云南个旧西凹蚀变花岗岩型铜-锡多金属矿床萤石地球化学特征及其地质意义

关键金属锡作为全球高科技产业的重要战略性资源,其成矿作用及找矿勘查均是目前国际矿床学领域研究的热点.位于滇东南有色金属成矿带西端的个旧具有全球规模最大的锡矿储量,因其具有独特的成矿条件而备受关注.近年来,在个旧老厂矿田西部凹陷带花岗岩体内部发现中型-大型铜-锡多金属矿体,但对其尚缺乏系统的研究.文章对个旧老厂矿田重点坑道和钻孔开展构造-岩相蚀变特征解析,观察到锡铜矿化主要以石英-电气石-萤石-硫化物-锡石脉的形式产于似斑状蚀变花岗岩中,少量以萤石硫化物形式产于花岗岩与碳酸盐接触带的矽卡岩中.文章对与2种成矿作用相关的萤石开展LA-ICP-MS及ICP-MS微量元素和Sr-Nd同位素分析.结果显示:蚀变花岗岩型脉状萤石∑REE为(7～749)×10-6(LA-ICP-MS)、(45.5～77.4)×10-6(ICP-MS),具有强烈的Eu负异常(δEu=0.01～0.08)和弱Ce负异常(δCe=0.56～0.92),(87Sr/86Sr)i变化于0.70953～0.71147;矽卡岩型萤石∑REE为(27.2～1277.0)×10-6(LA-ICP-MS)、(29.8～161.0)×10-6(ICP-MS),具有显著的Eu负异常(δEu=0.01～0.19)和弱的Ce负异常(δCe=0.44～1.05),(87Sr/86Sr)i变化于0.70870～0.71553.通过综合分析这2类萤石的地球化学特征,认为蚀变花岗岩型脉状萤石与矽卡岩型萤石均形成于氧化向还原过渡的环境,且均为岩浆热液活动的产物.2类萤石为近同期形成,其中矽卡岩型萤石中Ca来源于老卡等粒花岗岩和碳酸盐岩地层,蚀变花岗岩型萤石中Ca主要来源于老卡等粒花岗岩.综上,个旧老厂矿田西部凹陷带的似斑状花岗岩为老卡等粒花岗岩体边部的早阶段岩体,其未提供成矿物质,但提供了流体运移通道和就位空间,晚阶段流体上升侵位在老厂西部凹陷带似斑状花岗岩体内部形成岩浆热液脉型铜-锡多金属矿体.该研究可以为个旧锡矿深部及外围增储和滇东南锡矿带下一步找矿方向提供重要的理论指导.     

滇西凤庆地区箐头山花岗岩的特征 ——古特提斯洋碰撞汇聚向伸展转换的证据

笔者等在野外调查的基础上,对出露于滇西临沧岩浆弧北部凤庆箐头山地区原1∶25万凤庆县幅划分的二叠纪糜棱岩化黑云二长花岗岩进行了系统的年代学、岩石学和地球化学研究。该花岗岩体中,锆石具典型的振荡环带,Th/U值均大于0.2,为岩浆成因,其LA-ICP-MS U-Pb年龄为213±5 Ma,应当为岩浆结晶年龄,表明该岩体形成于晚三叠世,而非前人认为的二叠纪。全岩主微量元素分析结果显示,箐头山花岗岩Na_2O/K_2O值低,富Al_2O_3,铝饱和指数(A/NCK值)平均为1.18,属过铝质高钾钙碱性系列。稀土配分曲线右倾,具有轻稀土富集、重稀土弱亏损、负铕异常明显的特征(δEu=0.36～0.50);富集大离子亲石元素Rb和K,亏损高场强元素Zr。在Rb—(Y+Nb)判别图解中,箐头山花岗岩投影点落入后碰撞花岗岩区,并具有明显向板内花岗岩转换的特征。结合区域地质资料,笔者等认为获得的213 Ma可能代表昌宁—孟连古特提斯洋闭合之后地壳由碰撞后造山向构造伸展转换的时限,为昌宁—孟连古特提斯洋碰撞后造山作用的结束提供时代约束。     

