新疆喀拉通克铜镍矿田成矿条件、岩浆通道与成矿潜力分析

位于中亚造山带北缘的喀拉通克早二叠世铜镍硫化物矿区是新疆规模最大的铜镍矿山,包含13个岩体,相当部分为隐伏岩体,其中1号、2号、3号、9号矿床为主力矿床,经过30余年持续开发,最大开采深度已达740 m,已面临后备资源不足的危机。已知矿体主要产于辉长岩、苏长岩、辉长苏长岩以及橄榄苏长岩中,甚至角闪辉长岩局部也含矿,未见超镁铁岩产出,具有显著的磁性(200 nT)、重力(0.29×10~(-5)m/s~2)、激化率异常,以镁铁岩含矿、岩体规模小且成群成带、分异演化程度高、富铜(Cu/Ni约3:2)、PGE较高、块状硫化物贯入矿体普遍发育为特色。其围岩为含炭质板岩、片岩和凝灰岩,变形强烈,常规电法受到炭质层的干扰。依据岩石学、地球化学研究,岩浆源于软流圈地幔,基于与东天山同期铜镍矿床含矿岩相及其比例和剩余重力异常的比较,推断其应发育有相当比例的超镁铁岩,因而深部出现超基性岩的可能性很高,且含矿性应更好。这一推断得到坑道钻探的证实,2013年矿区在Y2岩体东段650~740 m深度和Y2岩体西段400~500 m深度发现隐伏超镁铁岩且含矿,局部见贯入块状矿体。橄榄辉石岩、辉石橄榄岩系矿区首次发现,粒度很细,发育强烈的蛇纹石化、纤闪石化,推测只是隐伏超基性岩的头部。结合控岩控矿构造的追溯及南、北岩带的侧伏和倾伏方向判断,硫化物珠滴构造的发现与系统观测统计,围岩烘烤边和角岩化的研究分析,提出南岩带主岩浆通道位于Y2与Y3岩体之间,而不是原普遍认为的岩浆通道位于Y1与Y2岩体之间。结合矿区的现状,提出采用高分辨率浅层地震、CSAMT和瞬变电磁地-井测量,结合传统的高精度重力勘探、磁法勘探和激发极化法来勘探和预测南岩带深部隐伏含矿超镁铁岩的空间位置和产状,圈定岩浆通道和隐伏铜镍矿体,进而推动北岩带和外围G21、22号岩体的深部探矿工作。     

姬塬地区长8油层组层序地层格架内成岩相展布特征

通过岩心观察并充分利用普通薄片、铸体薄片、阴极发光、X-衍射和扫描电镜等资料,对姬塬地区长8油层组储层的成岩作用、成岩矿物、成岩阶段和成岩演化序列特征等进行了研究。根据成岩作用类型及强度、成岩矿物等将储层划分为绿泥石衬边弱溶蚀、不稳定组分溶蚀、压实致密、高岭石充填和碳酸盐胶结5种成岩相。并通过岩心薄片资料刻度测井归纳出不同成岩相在GR、AC等测井曲线及其组合上的响应特征,由此实现各单井储层成岩相的连续划分。对长8油层组层序界面和基准面旋回与成岩相展布的关系进行了研究,结果表明层序界面附近不稳定组分溶蚀相及高岭石充填相较为发育,且各井之间对比性良好,同时层序界面也控制了碳酸盐胶结;中期基准面旋回的最大湖泛面处均发育井间可对比的压实致密相,长82中期基准面下降半旋回砂体一方面易于遭受溶蚀产生次生孔,另一方面由于受沉积驻留和碎屑组分影响导致压实强度较弱,因此物性总体比长81砂体好。     

冻土区天然气水合物钻井泥浆冷却系统设计及关键参数计算

泥浆冷却技术是天然气水合物钻探的关键技术之一,低温泥浆可以抑制天然气水合物在钻进和提钻过程中分解,有利于钻获水合物实物样品。新型天然气水合物钻井泥浆冷却系统主要包括载冷剂制冷器、翅片管式换热器、温度监测与记录和防冻装置4部分。制冷机组采用变频启动,减小了野外施工中配套发电机的功率,大幅度降低油料消耗;翅片管式换热器中泥浆与载冷剂对流换热,换热面积大,换热效率高;温度监测与记录装置对4个关键节点的温度进行监测和记录,同时防冻装置可防止泥浆在换热器中结冰堵塞,影响正常使用。运用传热学和流体力学理论对泥浆与载冷剂对流换热过程进行计算,在满足制冷要求的前提下,换热器换热面积是10.58 m2,管路压力损失为0.34 MPa。     

