构造物理模拟和PIV有限应变分析对构造裂缝预测的启示

油气储层中构造裂缝发育与有限应变状态关系密切,为了探索有限应变分析与构造裂缝预测的新技术方法,此次研究设计完成了一组单侧挤压收敛模型的物理模拟实验,并引入粒子图像测速(PIV,Particle Image Velocimetry)技术对实验过程进行了定量化分析。实验模型在垂向上为含粘性层的多层结构,实验结果形成了一个肉眼可见的箱状褶皱。通过PIV技术可以获取实验模型变形演化过程中各阶段的位移场数据,计算出各阶段的增量应变,实现从初始状态到褶皱形成之后整个变形过程的有限应变分析,探讨构造裂缝成因机制和分布规律,进行定量化裂缝预测。挤压变形过程初期,应变分布范围很广,有限应变较弱(约4%~8%),在挤压方向上的线应变表现为弱压应变,在垂向上的线应变表现为弱张应变,这种现象是褶皱和断层产生前平行层缩短和层增厚的纯剪变形结果,也是区域型张裂缝和剪裂缝形成的主要机制。褶皱和断层即将发育之时至发育之后,应变局限在断层发育的剪切带及附近区域,有限应变表现为较强(达20%)的剪切应变和剪切张应变,是断层面附近简单剪切变形作用的结果,也是局部型剪裂缝和张剪裂缝形成的主要机制。     

新疆博格达山北麓白杨河剖面页岩地球化学特征及其地质意义

通过博格达山北麓白杨河剖面芦草沟组页岩的地球化学特征的综合研究,讨论了芦草沟组页岩的元素富集特征和沉积环境以及源区物源特征和构造背景。结果表明:1研究区页岩P元素极为富集,这受控于页岩中凝灰质火山灰夹层的广泛发育;2对比于世界页岩微量元素分布,白杨河页岩相对富集Li、B、Pr、Tb、Dy、Ho、Er、Tm和Lu元素,其他元素相对亏损;3白杨河剖面页岩地化参数揭示芦草沟组自下而上气候由温湿向干热转变,进而引起水体由淡水向咸水的转变和还原程度的进一步加强;4物源区遭受低级-中等风化程度,物源类型主要为长英质火成岩,其次为铁镁质火成岩;5物源区大地构造背景以大陆岛弧-活动大陆边缘构造背景为主。     

高压下天然菱铁矿的压缩性和电子结构研究

采用同步辐射光源和金刚石对顶砧(DAC)技术,对天然菱铁矿的压缩性和电子结构进行了原位X射线衍射(XRD)和X射线吸收近边结构谱(XANES)测试研究。在室温下随着压力逐渐升高至50.2 GPa,菱铁矿保持方解石型结构不变,但是逐渐向Na Cl型结构转变;刚性[CO3]2-基团平行于ab-平面定向排列使c轴的压缩性大于a轴。菱铁矿在44.6~47.1 GPa之间发生电子由高自旋态(HS)向低自旋态(LS)的转变,表现为体积塌陷8%。HS菱铁矿的等温状态方程参数为K0=112(5)GPa和K'0=4.6(3)。首次采用XANES技术对菱铁矿中Fe2+的电子结构进行了研究,结果表明:随着压力升高至37.3 GPa,Fe2+的配位和局域对称并未发生明显变化;此后电子结构开始转变,Fe2+的3d轨道分裂能降低,电子跃迁概率增大,呈现LS特性。     

