基于里氏硬度计无损测量方法评价石质文物的风化程度

里氏硬度计因具有冲击能量小、对冲击方向要求不严格、对岩石的强度变化比较敏感等特点,使其可以应用于岩石的无损测量中。利用该仪器对山西大同云冈石窟片状风化岩面进行了测量,现场3个测量区域的平均里氏硬度值分别为224.8、225.8和236.4。而相同岩性的新鲜岩芯的平均里氏硬度值为661.4。根据上述测值,定义了风化程度,即风化岩石的里氏硬度值与新鲜岩石的里氏硬度值之比。据此,得到现场3个测量区域的风化程度分别为：0.34、0.34、0.36。根据文献总结的里氏硬度值与单轴抗压强度之间的公式,得出了上述3个测量区域的单轴抗压强度分别为6.06 MPa、6.13MPa、6.87MPa。     

岩层阻水性能及自然导升高度研究

在沉积、成岩或者构造运动过程中,由于含水层内超压流体引起围岩爆裂导致流体在弱渗透层或者隔水层中导升,形成含水层的自然导升带。影响岩层阻水性能以及导升高度的因素有:构造、地应力、岩层渗透性和力学特性及其物理化学性质、水压力等。实验表明:初始水头压力越大,水头衰减速率就越大;水头压力损耗随着介质的渗透系数增大而减小。实际观测表明:泥岩、粉砂岩、中砂岩、灰岩的阻水性能由大到小,而导升高度则由小变大。通过实验和实际观测总结出流体3种导升机制:局部关键层整体破断裂缝、欠压实带中的壳破裂裂缝和水力压裂裂缝。     

基于充水要素的矿井水害类型三线图划分方法

煤矿水害分区、矿井水害类型与水文地质类型等划分结果在矿井充水水源、充水通道等水害形成要素方面体现相对不足,对煤矿防治水工作指导性不强。本文从矿井水害形成的基本要素入手,通过分析矿井不同类型充水水源、充水通道及其组合条件下的矿井水害特点及其危害程度,将矿井充水水源按其富水程度与供给能力划分为缓渗式弱供给、涌溃式快供给、突涌式强供给和无阻滞式充分供给4种类型;将充水通道按照其渗流畅通性与空间尺寸划分为低渗流型、高渗流型、小断面自由流管道型、大断面自由流通道型4类充水通道;按不同充水水源与充水通道之间的组合关系,将矿井水害危害性程度划分为轻微、中等、严重与极严重4级,并借鉴Piper三线图与库尔洛夫式地下水水化学分析原理,绘制了矿井水害类型\     

氦气资源调查理论与技术研究现状及建议

氦气是关系国家安全和高新技术产业发展的重要关键性稀有气体资源,在国防和高新技术领域不可或缺,是中国进一步走向“深空、深海、深地、深蓝”领域重要的基础原材料。当前,氦气资源已成为中国的“卡脖子”资源之一,开展氦气资源调查理论与技术研究,指导和支撑中国氦气资源勘查,已成为中国资源调查领域最为紧迫的任务之一。目前工业利用的氦资源主要是壳源氦气,其“弱源成藏”与“异源同储”机制的特殊性,导致与常规油气成藏具有重大差别。笔者根据氦气资源调查理论与技术研究现状,结合氦气成藏的特殊性,提出了亟需攻关的理论、技术问题和相关研究思路建议,供业内工作者参考、借鉴。     

