硬岩水文地质参数井同径止水与分层抽水试验研究

针对传统施工程序无法解决坚硬岩石止水环隙很小（仅3 mm）钻孔的同径止水及分层抽水试验问题,以山西某水文地质参数井为研究对象,采用现场和室内综合试验的方法,对同径止水方案、材料、技术、分层抽水等工艺进行研究。结果表明：（1） 同径止水装置经过特殊的“外掏内缩”设计与制作,使止水外环间隙由3 mm增大到8.5 mm,解决了“极小止水环隙”下的同径止水问题;经抽水检验,止水效果良好。（2） 在孔外一系列试验的基础上,定制的止水材料和选择的止水组合与本孔的适应性强,下管风险小,实施过程相当顺利。（3）专门设计的分层导水管路,其上串接的隔离封水胶球与止水套管柱内设置的锥形隔水接头相互契合,封水可靠,形成了两套独立的导水管路,满足了上、下含水层分层抽水试验的工况。研究结果可为类似水文地质参数井开展同径止水或分层抽水试验研究提供参考。     

广东天堂山锡多金属矿床成矿物质来源及就矿找矿思路

广东天堂山锡多金属矿床位于南岭成矿带的东段, 河源深断裂带与大东山-浰源-罗浮东西向深断裂带交会处附近, 中生代大长沙火山岩盆地中南部边缘。在分析该矿床成矿地质条件的基础上, 针对矿石的硫-铅同位素组成开展了相关研究, 探讨成矿物质来源。矿石的硫同位素分析结果表明, 成矿热液的δ34SΣS存在2个峰值, 分别为-0.5‰~0‰和5‰~6.5‰。根据矿床地质特征和类似矿床的硫同位素组成, 认为成矿热液的初始硫源主要为岩浆硫, 在成矿过程中因与浅部流体的混合, 成矿热液的硫同位素组成发生了一定变化。矿石的铅同位素结果显示, 铅的来源与造山带源区有关, 主要为上地壳铅, 可能存在地幔铅的参与。结合华南中生代大规模成矿作用的相关研究认识, 根据矿区地质特征、成矿流体演化和成矿物质来源的分析, 本文探讨了天堂山锡矿受构造控制的岩体侵位与成矿流体运移过程, 并由此提出以成矿地质体和控矿构造为中心的"由脉找体、由晕找源由体找脉、由源找带"的就矿找矿思路, 期望为天堂山地区的找矿勘查工作提供帮助。     

四川黑牛洞铜矿床磁黄铁矿的标型特征及成矿指示意义

黑牛洞铜矿床是近年来国内发现的富铜矿床之一.磁黄铁矿是该矿床中含量最高的金属矿物,且与该矿床最重要的矿石矿物黄铜矿共生.本文试图通过研究磁黄铁矿的矿物学特征,为揭示黑牛洞铜矿床的成因提供重要参考信息.本文运用电子探针、扫描电镜、X射线衍射分析和矿相显微镜观测等方法,对黑牛洞不同产状磁黄铁矿进行了形貌、化学组成和结构分析.研究表明不同矿石类型的磁黄铁矿均为六方晶系,其Fe原子含量的百分比变化范围是42.43%～45.58%.在Fe-S相图中,黑牛洞矿床的磁黄铁矿位于磁黄铁矿和黄铁矿共生相区.据研究,黑牛洞矿床中磁黄铁矿的成分、结构和矿物组合中罕见黄铁矿等信息寓示磁黄铁矿的峰期变质温度高于450℃.该矿床中磁黄铁矿至少有两种成因,即主要从流体中沉淀并受变质的磁黄铁矿和少量由黄铁矿变质脱硫而成的磁黄铁矿.黑牛洞矿床矿体和蚀变围岩中石墨广泛发育表明,变质过程处于强还原环境,而还原环境中S在流体中的溶解度较小且易于沉淀.矿床中黑色电气石的普遍产出表明中高温热液存在.这与磁黄铁矿的标型特征相对应.中高温流体存在、强还原环境和碳质的催化作用等为黄铁矿变质形成磁黄铁矿提供了有利的条件,也为黑牛洞铜矿床铜元素在韧性剪切带形成的有利客矿空间中沉淀、再富集提供了必要的物理化学条件.     

