川藏铁路交通廊道地质调查工程主要进展与成果

川藏铁路是我国正在规划建设的重点工程,由于其位于地形地貌和地质构造都极为复杂的青藏高原东部,在铁路规划建设中面临一系列迫切需要解决的关键地质问题: 区域性活动断裂与断错影响、地质灾害、高地应力及其引起的岩爆和大变形、高温热害、断裂带高压水与涌水突泥、高陡边坡稳定性等。为满足技术支撑川藏铁路规划建设、精准服务国家重大战略实施的需要,中国地质调查局部署了“川藏铁路交通廊道地质调查工程”,聚焦制约川藏铁路规划建设的关键问题,充分发挥地质调查工作对国家重大工程规划建设的支撑作用。2019年主要完成铁路沿线1:5万区域地质调查1 350 km²、1:5万地质灾害调查5 000 km²,建设6口大地热流地质参数井、8个地温监测站,完成地应力测量20孔,编制完成11份地质调查专报,提出的大渡河大桥段、理塘车站段、毛垭坝盆地段等线路优化建议/防灾建议被采纳; 首次将1:5 000大比例尺航空物探技术引入复杂山地铁路工程勘察,创新形成千米级超长水平钻孔定向取心钻进技术,实现500 m深的水平孔地应力测量突破等。该工程通过2019年调查研究,全力提升了铁路沿线地质调查程度与精度,并创新了复杂艰险山区重大工程地质问题与探测技术、地质灾害风险防控理论与减灾关键技术,有效支撑服务了川藏铁路规划建设。     

陕西省风太层控铅锌矿床地球化学特征及其成因探讨

凤太层控铅锌矿床赋存于中(?)盆统古道岭组灰岩与星红铺组千枚岩接触带或隐伏背斜构造鞍部,受地层、构造控制明显;有清楚的硅化、铁白云石化、炭沥青化等围岩蚀变现象,主要矿石矿物为闪锌矿、方铅矿、黄铁矿、黄铜矿及毒砂等。根据矿物包裹体、矿石和上下盘围岩组分比值、矿石矿物微量元素分布、硫铅同位素组成、区域围岩元素丰度等一系列特征,推测矿质极可能来自深部古加里东岛孤基底,后经海西—印支期构造作用,通过地下热卤水渗流,再到上部有利圈闭空间富集成矿。矿床成因类型基本属古生新储层控再造矿床。上部围岩也可能提供部分矿质,但主要矿源层应在深部。     

基于FBG技术的饱和膨胀土失水致裂过程试验研究

为了解饱和膨胀土在失水条件下,干缩裂隙发育过程中土体内的应变状态、分布以及变化规律,设计了一个长40cm、宽5cm、深3cm的一维模型槽,将3条FBG传感光栅串埋入饱和膨胀土试样中,对膨胀土不同位置的应变进行了测量,得到了土体失水干缩致裂过程中,各个FBG传感器的应变状态及其变化规律,并分析了首条干缩裂隙及其附近土体的应变分布特征及其时空演化规律。试验结果表明:随着土体含水率的降低,土体首先呈现出整体收缩,之后应变状态发生分异,呈现出拉张区和收缩区交替出现的分布规律; 位于最大收缩区的边缘,当FBG传感器的应变由压缩状态转变为拉伸状态,并且拉应变及其变化速率相对较大的区域将产生首条裂隙。可见,本文所采用的高空间分辨率FBG传感技术为分析膨胀土裂隙发育全过程、揭示膨胀土失水致裂机理,以及膨胀土裂隙性特征的研究提供了新的思路和技术手段。     

蒙古国早–中侏罗世含煤盆地分布及构造背景和地层

蒙古国早–中侏罗世的主控构造是蒙古–鄂霍次克洋的消减闭合,其北地区发育弧后张裂盆地,其南的拼合大陆内的古缝合线被该消减造山运动激活而发生陆内造山。内蒙的3个陆内造山的磨拉石盆地均延入蒙古境内,故蒙古东部磨拉石盆地的发育与内蒙有相似的几何学和运动学特征。概述了各盆地的代表性地层,尽管其岩性和含煤性有明显差别,但因受制于同一个造山作用,沉积记录都以砾岩开始,都为向上变细的序列,且煤层均赋存于地层柱的中部,据此可把盆地演化分为成煤前、成煤和成煤后3个阶段。成煤阶段大煤田的形成受构造(堆积空间)和气候(成煤物质供应)的双重控制。     

大岗山坝区辉绿岩脉蚀变泥化特征及机理研究

针对大岗山水电站坝区辉绿岩脉蚀变泥化问题,在系统调研和室内试验基础上探讨了蚀变泥化带的空间分布特征、结构构造、矿物学特征及物理力学性质,并结合区域地质环境分析了蚀变泥化岩形成的主要原因。研究表明,坝区SN向辉绿岩脉劈理化强烈,蚀变泥化带发育,且主要集中发育于岩脉与花岗岩接触面及内部强烈劈理化部位。蚀变泥化岩松散易碎,具有塑性高、含水量高、重度低及中等压缩性等物性特征。X衍射和扫描电镜显示蚀变生成了大量的黏土矿物,且具有多孔隙空洞的微观结构特征。富含辉石等暗色矿物和热液交代、多期次的构造挤压错动及浅表生风化作用构成岩脉蚀变泥化的主要原因。     

