炼就地质勘探的“火眼金睛”——专访云南三江成矿系统与评价系统创新团队李文昌教授

入地可能比上天更难,要把地下的矿藏解剖清楚——它的结构、演化,以及后期对矿产形成的贡献。探索是没有止境的。从无到有,从理论到预测到最终把矿找出来,这是李文昌最引以为傲的事。多年来,他的初心就是多找矿、找大矿、找好矿。在《小康》杂志与他的对话中,这位兢兢业业的专家无疑诠释了“卓越”的力量。

滇东南薄竹山矿集区晚白垩世岩浆活动及锡银铅锌钨多金属成矿作用

薄竹山锡银铅锌钨多金属矿集区位于华南褶皱系西缘,属于滇东南岩浆成矿带的重要组成部分。区内矿产资源丰富,以锡银锌钨矿床为主,兼有铅锌铁铜等多种金属矿产,矿床均围绕薄竹山岩体分布,其中以白牛厂超大型银多金属矿和官房大型钨矿最为典型。研究表明,薄竹山矿集区锡银铅锌钨多金属矿床的形成与晚白垩世岩浆活动存在密切的联系,其复式岩体成岩时代可以追溯至91.2~84.1 Ma,属晚白垩世岩浆活动的产物。晚白垩世酸性岩浆沿着薄竹山背斜核部与北西向断裂交合地带大规模侵位,在岩浆的顶托作用和底劈作用下,最终形成了薄竹山复式花岗岩体及白牛厂隐伏花岗岩体。薄竹山各单元岩体与白牛厂二长花岗岩、花岗斑体,以及团山、官房花岗岩均表现出一致的富硅(w(SiO_(2))为65.48%~74.92%)、富钾(w(K_(2)O)为4.17%~6.06%)的特征,岩石富集轻稀土元素(LREEs),具中等负铕异常,各岩体明显富集大离子亲石元素(LILEs),而相对亏损高场强元素(HFSEs),为一套准铝质—过铝质的钙碱性—高钾钙碱性S型花岗岩,形成于同碰撞造山及向碰撞后造山环境过渡的大地构造背景,属于造山运动的产物。区内成矿物质迁移与富集主要围绕着花岗岩体进行,发育形成了花岗岩接触带的夕卡岩型W、Sn、Fe矿床,碎屑岩–碳酸盐岩建造中的岩浆热液型Ag、Pb–Zn、Sn、Cu及外围地层中低温热液型Sb矿,这在区域上构成较为完整的与花岗岩侵位有关的岩浆热液成矿系统。

缅甸甘宝锡钨矿区花岗岩年代学、岩石成因及其地质意义

与东南亚锡矿带的形成紧密相关的晚白垩世—古新世花岗岩带广泛发育于缅甸地区,然而有关花岗岩形成的动力学背景及时-空规律尚未形成统一认识。本文对缅甸甘宝矿区花岗岩进行了锆石U-Pb定年、岩石学和地球化学的综合研究。研究表明甘宝矿区岩体由黑云母二长花岗岩构成,两件样品的锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄分别为(64.0±0.69)Ma(n=25,MSWD=1.9)和(65.7±1.5)Ma(n=19,MSWD=3.8),表明岩浆侵位形成于晚白垩至古新世早期。代表性岩石样品具有高SiO_(2)(74.5%~77.2%)、高碱性元素(w(Na_(2)O+K_(2)O)=7.05%~8.48%),为过铝质(A/CNK>1.11)和高钾钙碱性属S型花岗岩。岩石具“平坦型”REE配分模式和强烈负铕异常(Eu/Eu^(*)=0.14~0.19),微量元素原始地幔标准化图显示富集的大离子亲石元素(Rb、Th、U、K和Pb)和亏损的高场强元素(Nb、Ta、Zr、Hf和Ti)。高的初始^(87)Sr/^(86)Sr比值(0.7322~0.7446)和负的εNd(t)值(–7.51~–6.95)以及TDM2年龄(1.55~1.51 Ga)表明,岩浆的初始熔体起源于中元古界陆壳基底的部分熔融,并经历了高程度分异结晶作用。甘宝矿区花岗岩体是属缅甸晚白垩世—古新世花岗岩带(90~60 Ma)的一部分,均形成于板块俯冲引起的弧后伸展环境,花岗岩体与钨成矿是新特提斯洋壳东向俯冲期间的岩浆-成岩-成矿事件的具体表现。

