香炉山白钨矿地球化学特征及其指示意义

香炉山钨矿床是江南造山带钨成矿带中部一个典型的矽卡岩型钨矿床,矿体主要赋存于寒武系杨柳岗组的不纯灰岩和燕山晚期黑云母花岗岩的接触带附近。白钨矿是香炉山钨矿床最主要的矿石矿物,其微量元素和稀土元素特征常用来研究成矿流体的演化和成矿环境。文章以香炉山钨矿床不同类型的白钨矿为研究对象,进行了原位微区(EMPA和LA-ICP-MS)分析,对不同类型白钨矿中元素的分布规律和成矿流体的性质及演化进行了探讨。

敞开式TBM开挖隧洞围岩变形安全评价方法及应用

当TBM开挖隧洞遭遇不良地质条件下的围岩大变形地质灾害时,通常会造成卡机或侵限等风险。开展TBM开挖隧洞围岩变形安全评价工作对降低卡机或侵限等风险具有重要的现实意义。通过分析敞开式TBM开挖隧洞围岩变形特点,建立了敞开式TBM开挖隧洞围岩变形安全评价方法。该方法通过采用三维数值分析和围岩变形现场监测手段,可获得围岩在护盾区间以及出露护盾后的变形,从而实现敞开式TBM开挖隧洞围岩变形安全性判别。在滇中引水工程香炉山隧洞的工程应用表明,所提方法能够有效判别不同支护方案下的围岩变形安全性,从而为敞开式TBM开挖隧洞施工期支护方案实时调整提供依据。

滇中引水香炉山隧洞炭质页岩强度特性试验研究

以滇中引水工程香炉山隧洞开挖揭露的炭质页岩为研究对象,开展了点荷载、单轴压缩和巴西劈裂试验,获得了该岩石的几种强度及强度转换系数,分析了试件破坏模式和岩石微观形貌。结果表明,炭质页岩平行层理面加载时强度低于垂直层理面加载时强度,具有强度各向异性;在平行和垂直层面加载条件下,炭质页岩的抗拉强度转换系数分别为1.40、0.90,与理论值接近;在平行和垂直层面加载条件下,炭质页岩的单轴抗压强度转换系数分别为7.19、8.03,换算的单轴抗压强度低于国际岩石力学学会和规范经验公式的结果,原因是弱层面和基质体内微观缺陷造成炭质页岩的单轴抗压强度较低。研究结果可为滇中引水工程香炉山隧洞炭质页岩强度的快速准确评价提供参考。

跨活断层隧洞抗错断技术模型试验研究

长大隧洞工程不可避免地要跨越活动断裂带及其影响区域,为减少因断层错动而导致的隧洞结构破坏,抗错断设计是隧洞设计的重要内容。以滇中引水工程香炉山隧洞为背景,对包括铰接设计、扩挖-缓冲层设计以及铰接-扩挖-缓冲层在内的3种抗错断措施进行模型试验研究;从衬砌内部破坏、隧洞整体破坏、衬砌应变方面,对上述3种抗错断措施抗断效果进行了验证评估。研究结果表明:(1)从隧洞衬砌结构内部破坏特征来看,铰接设计与扩挖-缓冲层设计都可以对衬砌起到保护作用。(2)从隧洞整体变形和裂纹分布来看,使用铰接设计增大了隧洞在断层带区域的变形程度,但减小了衬砌本身的破坏;使用扩挖-缓冲层设计不仅减小了隧洞在断层带区域的变形,同时也相对减小了对衬砌本身的破坏,经铰接-扩挖-缓冲层设计的隧洞变形几乎只出现在铰接处,衬砌破坏更小。(3)从隧洞纵向应变分布规律来看,扩挖设计和铰接设计都减小了衬砌的应变,其中铰接设计对衬砌应变的减弱最为突出。相关研究成果可为跨活断裂隧洞实际工程中抗错断方案的选用提供参考。

滇中引水工程香炉山隧洞涌水突泥处置浅析

随着我国经济社会的高速发展及各种大型建设项目持续落地实施,大型深埋地下隧洞施工项目增多,项目的地质条件复杂多样,时常面临多种极端不利条件地质复合的情况。香炉山隧洞是深埋长大隧洞,地质条件具有“地质博物馆”之称,涌水突泥时常发生,施工中3#支洞上游主洞发生涌水突泥。通过分析涌水突泥段地质、水文条件,对隧洞涌水突泥区采用地表截流及联通试验查找地下水补给源,并结合隧洞涌水突泥段围岩特点,合理设置洞内混凝土堵头,做好排水泄压措施,成功处置了涌水突泥,避免了灾害扩大。

