地学前缘

Select

“陆内造山带形成与演化动力学机制”主题专辑目次

2017, 24(2): 0-0.

摘要 ( 30 )

PDF(8031KB) ( 99 )

相关文章 | 计量指标

Select

特约主编致读者

吕古贤

2017, 24(2): 0-0.

摘要 ( 99 )

PDF(8035KB) ( 65 )

地下岩石的压力模型是研究构造及其演化的基础。瑞士地质学家海姆提出地下岩石处于静水压力状态的假设，前苏联学者金尼克又指出地下某深处的垂直应力等于上覆岩石柱的总重量，而侧向压力通过泊松比系数可以求算。则迄今为止，地质作用的深度通常是用压力除以密度来计算的。然而，经过“应力矿物”、“构造变形和变质相关性研究”、“构造地球化学”和“构造动力成岩成矿”等研究发现，上述地质学经典的认识和算法存在重大缺陷，没有考虑构造压力的作用。近几十年，发展了地下岩石处于“构造力和重力复合的压力”状态的认识，建立从总压力中先消除构造附加静水压力，然后计算形成深度的“构造校正测算方法”（吕古贤，1982，刘瑞珣，1988）。
        在1994年（大陆构造会议，北京），根据上述认识，对于大别超高压变质的“深俯冲折返模式”提出不同见解。通过学术会议（构造地质专业委员会学术会议，2000年和2002年，合肥和郑州）交流，论文在《科学通报》（1998年）得以发表。该刊物还组织了两种不同观点的辩论。地质力学专业委员会（2000年）召开了“地壳异常压力学术研讨会”，国土资源部设立科技发展重点计划项目（“地壳深部压力与超高压岩石形成研究”，2002年），推动研究的发展。2004年，提交《超高压变质的构造附加压力与形成深度》专著和《中国地质大学学报》英文专辑，参加“第三十一届国际地质大会（意大利）”的国际交流。
        中国地质学会地质力学专业委员会和安徽省地质学会联合主办“陆内造山带形成演化与动力学机制学术研讨会”（2015年11月22—24日，合肥）。常印佛院士在会上指出，在中国东部大约230万平方公里范围，李四光研究过新华夏构造体系问题，陈国达提出地台活化的“地洼”理论，朱夏强调陆内变形及其成岩成藏的意义和工作，奠定了我国东部陆内地质构造研究的基础。汤家富用区域地质资料揭示，中生代陆内没有超高压“深俯冲折返”的地质条件。葛肖虹强调经过4亿年以来的多期次拼接离合碰撞过程而形成的中国大陆，是拼接复式大陆。池顺良依据潮汐力莫霍面资料，动态模拟了地台活化的深部动力学过程。杨建军在山东仰口的古地震角砾岩之间发现粒状柯石英等现象，展示榴辉岩具有地壳浅部“震击高压变质作用”的成因。
        会议组织了两期“地学前缘”专辑。本期专辑的论文，强调地下岩石处于固态，围压来自重力、构造力和其他力，建立地壳深部岩石“构造力和重力复合的压力模型”；用构造校正测算方法获得了大别地区高压超高压变质岩石形成深度23~55 km的数据，结合其他地质构造和地球化学资料，建立超高压变质“构造增压壳内成因”的模式；研究发现，即使处在同样的地壳深处，只要有差应力条件，从微观到岩石圈尺度都存在压力非均匀分布——被称为构造超压，它们并不唯一受埋藏深度控制；热力学耦合数值模拟构造偏应力作用叠加下的大陆碰撞造山带，其42 km深处的构造超压达到2.2 GPa，局部可到3.4 GPa，在40~50 km深处就能发生高压超高压变质作用；“构造降压水相变耦合成矿成藏”研究认为，降压下水的相变导致地压梯度明显变化，改变相变线并且控制热液成矿和油气成藏作用；胶东金矿区具有“陆内岩浆核杂岩隆起拆离带蚀变成矿”特点；侏罗纪以来沂沭断裂带强烈左行平移，形成了泛裂陷型盆地系、狭窄型裂陷盆地系、菱形状裂陷盆地系和胶莱盆地系统四种类型，它们与隆升山体共同构成典型的陆内隆升伸展构造体制；胶东断裂蚀变岩年龄显示，其形成于(148.3±4.3)~(52.03±0.70) Ma且区域上自西向东逐渐变新，结合压力、温度和成矿元素的分布特征的资料证实，郯庐构造带是胶东金矿直接的成矿动力来源；以构造岩相带为研究目标建立“成矿地质地球物理的分类”，地球物理方法取得良好的勘探、验证和找矿效果；焦家式金矿是一种“构造热液复合型矿床”，它们多阶段发育，其初始矿源岩——变质岩系以Au和S等元素富集正异常为地球化学标志，而直接矿化岩系——岩浆岩和断裂蚀变岩以Na2O等元素贫化和负异常为特点，这对使用勘查地球化学方法研究区域成矿问题具有重要的示范意义。
        感谢所有的作者，包括没有在本期刊登的论文提交者、审稿专家和编辑部人员等为本专辑出版所付出的辛勤努力！

相关文章 | 计量指标

Select

地壳深部“重力构造力复合压力状态”研究和大别—苏鲁超高压变质形成深度的测算

吕古贤，胡宝群，罗毅甜，刘瑞珣，王方正，李勃辉，王宗永

2017, 24(2): 1-15.
DOI: 10.13745/j.esf.yx.2016-12-18

摘要 ( 173 )

PDF(2704KB) ( 271 )

讨论了地壳深部岩石处于“重力构造力复合的静水压力模型”。此模型的基本认识为，地壳深部压力是由重力应力和构造应力引起的两部分各向等应力合成的，构造应力场的静水压力部分被称为“构造附加静水压力”。遵循这一认识，需要从总静水压力中先去掉构造附加静水压力，进而用构造校正［深度=重力引起压力/(总压力-构造附加的压力)］的方法，进行形成深度的测算。考虑岩石作为黏弹性体的应力应变关系，作者用黏弹性本构方程，获得大别地区英山县含柯石英榴辉岩的成岩深度≥30 km，安徽岳西碧溪岭地区含柯石英榴辉岩深度为23~53 km，河南新县地区的含柯石英榴辉岩成岩深度为36~40 km。再进一步用变质深度的流变学公式，在黏性系数0.2×1023条件下，推算出超高压变质岩形成深度约50~55 km。可见，大别超高压变质岩形成深度介于23~55 km，而不是前人认为的超过100 km甚至更深，由此，“深俯冲折返”模式需要科学的论证。本研究为高压超高压变质的“构造增压壳内成因”提供了一些依据。