新疆博格达中段木垒地区基性侵入岩岩石地球化学、锆石U-Pb年代学及其构造意义

博格达造山带大量分布基性岩,其成因研究对区域构造演化具有重要意义。本次对博格达造山带中段木垒地区的基性岩进行了系列研究工作,初步对岩石成因和构造环境进行了探讨,为博格达造山带研究提供了新的依据。岩石地球化学特征显示,辉绿岩的SiO2含量为47.71%~53.7%,K2O含量为0.61%~1.87%,Na2O含量为2.97%~5.14%,显示富钠贫钾特征,属准铝质中-高钾钙碱性岩石系列。Mg#值为29.80~47.89,远低于原始玄武质岩浆的参考数值65,表明区内基性岩可能是原始岩浆经历较强程度分异作用后的产物;分异指数（DI）均大于35.00,固结指数均远小于30,均显示辉绿岩分异程度较高。稀土元素特征显示较高稀土总量、轻稀土强烈富集的右倾模式,相对富集Rb、Ba、K、Th等大离子亲石元素,相对亏损Nb、Ti、Hf、Zr等高场强元素。辉绿岩锆石U-Pb年龄为（305.9±3.1）Ma;辉绿岩岩浆可能源于亏损尖晶石橄榄岩相至原始尖晶石橄榄岩相之间,为较低程度部分熔融及分异演化综合作用形成的产物,为晚石炭世博格达弧后裂陷盆地晚期局限性伸展作用的产物。     

广西宜州裂陷槽晚古生代演化与早石炭世沉积锰矿分布*

滇黔桂地区晚古生代浅水碳酸盐岩台地与深水硅泥质盆地共存的古地理格局,是在加里东期褶皱基底上发生裂陷及差异沉降而发展起来的。广西宜州—柳州一带既是晚古生代上扬子碳酸盐岩地台南缘1条重要的沉积相分界线,也是晚古生代桂中和桂北地层分区、古生代—中生代雪峰山南段构造体系和桂中坳陷构造体系的分界线。文中通过对宜山—柳州一带晚古生代地层的区域对比和成因分析,恢复了桂中宜山—柳州地区晚古生代沉积盆地的演化历史。狭长型宜州裂陷槽盆地西起丹池断裂,向东经龙头、北牙、宜州延伸至柳州。自中泥盆世开始,首先在东西两端开始裂陷下沉,至早石炭世发展成型。受北侧来自江南隆起带陆源碎屑物质充填影响,其表现为南北不对称并在早石炭世晚期被填平。在宜州裂陷槽内发育多处早石炭世沉积型碳酸锰矿,含矿地层分布、地层序列及其沉积背景明显与裂陷槽演化有关。它们既是盆地演化历史的见证,也体现了桂中地区裂陷海槽的特色,值得在后续锰矿成因研究中予以重视。     

武乡区块山西组泥页岩孔隙结构及分形特征研究

沁水盆地东部煤系伴生泥页岩广泛发育,页岩气资源潜力大,开展该区泥页岩孔隙结构特征的研究对页岩含气性评价及实现煤层气、页岩气合探共采具有重要意义。本文以盆地内武乡区块Y井二叠系山西组泥页岩为研究对象,通过XRD、高压压汞和低温液氮吸附等实验手段对泥页岩孔隙结构特征及分形特征进行了研究。结果表明,Y井山西组泥页岩的矿物组成以黏土矿物和石英为主;泥页岩中小于50 nm的孔隙大量发育,结构形态上以狭缝平板型孔隙和"细瓶颈"孔隙为主;泥页岩样品吸附曲线呈倒S型,属于Brunauer分类方案中的Ⅱ型曲线,其脱附曲线属于IUPAC分类方案中的H2型(兼具H1型及H3型),属De Boer分类方案中的B型(兼具E型及C型); Y井山西组泥页岩分形维数接近3,非均质性较强,矿物成分、总孔体积、平均孔径和TOC含量是影响泥页岩分形维数的重要因素。     

胶东控矿断裂断层泥形成与演化:以新立金矿床为例

胶东半岛中生代金矿床具有重要的经济价值,其蚀变和矿化均受北东向断裂控制。例如,位于胶东半岛西北部的新立金矿床受区域三山岛-仓上断裂(F1)和次级断裂(F2)控制,其中F1广泛地控制蚀变和矿化,F2仅分割黄铁绢英岩化蚀变和钾化蚀变。本文选取新立金矿床F1和F2的断层泥为研究对象,通过显微观察,矿物组成测定,激光粒度分析等多种手段,探讨断层泥物质组成、矿物成因、演化阶段及其在成矿过程中的作用。矿物学分析表明F1断层泥主要成分为高岭石和石英,含少量黄铁矿、伊利石和石膏;F2断层泥含有大量的石英和绢云母以及少量高岭石和伊蒙混层。根据矿物共生关系和相图分析得出,高岭石是绢云母反应形成的,伊利石由高岭石转化所致,伊蒙混层是高岭石转化为伊利石的中间产物,这些矿物之间的转化反映了aK+或aK+/aH+连续减小。F1断层泥中黄铁矿和F2断层泥中石英和绢云母可能为围岩残留,石膏是次生风化的产物。F1断层泥的粒度分布曲线呈单峰型、复式双峰和三峰型,其粒度分布分维值为2.61~2.82;而F2断层泥仅呈简单双峰型,分维值为2.46~2.52,表明F1断层泥组份经历颗粒旋转磨蚀阶段,F2断层泥组份处于约束碾磨阶段。综上所述,水岩反应和构造磨蚀在断层泥的形成过程中扮演重要角色,两者在主断裂F1中更强烈、复杂。鉴于F2产出位置和断层泥特征,我们推断F2为成矿后构造。断层泥中大量的黏土矿物、高度分化的颗粒粒度以及定向的显微构造导致低的横向渗透性,使断层作为障碍层阻隔成矿流体并形成差异的蚀变矿化带。