广西越城岭地区香炉山铷矿矿石特征及铷的赋存状态研究

铷(Rb)是稀有金属,其资源分布特征和开发利用一直是国内外重点关注对象。本文以广西越城岭地区香炉山铷矿床为研究对象,利用化学分析、光学显微镜鉴定、TIMA以及LA-ICP-MS等微区分析手段查明了矿床中不同类型矿石的矿物组成和化学成分特征,并在此基础上,对不同类型矿石的物质组成特征及其中铷的赋存状态进行了详细研究。研究结果表明,香炉山矿石中含铷矿物为白云母、钾长石和斜长石,其中Rb含量由高到低为白云母>钾长石>斜长石,钾长石是Rb的主要载体矿物,Rb在钾长石中不均匀分布;二长花岗岩和中细粒二长岩的钾长石中Rb占比均大于80%,表明香炉山铷矿床属于长石型铷资源。

香炉山隧洞横穿上鹤高速地表沉降监测成果分析

为了保证高速公路的安全正常运行,必须要掌握下穿隧洞施工对地层的扰动和支护结构的受力情况。结合滇中引水工程香炉山隧洞实体工程的现场监控量测,介绍了相关监测方案及其监测结果。成果显示:隧道施工过程中,围岩变形趋于稳定,钢拱架和二衬内力的安全系数均满足设计规范要求,说明隧道施工方案合理,工程结构稳定可靠,所用传感器有效完成相关监测任务。

香炉山隧洞竖井600 m级定向钻钻孔施工技术

滇中引水工程大理Ⅰ段香炉山隧洞竖井为新增通道,竖井自上而下穿越白云质灰岩、安山质玄武岩,岩溶突水及渗涌水问题突出,存在较高的外水压力问题,采用定向钻孔实施地面预注浆对竖井进行超前堵水及加固,从而保障竖井安全快速掘进。香炉山隧洞竖井采用600 m级定向钻钻孔施工,目前钻孔全部完成,测斜偏差控制在3‰以内,技术可行,经济效益较好。

江西香炉山钨矿矽卡岩矿物学和白钨矿微量元素特征及其对成矿作用的指示

江西省香炉山钨矿是江南古陆斑岩-矽卡岩钨多金属成矿带内具有代表性的早白垩世矽卡岩型钨矿床。矿床的WO3储量约为22万t,平均品位约为0.641%。矿床的矿体以似层状和透镜状产出于燕山期黑云母花岗岩和寒武系杨柳岗组泥灰岩的接触带。本文在详细厘定成矿阶段矿物组合的基础上,对不同阶段产出的不同世代的白钨矿开展了原位LA-ICP-MS微量元素的系统测试。香炉山钨矿床可以划分为四个成矿阶段:矽卡岩阶段、退化蚀变阶段、石英-硫化物-白钨矿阶段和方解石-萤石阶段。根据各阶段矿物组合及与白钨矿共生关系,本次研究划分出四个阶段六个世代的白钨矿,分别为阶段Ⅰ白钨矿(产于云英岩中)、阶段Ⅱa和阶段Ⅱb白钨矿(产于退化蚀变岩)、阶段Ⅲa和阶段Ⅲb白钨矿(产于硫化物条带,Ⅲa为白钨矿核部,Ⅲb为白钨矿边部)和阶段Ⅳ白钨矿(产于石英-硫化物-白钨矿脉)。白钨矿的球粒陨石标准化稀土元素配分图有下凹型(阶段Ⅰ、阶段Ⅱa、阶段Ⅲb)、右倾型(阶段Ⅳ)和下凹右倾型(阶段Ⅲa)。各阶段白钨矿的微量元素特征表明,香炉山钨矿床白钨矿的∑REE含量高于世界上绝大部分脉状金和钨矿床,也高于我国华南地区钨多金属矿床。白钨矿中REE3+与Ca2+主要的替代机制为3Ca2+=2REE3++Ca(为一个Ca空位)。白钨矿的REE和Eu异常由流体决定,可以用来示踪流体的演化过程,Eu的活动主要以Eu2+为主。香炉山钨矿床为还原性矿床,不同阶段白钨矿中Mo等元素含量的变化指示流体演化各阶段的还原性强弱有波动。不同阶段白钨矿的稀土和微量元素特征有较大变化。香炉山白钨矿稀土元素的超常富集原因和机制仍有待进一步研究和探讨。

