水平分层胶结充填体损伤本构模型及强度准则

以矿山分层充填为背景,针对水平分层充填体,提出了初始分层损伤、荷载损伤与总损伤的概念;利用损伤力学理论,考虑分层效应,建立了充填体损伤演化及本构模型;基于全微分方法构建了考虑分层效应的充填体强度准则。开展了不同分层充填体力学特性试验。研究结果表明：所建立的分层充填体损伤本构模型及强度准则理论曲线与试验曲线高度吻合,验证了模型的正确性;初始分层损伤随分层数增多,呈现 的二次多项式递增,分层效应与荷载耦合作用劣化了充填体总损伤;充填体总损伤率呈先增大后减小趋势。在峰值之前,分层数越多,则总损伤率越大;而峰值之后,分层数越多,则总损伤率越小,且总损伤率最大值随分层数增多而增大。     

剪切-体积应变耦合的孔压增量模型试验

以南京细砂为对象,通过共振柱试验及应变控制的排水/不排水分级和单级加载循环三轴试验的系统性研究,建立了能够描述饱和砂土孔压增长规律的新模型。该模型遵循Martin和Byrne提出的基本理论框架,孔压的增长是由循环剪切作用下体积改变所引起的。提出的孔压模型属于应变控制的孔压增量模型。基于排水循环单级加载试验,通过引入体积门槛剪应变γ_(tv)的概念,以具有代表性的15周体应变(ξ_(vd))15为基准点,归准化体应变发展与循环剪应变之间的关系,建立了三参数的体应变增量模型及其参数标定方法。基于排水和不排水循环单级加载试验结果,揭示了体应变与孔压比之间的内在联系,进而导出回弹模量表达式。通过耦合新的体应变增量模型及回弹模量公式,建立了新的剪应变-体应变耦合的孔压增量模型。验证性试验表明,新的孔压增量模型的预测值与试验结果的吻合度较高。     

川西新场气田沙溪庙组浅水三角洲砂体类型与展布特征

砂体类型与分布特征的差异性造就了油气储层发育的非均质性,通过岩心垂向序列特征明确了沙溪庙组砂体成因类型,并综合测井、地震资料刻画了不同类型砂体的空间分布。沙溪庙组浅水三角洲平原发育垂积型主河道、侧积/填积型次河道砂体以及溢岸砂体,前缘发育侧积型近端水下分流河道、填积型远端水下分流河道、进积型河口坝砂体以及席状砂体;平原主河道砂体厚度多大于10 m,宽600~1 800 m,通过同位垂向切叠与侧向等高程切叠而形成毯状连片砂体,次河道砂体多位于主河道侧缘,厚度平均7.5 m,物性较差,并常被主河道切割而零星分布;内前缘近端水下分流河道砂体厚4~8 m,宽500~1 200 m,多错位切叠或拼接接触,呈带状;远端水下分流河道发育于三角洲外前缘,单砂体厚2.5~6 m,宽200~700 m,平面呈鞋带状,砂体孤立;前缘河口坝砂体分布较少,垂向上常被河道切叠;平原相带两类河道砂体的物性差异造成了储层内部的非均质性,而三角洲前缘储层的非均质性更多在于不同类型砂体的迷宫状展布上。     

珠江口盆地惠州地区珠江组砂体上倾尖灭的地质-地球物理“逐级预测”方法

砂体上倾尖灭油气藏是岩性油气藏中重要类型之一,砂体上倾尖灭的刻画与描述是上倾尖灭圈闭有效性评价的关键。在以三角洲前缘沉积为主构成的三级层序内,三角洲沉积相关砂体上倾尖灭的地质-地球物理“逐级预测”描述方法对于认识上倾尖灭油气藏分布规律及其油气勘探具有重要意义。该方法由5个部分组成:在三级层序识别的基础上,运用高精度层序地层划分技术建立了四级层序构成的高频层序地层格架;在高频层序约束下,利用地震沉积学技术描述沉积相的平面分布;在地质模型指导下,利用频谱成像技术定性确定尖灭带的分布;利用相控储层反演半定量、定量预测砂体尖灭线;根据不同成因砂体的沉积特点,利用正演模拟技术开展尖灭线的外推预测。     

