國際地質新動態

國際地質新動態

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徐慧,編譯.朱建東,校.

美國亞利桑那州的斑巖型銅礦床

美國亞利桑那州幾乎所有開采中的銅礦都屬于斑巖型銅礦床，均與花崗質巖漿巖的侵入體有關。這種侵入體的巖石具有典型的斑狀結構，即0.1～0.5英寸的大顆粒斑晶被大量細小礦物顆粒的基質成分所包圍，基質的顆粒與成分肉眼往往難以識別。目前普遍認為，巖漿侵入冷凝期后的含礦流體逐步在巖體頂部及圍巖中的節理裂隙中發生礦質沉淀作用，形成斑巖型銅礦床(通常伴隨鉬和銀的礦化)。含礦流體—地下水的混合溶液與圍巖發生水—巖化學交互反應，往往會造成數立方英里的巖石發生大面積的蝕變現象。若圍巖是灰巖，則圍巖與巖體接觸的部位會發生矽卡巖化，形成矽卡巖型銅多金屬礦床。

幾乎所有的巖體侵入與成礦作用均發生在地下深部。隱伏的礦床經過數百萬年的風化作用，被逐步剝蝕出露地表。風化淋濾作用其實也是一種礦質二次富集的過程。黃鐵礦被氧化后與水作用，形成硫酸鐵溶液，硫酸鐵溶液與黃銅礦發生作用后，銅質在適當的位置再次發生沉淀，形成輝銅礦。在銅礦的溶解與二次沉淀作用過程中，某種細菌的參與是一種有利的催化劑。

亞利桑那州另一種主要的銅礦類型為前寒武火山巖型銅礦床，例如該州杰羅姆地區著名的United Verde Mine銅礦。古海底火山熱泉噴發所攜帶的金屬礦質與冰冷的海水接觸時，物理化學條件發生巨大改變，大量金屬礦質發生沉淀作用，在海底形成細粒結構的層狀、似層狀礦體。如果這種噴流作用的時間足夠大，將會在海底熱泉噴流口的附近形成厚大的多金屬礦物泥。這種礦床往往富含銅、鉛、鋅、銀和金等元素。現代海底裂谷中的“黑煙囪”則是此類海底噴流沉積多金屬礦床的真實寫照。

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徐慧,編譯.朱建東,校.

尤蒂卡頁巖——最優質還是最糟糕的頁巖區塊？

鉆機的巨大轟鳴聲一直持續在美國東北部馬塞盧斯頁巖區塊中，而在過去的幾個星期里，這一幕又在尤蒂卡頁巖區塊中繼續上演。數個油氣田公司在尤蒂卡頁巖區塊施工的鉆井，每天都在不斷地創造著全美油氣井的深度記錄。

尤蒂卡頁巖廣泛分布于美國賓尼法尼亞州西南部，俄亥俄州東部以及弗吉尼亞州西部，在層位上位于馬塞盧斯頁巖的深部，前者的熱演化程度更高，大部分為干氣(主要成分為甲烷)，同時也有部分濕氣(主要成分為乙烷和丙烷)。

對于尤蒂卡頁巖產能的迅速崛起，有些人顯得愈發緊張，這并不是因為鉆井的費用過于高昂。相反地，據業內人士分析，新區塊的鉆井成本或許將遠低于預期值。

美國洛拉能源工程公司(Lola Energy Operating Co.)首席執行官吉姆·克羅克(Jim Crock)認為，作為一個高產低成本頁巖氣的典型代表，如果尤蒂卡頁巖油氣資源過早地進入美國油氣市場，這無疑是給早已降至冰點的全美油氣價格再一次“降溫”。

