新疆青河县库布苏破碎蚀变岩型金矿元素迁移特征与规律研究

本文以新疆库布苏金矿北矿带为研究对象,讨论了库布苏金矿床北矿带元素活动特征,成矿及伴生元素、主量元素、微量元素、稀土元素的质量迁移规律;根据稀土元素的质量迁移、地球化学特征,初步探讨了成矿流体的环境条件和来源问题;并依据元素迁移地球化学图研究了库布苏北矿带105勘探线剖面的元素质量迁移程度和范围。研究结果表明,赋矿闪长玢岩脉及围岩的元素发生明显的带入带出作用,元素迁移活动规律明显,成矿阶段发生明显带入有Au、As、Bi、Ag、Sb、K2O、Si O2,说明引起闪长玢岩脉和接触带围岩蚀变的流体中富含Au、As、K2O、Si O2等,导致这些带入元素向矿体迁移富集;发生明显带出的有Ba、Sr、Cu、Mg O、Na2O、Fe2O3、Ca O,说明Ba、Sr、Mg O、Na2O等受热液蚀变作用随流体迁出。矿区岩脉的稀土元素质量变化显著,发生明显的带入带出,岩脉交代蚀变前后的轻重稀土分馏均明显,蚀变后的岩脉轻重稀土分馏程度有减小趋势。赋矿闪长玢岩脉稀土元素配分曲线右倾,轻稀土富集,轻重稀土分馏明显,Eu强烈负异常,Ce弱负异常,说明库布苏金矿成矿流体条件应为较高温度和还原环境。从围岩与脉岩中元素的迁移程度和迁移范围可见,带入的成矿指示元素有As、W、Sb、Bi,带出的成矿指示元素有Mg、Na。     

新疆小于赞金矿流体包裹体分析及与加曼特和阿希金矿的比较

新疆小于赞金矿床石英中存在富液相气液两相包裹体、富气相气液两相包裹体和纯液相包裹体。包裹体均一温度为108~237℃,主要集中在130~180℃。测得的冰点温度范围为-0.1~-6℃,对应的盐度为0.18~9.21 wt%Na Cleqv,密度范围在0.82~1.04 g/cm3,在分析的过程中所测得的数据包括均一温度、冰点温度以及密度都在较低值区域分布。通过阿希金矿、加曼特金矿进行了系统的比较分析,认为小于赞金矿可能属于中低温低盐度低密度热液型矿床。     

影响海相烃源岩热解生烃过程的地质条件

热解生烃实验是研究油气生成机理与定量评价烃源岩生烃潜力的重要方法.烃源岩热解生烃模拟结果不仅与温度、压力和时间等因素有关,而且与地层孔隙水及压实成岩作用等地质因素密切相关.采用高压流体和高压釜(低压水蒸气)两种生烃热模拟方法对低成熟海相二叠统大隆组(P₂d)黑色泥岩进行了热解生烃实验模拟.对比分析两组实验结果表明地层孔隙热解实验有利于液态油的生成,不利于液态油向气态烃的转化,并极大地提高了干酪根的生油气潜力,显示了高压液态水、流体压力和孔隙空间等地质因素对烃源岩中有机质热成熟生烃反应的重要影响.这种影响可能与高压液态水的近临界特性有关,近临界特性地层水的参与改变了干酪根热力生烃反应的物理化学行为.推断在实际地质温压(100~200 ℃,30~120 MPa)条件下,烃源岩孔隙中的地层水是一种相对低温高压液态水,具有水的近临界物理化学特性,因此高压流体生烃热模拟实验与实际地层情况更为接近,能更有效地评价烃源岩生烃潜力.      