东昆仑五龙沟金矿田地质特征与成矿地质体厘定

五龙沟金矿田位于东昆仑造山带中段,矿田内金矿床主要沿岩金沟、萤石沟-红旗沟、三道梁-苦水泉三条NWW向构造破碎带发育。本文通过金矿床地质特征的综合分析,认为金矿床类型属于中—低温热液型,矿化类型为构造破碎带蚀变岩型,金成矿作用的温度为195~319℃,成矿物质具有壳源为主,部分幔源混合特征,成矿流体为岩浆水和大气降水的混合,矿物组合以微细黄铁矿、微细针状毒砂和不可见金为特征。同时通过地质体与矿床的空间关系、地质体与矿床物质成分的相关性、地质体形成时代与矿床形成时代及其时间差的对比研究,确认红旗沟脑片麻状花岗闪长岩体是五龙沟金矿田成矿地质体,也是金元素重要提供者。岩体含有大量被拉长的闪长岩包体,矿物发生明显的韧性变形,具有壳源为主的壳幔同熔作用形成、在定向应力作用下同构造侵位的特点,成岩年龄239~244Ma。壳幔同熔作用过程中幔源物质的加入带来了更多的金元素,定向应力作用下同构造侵位使金元素更容易活化迁移,进入成矿作用过程。金矿床主成矿期为印支早期,成矿年龄237Ma左右;后期被210Ma含浸染状黄铁矿的中酸性杂岩体侵位吞噬破坏。金矿床受成矿地质体和NWW向构造破碎带联合控制,矿化主要发育于距成矿地质体1.0~3.0km范围内的NWW向构造破碎带中;如果在成矿地质体影响范围内,没有NWW向构造破碎带,金矿体就没有赋存空间;而虽有NWW向构造破碎带,但离开成矿地质体的影响范围,金矿化则迅速减弱。进一步找矿方向是红旗沟脑片麻状花岗闪长岩成矿地质体影响范围之内有NWW向偏脆性构造破碎带发育的部位,或者是有隐伏成矿地质体的附近。     

云南荒田大型铅锌矿床的成因:流体包裹体和C- H- O- S- Pb同位素地球化学约束

荒田铅锌矿位于扬子板块西南缘,与华夏地块和三江地块相接,属峨眉山大火成岩省的南延部分,川-滇-黔铅锌银多金属成矿域的南部。矿体赋存于上二叠统峨眉山玄武岩底部与下二叠统茅口组接触面上及其附近的玄武质-灰质角砾岩层中。本文应用流体包裹体和C-H-O-S-Pb同位素地球化学研究手段,来探讨荒田铅锌矿的成因。流体包裹体分析表明,成矿流体性质具有阶段性演化特征,早期硫化物阶段(阶段Ⅰ)出现含子矿物包裹体、CO_2包裹体和H_2O包裹体的组合发育特征,均一温度介于245～320℃,平均为270℃;到中期硫化物阶段(阶段Ⅱ)和晚期硫化物阶段(阶段Ⅲ)则逐渐变为以H_2O包裹体为主要类型,均一温度分别介于180～250℃和100～210℃,平均为224℃和174℃。随着成矿作用的进行,成矿流体的均一温度和盐度均表现出从早阶段到晚阶段逐渐降低的趋势。显微激光拉曼光谱分析显示流体包裹体的液相成分主要为H_2O,气相成分为H_2O、CO_2、CH_4以及N_2。碳、氧同位素组成(δ~(13)C_(PDB)值介于-8.54‰～3.76‰,δ~(18)O_(SMOW)值介于8.57‰～24.22‰)在δ~(18)O-δ~(13)C图上分布于原生碳酸岩和海相碳酸盐岩之间,指示CO_2可能来自地幔、海相沉积碳酸盐岩溶解和沉积物中有机质的脱羟基作用。氢氧同位素组成(δD值介于-97.4‰～-71.4‰,δ~(18)O_水值介于-4.6‰～8.0‰)在δD-δ~(18)O图上落在岩浆水和大气降水的过渡带上,推测热液流体运移过程中与顺层下渗的大气降水流体混合,期间可能有海水的加入。矿石硫化物的δ~(34)S值介于-5.5‰～10.3‰,指示矿化剂硫具有多种来源,除了直接来自玄武岩外,还来自古海水硫酸盐和碳酸盐岩地层,硫酸盐通过热化学还原(TSR)过程发生还原作用。矿石硫化物铅的~(208)Pb/~(204)Pb、~(207)Pb/~(204)Pb和~(206)Pb/~(204)Pb比值分别为38.320～39.365、15.603～15.860和18.136～18.786,数据分布呈线性趋势,几乎所有点均落在地壳铅平均演化线以上,且位于峨眉山组玄武岩、碳酸盐岩地层和基底岩石的Pb同位素组成范围之内,说明成矿物质具有多源性,铅同位素在成矿之前存在均一化过程。结合成矿物质和成矿流体来源,以及区域成矿地球动力学背景,认为荒田铅锌矿属于密西西比河谷型(MVT)叠加岩浆热液改造型矿床。     