隨著美國頁巖氣革命的興起，特別是近五年來大量的頁巖氣開采，美國的能源市場日漸飽和。幾乎每個新發現的頁巖區塊均冠以“高產”、“低成本”等字眼，而市場卻以不斷被刷新的油氣價格來進行著回應。據統計，美國的天然氣價格在2015年1月已跌至谷底，目前一直在3美元/百萬英制熱量單位(BTU)的歷史低位徘徊(注：一百萬BTU約合293千瓦時電能)。隨著尤蒂卡頁巖這樣一個油氣巨人的出現，專家甚至預測，在未來的幾個月內，天然氣價格不排除降至2美元/百萬BTU的可能性。

業內人士警告，一旦尤蒂卡頁巖的油氣資源進入美國能源市場，本已命垂一線的路易斯安那州海恩斯維爾頁巖油氣資源將徹底被“終結”，馬塞盧斯頁巖的命運也將岌岌可危。

值得一提的是，尤蒂卡頁巖的勘探目前仍處于初級階段，有些人為此而歡欣鼓舞，有些人卻因此而黯然神傷，然而現在就對此作出反應，未免太早了一些。

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徐慧,編譯.朱建東,校.

澳大利亞Ranger鈾礦山延續申請遭否決

據媒體報道，澳大利亞Ranger鈾礦山的延續申請遭到當地政府的否決，這直接導致了上周四澳大利亞股市“澳洲能源與資源”股票(代碼：ERA)暴跌21%。

據悉，澳洲能源與資源公司(ERA)持有該鈾礦山的采礦權，采礦日期截止2021年。鈾礦山位于澳大利亞卡卡杜國家公園(Kakadu National Park)境內，同時也是當地土著居民聚集區。

長期以來，該礦山的采礦作業一直受到當地政府以及社區組織的嚴格監督和管理。自1970開始，該公司就將復墾計劃列為礦山生產的一項重要內容，長期安全和有效的尾礦復墾是Ranger鈾礦復墾的目標。

ERA原本計劃采礦許可證能夠順利延續，以便于其對深部新發現的三號礦體(Ranger 3 Deeps)進行開采巷道的開拓。然而，當地一家代表原住民利益的公司前段時間已正式通知ERA，經當地政府的審議，決定不予簽發采礦許可證新的延續申請。

作為ERA的母公司——力拓集團(Rio Tinto)目前已接受澳洲當地政府的這一決定，明確表示不再支持ERA開采礦山深部的三號礦體。同時，力拓集團還將提供3億美元的資金，用于礦山地質環境治理和恢復，以及土地復墾復綠等工作，以確保在2026年之前還原卡卡杜國家公園的生態原貌。

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徐慧,編譯.朱建東,校.

贊比亞寶石礦床前景光明

作為全球綠寶石(祖母綠)和紅寶石最大的生產商，英國吉姆菲爾茲礦業公司(Gemfields)日前宣稱，旗下的一座位于贊比亞境內的卡吉姆(Kagem)礦山在過去的25年中，已累計生產出11億克拉的寶石，這一數字已遠遠大于當年的預估值。

據悉，在 Kagem礦區內，穆瓦(Muva)超群的基底為一種雜巖體，約18億—20.5億年之前形成。由滑石—磁鐵礦片巖 、閃巖和石英云母片巖組成，從礦坑底部到頂部分層分布。 泛非偉晶巖侵入到整個地層單元中，推測與附近的花崗巖侵入作用有關。當富含鈹的巖漿及其衍生的流體與附近富含鉻和釩的母巖相互作用時，它們之間的接觸帶會出現離子交換。在接觸帶及其周邊，鉻、釩和鈹等化學元素在適當的壓力和溫度條件下，易形成常見的綠柱石和祖母綠的礦化。Kagem礦區采礦坑中的偉晶巖有兩個階段。較古老的緩傾斜石英—碧璽礦脈被年代較晚的石英—長石主巖脈所橫切。滑石—磁鐵礦片巖的母巖是科馬提巖，在早期造山運動中形成。滑石—磁鐵礦片巖提供祖母綠的關鍵成分——鉻，而偉晶巖則提供了鈹。在滑石—磁鐵礦片巖與偉晶巖的反應層之間以及石英—碧璽的礦脈中都發現了祖母綠。

