奠基岩石封闭应力假说的气体包裹体和膨胀能力

陈宗基先生在1979年提出了封闭应力假说,认为它是岩石工程灾害的原因。近年来,钱七虎院士和王思敬院士分别对封闭应力假说作了肯定的定性讨论。30多年过去了,这个封闭应力假说仅得到极其少的定量研究和发展。在本文中,我提出和试图论证流体包裹体是一种具体、实在、可测量和计算的应力包裹体。它在地质岩石与矿物中普遍存在。它有压强和体积膨胀能。它是一种封闭应力和内应变能的具体存在和作用形式。我给出了这个压强、体积膨胀能和封闭应力包裹体对围岩作用的计算公式和算例。这个包裹流体压强值与深部岩石高地应力场值相当。我进一步分析和讨论了,岩石微小、密封、压紧的流体包裹体应该是深部工程岩石开挖洞室或巷道出现的岩爆、冲击地压、矿震、洞壁劈裂、围岩分区破裂和巷道大变形的一个共同张性体积力源。我认为,这个地质岩石与矿物内紧压膨胀的流体包裹体封闭应力能够完整逻辑一致地、符合自然规律地解释人们所见到的、报道的、与这些深部工程灾害相关的所有事实。并且,它能将这些事实和现象合理地、随时间演变地联系和重塑起来。这种实在、可测试、可定量的封闭应力源和能源的提出和研究能为岩石力学工作者,更好地沿着老一辈岩石力学专家们指引的途径和思路,来建立新的地质岩石力学理论、方法和技术,以更加符合自然规律地解决岩石力学领域世界性难题的深部工程灾害问题。     

大光包滑坡工程地质研究

大光包滑坡是512汶川MS8.0级特大地震触发的规模最大的滑坡。滑坡位于汶川地震发震断裂上盘,距发震断裂直线距离3.0～4.5km,覆盖面积7.12km2,体积11.59108m3,是我国有史料记载以来规模最大的滑坡,也是目前世界上已知为数不多的几个10109m3以上的超大规模滑坡之一。本文作者自2011以来,在过去工作基础上,对该滑坡开展了1:2000滑坡工程地质测绘,结合物探、坑槽探及浅孔钻探等工作,编制了滑坡工程地质系列图件,从而进一步查明了大光包滑坡的平面和空间形态、滑体结构、滑面位置和堆积特征等,获得了较为完整的滑坡要素定量数据。研究成果还原了大光包滑坡发生时的真实场景;揭示了滑坡堆积地貌特征、植被分布、岩性分布以及堆积体结构特征等,认为大光包滑坡是受强震和特定地形条件、岩体结构条件（层间剪切断层和两组陡裂结构面）控制的楔形体失稳。在此基础上,根据滑坡的要素组成和运动堆积特征,对滑坡进行了分区,分为滑坡断壁区、主滑堆积区和次滑堆积区3个大区,进一步划分为10个小区,分析阐明了各区特征。最后,对大光包滑坡的发生过程和形成机理进行了概要分析,将其概括为5个主要阶段:即强震拉裂阶段、锁固段剪断及楔形体失稳阶段、高速滑动和急刹车运动堆积阶段、拆离滑动阶段、断壁崩滑阶段。研究还发现:强震作用下滑带的进一步碎裂化,以及可能出现的水击作用可能是滑坡骤然启动的主要原因。     

黄河口凹陷流体包裹体成藏年代和充注期次研究

流体包裹体技术已被证实在含油气盆地的成藏年代和运移期次的研究中是一个有效的手段。关于包裹体在成藏期次方面的研究已有许多,但系统介绍包裹体技术在油气勘探中的应用研究则少见。为推动该方法在油气勘探中的应用,本文从样品制备、分析仪器、流体包裹体镜下特征、均一温度等方面系统介绍了利用流体包裹体确定油气成藏年代与充注期次的方法,以及该方法在黄河口凹陷油气勘查中的应用研究成果:确定了该凹陷普遍发育较低成熟液态烃包裹体、成熟气液态烃包裹体、较高成熟气液态烃包裹体和气烃包裹体3类包裹体,确定了黄河口地区沙河街组油气充注至少有3期:第1期、第2期油气于明化镇组沉积时期开始注入储层(10~5Ma),第3期较高成熟油及伴生气于第四纪开始注入储层(小于3Ma);利用包裹体均一温度还确定了位于黄河口凹陷与渤中凹陷交界的BZ25构造第1期油气来源于渤中凹陷。     

