中国铀矿资源成矿地质特征与资源潜力分析

铀资源是我国重要的战略资源和能源矿产,为摸清其资源潜力,科学规划资源勘探、开发与利用,铀矿与其他25个重要矿种一同开展了全国性的资源潜力评价工作。在项目开展过程中,通过对中国铀矿资源特征、铀矿床类型（成因类型和预测类型）、时空分布研究,总结了中国铀矿的成矿规律。评估工作全面梳理了中国铀资源勘查成果与最近铀矿勘查工作进展,总结了中国铀矿时空分布特征及规律,划分了29个铀成矿区带和20个铀成矿远景区带;建立了4大类9类21亚类铀矿床类型划分方案,划分了50个铀矿预测类型;采用矿床模型综合地质信息法完成了共49个铀成矿（远景）区带的资源潜力评价工作;并对各区带潜力评价成果进行了全面的统计与分析。上述研究成果综合分析、评价了我国铀资源潜力,为未来的铀矿找矿工作和核能发展规划提供了依据。     

地下洞室地震动力响应的岩体结构控制效应

为了评价在层间错动带C2影响下白鹤滩地下洞室群尾调室在地震作用下的稳定性,针对其在试验中表现出来的明显的延性及法向荷载依赖性等特征,一种非线性的连续屈服（CY）模型被采用,用来描述层间错动带在静力以及地震动力作用下的复杂力学特性。在CY模型中,非连续面的变形特性采用幂函数形式表述,并且考虑了剪切破坏过程中强度的渐进性破坏。CY模型预测的C2错动带的力学行为与试验获取的结果相比较差异非常小,证明了CY模型在静力作用下的适用性。基于位移非连续假设的应力波透射理论被用来论证CY模型在动态作用下的适用性,同时将结果与线性结构面本构模型的结果进行了对比。比较结果表明,CY模型预测的规律与已有文献利用其他非线性模型得到的结论基本相同,并优于线性本构模型,理论结果在数值软件中得到了验证。3条地震波在经过特殊的反应谱匹配处理后,对白鹤滩地下洞室左岸1#尾调室进行了地震动力响应分析。分析结果表明,C2错动带在地震作用下对尾调室的变形及稳定性有明显的控制作用。地震作用下洞室整体运动趋势以刚体位移为主,岩体间相对变形为辅。相对变形中,错动带C2的相对变形占据了较大的成分。C2的相对变形以接触面上下盘的切向错动变形为主,主要发生部位为洞室顺C2走向的部位;结构面上、下盘法向变形为辅,主要发生在洞室顺C2倾向部位。通过超载法,获取了洞室的地震动力安全裕度。当超载系数从2增加到3时,C2的剪切变形、洞室的塑性区指标均剧烈增加,显示洞室的安全裕度大约在2～3之间,即洞室最大可抗拒峰值加速度为438g～657g的地震动作用。研究结论可供地下洞室的抗震设计与分析参考。     

激光能量密度对LA-ICP-MS分析数据质量的影响研究

LA-ICP-MS分析矿物元素含量时激光能量密度会影响样品的剥蚀速率,从而影响测试过程的信号强度。激光能量密度变化对测试数据精确度的影响,以及不同天然矿物对激光能量密度的响应尚需进一步明确。本文测定了不同莫氏硬度天然矿物可稳定剥蚀的最小激光能量密度,评估了193nm ArF准分子激光系统中能量密度对地质标准样品(NIST SRM614、USGS BCR-2G、USGS GSC-1G)和天然矿物测试数据质量的影响。研究结果表明:①稳定剥蚀石英和萤石所需的最小激光能量密度为4～5J/cm~2,低于前人的报道值(10J/cm~2),而稳定剥蚀其他矿物(如滑石、磷灰石、刚玉等)所需的最小能量密度一般在1～2J/cm~2;②不同激光能量密度剥蚀条件下,标准样品中大部分微量元素测试结果与推荐值的相对误差小于20%,相对标准偏差(RSD)小于10%,而天然矿物中含量1μg/g的大部分微量元素测试数据的RSD小于20%;③在一定范围内,激光能量密度越大,数据平均相对误差越小,整体质量更好。     