相关文章 | 计量指标

Select

地下岩石构造力复合重力的压力状态分析

刘瑞珣，吕古贤，任剑成，王宗永

2017, 24(2): 16-22.
DOI: 10.13745/j.esf.yx.2016-12-14

摘要 ( 91 )

PDF(1092KB) ( 199 )

针对大别一带超高压变质作用的形成深度存在两种观点：其一是形成深度可用静流体公式h=p/(ρg)算出，并得出变质作用形成于90 km或更深处；其二是超高压是重力、构造力和其他力合成的，并不只是重力的作用，从而该变质作用可以在地壳内形成。地下的岩石处于固态，而静止流体公式不适用于固体。事实上，围压不仅来自重力，而且也来自构造力和其他力，所以合理的求深度算法应该是从总压力中减去构造力获得纯重力才可用来计算深度。还简要解释了诸如剪应力、差应力、构造力等概念。

相关文章 | 计量指标

Select

地质学中的压力与深度关系讨论：颗粒尺度压力差到岩石圈构造超压研究新进展

周永胜，何昌荣

2017, 24(2): 23-30.
DOI: 10.13745/j.esf.yx.2016-12-9

摘要 ( 344 )

PDF(1388KB) ( 358 )

地质学中普遍采用的压力与深度转化方法是基于阿基米德定律，该定律适用于重力场中的静流体压力条件下的压力与深度关系。然而，由于岩石圈的高黏度与各向异性特性和构造差应力作用，决定了岩石圈内的压力分布和应力分布受多种因素影响。基于近期新发表的研究成果，介绍了从颗粒尺度压力差到岩石圈构造超压研究新进展，讨论了地质学中的压力与深度关系问题。近期研究表明，与静压状态下获得的压力分布与深度关系相比，在差应力条件下获得的变质反应压力和相变压力要复杂得多。在差应力条件下，从微观尺度的变质反应和岩石颗粒间尺度到不同地质体之间、地壳内部构造带和岩石圈尺度都存在局部压力非均匀分布(构造超压)。在强烈隆升的高原地区，在高程差的重力势作用下也可以出现构造超压。这种压力非均匀的存在决定了变质反应压力和矿物相变压力不等同于静岩压力。热力学耦合数值模拟结果显示，由于偏应力作用，在大陆碰撞造山带42 km深度，构造超压达到2.2 GPa，局部压力达到3.4 GPa，远高于平均静岩压力。由此推测，在40~50 km深度，就有可能出现高压超高压变质作用。因此，根据变质反应和矿物相变确定的压力不能直接换算成岩石圈深度。

相关文章 | 计量指标

Select

岩石圈中的降压作用及其相变过程

胡宝群，王倩，吕古贤，王方正，邱林飞，李满根，孙占学，周义朋

2017, 24(2): 31-39.
DOI: 10.13745/j.esf.yx.2016-12-10

摘要 ( 100 )

PDF(1291KB) ( 222 )

岩石圈中许多地质过程，都曾经历过降压作用。岩石圈中的压力是一个极为重要的参数，压力的降低将改变地质作用过程的其他物理化学性质，包括导致相变。通过岩石圈中降压过程性质和机制的研究，重点探讨降压所引起的相变及其地质意义，试图从新的研究角度提出一些认识和思路。(1)降压是岩石圈中许多地质作用发生的必要条件，降压的性质不同对应不同的地质现象。(2)岩石圈物质的相变线(含两端点)及邻区的物理化学行为突变有重要研究价值。降压可导致岩石圈中的水发生一、二级相变，影响着热液成矿和油气成藏，是 “构造降压水相变耦合成矿(藏)”新模式的理论核心。降压导致岩石圈中固体熔融相变，是岩浆形成的必要条件，降压性质差异决定着岩浆岩的种类和结构。降压过程中，矿物组合随之调整，因各种矿物的相变线不同，矿物变形行为表现各异，地压梯度明显降低，影响超高压变质作用和变形、岩石圈减薄等的解释。(3)降压通常是岩石圈局部升温和聚集水的前提。岩石圈中若没有降压，就不会出现明显升温和聚集水的现象。

相关文章 | 计量指标

Select

大别—苏鲁高压超高压变质带的“构造增压壳内成因”研究

吕古贤，胡宝群，罗毅甜，刘瑞珣，王方正，刘智方

2017, 24(2): 40-53.
DOI: 10.13745/j.esf.yx.2016-12-19

摘要 ( 144 )

PDF(2587KB) ( 210 )

研究发现，高压超高压变质岩基本都发育于全球或区域规模的大型构造带，产于强烈构造变形带中相对较弱应变的部位。苏鲁—大别超高压变质岩具有明显的构造变形，这成为追索构造应力应变作用和探讨形成构造环境与演化过程的重要线索。本研究用成岩成矿深度的“构造校正测算方法”，进行野外观察、岩石变形应力测算及构造校正测算。其结果显示，超高压变质岩形成深度在23~55 km之间。大别—苏鲁超高压变质岩的锆石SHRIMP年龄显示，具有环带的内核高压矿物年龄大于680 Ma，而其含柯石英幔圈里超高压变质矿物在(231±4) Ma形成, 角闪岩相等退变质矿物形成在(211±4) Ma，可见超高压变质发生在陆缘和陆内的地质环境。综合研究其岩石矿物的SrNd、O和He同位素含量，有力证明了岩石的壳内成因特征。深钻孔岩心的岩石矿物学系统显示，超高压变质岩及其几公里宽范围里的各类围岩普遍含有柯石英等高压超高压矿物包体。上述实际资料，用超高压变质的“深俯冲折返”模式已经不能得到科学的解释。本文提出大别—苏鲁超高压变质岩“构造增压壳内成因模式”，认为这些超高压变质作用可能发育在陆内地块之间的强烈构造挤压环境。在230 Ma左右，由于构造压力与重力压力叠加致使局部达到超高压及相应温度等条件，特别是当p≥2.8 GPa时，变质的物理化学条件得到满足，可以在23~55 km深处发生超高压变质作用，之后经应力松弛和拆离构造，岩石又逐步抬升并发生退变质作用。也可以说，该超高压变质岩具有构造物理化学成因。

