数字矿床模型研究与系统实现

数字矿床模型(DDM)是传统矿床模型的数字化.本文论述了数字矿床模型的概念,提出了其主要组成结构和建模关键技术.在吸收国内外地质领域专家系统建立的经验基础上,将人工智能技术与地理信息技术(WebGIS)相结合,通过构建矿床模型知识库,建立数字矿床模型推理网络结构,并以斑岩型铜矿为例论述了建立数字矿床模型的系统过程.本文是"十一五"期间国家高技术研究发展(863)计划的阶段成果.     

内蒙古苏莫查干敖包特大型萤石矿床地质特征及成因

苏莫查干敖包矿床是迄今为正在全球范围内找到的最大规模单一萤石矿床.萤石矿体大多呈层状、似层状和透镜状沿下二叠统碳泥质板岩(夹灰岩透镜体)与流纹质火山岩接触带分布,并且与中生代花岗岩类侵入岩体具有密切的空间分布关系.流纹质火山岩和花岗岩的锆石SHRIMP U-Pb年龄值分别为(276±10)Ma和(138±4)Ma,它们分别是海西晚期和燕山中期酸性岩浆活动的产物.萤石矿体主要由4种类型矿石所构成,即石英-萤石型、石英-硫化物-萤石型、萤石-石英型和方解石-石英-萤石型.矿物组分有萤石、石英(蛋白石、玉髓)、方解石、绢云母和绿泥石,个别样品中有磁铁矿、黄铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿、毒砂和锡石.围岩蚀变自矿体中心向外分别为绢云母化、硅化、碳酸盐化和高岭石化.钕、锶和铅同位素分析结果表明,萤石矿床是多期次和多阶段岩浆热液活动的产物,成矿作用分别发生在海西晚期和燕山中期,并以后者为主.海西晚期富碱质酸性岩浆喷发活动为层纹状和条带状矿体以及矿源层的形成创造了有利条件.相比之下,燕山中期花岗质岩浆侵入活动不仅为细晶质、伟晶质和角砾状矿体的形成提供了物质、动力和热力来源,而且是成矿流体对流循环的"发动机".苏莫查干敖包矿床属于与花岗岩类深成侵入岩体有关的热液型萤石矿床,成岩(矿)物质来自壳、幔混合源,其中壳源组分占有绝对优势.     

青海南部熔积岩的发现:对寻找VMS型矿床的重要启示

熔积岩指的是侵入、混合到未固结或弱固结的湿沉积物中的熔浆分解、原位形成的一类特殊岩石。正确地认识该类岩石,有利于增进人们对岩浆-水(沉积物)相互作用过程的理解,恢复古环境。在青海南部沱沱河地区发现了一套角砾为撕片状、锯齿状及浑圆状的安山岩,胶结物为铁硅质组合的特殊熔积岩。研究表明,该熔积岩的角砾为岩浆遇水后快速淬火、裂解的产物,铁硅质组合为海底喷气沉积形成的含铁建造;且安山岩与含铁建造发生混合时,含铁建造尚未固结。该套熔积岩的发现,改变了长期以来对开心岭铁矿为火山热液交代安山岩而形成的认识,对于在矿区寻找VMS型矿床、区域内寻找海底热水喷流沉积型矿床具有重要的启示意义。     