华北南缘石炭纪仁村大型喀斯特型铝土矿物质来源与成矿过程研究

华北克拉通在中奥陶世至晚石炭世经历了强烈的风化和喀斯特化作用, 并在晚石炭世形成大规模喀斯特型铝土矿, 但是其物质来源及成矿过程目前仍存争议。本文选取华北南缘仁村大型喀斯特型铝土矿床, 在矿床地质剖析基础上, 对两个钻孔岩心进行矿物学、地球化学、碳-氧同位素分析, 剖析了成矿物质来源和成矿环境条件, 总结了铝土矿形成过程。仁村铝土矿含矿岩系赋存于奥陶系灰岩风化面之上的石炭系本溪组中, 含矿岩系自下而上包括铁质粘土岩、铝土矿和粘土岩。X衍射和扫描电镜-能谱分析显示铁质粘土岩主要矿物为菱铁矿和伊利石, 铝土矿主要矿物为硬水铝石、黄铁矿、菱铁矿、锐钛矿、伊利石和高岭石, 而粘土岩主要矿物为高岭石和勃姆石。铁质粘土岩元素组成以SiO₂、FeO、Al₂O₃为主, 铝土矿以Al₂O₃、SiO₂、FeO、TiO₂为主, 而粘土岩主要为SiO₂。微量元素Zr、Hf、Nb、Ta、Th和U等在含矿岩系呈现整体富集, 稀土元素主要在铝土矿层底部富集。硬水铝石-黄铁矿-菱铁矿矿物集合体、铝土矿层中Ce异常、La/Y和(La/Yb)_N比值以及菱铁矿C-O同位素组成(δ¹³C: -11.35‰~-7.63‰; δ¹⁸O: -9.26‰~-5.93‰)揭示铝土矿主要形成于地表碱性-还原的喀斯特洼地环境, 微生物广泛参与成矿过程。微量-稀土元素组成及稳定元素比率显示含矿岩系成矿物源存在明显垂向变化。其中, 底部铁质粘土岩主体为底板碳酸盐岩原地风化形成, 而顶部铝土矿和粘土岩为异地来源。综合前人研究成果, 提出了华北南缘石炭系本溪组铝粘土矿三阶段形成过程: 早期风化阶段(450~320Ma)形成铁质粘土岩或铁质风化壳; 物源输送阶段(320~310Ma)堆积大规模成矿物质; 成矿及后生改造阶段(< 310Ma)形成大规模铝粘土矿。

     

岩浆岩对矽卡岩型铜钼矿化的贡献：以云南金平长安冲铜钼矿为例

长安冲铜钼矿床位于中国西南部哀牢山构造带南段,区内斑岩型/矽卡岩型Cu‑Mo‑Au矿床广泛出露。前人已对这些矿床成矿斑岩体物理化学条件进行了大量的研究。然而,前人研究主要依据为副矿物锆石主微量元素,对主要造岩矿物关注较少,导致对成矿岩浆演化早期物理化学条件缺乏制约。此外,成矿物质来源也需要更多同位素数据制约。因此,我们对成矿斑岩体开展了系统的单矿物（长石、云母、角闪石）电子探针分析和硫化物S‑Pb同位素研究,以制约岩浆岩对矽卡岩型铜钼矿化的贡献。研究表明,角闪石水压计计算结果表明角闪石结晶时岩浆水含量约为3.7%~4.2%,说明成矿岩浆含水量较高。根据角闪石成分分析计算氧逸度值介于∆NNO = +1.2~+1.8之间,表明含矿岩浆具有较高的氧逸度。通过角闪石压力计得出角闪石结晶压力为61~106 MPa,通过黑云母压力计得出黑云母结晶压力为32~123 MPa,对应成岩成矿深度为1.3~4.6 km,这一结果与前人流体包裹体研究成果基本一致。主成矿阶段硫化物Pb同位素与成矿斑岩源区的下地壳角闪岩分布一致,δ³⁴S同位素介于0.2‰~1.5‰之间,为岩浆硫。综上,岩浆岩是长安冲铜钼矿床的主要成矿物质来源,成矿岩浆岩高氧逸度和水含量是成矿金属富集的重要因素,单矿物压力计是估算矽卡岩型矿床成矿深度可行方法。

     

