地学前缘2018 Vol.25
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1. 特约主编致读者
颜丹平
地学前缘    2018, 25 (1): 0-0.  
摘要118)      PDF(pc) (6610KB)(409)    收藏
      华南大规模低温成矿域(指成矿温度100~250 ℃)以Pb、Zn、Ag、As、Sb、Hg和Au等矿床为特征,分布范围约达90万km2。该成矿域可按照分布区域进一步划分为川滇黔Pb-Zn-Ag矿集区、右江盆地Au-As-Sb-Hg矿集区和湘中盆地Sb-Au矿集区。华南低温成矿域的成矿作用时间大致限定在印支期(230~200 Ma)和燕山期(160~130 Ma)两个阶段,都经过了中生代末期—新生代的强烈构造改造。华南低温成矿域的规模和复杂程度可与美国中西部的密西西比河谷型(MVT)铅锌矿、卡林型金矿和砂岩型铀矿低温成矿域相提并论,二者并称为世界上两个最大的低温成矿域。上述情况无疑表明,无论是与美国中西部低温成矿域的对比,还是在大地构造、区域构造以及局部构造不同尺度构造分析方面,大规模低温成矿作用与华南中、新生代构造作用和构造改造关系都极为密切。因此,相关构造和成矿作用的研究属于国际构造地质学与矿床地质学的前沿科学领域。
        近年来,在华南的中新生代构造解析、年代学限定、构造运动学叠加,以及深部构造探测等方面都取得一系列重要的研究进展;在低温成矿作用的物质来源、迁移活化和成矿富集过程以及成矿时间限定等方面,研究成果也很丰硕。然而,如何将构造解析与成矿作用研究进一步密切结合,则需要做出更多努力,这正是本专辑出版的初衷。
        本专辑“华南中、新生代构造与低温成矿作用”是在国家重点基础研究计划(“973”计划)——“华南大面积低温成矿作用”(编号:2014CB440900)研究基础上,针对中、新生代构造对低温成矿作用的时空制约关系研究的新成果而出版的。本专辑共收录9篇论文。第一作者为颜丹平、许晨光、韩阳光、宋志冬、杨文心和王继斌的6篇论文,以区域构造和与低温成矿作用相关的典型穹隆体为切入点,通过中生代构造样式、构造运动学的精细解析、年代学的限定与形成过程的模拟,重建了华南中生代板内造山作用和随后的构造叠加作用,提出以拆离断层发育为基础、断层相关褶皱叠加形成穹隆构造的构造模式。这一新认识将不同层次构造变形、两个方向构造运动学叠加及时间演化过程有机地联系起来,对于深入理解构造的时空关系和控矿机理具有重要指示意义。另外还有第一作者为李庶波、代鸿章和孔志岗的3篇论文。裂变径迹方法目前被广泛用于低温年代学和构造隆升与剥蚀作用的研究。李庶波等作者对珠江口盆地中、新生代隆升作用的裂变径迹反演研究有助于我们更进一步理解华南中、新生代以来的隆升和剥蚀过程。代鸿章等作者对云南因民铜矿沉积作用环境与成矿机制的研究和孔志岗等作者对川滇黔PbZn矿成矿物质来源的分析,分别从基底和盖层赋矿角度证明了成矿物质可能共同来源于基底变质岩系和部分沉积层系。
        在前辈工作基础上,本专辑凝练了“973”计划的部分成果,将华南中、新生代构造及其对低温成矿作用的控制机理与机制研究推向前进,并推动相关前沿科学的研究工作,为将构造作用与成矿理论研究相融合而做出贡献。
        感谢所有作者(包括论文没有能够在本期刊登的论文作者)、审稿专家和编辑部人员为本专辑出版所付出的辛勤努力。
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2. “华南中、新生代构造与低温成矿作用”主题专辑目次
地学前缘    2018, 25 (1): 0-.  
摘要187)      PDF(pc) (6610KB)(535)    收藏
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3. 华南地块雪峰山中生代板内造山带构造样式及其形成机制
颜丹平,邱亮,陈峰,李林,赵磊,杨文心,张翼西
地学前缘    2018, 25 (1): 1-13.   DOI: 10.13745/j.esf.yx.2017-5-16
摘要539)      PDF(pc) (4099KB)(1007)    收藏
华南大地构造核心问题之一是江南—雪峰山造山带的属性。在前人工作基础上,对横切雪峰山造山带的地质剖面进行了详细的区域地质、构造变形和部分重点区段地震反射剖面深部构造解释,划分出5个大地构造单元:(1)湘中复合逆冲构造带。该带位处雪峰山造山带东部,以龙山复合构造穹隆等为代表,是近EW向加里东造山带与NE向燕山造山带复合叠加的结果;其中燕山期构造样式总体为倾向SE逆冲断层控制的尖棱背斜构造。(2)雪峰山厚皮逆冲构造带。该带西以大庸逆冲断裂为界,带内板溪群浅变质褶皱基底大面积出露,总体发育指向NW的断层褶皱组合。断坪断坡式逆冲断层从板溪群内部薄弱层发育,向浅部产状明显变陡,并导致新元古界板溪群逆冲于古生界之上,控制了沅麻等中生代盆地的形成,沿断坡形成紧闭背斜和沿断坪形成宽缓向斜;表明其为典型的断层相关褶皱。断层褶皱组合与地表剥蚀共同作用,形成飞来峰和构造窗。(3)以梵净山构造穹隆为代表的梵净山—走马构造穹隆带。该带呈NE向长垣状,核部出露新元古界下部梵净山群。断坪断坡式逆冲断层深切梵净山群,在断层上盘形成不对称箱状背斜。因此总体为典型的厚皮逆冲作用下的断层相关褶皱。(4)隔槽式逆冲构造带。此带主要发育一系列轴向NE的箱状背斜和尖棱向斜。箱状背斜核部为寒武系,向深部卷入震旦系—板溪群,形成基底卷入的断层褶皱组合,其浅部形成叠瓦状逆冲断层褶皱组合,从而构成主动双重逆冲构造。(5)华蓥山断裂与齐岳山断裂间的隔档式薄皮构造带。带内以发育尖棱背斜和箱状向斜为特征,是倾向SE断坪断坡控制下的断展褶皱组合。上述5个构造单元变形区域卷入了上三叠统—下侏罗统,但为上白垩统角度不整合覆盖,表明变形时间为中生代中晚期,并且有从SE向NW渐次变新的趋势。将各构造单元及不同构造层次构造组合联系起来,建立起以断层相关褶皱为基本构造样式,从SE向NW,从深部向浅部发展的雪峰山中生代板内造山带的递进演化运动学新模式。
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4. 扬子地块西南瓮安穹隆早古生代构造变形特征及其区域构造意义
宋志冬,邱亮,张岳,张翼西
地学前缘    2018, 25 (1): 14-32.   DOI: 10.13745/j.esf.yx.2017-5-15
摘要224)      PDF(pc) (4308KB)(540)    收藏
扬子地块在前泥盆纪与泥盆纪之间发生了一次强烈且影响广泛的早古生代构造事件。前人对扬子地块早古生代构造事件存在3幕、2幕和古地理格局变迁等不同认识。文中选取扬子地块西南早古生代构造保存较完整的瓮安穹隆体,通过6条构造剖面详细的构造层划分和不同方向构造叠加关系与构造变形样式和序列的解析,综合构造年代学限定,认为瓮安穹隆本质上为一构造叠加穹隆,其自古生代以来至少发育两期主要构造变形,即D1期早古生代构造变形和D2期燕山期构造变形。D1期变形以东西向褶皱、右行走滑逆冲断层和东西向近直立间隔劈理为代表,为近南北向纵弯挤压变形的结果。相比之下,区域上早古生代构造变形仅发育于寒武系—志留系构造层及其下伏构造层中。D1期变形形成的东西向构造普遍被D2期构造横跨和叠加改造,表明其形成于寒武系—志留系构造层与上覆泥盆系—中三叠统构造层角度不整合之前。根据碎屑锆石年龄分布统计结果,早古生代构造运动在瓮安地区发生时间约晚于438 Ma;结合地质关系分析和近年来区域上大量测年数据结果,进一步限定其早古生代构造事件发生的时间为438~390 Ma。从华南早古生代构造运动的时间来看,华南早古生代构造运动形成的时间从南向北从早到晚迁移变化。
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5. 八渡复式背斜中—新生代变形序列及其对南盘江盆地形成演化的意义
杨文心,颜丹平,邱亮,陈峰,木红旭,汪新文
地学前缘    2018, 25 (1): 33-46.   DOI: 10.13745/j.esf.yx.2017-5-13
摘要468)      PDF(pc) (2445KB)(566)    收藏
南盘江盆地处于华南地块与印支地块的结合部位,前人认为其属于印支造山带的前陆盆地。但南盘江盆地在经历了中—新生代多期的叠加改造后,构造样式复杂,其中复式褶皱普遍发育。因此,文中选择南盘江盆地中部的八渡穹隆状复式背斜作为研究对象,将地表构造解析、深部地震剖面解释以及辉绿岩侵位年代限定结合,通过构造样式与构造组合分析,厘定构造变形序列。结果表明,八渡复式背斜是轴迹向北凸出的弧形复式背斜,以泥盆系为核,石炭—三叠系为翼。在深部发育指向NE的双重逆冲构造;中浅部发育指向N的逆冲叠瓦扇及断层褶皱构造。对侵位其中的辉绿岩进行定年,得到样品中最年轻的锆石颗粒年龄约为62 Ma,有可能与区域在这一阶段的缓慢加速隆升相关。综合分析八渡复式背斜不同层次构造样式,将研究区整体的变形序列大致划分为3期:第1期为印支运动早期板块俯冲背景下形成的双重逆冲构造,第2期是印支运动晚期板块碰撞形成的逆冲叠瓦扇等,第3期为燕山晚期伸展背景下辉绿岩的侵位和一系列正断层。八渡复式背斜形成演化过程在南盘江盆地叠加构造中具有典型代表性,体现了印支运动的前陆盆地先后经历了印支期俯冲碰撞、燕山期构造背景由压性向张性的转换,和新生代伸展隆升的过程。