滇东南官房钨矿床矽卡岩矿物学特征及其地质意义

官房钨矿床位于滇东南薄竹山W多金属矿集区,是近年来新发现的大型白钨矿床。矽卡岩多产于层间破碎带,呈似层状、透镜状和脉状,一般不与花岗岩体接触而形成远端矽卡岩(深部揭露有少量产于接触带),矽卡岩矿物发育。为进一步查明矽卡岩矿物学和矿物化学特征,揭示矽卡岩形成环境,探讨矽卡岩与矿化类型之间的关系,笔者采集了KT3近端矽卡岩与KT5远端矽卡岩进行对比,通过开展系统的矿物学镜下观察,利用EMPA进行石榴子石成分分析,LA-ICP-MS对典型的矽卡岩矿物进行了单矿物分析。研究表明,官房钨矿床矽卡岩属典型钙质矽卡岩,矽卡岩矿物主要有石榴子石、辉石、符山石等,其中石榴子石为钙铝榴石-钙铁榴石系列,辉石为透辉石-钙铁辉石系列,符山石属普通符山石。由近端矽卡岩向远端矽卡岩,石榴子石主要成分由钙铝榴石向钙铁榴石转化;辉石几乎全部为透辉石向透辉石、钙铁辉石的组合转化,石榴子石与辉石的特征表明矿床的矽卡岩由还原型矽卡岩转为氧化型矽卡岩;KT5形成条件较KT3氧逸度更高,两者流体交代方式以扩散交代为主。石榴子石、辉石端员组分及Mn/Fe、Mg/Fe比值稍高的特征,综合指示其矿化类型属于铁铜锌等多金属矿化类型;符山石中较低的w(W)可作为钨矿找矿标志。

基于先验信息的压缩感知重建温度场技术

针对利用压缩感知方法重建微处理器芯片温度场存在错失真实热点、从而影响重建精度的问题,提出了一种基于先验信息的压缩感知重建温度场方法。通过对温度场先验信息的处理,结合主成分分析和模拟退火算法有针对性地设计观测矩阵,优化温度传感器的布置,提高重建精度。实验结果表明:与基于特征图的重建方法、基于模拟退火算法布置传感器的方法和基于随机采样的压缩感知重建温度场方法相比,该方法在平均温度误差、最大温度误差和均方误差方面至少分别提升了29.9%、46.6%和53.7%,有更优越的温度场重建性能。

一种高精度快速激光修调方案设计

在激光修调过程中,激光的修调路径和控制策略是影响修调精度和修调速度的关键因素,而常规激光修调方案难以同时满足高精度和快速修调。因此,提出了一种高精度快速激光修调方案,使用“离散+连续”结构的金属薄膜电阻图形提高修调效率和可靠性;利用阶梯形的激光修调路径提升修调精度;采用动态测试步长的控制策略提高修调速度。采用上述方案对60个金属薄膜电阻样品进行激光修调,结果表明:修调精度可达0.004%,平均测试步长为2.53,验证了所提出的修调方案可有效提升修调精度和修调速度。进一步将该方案应用在200个温度传感器芯片的校准中,结果表明200个温度传感器芯片的测温误差均校准至±0.2℃以内,平均测试步长为6.29。

一种FPGA⁃TDC防气泡误差编码器设计

在设计基于现场可编程门阵列(FPGA)的时间数字转换器(TDC)时,时钟偏斜等因素产生的气泡误差会造成抽头延迟链(TDL)中的延迟单元失效,导致TDC的分辨率变差。提出了一种防气泡误差编码器,通过统计抽头延迟链中发生变化的抽头个数,该编码器使抽头延迟链跳变顺序按照时间顺序映射,从而消除气泡误差的影响。利用Xilinx Virtex UltraScale+FPGA对该防气泡误差编码器的有效性进行验证,使用该编码器后,基于双端采样法的抽头延迟链TDC分辨率由3.18 ps提升至1.76 ps。实验结果表明,所提出的防气泡误差编码器能够解决气泡误差导致的延迟单元失效的问题,避免分辨率的损失。

