气生成带所形成的原生腐植型凝析气藏或煤成型凝析气藏。次生凝析气藏包括两类:陆相油气来源的多期充注,晚期干气对早期油藏发生混合改造,形成了以牙哈为代表的陆相油气成因的次生凝析气藏;以海相油气来源,多期油气充注与晚期干气气侵,造成蒸发分馏,在运移、聚集和成藏过程中烃体系分异、富化,发生反凝析作用,从而导致次生凝析气藏的形成。随着塔里木盆地勘探向深层转化,地层的温度和压力逐渐增高,烃类演化程度的升高,不同生烃阶段的烃体系混合也将更为普遍,次生凝析气藏也将更为普遍,因此,以海相油气来源的次生成因型凝析气藏将成为勘探的主体。     

浙西北淳安银山地区银铅锌矿床矿石结构构造、矿石成分及成矿机制

浙西北与同处钦杭成矿带东段的赣东北和皖南相比,由于其地质研究程度较低,在该区尚未能找到大型多金属矿床。近年来,随着地质勘查程度的不断提高,淳安地区银山一带发现中型以上银铅锌矿床。本文选取银山矿区钻井岩芯中富含银、铅、锌矿石样品,利用显微镜观察和电子探针分析等方法,对其中的银等多金属的矿石结构构造、矿石成分及成矿机制等进行了较深入的研究。研究表明,银山地区多金属(银、铅、锌)矿体主要分布在蓝田组上段与上覆皮园村组之间的接触带中,另有部分处于蓝田组层内岩性变化的界面以及蓝田组底部白云质灰岩和下伏南沱组含砾泥岩之间,均呈似层状展布。矿石呈自形-半自形粒状结构、他形粒状结构和交代残余结构以及块状构造、浸染状构造和网脉状构造。金属矿物组合主要分为黄铁矿-黄铜矿-方铅矿-闪锌矿和磁黄铁矿-毒砂-闪锌矿两组,其中前者位于蓝田组顶部和皮园村组之间,属于中低温热液型的矿物组合,后者位于蓝田组下部和南沱组之间,属于中温热液型的矿物组合。通过对不同金属矿物中银含量的对比分析,得出银山地区银元素主要赋存在方铅矿中。脉石矿物有石英、方解石、白云母、绿泥石、单斜辉石等,尤其在矿石中多见的细粒单斜辉石按其成分上的差异分为透辉石和钙铁辉石两类,指示了热液作用对成矿的显著影响。综上所述,笔者认为浙西北银山多金属矿床成因很可能为早期层控-后期中低温热液改造的叠生型矿床。其形成机制是:震旦纪时期海相火山喷流沉积使得部分多金属成层聚集,蓝田组地层为银山多金属矿床的形成提供了部分的物质来源,加里东期的变质变形作用及其发育的断裂构造也具有一定的控制作用;随后,大规模的燕山期花岗质岩浆及其流体组分沿断裂带上侵,不仅使得原有地层中的多金属元素进一步富集,而且其本身也可能带入部分多金属流体,从而使得富含多金属元素热液流体在具有地球化学障的岩性界面上富集成矿。此项研究对该地区及邻区进一步找矿勘探具有重要的科学意义和应用价值。     

阿尔泰超高温变泥质麻粒岩的锆石U-Pb年龄及其地质意义

最近我们通过岩相学观察和矿物温压计算,首次确定了在阿勒泰喀拉苏附近存在超高温变泥质麻粒岩,其矿物组合为石榴石+斜方辉石+夕线石+堇青石+尖晶石+黑云母+斜长石+石英等。斜方辉石成分具有高铝特点,其Al₂O₃含量高于8.0%,指示了其峰期变质作用达到了超高温(>900℃)的条件。P-T计算结果显示其峰期变质条件为:P=~8.0kb, T=~960℃。初步P-T估算结果表明了一个峰期后近等压冷却的逆时针P-T轨迹。我们对其中锆石进行了LA-ICP-MS U-Pb年龄测定,年龄结果主要分布于260~280Ma之间,具有峰值年龄271±5Ma,个别年龄为380~390Ma,继承锆石主要分布于450~500Ma之间。该年龄结果表明阿尔泰超高温变质事件发生于二叠纪,在时间上与二叠纪塔里木地幔柱活动的时间(~275Ma)高度一致,且也和该区广泛的二叠纪(260~280Ma) 后造山或非造山的基性岩和花岗岩侵入是同时的。因此,阿尔泰二叠纪超高温变泥质麻粒岩的形成,可能与由二叠纪塔里木地幔柱活动引起的岩浆底侵和下地壳伸展加热密切相关,这也与该超高温变泥质麻粒岩的逆时针P-T轨迹所反映的构造背景一致。     

