國(guó)際地質(zhì)新動(dòng)態(tài)

國(guó)際地質(zhì)新動(dòng)態(tài)

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徐慧,編譯.朱建東,校.

“叢式井”鉆探工藝大大提高頁(yè)巖油氣井鉆探效率

頁(yè)巖氣鉆井技術(shù)工藝的提高大大增強(qiáng)了頁(yè)巖油氣的鉆井效率。例如,“叢式井”鉆探工藝的發(fā)明使得在一個(gè)鉆井平臺(tái)上施工若干口頁(yè)巖油氣井成為可能。由于該鉆探工藝能夠大大縮短鉆井平臺(tái)地面設(shè)施的搬運(yùn)時(shí)間,原先在一個(gè)平臺(tái)上只能鉆進(jìn)一口油氣井,而現(xiàn)在可以施工若干口井,從而極大地提高了鉆探的效率。

在“叢式井”鉆探工藝問(wèn)世之前,鉆探設(shè)備從一個(gè)地方搬運(yùn)到另一個(gè)地方是極為費(fèi)時(shí)費(fèi)力的工程。大型鉆探設(shè)備在原處被拆卸后,搬運(yùn)到另一處進(jìn)行重新安裝,哪怕兩地只有短短幾英尺遠(yuǎn)的距離。如今,工程師們利用“叢式井”技術(shù),可以在一個(gè)鉆井平臺(tái)上連續(xù)施工5～10口油氣井,這些井的垂直段井眼在地面上緊緊相鄰,而在深部進(jìn)行造斜后,則向不同的方向進(jìn)行水平段的鉆進(jìn)。當(dāng)一口井打完后,整套鉆探設(shè)備可在液壓裝置的驅(qū)動(dòng)下,向周邊幾英尺外的另一口井眼位置進(jìn)行水平移動(dòng)和滑行,從而進(jìn)行下一口井的施工。

圖中共有四個(gè)鉆機(jī)平臺(tái),即四組“叢式井”,每組叢式井平臺(tái)上各鉆進(jìn)六個(gè)水平井。工程師在對(duì)整個(gè)區(qū)塊進(jìn)行油氣鉆探時(shí),利用叢式井技術(shù)可對(duì)地下油氣資源進(jìn)行快速定位,并將鉆探施工對(duì)地表的影響程度降低到最低水平。叢式井技術(shù)同時(shí)也可大大降低鉆探成本和油氣運(yùn)輸成本。

隨著“叢式井”技術(shù)的不斷發(fā)展,最近又出現(xiàn)了“叢式井組”的新技術(shù),即叢式井之間所形成的鉆探網(wǎng)絡(luò)。通過(guò)在叢式井之間修建路網(wǎng),將叢式井彼此相連,整套鉆探設(shè)備可不用拆卸,直接從一個(gè)叢式井運(yùn)移到下一個(gè)叢式井進(jìn)行新的鉆探工程,從而節(jié)省了大量的時(shí)間和資金,生產(chǎn)效率也得以大幅提升。正是利用 “叢式井”技術(shù),工程師們能夠?qū)φ麄€(gè)區(qū)塊的油氣資源潛力進(jìn)行快速的評(píng)價(jià)。

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徐慧,編譯.朱建東,校.

加拿大的金剛石開(kāi)采業(yè)

在整個(gè)20世紀(jì),大多數(shù)人從未將加拿大列為世界主要的金剛石生產(chǎn)國(guó)。一提到金剛石產(chǎn)業(yè),人們總是將目光聚焦在南非或歐洲的金剛石交易中心。

而這一切在1991年卻發(fā)生了根本性的變化。兩名地質(zhì)學(xué)家——查克·菲普克(Chuck Fipke)和斯圖爾特·布魯森(Stewart Blusson)在一次野外踏勘中,在加拿大西北部城市耶洛奈夫以北200英里的地區(qū)偶然發(fā)現(xiàn)了富含金剛石的金伯利巖筒。必和必拓公司(BHP Billiton)隨即對(duì)其中的一個(gè)巖筒開(kāi)展了勘查工作并于1998年建立了卡蒂(EKATI)礦山,加拿大首顆具有商業(yè)價(jià)值的金剛石便產(chǎn)自于此。

