国际地质新动态

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徐慧,编译.朱建东,校.

美国亚利桑那州的斑岩型铜矿床

美国亚利桑那州几乎所有开采中的铜矿都属于斑岩型铜矿床，均与花岗质岩浆岩的侵入体有关。这种侵入体的岩石具有典型的斑状结构，即0.1～0.5英寸的大颗粒斑晶被大量细小矿物颗粒的基质成分所包围，基质的颗粒与成分肉眼往往难以识别。目前普遍认为，岩浆侵入冷凝期后的含矿流体逐步在岩体顶部及围岩中的节理裂隙中发生矿质沉淀作用，形成斑岩型铜矿床(通常伴随钼和银的矿化)。含矿流体—地下水的混合溶液与围岩发生水—岩化学交互反应，往往会造成数立方英里的岩石发生大面积的蚀变现象。若围岩是灰岩，则围岩与岩体接触的部位会发生矽卡岩化，形成矽卡岩型铜多金属矿床。

几乎所有的岩体侵入与成矿作用均发生在地下深部。隐伏的矿床经过数百万年的风化作用，被逐步剥蚀出露地表。风化淋滤作用其实也是一种矿质二次富集的过程。黄铁矿被氧化后与水作用，形成硫酸铁溶液，硫酸铁溶液与黄铜矿发生作用后，铜质在适当的位置再次发生沉淀，形成辉铜矿。在铜矿的溶解与二次沉淀作用过程中，某种细菌的参与是一种有利的催化剂。

亚利桑那州另一种主要的铜矿类型为前寒武火山岩型铜矿床，例如该州杰罗姆地区著名的United Verde Mine铜矿。古海底火山热泉喷发所携带的金属矿质与冰冷的海水接触时，物理化学条件发生巨大改变，大量金属矿质发生沉淀作用，在海底形成细粒结构的层状、似层状矿体。如果这种喷流作用的时间足够大，将会在海底热泉喷流口的附近形成厚大的多金属矿物泥。这种矿床往往富含铜、铅、锌、银和金等元素。现代海底裂谷中的“黑烟囱”则是此类海底喷流沉积多金属矿床的真实写照。

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徐慧,编译.朱建东,校.

尤蒂卡页岩——最优质还是最糟糕的页岩区块？

钻机的巨大轰鸣声一直持续在美国东北部马塞卢斯页岩区块中，而在过去的几个星期里，这一幕又在尤蒂卡页岩区块中继续上演。数个油气田公司在尤蒂卡页岩区块施工的钻井，每天都在不断地创造着全美油气井的深度记录。

尤蒂卡页岩广泛分布于美国宾尼法尼亚州西南部，俄亥俄州东部以及弗吉尼亚州西部，在层位上位于马塞卢斯页岩的深部，前者的热演化程度更高，大部分为干气(主要成分为甲烷)，同时也有部分湿气(主要成分为乙烷和丙烷)。

对于尤蒂卡页岩产能的迅速崛起，有些人显得愈发紧张，这并不是因为钻井的费用过于高昂。相反地，据业内人士分析，新区块的钻井成本或许将远低于预期值。

美国洛拉能源工程公司(Lola Energy Operating Co.)首席执行官吉姆·克罗克(Jim Crock)认为，作为一个高产低成本页岩气的典型代表，如果尤蒂卡页岩油气资源过早地进入美国油气市场，这无疑是给早已降至冰点的全美油气价格再一次“降温”。

随着美国页岩气革命的兴起，特别是近五年来大量的页岩气开采，美国的能源市场日渐饱和。几乎每个新发现的页岩区块均冠以“高产”、“低成本”等字眼，而市场却以不断被刷新的油气价格来进行着回应。据统计，美国的天然气价格在2015年1月已跌至谷底，目前一直在3美元/百万英制热量单位(BTU)的历史低位徘徊(注：一百万BTU约合293千瓦时电能)。随着尤蒂卡页岩这样一个油气巨人的出现，专家甚至预测，在未来的几个月内，天然气价格不排除降至2美元/百万BTU的可能性。

业内人士警告，一旦尤蒂卡页岩的油气资源进入美国能源市场，本已命垂一线的路易斯安那州海恩斯维尔页岩油气资源将彻底被“终结”，马塞卢斯页岩的命运也将岌岌可危。

值得一提的是，尤蒂卡页岩的勘探目前仍处于初级阶段，有些人为此而欢欣鼓舞，有些人却因此而黯然神伤，然而现在就对此作出反应，未免太早了一些。

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澳大利亚Ranger铀矿山延续申请遭否决

据媒体报道，澳大利亚Ranger铀矿山的延续申请遭到当地政府的否决，这直接导致了上周四澳大利亚股市“澳洲能源与资源”股票(代码：ERA)暴跌21%。

据悉，澳洲能源与资源公司(ERA)持有该铀矿山的采矿权，采矿日期截止2021年。铀矿山位于澳大利亚卡卡杜国家公园(Kakadu National Park)境内，同时也是当地土著居民聚集区。