东准噶尔老爷庙地区碱性花岗岩锆石U-Pb定年、地球化学及其地质意义

老爷庙地区位于东准噶尔东部,是中亚造山带的重要组成部分。老爷庙碱性花岗岩具有高硅(Si O263. 58%～69. 92%);富碱(Na2O+K2O 9. 38%～9. 81%)、贫钙(Ca O 0. 44%～2. 47%)、低钛(Ti O20. 52%～0. 97%)的特征,与典型A型花岗岩相似,成因类型上属A2型花岗岩,产于后造山环境。富集大离子亲石元素Rb、Ba、K、Th及高场强元素Zr,相对亏损P、Ti、Nb、Ta。轻稀土富集明显(LREE/HREE=7. 62～8. 31),且轻稀土元素内部分馏相对较强,重稀土元素元素内部分馏较弱,弱的Eu负异常(δEu=0. 52～0. 91)。锆石温度饱和温度819～890℃,属于高温花岗岩,中等压力。LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄显示其结晶年龄为两期,分别为297. 0±6. 5 Ma和310. 0±2. 0 Ma,表明其形成时代为晚石炭世—早二叠世。综合本文数据及区域地质特征,老爷庙地区在早二叠世早期297. 0±6. 5 Ma时已经拼贴到西伯利亚板块,进入后造山向板内转化的过渡期,结束了该地区地壳的侧向增生,但由于大量幔源岩浆底侵到下地壳,使该区仍在垂向增生。     

赣北大湖塘超大型钨矿多期似斑状花岗岩岩浆作用、成因及意义

赣北大湖塘钨矿位于江南造山带九岭多金属矿集区东部,是目前世界上最大的钨矿之一。该区燕山期花岗岩的岩性繁多,岩浆序列及源区特征等研究仍存在争议和不足。就似斑状花岗岩而言,前人已查明该区存在两期岩浆作用,分别是石门寺(北区)似斑状黑云母花岗岩(150. 0 Ma)和狮尾洞(南区)似斑状白云母花岗岩(144. 2 Ma)。本文识别出南区似斑状二云母花岗岩,并对其进行了精细的独居石和锆石U-Pb定年、岩石地球化学及锆石Hf同位素研究。锆石和独居石给出的岩浆结晶年龄分别为130. 0～128. 6 Ma和128. 3 Ma,表明南区似斑状二云母花岗岩形成于早白垩世,代表了区域上第3期似斑状花岗岩岩浆作用的产物。岩石地球化学研究表明,3期似斑状花岗岩均为高钾钙碱性的S型花岗岩,南区两期似斑状花岗岩具有相似的地球化学特征。与北区相比,南区似斑状花岗岩过铝质程度(A/CNK=1. 16～1. 24)更高;南、北区岩石的稀土元素总量均较低,均具有明显的Eu负异常;北区岩石轻、重稀土元素分馏[(La/Yb)_N=11. 17～26. 67]较南区[(La/Yb)_N=7. 72～19. 0]更显著。南、北区岩石的ε_(Hf)(t)值分别为-7. 31～0. 58和-8. 6～-3. 1,指示似斑状花岗岩主要来源于古老下地壳的重熔,南区岩石有少量新生物质的参与。南区似斑状花岗岩较北区有更低的CaO/Na_2O值,指示南区似斑状花岗岩的源岩比北区更富泥质。综合研究表明,大湖塘南、北区似斑状花岗岩至少是3期岩浆作用的产物,是新元古代双桥山群地层中的富泥质、或泥质夹杂砂岩在后造山伸展构造环境下经部分熔融后分异演化而成。该研究丰富并完善了大湖塘区域似斑状花岗岩的岩浆序列和成因意义。     

复合岩层中滚刀旋转切割破岩效率试验研究

TBM掘进经常遇到复合岩层,在该地层中施工对滚刀破岩非常不利。为了提高掘进效率,降低工程造价,开展复合岩层滚刀破岩效率研究很有必要。鉴于此,采用滚刀岩机作用综合试验台对砂岩、花岗岩复合(复合比例为4(25) 6)而成的岩层进行5组刀间距下3种贯入度的3把滚刀同步旋转切割试验;试验过程中监测破岩总法向力、总扭矩,并分别收集两种岩石的岩渣进行筛分、称重;依据试验结果分析不同刀间距、贯入度下的法向力、扭矩及比能的关系。研究表明:不同刀间距时,平均法向力、平均扭矩随贯入度的增加而增大但两者的增加趋势不同,即平均法向力随着贯入度的增加几乎呈直线增大,而平均扭矩随着贯入度的增加其递增趋势减小;不同贯入度下存在不同的最优刀间距;砂岩、花岗岩切割轨迹长度比例为4:6时刀间距与贯入度的比值在14左右,破岩效率最高。     

Downhole Microseismic Source Location Based on a Multi-Dimensional DIRECT Algorithm for Unconventional Oil and Gas Reservoir Exploration