长白山及邻区地壳、上地幔顶部三维速度结构

根据沿长白山布设的宽频带流动地震台站及吉林省地震台网所记录的近震P波走时数据,利用层析成像方法对长白山及邻区（39°N-45°N、122°E-130°E）深至40 km的地壳和上地幔顶部三维速度结构进行了研究。结果表明：地震的发生和分布多集中于断裂等复杂地质构造。利用较高分辨率的地壳、上地幔顶部三维速度结构证实了长白山火山区岩浆囊存在,并推测岩浆囊的位置位于火山口的西南方向,深度为10~40 km。壳内岩浆囊分布对进一步解释、认识火山灾害提供了重要的深部信息。     

东天山黑峰山、双峰山及沙泉子(铜)铁矿床的矿物微量和稀土元素地球化学特征

东天山黑峰山铁矿床、双峰山铁矿床以及沙泉子铜铁矿床位于新疆哈密盆地以南,是东天山阿齐山-雅满苏构造带的重要矿床。文章利用磁铁矿、黄铁矿和方解石的微量元素及稀土元素组成示踪了这些矿床的成矿流体来源和性质,初步探讨了矿床的成因类型。激光剥蚀（LA）-ICP-MS磁铁矿微量元素分析表明,三个矿床的磁铁矿具有非常低的w（V）、w（Cr）和w（Ti）（平均分别为68×10^-6、13×10^-6和237×10^-6）,指示磁铁矿形成于热液过程而不是岩浆分异。黄铁矿中较高的Cu含量可能反映了含Cu矿物微颗粒的存在。黄铁矿中较低的Pb、Zn含量可能反映了成矿流体中较低的Pb²⁺和Zn²⁺浓度。黄铁矿中的Co/Ni比值表明这些矿床均为火山-热液成因。三个矿床黄铁矿的稀土元素总量都很低（ΣREE为0.58×10^-6~3.02×10^-6）,黑峰山铁矿中的黄铁矿轻、重稀土元素分馏不明显,双峰山铁矿和沙泉子铜铁矿中的黄铁矿均为轻稀土元素富集型,（La/Yb）_N分别为3.51~13.4和2.76~17.2。三个矿床略有差别的方解石稀土元素配分模式,反映了其流体组成和形成机制的差别。黑峰山铁矿中的重稀土元素富集型的方解石稀土元素配分模式为方解石Sm-Nd定年提供了依据。三个矿床的黄铁矿和方解石均无Ce异常,黑峰山铁矿中的黄铁矿和方解石表现为负Eu异常,而双峰山铁矿和沙泉子铜铁矿中的黄铁矿和方解石表现为正Eu异常,反映了三个矿床均形成于较高的温度,前者成矿流体可能为碱性,后两者成矿流体为酸性、还原性。结合前人研究成果认为,黑峰山铁矿、双峰山铁矿及沙泉子铜铁矿均为火山热液-充填（交代）矿床。     

新疆包古图金矿四矿区L7号脉中的特殊矿物组合及其成矿意义

包古图金矿四矿区L7号脉由浅部的自然砷-石英脉型矿石和深部的辉锑矿-石英脉型矿石组成。矿脉中含罕见的As、Sb矿物,如paakkonenite（Sb₂AsS₂）、自然砷、自然锑、方锑金矿、硫锑金银矿（Au₃Ag₄Sb₁₀S₁₂）等。热液过程划分为5个阶段：黄铁矿-毒砂阶段（Ⅰ）,围岩中形成大量的毒砂和黄铁矿并伴随较强硅化;粗粒石英阶段（Ⅱ）,形成沿围岩壁或围岩角砾的梳状石英;Au-As-Sb矿化阶段（Ⅲ）,形成辉锑矿-自然锑-自然砷-paakkonenite-银金矿-自然金-方锑金矿-硫锑金银矿-辉锑银矿-银锌黝铜矿-斜方砷铁矿-硫铜锑矿-石英;晚期Sb矿化阶段（Ⅳ）,形成与粒状方解石共生的辉锑矿、自然锑和paakkonenite;方解石阶段（Ⅴ）,形成穿切矿体和围岩的方解石（-石英）细脉。辉锑矿和斜方砷铁矿交代毒砂,自然金、方锑金矿、paakkonenite和自然砷交代辉锑矿。辉锑矿的结晶主要受温度和还原S含量的控制,自然砷、自然锑的结晶主要受氧逸度和温度控制。As、Sb分别以自然砷、辉锑矿和自然锑形式存在,同时消耗大量H₂S,流体进入张性空间后也释放H₂S,导致硫逸度急剧降低,含Au络合物失稳而成矿。