分形理论在天柱-黎平金矿区深部找矿中的应用

贵州省天柱-黎平地区是我国21个重要成矿区带之-的鄂西-湘西成矿带的南延部分,金矿床(点)分布密集,主要为石英脉型金矿,该类型金矿形态复杂,品位变化大[1],给金矿的预测和探采工程的布置造成了困难[4]。本文利用分形理论以八瓢金矿、官州金矿为例探讨得出了分形理论[2]在天柱-黎平地区深部找矿中有着很好的应用前景,区内深部具有进一步寻找金矿隐伏矿体的潜力,为该区深部找矿提供了一种新思路。     

新疆西天山哈勒尕提-木祖克铁铜铅锌矿床地质特征及成矿条件分析

哈勒尕提-木祖克铁铜铅锌矿床是近年来在新疆西天山博罗科努成矿带内发现的一处典型的矽卡岩型铜多金属矿床,目前为中型规模,有达到大型矿床的潜力。矿体赋存于大瓦布拉克岩体与上奥陶统呼独克达坂组(O3h)大理岩、大理岩化灰岩的接触带。成矿受岩浆岩、地层岩性和接触带构造"三位一体"联合控制。大瓦布拉克岩体主要岩性为二长花岗岩和花岗闪长岩,岩石地球化学显示高硅、准铝、低镁、富碱、富钾,为I型花岗岩,富集大离子亲石元素,相对亏损高场强元素,具俯冲带岩浆岩的地球化学特点。呼独克达坂组(O3h)碳酸盐岩地球化学性质活泼且富含铜、锌,有利于含矿热液交代成矿,是区域找矿的优势层位。接触带构造既是成矿地球化学障,又是良好的成矿热液运移通道,直接控制着矿体的产出。     

红柳沟北镁铁-超镁铁质岩体矿物学特征及矿石成因分析

红柳沟北镁铁-超镁铁质岩体位于柴达木陆块北部的欧龙布鲁克微陆块东北缘,呈岩墙状,出露面积约0.1km~2,由方辉橄榄岩、橄榄二辉岩、含长单辉橄榄岩、橄榄辉长苏长岩、暗色橄榄辉长岩、苏长岩、辉长岩等组成,各岩相带在空间上呈渐变过渡关系。电子探针分析结果显示,岩体的主要造岩矿物为贵橄榄石、古铜辉石、普通辉石和斜长石,并且各矿物的结晶温度为1 307~1 122℃。岩体钛铁矿化明显,主要金属矿物为钛铁矿、钛磁铁矿和磁铁矿。利用橄榄石Fo最高值反演出原生岩浆MgO含量为8.49%,FeO含量为10.03%,TiO_2含量为1.63%,为普通玄武质岩浆。通过综合研究各矿物形成的温度和氧逸度条件,认为岩浆从橄榄石结晶到普通辉石结晶,其氧逸度是缓慢升高的,并且氧逸度是控制红柳沟北岩体Ti-Fe氧化物结晶的主要因素。     

吉林省塔东大型铁矿地球化学特征及黄铁矿Re- Os同位素定年

塔东铁矿是吉黑成矿省内最大的火山喷流沉积-变质改造型铁矿。首次对矿床地质特征、岩石地球化学特征、黄铁矿微区分析、黄铁矿Re-Os同位素进行了系统研究。矿床产于塔东群含矿岩系中,矿体为层状、似层状或透镜状,产状与围岩一致。矿石构造以条带状构造为主,其次为层纹状、致密块状、皱纹状等构造。地球化学分析塔东铁矿岩石形成于海底化学沉积—海底基性火山喷发—海底火山碎屑交替沉积环境,大地构造环境为陆- 陆碰撞带岛弧构造环境。塔东铁矿电子探针分析磁铁矿全铁含量88.49% ~ 93.72% , 平均92.35%, SiO2 含量0 ~ 1.058%,平均0.075%; TiO2 含量0 ~0.13% ,平均0.03%; Al2O3含量0~ 0.30%,平均0.06%; MgO含量 0~ 0.26% , 平均0.06%; MnO含量 0~ 0.08% ,平均0.03%,成因类型以岩浆岩型、火山岩型及沉积变质型为主。黄铁矿主量元素Fe含量43.534%~48.246%,平均46.779%。S含量48.728%~54.402%,平均51.837%。S/Fe 1.782~2.072,平均1.931,具较弱的硫亏损特点,反映火山热液和变质热液特点。5件黄铁矿Re-Os同位素测定w（Re）为1 172~29 810(×10-12),w（Os）为20~184(×10-12), 187Os/188 Os为3.82~52.11,187Re/188Os为601~7 739。Re-Os模式年龄值为370Ma~448Ma,等时线年龄为401±41Ma,MSWD=10.2,Initial187Os/188Os为0.3±3.4。Re-Os同位素数据显示塔东铁矿成矿时期为加里东晚期,成矿物质来源为地壳,并厘定含矿岩系的主体时代为早古生代,而非新元古代。     