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6. 南盘江盆地赖子山穹隆构造样式及沙箱模拟研究
王继斌,颜丹平,邱亮,唐香丽,杨文心,朱鲁涛
地学前缘    2018, 25 (1): 47-64.   DOI: 10.13745/j.esf.yx.2017-5-19
摘要394)      PDF(pc) (3924KB)(576)    收藏
贵州南盘江盆地发育一系列不同样式的穹隆状构造,其控制着低温矿床的分布,位于黔西南控制烂泥沟超大型金矿床的赖子山穹隆是其典型代表。在统计赖子山穹隆地层产状的基础上,通过π圆图解确定出轴迹分别为NW和NE向的稳定变形亚区,并依据亚区构造横剖面和几何投影解析得到亚区褶皱位态类型均为直立水平背斜。通过统计分析区内劈理并依据劈理与亚区褶皱轴面的平行关系筛选出轴面劈理,基于轴面劈理的切割关系、卷入变形的地层及前人获得的相关构造岩浆岩年代推断出组成赖子山穹隆亚区褶皱的发育时序,即NWSE向背斜发育于燕山早期,NNESSW向背斜发育于燕山晚期。基于地质构造分析,结合该地区地层岩石能干性强弱、地层缩短量和变形边界条件建立两个沙箱模型进行4组实验,通过改变软弱层材料、变形同时性模拟构造复合叠加和构造联合叠加的变形过程及样式,讨论影响叠加变形的因素。根据模拟结果,我们认为赖子山穹隆是NW向和NNE向纵弯直立水平褶皱经移褶性复合叠加形成的穹隆状构造,两期褶皱分别对应燕山早期雪峰山隆起对南盘江盆地的侧向挤压作用和燕山晚期黔西南由NW向SE的大型逆冲推覆作用;岩层能干性差异和构造变形的强弱是影响叠加褶皱构造样式和叠加类型的关键因素,当岩层能干性差异较大时,相对软弱的岩层起到分层变形作用,使得软弱层上下强硬层构造样式不同;后期变形较弱时,形成限制性、移褶性叠加褶皱,后期变形较强时,形成斜跨、横跨式叠加褶皱,分阶段变形形成复合叠加构造,同时变形或变形速度差较小时,形成弧形的联合叠加构造。
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7. 滇东北驾车穹隆结构及其Pb、Zn、Ag、As、Sb元素异常特征
韩阳光,颜丹平,穆丹,邱亮,康宁,陈峰,赵磊
地学前缘    2018, 25 (1): 65-79.   DOI: 10.13745/j.esf.2018.01.005
摘要574)      PDF(pc) (2906KB)(548)    收藏
滇东北地区位于扬子地块西南部,该区域内发育一系列直接赋存有低温矿床或与低温成矿作用联系密切的构造穹隆体。详细研究这类穹隆体的构造成因及属性,是揭示区域内低温成矿规律的关键。驾车穹隆位于滇东北阿旺镇至驾车乡一带,与滇东北其他穹隆体相比,驾车穹隆出露完整的构造岩石组合,是该区域构造穹隆体的典型代表。文中以驾车穹隆的构造特征为研究对象,通过详细的地质构造调查与构造解析、重点地层系统样品采集并进行地球化学分析及电子探针分析,结合区域背景资料,确定了穹隆的构造成因及变形序列、主要低温成矿元素背景异常特征及赋存状态。通过对3条横切驾车穹隆体构造剖面的构造解析,厘定了3期构造变形:D1期顺层流变构造,变形时代推测为加里东期;D2期为NEE向纵弯褶皱,变形时代推测为印支期;D3期为NNE向纵弯褶皱,变形时代推测为燕山期。地球化学分析结果表明:穹隆内昆阳群中泥质和粉砂质板岩等低级变质岩中具有3~5倍以上Pb、Zn、Ag、Sb、As元素背景异常;震旦系澄江组粉砂岩、灯影组白云岩与黑色页岩中局部具有3~5倍以上Pb、Ag和As的元素背景异常;下寒武统渔户村组部分黑色页岩中具有5倍以上的Pb、Zn、Ag、Sb、As元素背景异常。电子探针分析结果进一步表明,上述低温成矿元素在原生黄铁矿中富集。综合构造解析结果表明,驾车穹隆主体是一个由NNE向褶皱(D3期)横跨叠加于NEE向褶皱(D2期)之上而形成的构造穹隆体,为印支期与燕山期构造复合的结果。
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8. 扬子板块西北缘碧口地块中—新生代变质、变形与年代限定
许晨光,颜丹平,古术航,孟祥坤,邱亮,Michael L.WELLS
地学前缘    2018, 25 (1): 80-94.   DOI: 10.13745/j.esf.yx.2017-5-14
摘要316)      PDF(pc) (3574KB)(648)    收藏
碧口地块位于扬子板块西北缘,由北部变质沉积岩系及南部变质中基性火山岩组成。碧口地块北部岩石变质为千枚岩、云母石英片岩,南部岩石经历绿片岩蓝片岩相变质。由于对碧口地块变形特征及区域变质作用分析深度不够,缺少精确的变质时间限定,碧口地块变质杂岩系性质、区域变质年代及其大地构造属性始终处于争议之中,导致对西秦岭和龙门山造山过程的认识产生分歧。通过详细区域构造解析,将碧口地块划分为3期变形:D1期以紧闭褶皱、面理S1及矿物线理L1为特征;D2期形成于由北向南的正断拆离作用,显示韧性变形特征,D2期变形改造先期逆断层并形成半地堑盆地;D3期形成于喜山期逆冲走滑运动,以脆性变形为主要特征。本研究获得碧口变质岩中变形脉锆石UPb年龄(227.2±6.2) Ma,碧口地块已报道的D1期变形后期侵入体年龄为226~215 Ma,从而限定D1期碧口区域变质变形年龄为约220 Ma。因此推测D1期形成于三叠纪末华南、华北板块碰撞,碧口地块区域变质主要形成于这一时期的俯冲碰撞作用;D2与D3期则与青藏高原的东向扩张有关。
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9. 珠江口盆地中—新生代热隆升格局的磷灰石和锆石裂变径迹反演
李庶波,王岳军,吴世敏
地学前缘    2018, 25 (1): 95-107.   DOI: 10.13745/j.esf.yx.2017-5-20
摘要310)      PDF(pc) (3719KB)(565)    收藏
珠江口盆地作为南海北部陆缘典型的裂陷沉积区,是中国最大的中生代海相残留盆地之一,其构造热演化对南海张开时限及华南构造格局有重要指示作用。在钻孔资料限定和地质格局约束下,文中综合运用磷灰石和锆石裂变径迹对珠江口盆地内钻孔基底花岗质岩石开展了低温热年代学研究,通过径迹年龄分析和径迹长度统计,反演了该区中—新生代基底构造热演化历史,恢复了珠江口盆地多阶段热运动和基底隆升格局。研究表明,珠江口盆地基底花岗质岩石锆石裂变径迹表观年龄分布于131.7~97.9 Ma,多小于其成岩年龄。样品磷灰石裂变径迹表观年龄多集中在79.7~61.9 Ma,径迹长度变化于11.37~13.16 μm,属中等长度,磷灰石裂变径迹多为“冷却”至“混合”类型。珠江口盆地基底热史反演存在明显区域性特点,南(西)部地区抬升记录早,新生代冷却速率相对较低。珠江口盆地基底晚白垩世以来隆升幅度在6 km左右,主要发生在晚白垩世、古近纪神狐运动阶段、渐新世珠琼运动Ⅱ幕及南海运动阶段(26 Ma之前)。其中,南海运动表现出东早西晚的特点。基底抬升与盆地形成、红河断裂走滑相耦合。盆地基底的热演化历史为南海的演变历程研究提供了限定条件,是太平洋板块俯冲、印度欧亚板块碰撞及南海构造运动的综合反映。
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10. 云南因民铜矿床构造沉积环境及成矿机制研究
代鸿章,刘家军,朱文兵
地学前缘    2018, 25 (1): 108-124.   DOI: 10.13745/j.esf.yx.2017-5-21
摘要404)      PDF(pc) (3035KB)(522)    收藏
因民铜矿床是云南省东川铜矿田中一个重要的矿床,发育有两种矿化类型,分别为赋存于因民组中的稀矿山式铜铁矿体以及赋存于落雪组地层中的东川式铜矿体。文中采用主、微量元素地球化学方法并结合相关热力学计算,探讨含矿岩系因民组及落雪组的岩石特征、沉积环境、构造背景及其铁、铜迁移机制和富集机理。结果表明,因民组及落雪组中以白云岩、硅质白云岩为主,并含少量白云质砂岩,综合100(Fe2O3/SiO2)100(Al2O3/SiO2)、Fe2O3/TiO2Al2O3/(Al2O3+Fe2O3)、La-Th-Sc及Th-Co-Zr/10关系图解,指示因民组及落雪组具有大陆边缘区的沉积特点。V/Cr、V/(V+Ni)及Ce/La氧化还原环境判别图显示,因民组及落雪组整体形成于贫氧过渡状态下的深水半深水沉积环境。热力学计算表明,在流体迁移过程中,铁、铜主要以氯的络合物形式进行迁移,当成矿流体运移到表层与含硫碱性较还原性水体发生混合时,导致成矿体系温度、Eh和f(S2)降低,pH值升高,铜、铁络合物发生失稳,先后生成磁铁矿、赤铁矿等氧化物以及黄铁矿、黄铜矿、斑铜矿、辉铜矿等硫化物,在因民组及落雪组中分别形成稀矿山式铜铁矿体和东川式铜矿体。
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11. 川滇黔地区典型铅锌矿床成矿物质来源分析:来自S-Pb同位素证据