卡蒂礦山取得的巨大成功掀起了北美地區(qū)又一股找礦熱潮。成千上萬(wàn)的探礦者涌入加拿大北部地區(qū)企圖圓自己的鉆石夢(mèng)。

截至2006年,三大礦山巨頭寶石級(jí)金剛石的年產(chǎn)量已超過(guò)13 000 000克拉,加拿大一躍成為世界第三大金剛石生產(chǎn)國(guó)。金剛石開(kāi)采業(yè)給加拿大北部地區(qū)帶來(lái)了幾十億美元的財(cái)政收入。

加拿大的金剛石在交易市場(chǎng)上同樣也取得了驕人的成績(jī)。產(chǎn)自加拿大北部地區(qū)的金剛石無(wú)論色澤、純度等方面都堪稱(chēng)上等品,同時(shí)加拿大本國(guó)人更樂(lè)于支持國(guó)產(chǎn)金剛石,使得這些金剛石在本國(guó)的珠寶市場(chǎng)上大放異彩。雖然大部分未經(jīng)深加工的金剛石主要用于出口,仍然有一部分金剛石直接在國(guó)內(nèi)加工成寶石級(jí)的鉆石。

加拿大的金剛石對(duì)于具有強(qiáng)烈環(huán)境保護(hù)意識(shí)的人群來(lái)說(shuō),也具有獨(dú)特的吸引力。開(kāi)采出這些金剛石的采場(chǎng)執(zhí)行的是全球最高等級(jí)的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。

然而,在這耀眼的光環(huán)下,加拿大的金剛石開(kāi)采業(yè)卻面臨著三大困境:一是加拿大金剛石礦床的位置極為偏遠(yuǎn)。大量的礦山生產(chǎn)建設(shè)物質(zhì)需要運(yùn)入礦區(qū),而一年中適合地面公路運(yùn)輸?shù)臅r(shí)間只有短短的6—10周,一旦過(guò)了這個(gè)“時(shí)間窗口期”,運(yùn)往礦區(qū)的所有物質(zhì)則必須通過(guò)航空運(yùn)輸,成本極大;二是勞動(dòng)力成本問(wèn)題。相對(duì)于非洲和印度,加拿大的金剛石采掘工人的工資和切割加工的人工費(fèi)顯然要高昂得多;三是加拿大很多金剛石礦床的露采坑幾乎都被廢棄,新的采掘必須通過(guò)井下開(kāi)采的方式,而后者的開(kāi)采成本則是前者的1.5倍。

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徐慧,編譯.朱建東,校.

澳大利亞侵入巖型鈾礦成礦潛力評(píng)價(jià)

雖然澳大利亞的富鈾侵入巖在時(shí)間和空間上都廣泛分布,但是與侵入巖具有成因關(guān)系的鈾礦在該國(guó)已知的鈾礦床中只占了很小的比例。正是由于存在這種明顯的差異性,研究人員試圖利用地理信息系統(tǒng)(GIS)技術(shù)對(duì)澳大利亞侵入巖型鈾礦的成礦潛力進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。研究人員對(duì)與巖漿巖—鈾礦成礦系統(tǒng)有成因聯(lián)系的巖漿侵入活動(dòng)和侵入期次進(jìn)行了集中研究和識(shí)別。根據(jù)目前的進(jìn)展,研究成果雖然不能直接圈定鈾礦礦化點(diǎn)的具體位置,但其中所提供的地質(zhì)信息對(duì)于靶區(qū)優(yōu)選及今后勘查工作的開(kāi)展,具有積極的指導(dǎo)意義。此圖為澳大利亞巖漿巖—鈾礦成礦系統(tǒng)潛力評(píng)價(jià)圖,由于該圖在編制過(guò)程中采用的是地表地質(zhì)信息,因此該圖不能反映覆蓋區(qū)的成礦潛力。

該項(xiàng)研究系統(tǒng)分析了已知鈾礦成礦省的成礦有利度,例如南澳大利亞州Curnamona省以及澳大利亞北部的Pine Creek地區(qū)。同時(shí),研究人員特別強(qiáng)調(diào)了侵入巖型鈾礦礦化帶的判別,如Arunta、Halls Creek地區(qū)及北Musgrave地區(qū)。

需要注意的是,該研究中所提出的“潛力評(píng)價(jià)”只針對(duì)侵入巖型鈾礦成礦類(lèi)型,并不包含其他類(lèi)型的與巖漿巖有成因聯(lián)系的礦化,例如奧林匹克壩銅—鈾—金礦床。

Richard H.Sillitoe.Porphyry Copper Stystem.Economic Geology,2010,105:3-41.