活动断裂对隧洞变形响应特性的影响研究

长距离跨流域调水工程是解决水资源短缺与社会经济高质量发展之间矛盾的必然选择,由于受到地形和地质条件的限制,通常需要跨活动断裂建设长距离输水隧洞。为了全面、准确地认识活动断层的错断对输水隧洞变形破坏特性的影响,以滇中引水工程的关键控制性工程——香炉山输水隧洞为例,基于隧洞关键部位的位移与相对变形、最大主应力、纵向等效内力等指标,对断层带倾向、夹角、宽度、岩体力学参数等因素进行参数分析。结果表明:断层带走向与隧洞夹角以及断层带倾角越大,对隧洞衬砌变形受力状态越有利,当隧洞必须要跨越活动断裂时,其相交角度较大为宜;在相同错动量的前提下,断层宽度越小,对隧洞变形越不利;在断裂带两侧岩体质量条件和错动量不变的前提下,随着断裂带岩体质量的提升,隧洞受到的错动作用更加显著。研究成果可为相关隧洞工程建设提供参考。

江南东段成矿带香炉山矿田钨成矿地质特征与综合找矿模型

香炉山矿田是江南东段成矿带九岭钨钼锡铜金多金属萤石高岭土成矿亚带的组成部分,也是赣北重要的钨多金属矿田之一。近年来,该矿田又陆续发现形坪、张天罗、大岩下等钨矿床。结合最新勘查、研究成果,研究了香炉山矿田钨成矿因素及成矿规律,认为震旦系上统—寒武系地层含碳、硅、泥质岩类与成矿关系密切,北东东向背斜及与北东向次级构造叠加交会明显制约矿床定位;赋矿地层不同岩性差异面的层间破碎带和细粒黑云母花岗岩与含碳、硅、泥质岩类的接触部位控制矿体的定位,构造叠加交会部位更有利于形成富厚矿体;矿体主要赋存在透辉石—黑云母变质带中,并且与云英岩化等蚀变有关;燕山晚期S型细粒黑云母花岗岩Rb-Sr等时线年龄为126.2 Ma±2.6 Ma,表明香炉山钨矿床的白钨矿Sm-Nd等时线年龄(121 Ma±11 Ma)与细粒黑云母花岗岩岩浆侵位所发生的时间有明显的耦合关系,暗示成矿作用与燕山晚期的花岗岩岩浆作用有关,并且细粒黑云母花岗岩体与钨成矿关系更为密切。在此基础上建立了香炉山矿田钨成矿模式及综合找矿模型。

充填型溶洞TBM掘进卡机过程特征与脱困措施研究

为应对敞开式TBM掘进穿越大型充填型溶腔面临的较大施工风险,分析总结了滇中引水工程香炉山隧洞“云岭号”TBM遭遇溶腔段的卡机过程特征、原因及采取的脱困措施。结果表明:①溶腔段TBM卡机的直接原因主要为刀盘扭矩过大,难以持续维持在高位而发生刀盘停转被卡。在穿越充填型溶洞过程中,TBM可能面临反复卡机问题,并因拱底软弱破碎、承载力不足而发生“栽头”现象,导致TBM掘进竖向偏差过大;②采用拱顶超前注浆管棚、拱底超前管桥、掌子面玻璃纤维锚管超前注浆等超前处置措施,能够较好地限制溶腔段TBM刀盘扭矩过大、机头下沉等问题,为使TBM顺利通过不良地质洞段,需从“超前支护、初期支护加强、掘进控制”等方面进行综合处置;③在岩溶地层中,溶洞前后可能并无明显过渡洞段,TBM掘进施工过程中应进行有效的超前地质预报,做到先探后掘、提前发现、提前处置。