孔志岗,吴越,张锋,张长青,孟旭阳
地学前缘    2018, 25 (1): 125-137.   DOI: 10.13745/j.esf.yx.2017-10-4
摘要564)      PDF(pc) (3931KB)(691)    收藏
川滇黔铅锌矿集区位于扬子地块西南缘,发育有400多个矿床(点),铅锌矿石储量超2亿t,Pb平均品位(质量分数)达5%,Zn平均品位达10%。矿体主要呈似层状、脉状赋存于震旦系—二叠系碳酸盐岩地层中,为碳酸盐岩容矿后生铅锌矿床。文中通过综合分析川滇黔矿集区21个典型矿床的SPb多元同位素数据,示踪成矿元素主要来源,并为进一步找矿提供指导。研究区大部分铅锌矿床硫化物的δ34S值介于9.0‰~28.6‰之间,与震旦系—二叠系地层中海水硫酸盐δ34S值(+8.0‰到+38.7‰)相似,暗示研究区铅锌矿床硫化物中的S主要来源于赋矿地层中海水硫酸盐,TSR作用是还原硫的主要生成机制。部分矿床中,含硫有机质热解可能是还原硫的另外一种生成机制。该区硫化物Pb同位素组成显示4种不同的成矿物质来源模式:(1)唐家等矿床Pb主要来源于基底岩石;(2)金沙厂、乐马厂、乐红等矿床Pb主要来源于基底富放射性成因Pb的岩层及盖层沉积岩中富有机质地层;(3)会泽、天宝山、茂租、银厂沟、大梁子、云炉河、毛坪、富乐、杉树林、天桥等矿床Pb主要来源于基底岩石和沉积盖层中多源流体的混合,峨眉山玄武岩可能提供少量成矿物质;(4)青山、赤普、银厂坡、筲箕湾、板板桥等矿床Pb主要来源于沉积盖层,基底岩石提供了部分成矿物质。典型矿床的SPb同位素组成特征表明成矿物质具有混合来源的特征。
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12. 滇西三台山地幔橄榄岩的成因及其构造意义:来自地质学、矿物学和岩石地球化学的证据
王奕萱,王根厚,袁国礼,王行军,吕勇,林宇
地学前缘    2018, 25 (1): 138-156.   DOI: 10.13745/j.esf.yx.2017-6-11
摘要507)      PDF(pc) (3033KB)(449)    收藏
腾冲和保山地块之间的高黎贡—瑞丽断裂带西侧出露潞西三台山地幔橄榄岩,该岩体与围岩均呈断层接触共同构成增生杂岩,主要由纯橄榄岩和方辉橄榄岩组成,主要造岩矿物为橄榄石和斜方辉石,副矿物尖晶石发育。橄榄石为镁橄榄石(Fo为90~93);斜方辉石为顽火辉石(En为89~92),以低铝(0.47%~1%)和高Mg#值(91~96)为特征;尖晶石主要为富铬型尖晶石(Cr#值为54~78)。三台山纯橄榄岩和方辉橄榄岩具有相似的稀土配分模式曲线,为轻稀土元素富集且右倾平坦型曲线;在微量元素原始地幔标准化图解中,相对富集大离子亲石元素Rb、Cs和高场强元素Pb、U。矿物地球化学和全岩组分表明,三台山橄榄岩主要矿物与全岩地球化学成分特征具有深海橄榄岩和弧前橄榄岩的特征,为经历了25%~35%部分熔融后的残余。结合与不同蛇绿岩体构造环境的对比,笔者认为三台山橄榄岩与雅鲁藏布江缝合带的蛇绿岩体具有相似的源区特征,兼具亏损地幔源区特征和俯冲带熔/流体交代特征,表明其可能经历了快速扩张大洋中脊(MOR)和俯冲带仰冲板片(SSZ)两种构造环境。
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13. 贵州贞丰水银洞金矿矿床成因与成矿模式:来自载金黄铁矿NanoSIMS多元素Mapping及原位微区硫同位素的证据
赵静,梁金龙,李军,倪师军,向启荣
地学前缘    2018, 25 (1): 157-167.   DOI: 10.13745/j.esf.yx.2018.01.011
摘要588)      PDF(pc) (3486KB)(556)    收藏

贵州贞丰水银洞金矿是中国“滇黔桂”金三角地区最具代表性的超大型卡林型金矿床之一。黄铁矿和毒砂是水银洞金矿的主要载金矿物。背散射电子图像和NanoSIMS高分辨率元素面扫描分析显示载金黄铁矿普遍发育环带结构,不同环带的微量元素种类和含量有显著差别。如增生环带富集Au、Cu、As元素,而核部则相对贫这些元素,富Se。同时,即使在富Au环带中,Au和微量元素也并非均匀分布,环带之中又发育次一级环带。这表明热液来源呈现阶段性和“脉冲式”特征。在元素面扫描分析(Mapping)基础上,本次研究对载金黄铁矿中不同成分特征的核部和环带分别进行了原位硫同位素分析。结果表明:黄铁矿核部的δ34S值变化范围为1.3‰~6.5‰,而富金环带的δ34S值为-3.5‰~7.4‰。与国内外同类矿床的硫同位素特征比较之后发现,这些硫同位素显示岩浆硫特征,暗示载金黄铁矿的硫主要来源于深源岩浆。计算表明,有部分沉积硫混入了成矿流体。最终,我们为水银洞金矿建立了岩浆热液模式:从深源岩浆分异出的超临界气液流体携带Au、As等元素沿区域深断裂上升,在区域不整合面和灰家堡背斜轴部破碎带等构造薄弱部位,通过充填、交代围岩的方式沉淀成矿。大气降水的淋滤和渗透在一定程度上有利于金矿化。

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14. 内蒙古维拉斯托锡多金属矿流体包裹体特征
郭理想,刘建明,曾庆栋,蒋胡灿,刘红涛
地学前缘    2018, 25 (1): 168-181.   DOI: 10.13745/j.esf.yx.2018.01.012
摘要492)      PDF(pc) (2324KB)(479)    收藏
大兴安岭锡矿带是中国北方唯一成型的锡多金属成矿带。新近发现的内蒙古维拉斯托锡多金属矿床位于大兴安岭南段,隶属中亚造山带东段的兴蒙造山带。该矿床为一典型的大型斑岩型热液脉型锡多金属矿床,矿区内锡矿化主要赋存于石英斑岩体顶部及其上部的石英脉中。矿床成矿阶段包括石英斑岩体内的滴状锡锌矿化阶段、石英斑岩体上部石英脉中的辉钼矿矿化阶段、石英锡石黑钨矿阶段和石英多金属硫化物阶段。流体包裹体研究结果显示:流体包裹体类型主要为气液两相包裹体,尤其是富液相包裹体,其次为含子矿物的三相包裹体。斑岩体内矿化阶段流体包裹体均一温度为324~333 ℃,盐度为6.5%~7.5% NaCleqv,密度为0.73~0.74 g/cm3;石英脉型矿化阶段包裹体均一温度为201~324 ℃,盐度为3.4%~9.9% NaCleqv,密度为0.73~0.92 g/cm3。包裹体显微测温分析结果显示该矿区成矿流体具有中高温、低盐度、中密度的特征。激光拉曼光谱分析表明,气液两相包裹体液相成分主要为H2O,气相成分主要有H2O、CO2和CH4。氢氧同位素研究结果表明该矿床石英斑岩体上部石英脉矿化阶段的成矿流体为岩浆水和大气降水混合来源,以岩浆水为主。岩浆流体与大气降水的混合以及流体演化中的降温过程是该矿床矿石沉淀的主要机制。
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15. 黑龙江龙江盆地中侏罗统万宝组时代确定新证据及其地质意义
张渝金,吴新伟,张超,郭威,杨雅军,孙革
地学前缘    2018, 25 (1): 182-196.   DOI: 10.13745/j.esf.yx.2017-5-22
摘要336)      PDF(pc) (2337KB)(370)    收藏
黑龙江西部大兴安岭地区侏罗纪地层研究程度不高,以往中侏罗世含煤地层的确定主要借助于与吉林西部万宝组的对比。近年来随着新一轮大兴安岭地区含煤及油气地层的区域地质调查工作的开展,笔者在大兴安岭地区中段的龙江盆地(黑龙江省龙江县以西)发现一套新的中侏罗世含煤地层,该地层由砂砾岩和火山碎屑岩夹煤层组成。文中对龙江盆地万宝组火山岩夹层内2件凝灰岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年分析,获得凝灰岩形成时代,其年龄分别为(165.2±1.7) Ma和(162.1±1.6) Ma;笔者采得的植物大化石为NeocalamitesConiopterisRaphaelia组合,时代显示为早—中侏罗世;孢粉化石经初步鉴定,时代倾向于早—中侏罗世;综合同位素年龄及地层古生物研究,笔者认为龙江盆地万宝组的形成时代为中侏罗世晚期。地球化学分析显示:万宝组凝灰岩具有高Si、Al,低Ca、P过铝质钙碱性火山岩特点,富集轻稀土元素,配分曲线呈平缓右倾型,并具有明显负Eu异常;富集大离子亲石元素Cs、Th、U,亏损高场强元素Nb、Ti、Zr,反映火山岩为壳源成因类型。万宝期火山活动可能与古太平洋板块俯冲作用和蒙古—鄂霍茨克缝合带演化双重作用有关,而与蒙古—鄂霍茨克缝合带演化联系更密切。目前中侏罗统万宝组是油气勘探的重要新层系,本研究不仅为大兴安岭东坡地区中侏罗世含煤地层的划分、对比提供同位素年代学和生物地层学依据,而且为龙江盆地形成演化历史及油气资源勘查提供了基础地质新资料。
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16. 西藏尼玛县牛山日干配错组沉积岩中碎屑锆石的U-Pb定年及意义
侯恩刚,陈耀飞,高金汉,王根厚