桂东北黄关萤石矿床稀土元素和氢氧同位素特征

桂东北地区热液脉状萤石矿床数量众多,但萤石矿床的成矿流体性质和矿质来源不甚清楚。本文以黄关萤石矿床作为研究对象,在详细野外地质调查的基础上开展了萤石稀土元素测试及氢氧同位素研究,并与都庞岭花岗岩的全岩稀土元素特征进行对比。结果显示：萤石ΣREE = 38.08×10^-6~83.23×10^-6,花岗岩围岩ΣREE = 122.02×10^-6~199.56×10^-6,围岩花岗岩与萤石的稀土元素配分曲线均呈右倾型,具有同步性,表明矿物形成与围岩花岗岩关系密切;Eu无明显异常,Ce弱负异常或异常不明显,指示萤石在相对氧化的环境下形成;氢氧同位素测试结果显示,δD_V-SMOW介于-50.4‰~-34.7‰,δ¹⁸O_V-SMOW介于-9.8‰~-5.5‰,认为成矿流体以大气降水为主。矿床成矿物质F来自于都庞岭花岗岩体,Ca主要来自地层,部分来自岩体。

     

基于光弹测试技术的颗粒材料细观变形试验研究

针对颗粒材料剪切变形的细观尺度研究,介绍了基于密度匹配原理的颗粒实现完全移除底部摩擦力的光弹试验技术。通过对密实度为82%的光弹颗粒系统进行直剪变形研究,研究结果表明颗粒系统在直剪试验过程中,力链的主方向即主应力方向沿着剪切室短对角线方向发展,并贯穿于整个颗粒系统后在剪切室的边界处达到应力平衡; 而颗粒系统中各颗粒的位移场在归一化后表现出很好沿剪切室中轴的对称性。     

山东省焦家金成矿带大比例尺成矿预测中地质模型的研究与应用

根据焦家金成矿带的矿床空间定位规律、分布规律,矿体赋存规律,对焦家金成矿带深部大中型金矿体进行了预测,共圈定了11处A级靶区,矿体25个,总计预测金矿资源量（334）约600t,为该成矿带已探明储量的168％。     

江西银山铜铅锌金银矿床成矿流体及成矿机制研究

银山铜铅锌金银矿床住于江西省德兴市乐德成矿带中段,是我国南方规模巨大的铜铅锌金银矿化集中区。区内构造复杂、岩浆活动频繁,具有独特的成矿环境和有利的区域成矿背景。本文主要研究了银山矿床成矿流体种类、成矿温度、流体盐度、成矿物质来源和成矿机理。根据包裹体均一温度、盐度、成分和氢氧同位素等资料,推断本区成矿流体早期以岩浆热液为主,与铜金矿化关系密切。岩浆热液演化过程中与富含有机质的大气降水不断混合,由于有机质的作用,带来了从围岩中活化、萃取的有用元素,晚期铅锌银矿化与富含有机质的热液流体关系密切。研究表明流体的沸腾对矿质沉淀意义有限．而多种流体的混合在成矿过程中起了重要作用．其中有机流体在成矿中的作用不容忽视。     

福建省上杭-大田地区中生代成岩成矿作用与构造环境演化

本文所研究的四个中生代花岗岩体具不同的同位素年代:汤泉岩体为183～158Ma,紫金山岩体为157-145Ma。才溪岩体为133Ma,四方岩体为108～105Ma,汤泉和紫金山岩体分别属于早中生代中、晚侏罗世,才溪和四方岩体时代为晚中生代早白垩世。汤泉和四方岩体为A/CNK1.1的强过铝花岗岩,并富K、Rb、Th、Y、HREE,贫Sr、Ba、Ti,具地壳泥质岩石熔融的特征。才溪岩体为A/CNK1.0～1.1的弱过铝花岗岩,其元素地球化学特征介于四方岩体和紫金山岩体之间。富Na2O的汤泉岩体是地幔起源的基性岩浆底侵作用,促使加厚的元古代下地壳基性岩石部分熔融所形成,是铜、铁多金属矿床成矿系列的主要含矿母岩;富K2O的四方岩体是地幔起源的富钾基性岩浆与中下地壳物质部分熔融形成的花岗质混合岩浆,使岩浆中的K2O含量增高,并从地幔中获取大量铜及其它金属和硫,而成为斑岩型铜金多金属矿床成矿系列的主要含矿母岩。研究区自早-中侏罗世(180Ma)以来已有岩石圈伸展的岩石学记录。紫金山强过铝花岗岩是这种伸展机制延续的结果。随时间推移,岩石圈伸展减薄作用和底侵作用增强,地幔组分在花岗质岩浆的形成过程中贡献