天然岩石裂隙面粗糙度尺寸效应及方向性研究

为探究岩石裂隙粗糙面尺寸效应及方向性,对立方定律修正公式中表征天然岩石粗糙裂隙性质的粗糙度修正系数C进行分析。采用高精度3D扫描仪扫描天然岩石样品,得到其表面粗糙度数据,结合网络公开发布的高精度粗糙岩石裂隙CT扫描数据,生成空间坐标,采用公式法和数值法计算分析粗糙度修正系数C。根据公式法计算结果得出粗糙度具有尺寸效应;根据数值法结果得出粗糙度具有方向性,且粗糙度方向性可使用张量形式来表达。通过计算粗糙裂隙JRC值、表面及隙宽分形维数对研究结果进行印证,证明裂隙面粗糙度具有尺寸效应和各向异性。进一步研究发现:可采用粗糙度修正系数张量或粗糙度张量结合裂隙平均隙宽,形成单裂隙渗透张量,量化复杂粗糙裂隙网络中模型的粗糙面。

滇东北会泽铅锌矿区外围小竹箐勘查区构造岩元素组合异常及隐伏矿预测

云南会泽超大型富锗铅锌矿位于扬子地块西南缘、川滇黔铅锌成矿区小江深断裂东侧,受北东向断褶构造控制。尽管会泽铅锌矿研究程度高,但作为矿区外围找矿重点区域的小竹箐勘查区地质研究程度较低。基于构造岩中金属元素组合晕(MEAHFZ)找矿方法,通过地质测量和构造解析,认为该勘查区具有良好的成矿地质条件,其构造样式为银厂坡左行斜冲走滑断层及其上盘的倒转倾伏背斜组成的断褶构造,与矿山厂、麒麟厂矿床控矿构造样式基本一致。结合已有研究成果,厘定印支期以来该勘查区构造体系成生发展为北东构造带—晚南北构造带—东西构造带。在此基础上,基于地表1∶10000构造地球化学、蚀变岩相精细填图及重力剖面勘查,绘制了铅-锌-镉元素组合和铅、锌单元素异常综合图,结合该区的重力异常,发现其综合异常沿银厂坡断裂上盘上震旦统灯影组、下石炭统摆佐组中的北北东—北东向压扭性层间断裂带分布,进而圈定了Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ号重点找矿靶区。该成果不仅为该勘查区工程验证指明了方向,而且对同类矿床深部和外围找矿预测具有重要的指导意义。

滇东北金牛厂铅锌矿床成矿模式:来自流体包裹体、H-O-S-Pb同位素证据

金牛厂铅锌矿床是川滇黔铅锌多金属成矿区滇东北矿集区内产于下寒武统筇竹寺组泥质、钙质粉砂岩中的铅锌矿床,属于非碳酸盐岩容矿的后生热液矿床。区内赋矿地层筇竹寺组Pb、Zn含量异常高,而矿石Pb同位素组成与基底岩石(昆阳群)基本一致,矿源层是基底还是筇竹寺组、该矿床与区内其他赋存于碳酸盐岩中的铅锌矿床成矿机理是否具有一致性,直接关系到铅锌成矿系统研究与矿床深部找矿预测。基于流体包裹体测温及硫化物H-O-S-Pb同位素组成分析,结果表明:1)流体包裹体均一温度为165~274℃,平均216℃;盐度为6.5%~14.0%NaCl_(eqv),平均值为7.8%NaCl_(eqv),指示成矿流体属于中低温−中低盐度的富气相流体;显微激光拉曼光谱分析显示流体包裹体的液相成分主要为H_(2)O,气相成分主要为CH_(4);2)脉石矿物石英的H、O同位素特征表明,成矿流体主要来源于流经深部褶皱基底(昆阳群)的深部流体和含有机质的盆地卤水的混合;3)硫化物δ^(34)S值与川滇黔成矿区内主要铅锌矿床具有相似性,其还原S主要来源于下伏地层震旦系灯影组和下寒武统渔户村组白云岩中硫酸盐的热化学还原硫作用(TSR)过程;4)硫化物的Pb同位素组成不仅与基底岩石的铅同位素比值一致,且沿上地壳Pb平均演化线呈直线分布,表明壳源Pb源主要来自基底岩石(昆阳群),赋矿围岩下寒武统筇竹寺组碎屑岩也贡献了部分Pb。结合矿床对比研究,认为该矿床和川滇黔成矿区内主要铅锌矿床是在同一成矿地质背景下形成,具有相似的成矿模式,但在赋矿围岩、赋矿断裂性质、矿质来源等方面存在自身的特点。该研究可为川滇黔成矿区内铅锌成矿系统研究提供依据,也为该区矿床深部及外围找矿提供新思路。