拉萨地体东部早侏罗纪变质和深熔作用

位于青藏高原南部的拉萨地体不仅记录了中生代的新特提斯洋俯冲及随后新生代的印度-欧亚板块陆陆碰撞造山作用,而且还记录了晚古生代-早中生代南、北拉萨地体的拼合作用。本文对拉萨地体东部东久地区的片岩和脉体进行了岩石学和锆石U-Pb年代学研究,表明片岩经历了峰期高角闪岩相的变质作用和部分熔融,中压角闪岩相退变质过程以及晚期的降温、降压过程。片岩记录了峰期矿物组合蓝晶石+石榴石+黑云母+斜长石+钛铁矿+石英,退变质矿物组合石榴石+夕线石+堇青石+黑云母+斜长石+钛铁矿+石英,晚期退变质矿物组合堇青石+黑云母+白云母+绿泥石+斜长石+钛铁矿+石英。相平衡模拟研究表明,片岩的峰期变质作用温度、压力条件约为720℃、0.9GPa;退变质条件约为670℃、0.59GPa以及480℃、0.12GPa。全岩地球化学研究表明,含石榴石长英质脉体具有显著的Eu元素正异常(δEu=3.57),为斜长石堆晶的产物。锆石U-Pb年代学表明,片岩和脉体在早侏罗纪的181 Ma和195 Ma发生了变质和部分熔融作用。本文结合已发表研究结果表明,东久地区的高级变质岩可划分出不同的构造岩片,在早侏罗纪先后经历了相似温、压条件的变质作用,为南、北拉萨地体碰撞造山作用的产物。     

对福建李坊重晶石矿床成因的新认识——来自矿石构造、矿物学和流体包裹体的证据

福建李坊重晶石矿床是东南沿海地区发现的一个大型独立重晶石矿床,已有30余年的开采历史,在沉积重晶石矿床中占有重要地位,然而对该矿床的成因和成矿时代仍众说纷纭。本文通过对福建李坊重晶石矿床中矿石组构的野外调查、电子探针分析和重晶石的流体包裹体测温,取得如下发现和认识:①首次在重晶石矿石中发现了管孔状构造、角砾状构造、蜂窝状构造等热水喷流通道相沉积构造;②首次在重晶石矿石中发现具有热水成因指示意义的同生钡冰长石矿物;③140个重晶石的流体包裹体均一温度值为89.3～208.5℃,均值为162.7℃,表明李坊重晶石矿床属于低温热水沉积矿床;综合矿石构造、矿物学和流体包裹体测温等证据,提出李坊重晶石矿床为"白烟囱型"热水沉积矿床的新认识,为华南地区早古生代热水沉积矿床的研究和找矿勘探提供了重要新资料。     