不同支护方式下大坡度斜井钢拱架与喷锚支护联合受力分析

目前,对于纵向坡度较大的大坡度斜井,两种不同支护方式(钢拱架铅直向下和垂直洞轴线)对钢拱架与喷锚支护联合受力特性影响的研究较少。结合云南省滇中引水工程香炉山隧洞某斜井工程实际,针对钢拱架铅直向下和垂直洞轴线两种布置型式分别与喷锚支护结构的联合受力,采用三维有限元法对斜井开挖过程中围岩位移、应力和喷层、锚杆及钢拱架的应力进行了计算分析。结果表明:两种钢拱架布置型式下,围岩变形和应力分布规律基本相同,垂直洞轴线布置钢拱架更有利于抑制围岩纵向位移和竖向位移,并使支护结构应力显著减小,对斜井围岩稳定和支护结构受力状态更加有利。围岩条件越差,支护效果越明显。建议大坡度斜井中采用垂直洞轴线的型式布置钢拱架。

滇中引水工程香炉山隧洞地应力特征及其活动构造响应

滇中引水工程香炉山隧洞是滇中输水线路首个建筑物。为查明香炉山隧洞周边地硬质与软质岩类水平主应力和测压系数的分布规律,文章对隧洞沿线10个测量点的地应力进行测量和数据统计分析,并对隧洞主应力方向与活动断裂相关性,以及隧洞所在区域应力状态及其活动构造响应进行探讨,研究成果可为后续同类研究提供工程参考。

江南钨矿带香炉山钨矿床稳定同位素地球化学示踪

赣北香炉山矿床是江南世界级钨矿带北缘的特大型钨矿床,包含香炉山—形坪、大岩下和张天罗等3个相邻矿段。香炉山—形坪矿段主要由沿寒武系杨柳岗组泥质灰岩与黑云母花岗岩的接触带分布的透镜状和层状钨矿体组成,以矽卡岩型矿化为主;大岩下、张天罗矿段则主要由沿震旦系陡山沱组含炭质页(泥)岩与灯影组含炭含泥硅质岩顺层展布的钨矿体组成,矿化类型为角岩型。采自大岩下矿段含石英脉钨矿石中的石英H、O同位素结果显示,氧化物阶段石英δD_(V-SMOW)值为-67.9‰~-78.0‰、δ^(18)O_(H2O)值为-3.3‰~0.7‰;石英硫化物阶段石英δD_(V-SMOW)值为-64.6‰~-66.4‰、δ^(18)O_(H2O)值为-7.5‰~-0.3‰,指示了香炉山钨矿床成矿流体为岩浆水与大气水的混合流体,在氧化物阶段就发生了大气降水的加入,在石英硫化物阶段大气水混合比例接近40%。采集自香炉山各矿段不同硫化物样品中的S同位素结果相近,δ^(34)S值主要为1.2‰~5.4‰,均符合矿床硫源以岩浆硫为主的特征。综合区域地质背景和已有研究提出,在早白垩世的区域伸展背景下,新元古代地层熔融形成的富含钨的岩浆上涌,形成的岩浆热液与不断加入的大气降水在近地表发生混合形成成矿流体并持续演化,与不同层位的含钙围岩发生交代,最终沉淀形成香炉山白钨矿床。

赣北香炉山白钨矿床的同位素年代学研究及其地质意义

赣南钨矿闻名世界,但赣北—皖南也存在钨的矿集区,香炉山就是其中之一。该矿床属矽卡岩型层状白钨矿床,与赣南钨矿明显不同。本文通过对矿区内与成矿作用关系密切的花岗岩、白钨矿及其共生的石英矿物的年代学研究,分别获得黑云母花岗岩全岩Rb-Sr等时线年龄为126.2±2.6Ma(95%可信度)、白钨矿Sm-Nd等时线年龄和石英矿物Rb-Sr等时线年龄为121±11Ma(95%可信度)和128±3Ma(95%可信度)。上述测定结果表明,其成矿时代与区内花岗岩岩浆侵位所发生的时间有明显的耦合关系,与区域上同时代形成的斑岩型锡矿(如岩背)及铌钽矿相似,均属燕山晚期岩浆活动的产物。

