黔西北地区龙马溪组页岩有机质和脆性矿物的控缝机制

页岩"甜点"层段中有机质和脆性矿物对裂缝的发育具有极为重要的控制作用，揭示并把握裂缝萌生、发育和演化的机理与规律，对于压裂目标层段的优选以及页岩气增产和稳产具有极为重要的工程实践价值。以黔西北地区龙马溪组页岩为例，通过地化测试、岩石力学实验以及扫描电镜，深入剖析和揭示了"甜点"层段中与有机质和脆性矿物相关的控缝机制，并结合数值模拟实验展现了"甜点"层段中裂缝的形成和演化的完整过程。研究结果表明，有机质和脆性矿物的同步富集为裂缝的发育和演化提供了重要的物质基础，其中裂缝趋向于沿着有机质形成的结构面传播，有机质的孔隙结构对裂缝具有较为明显的诱导机制。在外力作用下，内在积累的能量转化为脆性矿物的变形和变位，脆性矿物含量越高者裂缝发育能力越强，裂缝发育程度越高。数值模拟实验呈现了一种由于有机孔隙和脆性矿物所导致的应力集中从而诱发裂缝萌生和演化的整个过程。该研究成果可为深化认识裂缝的成因机理以及压裂施工过程中相关压裂参数的调整提供一定的借鉴与参考。     

Formation mechanism of eco-geo-environmental hazards in the agro-pastoral interlocking zone of northern China

 High sensitivity and distinct degradation characterize the eco-geo-environment in the agro-pastoral interlocking zone in northern China. Because of its specific natural conditions and human activities, this zone is easy to change and transfer between typical agricultural and pastoral environments. Several kinds of eco-geo-environmental hazards exist in the zone, such as land desertification, climatic disasters, endemic disasters, etc. The mechanisms of these eco-geo-environmental hazards include geotectonic processes in the Earth's history, and exogenic causes, such as the East Asia monsoon and irrational human activities. Both tectonic processes and exogenic causes act on the ecologically vulnerable environment, which makes the potential eco-geo-environmental vulnerabilities real hazards. Received: 9 July 1999 · Accepted: 18 April 2000     

宁东煤田横城矿区太原组煤中关键金属的物质来源和富集机理

对宁东煤田横城矿区太原组9号煤层进行了矿物学和地球化学研究,以便查明煤中关键金属的分布、赋存和富集特征,并评价其综合利用前景。研究结果表明：① 横城矿区9号煤以高的镜质组含量、特低—低灰分产率和中—高硫含量为特征。② 煤中矿物主要由高岭石组成,以细胞充填状、透镜状和薄层状等形式存在。煤层底板中矿物主要由石英、高岭石和白云母组成,其主要为碎屑成因。③ 煤层中常量元素主要由SiO2和Al2O3组成,煤中Li、Zr、Nb、Hf、Pb和Th的含量达到轻度富集—富集程度,其中Li、Pb和Th主要赋存于高岭石,Zr和Hf赋存于锆石,Nb赋存于高岭石和锐钛矿。矿区9号煤层形成于受海水影响的潮坪 潟湖环境,煤层下部形成于铁源供给不足的低位沼泽环境,煤层上部形成于铁源严重不足的高位沼泽环境,故下部煤层中硫以黄铁矿硫为主而上部以有机硫为主。煤中碎屑物质主要来源于阴山古陆和阿拉善地块,阴山古陆主要提供了元古宙的陆源碎屑物质,阿拉善地块主要供给了早石炭世的碎屑物质,此外也有少量的火山灰和奥陶系灰岩风化残积物进入到含煤盆地。煤中的Li、Zr、Nb等关键金属的富集主要受控于长英质的碱性—过碱性物质输入量的多少,同时水/岩作用过程也导致了关键金属的活化、迁移和重新分配。煤灰中Li2O含量超过其边界品位,REO、Ga、Zr和REY接近相应边界品位,故可考虑Li Ga Zr REY等的综合开发利用。     

黔西晚二叠世煤系基底凝灰岩中稀土元素的富集机制

我国西南地区晚二叠世含煤岩系基底蚀变凝灰岩中高度富集稀土元素等多种关键金属。低温热液作用通常对煤和煤系中稀土元素的富集成矿有重要贡献,黔西地区位于世界著名的大范围低温热液作用区内,是研究低温热液作用下煤系稀土元素富集机理的良好对象。蚀变凝灰岩的地球化学和矿物学组成可以提供凝灰岩蚀变过程中流体演化、热演化和成矿过程等信息,但以前的研究对凝灰岩中蚀变矿物组成以及矿物的共伴生关系还缺乏深入探讨,限制了对关键金属富集过程的认识。研究结果表明：凝灰岩具有与高钛玄武岩一致的地球化学组成;火山玻璃以及由长石、辉石等交代蚀变形成的次生矿物,可能形成于表生风化或早期成岩阶段。稀土元素主要赋存在后期热液成因的脉状独居石中。本文提出了西南地区晚二叠世煤系基底凝灰岩中稀土元素富集的模式：降落后火山灰经历了表生风化作用,地表水和周期性海水的作用导致凝灰岩层顶部样品中的稀土元素发生淋滤而向下迁移,后期出渗型热液流体与凝灰岩发生的水岩作用,导致下部凝灰岩中的稀土元素被析出并随热液流体迁移到凝灰岩层上部而富集。     

