蚌埠五河地区金矿床成矿物质来源及其年代学研究——以河口和荣渡金矿床为例

安徽省蚌埠五河地区河口和荣渡金矿床是华北地台东南缘蚌埠台隆和五河台坳邻接区域的两个金矿床。本文通过对比研究河口和荣渡金矿床的地质特征、流体包裹体地球化学、Re-Os同位素以及H-O-S同位素特征,来厘定其形成时代、探讨其成矿物质来源和成矿过程。河口及荣渡金矿床矿体主要呈细脉浸染状、脉状和网脉状赋存于古太古代西堌堆地层中,成矿过程可划分为4个阶段:(1)石英脉阶段(早阶段);(2)石英-黄铁矿阶段(早阶段);(3)石英-多金属硫化物阶段(中阶段);(4)碳酸盐阶段(晚阶段);其中,中阶段为金的主要矿化时期。河口和荣渡金矿床早阶段(石英脉和石英-黄铁矿阶段)的石英内发育富液两相包裹体(WL型)、富气两相包裹体(WG)以及少量的含子晶的气液固三相包裹体(S型),均一温度为322～412℃,盐度介于5. 56%～15. 67%NaCleqv之间,属于高温中低盐度流体体系;中阶段(石英-多金属硫化物脉阶段)石英内发育有富液两相包裹体(WL型)、富气两相包裹体(WG),均一温度为257～357℃,盐度介于3. 06%～7. 45%NaCleqv之间,属于中高温低盐度流体体系。从成矿早阶段到主成矿阶段流体的盐度和温度都发生了较大程度的降低,推测矿化过程可能是由流体温度和盐度的降低引起的。成矿阶段石英中流体水的δ~(18)O值介于5. 01‰～7. 90‰之间,δD_(V-SMOW)值介于-89‰～-65‰之间,表明两个矿床的成矿流体为主要为岩浆水。河口金矿床矿石中的黄铁矿δ~(34)S值介于3. 89‰～9. 65‰之间,荣渡金矿床方铅矿δ~(34)S值为0. 76‰,表明河口及荣渡金矿床δ~(34)S值具有岩浆硫的特征,后期由于岩浆去气作用或地层硫的参与使矿石中的δ~(34)S值升高。因此,这两个金矿床可能是与岩浆热液有关的热液石英脉型金矿床。对荣渡金矿床矿石的黄铁矿进行Re-Os同位素定年,确定金矿床形成于134±19Ma,结合前人对该地区所做的岩浆岩定年工作,推测荣渡金矿床的成矿可能与区内130Ma左右的岩浆活动密切相关。     

穿越地裂缝带地铁隧道结构分段长度优化研究

目前西安地铁建设中过地裂缝带隧道均采取分段设缝的结构措施,而隧道结构分段长度的优化问题是地铁隧道穿越地裂缝带设防的关键。本文以西安地铁斜交穿越地裂缝带为工程背景,通过分段设缝的地铁隧道斜交跨地裂缝带的有限元数值模拟,研究了斜交跨地裂缝带地铁隧道分段设缝的合理模式及分段隧道的合理长度。计算结果表明:对缝设置模式下分段设缝隧道结构塑性区范围较小,集中在隧道拱底、拱脚;而悬臂设置模式下塑性区分布范围大且较为复杂,不利于进行衬砌加强。地铁隧道穿越地裂缝带衬砌结构宜采取分段设缝的对缝设置模式,跨地裂缝带的分段隧道合理长度为15 m,位于地裂缝主变形区内的分段隧道长度可按10～15 m考虑,而穿越地裂缝主变形区之外的地铁隧道分段长度可根据轨道调坡及隧道防水等其他要求适当增加。研究成果可为地裂缝发育的城市地铁隧道结构设计及其他地下空间开发提供重要的理论依据和技术参考。     

基于桩土界面摩擦特性和桩周土体应力状态的基桩极限侧阻力分析

结合基桩承载过程中的桩周土体应力状态分析和桩土界面摩擦特性分析,推导出基于土体应力状态的沿桩土界面的土体抗剪强度计算模型和基于界面摩擦特性的界面抗剪强度计算模型。通过对比土体抗剪强度和界面抗剪强度,推导出受该两种强度耦合作用影响的极限侧阻力计算模型,并用上海某工程算例验证该模型的合理性和可行性,同时利用该模型分析不同类型的土的极限侧阻力随埋深的分布规律。结果显示：因内摩擦角和侧压力系数之间的不同关系,极限侧阻力随埋深表现出不同的分布特点,在特定关系下,存在一个临界深度,超过该深度极限侧阻力维持在一个稳定值甚至不断减小直至为零。     

高效液相色谱法测定贵州铜仁地区优质矿泉水中16种多环芳烃

本文使用高效液相色谱仪对贵州铜仁地区优质矿泉水中16种多环芳烃进行分析测试,研究了测定优质矿泉水中多环芳烃的方法,并进行了方法验证和实际样品测试,对仪器柱温箱温度和萃取溶剂种类等条件进行优化,选出最适条件。建立的检测方法线性关系良好(R2均大于0. 999 0),检出限为0. 002 6 0. 009 8μg/L,16种多环芳烃的回收率为73. 87%116. 16%,替代物十氟联苯的回收率为70. 17%85. 61%,方法精密度(RSD)为0. 85%16. 77%。方法前处理过程简单,有利于实际样品快速分析,在贵州铜仁地区优质矿泉水资源调查项目中发挥重要作用。     