基于立方定律的断层流—热耦合数值计算方法

由于断层宽度远小于其延伸方向的尺寸,造成数值模型建模困难、计算效率低等问题。把断层概化为无几何厚度的空间曲面,并引用裂隙渗流理论中的立方定律对其进行渗流计算,可以有效降低建模难度。本研究旨在验证断层概化方法的可行性和合理性,并解决断层中的裂隙流与基岩中的达西流之间的流—热耦合问题。采用公式推导得出断层与基岩之间的流—热耦合控制方程,并使用数值模型的计算结果进行了验证分析。结果表明:当不考虑断层内部结构影响时,利用立方定律计算断层渗流的方法是可行的;耦合控制方程对基岩与断层之间的流—热耦合计算合理有效;随温度而变化的流体粘滞性对数值模型计算结果影响显著。

昆明市滑坡分布规律与特征浅析

昆明地处云贵高原,属崩滑流等地质灾害多发地区。通过对该区域内滑坡调查和已有资料的分析研究,结果表明,昆明市滑坡分布规律与特征受到地质构造、地层岩性组合、地形地貌、降雨四种自然因素的影响强烈。

四川大梁子铅锌矿床1944m中段构造岩元素组合异常及隐伏矿体预测

四川大梁子铅锌矿床位于扬子地块西南缘,明显受小江深断裂与普渡河深断裂之间的NWW-近EW和NE向构造控制。目前该矿山深部找矿前景不明朗,亟需探寻新的找矿思路和方法来实现新的找矿突破。本研究利用构造带中金属元素组合晕特征,进行隐伏矿体的预测。通过开展矿床构造精细解析,认为NWW-近EW向右行张扭性—扭张性控矿断裂(F_(15)、F_(1)等)与NW向张性—右行张(扭)性断裂及其次级褶皱组合形成的"负花状构造",直接控制着矿床和矿体(脉)展布,均为同一应力场作用下的北东构造带的产物。在此基础上,基于1944 m中段1∶1000构造地球化学填图,绘制了Pb、Zn成矿元素组合(F_(2))和Pb、Zn单元素异常综合图,发现综合异常均沿NW-SE向展布,与已知矿体产状和主控断裂产状基本一致。结合矿床地质特征和异常特征,圈定了Ⅰ号、Ⅱ号和Ⅲ号重点找矿靶区。该研究成果为大梁子铅锌矿深部找矿工作指明了方向,也为同类型矿床深部找矿预测提供了一定的参考。

昆明市滑坡分布规律与特征浅析

昆明地处云贵高原,是一个崩滑流等地质灾害多发地区。本文通过该区域内滑坡的调查,并结合已有的滑坡资料,分析了在地质构造、地层岩性组合、地形地貌、降雨四种自然因素影响下,昆明市滑坡的分布规律与特征。

云南会泽铅锌矿床外围高家阱勘查区构造样式与构造地球化学找矿

高家阱勘查区位于云南会泽铅锌矿床北东侧,是矿山厂断裂NE向延伸的有利成矿地段。在1∶5000构造地质填图基础上,结合典型构造面力学性质分析,认为高家阱勘查区受NE向矿山厂背斜、矿山厂断裂控制,NE向左行压扭性层间断裂是矿体赋存的有利部位。印支晚期,在NW-SE向应力持续作用下,形成NE向牵引褶皱,构成高家阱控岩控矿构造格架--逆冲推覆构造,为成矿流体的运移提供通道。通过蚀变指数计算,提取肉红色粗晶白云岩、米黄色粗晶白云岩、灰白色粗晶白云岩蚀变信息,划定3个强蚀变地段。通过构造地球化学因子分析,绘制Pb-Zn-Cd-Ag、As-Sb-Hg元素组合异常图,提取异常信息并圈定4个主要异常区。除石炭系外,异常还分布在震旦系、泥盆系,具多层位找矿潜力。综合控矿构造-矿化蚀变-构造地球化学勘查技术组合,提出找矿方向。

川西南大梁子铅锌矿区F_(15)主控断裂及其控矿作用机制

大梁子铅锌矿是川西南矿集区典型的大型矿床之一,矿床(体)的空间展布严格受F_(15)主控断裂及其次级构造控制,它们为成矿流体运移和矿质沉淀提供了有利场所。针对该矿床成矿构造体系、F_(15)主控断裂及其控矿作用的核心问题,应用矿田地质力学理论与方法,通过主控断裂几何学、运动学、力学、构造岩、构造期次等方面的解析,结合地球化学研究,认为F_(15)主控断裂在成矿期具有导矿和容矿的特征,主走滑-断褶构造组合样式(负花状构造)是该矿床的主要构造组合样式。F_(15)主控断裂主要表现出2期构造活动:早期(印支中晚期—燕山早期)因NW—SE向主压应力作用,形成右行扭张-张扭性构造,晚期(燕山中—晚期)因NE—SW向主压应力作用,断层转化为左行扭性-扭压性,右行扭张-张扭性及派生出的一系列NWW—NW向张性断裂、NE向压扭性断裂及NE向SW倾伏主背斜组合而成的NE向构造带,为主要成矿构造体系。与铅锌成矿有关的Zn-Pb-Cd-Sb-Hg-Ag-As等元素组合和与深部流体有关的Mo-Tl等成矿元素组合均表现为明显富集现象;成矿流体沿F_(15)导矿构造“贯入”,沿次级NWW—NW向断裂和NE向SW倾伏主背斜、层间断裂构造系统发生“贯入”-交代作用,形成矿床。该研究不仅对大梁子铅锌矿深部及外围找矿具有实际意义,对于川西南铅锌多金属矿集区构造控矿规律研究也具有科学价值。