Downhole microseismic data has the significant advantages of high signal-to-noise ratio and well-developed P and S waves and the core component of microseismic monitoring is microseismic event location associated with hydraulic fracturing in a relatively high confidence level and accuracy. In this study, we present a multidimensional DIRECT inversion method for microseismic locations and applicability tests over modeling data based on a downhole microseismic monitoring system. Synthetic tests inidcate that the objective function of locations can be defined as a multi-dimensional matrix space by employing the global optimization DIRECT algorithm, because it can be run without the initial value and objective function derivation, and the discretely scattered objective points lead to an expeditious contraction of objective functions in each dimension. This study shows that the DIRECT algorithm can be extensively applied in real downhole microseismic monitoring data from hydraulic fracturing completions. Therefore, the methodology, based on a multidimensional DIRECT algorithm, can provide significant high accuracy and convergent efficiency as well as robust computation for interpretable spatiotemporal microseismic evolution, which is more suitable for real-time processing of a large amount of downhole microseismic monitoring data.     

塔里木盆地深层走滑断层分段特征及对油气富集的控制:以塔北地区哈拉哈塘油田奥陶系走滑断层为例

塔里木盆地奥陶系走滑断层是发育在克拉通内部稳定区的小滑移距走滑断层,对于深部储层形成与油气富集具有重要的控制作用。基于哈拉哈塘油田4 140 km2三维地震资料,在高精度相干切片提取与地震精细解释基础上,对研究区奥陶系走滑断层进行了分段研究并讨论了分段性对于储层发育与油气富集的控制作用。结果表明：(1)哈拉哈塘油田奥陶系走滑断层整体格局为由北东、北西向断层组成的纯剪机制下形成的共轭走滑断层,单条走滑断层的构造特征符合Riedel剪切模型,主干断层周围主要发育R剪切分支断层。(2)根据走滑断层不同部位构造样式、应力状态的差异,建立了小滑移距走滑断层分段发育模式。走滑断层端部为应力发散区,多表现为马尾状构造,可分为伸展型和挤压型马尾状构造。走滑断层内部由线性段、斜列叠覆段、分支断层段、辫状构造段组合而成。线性段呈线性延伸,剖面上为孤立的高陡直立断层。斜列叠覆段分为拉张型叠覆段和挤压型叠覆段,其类型受控于次级断层旋向与阶步的关系。分支断层段多为斜交压扭样式,羽状断层发育较少。辫状构造段内部断垒与断堑交错发育,划分为张扭段、压扭段。(3)不同段具有不同的储层发育特征。马尾状构造段、斜列叠覆段、辫状构造段储层最为发育,分支断层段储层较为发育,线性段储层相对不发育。(4)综合储层发育位置、油源断裂与分支断层配置关系、局部构造高3方面因素,建立了6类与走滑断层相关的油气富集模式。R剪切分支断层与主干断层夹持部位、压扭段内部、马尾状分支断层高部位是北部潜山顺层岩溶区最为发育的3种油藏富集模式;压扭段内部、张扭段是南部断控岩溶区油气更富集的部位。论文成果认识对于完善克拉通盆地稳定区小滑移距走滑断层分段发育规律具有重要的理论意义,对于受控于走滑断层的岩溶缝洞型油气藏的勘探开发具有一定的生产指导意义。     

Application of universal kriging to geochemical prospecting data

In the 1:50,000 mineral-resource assessments for regions of different rock types, the application of universal kriging to process geochemical prospecting data, obtained from different sampling media, can provide much useful information for evaluating mineralization potential. The method has succeeded in effectively separating local anomalies from the regional background, objectively extracting useful information, and improving the analysis of the metallogenic and ore-controlling factors, thereby playing an important role in qualitative and quantitative predictions. In 1:50,000 mineral-resource assessment it is advantageous to use universal kriging in the processing of geochemical prospecting data because universal kriging has many advantages compared to other oreassessment methods.     

西南地区晚二叠世氧、碳稳定同位素的古地理意义

对西南地区的１９个晚二叠世碳酸盐岩型煤系剖面进行了碳酸岩稳定同位素的测定，探讨了其“年代效应”的校正及古盐度与古温度计算问题。结果表明：在兴文、贵阳、金沙、南桐、重庆一线以西的地区，Ｚ值＜１２０，δ１３Ｃ值明显低于此线以东的地区，但与Ｓｃｈｏｐｆ给出的淡水石灰岩的δ１３Ｃ范围相比偏高，说明为海陆过渡相沉积；而此线以东的地区Ｚ值＞１２０，δ１８Ｏ、δ１３Ｃ均说明为海相沉积，与以前的沉积环境研究结论一致。用校正后的δ１８Ｏ计算出碳酸盐岩形成时的介质古温度为１４．８－５０．９℃，且大多在２３－３１℃，说明当时该区为温暖－炎热的气候，与古地磁资料显示的当时该区处于赤道附近的热带地区的结论基本一致。