地学前缘    2018, 25 (1): 197-209.   DOI: 10.13745/j.esf.yx.2017-5-8
摘要268)      PDF(pc) (3561KB)(444)    收藏
羌塘地块作为近年地质研究的热点,其构造属性及是否存在太古宙—元古宙基底等问题一直存在争议。文中采用LAICPMS锆石UPb法对西藏荣玛牛山上三叠统日干配错组碎屑锆石进行年代学研究,结果表明:(1)日干配错组沉积岩中最年轻碎屑锆石年龄为(215±2) Ma,表明日干配错组的最大沉积年限为该时间,结合区域地质资料可将其沉积时代限定为晚三叠世诺利期—瑞替期。(2)年龄介于(580±6)~(212±2) Ma,峰值为(298±2) Ma,表明在晚古生代早期受古特提斯洋发育早期地壳减薄伸展阶段岩浆活动影响,冈瓦纳古陆为其物源区;峰值为(442±3) Ma,表明在中古生代受加里东期扬子板块和华夏板块碰撞、拼合而形成的岩浆活动的影响,物源区为扬子大陆周缘;只获得1颗锆石650~500 Ma年龄,表明源区基本未受到泛非运动岩浆活动的影响。(3)碎屑锆石出现相对少量介于(1 091±6)~(757±6) Ma的年龄,表明在中—新元古代受格林威尔—晋宁构造岩浆热事件的影响,物源区与羌南地块一致。(4)日干配错组沉积岩碎屑锆石测年得到大量介于(3 214±7)~(1 380±15) Ma年龄值,占总量的近60%,峰值为(1 875±5) Ma和(2 531±6) Ma,表明羌塘地块受元古宙羌塘结晶基底主期构造热事件和太古宙末全球超大陆拼合事件影响显著,且羌塘地块存在太古宙—元古宙基底。
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17. 中国东部及近海磁异常特征及大地构造意义
吴招才,高金耀,沈中延,杨春国,张涛
地学前缘    2018, 25 (1): 210-217.   DOI: 10.13745/j.esf.yx.2016-11-49
摘要255)      PDF(pc) (4247KB)(530)    收藏
根据全球磁异常数据和中国近海高精度、高分辨率的海洋船磁资料,通过频率域的迭代下延方法,将两种不同分辨率的数据进行融合,得到了覆盖我国东部及近海的大面积地磁异常数据。对磁异常进行大范围变倾角化极,并进行了小波分解和频谱分析,计算、分析磁源重力异常、磁异常解析信号及倾斜角等转换场。结果显示中国东部及近海主要地质构造单元的磁异常特征,揭示了华北地块古陆块分布和扬子地块的南北边界走向,并指出浙闽火山岩带向西南可能和东沙隆起相连,都是中生代古俯冲的火山弧,南海北部NW向断裂可能是古特提斯构造域向太平洋构造域转换边界断裂,对中生代古俯冲及由主动陆缘向被动陆缘转化过程都有控制作用。
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18. 以精定位背景地震活动与震源机制解研究郯庐断裂带中南段现今活动习性
朱艾斓,徐锡伟,王鹏,任烨,孙冬军
地学前缘    2018, 25 (1): 218-226.   DOI: 10.13745/j.esf.yx.2016-11-54
摘要408)      PDF(pc) (3663KB)(445)    收藏
郯庐断裂带是中国东部板内一条规模最大的强构造变形带与地震活动断裂带,其断裂结构与历史地震活动性具明显的分段活动性。文中通过沿郯庐断裂带中南段的历史地震活动性、精定位背景地震活动性与震源机制解分析,讨论了断裂带的深部几何结构与现今活动习性。现今地震活动在中段主要沿1668年郯城MS 8地震破裂带线性分布,线性条带在泗洪—诸城间延伸约340 km长,为1668年地震长期缓慢衰减的余震序列活动。大震地表破裂遗迹与精定位地震分布都揭示出郯庐断裂带中段的两条全新世活动断裂昌邑—大店断裂与安丘—莒县断裂以右阶斜列的形式共同参与了1668年郯城MS 8地震破裂。精定位震源剖面刻画出两条断裂结构面呈高角度相背而倾,其中昌邑—大店断裂倾向SE,安丘—莒县断裂倾向NW,两条断裂在深部没有合并汇聚。余震活动所代表的1668年地震震源破裂带是郯庐断裂带中现今尚未闭锁的安全段落,对应于高b值段。而未发生破裂的安丘以北段,小震活动不活跃,b值低,现今可能已成为应力积累的闭锁段。震源机制解揭示的断裂应力状态在中段以NE向主压应力为主,表现为右旋走滑活动性质,且存在少量正断分量,南段转为以NEE至近EW向为主,存在少量的逆冲分量。在中段与南段的转折处宿迁—嘉山段,主压应力方向垂直断裂带走向呈NWW向,反映出局部以挤压为主的应力特征,其中泗洪—嘉山段也是历史地震未破裂段,现今小震活动不活跃,因此该段可能更易于应力积累。精定位小震活动在郯庐断裂与北西向断裂相交汇处聚集,反映出北西向断裂的新活动性,以及郯庐断裂带现今的逆冲作用。在断裂带南端,精定位背景地震活动沿与其相交汇的襄樊—广济断裂带东段呈北西向线性分布,表明了该段的现今活动性。
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19. 鲁甸MS 6.5 地震发震断层地表破裂特征、相关古地震的发现和年代测定
李西,徐锡伟,张建国,谢英情,于江,张彦琪
地学前缘    2018, 25 (1): 227-239.   DOI: 10.13745/j.esf.yx.2016-11-52
摘要255)      PDF(pc) (3148KB)(405)    收藏
鲁甸MS 6.5级地震发生后,余震分布呈现两个优势方向,其发震断层是NE向的昭通—鲁甸断裂,还是NW向的次级断裂,引起了广泛的讨论。详细的野外调查发现,从龙头山镇南东方向的谢家营盘—光明村—王家坡一线N22°W~N55°W走向断续展布长约8 km地表破裂带,呈左行右阶排列,伴有30~35 cm左右的走滑分量,局部走滑分量达40~60 cm,表明此次地震的发震构造为北西走向的包谷垴—小河断裂。探槽工程揭露出发震构造光明村—小垭口段4次古地震事件;8个炭屑样品的14C测年分析表明,事件E1可能发生在9190—8870 BC,E2为1000 BC至900 AD,E3为910—1240 AD,最新一次事件E4为2014年鲁甸MS 6.5级地震。该研究表明,云南地区6.5级强震可以产生地表破裂并可能在地质记录中留下遗迹。结合本次地表破裂特征,影像几何不连续以及探槽剖面揭露出古地震断面信息容易隐形等特征表明,包谷垴—小河断裂在历史活动中强度不大,属中强地震发震构造。
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20. 基于形变观测分析中国台湾东部花东纵谷断层运动特征
李海艳,邵志刚,马宏生,王芃,张智
地学前缘    2018, 25 (1): 240-251.   DOI: 10.13745/j.esf.yx.2017-2-38
摘要419)      PDF(pc) (4632KB)(378)    收藏
花东纵谷断层是中国台湾动力作用和地壳运动变形最强烈的断层之一,其断层运动特征和强震危险程度一直备受学者的关注。文中分别以同震地表位移、1992—1999年震间形变数据为约束,反演2003年成功MW 6.8地震同震位错分布和花东纵谷断层震间运动特征。结果表明:花东纵谷断层北段处于强闭锁状态(闭锁率高达0.9),闭锁深度深(约27 km);南段闭锁程度较弱(闭锁率约0.5),闭锁深度较浅(约12 km);中段闭锁程度与闭锁深度介于南北段之间。另一方面,2003年成功MW 6.8地震微观震中位于震间无震滑移区与闭锁区的过渡带附近。依据同震位错、震间断层运动反演结果,以及历史强震破裂分布特征,分析认为,花东纵谷断层南北段运动方式存在差异性,北段主要以强震形式运动,南段以蠕滑和地震两种形式运动。自1951年花莲—台东ML 7.3地震序列后,花东纵谷断层南段、中段和北段至2016年所累积的矩能量分别等价MW 6.4、MW 7.0、MW 7.4地震;若发生级联破裂,整个断层至2016年所累积的矩能量等价MW 7.5地震。
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21. 煤田火区碳排放量计算模型和关键参数研究
曹代勇,刘志飞,杨光,杜晓敏,豆旭谦,宋现锋,王海燕
地学前缘    2018, 25 (1): 252-258.   DOI: 10.13745/j.esf.yx.2016-11-60
摘要289)      PDF(pc) (2223KB)(301)    收藏
完善碳排放清单,是进行减排工作的基础,为了查明煤田火区对大气碳排放的贡献量,以煤氧复合作用学说为理论基础,从不同的研究思路出发,提出了烧失煤量法和排放通量法两种火区碳排放量计算模型。在明确模型中关键参数“释放因子”“排放系数α”“排放通量”“排放系数β”的具体含义的基础上,重点对各参数所对应的获取途径进行了研究论述:(1)释放因子通过在室内进行煤自燃模拟实验得出;(2)排放系数α通过煤岩吸附实验结合火区实地勘测得出;(3)排放通量通过对火区现场煤自燃气体排放及环境因素的实时监测得出;(4)排放系数β通过对遥感图像裂隙信息的提取得到。上述两种计算模型在我国乌达实验区进行了实际应用,并对其可实现性进行了检验。