鐘石玉,魯顯松,編譯.

斑巖銅礦體系

1 巖漿與流體的形成

斑巖銅礦體系一般分布在地表以下4 km以?xún)?nèi)的深度范圍內(nèi)(Singer et al.,2008)，中心部位的巖株向下與位于5～15 km處的母巖漿房相連接(Cloos,2001;Richards,2005)。母巖漿房是整個(gè)體系演化過(guò)程中巖漿和高溫高壓富金屬流體的來(lái)源。

據(jù)野外觀察和理論計(jì)算表明，容積50 km3的母巖漿房才能夠釋放出形成一個(gè)斑巖Cu礦床所需的流體，但是如果要形成巨型體系、尤其是在礦床群或者礦帶存在的地區(qū)，這個(gè)數(shù)值則要增加一個(gè)數(shù)量級(jí)。開(kāi)放體系巖漿對(duì)流作用中母巖漿房的分異和冷卻作用、停滯巖漿的結(jié)晶作用均可以釋放出富金屬的含水相。對(duì)流作用是一種輸送大量含水相的有效機(jī)制，含水相以富氣泡巖漿的形式穿過(guò)母巖漿房到達(dá)斑巖巖株或巖墻群的底部。在大多數(shù)體系中，幾乎所有的火山活動(dòng)都在斑巖銅礦體系形成之前都已經(jīng)停止。

淺部的斑巖巖株本身并不產(chǎn)生巖漿流體，但是它們可以作為母巖漿房向上傳送流體的“閥門(mén)”，這種機(jī)制可能是通過(guò)其頂部的圓屋頂狀構(gòu)造來(lái)實(shí)現(xiàn)的。這種機(jī)制可以解釋某些活動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)的斑巖Cu礦體系中流體與巖漿的定點(diǎn)階段性上升活動(dòng)，也可以解釋另一些體系中侵入活動(dòng)和熱液活動(dòng)有規(guī)律的位移、上升到斑巖Cu礦和淺成低溫?zé)嵋盒虯u礦床群/帶中的現(xiàn)象。

若要使含水相中金屬濃度達(dá)到最大，母巖漿需要有較多的水分(>4wt%)，且為氧化態(tài)。巖漿中高的含水量使得其中含水相達(dá)到飽和狀態(tài)，因此成礦金屬可以有效地分異到后者中；而高的氧化態(tài)抑制了巖漿硫化物(如磁黃鐵礦)的沉淀(這個(gè)過(guò)程可以導(dǎo)致金屬在分異到含水相中之前被隔離)。而在氧化態(tài)巖漿流體上升的過(guò)程中，任何硫化物熔體的加入都會(huì)增加整體的金屬量。硬石膏的出現(xiàn)表明，巖漿含S量是非常高的。鎂鐵質(zhì)熔漿加入到母巖漿房中，可以增大S和金屬的總含量(Keith et al.,1997;Hattori and Keith,2001;Maughan et al.,2002;Halter et al.,2005;Zajacz and Halter,2009)。