中国关键矿产现状、研究内容与资源战略分析

关键矿产是指当前和未来相当长时间内现代社会可持续发展所必须但在稳定供给方面又存在高风险的金属矿产资源,主要包括稀土、稀有、稀散金属和部分稀贵金属矿产资源。关键金属由于具有极度耐高温、耐腐蚀、光学和电磁性质优良等物理化学特性,是航空航天、电子信息、高端制造、新能源、新材料等重点领域和新兴产业发展的重要物质基础。由于高科技和新兴产业的快速发展,未来几十年全球对关键矿产的需求将迅猛增长,供需矛盾将日益突出,可以说,未来国际矿产资源和科技的竞争在很大程度上将集中于对关键矿产资源的博弈。过去十余年来,中国一直为矿产资源第一消费大国,在未来较长时间内对关键矿产的需求量仍将持续增长。面对国内强劲需求和严峻的国际资源竞争态势,迫切需要加大科技创新力度,持续开展关键矿产成矿基础理论和综合利用技术研究。中国的关键矿产种类丰富,成矿过程中关键金属元素的地球化学行为和成矿机制复杂,矿化类型多样,空间分布成群成带,资源潜力大。未来要聚焦关键金属元素超常富集基础理论,重点解决好三方面的科学问题:(1)地球多圈层相互作用对关键金属元素富集的控制作用;(2)关键金属元素富集机制与成矿规律;(3)关键金属元素赋存状态与分离技术。该文立足于国际关键矿产资源形势,提出了全面提升我国对关键矿产资源的管理、勘查、开发和综合利用水平及保障关键矿产资源安全的思考和建议。

云南普朗斑岩型铜矿成矿岩体的基本特征

普朗斑岩型铜矿是格咱地区印支期斑岩型铜矿的典型代表,产于义敦构造-岩浆带南端的复式岩体。复式岩体为浅成-超浅成的中酸性斑(玢)岩体,可划分为3个侵入阶段,最早为石英闪长玢岩,中期为石英二长斑岩,晚期为花岗闪长斑岩。岩石地球化学特征表明,岩石富集Ba、La、Rb、Sr、K和亲铜元素Cu、Pb,亲铁元素Mo、Ni,亏损Nb、Zr、Hf、Ti。斑(玢)岩与岛弧花岗岩的岩石系列相同,属钙碱性岩系,成因类型一致,属I型花岗岩。普朗斑岩型铜矿床主要产于印支期的中酸性斑(玢)岩体,成矿作用受岩浆岩、侵位地层、热液运移、热液蚀变作用和构造空间的控制,其印支期构造-岩浆-热液之间的耦合,共同形成了斑岩成矿系统。

滇西北红山铜矿床成矿流体地球化学特征及矿床成因

红山铜矿床为滇西北地区一大型斑岩-矽卡岩型铜多金属矿床,它产于印支期石英闪长玢岩及燕山期石英二长斑岩体内及其周边地层中,其形成经历了多期次热液叠加成矿作用过程。流体包裹体岩相学、显微测温及碳、氢、氧稳定同位素综合研究表明,矿区早期成矿流体为中高温、高盐度NaCl-H2O体系热液,主要来源于印支晚期岛弧型岩浆活动,对区内矽卡岩型矿化形成起了重要作用;晚期成矿流体为中高温、高盐度NaCl-CO2-H2O体系热液,主要来源于隐伏的燕山期后造山伸展型花岗质岩浆侵入体,形成了区内斑岩型Cu、Mo及相关的Pb、Zn多金属矿化。因此,红山铜矿床是两期岩浆热液叠加成矿作用结果。