雅鲁藏布江深厚砂砾卵石覆盖层钻探工艺

为了开展雅鲁藏布江流域综合规划及其水资源开发利用与保护专题研究工作,在雅鲁藏布江干流里龙坝址和本宗坝址共布置了4个200~300 m深的钻孔。主要通过在西藏高寒地区4个深厚覆盖层钻孔的成功实施经验,对西藏高寒地区深厚覆盖层勘探成孔工艺与技术进行研究探讨。     

羌塘盆地结构构造与油气勘探方向

羌塘盆地是我国陆域大型中生代海相沉积盆地,富含烃源岩,但结构构造非常复杂。结合野外观测及相关资料对地震反射剖面进行地质构造详细解释,良好地揭示了羌塘盆地结构和深部构造。羌塘盆地逆冲推覆构造延伸存在显著差别,北羌塘凹陷多格错仁逆冲推覆构造、阿木错逆冲推覆构造与南羌塘凹陷肖茶卡—双湖逆冲推覆构造、多玛—其香错逆冲推覆构造仅发育于盆地表层0~3km深度范围,北羌塘凹陷龙尾错逆冲推覆构造、羌中隆起北缘逆冲推覆构造、南羌塘凹陷赛布错—扎加藏布逆冲推覆构造、拉萨地块北缘色林错逆冲推覆构造系统自地表向深部延伸深度超过6km,羌塘盆地深部还发育中生界底部逆冲系和基底逆冲系,伴有不同规模的褶皱构造。逆冲推覆构造形成活动时代包括晚白垩世、古近纪早期和古近纪晚期,晚白垩世与古近纪早期逆冲推覆构造运动导致构造隆升的裂变径迹年龄分别为87±5~75±4Ma、64±5~46±4Ma。经过多期逆冲推覆构造改造和褶皱变形,羌塘盆地中生界海相沉积地层与烃源岩显著增厚,为新生代晚期二次生烃及油气成藏提供了非常有利的地质构造条件;北羌塘凹陷发育万安湖向斜、半岛湖背斜、东湖向斜、阿木错向斜,南羌塘凹陷发育宁日圈闭、鲁雄错背斜、诺尔玛错圈闭、协德圈闭、崩则错圈闭,羌中隆起下伏侏罗系和三叠系烃源岩,色林错下白垩统下伏古近纪湖相沉积,这些构造部位都是油气勘探的重要靶区。     

叠覆式三角洲——一种特殊的浅水三角洲

不同于常规三角洲以分流河道体系所形成的分流河道、河口坝、席状砂等微相为三角洲朵体的基本单元,叠覆式三角洲以内部结构简单的朵体为基本构成单元,朵体相互叠置,形成复合叠合体,进而构成三角洲骨架。单个朵体由河道扫描或扩展而成,复合朵体则是由单朵体侧向迁移或前(退)积而成。三角洲因大量朵体叠置而形成厚层状、内部结构复杂的复合砂体。不同朵体形成于不同时期,因而不存在统一的分流体系,单一沉积体具有层状特征,但不同期朵体受可容空间和地貌控制,呈三维叠置,而非简单的层状叠加,从而使得三角洲内部呈现出拼合式、立体式特点。单朵体是结构的基本单元,发育范围有限,与相邻朵体发育于不同时间单元,因而只能在复合体约束下小范围追踪。单一朵体接触关系及接触界面的渗流能力决定了油气富集和注水开发响应特征。朵体迁移、叠置造成大面积、巨厚的砂层可形成大型油气藏,而同时朵体间泥岩的不均匀分布也造就了砂体局部不连通或朵体间连通性变化,为岩性油气藏形成创造了条件,并且影响了注水开发中的注采对应性,进而影响水驱采油效果。     