胶东半壁店隐伏金矿床综合地球物理探测

胶东半岛是中国重要的金矿集区,金矿床的分布严格受NE—NNE向断裂带控制,招平断裂带是其中规模最大的控矿断裂带。然而,在断裂带中段的招远—道头镇区段(半壁店地区),新生代盖层下尚未发现成规模的金矿床。在总结招平断裂带内金矿床成矿模式和控矿地质体物性差异的基础上,从区域和断裂带尺度对比分析了1:60万和1:20万2种比例尺的布格重力异常特征,厘清了区域构造和岩体分布情况;进而在招平断裂带中段的半壁店地区利用1:1万高精度磁测和代表性剖面1:1万可控源音频大地电磁测量,揭示隐伏控矿地质体的分布情况。区域布格重力异常揭示出近EW向相对低密度正值((0~6)×10-5 m/s2)表征的构造带、团状正密度值(大于2×10-5m/s2)表征的玲珑黑云母花岗岩体和NE—NNE向密度值梯级带表征的招平断裂带;3组赋矿相关地质体的空间相对展布特征显示,玲珑黑云母花岗岩体南边界被近EW向构造带围限,招平断裂带切穿了早期生成的玲珑黑云母花岗岩体。高精度磁测结果反映：①招平断裂带穿切玲珑黑云母花岗岩体;②近EW向低密度、高磁性(相对磁性场值超过100 nT)花岗闪长岩体在深部受控于EW向深大构造带;③NE向串珠状低密度、高磁异常(相对磁性场值超过40 nT)表征了矿床尺度招平次级断裂内的系列花岗岩体(主成矿期之后生成)。可控源音频大地电磁测深和测区中部钻孔均证实,这些花岗岩脉从北向南(指向主断裂方向)埋深逐渐变浅。因此,NE向招平断裂带和近EW向构造带共同控制岩体分布,其交会部位是金矿体产出的有利空间,但上侵花岗岩体本身贫矿。半壁店地区隐伏金矿床形成时间晚于招平断裂主成矿期。研究结果表明,近EW向低密度带内的金矿找矿前景不乐观。     

金川铜镍硫化物矿床F1断裂系统演化及其意义

金川铜镍硫化物矿区构造活动频繁且复杂,查明矿区构造规律,是实现深部找矿突破的必经途径之一.文章在充分挖掘区域及以往勘查资料的基础上,通过野外实地调查,对矿区内成矿后断裂系统——F1断裂系统分析研究,发现F1断层角砾岩呈棱角状,深部产状北倾,断层发育在龙首山岩群一侧,无法仅靠现今的叠置关系解释F1的演化.结合潮水盆地研究...     

焦家断裂渗透性结构与金矿床群聚机理:构造应力转移模拟

焦家金矿带是焦家式金矿的命名地,也是我国第一个千吨级金矿田的发现地。其内构造破碎带蚀变岩型金矿床(体)受NE-NEE向焦家断裂及其下盘近平行的次级断裂控制,具有明显的空间群聚分布特征。然而,由于对这些金矿床成因机理的认识存在分歧,对其空间群聚分布的形成机制也有多种解释,对断裂带覆盖区及其深部成矿潜力更是缺乏科学评价。为此,针对这些难题,论文在详细控矿构造解析的基础上,通过建立焦家金矿带三维有限元模型,运用应力转移模拟计算成矿期的库仑破裂应力变化值(△CFS),标定了成矿期断层活动导致的应力转移情况及其形成的高渗透率区域,探讨它们对矿床空间分布的可能控制作用和金矿床群聚分布的形成机理及焦家式金矿的成因机理,并据此圈定了成矿远景区,估算了其深部资源潜力。应力转移模拟结果显示△CFS以焦家断裂为中心呈现玫瑰弧瓣图像分布,其中,应力减小(负值)区(-195bar≤△CFS≤-3bar)以新城-高家庄子为中心呈"十"字形分布(东西宽8km、南北长12km),为低渗透率区域,其内尚未发现金矿床产出;而应力增大(正值)区(3bar≤△CFS≤84bar)呈28个大小不等的弧瓣分布在断层走向转弯处或断层交汇处,为高渗透区域,已发现的金矿床均位于其中,且已探明的金金属量与其所处区域△CFS极值正相关(金金属量Q=4.526×△CFS-83.27)。这种金矿床与断层活动导致的△CFS在空间分布上的一致性,表明焦家式金矿床的形成和产出严格受焦家断裂及其次级断裂控制,区别于典型的"与侵入体有关的金矿"和"岩浆热液矿床",而与造山型金矿床类似。然而其独特的构造背景与成矿环境及蚀变-矿化组合,表明该类型金矿床不能被现有成矿模式所涵盖,而可能属于独特的"胶东型"金成矿系统。焦家金矿带上控矿断裂的形成受同震应力转移的制约,断裂带脆性变形过程中,地震破裂沿断层传播,在断层产状变化或多组断层交汇处,△CFS增大,造成反复余震活动破坏岩石,形成局部高渗透率结构,为金的沉淀提供有利场所,产生了金矿床的群聚现象。据此,圈定朱宋、徐家疃、西良、马埠庄子四个成矿远景区,预测金资源量分别为79t、66t、43t和16t;而寺庄、望儿山、河西、河东等金矿床深部仍有巨大找矿潜力。     