黔西南灰家堡金矿田成矿流体来源及演化:流体包裹体和稳定同位素证据

为厘清滇黔桂地区卡林型金矿床成矿流体的特征,本文以灰家堡金矿田为代表,对太平洞、紫木凼、水银洞和簸箕田4个典型矿床中热液矿物的流体包裹体进行了系统研究,并对热液矿物进行了碳、氢、氧、硫同位素的分析测试。结果表明,灰家堡金矿田流体包裹体类型丰富,包括NaCl-H2O溶液包裹体、CO2包裹体、CO2-H2O包裹体、烃-H2O包裹体和烃类包裹体五大类。从成矿早阶段到晚阶段,成矿流体组分大致经历了从H2O+NaCl→H2O+NaCl+CO2+CH4±N2→H2O+NaCl±CH4±CO2的演化,均一温度和盐度略有降低。流体包裹体及稳定同位素组成特征显示,成矿流体属于富含金属和碳氢化合物的盆地流体;沉积黄铁矿的硫主要来源于封闭海洋盆地中硫酸盐的细菌还原硫;热液硫化物与沉积黄铁矿的硫同位素特征相似,表明成矿流体中的硫来源于成岩黄铁矿的溶解作用,同时有机质热分解和硫酸盐有机质热还原作用亦提供了部分硫。成矿主阶段发生的H2O-NaCl-CO2流体不混溶作用是导致Au沉淀富集的重要机制。     

贵州丹寨古油藏形成及演化的流体包裹体证据

为探讨丹寨古油藏的形成条件和热演化历史,本文对两种产状的烃类包裹体进行了显微观察和测温研究。结果表明,丹寨古油藏经历了原油充注阶段、原油高温裂解成气阶段和地壳抬升气藏剥蚀破坏阶段。在原油早期充注阶段,捕获于方解石、石英溶孔充填物中的包裹体有气液H2O包裹体、液相烃包裹体和气液烃包裹体,其均一温度为105.8~167.3℃,盐度为13.0%~22.6%NaCleq,密度为1.00~1.12g/cm3,代表原油运移充注期低温、中盐度、高密度油田流体特征。在原油高温裂解成气阶段,溶孔充填矿物中早期捕获的烃类包裹体发生变化或被破坏,包裹体中油裂解气泄露而沥青残留,形成沥青包裹体;封存完好的包裹体变为含沥青的气相烃包裹体。燕山期地壳抬升气藏剥蚀破坏阶段,形成方解石、石英构造裂隙充填物,其中的包裹体类型有沥青包裹体、气相烃包裹体和气液H2O包裹体,均一温度为147.7~245.8℃,盐度多为2.6%~8.7%NaCleq,密度为0.85~1.00g/cm3,反映了油藏破坏期中低温、低盐度、中密度气田流体与地下水的混合流体特征。     

贵州泥堡金矿床流体包裹体特征及其成矿意义

为揭示泥堡金矿床的成因机制,本文对泥堡金矿床两类矿体中的萤石、方解石中的流体包裹体进行了岩相学、显微热力学和单个包裹体成分的激光拉曼显微探针分析。结果表明,层控型矿体为早期成矿阶段的产物,其中的脉石矿物萤石中发育了气液两相水溶液包裹体、含CO2包裹体,其均一温度为220~260℃,盐度为0.00%~2.00%NaCleq,密度为0.54~1.03g/cm3;断裂带型矿体方解石中发育气液两相水溶液包裹体、含CO2气液两相包裹体和含子矿物的三相包裹体,其均一温度主要为100~200℃,盐度为3.00%~6.00%NaCleq,密度为0.69~1.00g/cm3。计算得到早期成矿阶段流体捕获压力为40~80MPa,成矿深度为1.5~3.0km;断裂带型矿体中流体的捕获压力为30~40MPa,成矿深度为1.0~2.5km。反映出初始流体的中-低温、低盐度、低密度并含CO2及CH4、N2等有机气体成分的特点。流体混合是导致成矿早期阶段矿质初步富集形成层控型矿体的原因,后期的断裂带活动引发的流体沸腾是形成断裂带型矿体的原因。     