2 早期斑巖銅礦體系的演化

在Butte及其它地區(qū)，深部鉀化蝕變帶的斑巖Cu礦化作用始于單相的、相對(duì)低鹽的(相當(dāng)于2～10wt% NaCl )含水相流體(Rusk et al.,2004,2008)；該相可能含有數(shù)千至數(shù)萬(wàn)10-6的堿金屬以及幾個(gè)10-6的Au。然而，對(duì)大部分產(chǎn)出較淺的礦床(<4 km)來(lái)說(shuō)，礦化始于一種兩相的流體，分別為少量的超鹽度流體(鹵水)和大量的低鹽度蒸汽，這種流體有兩種可能的形成機(jī)制：直接從熔體中出溶或(更典型的)在單相流體減壓冷卻時(shí)同溶體分離形成。不混溶的超鹽度流體和蒸汽共存的現(xiàn)象在眾多的流體包裹體研究中得到證實(shí)(Roedder,1984)，研究表明，流體相富Na、K和Fe綠泥石，鹽度達(dá)到35～70wt% NaCl；氣相中含有揮發(fā)性酸，如SO2、H2S、CO2、HCl及少量HF。流體包裹體顯微分析和實(shí)驗(yàn)研究表明，在相分離的過(guò)程中，不同的元素組合選擇性地進(jìn)入到流體相與蒸汽相中。在很多情況下，蒸汽可以容納可觀的Cu、Au、Ag和S，以及As、Sb、Te和B，而Fe、Zn、Pb、Mn(可能還有Mo)則偏向于進(jìn)入到超鹽度流體中。

過(guò)去幾十年來(lái)，Cu(可能也包括Au)在超鹽度流體相中一直被認(rèn)為是以氯化物的形式進(jìn)行運(yùn)輸?shù)?，但是最近的?shí)驗(yàn)研究以及S的流體包裹體分析表明，蒸汽相中的揮發(fā)性S配體(H2S±SO2)也可以作為Cu和Au的主要運(yùn)輸介質(zhì)。而Mo則可能在超鹽度流體相中以氯氧化物的形式被搬運(yùn)。

當(dāng)前主流的觀點(diǎn)認(rèn)為，斑巖銅礦體系中鈉—鈣化蝕變是圍巖來(lái)源的鹵水加入之后的產(chǎn)物，這與硅酸鹽緩沖環(huán)境下流體流動(dòng)加熱途徑的理論預(yù)期相符。Yerington地區(qū)的鈉—鈣化蝕變的輕穩(wěn)定同位素研究表明外部沉積巖圍巖來(lái)源的鹵水也參與其中，盡管鈉長(zhǎng)石—陽(yáng)起石化蝕變受到磁鐵礦的破壞。在其它情況下，還有超鹽度巖漿流體來(lái)源的證據(jù)，由于過(guò)高的溫度和氧逸度以及由此引起的還原S的缺失，缺少硫化物礦化。

隨著斑巖銅礦體系自700 ℃冷卻至550 ℃范圍，單相的流體或共存的兩相體系驅(qū)動(dòng)鉀化蝕變的形成，同時(shí)在早期的侵入體內(nèi)部及周?chē)赡軙?huì)有金屬的沉淀。然而，在很多礦床中，Cu是在550 ℃～350 ℃的溫度范圍內(nèi)、在水巖反應(yīng)的促進(jìn)下以低硫化態(tài)Cu—Fe硫化物組合的形式沉淀的，這期間伴隨著少量的Au的沉淀。除此之外，流體/蒸汽向上運(yùn)移伴隨的減壓作用及蒸汽相的膨脹導(dǎo)致了以蒸汽為運(yùn)輸介質(zhì)的金屬溶解度大大降低，在高溫常壓的噴氣孔中這些金屬較低的含量證明了這一理論。溶解度的降低導(dǎo)致了Cu—Fe硫化物和Au的大規(guī)模沉淀，這也可能是富Au斑巖銅礦床形成深度較淺的原因。與之不同的是，Mo的絡(luò)合物沉淀時(shí)間不僅在時(shí)間上晚于Cu±Au，而且在空間上與后者相分離。