新疆阿尔泰蒙库铁矿床的成矿流体及成矿作用

蒙库大型铁矿床赋存于上志留统—下泥盆统康布铁堡组变质火山-沉积岩系中,容矿岩石为石榴子石矽卡岩、变粒岩、浅粒岩和大理岩。矿体总体顺层分布,空间上与矽卡岩密切相关。研究表明,矽卡岩期石榴子石以发育玻璃质熔融包裹体、流体熔融包裹体和流体包裹体为特征,晚期矽卡岩阶段矿物中发育液相包裹体,变质期矿物中主要发育液相包裹体和含子矿物包裹体。矽卡岩期熔融包裹体的均一温度为1100℃,早期矽卡岩阶段流体包裹体均一温度变化于193～499℃,在450℃、350℃和230℃出现峰值。中期矽卡岩阶段均一温度变化于236～550℃,峰值为350℃。区域变质期均一温度介于132～513℃,在350℃、230℃和190℃出现峰值。流体包裹体的盐度w(NaCleq)介于1.23%～60.31%,流体密度变化于0.60～1.16g/cm3。石榴子石、石英和方解石的δ18OSMOW变化于0.2‰～8.4‰,δ18OH2O介于-5.1‰～5.33‰,δD为-127‰～-81‰,表明矽卡岩期成矿流体主要是岩浆水,混合少量大气降水;变质期流体主要为大气降水,为混合变质水。方解石δ13CPDB变化于-6.1‰～-2.3‰,表明流体中碳来自深部或地幔。成矿时代为早泥盆世早期(略晚于404～400Ma),成矿作用与矽卡岩的退化变质作用有关。     

塔里木盆地塔中1井藻纹层白云岩与竹叶状白云岩成因——基于岩石学、元素与同位素地球化学的厘定

塔里木盆地寒武系—奥陶系底部发育了大量的白云岩, 白云岩中赋存丰富的油气资源, 但是由于塔里木盆地白云岩研究基础薄弱,限制了塔里木盆地白云岩型油气藏的勘探。本文选择塔中地区塔中1井下奥陶统藻纹层白云岩与夹层竹叶状白云岩作为对象,应用岩石学与地球化学方法对其成因问题进行了研究。藻纹层白云岩与夹层竹叶状白云岩的宏观构造与微观结构指示其可能形成于高能的潮坪环境;低有序度值（0.6）与塔北地区中寒武统阿瓦塔格组潮坪同沉积白云岩(有序度值0.61)特点一致,指示该白云岩结晶速率较快;同时,高Fe、Mn含量与低U、Mo含量也与氧化环境的潮坪相一致。藻纹层白云岩与夹层竹叶状白云岩δ18O值非常集中, 变化在-7.4‰～-5.8‰;87Sr/86Sr组成变化很小,在0.709015～0.709276之间,与前人报道的晚寒武世－早奥陶世海水同位素特征一致,同时白云岩的稀土元素配分模式也与下奥陶统泥晶灰岩一致,指示了白云岩的沉积/成岩物质来源于蒸发海水;白云岩δ13C值变化从-2.5‰～+1.6‰,并有着随深度增加而升高的变化规律,可能指示了古海洋的碳同位素氧化。藻纹层白云岩与夹层竹叶状白云岩的构造特点具有原生沉积特征,同时白云岩CaO与MgO含量的正相关关系也支持该白云岩原生沉积特点。因此,塔里木盆地塔中1井钻遇的下奥陶统藻纹层白云岩与夹层竹叶状白云岩为潮坪环境下,从蒸发海水中快速沉积形成的。     

对松辽盆地钱家店凹陷铀成矿作用的重新认认识

钱家店凹陷中的含矿层位主要为上白垩统姚家组,前人认为其中的红色砂岩为原生成因,但大量的证据证实砂岩原生应以灰色为主,红色砂岩为后生氧化蚀变造成,并控制着钱家店铀矿床铀矿化的产出.在此基础上建立该矿床的后生蚀变分带,依次为红色蚀变带、黄色蚀变带、灰白色蚀变带、过渡带、原生带,红色蚀变带为主要的氧化带,铀矿化主要集中在过渡带.平面上铀矿化主要分布于层间氧化带前锋线附近的位置,并在氧化舌状体的前端和两个氧化舌状体之间存在铀的富集.文章最后还建立了该矿床的成矿模式,并对区域上层间氧化带的展布进行了讨论.     