相关文章 | 计量指标

Select

鄂尔多斯盆地叠合演化及构造对成煤作用的控制

王双明

2017, 24(2): 54-63.
DOI: 10.13745/j.esf.yx.2016-12-11

摘要 ( 150 )

PDF(1913KB) ( 330 )

鄂尔多斯盆地是多期成煤盆地叠合改造形成的构造盆地。石炭纪、二叠纪、三叠纪和侏罗纪成煤盆地的沉积演化过程具有一定差异，但煤炭资源形成的时空规律具有高度相似性。大地构造背景转换过程控制聚煤期，石炭纪、二叠纪含煤岩系形成于加里东—海西构造运动转换过程，三叠纪和侏罗纪含煤岩系形成于印支—燕山转换过程。沉积作用转换区域控制成煤区，在近海型盆地中，成煤区位于向陆一侧的河海沉积作用转换区域。在内陆湖泊型盆地中，成煤区位于围绕湖心呈环带状分布的河湖沉积作用转换区域。燕山及以后的构造运动控制了含煤岩系的形变方式和煤炭资源赋存状态。鄂尔多斯成煤盆地后期改造的显著特点是西部逆冲，东部隆起，南部和北部隆升和断陷共生。盆地西缘发育近南北向逆冲推覆构造，导致侏罗纪含煤岩系大面积剥蚀，造成石炭纪、二叠纪含煤岩系剥蚀、重复、褶皱和断裂。东部发生大面积隆起，石炭纪、二叠纪和侏罗纪含煤岩系遭受大范围剥蚀。盆地内部形成向北西缓倾的斜坡和南北向延伸的向斜，使晚古生代、三叠纪、侏罗纪煤炭资源得到保存。南部和北部边缘相继发生先抬升后断陷，形成了银川—河套断陷和汾渭断陷，构成了鄂尔多斯盆地含煤岩系的南北边界。构造背景和沉积作用转换是控制煤炭资源形成的重要地质条件，在大地构造运动界面上覆岩系中，寻找沉积体系转换区域是战略性找煤的有效途径。

相关文章 | 计量指标

Select

胶西北焦家式金矿控矿构造蚀变带的地球化学标志

马生明，朱立新，韩方法，唐世新，张亮亮

2017, 24(2): 64-72.
DOI: 10.13745/j.esf.yx.2016-12-12

摘要 ( 65 )

PDF(1272KB) ( 248 )

胶西北地区金矿在我国黄金勘查及生产中占据重要地位，找矿潜力巨大。解决该地区深部及外围地质找矿问题的有效途径之一，是提出新的定量化找矿标志。以焦家式金矿为例，根据钻孔岩石测量结果，认为该矿床是在初始矿源岩基础上叠加了中生代构造热液的复成构造蚀变岩型矿床，并对矿床的地球化学标志进行了剖析和总结。结果显示，焦家式金矿的形成受初始矿源岩的基础性控制，矿源岩以富Au且显著富S为特征。在初始矿源岩基础上，构造蚀变带地段发生后期热液活动，导致矿源岩中元素重新活化迁移，典型地球化学标志是Na2O等元素发生贫化，形成负异常。总之，Au、S等元素富集形成的正异常是初始矿源岩的地球化学标志，而Na2O等元素贫化形成的负异常是控矿构造蚀变带的地球化学标志。

相关文章 | 计量指标

Select

郯庐断裂带陆内伸展构造: 以沂沭断裂带的表现特征为例

李洪奎，禚传源，耿科，梁太涛

2017, 24(2): 73-84.
DOI: 10.13745/j.esf.yx.2016-12-5

摘要 ( 148 )

PDF(2085KB) ( 306 )

郯庐断裂带构造系统是中亚特提斯构造域转向滨太平洋构造域过程中的重要组成部分，是太平洋板块与欧亚板块及扬子板块相互作用的结果，沂沭断裂带是郯庐断裂带中段研究其地质构造演化最佳的观测场所，也是露头分布集中、地质现象多样的区段。沂沭断裂带在经历了大规模的左行平移、伸展、拉张及挤压作用后，形成了以堑垒构造、盆岭构造、羽状构造系统及大陆边缘花岗岩系为典型陆内伸展构造的特征表现形式。沂沭断裂带堑垒构造为马站—苏村地堑、汞丹山地垒和安丘—莒县地堑两堑夹一垒的构造格局，是由白垩纪以来陆内伸展造成的差异性升降运动所致，其运动学方式多样，构造变形特征性质复杂，形成围绕沂沭断裂带的羽状断裂系统，鲁西地区以NW向的断裂构造为主，鲁东地区则是NE走向的断裂构造。受侏罗纪以来沂沭断裂带强烈的左行平移作用，形成了广泛发育的裂陷盆地和伸展盆山耦合系统，可进一步归纳为泛裂陷型盆地系、狭窄型裂陷盆地系、菱形状裂陷盆地系和胶莱盆地系统四种类型，这些裂陷盆地与隆升山体共同构成了典型的盆岭构造体系。与盆岭构造相伴的岩浆事件形成了大陆弧花岗岩系统，胶北俯冲型大陆弧花岗岩主要有玲珑造山早期二长花岗岩组合、郭家岭造山中期花岗闪长岩组合、伟德山造山晚期闪长岩花岗岩组合和崂山后造山晶洞过碱性碱长花岗岩正长花岗岩组合；鲁西俯冲型陆内弧花岗岩包括铜石造山早期闪长(玢)岩二长(斑)岩正长斑岩组合、济南—莱芜造山中期辉长岩闪长岩组合、沂南造山中期闪长岩闪长玢岩花岗岩组合等。大陆弧花岗岩与山东的金矿、多金属矿的形成有着十分密切的关系。

相关文章 | 计量指标

Select

胶东典型含矿构造岩相带的地质地球物理信息预测方法与找矿实践

张宝林，苏艳平，张国梁，梁光河，徐兴旺，蔡新平，徐光晶，李会中

2017, 24(2): 85-94.
DOI: 10.13745/j.esf.yx.2016-12-13

摘要 ( 123 )

PDF(1776KB) ( 280 )

地质与地球物理相结合的隐伏矿床定位预测是矿产勘查领域的世界性难题，相关的理论与技术是研究热点。构造是成矿的决定性因素，准确识别控矿构造是预测成功的首要条件，有利的成矿构造部位就是含矿的构造岩相带。依据构造岩相标志及其物性参数特点，提出了面向找矿预测目标的矿床地球物理类型划分方案。摆脱经济指标对矿体范围的限制，将更大规模的含矿构造岩相带作为预测目标，提高了物探方法的识别精度，预测成功率随之显著提高。选择胶东金矿集区内受断裂构造控制的焦家、蓬家夼、七宝山3个典型金多金属矿田，具体介绍了该预测方法的操作程序。首先，在详细的地质观察测量基础上，分析成矿规律，识别含矿构造岩相带，建立成矿地质模型。然后，测量含矿地质体的物性参数，研究其分布规律和影响因素，进而选择有效的地球物理方法和观测系统，完成数据采集、处理和解释，建立地质地球物理勘查模型，优选找矿靶区靶位。最后，实施工程验证，取得良好的找矿效果。

相关文章 | 计量指标

Select

胶东金矿陆内构造岩浆核杂岩隆起拆离带蚀变成矿

吕古贤，霍庆龙，袁月蕾，许亚青，范潇，付长伟，廖文建，苗强军

2017, 24(2): 95-103.
DOI: 10.13745/j.esf.yx.2016-12-20

摘要 ( 149 )

PDF(1690KB) ( 112 )

胶东金矿是全球级别的大型金矿床，与世界范围内绿岩带型金矿明显不同，矿床以中生代强烈活化改造绿岩带的壳源深熔花岗岩为成矿岩体，具有地台构造活化的独特成矿特征。前人注重板块俯冲、造山作用等构造环境研究，但这里需要强调的是，胶东金矿在陆内构造环境中形成。本文特别注重岩浆侵入作用及其热液交代蚀变成矿的这一特殊过程。研究开展野外观测，依据五条1∶5万长达220 km的实测剖面，编制了胶东莱州—招远地区1∶25万构造蚀变岩相成矿图，并由此提出“胶东陆内构造岩浆核杂岩隆起拆离带蚀变”的成矿模式。此模式认为，在东亚区域反钟向剪切构造体制下，构造应力场首先引起莫霍面的变化和起伏，形成了北东向和斜列展布的地幔隆起和凹陷。这一壳幔结构的变化控制了中生代交代重熔岩浆发育的区带。例如，胶西北莫霍面凹陷区带，发育北北东分布的玲珑杂岩体。花岗岩的成岩构造测量与分析显示，形成了“玲珑花岗杂岩核”及其岩浆穹隆构造。在胶东群等变质岩与花岗岩的接触带叠加了区域剪切断裂破碎带，断裂破碎带的构造测量表明，它们在岩浆固结期或更晚发育了上盘下滑的正断层活动。就是在这些剪切拆离带，形成了多期次、多方向构造破碎且同步发生了大规模的岩浆期后热液交代蚀变成矿作用。在胶东西北部宽达1.5 km或更宽的断裂破碎同步叠加的热液交代蚀变作用，形成了巨大的“玲珑焦家式”石英脉蚀变岩金矿床。这一“陆内岩浆核杂岩隆起拆离带”成矿模式不仅对胶东金矿成矿研究具有推动作用，而且可以指导多层次深部外围找矿。

相关文章 | 计量指标

Select

湘东北连云山二云母二长花岗岩的年代学和地球化学特征：对岩浆成因和成矿地球动力学背景的启示

许德如，邓腾，董国军，宁钧陶，王智琳，张俊岭，邹凤辉

2017, 24(2): 104-122.
DOI: 10.13745/j.esf.2017.02.011

摘要 ( 191 )

PDF(3083KB) ( 228 )

湘东北位于华南钦杭结合带的北西侧，是中国重要的金、铜、钴、铅和锌等多金属矿产地。该区燕山期岩浆活动异常强烈，其中所侵位的连云山二云母二长花岗岩位于区域性北东向长沙—平江断裂的南东侧，为强过铝质S型花岗岩。根据元素地球化学特征，可以将连云山二云母二长花岗岩分为两组，第一组具有较低的EuSrBa和过渡金属元素CrCo含量，较高的CaO/Na2O和FeOT/(FeOT+MgO)比值，指示了相对还原、干燥、贫泥质、富斜长石粗粒碎屑岩源区；相反，第二组则为相对氧化、富水和贫斜长石的富泥质源区。此外，二云母二长花岗岩大部分具有埃达克质岩地球化学特征。εNd(t)=-13.36~-13.65、(87Sr/86Sr)i=0.722 86~0.730 97，说明连云山二云母二长花岗岩为榴辉岩相的加厚下地壳部分熔融的产物。连云山二云母二长花岗岩还具有较高的Sm/Yb和Gd/Yb比值以及较低的锆石饱和温度，指示岩浆源区具有较高的压力和较低的温度。连云山二云母二长花岗岩的锆石LAICPMS UPb年龄为(145±1) Ma(MSWD=1.9)。结合华南地区晚中生代以来大地构造演化特征，湘东北连云山二云母二长花岗岩与古太平洋板块平俯冲至华南板块之下有关。约145 Ma，俯冲的古太平洋板块崩塌，下沉的俯冲板片和岩石圈地幔脱水，使得早已加厚的下地壳发生减压熔融，形成连云山二云母二长花岗岩。而当连云山二云母二长花岗岩的源区岩浆运移时，驱动了含金成矿流体的运移，其期后的岩浆热液形成了该区围绕连云山二云母二长花岗岩呈带状分布的多金属矿体。

相关文章 | 计量指标

Select

大巴山陆内造山带高压古流体及其运移动力学机制研究

覃小丽，李荣西，杨玲，董树文，何为，杨清宇

2017, 24(2): 123-129.
DOI: 10.13745/j.esf.yx.2016-12-8

摘要 ( 136 )

PDF(1117KB) ( 181 )

陆内造山带普遍存在的高压流体与金属矿产与油气形成与分布关系十分密切。大巴山陆内造山带发育有大量同构造期方解石脉，碳氧同位素反映其为围岩碳酸盐岩成岩流体产物。通过对方解石脉中盐水包裹体分析测试，应用包裹体pTX相图确定的大巴山构造带同构造期古流体压力自北而南由高变低，即从大巴山逆冲构造带、大巴山前陆构造带到大巴山前陆坳陷古流体压力分别为240～270 MPa、220～240 MPa和170～190 MPa，而恢复的古流体压力梯度分别为2.2 MPa/100 m、2.3 MPa/100 m和2.0 MPa/100 m，明显高于正常静水压力，表明大巴山陆内造山期古流体为典型异常高压流体。综合分析表明，大巴山陆内造山带和四川盆地自古至今普遍存在异常高压流体。结合区域地质研究认为，处于大巴山推覆体前缘、受志留系泥岩滑脱层和逆掩断层控制的高压体系具有压力封存箱特征。大巴山陆内造山带高压流体是在埋藏过程中形成的，其形成深度在2 800 m左右，异常高压是大巴山构造带驱动流体迁移的主要动力之一。

相关文章 | 计量指标

Select

甘肃永昌北海子镁铁超镁铁质岩体岩石学、地球化学及年代学研究

焦建刚，高栋，张国鹏，邵乐奇，芮会超，靳树芳

2017, 24(2): 130-139.
DOI: 10.13745/j.esf.yx.2016-12-16

摘要 ( 127 )

PDF(1712KB) ( 190 )

阿拉善地块西南缘的北海子岩体由橄榄辉长岩、辉长辉绿岩、闪长岩相组成。岩体中含矿岩相为橄榄辉长岩，存在大量的硫化物珠滴，硫化物主要由磁黄铁矿、镍黄铁矿与黄铜矿组成，指示岩浆深部发生过硫化物不混溶作用。岩石地球化学数据显示北海子岩体属于铁质超基性岩(m/f=2.32~5.01)，富集轻稀土元素，具有明显的Nb、Ta负异常；负εNd(t)值与高(87Sr/86Sr)i值证明岩浆源区为富集型岩石圈地幔，同位素与微量元素比值都指示岩浆在上升过程中受到了明显的上地壳物质混染。橄榄辉长岩中单颗粒锆石UPb年龄为(374±4) Ma，结合区域地质研究，北海子岩体可能形成于陆内造山后伸展环境，与岩石圈地幔拆沉和对应的软流圈物质上涌有关，由富集型岩石圈地幔部分熔融产生的玄武质岩浆侵位形成。

相关文章 | 计量指标

Select

胶东区域成矿断裂带蚀变年龄研究及其矿床学意义

吕承训，Norbert H.MAERZ,Kenneth J.BOYKO,吕古贤，邵鹤森

2017, 24(2): 140-150.
DOI: 10.13745/j.esf.yx.2016-12-6

摘要 ( 130 )

PDF(1902KB) ( 244 )

胶东金矿是中生代构造岩浆活化区岩浆期后中温热液蚀变脉状矿床。前人曾认为该类金矿属于壳源深融花岗岩热液石英脉蚀变岩型金矿。近期研究表明，胶东金矿围岩蚀变年龄的测定，对于矿床成因的研究有重要意义。为解决胶东区域断裂热液蚀变年龄问题，对胶东半岛主要断裂矿化蚀变带开展如下相关研究：(1)选择胶东地区各蚀变岩带普遍发育的黄铁绢英岩化蚀变岩带和强钾长石化蚀变岩带作为取样目标，进行区域对比；(2)该两类岩石中的蚀变矿物受到脆性断裂影响较小，能够得到蚀变阶段的稳定化学成分；(3)该两类岩石中的蚀变矿物发育有与蚀变同期的韧性变形，能够揭示蚀变阶段的构造应力应变状态。对样品中的钾长石和斜长石颗粒进行KAr法同位素年龄测试，获得蚀变岩同位素年龄数据。测试结果显示，胶东区域构造热液蚀变作用时期为(148.3±4.3)～(52.03±0.70) Ma，即早白垩世燕山晚期；同位素年龄自西向东逐渐变小，证明胶东西部地区的热液蚀变作用早于东部地区。通过分析已有的构造、热液成分和成矿物理化学参数等资料，结合本研究的最新成果，总结出区域成矿时代与成矿规律：胶东区域断裂蚀变系统中的构造附加静水压力、流体温度压力条件和成矿元素的分布与变化控制了热液蚀变成矿规律。上述地质特征显示，胶东金矿床是复成构造热液作用下的一种新型矿床类型。

相关文章 | 计量指标

Select

内蒙古拜仁达坝银多金属矿床二氧化碳不混溶成矿作用研究

任宏，欧阳荷根

2017, 24(2): 151-158.
DOI: 10.13745/j.esf.yx.2016-12-17

摘要 ( 176 )

PDF(1289KB) ( 163 )

通常流体的沸腾、混合及与围岩的反应被认为是成矿元素沉淀的3种有效途径。报道了一种较少见的由二氧化碳引起的成矿元素沉淀方式，即二氧化碳不混溶成矿作用。拜仁达坝是一超大型岩浆热液型银多金属矿床，银储量1442 t。对该矿床中与多金属硫化物共(伴)生方解石典型样品进行了碳、氧同位素、流体包裹体均一温度盐度和稀土元素的系统测试分析。结果显示，方解石发育富气相和富液相两类包裹体，其富气相包裹体均一温度集中在360~380 ℃，富液相包裹体为280~340 ℃，它们盐度集中在6%~9% NaCleqv；方解石具正Eu异常(Eu/Eu*=2.64~5.88)且富集轻稀土元素［(La/Yb)N=4.74~63.91］，表明其为热液成因；方解石碳和氧同位素平均值分别为-13.2‰和12.85‰，依此进行二氧化碳不混溶建模，其结果与实测情况吻合。研究结果表明，在拜仁达坝矿床的成矿元素沉淀过程中，二氧化碳的不混溶起着一定成矿作用。

相关文章 | 计量指标

Select

湘西花垣李梅矿田含矿层清虚洞期岩相古地理分析及成矿预测

薛长军，吕古贤，高伟利，杨阳

2017, 24(2): 159-175.
DOI: 10.13745/j.esf.yx.2016-12-7

摘要 ( 109 )

PDF(2600KB) ( 115 )

