火星取样钻探技术分析

火星探测一直是人类空间探测的热点。“好奇号”火星车着陆6年多来,先后完成了16次取样钻探,为人类探测火星提供了直接依据。本文根据NASA（美国国家航空航天局）公开的技术资料,围绕取样钻探的设计要求、取样钻探系统结构设计及接触式稳定系统、辅助结构系统、压力和回转传递系统、封闭保护壳（稳定器）系统、钻头系统、转盘系统、主动轴系统和冲击钻进系统等展开了论述。系统设计主要结合智能化、模块化、轻量化要求开展,并先后经过12次的室内联动测试,完成了同火星车的岩屑运移、样品处理分析、数据存储、仪器控制等系统的高度集成,并通过机械臂完成了搭载试验。由于火星取样钻探的首次尝试和NASA的技术保密原因,论文阐述的相关内容仅作为我国开展火星取样钻探研究和地球深部智能钻探研究的参考。     

大兴安岭呼中钼多金属矿床成矿流体特征及成矿机制

大兴安岭呼中镇钼多金属矿床产于早白垩世碎裂花岗岩中,矿体形态似层状、脉状或透镜状。成矿阶段分为辉钼矿阶段、铜铅锌阶段、方解石阶段等3个阶段。本矿床中的包裹体主要有气液H_2O包裹体、气相H_2O包裹体、含子矿物H_2O包裹体,CO_2包裹体、CO_2-H_2O包裹体等五大类。辉钼矿阶段均一温度为209.2℃413.4℃,盐度ω(NaCleq)为0.53%16.53%,平均值7.3%,属中低盐度,成矿压力在53.3 68.5 MPa,相应的成矿深度为2 052 2 807 m;铜铅锌阶段为191.5℃351.0℃,盐度ω(NaCleq)为0.88%34.24%,平均值3.96%,属低盐度;方解石阶段207.2℃233.5℃,盐度ω(NaCleq)为3.55%4.18%,平均值3.77%,为低盐度。从辉钼矿阶段到铜铅锌阶段再到方解石阶段,温度及盐度逐渐降低。辉钼矿成矿压力在53.3 72.9 MPa,成矿深度为2 052 2 807 m。成矿过程中发生了CO_2-H_2O不混溶作用,这是导致辉钼矿沉淀的主要机制。矿床类型属中低温浅成热液型矿床。     

黔西南地区大厂锑矿流体包裹体和同位素地球化学研究

选取黔西南大厂锑矿萤石为对象,开展流体包裹体和同位素地球化学研究。包裹体相态观察及显微测温结果显示,萤石的流体包裹体主要为气液两相包裹体和纯液相包裹体,包裹体测温结果显示成矿流体具有中-低温低盐度超高压的特点,表明成矿流体可能主要来源于深部。通过对大厂地区构造蚀变体同位素地球化学及产于黔西南构造蚀变体中典型金矿床同位素地球化学对比研究表明,成矿物质可能主要来源于深部,热液在上涌过程中混入地壳物质成矿。     

渝东北城口地区Y1井页岩有机地球化学特征及勘探前景

基于钻井资料,以总有机碳(TOC)、干酪根显微组分、等效镜质体反射率(Ro)及碳同位素等测试数据系统分析了渝东北城口地区Y1井五峰组—龙马溪组页岩的有机地球化学特征,利用页岩流体包裹体的显微特征、均一温度及激光拉曼数据深入分析了Y1井页岩气成藏特征。结果表明:Y1井上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组炭质页岩发育,TOC含量2%的富含有机质页岩厚度达83 m,干酪根类型以Ⅰ型干酪根为主,处于湿气生烃阶段。页岩裂缝脉体中大量烃包裹体和富含甲烷气体的含烃盐水包裹体证实城口地区五峰组—龙马溪组页岩发生了充足页岩气供给,具有高均一温度、高盐度的伴生盐水包裹体表明城口地区页岩气成藏时期的保存条件良好。这些Y1井页岩有机地球化学特征研究成果揭示了城口地区下古生界具备良好的页岩气勘探前景。     

粉色水晶内针状包裹体的成分与分布特征研究

粉色水晶内部的针状包裹体常被认为是三组呈三方对称的金红石或蓝线石,至今未有定论。本文选取含有针状包裹体的4颗星光粉晶,利用宝石学显微镜、激光拉曼光谱仪及紫外可见分光光度计对样品进行观察与测试,以确定包裹体的分布特征及矿物种类。无损拉曼测试发现包裹体的特征振动峰949 cm-1、999 cm-1与蓝线石标准峰相匹配,可确定针状包裹体为蓝线石或与其极为相近的矿物。放大检查发现,包裹体直径约0.5μm,长度可达毫米级,近定向分布,整体上呈汇聚状,在某些位置可粗略分为三组,同组针状包裹体近似平行分布。造成六射星光的三组蓝线石立体相交,未观察到明显的三方对称关系,与水晶的结晶习性无直接关系,故认为蓝线石为先成包裹体,在水晶的生长过程中被捕获。紫外可见分光光谱仅显示粉色蓝线石的特征吸收,表明大量的粉色蓝线石包裹体对粉色水晶的粉色有一定贡献。     