斑岩-矽卡岩型矿床成矿作用过程中的Cu同位素地球化学行为初步研究：以冬瓜山矿床为例

本文初步报道了长江中下游铜陵矿集区内冬瓜山斑岩-矽卡岩型Cu-Au矿中硫化物、石英闪长岩体和赋矿围岩的Cu同位素组成特征。其中,硫化物的δ65Cu变化范围为-0.54‰~0.95‰,变化范围较大,可达1.5‰,表明高温成矿体系下铜同位素发生分馏,铜同位素具有示踪高温成矿作用过程的潜力。不同空间位置的黄铜矿的铜同位素组成呈现出空间分带特征,表现为从岩体→斑岩型矿体→近岩体矽卡岩→矽卡岩型矿体,随着远离岩体,黄铜矿的铜同位素组成逐渐变重。导致斑岩-矽卡岩型矿床铜同位素出现空间分带的主要原因是矿化过程中铜同位素发生分馏。并且,对于冬瓜山矿床来讲,导致铜同位素组成空间分带的分馏不是发生在Cu在气-液两相之间分配的过程中,而是发生在硫化物从流体中沉淀出来的过程中。在硫化物的沉淀过程中,铜的重同位素优先在流体中富集,轻同位素在沉淀中富集,随着流体向外迁移,硫化物沉淀的进行,残余热液流体会逐渐富集铜的重同位素。硫化物的铜同位素组成可以用来反演和指示成矿流体的迁移方向。     

辽宁鞍山－本溪地区铁矿床流体包裹体和硫、氢、氧同位素特征研究

鞍山-本溪地区是我国最大的铁矿集区,分布有诸多大型、特大型铁矿床,并且产出有弓长岭二矿区大型和齐大山、南芬中型磁铁富矿床。贫铁矿体与变质沉积岩和火山碎屑岩等围岩呈层状或似层状产于太古宙花岗岩中,富铁矿体(TFe50%)呈层状或透镜体状产于贫铁矿体和围岩及其附近的断裂带中,并可见明显的热液蚀变现象。为了探讨鞍本地区富铁矿的成因,为指导找富矿提供依据,本文主要对比研究了鞍本地区贫铁矿石和富铁矿石中流体包裹体、硫同位素和氢氧同位素特征。贫铁矿石(磁铁石英岩和假象赤铁石英岩)石英中含有大量的孤立分布负晶形气体包裹体(Ⅰc类包裹体),富铁矿石石英中主要以液体包裹体(Ⅰb类包裹体)为主,可见含子矿物的流体包裹体;贫铁矿石中黄铁矿的δ34S变化范围为-6.5‰~11.8‰,平均值为0.4‰,富铁矿石中黄铁矿的δ34S变化范围较大,为-7‰~14.4‰,平均值为2.0‰;贫铁矿石中磁铁矿δ18 O变化范围为3.4‰~10.4‰,平均值为7.1‰,石英δ18 O变化范围为11.8‰~15.1‰,平均值为13.4‰,富铁矿石中磁铁矿δ18 O变化范围为-1.4‰~6.5‰,平均值为2.3‰,富铁矿石中石英δ18 O变化范围为9.6‰~15.8‰,平均值为13.6‰,δD变化范围为-129‰~-75‰,平均值为-104‰。富铁矿石中石英流体包裹体、黄铁矿δ34S和磁铁矿δ18 O部分继承了贫铁矿石的特征,但是显示更多的后期热液特征,暗示鞍本地区富铁矿石是在贫铁矿石的基础上受后期热液改造形成的。富铁矿石中石英的氢氧同位素特征表明其热液流体主要为混合岩化热液,富铁矿的形成可能为去硅富铁模式,同时也可能有铁质活化再转移模式。     