云南普朗斑岩型铜矿床成矿流体特征及矿床成因

普朗铜矿床为滇西北地区一超大型斑岩型铜多金属矿床,它产于印支晚期石英闪长玢岩-石英二长斑岩-花岗闪长斑岩复式侵入体内,已有研究表明其形成于印支期。本次流体包裹体岩相学、显微测温及碳、氢、氧同位素综合研究表明:黄铜矿±黄铁矿-石英脉石英中主要发育含NaCl子矿物三相、气液两相及富气相3种类型的包裹体,成矿流体属中高温、高盐度(ω(NaCl))NaCl-H_2O热液体系,来源于印支晚期岩浆活动;辉钼矿±黄铜矿-石英脉石英中发育含NaCl子矿物三相、气液两相及含CO_23种类型的包裹体,成矿流体属中高温、高盐度NaCl-CO_2-H_2O热液体系,推测来源于后期岩浆活动;晚期黄铜矿±辉钼矿-方解石脉中主要发育气液两相包裹体,成矿流体为中低温、低盐度NaCl-H_2O热液体系,系NaClCO_2-H_2O型成矿流体演化产物。据此,结合区域广泛叠加发育燕山期斑岩钼矿化成矿背景,提出普朗超大型斑岩矿床可能存在燕山期Mo、Cu成矿作用叠加的认识。

中甸普朗复式斑岩体演化及^(40)Ar-^(39)Ar同位素依据

普朗斑岩铜矿的母岩——复式岩体,分别由闪长玢岩、二长斑岩及花岗闪长岩组成,3类岩石的黑云母、角闪石的40Ar/39Ar同位素年龄与地质特征和岩相学等研究结果相吻合,并从212.1Ma→211.0Ma→206.4Ma,代表了由闪长玢岩→二长斑岩→花岗闪长岩的演化关系,时代显然跨越了印支晚期,是目前普朗复式岩体中获得的最新和较年轻的一组同位素年代数据。在本斑岩带北部帕纳牛场二长斑岩中亦获40Ar/39Ar年龄199Ma,显示本区有印支晚期的延续,或印支期末—燕山早期存在一期较强烈的构造-岩浆活动与铜多金属成矿作用,其仅仅为印支晚期延续,还是有另一期——燕山期的构造-岩浆-成矿活动并未有学者明确提出,是今后值得进一步研究的问题。

滇西北格咱火山-岩浆弧斑岩成矿作用

处于义敦岛弧南端的格咱火山-岩浆弧,印支期以大规模中酸性火山-岩浆岩呈北西向带状展布为特征,本文根据火山-岩浆岩的分布、类型、时代与构造环境、成矿作用等,将该岩浆岩带细分为西部烂泥塘-春都斑岩成矿带和东部亚杂-普朗斑岩成矿带,并阐述了西斑岩带岩浆侵位时间较东斑岩带早15～25Myr以及2个成矿带不同的成矿特征,提出该区燕山晚期叠加了1期广泛的钼(钨、铜)成矿作用,以S型花岗岩侵位,南北向叠加于印支期岛弧岩浆岩带上,由北而南从出露至半隐伏、隐伏状,在云南境内圈出休瓦促、热林、红山、铜厂沟等多个花岗(斑)岩体,蚀变花岗(斑)岩内发育石英脉型和蚀变岩型钼矿化,围岩中以热液脉型沿断裂带、不同岩性界面等成矿。以往研究,休瓦促、热林成岩年龄分别为84.4±1.1Ma和81.7±1.1Ma,成矿年龄分别为83±1Ma和81.2±2.3Ma.(李建康等,2007;尹光侯等,2009);本次在红山铜矿深部隐伏岩体中获辉钼矿Re-Os等时线年龄80.2Ma。研究认为,燕山期岩体成矿,仍然表现出岩体由内向外(由深到浅)形成斑岩型钼(铜)矿→接触带夕卡岩型钼(铜)矿→外围角岩钼(铜)矿、热液脉状铜铅锌矿等成矿系列,据此进行缺位预测,为下步找矿指出了方向。