江西香炉山矽卡岩型钨矿床流体包裹体研究

从江西西北部至安徽南部发育一条显著的斑岩-矽卡岩型钨成矿带,香炉山是其中一典型的矽卡岩钨矿床。矿床具有明显的矿化分带特征,由近接触带矽卡岩和云英岩矿体和远接触带脉状石英-硫化物-白钨矿和透镜状矿体组成。通过对不同蚀变带上矿石矿物和脉石矿物的流体包裹体显微测温分析表明:矽卡岩中的流体包裹体的均一温度范围在209～383℃,脉状石英-白钨矿和石英-硫化物-白钨矿中流体包裹体的均一温度范围分别为163～278℃和204～284℃,晚期方解石脉的温度最低为143～235℃;矽卡岩中的流体包裹体的盐度范围在0.35%～5.26%NaCleqv,脉状石英-白钨矿和石英-硫化物-白钨矿中流体包裹体的盐度范围分别为0.35%～5.86%NaCleqv和0.70%～9.21%NaCleqv,晚期方解石脉的盐度为0.35%～2.07%NaCleqv。激光拉曼探针测试表明,矽卡岩、石英-白钨矿脉和石英-硫化物-白钨矿脉中流体包裹体组分主要为H2O,还含有一定量CH4和少量的N2。从早期到晚期成矿阶段表现为一个降温的过程,指明了钨成矿温度较宽泛;钨在流体中可能以钨酸的形式运移,与围岩反应时,温度降低和碱性升高,促使白钨矿沉淀成矿。早期到晚期成矿流体温度和物质组成发生变化是成矿发生分带的重要原因。

滇中引水工程香炉山隧洞地应力特征及其活动构造响应

滇中引水工程香炉山隧洞埋深大、距离长且处于复杂的构造地质环境中。为查明其地应力分布特征,统计分析了隧洞沿线10个钻孔的水压致裂法地应力测试成果。3个主应力关系主要表现为SH>SV>Sh,反映了隧洞沿线以走滑性质为主的构造特征。工程区浅部地层的应力大小主要受地层岩性与断裂带影响。一方面坚硬岩体的水平主应力明显大于软质岩体;另一方面断裂带的发育致使隧洞沿线的应力水平相对较低,同时断裂带局部区间力学性质的差异导致浅部地层水平主应力呈现出较大离散性。香炉山隧洞最大水平主应力的测试方向主要分布在NNE-NEE向,与隧洞沿线一系列全新世活动断裂走向及区域构造主压应力方向趋于一致,响应了研究区震源机制解特征和楔形块体的运动特征。基于实测应力数据和断层滑动理论,隧洞沿线活动断裂目前处于相对稳定状态,而鹤庆-洱源断裂更为接近断层滑动的临界条件,随着应力的不断积累其稳定性情况值得进一步关注。

香炉山鸡体重生长曲线的拟合研究与体尺测定

为探究新一代香炉山鸡的生长发育规律,对0~20周龄香炉山鸡的体重、体尺进行测量,使用3种非线性模型(Logistic、von Bertalanffy、Gompertz)对香炉山鸡的生长曲线进行拟合分析。结果显示:Gompertz、von Bertalanffy模型的拟合度R2在公、母鸡中都大于Logistic模型,3种生长模型拟合度R2均高于0.99,都能很好地拟合香炉山鸡体重生长曲线,其中Gompertz模型的拟合度最高且更接近实际测量值,因此Gompertz模型曲线对于香炉山鸡的生长规律更为适用;根据Gompertz模型计算得出香炉山鸡公、母鸡的拐点体重分别为865.14和748.78 g,拐点周龄分别是11.25和11.70周龄;对香炉山鸡的体重和体尺指标进行分析比较发现,4~20周龄阶段的公鸡在体重、胫长、龙骨长和胫围等生长指标上均极显著高于母鸡(P<0.01)。研究结果为香炉山鸡后续的饲养管理和开发利用提供了基础资料。

黔西北威宁地区香炉山铜矿床地质地球化学特征及成因

黔西北威宁地区香炉山铜矿床赋存于峨眉山玄武岩组第三段(P3β3)顶部与宣威组(P3X)底部间的结合部位。本文采用主量元素、微量元素、稀土元素和扫描电镜分析方法对其地质地球化学特征进行了研究,并探讨了矿床成因。结果表明:区内玄武岩属高钛的拉斑玄武岩,主量元素物源区特征图和微量元素分析结果表明其成岩、成矿物质来源与峨眉山玄武岩密切相关,同时又受到地壳物质的影响;稀土元素表现出轻稀土富集、重稀土亏损的右倾分配模式,Eu负异常以及log(δCe)>-0.1表明矿床形成于还原环境;扫描电镜分析发现了α+β-Zn-Cu合金矿物,化学分子式为Cu0.78Zn0.47Fe0.06。结合区域地质背景和矿床地质特征,认为该铜矿床的形成不仅与火山作用和沉积成岩作用有关,而且还受到后期热液活动的影响。