Preferential embrittlement of graphitic schists during extensional unroofing in the Alps: the effect of fluid composition on rheology in low-permeability rocks

Interlayered graphitic and non‐graphitic schists from the Tauern Window, Eastern Alps, record contrasting mechanical behaviour during extensional exhumation. Graphitic schists contain mesoscale extension fractures, pervasive microcracks in garnet, and abundant secondary fluid inclusion planes; all three types of structures are oriented perpendicular to the stretching lineation. Crack spacings in garnet from graphitic samples are tightly clustered around a mean of 180 μm. Non‐graphitic schists have fewer and more randomly oriented microcracks and fluid inclusion planes and maintained strain compatibility via crystal plasticity. The presence or absence of graphite appears to have exerted a fundamental control on rheology during unroofing. Calculations for a model graphitic rock at 500 °C and f_O2 = 10^?24 MPa show that the equilibrium metamorphic fluid evolves from X_CO2 = 0.07 to 0.38 during decompression from 700 to 400 MPa, in agreement with microcrack fluid inclusion data that show a change from X_CO2 < 0.1 to 0.45 in graphitic samples over the same pressure interval. This compositional shift results in >60% expansion of the pore fluid during decompression. H₂O‐rich fluid in non‐graphitic rocks expands <15% over the same pressure interval. The greater pore fluid expansion in low‐permeability graphitic horizons likely promoted tensile failure during unroofing. These results suggest that microcracking should be an inevitable consequence of decompression in many graphitic schists, whereas rocks that lack graphite are less likely to undergo microcracking. Microseismicity is predicted to be more common in graphitic than non‐graphitic rocks during unroofing of mountain belts.     

An approach to model the mechanical behavior of transversely isotropic materials

The present work proposes an approach to adapt existing isotropic models to transversely isotropic materials. The main idea is to introduce equivalence relations between the real material and a fictitious isotropic one on which one can take all the advantages of the well‐established isotropic theory. Two applications of this approach are presented here: a failure criterion and a damage model that takes into account the load‐induced anisotropy. In both cases, theoretical predictions are in agreement with the experimental data. In the present paper, the developed approach is applied to sedimentary rock materials; nevertheless, it can be generalized to any material that exhibits transverse isotropy. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

强厄尔尼诺事件下2016年1月中国南方超级寒潮的动力学机制:瞬变波对大气长波异常的调制

本文采用Plumb三维波活动通量和局地Eliassen-Palm通量诊断方法,利用欧洲中期天气预报中心的逐日再分析资料ERA-Interim,分析了超强厄尔尼诺背景下2016年1月下旬中国南方超级寒潮的动力学机制：瞬变波对大气长波异常的调制。前期2015年12月的北大西洋海表热通量正异常,有助于后期大西洋阻塞形势的维持。大气长波能量沿大圆路径从大西洋阻高经乌拉尔地区向东亚中低纬度传播并在此辐合,导致了乌拉尔阻高和华北横槽的经向结构,更多强冷空气聚集在异常偏南的纬向槽线附近。寒潮爆发前夕,2支瞬变波列活跃在亚欧大陆。北支瞬变波列调制了北方的大气长波,使横槽转竖;南支瞬变波列协同调控了南方的大气长波,使南支印缅槽减弱;两者共同作用,促使冷平流大举南下,直达华南沿海,南方寒潮发生。     

港珠澳大桥沉管隧道贯通误差预计

针对港珠澳大桥沉管隧道的安全贯通问题,该文从隧道外GPS网的布设及施测方法出发,通过多期复测数据评价GPS网具有可靠的测量精度;通过对GPS网点的稳定性分析,阐明了沉管隧道地面控制点位无法长期保留、稳定性差的特点;最后就GPS网引起的贯通误差影响值进行了估算。     

临江污水处理厂深基坑施工中地下水的处理研究

介绍了场地位临长江,地质条件复杂的黄浦路污水处理厂深基坑施工实例。分析了深基坑施工中地下水的危害,论述了对其处理的方法及要点,指出深基坑地下水的处理中,降水不可回避,但周边沉降可以避免。只要处理方案合理,成井质量得到保证,施工操作规范,可以满足坑内干作业的施工要求。     

乌兰哈达变质岩地层地热勘探井钻头选择与取心工艺

内蒙古自治区察右后旗乌兰哈达苏木地热勘探井井深2006.87 m。采用石油30型钻机施工,钻遇地层大部分为变质岩,达1500 m以上,对牙轮钻头损坏严重,同时施工要求进行18次岩心采取。经过对钻头的试用、选择,最后选用HJ637G型牙轮钻头,钻进时效可达0.8～1.2 m,使用寿命可达到80～100 h。取心段采用川7-4型双管单动取心筒配合金刚石钻头,岩心采取率可达70%～95%。     