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22. 基于生态位理论的河北平原地下水开采潜力评价
于开宁,廖安然
地学前缘    2018, 25 (1): 259-266.   DOI: 10.13745/j.esf.yx.2016-11-58
摘要241)      PDF(pc) (3244KB)(413)    收藏
传统的地下水开采潜力评价方法主要采用单个指标进行评价,难以全面科学地反映地下水开采潜力的影响要素。地下水的空间分布、动态变化受到经济社会发展、开采技术等多个因素影响,也与自身调节有关,这与生态位理论的观念吻合。文中提出地下水生态位的定义、计算公式;对河北平原9个主要城市进行地下水生态位计算、聚类分析,分析其地下水开采潜力;并与传统方法的评价结果进行对比。结果表明:除保定、秦皇岛和廊坊外,其他城市的两种方法的评价结果大致相似;差异分析说明地下水生态位的评价方法更全面、科学合理且符合实际。生态位理论将为地下水开采潜力评价分析提供一种新的、甚至是根本性的尝试。
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23. 地下水次要组分视背景值研究:以柳江盆地为例
廖磊,何江涛,彭聪,张振国,王磊
地学前缘    2018, 25 (1): 267-275.   DOI: 10.13745/j.esf.yx.2017-02-3
摘要309)      PDF(pc) (4233KB)(406)    收藏
在广泛调研总结国内外次要组分背景值研究的基础上,对比分析各方法的优缺点,提出水化学分析与数理统计法相结合的地下水次要组分视背景值研究体系。该方法体系首先在次要组分与主要组分之间进行因子分析,建立次要组分与主要组分的联系,运用三倍标准差准则识别主要组分粗大误差的异常值,利用Piper图水化学类型对异常值进行分析检验,从宏观上分析识别水化学影响明显异常的次要组分数据,再运用平均值加减2倍标准差迭代法和概率图法组合分析识别异常值。完成异常值剔除的数据取95百分位数作为次要组分视背景值的上限阈值。该方法有利于把握数据的整体统计特征,同时能避免主观确定阈值的误差,对异常数据的剔除高效充分。上述方法体系运用在柳江盆地表明,与4种常用数理统计学方法相比,该方法体系计算出的次要组分视背景值的可靠性与稳定性更高,同时能解释引起次要组分异常的原因及背景控制因素。运用水化学分析与数理统计法体系,较为科学合理地计算出了柳江盆地浅层地下水次要组分硝酸盐、偏硅酸、铝、氟和溴的视背景值阈值,分别为75.1、27.4、0.11、0.30和0.32 mg·L-1。硝酸盐视背景值阈值偏高,反映出柳江盆地广泛的农牧业养殖及生活污水排放已不可避免地对地下水产生了一定的影响。
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24. 周边采煤活动对岳城水库库区大坝和坝基的渗流影响研究
王卓然,武雄
地学前缘    2018, 25 (1): 276-285.   DOI: 10.13745/j.esf.yx.2017-02-4
摘要216)      PDF(pc) (3217KB)(366)    收藏
岳城水库属于国家重点水库,同时库区及周边地下是典型的富煤区域,蕴藏着大量优质煤炭资源。为研究周边采煤活动对岳城水库库区大坝和坝基的渗流影响,文中以坝体作为研究对象,在上游建立一条安全限,通过控制大坝和坝基的有效保护边界来控制开采对浅地表造成的影响深度和影响远度。通过数值模拟,结果表明在上游水位159.1 m和下游水位105.0 m的作用下,只要开采影响范围距离岳城水库大坝2 000 m,开采就不会对大坝和坝基的渗透性变化产生影响;同时,也不会对坝肩的渗透性产生影响。
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25. 干湿循环对非饱和膨胀土抗剪强度影响的试验研究
徐丹,唐朝生,冷挺,李运生,张岩,王侃,施斌
地学前缘    2018, 25 (1): 286-296.   DOI: 10.13745/j.esf.yx.2016-11-62
摘要428)      PDF(pc) (2004KB)(319)    收藏
膨胀土是一种气候敏感性土体,研究在干湿循环过程中膨胀土剪切强度的变化,对了解在自然界周期性蒸发和降雨作用下原位膨胀土体工程性质的变化以及由此导致的地质灾害发生过程具有重要意义。文中以重塑非饱和膨胀土为研究对象,模拟了3次干湿循环过程,对每次干燥路径中的试样进行了直剪试验,重点分析含水率、正压力及干湿循环次数对膨胀土剪切强度的影响,得到如下主要结果:(1)在干燥过程中,随着含水率的减小,试样的刚度、脆性、抗剪强度值(峰值剪切应力)、抗剪强度指标(黏聚力、内摩擦角)及抗剪强度损失(峰值强度与残余强度之差)均呈增加趋势;(2)正压力越高,试样的剪切强度和残余强度越大,而破坏后的峰值强度损失越小,破坏韧性增加;(3)在3次干燥过程中,试样的剪切强度及黏聚力呈先增加后减小的趋势,在第二次干燥过程中达到峰值,但内摩擦角受干湿循环的影响无明显规律;(4)试样经历多次干湿循环后,其剪切特性越来越类似于超固结土,脆性显著增加;(5)干燥过程和干湿循环对试样残余剪切强度的影响都不明显,残余剪切强度基本都在100 kPa附近变化;(6)非饱和膨胀土在干湿循环及干燥过程中剪切强度的变化除了与吸力有关外,还与其微观结构调整和裂隙发育状态密切相关,需要综合非饱和土力学和土质学理论对试验现象进行分析。
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26. 月球雨海盆地多环结构的厘定及其深部构造研究
王庆龙,刘建忠,郭弟均,籍进柱,刘敬稳,王俊涛,罗林
地学前缘    2018, 25 (1): 297-313.   DOI: 10.13745/j.esf.yx.2016-11-30
摘要248)      PDF(pc) (3346KB)(299)    收藏
雨海盆地是月球正面最大、月球上研究程度最高的多环结构撞击盆地,已有很多学者对其多环结构的边界进行恢复研究,但在多环结构最初始形状、多环位置/数量、盆地大小等方面,至今未能达成共识。本文利用GRAIL自由空气重力异常数据、LOLA激光测高数据进行了多源数据的融合,结果表明,雨海盆地是具有偏心圆的三环结构特点,其直径从外到内分别为1 500 km、1 100 km、665 km。基于欧拉反演结果研究表明,在雨海撞击盆地中部存在两种不同深度、构造运动性质及方向的断裂构造,即:(1)深度大于40 km,向下逐渐向内倾斜、延伸的深部断裂构造;(2)深度在40 km以内,由月表向下逐渐向外倾斜、延伸的浅部断裂构造。结合物质成分及地球物理特征的研究,雨海地区的地质构造演化过程可分为两个阶段:(1)在月球早期阶段(45~38.5亿年),主要以内动力地质作用即岩浆洋冷凝过程为主,形成了雨海盆地深度在40 km以下逐渐向内倾斜、延伸的构造断裂,其为本区在月球早期深部岩浆洋产生、分异及运移提供了通道,该构造断裂代表了雨海盆地撞击前的月球早期深部岩浆洋的构造地质演化阶段;(2)在月球晚期阶段(≤38.5亿年),主要以内、外动力地质作用并重,形成了雨海盆地深度在40 km以内逐渐向外倾斜、延伸的构造断裂,其应为本区不同期次的玄武质岩浆喷出或溢流到月表提供了运移通道,该构造断裂代表了雨海盆地撞击后的月球晚期不同期次玄武质岩浆喷发、充填溢流的月海岩浆活动作用的构造地质演化阶段。
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27. 月球冷海玄武岩矿物成分研究
张小梦,张迅与,陈媛,蔡伟,卢瑜,吴昀昭
地学前缘    2018, 25 (1): 314-324.   DOI: 10.13745/j.esf.yx.2016-12-38
摘要480)      PDF(pc) (2040KB)(446)    收藏
月海玄武岩的矿物组成反映了岩浆源区的化学成分以及岩石形成时的物理和化学环境,对月球热演化研究以及月球资源的开发利用都具有重要意义。本文选择延展范围长的冷海为研究区,基于月球矿物成像光谱仪(Moon Mineralogy Mapper,简称M3)数据研究其矿物的空间变化特征。综合利用光谱、地形、元素等多源遥感数据将冷海划分为25个地质单元。提取169条新鲜坑光谱曲线,获取吸收中心波长、波段面积比等光谱参数。通过光谱吸收特征分析,获得冷海玄武岩铁镁质矿物变化特征。东部冷海地层较老,铁镁质矿物主要为单斜辉石,辉石钙含量较月球样品单斜辉石钙偏低,与澄海以及雨海老的地层矿物组成类似。西部冷海和露湾的地质单元较为年轻,富含橄榄石。风暴洋和雨海年轻玄武岩的矿物也富含橄榄石。这种富含橄榄石、大面积分布的玄武岩反映了月球晚期热演化的独特性。尽管地理上冷海为一个独立的月海,其东西部玄武岩矿物组成的差异以及与其同位置周围月海矿物组成的类似性反映了冷海玄武岩源区与周围月海具有联系。
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28. 特约主编致读者(I)
张光亚
地学前缘    2018, 25 (2): 0-0.  