东昆仑祁漫塔格地区乌兰乌珠尔早古生代花岗岩锆石U-Pb年代学、地球化学及其地质意义

为确定东昆仑祁漫塔格乌兰乌珠尔地区片麻状黑云母花岗岩和二长花岗岩的形成时代、岩石成因、源区性质和构造背景,对该岩石样品进行了锆石U-Pb年代学、地球化学和锆石Hf同位素研究.结果显示:片麻状黑云母花岗岩加权平均年龄为457.5±2.3 Ma,铝饱和指数A/CNK介于0.98~1.02,属准铝质岩石,Na₂O/K₂O比值为0.440~0.625,属于高钾钙碱性系列.二长花岗岩加权平均年龄为422.5±1.6 Ma,铝饱和指数A/CNK介于1.03~1.05,属弱过铝质岩石.二者均具有高硅(SiO₂介于68.93%~74.72%)、高碱(全碱ALK介于6.83%~9.40%)、低磷(P₂O₅小于0.12%)等特征.富集轻稀土元素,亏损重稀土元素,δEu值为0.29~0.70,显示Eu中度负异常.富集Rb、K等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、P、Ti等高场强元素,属于I型花岗岩.二长花岗岩样品的ε_Hf(t)值为-2.2~+1.4,二阶段模式年龄为1 320~1 546 Ma.结合岩石成岩年龄、地球化学特征及区域构造演化认为片麻状黑云母花岗岩(457.5±2.3 Ma)为下地壳部分熔融产物,形成于原特提斯洋向北俯冲导致的局部拉张环境.二长花岗岩(422.5±1.6 Ma)岩浆来源于中元古代新增生的下部地壳熔融产物,形成于碰撞拼贴后的伸展构造环境.      

使用长短期记忆人工神经网络进行花岗岩变形破坏阶段的判别

判别岩石所处的变形破坏阶段是分析岩石变化过程的重要基础。由于室内试验视频数据具有很好的等时距分布特征,可以使用基于长短期记忆的神经网络（LSTM-NN）模型判别外荷作用下岩石的变形破坏阶段。本文根据花岗岩室内单轴压缩试验所得应力-应变曲线和试验视频图像中裂隙的分布情况,将岩石变形破坏过程分成岩石压密阶段、弹性变形阶段、裂隙扩展阶段、整体破坏阶段,在提取不同阶段不同组分主要数字特征参数（面积）基础上,建立了基于LSTM-NN模型的岩石变形破坏阶段分类网络,分析了模型主要参数（学习率和最大周期等）对分类准确性的影响,使用所建模型对岩石所处变形破坏阶段进行了判别。结果表明,在LSTM-NN模型参数中,学习率和最大周期对变形破坏阶段判别准确率的影响较大,二者分别为0.005和200时的判别准确率达到最高;对于整个变形破坏阶段来说,LSTM-NN模型对裂隙扩展阶段预测的判别效果最好、对整体破坏阶段预测的判别效果最差;对于花岗岩中不同组分来说,LSTM-NN模型对变形破坏阶段预测准确性高低的顺序是裂隙、黑云母、长石、石英。     

全风化花岗岩地层中高固相离析浆液灌浆机理研究

全风化花岗岩地层稳定性差、遇水易发生崩解,工程上使用常规材料防渗加固注浆时效果较差。针对这一情况,依托湖南省郴州市莽山水库防渗加固灌浆项目,通过自主设计的全风化花岗岩地层注浆室内模拟试验装置,进行模拟注浆试验,实现了浆液在整个注浆过程中的扩散情况模拟,对不同注浆压力、不同位置点所取试样开展单轴抗压、抗剪强度及渗透率测试试验,对不同注浆压力下完整结石体取样观察,研究以全风化花岗岩颗粒为配方主体材料的高固相离析浆液在全风化花岗岩地层的防渗加固效果及浆液扩散模式。结果表明:该浆液在全风化花岗岩地层扩散过程中经历了渗透扩散、挤密压缩、劈裂扩展三个阶段,是一种复合注浆形式;以全风化花岗岩颗粒为主体的高固相离析浆液在全风化花岗岩地层注浆中效果显著,随着注浆压力提升,单轴抗压强度显著提升为原土体的3.25～13.67倍,抗剪强度在不同法向压力情况下提升为原土体的1.63～2.69倍,渗透系数从10?4 cm/s下降至10?5 cm/s甚至10?6 cm/s。     

川北硅质岩型铼多金属矿铼的赋存状态

川北硅质岩型铼多金属矿是国内首次发现的铼矿床新类型,矿石中具有Re、Se、V、Mo等多种有价元素富集,综合利用价值较好.本次通过X射线荧光光谱分析(XRF)、X射线衍射(XRD)、能谱分析(EDS)、电子探针(EPMA)、扫描电子显微镜(SEM)等多种手段开展矿石工艺矿物学及铼的赋存状态研究.结果 表明,矿石中主要矿物包括石英、伊利石、黄铁矿等,并含有大量碳质,Re、Se富集与S紧密相关,V富集与Si、A1紧密相关.黄铁矿电子探针分析结果显示,测点含硒平均值0.021％、铼含量平均值为0.024％,表明铼、硒主要以类质同象形态赋存于黄铁矿中.钒主要赋存于含钒伊利石等黏土矿物中.     