豫西小河岩体中脉岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及地质意义

小河岩体位于小秦岭成矿带南部,其形成年龄一直存在争议。利用LA-ICP-MS法对侵入小河岩体中岩脉样品进行锆石U-Pb测年,结果显示,样品测点大多位于或接近²⁰⁷Pb/²³⁵U-²⁰⁶Pb/²³⁸U一线,变辉绿岩脉年龄为(1 853±53) Ma,闪长岩脉年龄为(1 833±100) Ma和(2 418±70) Ma(后者为俘获的太华群继承锆石年龄),花岗伟晶岩脉年龄为(1 219±53)～(1 373±30) Ma。说明小河岩体形成之后的岩脉至少为古元古代造山纪末和中元古代延展纪两期。据侵入岩脉与被侵入岩体的穿切制约关系,确定小河岩体侵位年龄不晚于(1 853±53) Ma,相当于中条运动末期。该年龄与区内主要金银矿床的形成时间差异巨大,认为小河岩体对区内金银成矿贡献有限。董家埝大型银矿床的形成需巨量成矿物质堆积,矿床深部可能存在更年轻的隐伏岩体。     

安哥拉Huila省Bonga碳酸岩型铌矿床烧绿石地球化学组成、演化及其与岩浆热液作用过程的关系

安哥拉Bonga碳酸岩型烧绿石矿床是一个重要的铌矿床,烧绿石是碳酸岩中主要的含Nb矿物。Bonga碳酸岩中发育了5种类型(阶段)的烧绿石(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ)。其中烧绿石Ⅰ为岩浆(原生)烧绿石,其余为热液交代形成的烧绿石。烧绿石Ⅰ与氟磷灰石共生,以富Nb贫Ta、Ca、Na占A位和F占满Y位为特征,烧绿石的结晶和Nb、Ta等高场强元素的含量受碳酸岩浆中挥发分F和H2O的控制。Bonga环带烧绿石发育,多为原生的岩浆震荡环带烧绿石遭受了后期低温热液作用改造而成,具有岩浆振荡环带结构和热液烧绿石的化学特征。高温的热液过程中岩浆烧绿石被烧绿石Ⅱ交代,以F和Na含量的降低,Ca含量基本不变,A空位急剧增多为特征。而在稍低的温度下,经热液作用交代形成了烧绿石Ⅳ(A空位高,其他占位元素少)。最晚阶段富Sr的烧绿石Ⅲ(Sr含量较高)和烧绿石Ⅴ形成于相对低温的热液作用过程中,与石英、菱锶矿等热液矿物共生,Sr可能来源于对岩浆碳酸盐矿物的热液交代作用。在整个热液作用过程中,Bonga的烧绿石可能存在以下元素替换机制：3Nb5++2Ca2+→2Si4++Fe3++2(U,Th)4+;2Nb5++Na++2Ca2+→Si4++Fe3++2(U,Th)4++A□。在更低温、氧化的条件下,烧绿石蚀变形成大量的含铌金红石和少量的易解石,此过程中释放出Ce和Th等,形成独居石、氟碳钙铈矿、氟碳铈矿、Sr REE磷酸盐矿物和方钍石等。此外,还发现了含铌针铁矿,显示Bonga烧绿石中的Nb在表生条件下发生了迁移。     

南极半岛西北部海域软体动物双壳类的研究

1984-1985年中国首次赴南大洋考查期间，在南极半岛西北海域(62°06.8′－64°24.′5S，56°2.8.′6-62°3l.′0W)进行了底栖生物调查，并在中国南极长城站附近进行了潮间带采集，共获得软体动物双壳类100余号近500个标本，经分类研究，共有13个科24种，其中7种为该调查海域首次记录，3种只鉴定到属。它们大多数是壳小，壳质极薄脆的环南极分布的南极种和亚南极种，明显地显示出寒带高纬度海域的区系特点。