AHDEB油田白垩系油藏油气充注期次的流体包裹体证据

伊拉克AHDEB油田油藏成藏规律对油田后期开发具有重要意义, 与埋藏史相结合的流体包裹体研究是揭示油藏油气成藏期次和时间的有效手段.利用伊拉克AHDEB油田白垩系油藏储层样品对流体包裹体特征进行了分析, 并且通过流体包裹体的显微观察、荧光颜色、单一包裹体的红外光谱和均一温度测定, 结合地质背景对该油田的油充注期次进行了研究.研究表明, 油包裹体以发绿色和黄绿色荧光为主, 少数发浅黄色和黄褐色荧光.油包裹体的显微傅立叶红外光谱测定结果计算的CH_2a/CH_3a、X_inc、X_std可划分油的成熟度, 表明存在两种成熟度的油.最后, 根据均一温度测定结果, 结合埋藏史和热史, 认为该油田可能存在4期油充注成藏相关的流体活动: 第1成藏期发生在95.0~96.5Ma, 相当于晚白垩世早期; 第2成藏期为71.0~78.5Ma, 相当于晚白垩世晚期, 第1期和第2期烃源岩排烃规模小, 产生中-重质油, 后期遭受氧化而形成沥青; 第3成藏期发生在14.0~15.0Ma, 相当于中中新世, 处于生排烃高峰期, 为主要成藏期; 第4期发生在10.0Ma左右, 与第3期为多幕连续充注.      

江西九瑞地区东雷湾矽卡岩型铜多金属矿床流体包裹体特征及稳定同位素地球化学研究

对位于江西九瑞地区的东雷湾矽卡岩型铜钼金多金属矿床主成矿阶段(石英金属硫化物阶段)石英中的流体包裹体进行了岩相学和显微测温研究。结果表明,与成矿有关的包裹体类型主要有4类,成矿流体的均一温度和盐度主要集中于210~350℃和1%~9%,总体属于高中温、中低盐度流体体系。包裹体的气相成分以H2O和CO2为主,其次有N2、CO、O2,有少量CH4、C2H2;液相成分中,阳离子以Ca2+、K+、Na+为主,含少量Mg2+,阴离子以Cl-、SO2-4为主,含少量NO-3、NO-2,流体属于CO2-H2O-Na Cl-Ca Cl2(KCl)体系,计算所得离子浓度为3.1%~34.5%。氢、氧同位素特征显示,主成矿阶段成矿流体δ18OH2O值为0.93‰~5.20‰,δDV-SMOW值为-81‰~-64‰,表明成矿流体主要为岩浆水,有极少量大气降水混入。矿石硫化物的δ34SV-CDT‰值为-2.2‰~3.4‰,结合铅、铼同位素特征表明,东雷湾矿床的成矿物质主要来源于上地幔,同时有一定量的壳源物质混入。东雷湾矿床为热液交代矽卡岩型矿床,区域褶皱和断裂为成矿岩浆提供运移通道,岩浆侵位发育矽卡岩型岩浆流体系统,并伴随有Cu(Mo、Au等)矿化,最终形成矿床。     

富F熔体-溶液流体体系的地球化学性状及成矿效应研究进展

F既是重要的岩浆挥发分,又是重要的助熔剂和矿化剂,同时也是克拉克值较大的元素之一,并且在(铝)硅酸盐熔体中高度可溶。本文从F的常见工业矿物和主要赋存形式、分配行为的多样性、对其它元素分配行为的影响、矿化作用(即亲氟元素在热液体系中的氟化物络合形式、存在环境和沉淀机制等)、萤石和冰晶石的溶解及沉淀机制以及富F岩浆一热液体系的成矿专属性及特征6个方面探讨了F的地球化学成矿作用。结论认为:F必须有能力大量进入与花岗质或伟晶岩质熔体共存的含水流体相中才具有进一步的成矿学意义,云英岩化、钠长石化、含黄玉—萤石石英脉、具有较高F/CaO比值的残余熔体以及F在高度演化花岗质岩浆中的过饱和等因素均可能导致含矿富F热液的出溶;但总体上,富F岩浆—热液体系具有成矿专属性的原因之一仍在于:F首先通过对熔体物理化学性质的影响间接支配着高场强亲氟元素如W、Sn、Nb、Ta、REE、U等的热液成矿效应。     

深部盐岩层绳索取心钻井液技术研究与应用

由于次生应力场的作用以及盐岩易溶于水的特性,深部盐岩层钻进存在岩层蠕动、钻井液易遭受盐钙侵等问题;钻进参数选择不合理易导致盐岩层取心效率低、岩心冲蚀严重。本文以河南省叶舞凹陷ZK3井为例,采用石油钻井与绳索取心相结合的措施,解决了普通固体矿产钻探设备在深部地层取心中效力不足的问题;通过阳离子交换容量测定、矿物组分鉴定、钻井液体系优选及性能测试等试验,确定了针对上部泥岩地层的聚合物钻井液体系,中部含膏泥岩的欠饱和盐水钻井液体系,下部盐岩层取心段的饱和盐水钻井液体系。通过确定合适的钻井液密度与临界环空返速,可以有效控制深部盐岩层蠕变与井壁冲蚀,适度提高排量以成倍提高钻进速度。钻进过程中钻井液性能稳定,体系转换顺利且性能易于调整,为取心任务的顺利完成提供了有力保证。     