朝鲜~19亿年侵入岩的岩石类型与构造背景初探

朝鲜半岛北部广泛发育~19亿年侵入岩,这些岩浆岩可以分为三个系列,分别为似斑状花岗岩系列(多为I型,以妙香山岩体为代表,年龄1900~1840Ma)、S型花岗岩系列(以嘉山岩体为代表,本文获得1862±5Ma锆石U-Pb年龄)和正长岩系列(以龙浦岩体为代表,本文获得1857±2Ma锆石U-Pb年龄)。似斑状花岗岩系列(I型花岗岩)大致对应朝鲜地质学家定义的Myohyangsan(妙香山)杂岩,以发育钾长石巨斑为特征,与麻粒岩相变质的火山岩-沉积岩系关系密切;S型花岗岩系列大致对应Ryonhwasan(莲花山)杂岩,以发育石榴石和堇青石等矿物为特征,与麻粒岩相变质的副变质岩共生:这说明前者可能与变质火山岩系相关,而后者可能和副变质岩相关。正长岩系列,朝鲜地质学家称为Sakju(朔州)杂岩,分布较为局限,仅见于朔州以及博川-定州之间,也见于邻区辽东,多为岩株。这三个系列岩浆岩稍早或者同期于角闪岩相-麻粒岩相变质(本文获得甑山"群"变质锆石U-Pb年龄1844±2Ma)。邻区辽东-吉南及胶东地区也发育这三个系列岩浆岩,但这两个地区~21亿年岩浆作用更为广泛。朝鲜半岛南部发育大量同期岩浆岩,但岩石类型以似斑状花岗岩为主,并发育紫苏花岗岩和斜长岩。我们推测,朝鲜半岛南北两侧基底属性存在差异,可能对应不同的古陆(华北与华南古陆)。综合分析表明,朝鲜~19亿年前广泛发育I型和S型花岗岩,并有幔源岩浆作用,同时发育正长岩类,并且这些岩浆活动与区域高级变质作用时代接近。考虑到本区存在太古宙基底,我们推测本区在古元古代可能处于类似现今活动大陆边缘弧背景。     

四川会理天宝山矿床深部新发现铜矿与铅锌矿的成因关系探讨

天宝山矿床是川滇黔接壤铅锌矿集区内的代表性铅锌矿床之一,赋存于上震旦统灯影组白云岩中。近年来,该矿床深部发现了以铜为主的矿化,甚至形成铜矿体。目前,对铜矿成因及其与铅锌矿的关系尚不清晰。本文报道新发现铜矿的矿物学和同位素地球化学资料,以期揭示铜矿的成矿物质来源,结合铅锌矿的相关研究,探讨铜矿形成机制及其与铅锌矿的成因关系。镜下观察和扫描电镜分析显示,铜矿石中主要金属矿物为黄铜矿和银黝铜矿,其次为方铅矿和毒砂,含少量闪锌矿和黄铁矿;铅锌矿石中闪锌矿是主要金属矿物,方铅矿和黄铁矿次之,含少量黄铜矿和深红银矿。铜矿石中闪锌矿主要呈半自形-他形粒状,与黄铜矿共生或被其包裹,方铅矿主要呈细脉状充填在黄铜矿、银黝铜矿和毒砂的裂隙中或呈他形粒状分布在这些矿物中;铅锌矿石中黄铜矿主要呈浸染状分布于闪锌矿之中。两类矿石金属矿物的组构特征,显示铜矿物与铅锌矿物具有密切的共生、穿插和包裹关系,应属同期成矿。同位素地球化学数据显示,铜矿石中黄铜矿的δ34SCDT值为3.9‰~4.2‰(均值为4.1‰,n=3),铅锌矿石闪锌矿的δ34SCDT值为3.3‰~3.9‰(均值为3.5‰,n=3),十分相近,暗示它们具有相似的S源,应均属赋矿地层海相蒸发岩中硫酸盐热化学还原作用的产物。铜矿石中黄铜矿的~(206)Pb/~(204)Pb=18.441~18.476(均值为18.461,n=3),~(207)Pb/~(204)Pb=15.731~15.751(均值为15.741,n=3),~(208)Pb/~(204)Pb=38.809~38.873(均值为38.849,n=3),μ=9.72~9.76;铅锌矿石中方铅矿的~(206)Pb/~(204)Pb=18.442~18.480(均值为18.455,n=3),~(207)Pb/~(204)Pb=15.746~15.763(均值为15.752,n=3),~(208)Pb/~(204)Pb=38.793~38.892(均值为38.840,n=3),μ=9.75~9.78。两者具有相近的Pb同位素组成且其壳源特征明显,表明它们的成矿金属来源相似,均来自上地壳,与赋矿沉积岩有关。综上,矿物学和同位素地球化学证据表明,天宝山矿床深部新发现铜矿与铅锌矿具有明显的同期共生关系和相似的成矿物质来源,是同一成矿热液体系不同阶段演化的产物。天宝山铜铅锌矿床与MVT矿床的成矿特征不同,暗示其成矿作用(环境)特殊,可能与矿床所处的地质背景有关,其成因认识对川滇黔接壤区同类型矿床深部找铜矿具有重要的指导意义。     