长期以来，该矿山的采矿作业一直受到当地政府以及社区组织的严格监督和管理。自1970开始，该公司就将复垦计划列为矿山生产的一项重要内容，长期安全和有效的尾矿复垦是Ranger铀矿复垦的目标。

ERA原本计划采矿许可证能够顺利延续，以便于其对深部新发现的三号矿体(Ranger 3 Deeps)进行开采巷道的开拓。然而，当地一家代表原住民利益的公司前段时间已正式通知ERA，经当地政府的审议，决定不予签发采矿许可证新的延续申请。

作为ERA的母公司——力拓集团(Rio Tinto)目前已接受澳洲当地政府的这一决定，明确表示不再支持ERA开采矿山深部的三号矿体。同时，力拓集团还将提供3亿美元的资金，用于矿山地质环境治理和恢复，以及土地复垦复绿等工作，以确保在2026年之前还原卡卡杜国家公园的生态原貌。

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赞比亚宝石矿床前景光明

作为全球绿宝石(祖母绿)和红宝石最大的生产商，英国吉姆菲尔兹矿业公司(Gemfields)日前宣称，旗下的一座位于赞比亚境内的卡吉姆(Kagem)矿山在过去的25年中，已累计生产出11亿克拉的宝石，这一数字已远远大于当年的预估值。

据悉，在 Kagem矿区内，穆瓦(Muva)超群的基底为一种杂岩体，约18亿—20.5亿年之前形成。由滑石—磁铁矿片岩 、闪岩和石英云母片岩组成，从矿坑底部到顶部分层分布。 泛非伟晶岩侵入到整个地层单元中，推测与附近的花岗岩侵入作用有关。当富含铍的岩浆及其衍生的流体与附近富含铬和钒的母岩相互作用时，它们之间的接触带会出现离子交换。在接触带及其周边，铬、钒和铍等化学元素在适当的压力和温度条件下，易形成常见的绿柱石和祖母绿的矿化。Kagem矿区采矿坑中的伟晶岩有两个阶段。较古老的缓倾斜石英—碧玺矿脉被年代较晚的石英—长石主岩脉所横切。滑石—磁铁矿片岩的母岩是科马提岩，在早期造山运动中形成。滑石—磁铁矿片岩提供祖母绿的关键成分——铬，而伟晶岩则提供了铍。在滑石—磁铁矿片岩与伟晶岩的反应层之间以及石英—碧玺的矿脉中都发现了祖母绿。

Gemfields公司拥有该矿山75%的股份，赞比亚政府持有25%股份。地质勘查结果初步表明，矿山仍有18亿克拉的潜在宝石资源量有待开发。

根据Gemfields公司的开发计划，该公司将在接下来的四年中陆续投入8 400万美元用于扩大矿山产能，最终的总投资额为51 600万美元。矿山的矿石处理加工能力将从现在的9万吨/年，逐步增加到2018年的18万吨/年。

Gemfields公司表示，公司在未来的几年中，还将陆续投入资金进行矿山深部的地质勘查，以彻底查明矿山深部的潜在资源量。

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徐慧,编译.朱建东,校.

美国地质调查局利用“推特”监测地震

社交网络平台不仅能建立起不同区域的人群之间的联系，它所包含的海量数据还有其他很多用途。譬如，美国地质调查局(USGS)目前正利用“推特”这一社交平台来监测全球范围内的地震活动。

推特网站通信交流部经理伊莱恩·埃利斯(Elaine Ellis)透露，双方的合作方式大致如下：USGS支付推特一笔费用，从而可以使用推特的数据。推特的一项程序会自动检索其3.16亿活跃用户的推文。当在某个时刻、某个特定地区的用户开始发送关于地震的推文，USGS就会立即收到警报。

USGS研究员保罗·厄尔(Paul Earle)坦言，客观地说，这并不是一项革命性的技术，但是这对于追踪确认地震的发生的确具有辅助作用。比如，有时候地震传感器没能检测到地震，或检测出错，或地震发生的地方根本就没有地震传感器，这个方法就会起到作用。

在推特网站强大的数据支持下，USGS能够在地震发生后的2 min内即可收到讯息，尤其是在那些尚未安置地震传感器的空白地区，这一方法显得非常有效。据统计，USGS目前已在全球安放了约2 000个地震传感器。

起初，USGS内部的部分人士对于利用社交平台监测地震这一方式心存疑虑，然而实践证明了这种方法的有效性。

伊莱恩·埃利斯表示，社交网络平台是一个独立系统，它可以用作二次确认，弥补地震仪器的某些缺陷。同时，USGS还将进一步完善这个系统，使得监测报警更加准确。

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水力压裂液对环境影响巨大

页岩气的革命使得全美范围内出现了越来越多的水力压裂，而水力压裂对于环境的影响究竟有多大，所引发的争议声此起彼伏。然而，水力压裂对于环境影响的综合评估却是一件非常复杂的事情。为了综合评价水力压裂对于周围环境的影响，美国地质调查局(USGS)编制了全美范围内水力压裂分布图。