云南普朗超大型斑岩铜矿特征及成矿模型

普朗斑岩铜矿床位于义敦岛弧带南端,是中国目前可以确定的印支期斑岩铜矿床的典型代表。矿床产于由石英闪长玢岩、石英二长斑岩小岩株组成的复式岩体中,通过野外观察和典型地质体的辉钼矿Re-Os年龄、黑云母Ar/Ar年龄和K-Ar年龄测定,确定成矿年龄为(213±3.8)^(216.0±1)Ma,为晚三叠世诺利期,表明普朗斑岩铜矿床的成矿作用在印支期完成。含矿岩体蚀变分带明显,由中心向外发育强硅化带(局部)→钾长石、黑云母化带→石英、绢云母化带→青磐岩化带(局部发育伊利石-碳酸岩化带)。工业矿体主要产于石英二长斑岩中的钾长石、黑云母化带和石英、绢云母化带。矿床具有斑岩铜矿中下部细粒状浸染、中上部细网脉状浸染和顶部围岩中产出大脉状矿体的"三层楼"模式。其斑岩体、元素组合及矿化特征与蒙古的欧玉.陶勒盖斑岩铜矿可以对比,资源潜力巨大。

中甸矿集区普朗-红山铜多金属成矿亚带北段帕纳牛场斑岩体^(40)Ar—^(39)Ar年龄及锑矿化

普朗-红山铜多金属成矿亚带北部帕纳牛场辉锑矿床与石英二长斑岩(热液)及断裂有关。斑岩黑云母40Ar-39Ar坪年龄和等时线年龄分别为199.1±1.3Ma和199.2±2.4Ma,代表了与辉锑矿化对应的斑岩的侵位时间,是该成矿亚带上目前获得石英二长斑岩中40Ar-39Ar最年轻的新年龄值,代表了义敦岛弧普朗-红山铜多金属成矿亚带存在燕山早期的构造-岩浆活动。在印支晚期主要形成斑岩型-夕卡岩型铜多金属矿床之外,燕山早期还具有斑岩及至少与斑岩有关的热液脉状成矿作用-锑矿化,预示了本区斑岩的一种新的成矿作用和找矿方向与前景。

云南普朗斑岩型铜矿田构造岩相成矿规律与控矿特征

云南西北部格咱岛弧是西南"三江"古特提斯阶段形成的重要地质构造单元,位于扬子西缘义敦岛弧带的南端。近年来新发现了包括普朗超大型斑岩型铜矿,红山—红牛、雪鸡坪大型和10余个中小型斑岩-夕卡岩型铜矿床,成为斑岩型铜矿田和铜资源勘查开发基地。研究发现,矿田中矿床的形成与大地构造演化密切对应,不同阶段发育不同的矿床;对应于构造演化产生的区域北西向主干断裂控制岩带的展布,次级断裂及褶皱联合控制了岩体的形态和产状,斑岩型矿床主要产于背斜核部,其含矿斑岩侵位较浅,夕卡岩型铜矿主要产于向斜核部,含矿斑岩侵位相对较深;含矿斑岩多为复式岩体,顶部往往有火山岩岩盖,表明火山岩浆活动具有继承性的特征,普朗铜矿产于北西、北东东向两组断裂的交汇部位,形成岩体内斑岩铜(钼)矿、接触带夕卡岩铜矿和围岩中的大脉状铜矿"三位一体"的斑岩成矿系统,并在外带发育铅锌矿和浅成低温热液金(银)矿床。