Gemfields公司擁有該礦山75%的股份，贊比亞政府持有25%股份。地質勘查結果初步表明，礦山仍有18億克拉的潛在寶石資源量有待開發。

根據Gemfields公司的開發計劃，該公司將在接下來的四年中陸續投入8 400萬美元用于擴大礦山產能，最終的總投資額為51 600萬美元。礦山的礦石處理加工能力將從現在的9萬噸/年，逐步增加到2018年的18萬噸/年。

Gemfields公司表示，公司在未來的幾年中，還將陸續投入資金進行礦山深部的地質勘查，以徹底查明礦山深部的潛在資源量。

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徐慧,編譯.朱建東,校.

美國地質調查局利用“推特”監測地震

社交網絡平臺不僅能建立起不同區域的人群之間的聯系，它所包含的海量數據還有其他很多用途。譬如，美國地質調查局(USGS)目前正利用“推特”這一社交平臺來監測全球范圍內的地震活動。

推特網站通信交流部經理伊萊恩·埃利斯(Elaine Ellis)透露，雙方的合作方式大致如下：USGS支付推特一筆費用，從而可以使用推特的數據。推特的一項程序會自動檢索其3.16億活躍用戶的推文。當在某個時刻、某個特定地區的用戶開始發送關于地震的推文，USGS就會立即收到警報。

USGS研究員保羅·厄爾(Paul Earle)坦言，客觀地說，這并不是一項革命性的技術，但是這對于追蹤確認地震的發生的確具有輔助作用。比如，有時候地震傳感器沒能檢測到地震，或檢測出錯，或地震發生的地方根本就沒有地震傳感器，這個方法就會起到作用。

在推特網站強大的數據支持下，USGS能夠在地震發生后的2 min內即可收到訊息，尤其是在那些尚未安置地震傳感器的空白地區，這一方法顯得非常有效。據統計，USGS目前已在全球安放了約2 000個地震傳感器。

起初，USGS內部的部分人士對于利用社交平臺監測地震這一方式心存疑慮，然而實踐證明了這種方法的有效性。

伊萊恩·埃利斯表示，社交網絡平臺是一個獨立系統，它可以用作二次確認，彌補地震儀器的某些缺陷。同時，USGS還將進一步完善這個系統，使得監測報警更加準確。

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徐慧,編譯.朱建東,校.

水力壓裂液對環境影響巨大

頁巖氣的革命使得全美范圍內出現了越來越多的水力壓裂，而水力壓裂對于環境的影響究竟有多大，所引發的爭議聲此起彼伏。然而，水力壓裂對于環境影響的綜合評估卻是一件非常復雜的事情。為了綜合評價水力壓裂對于周圍環境的影響，美國地質調查局(USGS)編制了全美范圍內水力壓裂分布圖。

水力壓裂一般用于獲取致密儲層中的非傳統油氣藏，而傳統的鉆探方式往往無法獲取這種非傳統的油氣藏。非傳統油氣藏的成藏地質條件和儲層地質結構共同決定了壓裂液的配比類型、鉆探作業的類型(水平鉆進，垂直鉆進或定向鉆進)，很多頁巖區塊采用的是復合鉆進的鉆探方式。

USGS科研人員加萊戈斯(Gallegos)等人曾對美國2000—2014年期間所施工的263 800口頁巖氣井進行了統計。統計結果表明，壓裂液的使用量與頁巖油氣儲層的類型息息相關。一般來說，儲層的滲透率越低，所注入的壓裂液就越多，兩者之間存在一種反比關系。

同時，鉆進的方式也會影響壓裂液的使用量。2000—2014年期間，水平井中的壓裂液用量始終保持增長，而垂直井和定向井中的壓裂液卻保持著平穩的態勢。這就解釋了為何全美范圍內的水力壓裂過程中，壓裂液的用量變化如此之大。同時也表明，儲層的地質條件和鉆進方式共同決定了水力壓裂對于周圍環境的影響大小。