东亚典型构造结的壳幔结构

笔者等在研究亚洲位于青藏高原的东、西构造结,和位于中国台湾和日本伊豆地区的构造结以后,发现这4个典型的构造结的地壳上地幔有共同结构：地壳和岩石圈地幔含有上涌的低速异常,而中—下软流圈有集中凸起的高速异常。对这种壳幔结构特征形成的动力学作用机制,提出了以下解释：两组洋—陆或者陆—陆俯冲带运动交叉处相互挤压和撞击,造成比较薄弱的块体的一端破碎。破碎的高的密度大洋岩石圈块体向软流圈下沉,同时使软流圈上层的热流体上涌,最后形成了构造结,同时产生了地震波速上低下高的壳幔结构特征。     

福建云霄石榴子石宝石矿物学特征

福建云霄是我国重要的宝石级石榴子石产地,然而该区石榴子石的致色机理不清,制约了对其形成机制的理解及后续开发利用。本文选取7件福建云霄橙黄-橙红色石榴子石样品,利用傅立叶红外光谱、紫外-可见光光谱和拉曼光谱分析其谱学特征,使用电子探针及激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪(LA-ICP-MS)分析限定其主量、微量元素组成。结果表明云霄石榴子石主要为锰铝榴石,其颜色主要与二价锰(Mn²⁺)和铁离子(Fe²⁺)对可见光的吸收有关,Mn²⁺导致其主体呈橙色,少量Fe²⁺控制其橙红色调,微量Ti⁴⁺使其呈褐色调。福建云霄石榴子石样品核部锰含量相对较低而铁、镁含量较高,锰元素含量由核部向边部逐渐升高,且具有重稀土元素富集、轻稀土元素亏损的左倾配分模式和Eu负异常,表明其形成于岩浆结晶作用晚期。     

造成山东不同天气的两个西南低涡异同分析

１９９６年６月２８－２９日和７月３－４日两桨相似的西南低涡东移,造成山东降水的范围和强度却悬殊柝大,分析发现,西南低涡影响山东产生天气差异的根本原因在于引导气流,物理机制和热力结构的不同,尤其是引导气流的差异,西南低涡的移向基本上沿引导气流方向,而其发展决定于高空冷却平流的强弱,给出了西南低涡造成了山东暴雨的天气概念模型,对今后预报此类暴雨提供了一些参考。     

川滇地块的震源力学机制、运动速率和活动方式

用 4 4 2次中强地震的震源机制解分析了川滇次级地块应力场的优势方向。使用 771次 3级左右地震的滑动角λ参数统计确定震源断层的错动方式 ,并用中强地震P波初动解的N轴仰角的统计分布结果得到的震源断层错动或滑动型式去佐证。拟合中强地震的矩张量速率式 ,计算了川滇次级地块各地震构造区的年均滑动速率 ,并进行比较。根据 1980— 2 0 0 1年川青地块、雅江地块和滇中地块边界断裂带跨断层短水准、短基线定期复测结果 ,分析了水平和垂向年均形变速率。川滇地块间的运动是不均匀的。川青地块的运动方向为SEE。雅江地块压应力场优势方向为SSE ,相对川青地块的运动速率更大。滇中地块承袭雅江地块的运动方向 ,略偏东。密支那滇西地块压应力场有 2组优势方向 ,存在向NE方向的推挤和SSE方向的逃逸 ,活动速率大     

利用谱聚类方法研究新丰江库区的震源机制解

为检验震源机制解谱聚类方法的实用性,选择新丰江库区为研究区域,利用FOCMEC方法反演了该区域2012年1月1日—2018年12月31日M_L2.0以上地震的震源机制解,并对其进行了谱聚类分析,最终获得该区域7种震源机制解类型;通过分析每种类型的震源机制解特征及其时空分布特征,探讨了震源机制解类型分布与区域构造的关系。结果表明:(1)新丰江库区地震破裂类型以正断型为主,兼有部分倾滑分量,其次为走滑型;(2)不同类型的震源机制解具有区域性的空间分布特征,主要受不同的构造背景影响,反映了新丰江库区地震活动和构造特征之间的关系;(3)不同类型震源机制解所描述的断裂分布反映了峡谷及大坝区库水渗透的构造条件,解释了区域地震频发的可能原因;(4)每种类型的震源机制解在研究时间范围内数量变化较为稳定。