通过对李梅矿田剖面序列、含矿岩系、岩石组分、沉积构造特征分析研究，结合研究区区域地层特征及工程资料，将研究区寒武系清虚洞组含矿岩系由北西至南东依次划分为局限台地相、藻礁灰岩相、浅水陆棚相。采用单因素分析多因素综合作图法这一定量的岩相古地理学方法论为指导，以钻孔厚度这一单因素及不同时段地层叠加的多因素编制了湘西李梅矿田清虚洞期岩相古地理图。确定了主要含矿岩系为清虚洞组藻礁灰岩，铅锌矿床均分布于藻礁灰岩相中。在富矿体集中地段，藻灰岩的厚度一般都大于100 m，清虚洞期沉积盆地分布受NE—NNE方向构造控制。最后结合研究区沉积特征和主要断裂(花垣—茶洞大断裂)活动特征，进而进行构造沉积岩相成矿规律研究。指出下一步找矿勘探靶区，为下一步找矿工作提供借鉴。

相关文章 | 计量指标

Select

豫西陆院沟蚀变岩型金矿床黄铁矿标型研究

雷万杉，张严飞，刘亚剑，刘锦明

2017, 24(2): 176-185.
DOI: 10.13745/j.esf.yx.2016-12-15

摘要 ( 101 )

PDF(1447KB) ( 251 )

陆院沟破碎蚀变岩型金矿床主成矿期载金黄铁矿存在原生、改造、增生、新生以及多型叠加等结构类型，这种单期黄铁矿显示复杂成矿过程的现象说明对黄铁矿的形态结构分类和原位测试是极为必要的。在宏观期次研究的基础上，对成矿期黄铁矿进行形态结构分类和原位分析，结果显示，载金黄铁矿是预富集期、主成矿期和晚成矿期3个阶段的产物，3个阶段普遍显示富S亏Fe、富Ni亏Co的沉积型特征，晚期显示了亏硫富铁的变质型叠加特征。综合研究认为，黄铁矿的形态、结构和成分标型是不同成因及演化过程的产物，对矿床成因判别和找矿勘探具有重要的指示意义。

相关文章 | 计量指标

Select

吉林省“大黑山条垒带”晚古生代火山事件及其构造意义

韩作振，宋志刚，高丽华，韩梅，郭志平，钟文建，李晶晶，杜庆祥，闫俊磊，刘辉

2017, 24(2): 186-201.
DOI: 10.13745/j.esf.2017.02.018

摘要 ( 177 )

PDF(2434KB) ( 222 )

对出露于吉林省“大黑山条垒带”、行政区辖属伊通县发展乡一带的“大黑山火山岩”安山质凝灰熔岩、片理化流纹岩分别采样并挑选锆石，经LAICPMS定年，查明安山质凝灰熔岩74颗锆石的206Pb/238U年龄介于1 873~240 Ma，其中206Pb/238U年龄值介于317~240 Ma的69粒锆石均显示出岩浆成因特征，表明研究区自晚石炭世晚期便存在火山事件，火山喷发活动于早、中二叠世发展至峰期，该火山岩形成于晚石炭世晚期至晚二叠世，并于早、中三叠世遭受了岩浆作用；古元古代、中元古代、中泥盆世及早石炭世锆石具碎屑锆石特征，可能为被捕获的古老锆石。片理化流纹岩38粒锆石的206Pb/238U年龄介于307~240 Ma，且均显示出岩浆成因特征，表明该火山岩形成于早二叠世早期至晚二叠世，并遭受了印支期岩浆作用。所研究的“大黑山火山岩”，前人多认为其与同地区桃山组地层时代相当，为早志留世或中志留世，但本文所获该火山岩的年龄表明二者年龄时限完全不同，故大黑山火山岩与桃山组地层应完全要剥离开来，分属不同时代残留的构造岩片。上述火山岩富集轻稀土元素和大离子亲石元素，亏损高场强元素，表现出类似岛弧或活动大陆边缘火山岩的特征；在ThTaHf/3三角图和Nb/ThZr/Nb和Nb/YbTh/Yb构造环境判别图中投点在火山弧火山岩、活动大陆边缘附近，表明该火山岩可能与当时古亚洲洋板块向松嫩地块俯冲所形成的火山弧有关。

相关文章 | 计量指标

Select

南北地震带大地电流分布与地震活动关系探讨

章鑫，杜学彬，王丽，刘君，谭大诚

2017, 24(2): 202-211.
DOI: 10.13745/j.esf.2017.02.019

摘要 ( 101 )

PDF(1925KB) ( 207 )

利用中国南北地震带38个固定地电场台站观测数据，研究该区大地电流场流线和电流矢量的分布特点，分析了大地电流矢量场的涡度和散度，并联系动力学机制讨论了大地电流与南北地震带的关系，探讨地震活动与电流涡度时变的对应性。这是首次应用空间密度较高的地电场台站开展这方面的研究工作。结果表明：(1)大地电流线走向和汇聚特点与构造地块的运动特点具有某种一致性，在构造边界上大地电流矢量存在汇集及分异的现象；(2)大地电流汇聚和发散等现象与断裂构造相关，一般表现为流线沿断裂带走向汇集或发散，在断裂交错地区表现出较复杂的形态；(3) 大地电流场涡度分布特点可作为大构造块体运移的电性指示，涡度随时间变化可能为某种地震前兆。

相关文章 | 计量指标

Select

2013年吉林松原震群重定位及其发震构造

盛书中，万永革，王晓山，黄骥超，徐志国，李静

2017, 24(2): 212-219.
DOI: 10.13745/j.esf.2017.02.020

摘要 ( 109 )

PDF(1355KB) ( 162 )

为探讨2013年松原震群的发震构造，本研究采用中国地震台网中心提供的2013年10月31日至2014年7月13日的观测数据，利用双差定位法对吉林松原震群序列进行了重定位，并使用不同速度模型考查重定位结果的稳定性。研究结果表明：由不同速度模型获得的震群序列空间分布形态较为一致，速度模型对震群序列的震源深度存在一定的影响。本次地震序列的优势分布为NWSE向，呈条带状分布，长度约10 km。震群深度分布为7~11 km，厚度约4 km的一个较小深度范围内。结合已有的震源机制解研究结果，我们推断此次震群序列的发震构造是震源区基底深部一条与长岭—大山子断裂近似正交的NWSE向隐伏逆断层上。