鉀化蝕變以及相關(guān)的金屬沉淀作用發(fā)生在接近于靜巖壓力的條件下。深成的斑巖銅礦床中的單相流體(即礦化劑)可以形成較少見(jiàn)的EDM脈體，而兩相流體形成更常見(jiàn)的A型和B型石英脈。以上脈體的局部地段出現(xiàn)早期石英脈中熔體與含水相流體包裹體共存的現(xiàn)象證實(shí)了因密度的顯著差異相互分離的巖漿與礦體流體也可以共存。網(wǎng)脈狀礦脈控制了流體的上升，而石英脈在反向溶解度區(qū)域內(nèi)(T<550～400 ℃,P<900 b)會(huì)部分溶解，增強(qiáng)了A型石英脈的滲透性；礦化期的斷層與斷裂也具有相同的作用。鉀化帶的石英脈核在溫度過(guò)高的條件下，Cu—Fe硫化物和Au不能有效沉淀，因此不含礦，這可能是形成鈴鐺狀或帽子狀的礦化帶的原因。在斑巖銅礦形成過(guò)程中，由于裂隙周期性的張開(kāi)與閉合以及圍壓的逐漸降低，流體壓力可能會(huì)在靜巖壓力與靜水壓力之間波動(dòng)。壓力的變化可能會(huì)導(dǎo)致流體相的變化以及金屬的沉淀與再溶解。在脆—韌性轉(zhuǎn)換帶，膨脹的蒸汽相造成頂部巖石的破裂，超壓流體突然釋放，會(huì)引起巖漿—熱液角礫巖化。

鉀化蝕變持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，影響到早期斑巖、礦化期斑巖以及附近的圍巖。在此期間，受熱的外來(lái)水(大部分為天水，也可能含少量原生成分)通過(guò)中溫水化作用形成外圍的青磐巖化蝕變。如果巖石滲透性較高，則可以形成外部水的對(duì)流循環(huán)——這是斑巖銅礦體系的一個(gè)有效的冷卻機(jī)制。

大量的蒸汽從共存的超鹽度流體中分離出來(lái)，上升到斑巖侵入體上方1～2 km后的巖石中。SO2與HCl進(jìn)入到地下水中時(shí)，SO2逐漸發(fā)生歧化作用，形成pH極低的流體。這種流體與高級(jí)泥化巖帽形成過(guò)程中高度的堿解作用相關(guān)。活動(dòng)流體沿著斷層與高滲透性的通道不斷的上升，可以形成多孔的殘留石英核，在核的側(cè)面形成分帶的高級(jí)泥化蝕變暈，這種蝕變暈反映了流體向外滲透、中和以及冷卻的過(guò)程。然而，由于巖帽中的低壓環(huán)境，蒸汽相對(duì)金屬的運(yùn)輸能力較低，形成的酸性流體不太可能產(chǎn)生較多的礦化，因此這可能是很多巖帽比較貧礦的原因。

3 斑巖銅礦體系的晚期演化

隨著下面的母巖漿房逐漸凝固以及巖漿對(duì)流活動(dòng)的逐漸停止，上部斑巖銅礦體系的熱流量和含水相流體的供應(yīng)顯著減少，靜巖壓力轉(zhuǎn)變?yōu)殪o水壓力。在低溫條件下，水流體相從正結(jié)晶的巖漿中出溶的速度變緩，運(yùn)送速度也變得更慢，冷卻速度變快，因此有可能無(wú)法達(dá)到固溶體分離界點(diǎn)。如果這情形是正確的，則會(huì)形成一種單相的、中—低鹽度(相當(dāng)于5～20wt% NaCl )、溫度介于350～250 ℃之間流體；或者在流體臨界曲線之上的高壓下經(jīng)鹵水分離后，通過(guò)蒸汽(具有相同成分的)冷凝與收縮形成一種單相流體。這種流體直接從母巖漿房上升到上覆的斑銅礦體系中低鹽度流體的上升受網(wǎng)脈狀石英脈、礦化期斷裂以及侵入體接觸帶的高滲透層控制，流體與綠泥石—絹云母化蝕變、絹云母化蝕變、高級(jí)泥化蝕變以及巖帽中的Cu和Au礦化有關(guān)。

巖漿水與天水的混入(以后者為主)被認(rèn)為是形成絹云母化蝕變和中—低鹽度流體的必要條件，即超鹽度流體要稀釋5～10倍。但是最近的H—O同位素?cái)?shù)據(jù)表明，巖漿流體也完全可以產(chǎn)生綠泥石—絹云母化以及絹云母化礦物組合。然而，絹云母化晚期天水的作用也無(wú)法排除。