铜陵矿集区冬瓜山矿床斑岩-矽卡岩型矿床成矿作用过程中的Cu同位素地球化学行为初步研究

本文报道了长江中下游铜陵矿集区内冬瓜山斑岩-矽卡岩型Cu-Au矿床中硫化物、石英闪长岩体和赋矿围岩的Cu同位素组成特征.其中,硫化物的δ65 Cu变化范围为-0.54‰～0.95‰,变化范围较大,达1.5‰,表明高温成矿体系下铜同位素发生分馏,铜同位素具有示踪高温成矿作用过程的潜力.不同空间位置的黄铜矿的铜同位素组成呈现出空间分带特征,表现为从岩体和斑岩型矿体→近岩体矽卡岩→矽卡岩型矿体,随着远离岩体,黄铜矿的铜同位素组成逐渐变重.导致斑岩-矽卡岩型矿床铜同位素出现空间分带的主要原因是矿化过程中铜同位素发生分馏.并且,对于冬瓜山矿床来讲,导致铜同位素组成空间分带的分馏不是发生在Cu在气-液两相之间分配的过程中,而是发生在硫化物从流体中沉淀出来的过程中.在硫化物的沉淀过程中,铜的重同位素优先在流体中富集,轻同位素在沉淀中富集,随着流体向外迁移,硫化物沉淀的进行,残余热液流体会逐渐富集铜的重同位素.硫化物的铜同位素组成可以用来反演和指示成矿流体的迁移方向.     

黄土陡坡降雨冲刷试验及其三维颗粒流流-固耦合模拟

针对坡角为70°的黄土边坡,进行2.7 mm/min降雨强度下的室内坡面冲刷试验。根据边坡冲刷破坏的过程特征,将边坡侵蚀方式演变过程归纳为试验初期的片蚀、中期的细沟侵蚀、到后期的切沟侵蚀和坍塌。试验中坡顶处侵蚀强度大于其他部位,当坡面形成上下贯通的切沟之后,水流开始掏蚀沟槽底部土体,随着冲刷的持续,切沟两侧土体强度降低,坡顶土体发生坍塌。以此为基础利用三维颗粒流软件PFC3D对边坡降雨冲刷过程进行流-固耦合模拟,在模拟颗粒大变形的同时得到颗粒运动轨迹、孔隙率、流体单元内流速等重要参数,这些参数的定量变化过程反映了降雨过程中边坡遭受侵蚀程度及水流侵蚀能力的分布规律:坡顶处侵蚀最为强烈、水流侵蚀能力最强,且两者随高度降低呈减小趋势,与室内试验结果一致。     

高水压下岩体裂纹扩展的渗流-断裂耦合机制与数值实现

采用渗流力学、断裂力学理论结合Monte Carlo方法描述岩体裂纹的随机分布,研究高水压作用下岩体原生裂纹的变形和翼形裂纹的萌生、扩展、贯通的渗流-断裂耦合作用机制,建立高水压作用下岩体裂纹的渗流-断裂耦合数学模型,给出该数学模型的求解策略与方法,在Fortran95平台下开发高水压下岩体裂纹扩展的渗流-断裂耦合分析程序HWFSC.for。高水压下岩体裂纹扩展的渗流-断裂耦合体现在岩体裂纹网络和渗流初始条件都随渗流时步变化。对高压注水岩体裂纹扩展过程进行渗流-断裂耦合分析。结果表明,高压注水条件下,岩体裂纹扩展存在起动水压力,当水压力大于起动水压力时,裂纹尖端开始萌生翼形裂纹,随着裂纹水压力的增加,翼形裂纹扩展,进而与其他裂纹搭接贯通,停止扩展。渗流-断裂耦合分析考虑了裂纹动、静水压力对裂纹产生的法向扩张效应及翼形裂纹的扩展而形成新的渗流通道两方面的影响,连通裂纹数随渗流的发展而增加。岩体裂纹的渗流-断裂耦合分析,能较真实地再现岩体裂纹的水力劈裂现象,描述岩体裂纹的扩展、贯通过程及与之相耦合的渗流响应。     

天然气水合物含油气系统的形成条件、研究方法及实例分析

以含油气系统为切入点研究了天然气水合物的成藏,识别出天然气水合物含油气系统6个控制因素:稳定的温度-压力条件、气源、水源、气体运移、适宜的沉积物或储集岩和圈闭形成时间。针对这些特点,初步提出了工作思路及研究方法,特别提及轻烃气体浓度与同位素分析法、孔隙流体特定组分分析法和轻烃蚀变产物分析法3种地球化学勘探方法。在此基础上,以开心岭-乌丽地区天然气水合物含油气系统为例证明了天然气水合物含油气系统的可靠性,进而为中国冻土区天然气水合物成矿有利区优选提供了新的理论依据。