基于解析信号振幅识别磁源体边界的分析解释方法

解析信号本质上是一种全通滤波器,由于其不受人为因素干扰,能够较好地反映原始信号包含的信息特征。该方法不仅是对非平稳信号进行分析的有效方法,也是检测信号局部特征的有力工具。本文通过对实信号的解析信号处理得到复信号,由该复信号的振幅,能清晰地刻画信号能量空间分布特征。模型试验表明,解析信号振幅方法减小了常规化极方法在勘探程度较低的地区引起假异常的问题,使地下磁性体与振幅中心位置对应。尤其在低纬度或地形切割较大的地区,该方法更具优势。将该方法应用于老挝爬立山铁矿区实测磁异常的分析,由此圈定了磁铁矿分布位置,并由区内56个钻孔证实该推断的可靠性。     

下期要目

正~~     

黔西地区构造变形特征及其煤层气地质意义

黔西地区处于特提斯与滨太平洋两个构造域的交接地带,多期性质不同的构造作用形成了现今错综复杂的构造变形特征。根据构造变形的差异,可划分为织金-纳雍NE向构造变形区、水城-紫云NW向构造变形区和黔西南复杂构造变形区。在野外地质的基础上,结合微观变形特征和矿物流体包裹体测试分析,认为黔西地区构造变形属于上地壳低温-中低温环境下的脆性-脆韧性变形;由于黔西地区基底构造相对稳定,成煤期后断块内部变形较弱,煤储层形成了一定程度的构造裂隙,有助于渗透率的提高,煤层气勘探开发前景良好。     

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1674987113001333

The basement of the Romanian Carpathians is made of Neoproterozoic to early Paleozoic periGondwanan terranes variably involved in the Variscan orogeny,similarly to other basement terrains of Europe.They were hardly dismembered during the Alpine orogeny and traditionally have their own names in the three Carpathian areas.The Danubian domain of the South Carpathians comprises the Dragsan and Lainici-Paius peri-Amazonian terranes.The Dragsan terrane originated within the ocean surrounding Rodinia and docked with Rodinia at ~800 Ma.It does not contain Cadomian magmatism and consequently it is classified as an Avalonian extra-Cadomian terrane.The Lainici-Paius terrane is a Ganderian fragment strongly modified by Cadomian subduction-related magmatism.It is attached to the Moesia platform.The Tisovita terrane is an ophiolite that marks the boundary between Dragsan and Lainici-Paius terranes.The other basement terranes of the Romanian Carpathians originated close to the Ordovician NorthAfrican orogen,as a result of the eastern Rheic Ocean opening and closure.Except for the Sebes-Lotru terrane that includes a lower metamorphic unit of Cadomian age,all the other terranes(Bretila,Tulghes,Negrisoara and Rebra in the East Carpathians,Somes,Biharia and Baia de Aries in the Apuseni mountains,Fagaras,Leaota,Caras and Pades in the South Carpathians) represent late Cambrian—Ordovician rock assemblages.Their provenance,is probably within paleo-northeast Africa,close to the Arabian-Nubian shield.The late Cambrian-Ordovician terranes are defined here as Carpathian-type terranes.According to their lithostratigraphy and origin,some are of continental margin magmatic arc setting,whereas others formed in rift and back-arc environment and closed to passive continental margin settings.In a paleogeographic reconstruction,the continental margin magmatic arc terranes were first that drifted out,followed by the passive continental margin terranes with the back-arc terranes in their front.They accreted to Laurussia during the Variscan orogeny.Some of them(Sebes-Lotru in South Carpathians and Baia de Aries in Apuseni mountains) underwent eclogite-grade metamorphism.The Danubian terranes,the Bretila terrane and the Somes terrane were intruded by Variscan granitoids.