全凭静脉麻醉与静吸复合麻醉在颅脑损伤手术中的效果比较

目的比较全凭静脉麻醉与静吸复合麻醉在颅脑损伤手术中的效果。方法选取2012年1月~2015年4月华北石油管理局总医院收治的颅脑损伤患者88例作为研究对象。根据麻醉方式的不同将所有患者分为观察组（43例）和对照组（45例）。观察组采用异丙酚全凭静脉麻醉,对照组采用异氟醚静吸复合麻醉。观察麻醉诱导前（T_0）、切头皮时（T_1）、切硬脑膜时（T_2）、和术后24 h（T_3）的血流动力学指标[心率（HR）、收缩压（SBP）、舒张压（DBP）、脉搏血氧饱和度（SpO_2）],监测颅内压（ICP）和脑组织氧分压（PbtO_2）参数,检测T_0、T_3时点白介素-1（IL-1）、白介素-6（IL-6）、肿瘤坏死因子α（TNF-α）水平和S100β蛋白含量,记录自主呼吸恢复时间、苏醒时间以及拔管时间。结果对照组T_1、T_2时点HR、SBP、DBP均较T_0时点显著升高,且明显高于观察组同时段,差异均有统计学意义（均P〈0.05）。两组T_1、T_2、T_3时点ICP及PbtO_2与T_0比较,差异均有统计学意义（均P〈0.05）;与对照组比较,观察组T_1、T_2、T_3时点ICP降低更显著,PbtO_2升高更显著,差异均有统计学意义（均P〈0.05）。两组T_3时点IL-1、IL-6、TNF-α水平及S100β蛋白含量均较T_0时点显著升高,差异均有统计学意义（P〈0.05或P〈0.01）,观察组T_3时点上述指标均显著低于对照组,差异均有统计学意义（均P〈0.05）。两组患者自主呼吸恢复时间比较差异无统计学意义（P〉0.05）。观察组苏醒时间、拔管时间均明显短于对照组,差异均有统计学意义（均P〈0.05）。结论全凭静脉麻醉用于颅脑损伤手术血流动力学稳定,能有效降低ICP,提高PbtO_2,具有良好的脑保护作用,且术后恢复快,值得临床推广应用。

薄煤层综采工作面自动化技术与装备应用及改进

为解决薄煤层采高低、开采空间小,不利于作业人员操作和行走,效率低、劳动强度大等难题,结合多年薄煤层综采实践,系统分析了制约薄煤单产水平低的主要因素,对液压支架结构、供液系统等方面存在的问题进行了改进和完善,并应用自动控制和视频监控技术提高了采煤装备自动化水平。郭二庄煤矿薄煤层工作面开采结果表明,单刀割煤时间由原来1 h缩减到40 min,班循环次数增加1/3,单产水平由原来6万t提高到8万t以上,实现了薄煤层综采自动化安全高效开采。最后针对自动化设备在现场使用过程中存在的问题,对"三机"整体效应、自动化系统推广应用和攻关方向进行了展望。

应用于不同类型FPGA的多模式调试系统

随着超大规模集成电路(VLSI)以及片上系统(SoC)设计的日益复杂,基于现场可编程门阵列(FPGA)的硬件仿效成为了必要环节。为解决逻辑设计下载到基于FPGA的硬件仿效器后内部节点不可视的问题,提出一种调试系统,该调试系统使用了RTL级植入调试逻辑的调试方法,统一的用户界面和软件侧底层接口,并提供了ELA模式、Scan模式和Snapshot模式。所有模式均使用统一的外部接口,使得调试系统同时适用于Altera和Xilinx的FPGA。实验结果表明,与SignalTap和ChipScope模式相比,ELA模式消耗几乎相同的资源,而Scan模式和Snapshot模式会消耗更少的FPGA资源。

扬子西缘陆内构造转换系统与构造-岩浆-成矿效应

横跨欧亚呈东西延伸的特提斯构造域是全球最重要的有色贵金属成矿带之一,该带向东到达扬子陆块后转向东南,位于转折部位的扬子西缘近年发现系列大型-超大型Cu-Au矿床。以往认为,扬子西缘金沙江-红河大型走滑断裂切穿岩石圈,诱发岩浆上侵,形成富碱斑岩带。本文通过对扬子西缘剑川老君山、鹤庆北衙、姚安老街子-干沟、大姚吁支拉和永仁直苴等多个富碱岩体进行调查和构造应力分析,表明富碱斑岩在沿金沙江-红河断裂两侧分布的同时,也有大量岩体(脉)进入扬子板块内部,沿EW向断裂展布,其成岩成矿年龄为36.87~30.70Ma,与富碱斑岩带一致,同时岩浆活动表现出由西向东时代变新,碱质增加等自西向东运移的特征;对近EW向岩体(脉)及节理的野外观测和统计分析表明,控岩构造具有东西挤压南北伸展的应力特征,与北西向大型走滑构造配套。由此提出,扬子陆块西缘新生代发育大规模陆内构造转化系统,陆块内部系列富碱岩浆,其形成与深切的NW向大型走滑构造有关,自西而东就位于派生的SN向、EW向次级构造,发育斑岩Cu-Au等成矿作用,成岩成矿与陆内构造转化系统耦合。