考虑桩-土体系渐进破坏的单桩承载特性研究

针对目前桩基承载特性确定时未考虑桩-土体系渐进变形过程的现状,采用现场试验和理论分析等手段对考虑桩-土体系渐进破坏的单桩承载特性展开研究。首先,利用现场试验数据对侧阻和端阻的软化特性展开深入探讨,提出了侧阻和端阻软化模型,明确了模型中各参数取值方法,并验证了其合理性。同时,根据提出的侧阻和端阻软化模型,建立了一种可考虑桩-土体系渐进破坏的单桩承载特性的迭代算法。算例分析表明,计算获得的破坏性单桩承载特性与实测值有较好的一致性,且可反映侧阻和端阻的破坏特性。实际工程中,结合单桩承载特性分析算法,可根据单桩的实际受力特点灵活选用不同形式的侧阻和端阻荷载传递函数来分析不同桩顶荷载水平下的单桩受力特性。     

从高密度电阻率法数据中抽取电测深曲线进行解释

对于碳酸盐岩地层中的多层岩溶、溶洞洞高较小或顺层岩溶,直接从高密度电阻率拟断面图和反演电阻率断面图上难以将其区分。通过从高密度电法数据中抽取电测深曲线,对一系列测点的电测深视电阻率曲线进行解释,同时结合其视电阻率拟断面图和反演电阻率断面图作出推断,能有效地将上述岩溶进行区分。在湖南省某高速公路跨线桥墩台桩基工程基础勘探中的实践表明,使用该方法可获得较好的地质解释效果。     

Geochemistry of mafic rocks and melt inclusions and their implications for the heat source of the 14.0°S hydrothermal field,South Mid-Atlantic Ridge

Fresh rocks sampled from the 14.0°S hydrothermal field of the South Atlantic Ridge can be divided into two categories： olivine-gabbro and basalt. The olivine-gabbro is composed mainly of three types of minerals： olivine, clinopyroxene and plagioclase, while a multitude of melt inclusions occur in the plagioclase phenocrysts of the basalts. We analyzed the whole-rock, major and trace elements contents of the basaks, the mineral chemistry of phenocrysts and melt inclusions in the basalts, and the mineral chemistry of olivine-clinopyroxene-plagioclase in the olivine-gabbro, then simulated magma evolution within the crust using the COMAGMAT program. The whole-rock geochemistry shows that all the basalts exhibit typical N-MORB characteristics. In addition, the mineral chemistry characteristics of the olivine-gabbro （low-Fo olivine, low-Mg# clinopyroxene, high-TiO2 clinopyroxene, low-An plagioclase）, show that strong magma differentiation occurred within the crust. Nevertheless, significant discrepancies between those minerals and phenocrysts in the basalts （high-Fo olivine, high-An plagioclase） reflect the heterogeneity of magma differentiation. High Mg# （-~0.72） melt inclusions isobaric partial crystallization simulations suggest that the magma differentiation occurred at the depth shallower than 13.03 km below the seafloor, and both the vertical differentiation column shows distinct discrepancies from that of a steady-state magma chamber. Instead, a series of independent magma intrusions probably occurred within the crust, and their corresponding crystallized bodies, as the primary high-temperature thermal anomalies within the off-axis crust, probably act as the heat source for the development of the 14.0°S hydrothermal system.     

Determination of trace and rare-earth elements in Chinese soil and clay reference materials by ICP-MS

Inductively coupled plasma mass spectrometry(ICP-MS) has become a powerful tool for providing reliable analytical results in many laboratories around the word. In this study, the mixture of HF and HNO3 acids in high-temperature and high-pressure closed-vessel digestion technique were used to decompose some Chinese reference materials, and thirty seven elements were determined by ICP-MS. Most of the results for Chinese soil reference materials were found to be in reasonable agreement with the reference values, except Cs, Ta, Li, Ge, Zn, Nd, Tb and Ta whose values need to be revised. Their precisions were typically lower than 5% RSD. However, the Precisions of Chinese clay reference materials, especially for GBW03102 and GBW03102a, were significantly different with reference values, probably reflecting the existence of a coarser-grained fraction(70 μm) in samples, and the formation of fluorides in Al-rich samples during sample decomposition by using the mixture of HF and HNO3 acids. Moreover, thirty-seven trace elements covering the mass range from Li to U in four Chinese clay reference materials were firstly provided with good precision and accuracy in this study.