Numerical estimation of REV and permeability tensor for fractured rock masses by composite element method

The Monte Carlo method is used to generate parent stochastic discrete fracture network, from which a series of fractured rock samples of different sizes and orientations are extracted. The fracture network combined with a regular grid forms composite element mesh of the fractured rock sample, in which each composite element is composed of sub‐elements incised by fracture segments. The composite element method (CEM) for the seepage is implemented to obtain the nodal hydraulic potential as well as the seepage flow rates through the fractured rock samples. The application of CEM enables a large quantity of stochastic tests for the fractured rock samples because the pre‐process is facilitated greatly. By changing the sizes and orientations of the samples, the analysis of the seepage characteristics is realized to evaluate the variation of the permeability components, the existence of the permeability tensor and the representative element volume. The feasibility and effectiveness are illustrated in a numerical example. Copyright © 2008 John Wiley & Sons, Ltd.     

Biogeochemical characteristics of the Hetai goldfield, Guangdong Province, China

In the Hetai goldfield, Guangdong Province, China, samples including rocks, soils and leaves of four plants (Pinus massoniana, Rhodomyrms tomenlosa, D. linearis var. dichotoma and Embelia laeta) collected from the gold mineralization zone and the background area were analyzed for Au, Ag, Cu, Pb, Zn, Hg, As and physiological parameters. The objective of this investigation is to study the geochemical and biogeochemical characteristics of studied plants, aiming at biogeochemical methods in Au exploration. The goldfield region shows geochemical and biogeochemical anomalies. Abundances of Au in rocks, soils, plants and the leaf pigments in the mineralized area are much higher than those in the surrounding region. The plants display unhealthy physiological and ecological characteristics in the Hetai goldfield area. The cell structures of the goldfield plants were anomalous and aberrant, and there were many nano-metal particles diffused in mitochondria and chloroplasts. Macro- and microscopic evidences of the vegetation in the goldfield areas are distinctly different from the background regions. The strongly anomalies in responses to Au are profound in further geochemical and botanic exploration studies.     

利用MC-ICPMS对水样中硼同位素比值的测定

采用Amberlite IRA-743硼特效树脂进行水溶液中硼的分离,对洗脱液温度、体积以及树脂动态交换容量等进行了实验.它的动态交换容量为4.2 mg/g,在室温条件下,用5 mL 2%HNO3可定量从树脂柱上洗脱被吸附的硼.采用Neptune型MC-ICPMS进行硼同位素组成的测定,1 μg/g浓度的硼标准溶液获得放大的信号强度约为0.7V,硼的化学分离过程有效避免了质量歧视效应.实验结果表明,MC-ICPMS对硼存在严重的记忆效应,通过采用5%HNO3-(1%HNO3 0.1%HF)-H2O-20%NH3H2O-H2O的交替清洗方法,可在约1 h内消除硼的记忆效应.在最佳仪器条件下,对含有250 ng硼的水样,可以快速测定硼的同位素组成,占δ11B测定的绝对偏差为0.4‰-0.5‰(SD).     

晚三叠世松潘甘孜和川西前陆盆地的物源对比：构造演化和古地理变迁的线索

为了研究龙门山褶皱冲断带两侧的松潘甘孜和川西前陆盆地在大地构造和沉积学方面存在的联系,笔者等分别在松潘甘孜东缘马尔康—理县地区和川西前陆盆地都江堰地区进行了采样和碎屑锆石的LAICPMS UPb定年工作。269颗锆石的定年结果显示,中—晚三叠世拉丁期—诺利期松潘甘孜复理石盆地东缘沉积地层中的碎屑锆石年龄主要集中在250~280 Ma、1800~1900 Ma和2400~2500 Ma、200~245 Ma、400~450 Ma,对应的物源主要为东昆仑岛弧、华北陆块基底、义敦岛弧以及北秦岭。与之相比,川西前陆盆地诺利期—瑞替期的须家河组地层中的碎屑锆石年龄大致主要集中在1800~1900 Ma和2400~2500 Ma、720~850 Ma、950~1200 Ma、400~450 Ma。该统计结果总体上继承了松潘甘孜数据体的特征,揭示出须家河组物源来自西部——松潘甘孜褶皱带的再旋回沉积和龙门山前陆冲断带。     

