焦家金矿床水-岩反应过程及成矿流体组分变化规律

在野外和室内岩相学观察的基础上,详细剖析了蚀变-矿化时序,结合热力学数值模拟方法与定量结果,厘定了水- 岩反应过程中矿物的沉淀次序、流体组分的存在形式、迁移行为、浓度变化和矿物形成机制以及组分之间的化学反应,为 进一步研究水-岩反应与金矿化的关系奠定了基础。研究结果显示反应初期K+由流体带入围岩形成钾长石化,随着反应的 进行,H+浓度持续降低而Fe2+和Al3+含量升高,绢云母和石英大量沉淀,钾长石消失;反应后期各类硫化物开始沉淀,石英 持续沉淀贯穿整个反应过程。成矿流体中SO42-,HS-,Fe2+的含量对蚀变矿物组合影响很大;水-岩反应过程中硫酸盐 （SO42-） 减少生成等量的HS-并伴随着含三价铁矿物的沉淀,可能是焦家金矿床硫化物沉淀的一种重要机制。整个反应过程 中溶液pH值持续升高是原岩中Ca,K,Na,Mg等与溶液中H+发生交换反应的结果;同时pH值的升高也会降低金的溶解度 致使金沉淀。上述研究成果对于理解岩石中的矿物共生组合、生成顺序及蚀变分带的成因机制提供了新的依据。     

斑岩铜矿床成矿流体演化:中甸普朗铜矿床蚀变矿物学与热力学模拟

不同阶段热液蚀变矿物的组成是水岩反应过程和成矿流体演化的地球化学"指纹"。三江特提斯义敦岛弧南缘的普朗超大型斑岩铜矿床形成于晚三叠世甘孜-理塘洋西向俯冲的岛弧环境,但具有不同于典型斑岩铜矿的蚀变-矿化分带特征:即在早期钾硅酸盐化蚀变带内常可见晚期脉状(沿裂隙分布的细脉状)青磐岩化或沿破碎带边部发育的绢英岩化,且主要在青磐岩化蚀变带内发育铜(-钼)矿化。为此,本研究选取普朗矿床含矿石英二长斑岩(QMP)中热液黑云母及绿泥石进行矿物产状、共生组合和世代划分研究,并针对不同产状的绿泥石开展电子探针分析研究,以探讨其形成的物理化学条件,并结合热力学模拟结果反演成矿流体演化轨迹。不同于岩浆黑云母(Bt-1)的锯齿状边缘及内部发育磷灰石包体特征,普朗铜矿热液黑云母(Bt-2)多为片状且解理发育、沿其边缘或裂隙多被绿泥石交代。青磐岩化带内发育有两类产状明显不同的绿泥石,即由黑云母蚀变而成的片状绿泥石(Chl-1)和蠕虫状绿泥石(Chl-2),且后者多与黄铜矿、黄铁矿、磁黄铁矿及辉钼矿伴生。电子探针分析结果显示两类绿泥石均为富Mg的三八面体类绿泥石,且具有相似的主量元素组成。石英二长斑岩中Bt-2型黑云母形成温度范围为305-336℃(平均值为321℃),氧逸度位于NNO(Ni-NiO)缓冲线与HM(Fe_2O_3-Fe_3O_4)缓冲线之间。Chl-1和Chl-2型绿泥石形成温度分别为284～347℃(平均值为316℃)和278～328℃之间(平均值为310℃)。Chl-1和Chl-2的Log f_(O_2)分别在-42.7--37.2(平均值-39.8;ΔFMQ=-5.7)和-41.8～-38.4之间(平均值-40.0;ΔFMQ=-5.5),对应的Log f_(S_2)在-14.9～-12.1(平均值-13.5)和-14.5～-12.7之间(平均值-13.6)。不同蚀变阶段矿物组合特征及热力学模拟结果表明,在早期高温的钾硅酸盐化阶段含矿流体具有高氧逸度、中性特征(ΔFMQ=2,pH=7),在中温青磐岩化阶段具有低氧逸度、酸性特征(ΔFMQ=0,pH=4.8),在晚期绢英岩化阶段pH值变化不大而氧逸度略有升高。综合上述矿化-蚀变时空结构和热力学模拟结果,本研究显示普朗铜矿床强烈的蚀变叠加与青磐岩化矿化现象与围岩碳质地层随着大气水沿断裂带渗入到岩浆热液系统中有关。还原性物质伴随着大气水的渗入破坏了原始岩浆热液系统化学平衡,可能是导致普朗铜矿蚀变叠加及在青磐岩化阶段铜等成矿物质大规模聚集的关键原因之一。     

应力路径试验前后不同黄土的孔隙分形特征

为了解不同黄土孔隙形状复杂程度的差异和应力路径对孔隙形状复杂程度的影响,对两种黄土应力路径前后孔隙分形特征进行了研究。首先比较了3种分维模型所得孔隙分形维数的可靠性,然后选用热力学关系模型,由进汞、退汞试验得到地裂缝区黄土、充填黄土初始样和三轴应力路径试验后的孔隙分布,据此分析了两种土体进汞孔隙和退汞孔隙分形维数的差异和受载后的分形维数变化,根据退汞过程仅管形孔内的汞流出及孔隙由管形孔和球形孔组成的假定,得到了应力路径试验前后孔隙形状的改变。结果表明,热力学关系模型得到的孔隙分形维数合理、可靠。初始状态,原状和重塑充填黄土的孔隙形状比原状和重塑黄土复杂;常规三轴试验后试样孔隙比减少,孔隙分形维数增加,球形孔向管形孔转变;相对于常规三轴压缩试验,减围压三轴压缩试验后试样的孔隙分形维数较小,管形孔占总孔隙的体积比例较少;总体上管形孔的分形维数比球形孔大,且基本不受应力路径的影响,其占总孔隙的体积比例随着试样宏观孔隙比的减少而增加。     