新疆“帕米尔式”铁矿床成因与成矿背景分析

帕米尔式"铁矿床是新疆西昆仑地区重要的磁铁矿床类型之一,其矿床地质特征、形成时代明显有别于典型的BIFs类型磁铁矿床。本文以塔什库尔干地区翁吉勒磁铁矿床和孜勒依磁铁矿床作为研究对象,通过研究其赋矿围岩和岩体的岩石地球化学特征、矿石矿相学特征、磁铁矿微量元素地球化学特征和原位Pb-Pb同位素特征,探讨了"帕米尔式"磁铁矿床的矿床成因和成矿背景。岩石地球化学研究表明翁吉勒黑云母二长花岗岩具有高SiO_2、Al_2O_3、K_2O和Na_2O。低MgO、CaO和TiO_2,而Na_2O/K_2O值变化范围很小。铝饱和指数为(1.44~1.51),显示其具有为弱过铝质岩石的特征,稀土总量富集,具有强的负Eu异常。在微量元素蛛网图上显示其富集大离子亲石元素(LILE),如K、Rb、Sr、Ba及轻稀土元素(LREE),亏损Nb、Ta,P、Ti等高场强元素。而黑云母石英片岩稀土含量亦较富集,具有中等强度的负Eu异常。低的Rb/Sr比,明显的Th、Zr、Hf、Nb、Ta,P、Ti负异常,明显的Ba正异常,显示岩石具有古大陆边缘环境的富铝沉积岩特征。翁吉勒黑云母二长花岗岩和布伦阔勒岩群黑云母石英片岩地球化学性质非常相似,表明翁吉勒黑云母二长花岗岩的形成与布伦阔勒岩群黑云母石英片岩的重熔有关。锆石LA ICP-MS定年结果表明翁吉勒黑云母二长花岗岩形成于15.0±0.3Ma和15.4±0.2Ma。磁铁矿LA ICP-MS微量元素地球化学特征表明翁吉勒铁矿床中的磁矿床中主要Si、Mn、Zn、Sn、Hf和Pb相对较高,其中Mn和Ga变化范围较大,而孜勒依铁矿床中的磁铁矿具有相对较高的亲石元素,如Mg、Al、Ti、V、Co、Ni、Ga和Sc等,其Mn和Zn含量较低且变化范围较大,其它元素变化范围均相对较窄。二者相比,翁吉勒铁矿床中的磁铁矿中微量元素变化范围相对较大,而孜勒依铁矿床中的磁铁矿变化范围较小。两个矿床的磁铁矿的原位Pb-Pb同位素存在明显的不同,两类岩石全岩Pb同位素与两个矿床中磁铁矿Pb-Pb同位素研究表明翁吉勒铁矿床中磁铁矿可能与黑云母二长花岗岩有关,为热液成因。综上所述,在塔什库尔干地区不仅存在与沉积作用有关的铁矿床,还可能存在一部分与年轻岩浆岩有关的热液型磁铁矿床。     

北京飞云瀑景点崩塌地质灾害分析及防治方法研究

近15年来,北京飞云瀑景点附近发生过2次大规模崩塌,崩塌堆积岩块体积累计达450 m3,崩塌岩块已滚落覆盖至景区小路。经勘查,确定了1处危岩体及1处危岩带,该危岩体及危岩带对本景点的正常观赏及过往游人构成极大威胁。本文对该景点的崩塌地质灾害地质特征进行了简要介绍;对地质灾害成因、自然发展趋势等进行了初步探讨;对危岩体(带)的稳定性进行了计算、分析及评价;对可能采用的治理方法进行了比选分析。为了最大程度地保护景观资源,最终选择了以避让为主的治理措施,并对选定的治理方案及计算进行了阐述。     