碳酸鹽巖和非碳酸鹽巖中的堿—貴金屬礦床，不管有沒(méi)有后期斑巖巖株或巖墻中的流體通過(guò)巖性、結(jié)構(gòu)以及孔隙加入，其巖漿流體都主要通過(guò)斑巖銅礦蝕變—礦化過(guò)程演化而來(lái)；矽卡巖環(huán)境中，早期的兩相流體——蒸汽相之后，隨著溫度下降，形成單相流體；單相流體與逆向矽卡巖Cu±Au±Zn、碳酸鹽巖交代型Cu或者Zn—Pb—Ag—(Au)以及噴流沉積型Au—(As—Sb)礦床有關(guān)。

鉀化蝕變形成的石英脈中，超鹽度流體包裹體中Zn、Pb、Ag和Mn的含量較高，但是這些金屬仍以氯化物絡(luò)合物的形式存在于溶液中，因?yàn)樗鼈儾荒苡行У馗患诎邘r銅礦體的硫化物中。Zn、Pb、Ag和Mn沉淀的原因可能有兩個(gè)：超鹽度流體與外部圍巖接觸后發(fā)生冷卻和超鹽度流體與天水混合。最有利于外圍Zn、Pb和Ag富集的圍巖條件是碳酸鹽巖；在碳酸鹽巖中，流體的中和作用導(dǎo)致了金屬在矽卡巖和碳酸鹽巖交代型礦床中的沉淀。

早期較為貧礦的巖帽中，中—低鹽度的富H2S含水相流體可以形成高硫化態(tài)Au±Ag±Cu礦化，這種流體也在下部形成絹云母化帶。中硫化態(tài)的流體進(jìn)入到巖帽環(huán)境中后處于無(wú)緩沖狀態(tài)，隨著溫度的降低，很容易轉(zhuǎn)變?yōu)楦吡蚧瘧B(tài)。Cordilleran塊狀硫化物礦床中，流體沿著構(gòu)造破碎帶流動(dòng)，礦脈分布于絹云母化與高級(jí)泥化過(guò)渡帶。而很多Au礦床主要位于巖帽的淺部，因?yàn)榱黧w上升過(guò)程中強(qiáng)烈的沸騰作用或者與冷的地下水的混合都可以導(dǎo)致Au溶解度的急劇下降。在滲透性較高的蒸汽角礫巖中Au的沉淀作用更為有效。

巖帽中與高硫化態(tài)礦床有關(guān)的中—低鹽度流體在有利的構(gòu)造與水文條件下，可以進(jìn)入到附近蝕變程度較弱的巖石中，在向外部流動(dòng)以及水—巖反應(yīng)的過(guò)程中發(fā)生中和以及還原作用，變?yōu)檫m于形成中硫化態(tài)淺成低溫?zé)嵋盒偷V床的流體。上述的例子中高—中硫化態(tài)過(guò)渡帶的礦化證實(shí)了這種機(jī)制。此外，深源的中硫化態(tài)流體可能會(huì)繞過(guò)巖帽，但仍會(huì)在淺部形成中硫化態(tài)礦化。

在巖帽及其附近的古潛水面，沸騰的高—中硫化態(tài)流體的液體部分沿著水文梯度流動(dòng)，而富H2S的蒸汽則繼續(xù)上升到上部的滲流帶。在滲流帶，蒸汽與地下水混合，發(fā)生氧化，形成低溫的酸性流體，這種流體與以蒸汽加熱環(huán)境為特征的地毯狀高級(jí)泥化帶有關(guān)。

隨著斑巖銅礦體系逐漸降溫，淺部形成的蝕變—礦化類(lèi)型套疊在深部形成的蝕變—礦化之上，導(dǎo)致了金屬的再溶解與再沉淀作用。事實(shí)上，斑巖侵入體的頂部可以經(jīng)歷四次不同的蝕變—礦化事件，自鉀化蝕變至高級(jí)泥化均有發(fā)生。這種套疊現(xiàn)象，可以導(dǎo)致高級(jí)泥化蝕變深入到斑巖巖株內(nèi)部。

成礦后斑巖相形成時(shí)，來(lái)自母巖漿房的流體活動(dòng)幾乎停滯，K以及其他金屬供應(yīng)量很少，不足以形成鉀化蝕變及其礦化。此時(shí)外來(lái)的流體是唯一仍在活動(dòng)的流體，這些流體形成與青磐巖化。外來(lái)水加入到成礦后期巖漿中，火山口角礫巖。最末期的地下水侵蝕作用形成硬石膏脈。

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徐慧,編譯.朱建東,校.