ICP-AES双向测定土壤中铜、锰、钒、锌金属元素的对比研究

本文采用电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-AES)轴向和径向测定土壤中铜、锰、钒、锌四种金属元素的含量,比较分析了在不同三酸[硝酸(HNO3)、氢氟酸(HF)、高氯酸(HCLO4)]用量(配比)下对5种国家标准物质的消解性差异和对四种元素轴向和径向测定结果的影响。结果表明:(1)消解过程中f、g、h配比的三酸消解速度较快,d、e次之,a、b、c相对较慢。(2)对于低含量试样径向观测对轴向观测灵敏度较高;同时三酸消解用量不同,其结果差异性不明显,而发现中高含量范围内横向观测比径向观测相对偏差较小,说明了轴向观测效果较好。(3)通过采用f配比的三酸经过前处理进行稳定性分析,结果可知标准偏差(SD)均小于10,相对标准偏差(RSD)均小于5%,对于高含量锰元素横向观测较径向观测稳定性高,其余元素差异性不明显。     

基于西原模型的圆形隧道黏弹-黏塑性解析解

基于西原模型,假设黏塑性体的偏应变张量的一阶导数与瞬态偏应力张量和稳态偏应力张量之差成正比,得到围岩黏塑性区的本构方程。采用拉普拉斯变换与逆变换,推导了圆形隧道黏弹-黏塑性解析解。当 时,该解退化成线弹性本构模型的解答;当 时,该解退化成理想弹塑性本构模型的解答。通过工程实例,分析了围岩位移场、应力场和黏塑性区半径随时间的变化规律。当支护力保持不变时,围岩不同位置位移、围岩黏塑性区半径将随时间增长而持续增大并趋于稳定;围岩黏弹-黏塑性特征对径向应力和黏弹性区切向应力影响较小,对黏塑性区切向应力影响较大,越靠近洞壁处,切向应力随时间变化越剧烈。此外,不同支护力作用下洞壁处的切向应力在支护初期均较大,因此应采用及时支护的策略;考虑到围岩黏弹-黏塑性特征对支护力的影响,建议采取让压支护技术以保证围岩和衬砌的稳定性。     

微生物诱导碳酸盐沉积改善裂隙岩石防渗性能和强度的试验研究

微生物诱导碳酸盐沉积(MICP)技术主要利用微生物生命活动与环境反应形成的碳酸盐来修复岩土体。为了研究该技术改善含裂隙岩石防渗性能和强度的效果,利用巴氏芽孢杆菌开展了裂隙黄砂岩的修复试验,并对修复后的裂隙黄砂岩进行了无侧限抗压、核磁共振和电镜扫描(SEM)等测试,分析了巴氏芽孢杆菌对裂隙黄砂岩的修复效果和修复机制。研究表明:巴氏芽孢杆菌对裂隙黄砂岩具有较好的修复效果;修复时间越长,巴氏芽孢杆菌的修复效果越好。修复42d后,裂隙黄砂岩的孔隙率下降36.41%,防渗性能提升94.62%,抗压强度增加30.52%。巴氏芽孢杆菌具有较好修复效果原因在于,其诱导产生的碳酸钙能够胶结填充物与试样,大幅降低试样的孔隙率,改善其内部孔隙结构的均质性。     

3D打印技术在岩石物理力学试验中的应用

3D打印技术在岩土工程领域的应用还处于初步探索阶段,但其可重复制造含复杂内部结构的试样是常规室内试验无法实现的。现阶段制约3D打印技术在岩石物理力学试验中应用的主要因素在于3D打印试样强度偏低,延性较强。初步探讨了3D打印后干燥时间、打印胶水浓度对试样强度的影响,在此基础上提出了最优化打印方案,使打印试样在强度和脆性方面均有很大提升;通过改变打印方向模拟了天然层状节理岩石的各向异性特征。研究结果表明,随着打印倾斜角度的增加,3D打印试样的单轴抗压强度先减小后增大,呈"U"型变化趋势,抗拉强度也随打印方向的改变出现明显的各向异性特征,这与天然层状节理岩石相关研究成果相似。研究成果可为3D打印技术在岩土工程领域的推广和室内试验研究提供参考。     

喀拉昆仑火烧云一带早侏罗世双峰式火山岩的发现及意义

喀拉昆仑火烧云北火山岩发育在乔尔天山断裂附近,玄武岩体和安山岩体在时空上紧密伴生。主量元素测试结果显示,其中玄武岩和英安岩的Si O2含量分别为48.84%~52.44%和62.22%~65.63%,具有明显的Daly间断面,属于典型的双峰式火山岩。玄武岩Al2O3含量较低,MgO、Ca O、Ti O2含量较高,Sr、Ba、K等微量元素强烈亏损,高场强元素Ta、Nb、Ti、Zr无亏损。英安岩具有相对较高的Al2O3、Na2O、K2O含量,较低的MgO、Ca O、Ti O2含量;微量元素具富集大离子亲石元素(Rb、Th、U、K)、亏损高场强元素(Ta、Nb、Ti),显示典型岛弧环境特征。岩石地球化学特征表明二者同属钙碱系列,形成于弧后盆地,属同源演化,英安岩为玄武岩结晶分异的产物。通过对英安岩进行LA-ICP-MS锆石U-Pb方法测年,获得流纹岩形成年龄为(195.5±1.1)Ma,属于早侏罗世。通过对该区域构造演化进行分析讨论,认为乔尔天山一带盆地整体可能处于弧后盆地的发育阶段,盆地形成过程中岩石圈地幔未被拉断,没有洋壳形成。