新疆东准噶尔后碰撞花岗岩成因的实验研究

新疆东准噶尔地区发育大面积的后碰撞花岗岩,依据其地球化学特征可以分为Ⅰ型花岗岩和A型花岗岩.为了探讨这些花岗岩的成因,我们以研究区内卡拉麦里蛇绿岩套基性岩(蚀变玄武岩、辉长岩)和代表沉积物的东准噶尔泥质岩的混合物(基性岩:泥质岩质量比9:1)为初始物,开展了高温高压条件下的部分熔融实验研究.结果 表明,90％蚀变玄武岩+10％沉积物的混合物在925℃、1.0 GPa、加水量0％～4％条件下部分熔融形成了准铝质花岗闪长质熔体,与熔体共存的矿物主要为角闪石,熔体具有低SiO2、A/CNK,高A12O3、FeO*、CaO的特征,在成分上与研究区内后碰撞Ⅰ型花岗岩类似;而90％辉长岩+10％沉积物的混合物在相同条件下加水量2％～4％部分熔融形成了弱过铝质英云闪长质熔体,与熔体共存的矿物相为角闪石,熔体具有低SiO2,高A12O3、FeO*、CaO、A/CNK的特征,与研究区内后碰撞Ⅰ型花岗岩存在着明显的差异.因此,东准噶尔地区Ⅰ型花岗岩岩浆可能是蚀变玄武岩加沉积物在上述实验条件下部分熔融所形成,而高SiO2含量的A型花岗岩岩浆不能在上述实验条件下通过部分熔融形成.     

基于DBSCAN算法的孔深测量与地层反演理论研究

论文针对地质勘探取心工况复杂、钻进深度大、事故发生率高、岩性复杂、钻进参数难以获取、无法实时掌握钻进状态的难题,在充分调研现有工况识别技术的采集原理、功能种类、现场实测的基础上,结合钻探智能化、自动化的发展方向,运用硬件与软件结合的思想,设计了实时测量钻探参数的方案。论文首次提出使用DBSCAN（针对噪声空间基于分布密度进行聚类的算法）密度聚类法分析钻进参数,结合光电编码器增量的正负性进行工况判别,以获取钻头位置以及钻孔深度。该方案可以判别钻进状态,获取钻进工艺参数,将测量数据作为所钻地层的可钻参数来反演地层。钻机的自动化、智能化研究能获取大量地层资料,有利于推进钻进工艺学发展,实现从经验钻探到智能钻探进的突破。同时,为智能钻进系统奠定基础。     

广西大瑶山东南缘侏罗纪埃达克质花岗岩的特征、成因及构造意义

对钦杭结合带西南段大瑶山东南缘的中晚侏罗世埃达克质花岗岩（165~153 Ma）进行了岩石学、地球化学研究,并探讨了埃达克质和TTG岩类的特征属性。岩石SiO₂含量63.76%~72.13%,总体具高Al₂O₃（Al₂O₃≥15%）、低MgO （<3%）,亏损重稀土元素（HREE）、正Eu异常或弱的负Eu异常,低Y （≤18×10^-6）和Yb （≤1.9×10^-6）,高Sr （>300×10^-6）和Sr/Y值（>20）等埃达克岩独特的地球化学特征。结合区域构造演化分析认为,该侏罗纪埃达克质花岗岩形成于陆内伸展构造背景,为大陆板内加厚（隆起区）的下地壳底部岩石部分熔融的产物,属大陆板内环境I型花岗岩。具有类似于低镁安山岩/闪长岩系列（LMA）和镁安山岩/闪长岩系列（MA）两种高压型TTG亚类的属性,为古俯冲增生带下地壳弧型岩石熔融的继承性特征,与中生代古太平洋俯冲板片熔融过程无关,属非俯冲成因的埃达克/TTG岩类。其空间上与大瑶山东南缘早古生代俯冲增生带高度重合,且与早古生代TTG侵入岩组合紧密相邻,提示它们可能源自于早古生代洋壳俯冲带或大陆边缘弧下地壳玄武质岩石的部分熔融,因而具有洋俯冲成因的特征属性。     

兴安地块南段晚泥盆世包格德岩体时代的厘定及地质意义

中亚造山带东端兴安地块南段的包格德岩体由石英二长岩、二长花岗岩和花岗斑岩3种岩性组成,岩体锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果分别为368±1 Ma、364±1 Ma、355±1 Ma,为晚泥盆-早石炭世岩浆活动的产物;岩体的(Na_2O+K_2O)含量为7.62%～8.82%,K_2O/Na_2O值为0.93～4.21,具有富碱且相对富钾的特点,A/CNK为0.95～1.20,以准铝质-弱过铝质为主,成因上为高钾钙碱性系列的I型花岗岩;岩体具有偏低的稀土元素总量(83.60×10~(-6)～163.40×10~(-6)),中等的铕负异常(δEu=0.34～0.78),相对富集大离子亲石元素(Rb、Th、K)及轻稀土元素,不同程度亏损Ba、Sr、Ti及P等元素;岩体形成于活动大陆边缘弧的伸展环境,与古亚洲洋的演化有关。