阿尔金南缘金鸿山-俄博梁地区石墨矿化特征及找矿前景分析

素有"黑金子"称谓的石墨,是传统工业和战略性新兴产业必须的矿物原料。文章以阿尔金南缘金鸿山—俄博梁地区的晶质石墨矿床为研究对象,通过成矿地质条件、控矿因素研究,分析了矿床成因。认为金鸿山—俄博梁地区具备较好的晶质石墨矿找矿潜力。     

新疆奇台县黄羊山石墨矿床特征、物质来源及成因

黄羊山石墨矿床位于新疆东准噶尔造山带南部的卡拉麦里地区东南段,是近年来新发现的国内外首个产于花岗岩体中的超大型石墨矿床。成矿地质条件、矿床地质特征研究表明,该矿床与黄羊山碱性花岗岩体具有密切的时空及成因联系,矿石具独特的球状构造,球体中石墨与长英质矿物及磁黄铁矿、黄铜矿等金属硫化物密切共生。为确定黄羊山石墨矿床的成因和成矿物质来源,本文开展了球状矿石中的石墨拉曼光谱分析和C同位素测试,对与石墨密切共生的金属硫化物开展S-Pb同位素分析。结果表明,黄羊山矿床球状矿石不同部位石墨的拉曼谱峰相似,显示具有很高的结晶程度,估算结晶温度为750～800℃;7件石墨样品的δ~(13)C值在-19.27‰～-19.90‰,分布非常集中,介于岩浆碳值和有机碳值之间,表明具有两者的混合来源。4件磁黄铁矿样品的δ~(34)S值集中在-2.3‰～-2.9‰之间,接近原始地幔值;在Pb同位素构造环境判别图解上,Pb同位素比值(~(206)Pb/~(204) Pb=18.114～19.040,~(207)Pb/~(204) Pb=15.448 ～ 15.543,~(208) Pb/~(204)Pb=38.253～38.915)显示较好的线性关系,延伸方向与地幔演化曲线的延伸方向基本一致;S-Pb同位素测试结果表明,与石墨共生金属硫化物具有幔源特征。综合黄羊山矿床成矿地质条件、成矿特征、石墨及共生硫化物的物质来源等研究结果,本文初步认为,黄羊山石墨矿床形成于碱性花岗岩的岩浆作用阶段,矿石中的金属硫化物来自岩浆混合作用中的幔源基性端元,碳质由于岩浆同化混染作用达到饱和,在硫化物的催化下沉积形成石墨。     

四川旺苍大河坝浅变质岩型石墨矿床地球化学特征与成因分析

大河坝石墨矿是川北米仓山南缘石墨矿带新发现的大型显晶质石墨矿床。研究了该矿床的地质特征和矿石主量、微量及稀土元素地球化学特征,结果表明:含矿岩层为副变质岩,矿区石墨矿体原岩沉积于缺氧的还原环境,原岩为一套含碳质黏土质细—粉砂岩及含碳质泥灰岩组合。微量元素特征指示矿体原岩由近海陆源碎屑物沉积形成,沉积水体主要为盐度较低的、混合不均匀的淡水—半咸水。矿石ΣREE平均值为150×10^-6,与泥灰岩相近;δCe值平均为0.91,呈弱负异常,δEu值平均为0.67,呈负异常,具滨海潮坪相沉积特征。含矿岩石δ¹³C值为-21.4‰~-19.0‰,平均为-19.86‰,表明成矿碳质来源主要为有机碳,并混合了部分无机碳。矿床成因类型为沉积变质型,其变质作用可能包括多次区域变质作用并叠加了混合岩化作用。     

坦桑尼亚林迪地区纳钦圭阿石墨矿床地质特征及找矿模型

坦桑尼亚林迪地区是世界上重要的石墨成矿带,纳钦圭阿石墨矿是成矿带新发现的典型矿床之一。矿区分南北2个矿段,共圈定工业矿体17条,推断石墨矿物资源量>100万t,固定碳平均品位为4.05%。矿体赋存于石墨片岩-片麻岩中,呈层状、透镜状产出,走向北东—北北东,产状与围岩一致,矿体与围岩呈渐变过渡关系。矿石类型为石墨片岩-片麻岩型,矿石矿物为鳞片状石墨,脉石矿物主要为石英、长石、云母及少量金属矿物。矿石中片度≥147 μm（+100目）的石墨占94.43%,工业类型为大鳞片晶质石墨矿石。以视极化率6%为异常下限,共圈定4处激电异常,高极化率异常与低电阻率异常对应良好,探矿工程确定为矿体出露位置。该石墨矿的找矿模型：新元古代莫桑比克活动带中一套中高级副变质岩系为区域找矿标志,石墨片岩、石墨片麻岩露头为矿区找矿的直接标志,延伸方向与地层走向一致的条带状低阻、高极化异常带为地球物理找矿标志。该石墨矿的地质特征及找矿模型可作为在坦桑尼亚寻找同类矿床的参考。