温度、浓度对流体中氟钛络合物水解的影响:对深部地质过程中钛元素活动的制约

Ti是自然界中丰度最高的高场强元素(HFSE),其主要赋存矿物——金红石的溶解度决定了俯冲带HFSE的活动与循环。而富氟流体被认为是影响Ti等HFSE能否活化、迁移的重要因素。本文对不同浓度的氟钛络合物(K2Ti F6)在100MPa压力和200~500℃温度下的稳定性进行了研究,结果显示其在热液条件下发生显著水解,水解程度与温度和初始浓度密切相关,即温度越高、初始浓度越低,则水解程度越剧烈。对实验数据进行拟合,首次获得了K2Ti F6的表观水解常数与温度的关系式:-ln K=(8972±788)/T-(4.16428±1.40362),其中获得的热力学参数为:ΔrHΘ=74.59±6.55k J/mol,ΔrSΘ=34.62±11.67J/(mol·K)。同时,运用上述获得的关系式将温度推广到俯冲带条件,计算了金红石溶解度和流体中Ti的最大迁移量之间的关系。结果显示,当金红石的溶解度大于1000μg/m L时,富F流体能有效迁移的Ti大于1μg/m L;随着金红石溶解度的增加,Ti的有效迁移百分比也逐渐增大,但俯冲流体中Ti的最大迁移量可能不超过6700μg/m L,比之前的预计要低得多。本文的研究证实了富F流体能最大程度活化并迁移Ti等HFSE。其中,对于岩浆-热液体系而言,F主要通过在岩浆中预富集,然后再大量分配进入晚期流体中而形成富F流体;对于俯冲带而言,多硅白云母的脱水或热解是形成富F流体/超临界流体的有效途径。     

苏鲁造山带池庄超高压榴辉岩中变质脉:大陆俯冲带超临界流体活动的证据

高压-超高压变质岩中的变质脉能够反映俯冲带变质流体的组成和演化。为了探究大陆俯冲带超临界流体活动及伴随的元素迁移,本文系统地研究了苏鲁造山带南部江苏东海池庄地区的超高压榴辉岩及变质脉。变质脉主要是由石英、石榴石、绿辉石、多硅白云母、蓝晶石、黝帘石、金红石和锆石等矿物组成,与寄主榴辉岩的矿物组成类似。相比于榴辉岩,脉体中的石榴石更加富集重稀土元素(HREE);黝帘石强烈富集轻稀土元素(LREE)。变质脉和榴辉岩中各主要矿物的氧同位素组成在误差范围内一致(石英的δ18O分别为2.42‰和2.79‰;石榴石为-0.30‰和0.010‰;绿辉石为0.25‰和0.071‰),说明变质脉的形成与榴辉岩释放的内部流体有关。综合已有的研究,发现大别-苏鲁造山带不同地区的变质脉和榴辉岩具有极不均一的氧同位素组成,说明在陆壳深俯冲和折返过程中,流体活动有限。利用矿物温压计得到变质脉的峰期变质温压条件为692±65℃和3.6±0.3GPa,脉体中锆石U-Pb定年结果表明锆石的形成时代为218±2.4Ma,指示变质脉形成于深俯冲陆壳折返初期的超高压变质阶段。变质脉中矿物组合和矿物的主微量元素特征说明成脉流体富集Si、Al、Ca、K、LILE、REE和HFSE等元素,表明成脉流体可能是溶解能力极强的超临界流体。     

钻井液类型对南极冰层取心钻进工作的影响

钻井液的类型与性能对于提高极地冰层取心钻进的效率与保证钻孔稳定性具有重要的影响。在分析铠装电动机械钻具工作原理与钻井液循环方式的基础上,较为详细地分析了升降钻具的速度与钻井液粘度与密度之间的关系;分析了现有钻井液类型和所存在的问题;以二元脂肪酸二醇酯、低分子量饱和脂肪酸酯与甲基硅油的试验测试数据为基础,确定了可用于极地冰层取心钻进的钻井液类型及其性能要求。