高温高压下C—O—H流体的研究

C－O－H流体是地球内部流体的主要组成部分，确定高温高压下它们的组成关系对于认识地球的演化，氧化还原环境以及促进包裹体的研究都具有重要的意义。高温高压实验确定了它们与石墨平衡存在一个间断温度，理论计算一般在此温度之上进行，当压力，温度确定时，再加上一个外部条件如fO2或H／O比值，就可以得到它们的平衡组成。由于缺乏流体组分的高温高压热力学数据，目前的理论计算结果与实验值存在差别，电解质的出现和动力学因素影响着流体组分的平衡计算，加强系统研究，在实验中尽量采用就位分析的方法，获取更多更可靠的高温高压势和学数据，加强流体平衡影响因素的研究，是今后进一步的研究方向。     

一种基于热力学原理的密砂模型

从热力学定律出发,利用自由能函数和耗散函数,通过严格的理论推导得到屈服函数、流动法则和硬化规律。在临界状态模型的框架内,将基于热力学基础的各向异性模型和特定的旋转硬化规律结合起来,提出了一种新的处理方法用来模拟密砂在三轴试验中的变形曲线。给定多组模型参数,计算排水和不排水三轴试验,并简单讨论了模型参数对曲线规律的影响,结果表明这种方法是有效的。通过屈服面在变形不同阶段采用不同的旋转方向,能够考虑密砂的复杂试验曲线特征,又由模型的热力学基础保证了屈服面和剪胀函数的协调。这种方法确定的模型结构严密,适应性强,可以描述大范围土体的特性,且简单易于使用。     

硅酸盐体系的化学平衡:(2)反应热力学

通过具体的应用实例,系统介绍了在矿物材料学研究中硅酸盐体系的多相平衡反应热力学的基本原理。对硅酸盐体系的典型多相平衡反应进行了热力学计算,包括:(1)微晶玻璃制备过程中的硅酸盐熔融反应;(2)霞石正长岩和高铝粉煤灰利用技术中的硅酸盐烧结反应;(3)S iO2-CaO-H2O体系和KA lS i3O8-CaO-H2O体系雪硅钙石、硬硅钙石的水热晶化反应;(4)高铝粉煤灰和霞石正长岩烧结产物的溶解反应;(5)Na[A l(OH)4]-A l(OH)3-H2O体系和Na2SO4-Ca(OH)2-H2O体系中α-A l(OH)3和CaSO4.2H2O的析晶反应。研究成果可望对矿物材料制备实验方案设计、工业生产过程优化及改进产品性能提供理论指导,同时为同类材料学研究提供借鉴。     

近27a来典型白云岩流域岩溶碳汇变化及其调控机制——以贵州施秉黄洲河流域为例

以贵州省施秉县黄洲河典型白云岩岩溶小流域为例,基于白云石化学平衡热力学方法分别定量估算出1990-1992年、2001-2003年及2016-2018年白云岩流域的年均岩溶碳汇强度,并分析其对气候变化、土地利用调控的响应,结果表明:（1）流域内第二个时段年均有效降雨最大,其次是第一个时段,第三个时段的最小;（2）流域内主要以有林地为主,旱地、建设用地持续增加但增长速率减缓,总体上流域植被覆盖度呈现上升趋势;（3）流域整体的岩溶碳汇强度由大到小依次为2002年、1990年、2016年,水田与旱地对岩溶碳汇贡献较大;（4）气候变化与土地利用共同控制岩溶碳汇,碳汇强度可能不随地类正向演替而增大。      

非饱和流节点间导水率估计及达西平均分析

针对由Gardner-Russo函数描述的特征土壤,在双饱和度坐标系中,探讨了常规节点间导水率估计与量纲一水平达西平均(k*_H)和量纲一垂直达西平均(k*_V)的差异.k*_H是相邻两节点饱和度的函数,而k*_V也是空间步长(Δx)和特征参数(α)的函数.对水平非饱和流,算术平均高估导水率,而几何与调和平均低估导水率;从相对误差空间分布看,几何平均优于算术和调和平均.对垂直非饱和流,随Δx(或α)的增大,常规估计的相对误差空间顺(或逆)时针旋转并缩小,从而降低模型准确性.k*_H等值线具有对称性,而k*_V不具对称性;仅当Δx或α足够小时,k*_H才趋近于k*_V.因此,为提高非饱和流数值模拟的准确性,必须采用精确的达西平均来计算节点间导水率.     

地球的密度

一.引言地球的密度是一個經典的問題。在十九世紀的時候,這個問題似乎已經相當圆滿地解决了,但是五十多年來,地球物理研究的結果,使這個問題又重新轉入了一個新階段;特別是關於地球內部的密度分佈,前人的計算,須要基本的修正。這     

本会第二十二次年会记录

本会第二十二次年会于民国三十五年十月二十七日至二十九日在南京举行,到会员一百一十人。二十七日上午九时在珠江路九四二号中央地质调查所礼堂开幕,理事长李四光因病滞渝,由书记尹赞勋主席,行礼如仪后,致开会辞,略谓: