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    2013年, 第20卷, 第4期
    刊出日期:2013-07-15
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    论文
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    论文
    青藏高原东北缘海原断裂带新生代构造演化
    施炜, 刘源, 刘洋, 陈鹏, 陈龙, 岑敏, 黄兴富, 李恒强
    2013, 20(4): 1-17. 
    摘要 ( 2359 )   PDF(8366KB) ( 2348 )  

    海原断裂带作为青藏高原东北缘构造变形最显著断裂带之一,记录了青藏高原向北东扩展的构造信息。在详细的构造测量基础上,初步提出海原断裂带新生代以来的古构造应力场序列,反演了其新生代构造演化历史。详细构造解析表明,海原断裂带新生代以来主要经历了5个构造演化历史阶段,即始新世—中新世NWSE向构造伸展与沉积盆地发育、中新世晚期—上新世NNESSW向构造挤压与海原断裂带右行走滑活动、上新世末—早更新世NESW向构造挤压与强烈褶皱逆冲活动、晚更新世晚期以来ENEWSW向构造伸展与断陷盆地发育、全新世以来NESW向构造挤压作用与断裂带强烈左行走滑活动。变形分析表明海原断裂带现今地貌格局主要缘于上新世末—早更新世NESW向强烈逆冲活动,后期ENEWSW向构造挤压作用导致断裂走滑活动,并改造了局部地貌,主要表现为沿断裂带发育一系列第四纪小型拉分盆地。该带新生代构造演化研究,为探讨青藏高原东北缘新构造演化提供了具体构造证据。

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    青藏高原东北缘牛首山—罗山断裂带新生代构造变形与演化
    陈虹, 胡健民, 公王斌, 李利波
    2013, 20(4): 18-35. 
    摘要 ( 1485 )   PDF(14756KB) ( 2405 )  

    牛首山—罗山断裂带分隔了青藏高原东北缘和鄂尔多斯地块两大构造单元,是青藏高原东北缘最外缘的一条断裂带。通过断裂带内详细的构造变形测量,结合区域构造分析与筛分,获得新生代4期构造应力场。通过年代学的初步研究,提出牛首山—罗山断裂带新生代构造演化序列,即:始新世末—渐新世近NS向挤压逆冲变形、中新世晚期—上新世NWSE向挤压与左行走滑活动、上新世末—中更新世NNESSW向挤压与右行走滑活动、晚更新世以来近EW向挤压与伸展构造。其中强烈的构造变形起始于中新世晚期,表明青藏高原东北缘的边界扩展在中新世晚期已经到达该断裂带。研究结果表明,牛首山—罗山断裂带在不同阶段的构造演化过程与印度欧亚大陆碰撞及青藏高原隆升过程密切相关,同时记录了青藏高原东北缘向外侧扩展和鄂尔多斯地块新生代构造转换的构造过程。

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    宁夏南部晚更新世沉积物沉积特征及其构造意义
    徐涛, 杨家喜, 刘源, 施炜, 魏巍
    2013, 20(4): 36-45. 
    摘要 ( 1836 )   PDF(7246KB) ( 1279 )  

    通过研究宁夏南部第四纪沉积物类型及沉积作用,结合沉积物年代学分析,初步确定宁夏南部晚更新世发育众多沉积盆地。其沉积学特征研究表明,晚更新世沉积盆地主要发育冲积扇沉积物、湖相泥质粉砂质沉积物、盆地边缘斜坡岩相组合、现代河流一级阶地沉积物以及黄土等几种沉积物。沉积作用特点显示,晚更新世沉积盆地的大范围出现主要受构造伸展作用控制,表明青藏高原北东扩展过程中,宁夏南部地区于晚更新世期间还存在较明显的构造伸展活动,从而证实青藏高原隆升及其北东向扩展具明显的阶段性。

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    西安市临潼—长安断裂带晚更新世以来的活动性研究
    黎敦朋, 杜建军, 马寅生, 肖爱芳
    2013, 20(4): 46-57. 
    摘要 ( 1800 )   PDF(4205KB) ( 950 )  

    临潼—长安活动断裂带是渭河盆地内部西安凹陷与骊山凸起之间一条重要的活动断裂带,由2条次级断层组成,以灞河、皂河为界划分为北东、中、南西3段,前人对晚更新世以来的断裂的活动性存在2种不同的认识。为了确定临潼—长安断裂带晚更新世以来的活动性,文中以黄土S1、L1S和S0为确定垂直位移的标志和年代标尺,通过DEM地貌分析、断层露头调查,结合地壳形变资料,分析得出临潼—长安断裂带北东段晚更新世以来断裂活动性强,中段活动性其次,南西段活动性弱,与DEM显示的现今临潼—长安活动断裂带上下盘的地貌差异有很好的吻合性。

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    青藏高原东北缘新近纪晚期构造挤出:来自西秦岭地区安化—成县盆地的证据
    马收先, 张岳桥, 李海龙, 李建华, 李勇
    2013, 20(4): 58-74. 
    摘要 ( 1759 )   PDF(9543KB) ( 1105 )  

    西秦岭位于青藏高原东北缘由挤压走滑向走滑伸展构造的转换地带,成为研究青藏高原晚新生代构造扩展过程的重要构造部位。在西秦岭地区发育的一系列新近纪盆地作为高原物质向外扩展的载体,记录了扩展过程中不同阶段的构造活动和演化信息。文中选择位于成县—太白山断裂内的安化—成县盆地,通过对该盆地沉积过程与构造变形方面的详细研究,确定了盆地在新近纪晚期的两阶段构造演化历史。早期受迭部—白龙江、成县—太白山弧形断裂左行走滑的影响,在弧顶及以东位置发生走滑伸展,形成长条形的地堑半地堑盆地。同期沿青川断裂、西秦岭北缘断裂、礼县—罗家堡断裂以及西和断裂分别形成了汉中盆地、武山盆地、天水盆地以及西和盆地。这些走滑断裂向东扩展可能控制了渭河地堑约9 Ma以来的NWSE向伸展,并伴随华山、太白山以及西秦岭东段10~4 Ma的快速隆升。在4.2~2.5 Ma期间,受断裂运动学调整的影响,西秦岭地区新近纪盆地遭受挤压而发生构造反转。新近纪盆地的形成与反转历史清楚地记录了青藏高原东北缘新近纪晚期向东构造挤出的过程。

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    华北地块南部断裂体系新构造活动特征
    许立青,李三忠,索艳慧,刘鑫,戴黎明,吴奇
    2013, 20(4): 75-87. 
    摘要 ( 1557 )   PDF(6454KB) ( 1460 )  

    根据野外观察、测量与分析,特别是综合华北地块南部断裂体系第四纪活动性质的构造和地貌标志,表明现今华北地块南部NWWNW向断裂活动最为显著,主要表现为左旋走滑性质;在前新生代构造基础上发育的三门峡—鲁山—舞阳断裂带和新构造期发育的新乡—商丘断裂带是具有走滑性质的新生代壳内活动断裂。地球物理资料表明,在介休—新乡—溧阳和巴东—泉州—台湾地震带西北部的深部存在两个NW向构造带,在地幔可能汇聚为一条构造带。综合这些断裂及其所控断陷盆地的展布特征,明确了该区的NE向、NW向及近EW向断裂的运动学关系。即在应力应变基底格局的制约下,两个NW向构造带强烈的左旋走滑拉分运动作用下导致华北地块南部发育拉分盆地,NW向新断裂的形成和先存NNE、NW及近EW向断裂的复活,控制了新生代复杂的断裂或断块构造格局的形成。

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    太行山东麓断裂带板内构造地貌反转与机制
    曹现志, 李三忠*, 刘鑫 , 索艳慧, 赵淑娟, 许立青, 戴黎明, 王鹏程, 余珊
    2013, 20(4): 88-103. 
    摘要 ( 1574 )   PDF(4976KB) ( 1432 )  

    华北克拉通前寒武纪基底可划分为东部地块、中部带和西部地块。中生代以来,华北克拉通发生减薄破坏,其破坏中心位于东部地块,而西部地块与中部带基本保持完整,其过渡带就是太行山东侧。太行山地区近乎平行发育着两条重要的断裂:太行山大断裂和太行山山前断裂,统称为太行山东麓断裂带。通过研究发现,太行山山前断裂是继承早前寒武纪构造带形成的断裂,控制着太行山与东部地块前寒武纪基底的差异,古新世以来发生板内构造地貌的负反转,构成渤海湾盆地的西界断裂。太行山大断裂则在燕山期时为重要的逆冲断裂,对太行山的隆起起着重要作用;中新世以来,伴随着山西地堑系的形成,太行山大断裂发生构造负反转,控制着一系列山间地堑的发育。新生代以来,该区构造演化特征整体表现为向西构造迁移的特点,是区域走滑伸展背景下的一种新的板内盆山关系。

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    华北地块中部活动构造特征及汾渭地堑成因探讨
    吴奇,许立青,李三忠,刘鑫,王鹏程,曹现志,索艳慧
    2013, 20(4): 104-114. 
    摘要 ( 1404 )   PDF(4851KB) ( 1553 )  

    研究区位处华北克拉通中部,受太平洋构造域和特提斯构造域的影响,新生代开始裂解,先后形成了渤海湾盆地和汾渭地堑。第四纪以来,华北地块中部活动日趋活跃,不同走向的断裂和盆地也表现出不同的活动性。NW向和近EW向断裂主要表现为左旋走滑性质,而NE向断裂则主要表现为正断性质。NNE向断裂虽也表现出正断性质,但右旋走滑性质正逐渐占主导地位。汾渭地堑中,NE向盆地与NNE向的盆地也因此表现出一定的活动差异。盆地形成初期,两种走向的盆地沉降速率差别不大,但第四纪以来,NE向盆地的沉降速率已大大超过NNE盆地。对于第四纪以来这种构造运动的表现,同时结合GPS观测数据及青藏高原的大规模隆升与华北地块中部山地相对隆升和盆地沉降事件在时间上的高度一致性,推测华北地块中部中新世以来的构造活动主要受印度与欧亚板块碰撞的挤出作用影响,在NWW和NE向剪切应力的作用下,华北地块中部自南北两端受NWWSEE向拉张的合力作用下开始裂解。随着青藏高原隆升速度的加快,两种剪切应力也随之增强,其合力的影响范围逐渐向中心向东不断扩展,形成了一系列的NNE和NEE向盆地。同时,NE向剪切应力增幅明显强于NWW向剪切,导致其合力由NW向拉张逐渐转变为NNW向拉张,引起不同走向断层活动性的差异与不同走向盆地沉降速率的相应改变。

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    结合波形互相关的双差定位在北京西北地区地震活动性研究中的应用
    汪锐, 谭成轩, 安美建, 冯梅, 卢君, 张劲松, 毛星
    2013, 20(4): 115-124. 
    摘要 ( 1434 )   PDF(6053KB) ( 1260 )  

    采用2002年—2012年首都圈台网事件目录和2008年12月—2011年11月中国地质科学院地质力学研究所布设的微震台网记录的地震事件目录,分别运用结合波形互相关的双差定位和Geiger定位方法进行精确定位,对北京西北地区的活动地震构造进行了研究。结果表明北京西北地区分布两条NW向地震断裂带和两条NE向地震断裂带及两个地震密集分布区,地震活动密集分布区均位于NE向地震断裂带与NW向地震断裂带相交处及地处山区平原过渡区,可能是东北旺断裂与南口—山前断裂活动的反映。该地区地震震源深度分布范围主要为5~30 km,主要分布在上地壳和中地壳。

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    从水系的分布形态探讨沂沭断裂带的运动特征
    林爱明, 饶刚, 闫兵
    2013, 20(4): 125-136. 
    摘要 ( 1523 )   PDF(9695KB) ( 979 )  

    郯城—庐江断裂带是纵贯中国大陆东部,长达2 000 km以上的大断裂带。该研究利用DEM数据和ETM,以及谷歌卫星影像来分析郯城—庐江断裂带中段的沂沭断裂带周边的水系的几何分布形态特征。三维卫星图像解译和野外调查的结果显示:(1)沿断裂带周边发育的水系的几何分布形态主要受由F1—F4 4条主要断层所组成的沂沭断裂带构造所制约;(2)沿断裂带发育的水系不具有典型的走滑断层的系统化的同步转折和位错的变形特征;(3)沂沭断裂带东侧的F1和F2断裂是现今的活动断裂,而F3和F4断裂在第四纪基本没有明显的活动迹象;(4)F1和F2断裂以垂向运动为主,具有高角度的逆断层或正断层的运动特征。该研究结果显示沿断裂发育的水系地貌和几何分布特征可作为评价断裂的活动性和运动特征的地貌标志。

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    郯庐断裂带渤海段第四纪活动规律探讨
    胡惟, 朱光, 宋利宏, 严乐佳, 刘备
    2013, 20(4): 137-150. 
    摘要 ( 1351 )   PDF(10721KB) ( 2689 )  

    郯庐断裂带渤海段也称为营潍断裂带。文中利用一系列地震剖面,对营潍断裂带第四纪活断层的几何学特征、活动方式与时间、应力场及活动性进行了综合分析,探讨其第四纪活动规律。结果表明,该断裂带第四纪以来活动广泛而强烈,基本上继承了新近纪的断裂格局,由东、西两支主干断裂构成,各自呈左阶雁列式展布。其主干断裂在第四系内陡立的断面、常见的第四系背斜构造及区域上NEESWW向挤压应力状态,皆表明该断裂带第四纪以来呈逆右行平移活动。大量的地震剖面揭示,该断裂带渤中地区为全新世活断层,而潍北—莱州湾和辽东湾地区呈现为全新世、晚更新世与第四纪活断层相间出现的现象。地震分布表明,该断裂带近代在中段渤中地区活动性最强,而南、北段活动性较弱。

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    渤海海域新近纪断层成因与动力学状态
    詹润, 朱光, 杨贵丽, 林少泽, 严乐佳, 姜芹芹
    2013, 20(4): 151-165. 
    摘要 ( 1804 )   PDF(6434KB) ( 901 )  

    新近纪是渤海海域新构造运动的重要阶段,具有不同于第四纪以来的构造活动特征和盆地格局。大量的盆地勘探资料显示,海域新近系内发育了大量张性、张扭性断层,主要为近东西向断层,其次为北北东向的郯庐断裂带和局部的大型北西向断层。这一断层格局与下伏古近系相似,但断层活动强度明显较弱,属于坳陷型盆地内的断层活动。断层的平、剖面特征表明,近东西向者为正断层,北北东与北西向断层分别为右行、左行平移正断层。各类断层的运动学特征指示,海域古近纪处于南北向的弱伸展环境。近东西向断层小型者多为新生正断层,大型者常是早期断层的复活,皆为区域拉张作用的直接结果。北北东向的郯庐断裂带与北西向断层皆为继承性活动,其走滑是斜向拉张的结果。郯庐断裂带较强的张扭性活动一方面使旁侧派生了一系列北东—北东东向的小型正断层,另一方面使其旁侧各类断层密度明显增大。海域新近纪的弱伸展环境结束于新近纪末一次区域性挤压事件。

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    中更新世晚期以来高阶地发育与中游黄河贯通
    傅建利,张珂,马占武,王书兵,吴艳梅
    2013, 20(4): 166-181. 
    摘要 ( 1495 )   PDF(4373KB) ( 1257 )  

    黄河的形成演变,是综合反映东亚构造地貌和自然环境变迁的重大地质事件,中游是黄河演化的关键河段,也是研究意见分歧集中的河段。发育于晋陕峡谷北段的寺沟T5阶地代表了晋陕峡谷未沟通前的雏形黄河发育阶段,T4阶地代表了黄河的贯通形成。文中选择了自三门峡峡谷至河曲寺沟间不同地貌部位的5个T5阶地和1个T4阶地典型剖面进行了系统研究,通过对阶地上覆黄土野外地层划分、OSL和ESR年代测定及磁化率测试结果与黄土高原段家坡典型黄土地层的对比,确定T5阶地和T4阶地上覆黄土最底部地层分别为S2和S1古土壤层,由黄土地层年代序列确定两级阶地分别形成于250~200 ka BP和130~80 ka BP。根据阶地的分布和沉积特征,认为250 ka BP前后的构造活动是T5阶地形成的主因,此时雏形黄河自三门峡溯源侵蚀到了河津地区,但未沟通河套盆地。形成于130~80 ka BP期间的T4阶地发育,代表晋陕黄河北段与河套盆地得以沟通,现今黄河最终形成。

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    青藏高原东北缘牛首山地区新构造运动及黄河演化
    梁浩, 张珂, 傅建利, 李庶波, 陈俊, 路凯
    2013, 20(4): 182-189. 
    摘要 ( 1671 )   PDF(3680KB) ( 1092 )  

    青藏高原东北缘银川盆地及盆地以南的弧形山地,是研究青藏高原新构造运动与古环境变化的重要区域。位于银川盆地与弧形山地交界的牛首山,记录了上新世以来盆地南缘与黄河中宁—青铜峡段的演化过程。上新世干河沟组具有盆地边缘相及河流相两种不同的沉积,其中河流相沉积呈带状分布于牛首山南麓;西麓山前台地缺失干河沟组,仅覆盖山麓相胶结砾石;南麓及北麓发育完整黄河阶地,最高阶地拔河低于胶结砾石平均高度;西麓断层右旋走滑导致新生界褶皱并错断干河沟组。对上述牛首山构造地貌特征分析表明,上新世时期古黄河经牛首山东麓入银川盆地;早更新世牛首山西麓支流抢夺主流水量发育壮大,切青铜峡入银川盆地,东麓古黄河废弃,形成现今研究区地质地貌现象。

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    河套盆地西缘山前低台地沉积特征对“吉兰泰—河套”古湖消退过程及其控制因素的指示意义
    公王斌, 胡健民, 李振宏, 吴素娟, 刘洋, 阎纪元
    2013, 20(4): 190-198. 
    摘要 ( 1856 )   PDF(10785KB) ( 988 )  

    河套盆地西缘与北缘发育一系列山前台地,台地沉积物记录了盆地环境变化。高台地沉积物记录了“吉兰泰—河套”古大湖形成过程,而低台地记录了古大湖的消退过程。盆地东部与西部低台地沉积特征不同,东部低台地由全新世冲洪积物组成,西部狼山山前低台地由晚更新世晚期—全新世(14C年龄(15 260±60)a cal BP与(9 810±40)a cal BP)湖相沉积组成。低台地沉积特征及测年结果表明,1.5万年至1.0万年前后,河套盆地东部湖泊消失,而西部仍发育湖泊,古湖经历了自东向西的退却过程。古湖消退受盆地周缘断裂活动的差异性控制,1.5万年至1.0万年前后,盆地周缘断裂活动性总体上东强西弱,东部大青山山前断裂活动速率较高,大量碎屑物质进入盆地,呼和坳陷湖泊萎缩甚至消失,西部狼山山前断裂活动速率较低,进入盆地碎屑物质较少,临河坳陷大部分地区发育湖泊。

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    银川盆地新生代构造演化:来自银川盆地主边界断裂运动学的约束
    黄兴富, 施炜, 李恒强, 陈龙, 岑敏
    2013, 20(4): 199-210. 
    摘要 ( 1707 )   PDF(4150KB) ( 1224 )  

    银川盆地新生代以来主要沿其边界断裂发生多期断陷活动,其边界断裂运动学特征记录了盆地的形成演化历史。基于其边界断裂滑动矢量的详细测量与分析,结合区域构造、盆地内沉积序列以及叠加变形分析,提出银川盆地新生代主要受NWSE向伸展、NESW向伸展与NESW向挤压3期构造应力场控制。结合区域构造演化与相关年代学数据,银川盆地新生代以来主要经历初始断陷、持续断陷与拉分断陷等3期构造演化,始新世—上新世受NWSE向伸展作用控制,银川盆地两侧主边界断裂发生正倾滑活动,导致盆地发生强烈断陷活动,充填了始新世—上新世红色砂岩、砾岩;更新世期间,古构造应力场转变为NESW向伸展,其主边界断裂以左行斜张活动,银川盆地持续断陷沉降;晚更新世晚期(?)以来,在NESW向挤压作用控制下,银川盆地主边界断裂发生强烈右行走滑兼正断活动,盆地受断裂剪切拉张活动,发生拉分断陷沉积。

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    页岩气储层孔隙分类与表征
    于炳松
    2013, 20(4): 211-220. 
    摘要 ( 2222 )   PDF(1517KB) ( 3440 )  

    页岩气储层作为一种非常规储集体,对于其孔隙类型,目前国际上尚没有统一分类方案。由于其孔隙结构的特殊性,常规孔隙表征方法也难以对页岩气储层的孔隙特征进行有效的表征。为此,在充分调研和系统总结国际上有关页岩气储层孔隙分类现状的基础上,结合页岩储层的特殊性,提出了页岩气储层孔隙的产状结构综合分类方案。该方案综合考虑了孔隙定性观察和定量测定的信息。根据定性观察的孔隙产状,把页岩气储层的孔隙类型划分为与岩石颗粒发育无关的和与岩石颗粒发育有关的两个大类。前者即为裂缝孔隙,后者为岩石基质孔隙。岩石基质孔隙大类又进一步分成了发育在颗粒和晶体之间的粒间孔隙、包含在颗粒边界以内的粒内孔隙和发育在有机质内的有机质孔隙。年轻的浅埋藏沉积物中只含有粒间和粒内孔隙,这些孔隙随着埋藏和压实而大大减少。随着埋深的增加,伴随着烃类的热成熟,有机孔隙开始发育,同时,随着烃类热成熟过程中有机酸的排放,导致溶解孔隙的形成。再结合定量测定的孔隙结构信息,把孔隙划分为微孔隙、中孔隙和宏孔隙。综合上述不同产状孔隙类型的结构特征,即构成了文中的产状结构综合分类。同时,鉴于页岩气储层的特殊性以及难以用研究常规油气储层的方法和手段进行表征,文中介绍了目前最常用的页岩气储层孔隙表征的定性半定量观测和定量检测方法。前者包括透射电子显微镜、聚焦离子束抛光和场发射扫描电子显微镜方法,后者包括压汞分析、低压氮气吸附、低压二氧化碳吸附和核磁共振等方法。

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    页岩油资源评价技术方法及其应用
    宋国奇, 张林晔, 卢双舫, 徐兴友, 朱日房, 王民, 李政
    2013, 20(4): 221-228. 
    摘要 ( 2027 )   PDF(1942KB) ( 2463 )  

    通过对页岩油赋存特征分析,建立了适合于中国勘探开发阶段并具有可操作性的页岩油资源评价方法,对方法中所涉及的关键参数进行了分析和研究,重点探讨了不同级别页岩体积的确定、氯仿沥青“A”和热解S1轻烃恢复系数求取以及吸附油含量的计算等问题。轻烃的恢复系数受有机质的演化程度影响,随演化程度的增高而增大,而吸附油含量与页岩中的有机质含量相关,研究认为:氯仿沥青“A”中吸附油的比例约为TOC的0.2倍,热解S1中约为TOC的0.1倍。应用该研究提出的页岩油资源量计算方法对渤南洼陷古近系页岩油资源量进行了估算,并讨论了不同级别页岩对资源的贡献。

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    华夏陆块闽西南坳陷二叠系含有机质页岩组成及赋气孔隙特征
    房立志, 琚宜文, 王国昌, 卜红玲
    2013, 20(4): 229-239. 
    摘要 ( 1594 )   PDF(2688KB) ( 839 )  

    华夏陆块从早古生代以来,经历了多期推覆与伸展构造的叠加。文中对华夏陆块闽西南仙亭、曲斗等地区/矿区附近及井下所采集的含有机质页岩样品进行实验测试,分析了有机质参数、矿物组成及赋气孔隙参数,将对中国华夏陆块闽西南二叠系页岩的储层特征研究及页岩气勘探前景预测提供理论依据。研究结果表明:(1)采用TOC残余碳分析实验、荧光显微镜及显微镜光度计实验等,认为闽西南二叠系页岩含碳量中等,为0.15%~2.71%;有机质成熟度高,为3.51%~4.33%。(2)储层矿物组成方面,利用X射线衍射实验进行全岩分析,结果显示黏土矿物占38.2%~49.6%,含量较高,主要为伊利石,含少量的绿泥石、蒙皂石;常见非黏土矿物主要为石英,均占45%以上;钾长石和斜长石含量较少,占1%~2.3%。(3)储层孔渗性方面:有效孔隙度为0.3%~11.4%,渗透率为(0.006 5~0.987)×10-3μm2;利用低温液氮吸附实验等对纳米级孔隙进行分析,认为部分小孔(2~50 nm)的孔容、比表面积较大,其次为微孔(小于2 nm)和大孔(大于50 nm)。此外,累计比表面积和累计孔容呈现出较好的正相关性,纳米孔隙累计比表面积、累计孔容与孔径之间的关系表明,闽西南二叠系页岩气主要赋存于微孔和小于10 nm的小孔中。依照页岩储层评价标准,闽西南二叠系海陆交互相页岩在有机质丰富、有机质成熟度、页岩厚度、矿物组成、孔隙结构等方面符合页岩气开发最低标准,具有勘探开发前景。

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    新疆库鲁克塔格西段奥陶纪花岗岩体地质特征及构造意义
    郭瑞清, 秦切, 木合塔尔·扎日, 赵亮亮, 孙敏佳, 魏震
    2013, 20(4): 251-263. 
    摘要 ( 1822 )   PDF(4177KB) ( 949 )  

    塔里木盆地北缘是塔里木克拉通与南天山造山带结合部位,发育近东西展布的古生代花岗质侵入岩带,该侵入岩带对探究塔里木北缘构造背景及属性乃至南天山洋演化至关重要。文中研究岩体位于库鲁克塔格西段的博斯腾湖南岸,主要岩性为二长花岗岩,LAICPMS UPb锆石年龄分别为(458±3) Ma和(454.6±4.6) Ma,代表花岗岩结晶年龄。地球化学特征显示,花岗岩的SiO2质量分数为71.03%~74.39%,K2O质量分数为4.14%~5.07%,A/CNK=1.03~1.08,属弱过铝质高钾钙碱性I型花岗岩;(La/Yb)N为16.41~37.59,δEu=0.44~0.79,具轻稀土富集、重稀土相对亏损的特征;在原始地幔标准化蛛网图上,样品均明显富集K、Rb、Ba、Th等大离子亲石元素,亏损Ta、Nb、P、Ti等高场强元素。花岗岩岩浆源于下地壳的部分熔融,在熔融过程中源区残留石榴子石和斜长石。综合区域地质资料及前人成果,认为花岗岩形成的动力和热力来源与南天山洋向南俯冲有关,推测在早古生代南天山洋存在双向俯冲,并从奥陶纪开始向南俯冲消减,一直延续到早石炭世,到晚石炭世闭合。

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    陕西省铧厂沟金矿床主矿带黄铁矿热电性特征及其地质意义
    刘冲昊, 刘家军, 王建平, 吴杰, 王维钰, 王立新, 于康伟, 陈冬
    2013, 20(4): 264-272. 
    摘要 ( 1596 )   PDF(1711KB) ( 832 )  

    陕西省铧厂沟金矿是一个主要赋存于海底基性火山喷流细碧岩中的金矿床。文中系统研究了该矿床主矿带黄铁矿的热电性特征。主矿带成矿温度主要集中在130~330 ℃,属中—低温矿床;黄铁矿导电类型从早期到晚期由N 型向P 型转变;P型黄铁矿出现频率从浅部到深部呈减小趋势;金品位高值区与P型黄铁矿的高值区及热电系数离散度的低值区相对应;主矿带黄铁矿热电导型及热电性参数特征反映出主矿带开采区位于矿体中部偏下,向深处仍有一定规模的延伸。综合分析认为,0至2勘探线深部以及22~26勘探线深部发现新的富矿段的可能性较大。

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    不同成因锆石的微量元素特征研究进展
    雷玮琰, 施光海, 刘迎新
    2013, 20(4): 273-284. 
    摘要 ( 2319 )   PDF(1730KB) ( 1680 )  

    对近年来不同成因锆石(岩浆锆石、变质锆石和热液锆石)微量元素特征方面有关的研究进展进行了系统的总结和评述。锆石的微量元素特征能够反映主岩的成分演化,共生分离结晶相,混合以及熔融源区性质等诸多信息。对于岩浆锆石,其微量元素组成随岩浆分异演化系统地变化,从超镁铁质岩到花岗质岩,锆石微量元素含量总体上增长。幔源岩浆锆石微量元素含量低,稀土配分模式显示弱的Eu负异常或没有异常,重稀土部分相对平缓,而壳源岩浆锆石微量元素含量较幔源锆石高,稀土配分模式显示强烈的Ce正异常和Eu负异常。岩体中单一颗粒岩浆锆石和颗粒之间微量元素组成的变化也可以反映结晶出锆石的岩浆组成的演化。对于变质锆石,在进变质、退变质以及热峰条件等宽泛的温压条件下,通过原岩锆石的固态重结晶、溶解再结晶、含Zr矿物变质反应释放Zr进而成核结晶等机制形成,其内部生长结构复杂,微量元素特征可以反映生长机制、共生矿物和形成环境等信息。热液锆石形成有类似岩浆锆石的生长环带,流体包裹体、热液矿物包裹体的存在可以指示锆石确切的热液成因。热液锆石的微量元素组成能够反映不同的热液矿物组合以及流体组成的变化。

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    塔里木大火成岩省皮羌层状岩体的矿物结晶顺序和钒钛磁铁矿矿石成因探讨
    邢长明, 王焰, 张传林
    2013, 20(4): 285-298. 
    摘要 ( 1813 )   PDF(11263KB) ( 979 )  

    距今约276 Ma的皮羌层状岩体位于塔里木板块西缘,是二叠纪塔里木大火成岩省的组成部分。岩体主要由辉长岩组成并赋存大型钒钛磁铁矿矿床。矿物结构和磁铁矿、钛铁矿和单斜辉石成分变化特征表明,矿物结晶顺序为单斜辉石+斜长石→磁铁矿+钛铁矿。磁铁矿中V2O3含量变化于0.49%~0.97%,说明岩浆演化过程氧逸度较低(<FMQ+0.5),并抑制了磁铁矿的较早结晶。在低氧逸度的条件下,大量硅酸盐矿物的结晶导致残余岩浆中FeTi含量增加,造成不混熔的富FeTi熔体从岩浆中分离,最后堆积形成块状磁铁矿矿体。磁铁矿钛铁矿矿物对平衡温度为490 ℃~670 ℃,远低于岩浆磁铁矿的结晶温度,表明岩体的形成是一个缓慢冷却的过程。

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    鄂尔多斯盆地陆相页岩微观孔隙类型及对页岩气储渗的影响
    杨超, 张金川, 唐玄
    2013, 20(4): 299-304. 
    摘要 ( 2049 )   PDF(3268KB) ( 2050 )  

    为深入研究鄂尔多斯陆相页岩储层微观孔隙特征及成藏地质意义,特选取了延长矿区本溪组、山西组、延长组长7、长9段的页岩钻井岩心进行了氩离子抛光扫描电镜实验、压汞实验、氦气吸脱附实验以及相关的地化等实验,实现了对孔隙特征从电镜下直观观察到吸脱附实验间接定性反映,以及对孔隙结构从宏孔到微孔的定量测试。研究结果表明,鄂尔多斯陆相页岩存在粒间孔、粒内孔、晶间孔、溶蚀孔、有机孔及微裂缝共6种微观孔隙类型。其中粒间孔、粒内孔普遍存在,且以黏土矿物聚合体粒间孔和层间粒内孔最为发育,粒间孔孔径多在微纳米级,粒内孔多在几十个纳米内;晶间孔和溶蚀孔仅少量存在于某些特定矿物中,孔径多为纳米级;有机孔相对不发育,以赋存于黏附结合态有机质中且呈凹坑状、片麻状有机孔为特征,孔径多在20 nm以内;微裂缝少量存在,多为脆性矿物裂开缝或大型贯通式裂缝。另外,分析得出黏土矿物集合体粒间孔和层间粒内孔对研究区页岩气的赋存和运移贡献最大且是储层各向异性(渗透性)的主要控制因素,晶间孔及溶蚀孔次之;有机孔因相对不发育,可能贡献较小。同时微裂缝的影响不容忽视,是沟通宏孔与中孔的主要微通道。

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    内蒙古查干花钼矿成矿元素分布规律研究
    崔江利, 黄向春
    2013, 20(4): 299-304. 
    摘要 ( 1421 )   PDF(1777KB) ( 794 )  

    查干花钼矿是中蒙边境地区近年来找矿勘探的又一重要突破,矿床成矿元素主要为钼、铋和钨。利用现有工程资料,对矿床进行三维建模,并以克里金法分析各元素变异函数。变异函数模型拟合结果显示,Mo、Bi和W的块金值依次为0.003 884、0.020 534和0.009 6,各方向上变程依次为125~217 m 、224~125 m和124~178 m。矿床三维模型中成矿元素分布等值线图显示,钼矿化相对连续均匀,铋其次,而钨的矿化分布比较凌乱。钻孔分析数据分析结果显示,钼和铋相关性为0.3,而钨和钼铋均为负相关。结合矿床地质研究表明,钼细脉呈星点浸染状矿化且矿化受斑岩体控制,而钨矿化受石英脉控制。据此推测出矿区内可能存在两次矿化,前期高温钨铋热液脉型矿化受到后期斑岩型矿化的干扰,亲氧元素钨被稀释分散,而亲硫元素铋被部分活化,并随钼一起沉淀。

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    肖光荣,姚琪
    肖光荣, 姚琪
    2013, 20(4): 305-311. 
    摘要 ( 1385 )   PDF(1783KB) ( 807 )  

    赣中铁矿田(新余式)铁矿位于南华造山带北缘,武功山—北武夷山隆起带西段武功隆起东南侧的神山背斜南翼。自20世纪50年代中期发现航磁异常,随即开展勘查工作,至80年代末,查明铁矿资源储量5亿多吨。但认为铁矿成因是沉积变质型,在走向上延伸大于60 km,倾向延深小于1 km。笔者认真总结了新余式铁矿田矿床成因特征与成矿规律及对典型矿区构造特征的研究,认为区内变质岩原岩主要形成于优地槽海底火山喷发环境,是火山沉积变质型硅铁建造的铁矿床。因此,铁矿层所在的地层是寻找该类矿床的直接找矿标志。矿层形态呈“红绸舞”式,一般具有“浅繁深简”的特征。文中重点对“红绸舞”式褶皱展开研究,认为在矿区内铁矿层次级褶皱具有规律性:平面上每100~300 m出现一个“台阶”。“台阶”是由一个背形和一个向形组成,影响垂深40~300 m。平面与垂向“台阶”间距规律自北向南,由浅到深,均是由小到大。这组背向形是矿区的二期构造,北西向展布,呈左行雁行排列。二期褶皱是在固流作用下形成的不同规模、形态各异、简繁更迭的各种不协调褶皱为特征。其核部铁矿层厚度较大,一般是翼部铁矿层厚度的2~12倍,一般在二期褶皱构造的轴部及转折端附近铁矿体形态复杂,更次一级小褶曲十分发育,其厚度也随之增大,倾向延伸也增大,是铁矿层赋存的有利构造部位。矿区所控制的铁矿层延深大于2.6 km。在总结区域与矿区铁矿勘查经验的基础上,文中提出“就矿找矿和寻找有利构造部位相结合”的找矿模式,给赣中铁矿田新余式铁矿未来边深部(第二找矿空间)勘查工作提供借鉴。

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    新城金矿主成矿期构造应力场对矿体倾伏、侧伏、富矿柱的控制及成矿深度的估算
    李俊英, 郭涛, 吕古贤, 李培良, 毕洪涛, 张洪训, 赵可广
    2013, 20(4): 312-319. 
    摘要 ( 1386 )   PDF(2076KB) ( 1211 )  

    成矿构造应力场研究是控矿构造研究、认识矿体空间展布形态、位置、预测及布置探矿设计的基础。依据弹性力学和莫尔库仑剪切破裂理论,推导出形成共轭及在剪切构造带内形成羽列、雁列等构造应力场的产状和形成羽列、雁列主应力大小的数学解析表达式,进而应用计算机对新城金矿床主矿体进行了测算。结果显示:该矿主容矿构造是在NNW向缓倾拉张主应力、NE向陡倾主压应力、焦家构造带平面呈右行扭动下形成的。NWW向中间主应力控制新城Ⅰ号主矿体在NW向倾斜平面上延深的长轴方向。该轴在水平面上投影的倾伏向为281°,与水平面的夹角倾伏角为26°,在N40°E纵投影面上向SW侧伏,侧伏角为45°,富矿柱产状亦与中间主应力轴产状一致。在已获取容矿构造产状基础上,据相关岩石力学性质测试成果,分析并建立了主容矿羽列与控制剪切构造带两者的力学关系和剪切破裂方程式。联立解出成矿应力场的最大和最小主应力的量值,再由陡倾主应力大小估算出该矿头部的成矿深度在2 750 m左右。

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    基于三维克立格方法的可视化储量估算
    余先川, 邓维科, 肖克炎, 邹伟
    2013, 20(4): 320-331. 
    摘要 ( 1339 )   PDF(3103KB) ( 1728 )  

    金属矿体在地下空间的变化性非常大,难以直接观测,对其精细的三维形态表征和刻画一直是科学计算可视化和空间(地质)统计学的研究热点和难点之一。三维空间的复杂性使得克立格储量估算具有极大的不确定性和经验性,利用三维可视化能够直观地反映变异性分析及储量估算结果,提高估算准确性与合理性。针对各向异性套合与储量估算,提出基于三维克立格方法的可视化储量估算:首先利用三维CAD技术构建算法底层对象;然后采用可视化方式改进变异性分析,并提出基于Hamilton四元数法的各向异性套合改进算法;最后采用克立格法估计储量,并依据可视化结果对某些误差较大的决策方案进行修改,提高克立格计算的准确性和客观性。使用克立格可视化储量估算方法对新疆阿舍勒铜矿床和西藏甲玛铜矿床进行储量估算实验。实验结果表明,变异性计算结果符合实际勘探情况,储量估算误差为5%~10%,储量估算结果可信,克立格可视化储量估算方法有效。

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    宁南弧形构造带甘肃靖远—宁夏盐池剖面中上地壳电性结构特征
    尹秉喜, 程建华, 闵刚, 蔡学林, 杨勇
    2013, 20(4): 332-339. 
    摘要 ( 1478 )   PDF(3830KB) ( 1083 )  

    对垂直于宁南弧形构造带的一条大地电磁测深剖面数据的处理和反演解释,揭示了沿剖面的中祁连隆褶带、靖远—西吉坳陷、西华山—六盘山隆褶带、兴仁堡—海原坳陷、中卫—同心断陷、卫宁北山—罗山坳陷、鄂尔多斯西缘隆褶带及天环坳陷30 km深度的电性结构特征及相互关系; 推断出祁连山碰撞造山带存在自南西向北东的逆冲,鄂尔多斯西缘隆褶带从东向西依次叠置形成逆冲叠瓦式断裂构造格局。电性分布特征表明:宁南弧形构造带内壳内低阻层主要在北祁连碰撞造山带及兴仁堡—海原坳陷内呈不连续分布,祁连山造山带内的壳内高导层往北终止于兴仁堡—海原坳陷内;兴仁堡—海原坳陷内的壳内高导层往北东终止于鄂尔多斯西缘逆冲褶皱带,与鄂尔多斯西缘逆冲推覆体下的晚古生代、早中生代滑脱面相交汇,沿剖面方向宁南弧形构造带内的壳内低阻层总体表现为西南深北东浅的特征。

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    江西冷水坑银铅锌矿田推覆构造的形成时代:来自年代学的约束
    狄永军, 徐贻赣, 吴淦国, 张达, 肖茂章, 来守华, 余心起
    2013, 20(4): 340-349. 
    摘要 ( 1431 )   PDF(5340KB) ( 1042 )  

    冷水坑矿田位于北武夷隆起北缘。在简要介绍该矿田地质特征基础上,通过锆石SHRIMP UPb法测年,获得了矿田内赋存火山沉积热液改造型银铅锌矿体的打鼓顶组凝灰岩加权平均年龄(157.6±3.2) Ma,表明打鼓顶组火山岩形成于晚侏罗世。该年龄可以代表成矿作用的下限年龄,并说明矿田推覆构造的活动时间与晚侏罗世火山活动的时间基本一致。推覆构造的发育说明中国东部构造体制已经从近东西向的特提斯构造域转换为北北东向的滨太平洋构造域。晚侏罗世火山活动及推覆构造的发育是Izanagi板块沿北西方向向欧亚板块之下俯冲所产生的结果。

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    扬子西缘元古宙峨边群烂包坪组地层归属及其锆石SHRIMP U-Pb年代学证据
    熊国庆, 江新胜, 崔晓庄, 卓皆文, 陆俊泽, 刘建辉, 汪正江, 王剑
    2013, 20(4): 350-360. 
    摘要 ( 1282 )   PDF(10183KB) ( 937 )  

    扬子西缘峨边群地层序列一直以来存在争议,其时代归属缺乏地质年代学约束。通过对扬子西缘元古宙峨边群各组、段岩石组合特征、沉积充填序列及其沉积接触关系的综合分析,初步确定了峨边群烂包坪组地层归属。该地层应位于原峨边群上部,代表一次新的构造旋回开始,已不属于峨边群地层范畴。在烂包坪组下部凝灰岩中首次获得的(779.3±15.7) Ma锆石SHRIMP UPb年龄,进一步证实其形成于新元古代,而非中元古代。(2 737±30) Ma和(2 480±29) Ma的两个单颗粒锆石SHRIMP UPb年龄,表明扬子西缘峨边—金口河地区可能存在古老的新太古代结晶基底。这些研究成果和新的认识将有助于推动扬子西缘峨边群研究工作的深入开展。

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    内蒙古白乃庙铜矿床辉钼矿铼锇同位素定年及其地质意义
    赵云, 王建平, 杨增海, 张捷先, 王守光, 尚恒胜, 左海洋
    2013, 20(4): 361-368. 
    摘要 ( 1534 )   PDF(4241KB) ( 1050 )  

    内蒙古白乃庙铜矿床位于兴蒙造山带温都尔庙加里东增生带铜多金属成矿带。矿床包括南北两个矿带,南矿带矿体产于白乃庙组绿片岩中;北矿带矿体主要产于花岗闪长斑岩体内,其成矿作用复杂,矿床成因争议较大。采用铼锇同位素定年法对矿区的7件辉钼矿单矿物样品进行分析,所获铼锇同位素模式年龄变化范围为(439.6±6.4)~(450.0±6.6) Ma,加权平均值为(446.5±3.5) Ma,获得等时线年龄为(451.2±3.5) Ma,MSWD值为1.3。结合矿床地质特征分析,认为白乃庙铜矿床是在原始喷流沉积作用形成矿源层基础上,经加里东期岛弧花岗闪长斑岩成矿作用形成,矿床成因应属多期叠加成矿。

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