摘要94)      PDF(pc) (600KB)(260)    收藏
        非洲地区含油气盆地面积达1 544万km2,勘探程度低,勘探潜力大,是全球油气勘探开发的热点之一。但非洲油气勘探与研究程度差异大,对其油气地质、油气富集规律及勘探潜力与方向研究尚有不足。本专辑旨在以多年来中石油在非洲地区油气地质研究与勘探实践为重点,结合区域地质研究和新项目评价成果,阐述非洲含油气盆地形成演化及其与油气关系;以非洲油气合作区所涉及的重点盆地为例,探讨油气成藏规律及勘探新领域;展示在含油气盆地构造、沉积储层与油气地球化学等方面取得的重要进展,以期丰富非洲油气地质理论,对非洲油气勘探提供借鉴。该专辑14篇学术论文,涉及苏丹/南苏丹Muglad盆地、Melut盆地、尼日尔Termit盆地、乍得Bongor盆地、莫桑比克Rovuma盆地等油气勘探最新研究成果。
       本专辑首先研究了非洲地区板块构造演化、盆地形成及其与油气分布的关系,认为非洲板块在显生宙主要经历了三个构造演化阶段,发育多期多类盆地,形成北非克拉通边缘盆地、边缘裂谷盆地、西非被动陆缘盆地、东非裂谷、被动陆缘盆地和中西非陆内裂谷盆地等盆地群,各盆地群具有不同成藏条件、富集规律和资源潜力。
本专辑分析了中石油参与勘探工作的中西非裂谷系等重点盆地油气成藏条件与成藏模式,指出了有利勘探新领域。苏丹/南苏丹Muglad盆地未来勘探领域将集中在岩性地层、基岩潜山等新类型油藏、浅层新层系油藏和气藏等。乍得Bongor盆地基岩勘探获得极大成功,优质烃源岩侧向充注,长期风化淋滤形成优质储层,巨厚泥岩区域盖层控制了潜山油气富集。尼日尔Termit盆地上白垩统勘探程度低,通过研究,明确了物源供给规模、侧向封堵条件、古地形和后期改造等成藏主控因素和各区带勘探潜力。莫桑比克Rovuma盆地近年来发现系列大气田,是近年来全球勘探备受瞩目的地区。该盆地裂谷期发育有利烃源岩,大量富砂沉积物以块体搬运和深海滑塌方式向深水区堆积,形成超大型深水重力流砂体,漂移期海相泥页岩提供良好区域盖层,重力滑动形成正断层、逆冲断层相关构造、盐底辟构造以及前缘斜坡大规模深水沉积砂体岩性圈闭,晚期活动断层提供运移通道,是一系列构造岩性地层、构造大气田形成的关键。
        中西非裂谷系不同盆地演化史与结构有较大差异,导致构造特征不同。Muglad盆地发育三期裂谷,具有典型的断陷坳陷多旋回特征,发育复杂断裂体系,生长断层控制了盆地构造演化及油气成藏。三维构造建模揭示了Termit盆地为两期裂谷叠加、下大上小的盆地结构,后期古近纪裂谷坐落在早期晚白垩世裂谷坳陷期海相烃源岩之上,有利于后期裂谷油气富集。
        深海是近年来获得油气大发现的重点领域,以东非Rovuma盆地为例,研究揭示该盆地古近系—新近系发育多套超深水、超大型、富含天然气藏的重力流沉积砂体,多期叠加复合,最终形成了厚度巨大、岩性均一且连通性良好的超大型深水重力流沉积砂体。以Melut陆内裂谷为例,针对不同成因类型夹层发育的形态、数量、规模和趋势分别设定模拟参数,建立了辫状河储层精细地质模型,指导相关储层的夹层预测。此外,在研究Termit盆地低阻油层成因机理基础上,提出低阻油层分布受沉积微相控制的认识。
中西非裂谷系烃源岩形成环境多样,演化史复杂,油气类型多样。如Bongor盆地下白垩统暗色泥岩为优质油型烃源岩,受盆地复杂演化史控制,既有重质油、中质油,也有轻质油/凝析油,天然气类型也多样。Muglad盆地Abu Gabra组烃源岩在晚白垩世开始生排烃、聚集成藏,晚白垩世末构造抬升,前期油藏遭受一定程度破坏,古近纪以来烃源岩开始二次生烃,生排烃持续时间长,为大量生油阶段,该期原油与前期残存降解油混合,形成现今油藏格局。
        非洲地区盆地类型多,油气资源潜力大,未来勘探前景广阔,在油气地质与油气富集规律方面还存在众多科学问题,有待广大同行共同努力去探索。本专辑主要介绍了中石油参与非洲合作区勘探开发以来在油气地质与勘探方面取得的阶段进展,希望对非洲地区未来油气勘探起到借鉴和启发作用。
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29. “非洲地区油气地质与勘探”主题专辑(I)目次
地学前缘    2018, 25 (2): 0-0.  
摘要122)      PDF(pc) (600KB)(226)    收藏
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30. 非洲地区盆地演化与油气分布
张光亚,余朝华,陈忠民,张荻萩,温志新,黄彤飞,王彦奇,刘小兵,马锋,赵健
地学前缘    2018, 25 (2): 1-14.   DOI: 10.13745/j.esf.2018.02.001
摘要447)      PDF(pc) (5617KB)(3851)    收藏
非洲地区盆地整体勘探程度较低,待发现资源量大,是当前油气勘探开发的热点地区之一。非洲板块在显生宙主要经历了冈瓦纳大陆形成、整体运动和裂解3个构造演化阶段,形成多种不同类型的盆地。通过板块构造演化和原型盆地研究及石油地质综合分析,明确了不同类型盆地的构造特征与油气富集规律。北非克拉通边缘盆地形成于古生代早期,受海西运动影响,油气主要富集在挤压背景下形成的大型穹隆构造之中,以古生界含油气系统为主;北非边缘裂谷盆地海西运动之后普遍经历了裂谷和沉降,裂谷期各盆地沉降幅度和沉降中心的差异导致了油气成藏模式和资源潜力的差异;东、西非被动陆缘盆地形成于中生代潘吉亚大陆的解体、大西洋和印度洋张裂的过程中,西非被动陆缘盆地普遍发育含盐地层,形成盐上和盐下两套含油气系统,东非被动陆缘盆地结构差异较大,油气分布主要受盆地结构控制;中西非裂谷系是经历早白垩世、晚白垩世和古近纪3期裂谷作用而形成的陆内裂谷盆地,受晚白垩世非洲板块与欧亚板块碰撞的影响,近东西向展布盆地抬升剧烈,油气主要富集在下白垩统,北西南东向盆地受影响较弱,油气主要富集在上白垩统和古近系之中;新生代东非裂谷系盆地和红海盆地形成时间相对较晚,以新生界含油气系统为主,新生代三角洲盆地中油气分布主要受三角洲砂(扇)体展布和盆地结构所控制。
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31. 中非裂谷系前寒武系基岩油气成藏组合
窦立荣,王景春,王仁冲,魏小东
地学前缘    2018, 25 (2): 15-23.   DOI: 10.13745/j.esf.2018.02.002
摘要366)      PDF(pc) (2994KB)(510)    收藏
中非裂谷系是在前寒武系结晶基岩基础上发育起来的中新生代裂谷盆地群。通过露头和钻井资料研究发现,基岩主要由前寒武系岩浆岩、正变质岩和少量副变质岩组成。根据暗色矿物含量可以将基岩划分为长英质和铁镁质岩石两大类,前者更有利于风化和裂缝的形成,储层物性较好。寒武纪—侏罗纪长期风化作用形成了广泛分布且厚度较大的球形风化壳(段),早白垩世中非剪切带的走滑拉张应力场与前寒武系刚性基岩的耦合作用在基底产生了大量高角度断层、共轭缝、微裂缝和节理等,风化淋滤、表生和热液作用控制了溶蚀、胶结和次生孔隙发育。风化壳和裂缝储层发育具有“似层状”的特征,垂向上基岩潜山储层序列可进一步划分为风化淋滤带、裂缝发育带、半充填裂缝带和致密带四个区带。中非裂谷系盆地在早白垩世、晚白垩世和古近纪三期裂谷期发育了三期区域性厚层泥页岩,古近系暗色泥岩由于埋藏浅,处于未成熟阶段,不能作为有效烃源岩,上白垩统泥岩以滨浅湖相为主,有机质含量总体不高,以Ⅲ型干酪根为主,下白垩统深湖相泥岩是区域上的优质烃源岩,同时为基岩提供了良好的油源和顶盖层。根据盖层的时代,可以划分出下白垩统、上白垩统和古近系3类成藏组合。乍得Bongor盆地基岩勘探获得极大成功,发现了一批高产稀油油田,打开了中非地区一个新的油气勘探领域。
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32. 东非被动大陆边缘盆地演化及大气田形成主控因素:以鲁武马盆地为例
张光亚,刘小兵,赵健,温志新,张荻萩,王兆明,张磊,马锋,陈曦
地学前缘    2018, 25 (2): 24-32.   DOI: 10.13745/j.esf.2018.02.003
摘要248)      PDF(pc) (4604KB)(338)    收藏