相关文章 | 计量指标

Select

芦山MS 7.0地震前地震活动性分析及区域地震活动水平参数IRTL的应用

刘月，吕晓健，田勤俭

2017, 24(2): 220-226.
DOI: 10.13745/j.esf.2017.02.021

摘要 ( 77 )

PDF(1451KB) ( 147 )

本文采用RegionTimeLength(RTL)方法分析在汶川MS 8.0级地震引起的地震活动增强背景下芦山MS 7.0地震前地震活动性变化，并提出了综合反映区域地震活动水平的参数IRTL。芦山地震前1年在震中和周边地区检测到地震活动平静异常，主要分布在龙门山断裂带南段1.5°N×2°E范围内，持续了近8个月，异常范围和异常程度呈现由小→大→小的特征。新提出的区域地震活动水平参数IRTL，早期在0值附近波动，于震前一年开始不断下降，降至波谷后回升到较低值，波谷后9个月发震。IRTL在一定程度上为“识别”芦山地震发生危险性提供了参考。以上研究对了解芦山地震孕育过程提供了新的认识。

相关文章 | 计量指标

Select

尼泊尔8.1级地震卫星热红外异常解析

张璇，张元生，郭晓，魏从信，张丽峰

2017, 24(2): 227-233.
DOI: 10.13745/j.esf.2017.02.022

摘要 ( 101 )

PDF(1516KB) ( 151 )

针对2015年4月25日尼泊尔8.1级地震前后在震中区附近出现的大范围热红外异常，以中国静止卫星FY2C/E亮温资料为数据源，采用功率谱相对变化法进行数据处理和资料分析，结果表明：震前热异常具有显著的时空特征，异常范围呈不规则带状分布，且随时间推移逐渐扩大，至震时异常面积趋于峰值，震中始终位于异常区域的边缘部位，震后异常快速收缩减弱，直至完全消失。该次热异常变化表现为初步显现、加速发展至逐步衰减的过程，持续时间在45天以上，特征周期为16天，相对变化幅度达12倍多。通过相似震例对比研究发现，该次地震与汶川大地震的热红外时空演化特征存在一定共性，主要体现在热异常的演化过程、异常形态、发震时刻及震中位置与异常区域的关系上，仅特征周期和特征幅值有所不同，应与各区域应力变化、气候因素及特殊的地质环境相关。这些认识对热异常与地震三要素的关系判定有一定启示作用，对地震热红外监测预报工作具有重要意义。

相关文章 | 计量指标

Select

ODP/IODP典型水合物站位稳定带界限和水合物分布的地球化学识别标志

孙春岩，贺会策，宋腾，赵浩，杜文慧，相江芸

2017, 24(2): 234-245.
DOI: 10.13745/j.esf.2017.02.023

摘要 ( 235 )

PDF(1992KB) ( 124 )

本文采用ODP/IODP典型站位样品实测和相关数据搜集对比研究的方法，进行了多种游离烃甲烷及相关指标在水合物形成过程中的地质作用和地球化学特征研究，以及酸解烃甲烷与围岩组分和沉积中自生碳酸盐、浊积岩的关系及地球化学特征的研究，据此筛选出判识水合物稳定带(GHSZ)的地球化学标志。结果显示：(1)下伏地层中游离甲烷异常是天然气水合物稳定带孔隙中赋存动态甲烷的反映，由于指标测试方法和沉积物状态的差异，深部水合物稳定带上呈现出特定的两种游离烃甲烷指标HS和VAC正负拆离分隔的异常模式；(2)酸解烃与地层吸附甲烷能力和围岩组分性质密切相关，对应于水合物最佳赋存条件的自生碳酸盐和浊流岩，酸解烃甲烷具有显著的量化异常特征；(3)水合物形成过程中甲烷通量促进了甲烷厌氧氧化反应(AMO)和自生碳酸盐的生成。酸解烃甲烷与浅层自生碳酸盐具有显著的对应关系，弥补了浅部沉积中游离烃甲烷异常具多源和多解性的不足；(4)游离烃甲烷异常组合模式和酸解烃甲烷量化异常分布是GHSZ和有利水合物赋存条件的综合反映，能够为水合物稳定带和带内水合物聚集的判识提供依据。

相关文章 | 计量指标

Select

分汊与游荡型辫状河储层构型研究: 以苏丹FN油田为例

王敏，穆龙新，赵国良，王喻雄

2017, 24(2): 246-256.

摘要 ( 129 )

PDF(2192KB) ( 158 )

辫状河储层构型研究对预测剩余油分布有重要作用，但目前国内外学者对辫状河储层构型的研究多停留在笼统的辫状河模式上，对不同类型辫状河的构型研究较少。本文在文献调研和露头观察的基础上，对分汊和游荡两种类型的辫状河分别进行研究。以苏丹FN油田为例，依据“层次约束，模式拟合和多维互动”的构型解剖思路，综合岩心和测井资料分别对分汊与游荡型两种辫状河进行构型单元解剖，从单一辫流带砂体厚度、隔夹层发育规模、心滩坝与辫状河道发育规模及关系、落淤层与沟道发育规模及模式等方面入手，分层次定量计算不同河型构型单元的发育规模，探讨不同规模构型要素对剩余油形成与分布的控制作用。研究发现分汊型辫状河单一辫流带砂体厚度小于游荡型辫状河，连片分布的隔层稳定性强于游荡型辫状河；分汊型及游荡型辫状河都广泛发育心滩坝、辫状河道等砂体，规模和形态类似；分汊型辫状河心滩坝被河道下切完全，内部发育落淤层与沟道沉积，两者分期孤立分布或同期切割分布；游荡型辫状河心滩坝内镶嵌着规模较小的辫状河道(沟道)，落淤层较不发育。最终总结了构型界面渗流屏障在垂向上影响剩余油分布的5种模式，以及构型单元渗透性较差处如心滩坝边部、泥质(半)充填河道等易形成剩余油富集。

相关文章 | 计量指标

Select

低渗透砂岩储层可压裂性新判据

杜书恒，关平，师永民，方媛媛，盛英帅，张志强，梁耀欢，兰开军，王哲麟，赵晔，师俊峰，Abitkazy TASKYN

2017, 24(2): 257-264.
DOI: 10.13745/j.esf.2017.02.025

摘要 ( 185 )

PDF(1399KB) ( 181 )

