A two‐dimensional coupled hydromechanical discontinuum model for simulating rock hydraulic fracturing

Within the framework of our discontinuous deformation analysis for rock failure algorithm, this paper presents a two‐dimensional coupled hydromechanical discontinuum model for simulating the rock hydraulic fracturing process. In the proposed approach, based on the generated joint network, the calculation of fluid mechanics is performed first to obtain the seepage pressure near the tips of existing cracks, and then the fluid pressure is treated as linearly distributed loads on corresponding block boundaries. The contribution of the hydraulic pressure to the initiation/propagation of the cracks is considered by adding the components of these blocks into the force matrix of the global equilibrium equation. Finally, failure criteria are applied at the crack tips to determine the occurrence of cracking events. Several verification examples are simulated, and the results show that this newly proposed numerical model can simulate the hydraulic fracturing process correctly and effectively. Although the numerical and experimental verifications focus on one unique preexisting crack, because of the capability of discontinuous deformation analysis in simulating block‐like structures, the proposed approach is capable of modeling rock hydraulic fracturing processes. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.     

河南嵩县栗子沟金矿地质地球特征及成因讨论

栗子沟金矿的成矿物质来源为混合源,NE向及NW向断裂构造为成矿提供了矿质运移通道,破碎蚀变带则为矿质的沉淀,富集提供了储矿空间.栗子沟金矿的成因类型属于中-低温热液充填型金矿.     

岩体分级考虑因素的现状与趋势分析

在对国内外岩体分级方法深入研究的基础上,对岩体分级方法中所考虑的岩体分级因素及对各因素的处理方法进行了系统的归纳和总结。从岩体分级方法的现状来看,虽然目前尚无统一的岩体分级标准,但在岩体分级中应根据岩石的强度、岩体的完整性、地下水条件、地应力状况等多方面因素,进行岩体综合分级上达成了共识,并且国内规范中的岩体分级标准有趋于统一和向国际标准接轨的趋势。     

北京大庄科花岗质杂岩体中包体定位的动力学机理之探讨

北京大庄科花岗杂岩普遍含有微粒—细粒暗色包体,其中石英闪长岩和石英二长岩含包体较多,二长花岗岩含少量包体,淡色花岗岩和闪长岩含包体甚少。在含包体较多的岩体内,包体在岩体中部的分布量较多。计算结果表明,包体越小沉浮半径愈大、参数F值愈小的岩体,含包体愈多;岩体内岩浆上升速度大、包体下沉速度小以及F值小的部位,包体滞留量大。各岩体包体分布的多少,是由包体在寄主岩浆内的扩散系数、混合程度、岩浆携带力和基性岩浆混入量等因素综合决定的。     

全球数据库数据研究的初步进展

人类已进入大数据和人工智能时代,其成果已惠及千家万户。然而,大数据和人工智能技术在科学研究领域的应用却相形见绌,还未真正得到重视。大数据和人工智能是一种方法,一种思路,它不同于传统的科学研究方法和思路。在科学研究中,什么是大数据研究呢?符合大数据3个技术取向的是大数据研究,采用全数据模式的是大数据研究,从数据出发的是大数据研究。文中介绍了我们利用全球数据库数据厘定的玄武岩、安山岩、大陆边缘弧玄武岩(CAB)构造环境判别图,其中安山岩判别图填补了学术界的空白。玄武岩(MORB、OIB、IAB)判别图也不同于学术界早先熟知的判别图,是根据元素之间的相关关系厘定的。文中还讨论了大数据研究带来的一些可能很有意义的科学问题。如:1.在判别图研究中发现了许多效果较好的图解,主要依赖的是主元素、过渡元素和金属元素之间的关系,上述关系有什么意义,为什么会起到判别的作用?2.数据挖掘发现,全球大洋中脊中酸性岩极度匮乏,是否说明上地幔严重缺水?3.研究发现,中新世是全球岩浆活动最发育的时期,这一时期全球还出现了许多重大地质事件,二者之间是否存在关联?4.中新世全球埃达克岩最发育,按照埃达克岩的出露,发现从青藏高原到喀尔巴阡可能存在一个巨型的欧亚高原;5.根据对新生代苦橄岩全球时空分布研究,提出了一个如何认识全球热点问题等。文中还提出了下一步研究的建议并强调指出,科学已经进入大数据和人工智能时代,在大数据和人工智能时代,科学划分的标准发生了变化:凡是能够用数据化表述的学科才称之为科学,而不能用数据化表述的学科就不是科学,看来,能否被数据化是科学与非科学的分水岭。在大数据和人工智能时代,地质学和矿床学遭遇了空前的危机。按照我们的预测,在可以预见的未来,地球物理学将远超地质学,空间科学将异军突起,而在地质学领域内地球化学一花独放的局面还将维系很长一段时间。文中最后还探讨了今后找矿靠什么的问题,认为物化探和钻探测试技术的进步非常重要,同时,发展人工智能技术也已迫在眉睫。     