含硫化物脉状矿床成矿流体的中阶段 δD亏损：实例与原因

很多含硫化物脉状金银矿床的成矿过程可以大致分为3个阶段,从早到晚分别以形成黄铁矿-石英组合、多金属硫化物和碳酸盐网脉为标志.所谓中阶段δD亏损,是指在成矿流体δ18O逐渐降低(或升高)时,中阶段δD同时低于早阶段和晚阶段的δD.列举了一些矿床的氢氧同位素研究结果,例证了这种现象的存在;根据中阶段伴随大量硫化物沉淀的事实,认为硫化物沉淀时流体中H2S或HS-的H 被金属离子置换出来,H 加入到流体系统后导致了流体的中阶段δD亏损.对不同温度H2O-H2S体系1000In ot值的概算显示,在200-650℃温度范围,H2S或HS-的δD低于H2O的δD约211‰～478%‰,H2S或HS-中H 的少量释放即可导致流体水δD的显著降低.因此建议,成矿流体从早到晚δ18O逐渐降低,中阶段δD亏损的规律,可以作为含硫化物脉状矿床氢氧同位素演化的概念性模型.     

运用3DEEMs及荧光偏振方法研究pH、离子强度及浓度效应对腐殖酸荧光光谱特性的影响

利用三维荧光激发.发射光谱(3DEEMs)及荧光偏振法研究了3例腐殖酸和1例湖泊溶解有机物(DOM)在不同腐殖酸浓度、离子强度和pH条件下的荧光光谱特性.实验结果表明,随着浓度增大,各腐殖酸样的荧光强度增大,其中垃圾渗滤液腐殖酸和Pahokee泥炭腐殖酸的荧光峰出现红移.随着浓度进一步增大,腐殖酸的荧光偏振值增大,由此推断在此浓度范围内腐殖酸由于分子间的排斥作用使其构型出现伸展.离子强度增大导致腐殖酸及阿哈湖DOM的荧光强度降低.随着氯化钾(KCI)浓度增大,Fluka腐殖酸的荧光峰A蓝移,荧光峰B的荧光偏振值出现减小,推测是由于静电中和作用使其荧光基团发生卷曲造成的.离子强度对其余腐殖酸样和阿哈湖DOM的其他荧光特性没有明显的影响.总的来说,pH值的变化对腐殖酸和湖泊DOM的荧光特征的影响是很明显的.随着pH值增大,腐殖酸和湖泊DOM的荧光强度增强.而pH值减小时,Fluka腐殖酸和Pahokee泥炭腐殖酸的荧光峰(A峰)蓝移,当pH值降到5时,Fhka腐殖酸的荧光峰突然红移到最大,随后又继续蓝移;垃圾渗滤液腐殖酸和阿哈湖DOM的荧光峰位无明显的漂移.所有样品的荧光偏振值都减小(但阿哈湖DOM的A峰变化不大),但在pHi≤5时又增大,这种现象表明随着pH值降低,腐殖酸和湖泊DOM中有机大分子发生卷曲,但在pH≤5时由于羧基的质子化又以平面伸展构型出现在溶液中.     

桃山铀矿田桃山断裂及其保矿作用

桃山铀矿田位于江西省中部,断裂构造发育,既有成矿构造,也有保矿构造,其中斜贯桃山矿田的桃山断裂即是一保矿构造,它形成于车免近时期,走向北东,倾向南东,右行正断,并具铰链断层性质,上盘地块掀斜下落,致使上盘成矿壳层向NW和NE倾斜,由于倾末端的侵蚀深度较小,保矿条件较好,加强这些地带的铀矿勘查和评价具有重要意义。     

邹城市唐村—西龙河水源地岩溶水资源数值模拟

邹城市唐村—西龙河水源地位于郭里集单斜东缘。该单斜区已建有多个水源地,目前处于一种供稍大于求的弱平衡状态,正确评价唐村—西龙河新建水源地开采量十分重要。在深入分析研究区及周边水文地质条件基础上,分别按照平水年和枯水年设置开采方案,采用Visual MODFLOW地下水流数值模拟模型软件,对唐村—西龙河水源地岩溶水资源进行了精细的数值模拟,经模型识别和检验之后,对水源地岩溶地下水可开采量作出了评价,通过分析比较,选定了方案三。在水位约束评价时,考虑了实际存在的“井损”问题,因而,评价结果更趋于客观、实际。模拟结果可以作为水源地岩溶地下水可开采量的依据。