水力壓裂一般是就地取水，因此會在很大程度上對當地的生活用水、農業灌溉用水，以及動物飲水等產生很大的影響。特別是在干旱地區，水力壓裂所產生的影響往往會放大數倍。壓裂之后殘留在地層深部的壓裂液是否會污染地下水系統，從而進一步影響到飲用水安全，這也引發了人們的種種猜測與恐慌。同時，由于壓裂作業改變了原先致密穩定的地層結構，是否會誘發該區域的地震活動，這不得不引起人們足夠的重視。

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徐慧,編譯.朱建東,校.

金剛石可定位早期癌癥

一支由悉尼大學教授專家組成的科研團隊日前宣稱，他們可利用納米級的人造金剛石，在癌細胞對人體造成危害之前，準確定位并殺死它們。

據悉，科研團隊的專家已構想出一種方式，在核磁共振成像(MRI)機器中“點燃”納米級人造金剛石，以此作為指示癌細胞的“燈塔”。

經處理的金剛石隨后會被附著在用于治療癌癥的特定化學物質上，并被注射到體內，在人體中穿行時受到追蹤。如果病人體內患有癌細胞，化學物質會被吸引到相應的區域，金剛石則會在MRI掃描時發揮其“燈塔作用”。

據專家透露，在未來幾周內，研究者將在老鼠身上進行試驗。然而，由于金剛石造價昂貴等原因，臨床試驗還得再等上幾年。如果一切進展順利，基于金剛石定位效應的核磁共振成像技術未來可望用于人類大腦腫瘤的定位研究。

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徐慧,編譯.朱建東,校.

人造衛星如何監測火山變形

位于美國夏威夷島東南部的基拉韋厄火山(Kīlauea Volcano)是世界上活動力最為旺盛的活火山之一，至今仍經常噴發。火山活動和巖漿的運移往往會導致一系列的地表變形。科學家們借助人造衛星的干涉成像合成孔徑雷達技術((InSAR)，可對該火山的活動進行連續監測，從而做到有效預警。

例如，科學家們在今年春季已成功地預報了一次較大規模的火山活動。2015年4月，據衛星傳送的數據表明，基拉韋厄火山口下方的巖漿房通道正在發生快速膨脹，導致上方的巖漿湖大面積溢出，巨量的熾熱巖漿體順著山體快速向下移動。當地政府提前發出了預警，并迅速組織人員撤離。

在此過程中，人造衛星通過掃面成像技術，詳細地描繪出巖漿房的膨脹過程及實時動態，而在此之前，科學家們只能對巖漿房的變形進行推斷。該技術綜合了合成孔徑雷達成像技術和干涉測量技術，利用傳感器的系統參數和成像幾何關系等精確測量地表某一點的三維空間位置及微小變化。利用兩顆處于不同軌道的人造衛星獲得同一地區的兩組數據，通過獲取同一目標對應的兩個回波信號之間的相位差并結合軌道數據來獲取高精度、高分辨率的地面高程信息。在干涉成像圖中，可清晰地看到由于地下巖漿的運動而導致地表巖石所產生的細微抬升和變形，而地表產生形變的區域與地下巖漿房在空間上高度吻合。這是人類第一次實時地觀測到了地下巖漿的運動。

干涉圖像中的分帶色譜反映出地表與處于不同運行軌道的人造衛星之間的距離隨時間變化的曲線，色譜中的每種色段約等于衛星雷達發射電磁波一半的波長，在圖中的色帶寬度約為1.5 cm。

除此之外，InSAR技術還可以全天候、全天時、大面積、高精度、快速準確地獲取覆蓋全世界的數字高程圖，特別是在某些困難地區用傳統測量方法無法涉及的地方，優勢則更為明顯。