赣南淘锡坑石英脉型钨矿床成矿机制探讨:来自流体包裹体的证据

赣南地区淘锡坑钨矿床是典型的大型石英脉型钨锡多金属矿床。矿体赋存于震旦系浅变质砂(板)岩,并延伸至深部花岗岩内,按空间产出位置分为内带矿体和外带矿体,包括宝山、西山、烂埂子、枫岭坑4大脉组,矿体产出各不相同,矿物组合也具有明显分带特征。在详细的岩相学研究基础上,文章选择淘锡坑主成矿期石英为研究对象,并与共生黑钨矿作对比,从空间角度开展不同脉组、不同矿体或中段的流体包裹体的对比研究。根据流体包裹体岩相学,石英包裹体类型有H_2O-NaCl型包裹体(Ⅰ型)、H_2O-NaCl-CO_2型包裹体(Ⅱ型)和纯CO_2体系裹体(Ⅲ型)及少量含石盐子晶的多相包裹体,并同时捕获贫CO_2的盐水溶液包裹体和纯CO-2气相包裹体。包裹体显微测温结果显示:内、外带石英脉气液两相的包裹体均具有较宽温度和盐度范围,外带均一温度和盐度w(NaCl_(eq))分别集中于200～220℃、1%～6%,内带均一温度和盐度w(NaCleq)分别集中于100～220℃、3%～7%,流体为中-低盐度、富含CO_2的H_2O-CO_2-NaCl体系,不同脉组不同矿脉之间对比结果均显示出多期成矿的特征。在矿脉形成过程中,流体的成分和温度在内外接触带有明显变化,表明岩体与围岩接触界面是造成淘锡坑矿床内带矿体和外带矿体的成矿条件改变的转折位置,成矿流体在此附近发生CO_2逸失引起相分离的不混溶作用是成矿的主要因素。     

河南崤山金矿床流体包裹体及同位素特征

崤山金矿床位于华北克拉通南缘的豫西地区,矿体大多呈脉状产于断裂带内。成矿期可以划分为3个阶段:(1)石英-黄铁矿阶段;(2)石英-多金属硫化物阶段;(3)石英-碳酸盐阶段。成矿期石英中发育气液两相水溶液包裹体(WL型)和H_2O-CO_2包裹体(C型)。石英-黄铁矿阶段发育WL型和C型包裹体,它们的均一温度为300~393℃,盐度w(NaCl_(eq))为1.6%~11.0%,密度介于0.57~0.82 g/cm~3;石英-多金属硫化物阶段亦发育WL型和C型包裹体,它们的均一温度为261~298℃,盐度w(NaCl_(eq))为1.1%~11.8%,密度介于0.74~0.89 g/cm~3;石英-碳酸盐阶段仅见WL型包裹体,其均一温度为193~258℃,盐度w(NaCl_(eq))介于2.2%~12.7%,密度为0.87~0.97g/cm~3。成矿流体具有中高温、中低盐度、低密度等特征,属于H_2O-NaCl±CO_2体系。崤山金矿石英的δ~(18)OH_2O值介于0.7‰~4.5‰之间,δDV-SMOW值介于-47.8‰~-69.5‰之间。H-O同位素结果表明成矿流体主要来源于岩浆水。矿石硫化物的δ_(34)SV-CDT值为0.7‰~3.9‰,206Pb/204Pb值为17.391~17.728,~(207)Pb/~(204)Pb值为15.420~15.577,~(207)Pb/~(204)Pb值为37.420~37.923。S-Pb同位素结果表明成矿物质主要来源于花岗质岩浆。崤山金矿为中温热液脉型金矿,流体相分离和温度的降低是导致矿质沉淀的主要机制。     