美國(guó)落基山脈成因之謎

長(zhǎng)期以來(lái),關(guān)于美國(guó)科羅拉多州落基山脈的成因問(wèn)題一直困擾著科學(xué)家們。落基山脈在內(nèi)陸綿延達(dá)600英里,卻遠(yuǎn)離構(gòu)造板塊。地球上唯一與落基山脈有可比性的內(nèi)陸山脈就是喜馬拉雅山脈,科學(xué)家認(rèn)為此山脈的形成是由于印度洋板塊與歐亞板塊的碰撞所導(dǎo)致。

美國(guó)科羅拉多州州立大學(xué)地質(zhì)科學(xué)研究所的克拉格·瓊斯(Craig Jones)教授認(rèn)為,落基山脈并不位于太平洋板塊與北美洲板塊碰撞縫合帶上,它的形成的確是一個(gè)謎。

克拉格教授所率領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)近日針對(duì)落基山脈的形成模式,給出了一個(gè)全新的觀點(diǎn)。他們這一研究成果不僅能很好地解釋落基山脈的形成過(guò)程,還能說(shuō)明其他一些地質(zhì)現(xiàn)象:為何金礦、銀礦及其他貴金屬成礦帶沿科羅拉多州呈帶狀延伸,在落基山脈隆起之前為何會(huì)在科羅拉多州和懷俄明州形成深切洋盆等。

先前,科學(xué)家認(rèn)為落基山脈的形成是太平洋板塊和北美洲板塊相碰撞的結(jié)果。太平洋板塊由于位置較低,俯沖到北美洲板塊下面,北美洲板塊抬升,在太平洋和科羅拉多州之間形成高大連綿的落基山脈。但克拉格教授認(rèn)為,前人的這種假設(shè)并不能解釋一些現(xiàn)象,根據(jù)這種假設(shè),會(huì)有大量的地殼物質(zhì)發(fā)生俯沖和消減,但事實(shí)是,這些物質(zhì)在加利福尼亞州和亞利桑那州的地下深部卻大量存在。因此克拉格教授認(rèn)為,這足以證明這種假設(shè)是站不住腳的。

在落基山脈新的成因模式中,科學(xué)家們首先假定懷俄明州所處的構(gòu)造板塊由厚重的巖石圈所構(gòu)成。巖石圈的隆起使得大量的液態(tài)地幔物質(zhì)涌入構(gòu)造板塊底部,地幔物質(zhì)運(yùn)移所產(chǎn)生的巨大“泵吸效應(yīng)”將南懷俄明州和科羅拉多州的巖石圈“下拉”,形成盆地。盆地(或者是“空洞”)在形成過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生巨大的內(nèi)陸造山運(yùn)動(dòng)構(gòu)造力,且隨著盆地的不斷凹陷,這種構(gòu)造力會(huì)相應(yīng)的被不斷地放大,最終形成落基山脈。

克拉格教授坦言,一旦這種假說(shuō)得到證實(shí),不僅能解開(kāi)落基山脈形成之謎,同時(shí)也可以為世界上其他山脈的形成機(jī)制提供佐證。

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徐慧,編譯.朱建東,校.