邹平王家庄铜矿床成矿地球化学及成因探讨

王家庄铜矿床的矿化脉石英中流体包裹体均一温度介于116 ~ 566 ℃之间,均值为 289 ℃;盐度介于7.2%～63.2% NaCleq,均值为21.1% NaCleq。流体的气相成分主要为H2O和CO2。在均一温度为240 ~ 440 ℃区间内,出现了富气相的两相水溶液包裹体、富液相的两相水溶液包裹体和含子晶的三相水溶液包裹体共存现象,以及加温后富气相包裹体均一到气相和同期富液相包裹体均一到液相的特征,表明成矿流体曾发生过沸腾作用;其中第一次发生于360 ~ 400 ℃,主要形成高温、高盐度含子晶的三相水溶液包裹体和高温、中盐度富液相的两相水溶液包裹体及高温、低盐度富气相的两相水溶液包裹体;第二次发生于240 ~ 320 ℃,主要形成高—中温、高盐度的含子晶的三相水溶液包裹体和高—中温、中盐度富液相的两相水溶液包裹体及高—中温、低盐度富气相的两相水溶液包裹体;之后主要形成富液相的两相水溶液包裹体,具有中低温和中盐度的特征。矿化脉石英中的δ18OH2O介于-1.14‰ ~ 1.79‰之间,均值为0.94‰;δD介于-63.70‰ ~ -56.50‰之间,均值为-59.8‰;说明王家庄铜矿床的成矿流体主要来源于岩浆,后期混入大气降水。矿石矿物的δ34S变化于-8.80‰ ~ -2.80‰之间,均值为-6.33‰。矿石矿物的n(206Pb)/n(204Pb)介于18.1684 ~ 18.3637之间,均值为18.2892;n(207Pb)/n(204Pb)介于155546 ~ 156342之间,均值为155777;n(208Pb)/n(204Pb)介于38.1286 ~ 38.4840之间,均值为38.2780。说明矿石具有贫重硫和富放射性成因铅的特征,硫、铅主要来源于深部,后期可能受到地壳物质或大气降水的混染。     

碳酸盐岩裂缝与岩溶作用研究

从构造与非构造作用角度出发,突出研究断层对裂缝的控制作用、断裂与岩溶的关系和裂缝与岩溶之间的关系,揭示碳酸盐岩裂缝与岩溶的发育规律。研究表明：构造裂缝为岩溶发育提供岩溶作用进行的有利通道,非构造裂缝则可以加速溶蚀作用的进行,促进岩溶的发育;裂缝与岩溶之间的关系始终是相辅相成、相互促进的关系。     

华南前寒武系基底变质杂岩和中-新生代地幔岩的稀有气体同位素组成及其大地构造意义

对华南前寒武系变质岩浆杂岩稀有气体He、Ne、Ar和Xe的系统研究表明:扬子克拉通基底为含高³He的下地壳"原始岩石层",(³He/⁴He)×10^-6比值为2.8～4.6;而华夏板块基底变质岩浆杂岩则是在缺乏³He、低(³He/⁴He)×10^-8比值(3.15～17.7)的构造环境下形成的大陆中-上地壳变质岩浆杂岩层,反映出两者基底性质迥然不同。华南中-新生代爆破岩筒He同位素组成相反,相对稳定的扬子克拉通(³He/⁴He)×10^-8比值仅0.18～4.22,而郯庐-四会-吴川断裂以东,中-新生代活动地块(太平洋构造域)(³He/⁴He)×10^-8比值高达3.7～20.5。He同位素表明郯庐-四会-吴川断裂带为切割深至地幔的边界深大断裂,是扬子克拉通与华夏板块间的边界且控制了燕山期火山-侵入岩浆向西扩展。Ar同位素组成表明华南大陆中-新生代地幔形成接近"均一"的地幔组份。¹³⁶Xe/¹³⁰Xe-¹²⁹Xe/¹³⁰Xe相关组份表明它们具有地幔柱岩石同位素组成特征。     

河南省栾川县罗村钼矿成矿特征及找矿

通过对河南省栾川县罗村钼矿区域地质背景、矿床地质特征与南泥湖、三道庄及东沟超大型钼矿的综合对比、分析、研究,总结归纳了矿区NWW构造形迹、小岩体与钼矿成矿关系、围岩对成矿的控制作用、围岩蚀变与成矿的关系、地球化学异常与钼矿床的关系等成矿特征.根据罗村钼矿的成矿特征,初步指出今后的找矿方向.     

引水工程秦巴段隧洞地应力模拟及工程地质问题

利用Ansys有限元软件对三峡引水工程秦巴段线路不同深度、不同截面形态隧洞围岩的应力重分布情况进行模拟计算,得到圆形隧洞、城门形隧洞和马蹄形隧洞围岩的应力数值和等值线图.利用库仑一纳维尔强度准则,对花岗岩区及灰岩区隧洞围岩的剪切破坏进行分析;利用三种岩爆应力判别指标,对岩爆进行初步预测;进而对不同深度、不同截面形态的隧洞围岩的稳定性进行分析;最后对引水工程隧洞设计中截面形态的选择给出了初步建议.     

东营凹陷北部沙河街组四段深部储层多重成岩环境及演化模式

主要通过薄片鉴定、扫描电镜观察、包裹体分析、粘土矿物分析、镜质体反射率测试和岩心物性分析等手段,结合构造发育史和有机质热演化史等研究成果,以揭示东营凹陷北带古近系深部碎屑岩储层成岩环境及演化模式为目的展开研究工作。结果表明:东营凹陷北带古近系深部碎屑岩储层存在酸性、碱性和酸性碱性交替等多重成岩环境。酸性成岩环境以碳酸盐矿物溶解、长石溶解蚀变为高岭石并伴生石英次生加大等为标志,碱性成岩环境以石英质颗粒及其次生加大边溶解、长石次生加大和晚期碳酸盐矿物沉淀为标志。研究区古近系深部碎屑岩储层成岩环境由浅至深大致经历了碱性—酸性—酸性碱性交替(局部碱性较强)—碱性—弱碱性的演化过程,并建立了沙河街组四段的成岩演化和储层改造模式。