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    2012年, 第19卷, 第4期
    刊出日期:2012-07-10
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    论文
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    论文
    中国东部海域及其邻区现代构造应力场研究
    徐杰,周本刚,计凤桔,周庆,高祥林,吕悦军,陈国光
    2012, 19(4): 1-7. 
    摘要 ( 1659 )   PDF(833KB) ( 5552 )  

    中国东部海域是指渤海、黄海和东海地区。前人利用震源机制解、井壁崩落和水压致裂等资料,分别对有关海区的现代构造应力场作过不同程度的研究。文中根据前人的工作并结合海陆地区新构造运动及其动力条件分析,对东部海域及邻区的现代构造应力场进行较深入的研究。该区现代构造应力场以水平至近于水平挤压作用为主要特征,压应力方向从北到南由NE逐渐转为NEE、EW、SEE至SE向,总体呈向东发散的扇形分布。构造应力作用强度具有非一致性,北强南弱。海域具有与大陆统一的现代构造应力场,相应可划为东北、华北和华南3个应力区。中国东部大陆和海域在青藏高原东部被印度板块挤出的构造块体往NE—SE方向滑动推挤及东边太平洋和菲律宾海板块向NWW俯冲推挡的共同作用下,形成现代构造应力场,且青藏高原东部被挤出块体东向滑动的推挤是现代构造应力场产生的主要动力。

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    玉树地震序列重新定位及其地震构造研究
    朱艾斓,徐锡伟,于贵华,张晓清,陈桂华,任烨
    2012, 19(4): 8-14. 
    摘要 ( 1685 )   PDF(1037KB) ( 3079 )  

    对玉树地震序列自2010年4月11日至9月15日由台网记录到的1 832个地震采用双差地震定位法进行重新定位,获得了1 670个地震重新定位的震源参数。重新定位后的震源深度主要分布在15 km以内。重新定位后的Ms 7.1级主震发生在无地表破裂段,余震活动向两侧破裂扩展。余震沿地表破裂带基本呈线性分布,剖面上显示为近垂直的结构面,在北西端无地表破裂出露处,出现近垂直于断裂方向较宽的北东向地震密集带。震源机制解显示的主压应力方向斜交地表破裂带,地表破裂与震源破裂都表现为纯左旋走滑的错动性质,而在北西端主压应力方向偏转为近垂直于断裂带的方向,此处较宽的北东向地震密集带可能由近东西与南北两个方向的共轭破裂所组成。余震的后期活动与发展并不局限于主震形成的破裂带内,更多的受局部应力调整被触发而产生新的破裂。

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    深源地震机理的回顾:现状与问题
    干微,金振民,吴耀,赵素涛
    2012, 19(4): 15-29. 
    摘要 ( 2265 )   PDF(993KB) ( 5625 )  

    深源地震(deep earthquakes)对于研究地球内部结构及板块的运动、动力学机制等起着重要的作用。从和达清夫首次发现深源地震至今80多年的时间里深源地震得到了广泛关注,获得大批高质量的成果。但是,其成因机制至今仍然是未解之谜。目前,大家广泛接受以脱水脆裂为中源地震的成因机制,反裂隙断层为深源地震的成因机制。剪切失稳等机制也能对中源与深源地震的成因做出较好的解释,但仍需进一步的实验研究。中国东北珲春等地区位于环太平洋地震带上,也是中国唯一存在的深源地震带。对地表地质构造、矿物岩石物理学、深部探测和高温高压实验及数值模拟分析的综合研究是解决深源地震机制问题的有效途径。加强中国东北深源地震机理与西太平洋板块俯冲的研究,对进一步认识我国东部大地构造格局演化有着重要的深部背景意义。

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    地震断层的渗透性
    陈建业,杨晓松
    2012, 19(4): 30-40. 
    摘要 ( 1581 )   PDF(1001KB) ( 5596 )  

    剪切带的流体压力因关系着地震断层的滑动强度以及应力释放过程一直备受重视。断层带的渗透率结构对认识断层带内流体活动状况、断层强度、摩擦稳定性以及同震过程等至关重要。 文中介绍了断层带渗透率研究的原理、方法, 总结了国内外最新的研究成果。脆性域断层的渗透率表现为核部低、两侧高的典型结构, 断层泥通常具有最低的渗透率和强各向异性。在地震周期中, 断层带的渗透性表现为突然增强逐渐降低的过程。胶结、水岩反应及溶解沉淀是间震期断层愈合的主要方式。热压作用是一种有效的断层弱化机制。当断层泥的渗透率小于10-18m2量级时, 地震会伴随强烈的同震热压效应。

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    新疆北部晚古生代大规模岩浆成矿的地球动力学背景和战略找矿远景
    李文渊,牛耀龄,张照伟,张铭杰,高永宝,胡沛青,张江伟,谭文娟,姜寒冰
    2012, 19(4): 41-50. 
    摘要 ( 2151 )   PDF(1211KB) ( 1255 )  

    新疆北部石炭—二叠纪存在大规模岩浆成矿作用,但对成矿地球动力学机制缺乏系统认识。在前人工作和我们近年来工作的基础上,文中扼要总结了我们新的初步认识,旨在为深化研究奠定思想基础。文中指出新疆北部泥盆—石炭纪岩浆活动和成矿作用是板块构造的直接产物。石炭纪的板块消减及有关的岩浆作用可能一直持续到三叠纪。地幔柱岩浆作用的起始时间不详,可能在晚石炭世,但集中表现在二叠纪。两种岩浆构造体系在时间上的叠加和空间上的并存造就了成矿作用的集中爆发以及成矿类型上的时空变化。与之有关的成矿作用和相应的成矿类型主要有:赋存于晚泥盆世—早石炭世海相火山岩中的磁铁矿床(有火山岩浆喷溢成因的可能,但更具有夕卡岩型铁矿的特征)、泥盆纪末到早三叠世与中酸性侵入岩有关的斑岩型(夕卡岩型)铜(钼)矿床以及早二叠世与镁铁超镁铁质侵入岩有关的岩浆铜镍硫化物矿床。后者与南疆塔里木盆地已知溢流玄武岩在时代上((280±5)Ma)的一致性意味着包括该溢流玄武岩的基性大火成岩省可能分布很广泛,波及北疆的相当地域。如这一推论能够证实,那么与之有成因联系的钒钛磁铁矿和铜镍硫化物矿化点/矿床的分布就不应只局限于已知造山带,应该分布更广。这里造山带的“成矿专属性”很有可能只是构造暴露而已。这一思路有助于我们研究新疆北部晚古生代岩浆成矿作用以及与岩浆作用有关的成矿作用,并对寻找同类矿床有战略指导意义。

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    阿尔金断裂东端白垩纪火山岩地球化学特征及其地质意义
    汤文豪,张志诚,李建锋,晨辰,李可
    2012, 19(4): 51-62. 
    摘要 ( 1488 )   PDF(1000KB) ( 1094 )  

    在阿尔金断裂与祁连山北缘逆冲断裂交汇处的昌马盆地和酒西盆地内,产出一套中基性火山岩,多为玄武岩和粗面玄武岩,属于碱性玄武岩系列。火山岩富集轻稀土元素,(La/Yb)N比值为7.28~18.01,富集大离子亲石元素(K、Rb和Ba等),亏损高场强元素(Nb、Ta等),显示出与OIB类似的地球化学特征。阿尔金断裂带东端火山岩的Sr同位素较高,87Sr/86Sr值在0.706~0.708,Nd同位素较低,εNd(t)值多为负值(0.53~-6.13),显示出EMⅡ型富集地幔来源的特征。KAr同位素年代学测试结果表明,阿尔金断裂带东端火山岩形成于(120.1±2.5)~(102.2±2.9) Ma,属于早白垩世晚期。火山岩的地球化学特征反映其形成于一个广泛的陆内伸展环境中,区域上可能受到阿尔金断裂带的影响,是阿尔金断裂白垩纪再活化的重要佐证。

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    黔西南中部卡林型金矿床冲断褶皱构造的地震
    勘探证据及意义
    胡煜昭,张桂权,王津津,韩润生,周卓铸
    2012, 19(4): 63-71. 
    摘要 ( 1495 )   PDF(1235KB) ( 1715 )  

    地震勘探资料对黔西南中部卡林型金矿赋存层位上二叠统龙潭组煤系地层、东吴不整合面和广西不整合面显示良好。该地区卡林型金矿主要受冲断褶皱构造的控制。在地震剖面上,根据卡林型金矿在冲断褶皱构造中的位置,可以将其划分为两类,即断层控制型金矿和断层伴生型金矿。在断层控制型金矿床中,断层 “上陡下缓”,为低角度逆冲断层,断层上盘常发育不对称背斜构造,断层向下在上二叠统龙潭组煤系地层、“大厂层”凝灰岩和东吴运动形成的不整合面间滑脱,金矿体产于低角度逆冲断层中,在浅部为脉状矿体,在深部渐变为缓斜穿层矿体。断层伴生型金矿床发育于由高角度断层引起的层间滑动带,呈似层状。印支晚期华南古特提斯洋的相继闭合是形成北西向和北东向两组主要冲断褶皱构造的主控因素。地震勘探资料揭示,黔西南中部还存在与已经发现卡林型金矿的冲断褶皱构造带类似的构造,找矿前景较好。

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    西藏甲玛铜多金属矿床S、Pb、H、O同位素特征及其指示意义
    李永胜,吕志成,严光生,甄世民,杜泽忠
    2012, 19(4): 72-81. 
    摘要 ( 1933 )   PDF(1023KB) ( 5072 )  