皖南东至兆吉口铅锌矿床成矿时代的厘定及其找矿指示意义

皖南东至兆吉口铅锌矿床是近年来在江南过渡带西段新发现的一个规模达中型的中-低温热液型矿床。目前揭露的铅锌矿体均赋存于东至断裂带及其西侧次级张(扭)性断裂及裂隙中。文章选取了该矿床主要矿石矿物闪锌矿以及与主成矿阶段金属硫化物紧密共生的石英,分别采用流体包裹体Rb-Sr法和40Ar-39Ar法进行同位素地质年龄测定。4件闪锌矿样品获得流体包裹体Rb-Sr等时线年龄为(128±1)Ma;2件石英样品获得流体包裹体40Ar-39Ar坪年龄分别为(128.74±3.02)Ma和(128.19±1.98)Ma,等时线年龄分别为(128.81±5.25)Ma和(128.30±3.47)Ma,反等时线年龄分别为(128.82±5.24)Ma和(128.31±3.47)Ma。同位素地质年龄测试结果基本一致,表明兆吉口铅锌矿床形成于128 Ma左右,成矿时代为早白垩世。该成矿年龄与赋矿闪长玢岩的形成时间((129.0±2.3)Ma~(128.4±2.7)Ma)一致,也与东至断裂燕山晚期的活动年龄((126.3±2.2)Ma)相近,表明该矿床成矿与燕山晚期的构造-岩浆活动密切相关,此时区域构造背景为强烈挤压后的伸展环境。这一矿化事件在成矿时代上明显晚于长江中下游成矿带中的断隆区(如铜陵、安庆-贵池等矿集区)的铜金多金属矿床和皖南成矿带中的钨钼多金属矿床(136 Ma),而与长江中下游成矿带断坳区的玢岩铁矿床的成矿时间(135~127 Ma)相近,指示长江中下游成矿带与皖南成矿带之间的江南过渡带中发育有燕山晚期较晚阶段(128 Ma左右)的铅锌矿化事件,为今后在该区开展铅锌多金属矿床找矿勘探提供了重要依据。     

印度尼西亚苏门答腊岛Woyla金矿流体包裹体研究及矿床成因分析

印度尼西亚Woyla金矿床位于西苏门答腊地体北段,为一中型规模的金矿床。本文通过对含矿石英脉开展详细的流体包裹体显微测温、成分分析,结合石英的H-O同位素和黄铁矿的S同位素特征分析,结果如下：其中,流体包裹体研究结果表明,含金石英脉中的石英主要发育气液两相包裹体,包裹体均一温度变化范围为152～324℃,集中在200～280℃。盐度为(0.88～6.16)wt%NaCleqv,集中在(1.00～3.00)wt%NaCleqv,成矿流体密度为0.70～0.94g/cm3,平均为0.82g/cm3。成矿压力为9.63～25.84MPa,平均值为18.37 MPa。成矿深度为0.96～2.58km,平均为1.86km,以上显示Woyla矿床成矿流体具有中低温低盐度和浅成的特征。包裹体气、液相成分测定显示气相成分以H2、N2、CO 、CO2、CH4和H2O为主;液相成分中阳离子以Na+、K+和Ca2+为主,阴离子以富SO42-和Cl-为特征,成矿流体属Cl--SO42--Ca2+-K+型。氢氧同位素测定显示成矿流体δ18DV-SMOW=-78.3‰～-92.4‰,δ18OH2O=-3.0‰～-5.5‰,主要来自大气降水,可能有少量岩浆水参与。黄铁矿硫同位素组成为-0.21‰～1.22‰,平均值为0.34‰,说明成矿物质的S具有深源岩浆硫的特征。结合矿床地质特征和成矿流体研究,首次提出Woyla金矿床属典型的低硫型浅成低温热液型金矿床。     

准噶尔盆地腹部地区生烃增压定量化评价——东道海子北凹陷为例

目前准噶尔盆地腹部地区超压演化过程仅提供了相对时间、概念、定性的认识,并未达到定量化。本文以东道海子北凹陷为例,基于流体包裹体、单井一维和剖面二维烃源岩成熟生烃史模拟技术,采用生烃增压模型定量化评价了侏罗纪八道湾组顶部和底部烃源岩的生烃增压演化过程。研究结果表明侏罗纪八道湾组为东道海子北凹陷主力烃源岩,具有幕式排烃的特点。八道湾组底部烃源岩经历了3 次超压增加和两次超压释放的过程,顶部烃源岩经历了两次超压增加和一次超压释放的过程。八道湾底部烃源岩3 次超压增加的时间分别为距今170～70 Ma、55～23 Ma、10～0 Ma,对应最大压力系数均为2.0,最大剩余流体压力50 MPa,两次超压释放的时间分别为70～55 Ma、23～10 Ma;八道湾组顶部烃源岩两次超压增加的时间分别为130～40 Ma、23～0 Ma,对应流体最大压力系数最大亦可达2.0 左右,最大剩余流体压力44 MPa,超压释放的时间为40～23 Ma。