岩石可压裂性的判定大多以脆性指数的方法来评价，但脆性指数概念混杂，地质依据不足，大多停留在半定量估算的水平，没有从岩石破裂机理出发定量评价其可压裂性大小，适用性及准确度均存在较大的局限性。基于低渗透油藏砂岩储层可压裂性缺乏可靠判据的实际，对大庆外围某油田压裂先导试验区块储层开展精细地质建模。采取有限元定量模拟手段，改善固有裂缝预测模式，将原先局限于垂直地层剖面的裂缝预测导向转变为“水平方向预测”。首次提出“平面逐层累积”压裂缝预测方法,对压裂目的层段每小层开展平面裂缝模拟，实现了在三维空间中开展压裂缝定量预测的目的。建立起“实际压裂指数(AFI)”、“潜在压裂指数(PFI)”、“总压裂指数(FI)”、“测井压裂指数(LFI)”4个新判据。结论与现场井下微地震检测结果吻合良好，这将为低渗透油藏提高采收率提供重要的科学依据。

相关文章 | 计量指标

Select

地下水和干旱指数对植被指数空间分布的联合影响：以鄂尔多斯高原为例

齐蕊，王旭升，万力，黄金廷，冯雨晴，蒋小伟，韩鹏飞

2017, 24(2): 265-273.
DOI: 10.13745/j.esf.yx.2016-12-25

摘要 ( 200 )

PDF(1604KB) ( 244 )

鄂尔多斯高原无定河与都思兔河之间的地段属于我国西北地区典型的干旱半干旱过渡带，覆盖毛乌素沙地，存在大量的地下水浅埋区，为植被生长创造了有利条件。前人研究表明鄂尔多斯高原沙地植被的盖度随着地下水埋深的减小而增大，但没有充分考虑气候梯度的影响。本研究依托大量井孔调查资料建立了研究区地下水埋深的高分辨率栅格数据，与区内增强型植被指数EVI的遥感数据和气候数据进行相关分析，并建立地下水埋深与干旱指数双因素坐标系来确定区域植被指数对地下水和气候背景的联合响应。研究结果表明：干旱指数和地下水埋深的增大都会导致植被指数的概率统计值减小。干旱指数介于3~5时，地下水埋深对植被指数的影响比较显著，且地下水埋深介于1~3 m最有利于高盖度植被的出现。地下水显著影响植被分布的临界埋深约为7 m。这一结果改进了前人关于鄂尔多斯生态水文地质特征的认识。

相关文章 | 计量指标

Select

沉积物地球化学特征和土地利用方式对地下水砷行为的影响

曹永生，郭华明，倪萍，李山羊，郭琦，韩双宝，李付兰

2017, 24(2): 274-285.
DOI: 10.13745/j.esf.2017.02.027

摘要 ( 162 )

PDF(1716KB) ( 180 )

银川平原是典型的高砷内陆盆地。然而人为活动及沉积物地球化学条件对地下水砷分布的影响并不清楚。本文选取银川平原北部平罗县作为研究区，在不同研究单元共采集119组地下水样品(冲洪积平原、冲湖积平原水田区和冲湖积平原旱田区分别为54组、31组和34组)，分析了其主量和微量组分含量。另在水田和旱田分别钻井一眼，采集66组沉积物(水田和旱田单元分别为31组和35组)样品，分析了粒度分布、化学成分、强(S2)、弱(S1)结合态砷等物化指标。结果表明，高砷地下水主要分布在10~20 m深度范围内；冲洪积平原地下水中砷浓度普遍较低，平均浓度1.71 μg·L-1，约95%的样品中砷浓度在10 μg·L-1以下；而冲湖积平原水田和旱田砷浓度较高，90%以上超过10 μg·L-1，平均浓度分别达到26.6 μg·L-1和39.6 μg·L-1。沉积物总砷含量为3.94~75.2 mg·kg-1，平均值为11.5 mg·kg-1，S1、S2含量范围分别为<0.01~0.33 mg·kg-1，<0.01~19.5 mg·kg-1，分别约占总砷的0.7%和6.2%。沉积物中砷与铁、锰含量呈正相关，其分布受水动力条件及岩性的控制，黏土中砷含量较高。结合相同深度地下水砷浓度，得到S2、S1对应的平均砷分配系数Kd分别为0.001 L·g-1和0.007 L·g-1。Kd 与ORP呈较好的正相关性，表明还原环境利于砷的释放；PO3-4的竞争吸附也能促进沉积物中砷的释放。在冲湖积平原，同深度上沉积物组成相近的含水层中，旱田地下水砷浓度较水田高，表明土地利用方式对砷的分布和运移也有重要影响。

相关文章 | 计量指标

Select

沉积物中古DNA在古生态、古环境和古气候研究中的应用

侯卫国，董海良，蒋宏忱，李高远，杨渐

2017, 24(2): 286-291.
DOI: 10.13745/j.esf.2017.02.028

摘要 ( 310 )

PDF(927KB) ( 297 )

随着分子生物学技术的发展，DNA技术的应用逐渐从生物学研究拓展到进化、环境和气候变化等研究领域。因为DNA容易受到水解、氧化、紫外辐射、酶解等过程的破坏，所以人们认为DNA很容易降解，保存时间不长，但是近年来的研究成果显示，古生物和古人类的化石或骨骼、冻土、湖泊海洋沉积物等样品中包含已保存数千年甚至长达数百万年以来的古DNA。古DNA作为重要的信息载体，可以诠释人类、动植物和微生物进化和迁移过程及它们对环境和气候变化的响应。反过来，古DNA在古环境、古气候重建方面也起着重要作用，沉积物样品的古DNA往往保存了历史时期的水体和水体周围环境以及气候变化等信息。通过对沉积物中古DNA的研究，可以获得历史时期的水生生物(包括藻类、水生动植物等)的群落演化，和水体周围岸基生活的动植物群落(植物落叶、动物毛发冲带到水体并沉积下来)演替，进而反演水体和水体周围气候环境以及气候变化信息。通过研究古人类和动物化石中保存的DNA，可以探讨人类的迁徙和进化过程，溯源家畜的驯化历史。本文将介绍环境古DNA的保存和可靠性评价，重点探讨古DNA在古生态以及古环境、古气候重建研究中的优势及应用，并展望古DNA在生物进化和环境研究等领域的应用前景。

相关文章 | 计量指标

过刊目录