陕西大西沟喷流沉积型菱铁矿矿床地质特征及矿床成因

陕西大西沟铁矿床位于秦岭造山带山-柞盆地西北部,与银洞子大型银铅矿床毗邻。矿体主要赋存在泥盆系青石垭组中上段,容矿岩石为一套海相复理石碎屑岩和碳酸盐岩建造。矿床的金属矿物主要有菱铁矿、磁铁矿、黄铁矿,其次为黄铜矿、磁黄铁矿等;非金属矿物主要是重晶石、石英、铁白云石,其次为方解石、绢云母、绿泥石、黑云母、斜长石、钠长石、堇青石等,局部地段由于表生氧化和次生富集作用而形成针铁矿、赤铁矿、蓝辉铜矿等。与矿化有关的围岩蚀变较弱,主要有硅化、绢云母化、绿泥石化和碳酸盐化。基于野外地质观察、矿物共生组合和矿石结构构造的系统研究,将大西沟铁矿床的形成划分为3期6阶段,分别是:①喷流沉积期:硅质岩-黄铁矿-菱铁矿阶段(Ⅰ)、重晶石-磁铁矿阶段(Ⅱ);②热液改造期:堇青石-黄铁矿-磁铁矿阶段(Ⅲ)、石英-碳酸盐阶段(Ⅳ)、碳酸盐-硫化物-磁铁矿阶段(Ⅴ);③表生氧化期(Ⅵ)。流体包裹体显微测温结果表明,喷流沉积期Ⅰ阶段菱铁矿完全均一温度和盐度w(NaCl_(eq))峰值区间分别为230～270℃和13%～14.5%,Ⅱ阶段重晶石中流体包裹体的完全均一温度和盐度w(NaCl_(eq))峰值区间分别为220～290℃和9%～13%;热液改造期Ⅳ阶段菱铁矿和石英中气液两相包裹体均一温度峰值区间为240～300℃,盐度w(NaCl_(eq))为2.6%～15.7%;热液改造期Ⅴ阶段菱铁矿与石英中流体包裹体,除大量气液两相包裹体外,还发育有含子矿物多相包裹体,其中,气液两相包裹体均一温度峰值区间为290～340℃,盐度w(NaCl_(eq))为5.1%～13.4%,含子矿物多相包裹体均一温度峰值区间为380～440℃,盐度w(NaCl_(eq))为40.6%～59.7%。含子晶流体包裹体可能是流体不混溶或/和高盐度流体加入的反映。矿区内不同产状碳酸盐矿物的C、O同位素组成比较均一,δ~(13)C_(PDB)值集中在-3.58‰～-1.15‰之间,δ~(18)O_(SMOW)值为21.22‰～21.82‰,均表现出海相碳酸盐或海底喷流热液溶解海相碳酸盐的特征。大西沟矿床的地质、矿化和流体特征与海底热液喷流沉积型矿床一致,可能属于典型的喷流沉积型菱铁矿床,但后期受到秦岭造山作用的影响及热液叠加改造并形成磁铁矿和少量硫化物。大西沟菱铁矿矿床与邻近的银洞子铅锌矿组成一个较完整的喷流沉积成矿系统,两者可能分别代表了喷流沉积的边缘相和中心相。     

蚂蚁属性优化断层识别技术

在地震地质勘探领域,蚂蚁属性越来越普遍地用于断裂系统的快速识别,而在实际应用过程中,基于三维地震数据提取的蚂蚁属性,不论是沿层切片（平面）还是剖面上往往显示杂乱无章,对断裂系统的刻画与地震同相轴的分布特征并不对应,致使实际应用效果较差。针对此普遍存在的现状,研发出一套蚂蚁体断层快速识别的技术系列:首先,根据地质目标,优化蚂蚁属性的终止标准值,应用蚂蚁细线体的信息素二值化技术使蚂蚁体聚焦和收敛;然后,通过断层自动分离对断面的尺度与偏角等参数进行分析,有效定义生成断面的规则及断面间的关系;最终,利用三维可视化平面-立体联立解释技术,直观判断出研究区断裂系统空间分布的合理性,进行断面细化编辑与调整,自动按所需间隔提取断棱数据,从而实现断层的自动追踪解释。通过应用此技术系列,在研究区断裂系统识别,尤其是大尺度断层快速自动追踪方面取得了很好的效果,快速、准确地建立起了研究区断层解释格架。应用蚂蚁属性进行断层识别是一套技术系列,利用典型剖面进行试验、优化计算参数是关键,遵循这一思路计算出的全区蚂蚁属性,才能获得良好的断层识别效果。