国际油气井钻头进展概述 (四)——PDC钻头发展进程及当今态势（下）

近年来,非平面PDC切削齿,如浅凹面PDC齿、Stinger毒牙中心锥形齿、Stinger毒牙刀翼锥形齿、AxeBlade斧式脊形PDC齿和StayCool保持冷却PDC齿等制造的钻头,逐步在油气钻井中得到有效的应用。这些钻头能够以较高的钻进效率和工作寿命钻进某些硬岩和研磨性地层。为了满足水平钻井,特别在页岩气水平井中能够强力排除岩屑,并具有优良的钻井导向性能,国际著名公司推出了许多新型钻头,如ONXY Ⅱ矛式PDC钻头、Seeker导向PDC钻头、CounterForce反力PDC钻头、Speed快速PDC钻头等用于当代油气钻井,取得了良好的效果。文章还介绍了Defyer DPA套管钻头与CuttPro PDC防剪切保护帽。提出了以下建议：继续深入研究PDC钻头,以提高其性能,更好地满足油气钻井的要求;组合化钻头是油气钻头发展的重要趋势;比金刚石性能更好的钻头切削材料有可能今后发现或合成,可用于制作更佳钻井钻头;我国钻头企业需重组和发展状大;各种钻头技术创新应该加强。     

Tracing the source of metals in Geogas from metal deposits in a loess-covered region北大核心CSCD

In order to test the distribution characteristics of metallogenic elements and the application effectiveness of the traee elements and REE for tracing the source of Geogas anomaly, the distribution characteristics of metallogenetic elements .trace elements and REE in different media of the Jiaolongzhang Pb-Zn deposit underneath the loess have been studied in this paper. Results indicate that the distribution characteristics of Geogas anomalous elements over the concealed orebodies are coincided with those of the enriched elements of ores, while the distribution characteristics of trace elements and REE in background Geogas samples are distinctly different from those of other media, indicating that the source of background Geogas materials is influenced by various factors( geological bodies, lab environment and blank reagent). The similar distribution characteristics of the trace elements in the Geogas samples of anomalous areas and in the ores suggested that Geogas anomaly is affected by concealed orebodies in depth. The difference between REE patterns of the Geogas samples of the anomalous area and those of other solid media might be caused by inadequate analytical precision and low collecting efficiency of the instrument. It is believed that the REE tracing method can provide the information on the source of Geogas anomaly if the analytical precision and collecting efficiency of REE could be constantly increased.     

脊尾白虾(Exopalaemon carinicauda)维甲酸X受体基因克隆及其在温盐胁迫和蜕皮周期中的表达分析

为了明确脊尾白虾维甲酸X受体基因在环境胁迫和蜕皮周期中的作用,本研究通过RACE技术克隆了脊尾白虾(Exopalaemon carinicauda)维甲酸X受体c DNA全长,命名为Ec RXR基因,该c DNA序列全长为1323 bp,开放阅读框(ORF)为855 bp,编码一个284个氨基酸组成的蛋白质,分子量为30.918 k Da,理论等电点为PI为6.788;Ec RXR基因推导氨基酸序列经Blastp在线比对分析显示,Ec RXR与已知甲壳动物RXR的同源性为71%—90%;系统进化树分析结果显示,脊尾白虾Ec RXR的氨基酸序列与日本沼虾RXR的氨基酸序列聚为一支。荧光定量RT-PCR分析表明,Ec RXR基因在各组织中均有表达,而在眼柄相对表达量较高,血淋巴中最低。Ec RXR基因在蜕皮周期中的表达规律表明,Ec RXR基因表达在不同蜕皮时期存在明显变化,在眼柄、肝胰腺、胃和肠中整体呈现上升趋势,在鳃中呈现先下降后上升的趋势,在表皮中呈现逐渐降低的趋势。Ec RXR基因在温度、盐度胁迫过程中的表达规律分析结果发现,温度、盐度胁迫均可显著改变Ec RXR基因在鳃和肝胰腺中的表达模式,温度胁迫下Ec RXR基因在鳃中呈先上升后下降的表达趋势,肝胰腺中整体呈先上升后下降再上升再下降的表达趋势;盐度对鳃和肝胰腺的调控模式相同,均呈先升高后下降的变化趋势。本研究结果表明Ec RXR基因在脊尾白虾蜕皮发育、酶活性调控及渗透压调节中发挥重要作用,为深入研究甲壳动物维甲酸X受体基因的功能提供了重要的基础信息。