水力压裂一般用于获取致密储层中的非传统油气藏，而传统的钻探方式往往无法获取这种非传统的油气藏。非传统油气藏的成藏地质条件和储层地质结构共同决定了压裂液的配比类型、钻探作业的类型(水平钻进，垂直钻进或定向钻进)，很多页岩区块采用的是复合钻进的钻探方式。

USGS科研人员加莱戈斯(Gallegos)等人曾对美国2000—2014年期间所施工的263 800口页岩气井进行了统计。统计结果表明，压裂液的使用量与页岩油气储层的类型息息相关。一般来说，储层的渗透率越低，所注入的压裂液就越多，两者之间存在一种反比关系。

同时，钻进的方式也会影响压裂液的使用量。2000—2014年期间，水平井中的压裂液用量始终保持增长，而垂直井和定向井中的压裂液却保持着平稳的态势。这就解释了为何全美范围内的水力压裂过程中，压裂液的用量变化如此之大。同时也表明，储层的地质条件和钻进方式共同决定了水力压裂对于周围环境的影响大小。

水力压裂一般是就地取水，因此会在很大程度上对当地的生活用水、农业灌溉用水，以及动物饮水等产生很大的影响。特别是在干旱地区，水力压裂所产生的影响往往会放大数倍。压裂之后残留在地层深部的压裂液是否会污染地下水系统，从而进一步影响到饮用水安全，这也引发了人们的种种猜测与恐慌。同时，由于压裂作业改变了原先致密稳定的地层结构，是否会诱发该区域的地震活动，这不得不引起人们足够的重视。

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金刚石可定位早期癌症

一支由悉尼大学教授专家组成的科研团队日前宣称，他们可利用纳米级的人造金刚石，在癌细胞对人体造成危害之前，准确定位并杀死它们。

据悉，科研团队的专家已构想出一种方式，在核磁共振成像(MRI)机器中“点燃”纳米级人造金刚石，以此作为指示癌细胞的“灯塔”。

经处理的金刚石随后会被附着在用于治疗癌症的特定化学物质上，并被注射到体内，在人体中穿行时受到追踪。如果病人体内患有癌细胞，化学物质会被吸引到相应的区域，金刚石则会在MRI扫描时发挥其“灯塔作用”。

据专家透露，在未来几周内，研究者将在老鼠身上进行试验。然而，由于金刚石造价昂贵等原因，临床试验还得再等上几年。如果一切进展顺利，基于金刚石定位效应的核磁共振成像技术未来可望用于人类大脑肿瘤的定位研究。

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人造卫星如何监测火山变形

位于美国夏威夷岛东南部的基拉韦厄火山(Kīlauea Volcano)是世界上活动力最为旺盛的活火山之一，至今仍经常喷发。火山活动和岩浆的运移往往会导致一系列的地表变形。科学家们借助人造卫星的干涉成像合成孔径雷达技术((InSAR)，可对该火山的活动进行连续监测，从而做到有效预警。

例如，科学家们在今年春季已成功地预报了一次较大规模的火山活动。2015年4月，据卫星传送的数据表明，基拉韦厄火山口下方的岩浆房通道正在发生快速膨胀，导致上方的岩浆湖大面积溢出，巨量的炽热岩浆体顺着山体快速向下移动。当地政府提前发出了预警，并迅速组织人员撤离。

在此过程中，人造卫星通过扫面成像技术，详细地描绘出岩浆房的膨胀过程及实时动态，而在此之前，科学家们只能对岩浆房的变形进行推断。该技术综合了合成孔径雷达成像技术和干涉测量技术，利用传感器的系统参数和成像几何关系等精确测量地表某一点的三维空间位置及微小变化。利用两颗处于不同轨道的人造卫星获得同一地区的两组数据，通过获取同一目标对应的两个回波信号之间的相位差并结合轨道数据来获取高精度、高分辨率的地面高程信息。在干涉成像图中，可清晰地看到由于地下岩浆的运动而导致地表岩石所产生的细微抬升和变形，而地表产生形变的区域与地下岩浆房在空间上高度吻合。这是人类第一次实时地观测到了地下岩浆的运动。

干涉图像中的分带色谱反映出地表与处于不同运行轨道的人造卫星之间的距离随时间变化的曲线，色谱中的每种色段约等于卫星雷达发射电磁波一半的波长，在图中的色带宽度约为1.5 cm。

除此之外，InSAR技术还可以全天候、全天时、大面积、高精度、快速准确地获取覆盖全世界的数字高程图，特别是在某些困难地区用传统测量方法无法涉及的地方，优势则更为明显。