高温高压岩石流变仪的围压标定方法

高温高压岩石流变仪围压标定的主要方法为氯化盐类的部分熔融法和矿物相变法。利用氯化盐类进行压力标定时,不仅可以利用单一盐类,也可以使用多种盐类的混合物;常用的压力标定矿物相变及其适用温压范围如下:石英-柯石英,500~1200℃、2.5~3.2GPa;钠长石-硬玉+石英,600~1200℃、1.6~3.2GPa;铁橄榄石+石英-铁辉石,600~1200℃、1~1.7GPa;磷镁石-Mg3(PO4)2-Ⅱ,565~825℃、0.6~0.9GPa;方解石-文石,600~1200℃、0.5~2.5GPa。不同的标定方法具有不同的特征,文中将进行详细介绍。     

微波照射下火成岩升温特性和升温预测模型研究

微波辅助破岩可有效降低刀具磨损,提高破岩效率,具有广阔的发展前景.文章选取了10种火成岩进行微波加热试验,发现岩石的升温速率主要与岩石所含矿物的种类、含量,及岩石中的Fe元素含量有关.岩石所含矿物越敏感、含量越多,岩石中的Fe元素含量越大时,其升温速率越高.整体而言,火成岩中基性岩的升温速率最高、中性岩次之、酸性岩最低...     

松辽盆地朝阳沟阶地扶余-杨大城子油层油源分析与油气运移模式

基于生物标志化合物参数,系统对比分析了朝阳沟阶地扶余-杨大城子油层原油与三肇凹陷及朝阳沟阶地青山口组-段源岩的关系,表明朝阳沟阶地扶余油层有两个主要油源,即三肇凹陷青-段源岩与朝阳沟本地区青-段源岩,且两者对扶余油层的贡献量可能基本相同.朝阳沟地区杨大城子油层原油与三肇凹陷青-段源岩有密切的亲缘关系,与朝阳沟青-段源岩亲缘关系不明显.这与朝阳沟阶地源岩超压值相对较小、导致油气下排距离浅、进入杨大城子油层的油气量较小相符.在油源对比的基础上,结合断裂和砂体分布等各种地质条件,将朝阳沟阶地油气运移模式分为远源长距离侧向运移和近源短距离侧向运移两种类型.     

蚀变超基性岩金（镍）矿床中的贵金属元素──以云南墨江金矿和陕西煎茶岭金矿为例

云南墨江金矿和陕西煎茶岭金矿中Ａｇ、Ａｕ和ＰＧＥ（铂族元素）的丰度和共生状况如下：（１）两矿床中的Ａｇ－Ａｕ关系呈三种情况：硅质岩型矿石和其他类型低品位金矿石中Ａｇ－Ａｕ基本上不具相关关系；石英脉型矿石中Ａｇ－Ａｕ呈明显的正相关关系；氧化矿石中Ａｇ－Ａｕ呈负相关关系。（２）所有样品中的ＰＧＥ均低于７１×１０（－６），其ＰＧＥ的特征是Ｐｔ≥Ｐｄ和Ｒｕ＞Ｏｓ、Ｉｒ、Ｒｈ。（３）这些样品的地幔标准化ＰＧＥ分布模式是以Ｒｈ为峰的上凸曲线，而墨江样品又具Ｉｒ的负异常。与一般超基性岩的情况不同，这些样品的模式曲线中Ｐｄ－Ａｕ部分呈陡弯折，它表明矿化元素金可能主要由区域成矿流体提供。     

西准噶尔包古图Ⅴ号岩体围岩蚀变的特征及ETM+蚀变信息的提取

以新疆西准噶尔包古图Ⅴ号岩体为例,系统论述了包古图Ⅴ号含矿岩体的围岩蚀变分带和蚀变期次。结合ETM+数据的特征,选择多种遥感图像预处理方法组合,建立了基于典型蚀变矿物的特征光谱拟合技术的多光谱遥感蚀变信息提取模型,即遥感数据的归一化处理(Calibration )+掩膜(Mask)+混合像元分解(Endmember Unmixing)+波谱拟合(Spectral Feature Fitting)+ SAM+分类(分割)的CES模型。据此模型对岩体进行信息提取,并与化探资料叠加验证了该方法的可行性,取得了较满意的效果。