深海采礦將威脅海洋生態(tài)環(huán)境

據(jù)報(bào)道,加拿大的鸚鵡螺礦業(yè)公司(Nautilus Minerals)宣布,該公司目前已完成組裝第一套由英國(guó)制造的采礦機(jī)械部件,并租用了一條長(zhǎng)達(dá)227 m的大型駁船作為海上采礦平臺(tái),用于海底采礦生產(chǎn)作業(yè)。這個(gè)8 m高的機(jī)器人將用于采集海底硫化物并抽吸至海面,然后用駁船運(yùn)送到30英里外的拉鮑爾港。

上世紀(jì)70年代,海底“黑煙囪”的發(fā)現(xiàn)讓我們認(rèn)識(shí)到,生命還可以依賴(lài)熱能和化學(xué)能存在。由于海洋的演化史類(lèi)似于地球的演化史,許多科學(xué)家相信,“黑煙囪”附近的環(huán)境可能就是地球最古老生命的生存棲息地,原生生物體就是地球生命的起源。

如今,要在“黑煙囪”附近大量開(kāi)采硫化物,這可能促使喜好硫的細(xì)菌和昆蟲(chóng)大量繁殖,對(duì)海底環(huán)境造成破壞。此外,采礦過(guò)程還會(huì)將深海濃縮營(yíng)養(yǎng)物提升至海洋表面,引發(fā)海洋表面海藻繁殖,從而污染捕魚(yú)業(yè)賴(lài)以生存的水域。通過(guò)洋流,營(yíng)養(yǎng)物還可能漂流到其他水域,破壞當(dāng)?shù)厥澄镦?損壞其他國(guó)家甚至公海的生態(tài)系統(tǒng)。

顯然,對(duì)于深海采礦而言,直面的重大挑戰(zhàn)之一是實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和環(huán)境完整性的平衡。鑒于目前有關(guān)在各國(guó)領(lǐng)海內(nèi)進(jìn)行礦石開(kāi)采的法律法規(guī)限制并不多,有的甚至一片空白,有專(zhuān)家呼吁,應(yīng)盡早采取行動(dòng),通過(guò)立法保護(hù)敏感而脆弱的海底生態(tài)系統(tǒng),盡量降低海底開(kāi)采對(duì)環(huán)境的影響。

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徐慧,編譯.朱建東,校.

手機(jī)里的化學(xué)世界

手機(jī)外表簡(jiǎn)單,但內(nèi)部卻大有文章,由許許多多不同的零部件組成。通常這些零部件都包含有以下這些化學(xué)元素。

砷(砷化鎵,主要用于擴(kuò)音器和接收器):砷產(chǎn)自于中國(guó)、智利、摩洛哥、秘魯、哈薩克斯坦、俄羅斯、比利時(shí)及墨西哥;

銅(主要用于電路設(shè)備):銅產(chǎn)自于智利、美國(guó)、秘魯、中國(guó)、澳大利亞、俄羅斯、印度尼西亞、加拿大、贊比亞、波蘭、哈薩克斯坦及墨西哥;

鎵(砷化鎵):鎵產(chǎn)自于中國(guó)、德國(guó)、哈薩克斯坦及烏克蘭;

金(主要用于電路設(shè)備):金產(chǎn)自于中國(guó)、美國(guó)、澳大利亞、南非、秘魯、俄羅斯、加拿大、烏茲別克斯坦、加納、巴布亞新幾內(nèi)亞、印度尼西亞、巴西、墨西哥及智利;

鎂的化合物(主要用于電路設(shè)備):鎂產(chǎn)自于中國(guó)、土耳其、朝鮮、俄羅斯、斯洛伐克、澳大利亞、西班牙、澳大利亞、巴西、南非、希臘、印度及美國(guó);

鈀(主要用于電路設(shè)備):鈀產(chǎn)自于俄羅斯、南非、加拿大、美國(guó)及津巴布韋;

鉑(主要用于電路設(shè)備):鉑產(chǎn)自于南非、俄羅斯、加拿大、津巴布韋、美國(guó)及哥倫比亞;

銀(主要用于電路設(shè)備):銀產(chǎn)自于秘魯、墨西哥、中國(guó)、澳大利亞、智利、俄羅斯、美國(guó)、波蘭、玻利維亞及加拿大;

鎢(主要用于電路設(shè)備):鎢產(chǎn)自于中國(guó)、俄羅斯、加拿大、澳大利亞、玻利維亞及葡萄牙。

此外,還有大量的石油化工產(chǎn)品也用于手機(jī)的制造中,如乙烯、丙烯等。