古今探矿理论多尺度融合及“四步式”深部找矿方法

中华文化博大精深、源远流长,是东方文明和世界文明的瑰宝。追溯中国远古时期,既无专业地质勘查队伍和科研团队,也无先进的科学探测仪器和设备,中华先祖是如何应用探矿理论和方法开展找矿勘查、其探矿理论和方法产生的文化背景等一系列问题至今模糊不清,值得深入探讨。本文基于对"三坟易"、《山海经》、幔汁理论和俄罗斯地球排气理论的理解和分析,结合当今较成熟的成矿理论与热液矿床深部大比例尺"四步式"找矿方法,进行多尺度融合研究和找矿方法探索,提出了一种以中华文化智慧和现代地学理论为支撑的"四步式"深部找矿方法,即寻"龙"定带→勘"穴"筛区→察"土"圈点→综合定位。运用该方法对大梁子铅锌矿区深部隐伏矿体进行找矿预测,推断隐伏矿体赋存于矿区NW部深部和矿区SW部。该方法对古今探矿理论融合研究及其找矿预测应用起到抛转引玉之作用。

川西南大梁子铅锌矿床构造分级控矿规律与控矿构造组合样式

大梁子铅锌矿床位于扬子地块西南缘的川西南矿集区内,矿体展布明显受构造控制。针对该矿床构造分级控矿规律与控矿构造组合样式不清的问题,基于矿田地质力学理论与方法,通过不同级别的典型控矿构造力学性质鉴定及不同期次构造筛分,厘清了控矿构造组合样式及其形成机理。研究表明,成矿构造体系为印支晚期NE向构造带,在NW-SE向主压应力作用下,矿床内形成的不同级别构造分级控制了矿床、矿体和矿脉的展布;形成不同尺度的控矿构造组合样式:矿床尺度的走滑为主断裂-褶皱构造组合、矿体尺度的为“多”字型、“入”字型及“黑色破碎带”构造组合。本研究为该矿床深部及外围找矿勘查提供了重要依据。

滇中腊梅铁矿床磁铁矿地球化学特征及其指示意义

滇中腊梅铁矿床位于西南“三江”地区金沙江-哀牢山-红河富碱斑岩带中段,其矿化类型不明,成矿机制和资源潜力不清,制约了该区找矿勘查的深入研究。本次研究工作在详细的地质调查基础上,根据矿(化)体产出特征,将磁铁矿划分为正长斑岩内的豆状-星点状磁铁矿(Ⅰ-Mag)、透辉石角岩内浸染状-团块状磁铁矿(Ⅱ-Mag)和层间破碎带内脉状及囊状充填型磁铁矿(Ⅲ-Mag)3种类型。通过LA-ICP-MS原位微区成分对比,发现3类磁铁矿总体富集Ti、Mn、V、Mg、Zn及Ni,贫Sn、Ga及Sc等元素,并且从Ⅰ-Mag→Ⅱ-Mag→Ⅲ-Mag, Mg、V、Zn含量及Ni/Cr值逐渐增加,Cr、Sn及REE含量逐渐降低,反映3类磁铁矿具有从岩浆成因向热液成因演化的特征。结合Ni/(Cr+Mn)-(Ti+V)、(Al+Mn)-(Ti+V)图解及磁铁矿矿相学特征,认为该矿床属于接触交代热液型铁矿床,其成矿物质来源与富碱斑岩密切相关。3类磁铁矿形成温度约300~500℃,Ⅰ-Mag→Ⅱ-Mag→Ⅲ-Mag的氧逸度有逐渐降低的趋势。地球化学特征及成矿温度、氧逸度等信息指示,腊梅铁矿床深部具斑岩型铜多金属矿床的成矿潜力。

富锗铅锌成矿系统和勘查技术创新及深部找矿重大突破

川滇黔接壤区是我国重要有色金属勘查开发基地,区内会泽、毛坪、赫章等主力矿山资源枯竭,寻找深部接替资源、保障国家资源安全刻不容缓.但国内外已有理论不能圆满诠释矿床的特殊性和复杂性,矿床时空分布规律和形成机制不清、元素超常富集机制不明,乌蒙山区山高谷深、常规找矿技术难以奏效,深部找矿难度很大.为此,在国家973计划、国家自然科学基金和省部科技计划及矿山自筹基金的持续投入下,历经20多年产学研用协同攻关,实现了理论和技术创新及深部找矿重大突破.