东非被动大陆边缘盆地近年来发现了一系列大气田,主要分布于鲁武马盆地,其可采储量达3.8×1012 m3。盆地经历了卡鲁裂谷期、马达加斯加裂谷期和马达加斯加漂移期等3期构造演化。其中,马达加斯加裂谷期形成下侏罗统—中侏罗统湖相滨浅海相烃源岩,于早白垩世进入生油门限,晚白垩世达到生油高峰,渐新世进入生气窗。受马达加斯加漂移期东非陆上断裂系统活动影响,大量富砂沉积物以块体搬运和深海滑塌方式向深水区堆积,形成了盆地内面积广、厚度大、岩性相对均一且物性良好的超大型深水重力流沉积砂体;漂移期海相泥页岩则为良好的区域性盖层。东非陆上早期隆升和三角洲进积作用使鲁武马盆地形成重力滑动和盐底辟构造,渐新统—上新统内形成东非被动陆缘正断层带(EANFZ)和逆冲断层带(EATFZ),下伏中—下侏罗统烃源岩生成油气沿正断层和深水区逆冲断层向上运移,聚集于构造岩性地层、构造圈闭中,形成大气田。
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33. 苏丹穆格莱德盆地油气地质新进展与勘探新领域
王国林,汪望泉,郑永林,潘春孚
地学前缘    2018, 25 (2): 33-41.   DOI: 10.13745/j.esf.2018.02.004
摘要218)      PDF(pc) (1906KB)(444)    收藏
苏丹穆格莱德盆地Bentiu组—Aradeiba组主力成藏组合构造油气藏勘探进入成熟期,可钻探圈闭日趋减少,勘探难度越来越大。通过成藏地质条件研究,结合近期的勘探实践,提出了浅层次生油藏、岩性油藏、基岩潜山油藏和天然气藏等4个勘探新领域;同时,明确了下步勘探的有利方向,即:Kaikang凹陷断阶带及凹陷内部的古突起是继续寻找浅层次生油藏的有利区,Fula凹陷、Bamboo凹陷、Sufyan凹陷及Neem南斜坡等地区是寻找岩性油藏的有利区,凹陷斜坡区或低部位被Abu Gabra组二段或四段烃源岩整体覆盖的潜山圈闭是寻找基岩潜山油藏的有利目标,Neem地区、Fula—Moga构造带、Sharaf—Abu Gabra构造带、Sufyan凹陷中央构造带Abu Gabra组五段构造圈闭是寻找大中型天然气藏的有利目标。
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34. 尼日尔Termit盆地上白垩统成藏条件分析与勘探策略
袁圣强,毛凤军,郑凤云,张光亚,刘计国,吕明胜,程小岛
地学前缘    2018, 25 (2): 42-50.   DOI: 10.13745/j.esf.yx.2017-12-1
摘要186)      PDF(pc) (1693KB)(298)    收藏
尼日尔Termit盆地纵向上主要发育白垩系和古近系两套大的成藏组合,其中上组合古近系Sokor组为主力成藏组合,下组合白垩系为潜在成藏组合。盆地整体从下到上发育了下白垩统陆相—上白垩统海相—古近系陆相沉积旋回,发育了特殊的海侵层序。随着Termit盆地古近系主力成藏组合的勘探程度越来越高,亟待开辟新的勘探领域。基于研究和勘探实践,对Termit盆地下组合(白垩系)勘探新层系进行了探索。下组合白垩系又可以细分为K1、Donga组和Yogou组上段(YS3段)3个成藏组合,通过构造建模、沉积体系研究和油气成藏条件分析,认为YS3段具有较好的成藏条件,是下步勘探的重点领域。YS3段形成于海平面高频震荡下行时期,总体为海陆过渡相,三角洲体系发育,以砂泥互层沉积为主;其中发育的泥岩为该盆地主力烃源岩且大面积成熟,生烃潜力大,同时又是非常好的局部盖层;三角洲相石英砂岩结构和成分成熟度高,可做良好储层,且与烃源岩交互发育,埋藏适中,因此YS3段具有良好的“近源”油气成藏条件。结合构造研究和钻井揭示特征进行Yogou组时期沉积体系研究,建立时间与空间演化序列特征,评价物源体系和储层发育特征,进而优选有利勘探区带。通过盆地东、西和南缘沉积期古地形的对比研究,认为Yogou组时期盆地在不同盆地边缘位置具有不同的地形和沉积体系发育特征,西部Dinga断阶带为“陡坡带”特征,隆起区通过几组深大断裂快速进入深凹区,连接隆起和深凹区的斜坡区较窄;南部Yogou斜坡区和东部Fana低凸起地区地形较缓,斜坡区域面积大,有利区带广,据此建立了“陡坡带”和“缓坡带”沉积模式。东部隆起带在晚白垩世为Termit盆地的主力物源区,西部和南部为次要物源区,因此在海侵层序后期在东部广泛发育大规模三角洲前缘砂与泥岩互层的层序,南部次之,西部规模最小。烃源岩研究认为YS3段烃源岩为陆源有机质,与物源规模有关。因此沉积体系研究认为盆地西南部和东南部“缓坡带”储层和烃源岩都更加发育,成藏条件和可勘探面积都优于盆地西部“陡坡带”。下组合白垩系Yogou组YS3段与上组合古近系Sokor组比缺乏区域盖层,上组合反向断块勘探策略不适合YS3段层系,应重点针对背斜圈闭、小断距反向断块、顺向断块和岩性圈闭进行勘探。
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35. Muglad盆地凯康坳陷生长断层活动定量分析及对油气成藏的控制
李娟,陈红汉,张光亚,陈广坡,张斌
地学前缘    2018, 25 (2): 51-61.   DOI: 10.13745/j.esf.2018.02.006
摘要193)      PDF(pc) (2399KB)(473)    收藏
应用断层古滑距、滑动速率法研究苏丹Muglad盆地凯康坳陷生长断层活动,定量表征早白垩世、晚白垩世、古近纪—新近纪三幕构造旋回断陷期断层生长及活动强度的差异性。结果表明控凹断层为多期、多段式生长连锁模式;控构造带断层为初期生长连锁,后期简单生长模式;控圈闭断层表现为简单生长模式。早白垩世断陷期控凹断层分段生长影响烃源岩分布,断拗构造旋回造成砂泥岩沉积显著分异,形成下、中、上部多套储盖组合。油气的聚集层位及分布规律受圈闭类型、断层在Darfur群油气大规模运移期活动强度、Nayil组—Tendi组破坏期活动强度3方面因素控制,构造转换带横向背斜以及地垒型、反向断块型等古构造可形成早期残留油气藏或浅层次生油气藏,顺向断块不利于成藏。Darfur群与Nayil组—Tendi组滑移速率之比可以代表早期油气聚集与后期油藏破坏能力的相对大小,与单条断层伴生构造圈闭的油气纵向层位聚集状态有对应关系。凯康槽东侧为高产油气聚集带,隆起带以下组合白垩系成藏为主,断阶带上、中、下组合均能成藏;凯康槽西侧斜坡带和断阶带成藏条件差,隆起带北部成藏条件一般,多层系成藏但产量不高,隆起带南部成藏条件好于北部但以下组合白垩系成藏为主;坳陷带内断层晚期活动强烈,可形成次生油气藏。
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36. 尼日尔Termit盆地三维地质构造建模研究与应用
毛凤军,姜虹,欧亚菲,程小岛,袁圣强,王玉华,郑凤云,李早红
地学前缘    2018, 25 (2): 62-71.   DOI: 10.13745/j.esf.2018.02.007
摘要212)      PDF(pc) (1861KB)(460)    收藏
三维构造建模是构造研究的前沿手段和发展方向,具有实用性、精确性、可视性等多种优势,在国内外应用越来越广泛,但目前主要以局部油藏和断块为研究对象,针对全盆地尺度的三维构造建模比较少。尼日尔Termit盆地在早白垩世和古近纪发育两期裂谷,导致盆地断裂发育,构造复杂,构造研究的难度大。本文通过摸索和研究,利用大量二维和三维地震以及100余口井资料,将Termit盆地(约30 000 km2)作为一个整体进行三维构造建模,克服断层多、构造复杂、数据量庞大等难题,采用层位模拟、断层三角网格剖分、断层自动命名、断面交切关系处理、闭合边界自动生成等技术,在Termit盆地实现了盆地级三维构造建模,该模型可提取全盆地任意方向、任意层位的构造剖面以及任意连井剖面,同时可以任意提取每个区带及局部构造的三维立体模型,以便进行更精细的构造分析。该建模技术为大范围工区精细构造研究提供了新的技术手段,可应用于构造单元的划分、区带评价、目标优选及井位论证等许多方面。Termit盆地三维地质构造模型显示该盆地具有断坳叠置、下大上小的盆地结构,早期晚白垩世坳陷期海相烃源岩广泛分布,后期古近纪叠置裂谷坐落在晚白垩世坳陷期海相烃源岩之上,有利于后期古近纪叠置裂谷聚集油气。基于建立的盆地构造模型,进一步明确了该盆地各区带的构造特征及成藏潜力。研究认为Fana低凸起位于Moul凹陷和Dinga凹陷之间,断裂较为发育,有利于油气的运移、聚集和成藏,是盆地最有利的勘探区带;Dinga断阶带紧邻Dinga凹陷,断裂最发育,也是有利的勘探区带;Araga地堑断裂发育,成藏条件较好;而Moul凹陷和Dinga凹陷虽然油源条件好,但构造活动较弱,断裂不发育或较弱,不利于油气的向上运移,勘探潜力较差。此外,基于盆地构造模型可以对两期叠置裂谷形成的构造样式及断裂进行精细分析,研究其对油气聚集成藏的控制作用,从而优选出有利的目标,为井位部署提供决策建议。该成果和认识在Termit盆地的勘探中取得了很好的应用效果,进一步促进了古近系上组合和白垩系下组合的勘探突破。
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37. 尼日尔Termit盆地古近系构造样式及其对油气聚集的控制作用
郑凤云,史卜庆,李早红,袁圣强,刘邦,王玉华,姜虹,程小岛
地学前缘    2018, 25 (2): 72-82.   DOI: 10.13745/j.esf.2018.02.008
摘要254)      PDF(pc) (2046KB)(313)    收藏
尼日尔Termit盆地主要发育早白垩世和始新世—渐新世两个裂陷旋回,其起源于不同的动力学背景和运动学机制,相应表现出不同的盆地性质。其中古近纪始新世—渐新世第二裂陷旋回受区域挤压应力环境下的非洲板块内部局部应力释放控制,具有逃逸盆地的性质,在盆地内部表现为典型走滑伸展特征。该旋回在第一期NW-SE控盆断裂基础上发育了NNW-SSE断裂体系,盆地整体呈现地堑地垒和半地堑结构,北部为双断结构地堑,南部为西断东超多米诺半地堑结构。古近系断裂的斜向拉张作用形成了大量雁列式正断层,以软连接方式相连,在二级构造单元内发育了大量构造调节带,分为同向型、对向型和背向型3大类,以同向叠覆型、对向平行型和背向叠覆型为主,成为Termit盆地最主要的构造调节带样式。古近纪始新世—渐新世第二裂陷旋回及其构造样式控制了盆地沉积体系,在始新世Sokor1初始裂陷期形成了三角洲湖泊沉积体系、渐新世—早中新世Sokor2深陷期沉积了湖相泥岩,形成了盆地主力储盖组合。同时,该旋回的构造调节作用形成了大量断块和断鼻/断背斜构造,成为Termit盆地的主要圈闭类型。渐新世—早中新世的深陷期导致断层沟通白垩系成熟烃源岩,在盆地内发生广泛的垂向和侧向运移,该时期断层的活动强度决定了古近系油气分布和富集程度。Sokor1和Sokor2段中下部岩性圈闭及Sokor2段成藏组合是Termit盆地的下步勘探领域。
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38. 东非鲁武马盆地始新统超深水重力流砂岩储层特征及成因
赵健,张光亚,李志,史卜庆,范国章,王晓丰,温志新,法贵方,孙国桐
地学前缘    2018, 25 (2): 83-91.   DOI: 10.13745/j.esf.2018.02.009
摘要266)      PDF(pc) (3973KB)(346)    收藏
鲁武马盆地古近系—新近系发育多套超深水、超大型、富含天然气藏的重力流沉积砂体。以始新统砂体为解剖对象,分析区内重力流砂岩储层特征及成因。结果表明砂体以巨厚层状产出于深海泥岩内部,并与周围泥岩截然接触,测井曲线表现出宏观均一性;岩心揭示此类巨厚砂体是由多期单砂体叠置而成,单砂体是由底部高密度颗粒流和顶部低密度浊流两部分组成,且经历过强底流改造。鲁武马河流三角洲强大物源供给决定了区内砂体分布面积和体积规模;深海滑塌、块体搬运等重力流沉积过程控制了沉积体粒序构造和内部结构;海底区域性强底流持续冲刷并携带走单砂体顶部细粒沉积物,残留了底部“干净”的中粗粒砂岩;多期沉积事件和频繁水道迁移决定了砂体纵、横向叠加展布,并最终形成了区内厚度巨大、岩性宏观均一且连通性极好的超大型深水重力流沉积砂岩储层。
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39. 多信息关联的辫状河储层夹层预测方法研究:以南苏丹P油田Fal块为例
王敏,穆龙新,赵国良,客伟利,邹荃,康楚娟
地学前缘    2018, 25 (2): 92-98.   DOI: 10.13745/j.esf.2018.02.010
摘要118)      PDF(pc) (3320KB)(281)    收藏
辫状河储层的夹层预测是油藏描述的重点内容。目前夹层的预测主要集中于夹层发育模式研究和心滩坝体的构型单元解剖,且多运用单一的预测方法。南苏丹P油田辫状河储层夹层类型多、规模差异大、分布复杂,定量表征难度较大,在文献调研的基础上,从夹层的沉积成因入手,依据不同沉积方式形成的沉积砂体及其内部泥质夹层形态与结构不同的特点,综合岩心、测井与地震等多种资料,提出多信息关联的辫状河储层夹层预测方法。在密井网区建立骨架剖面与三角网小剖面,运用测井资料的垂向高分辨率与地震资料的横向强连续性特征确定不同类型夹层的井间发育规模;在建立岩相模型的基础上,以隔层厚度分布图为约束条件,采用确定性建模方法建立稳定泥岩隔层分布模型;以沉积微相研究结果和夹层规模预测结果为约束条件,采用随机建模方法分别在砂岩相和泥岩非隔层相中模拟心滩坝、河道和各类型夹层的分布;最终确定了研究区主要存在4种成因类型的夹层,并在多信息关联的基础上建立反映多类型夹层空间分布的辫状河储层精细地质模型。研究发现,对于厚度大于2 m的夹层可以通过井震结合的方法验证其井间规模,定量确定不同层位、不同类型夹层顺物源与切物源的发育规模,为夹层模型的建立奠定基础;基于克里金插值方法建立的岩相概率模型增加岩相模型准确率至94%;以隔层厚度平面分布图为约束条件的确定性建模方法可准确建立砂组及小层间隔层分布模型;在各成因类型夹层井间规模预测的基础上,基于目标的随机模拟方法可以针对不同成因类型夹层的发育形态、数量、规模和趋势分别设定模拟参数,确定性与随机性相结合,实现了辫状河储层精细地质模型的建立。同时,对相关储层的夹层预测具有一定的指导作用。
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40. 尼日尔Termit盆地低阻油层成因机理及综合识别技术
李早红,程小岛,姜虹,郑凤云,袁圣强,刘邦,刘计国,王玉华
地学前缘    2018, 25 (2): 99-111.   DOI: 10.13745/j.esf.2018.02.011
摘要139)      PDF(pc) (2398KB)(336)    收藏
尼日尔Termit盆地地层水矿化度低(矿化度为200×10-6~1 500×10-6),油气水系统和流体类型非常复杂,不仅发育多套油气水系统,而且正常油气层、低阻油层均存在。实践证明,应用单一的资料和相同的方法很难评价如此复杂的流体类型,尤其是低阻油层的识别。通过已钻井证实,该盆地古近系Sokor1组和白垩系Yogou组普遍存在低阻油层,其电阻率特征主要表现为两类,一是同一沉积时期内油层电阻率与相邻水层电阻率相近,二是油层的电阻率与邻近泥岩的电阻率相近。根据薄片、扫描电镜、黏土X衍射、压汞等资料,考虑岩石粒度、孔隙结构、黏土矿物含量及类型、油层厚度、导电矿物等,分析研究了该盆地低阻油层成因的微观机理和宏观影响因素。研究结果表明,岩石颗粒细、黏土含量高及微孔隙发育导致束缚水含量高是目标盆地低阻油层形成的主要微观机理。宏观影响因素主要是油层薄和咸水泥浆侵入。根据低阻油层成因及其测、录井资料的响应特征分析研究认为,综合利用电阻率和自然伽马、电阻率和自然电位相对值交会图,将录井油气显示定量化得到的录井油气显示级别的综合指数GEOFI与气测总烃TG交会图,RFT压力资料计算的流体密度可以有效识别该盆地低阻油层。研究还揭示了低阻油层在Termit盆地平面和纵向上的分布规律,平面上分布在Dinga地堑、Fana低凸起和Yogou斜坡的各油田中,纵向上主要集中在第三系Sokor1组的E1、E2小层河流相沉积及白垩系三角洲和湖相沉积的砂泥岩互层中。
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