    西藏甲玛铜多金属矿床是中国近年来发现的特大型铜铅锌多金属矿床之一,其产出的环境和形成机理为国内外矿床学家所关注。对甲玛铜多金属矿床中代表性岩(矿)石样品进行了S、Pb、H和O同位素分析,并从成矿系统中“源”的角度对其变化规律和成因意义进行了探讨。研究结果表明,甲玛铜多金属矿床的围岩和矿石中δ34S值变化于-4.9‰~0.5‰,在硫同位素直方图上呈塔式分布,成矿热液δ34SΣS在0值附近,与矿区内斑岩体的δ34S组成(-0.2‰~-0.7‰)十分接近。表明了矿石中硫的来源单一,主要来源于岩浆。矿石铅同位素变化范围较大,明显分为两组:第一组样品富放射性成因铅,其206Pb/204Pb变化范围为18.603~18.752,207Pb/204Pb变化范围为15.610~15.686,208Pb/204Pb变化范围为38.910~39.135;第二组样品具有低放射性成因铅特征,其206Pb/204Pb变化范围为18.130~18.270,207Pb/204Pb变化范围为15.470~15.480,208Pb/204Pb变化范围为38.140~38.850。各同位素比值相对稳定,变化范围较小。将含矿斑岩的岩石铅与矿石铅进行综合投图,两种类型的铅并非单阶段正常铅,而是混合铅,有放射性成因铅的加入。可能存在不同的源区或在演化过程中有不同源区物质的混入。氢氧同位素研究结果显示,氢同位素的来源主要为深部的花岗岩体,而氧同位素由于后期大气降水增多、水/岩比值升高,导致含矿石英脉中δ18OH2O降低。因此推断甲玛铜多金属矿床成矿流体早期以深源流体为主,随着成矿过程的演化,大气降水所占的比例也越来越大。

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    安徽繁昌地区桃冲铁矿床地球化学特征及矿床成因研究
    任广利,王核,刘建平,王彪,吴玉峰,黄朝阳
    2012, 19(4): 82-95. 
    摘要 ( 1943 )   PDF(1135KB) ( 1236 )  

    安徽繁昌地区作为长江中下游Fe、Cu、Au成矿带中的重要矿集区,发育一系列以桃冲铁矿为代表的磁铁矿型铁矿床。对桃冲矿区分布的岩浆岩、围岩与赋矿矽卡岩的稀土元素地球化学特征对比,表明三者稀土含量及其配分模式存在差异,桃冲铁矿夕卡岩稀土总量较低,轻稀土富集重稀土亏损,呈右倾过渡型配分模式,具明显Eu正异常。通过对桃冲铁矿床内包裹体的岩相学、显微测温、激光拉曼光谱探针分析,桃冲铁矿体中发育有熔融包裹体、气液相包裹体、含子晶多相包裹体、纯液相包裹体4种类型。成矿流体具中高温、高盐度、富水特征,富含Na+、Ca2+、Mg2+、K+、Cl-、SO2-4离子。结合透岩浆流体成矿理论探讨成矿流体及演化,认为形成铁矿床的物质来源为深部富铁夕卡岩矿浆,侵位过程中受构造环境影响,因温压条件的迅速改变含矿流体与夕卡岩浆发生解耦作用,于构造薄弱部位贯入形成矿体。

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    三江地区澜沧江带南段半坡杂岩体锆石U-Pb年龄、岩石地球化学特征及板块构造环境
    李钢柱,苏尚国,段向东
    2012, 19(4): 96-109. 
    摘要 ( 1665 )   PDF(1341KB) ( 1232 )  

    半坡杂岩体位于滇西澜沧江构造岩浆带南段,岩体主要由橄榄岩、辉石岩、辉长岩和辉长闪长岩等镁铁超镁铁质岩组成。通过ID-TIMS锆石U-Pb年代学方法对半坡杂岩体中辉长闪长岩进行精确定年,获得其结晶年龄为(294.9±2.6) Ma,表明半坡杂岩体的形成时代为早二叠世。半坡杂岩体中不同类型岩石微量元素、稀土元素和同位素组成相似,均呈现轻稀土元素(LREEs)相对于重稀土元素(HREEs)弱到中等富集,高场强元素Nb、Ta、Zr和Hf相对亏损的特征,εNd(t=295 Ma)为正值,在+3.4~+6.6,接近亏损地幔值,这些特征与典型的大洋岛弧玄武岩的特征相似。混合计算表明,半坡杂岩体母岩浆为地幔楔部分熔融,加上约2%~7%源于大洋俯冲沉积物的富硅熔浆和蚀变洋壳流体形成的岛弧玄武质岩浆。上述年龄和同位素数据提供了早二叠世早期南澜沧江地区洋内俯冲的可靠证据。

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    河北大庙铁矿床黑云母40Ar/39Ar年龄及其地质意义
    周久龙,罗照华,贺怀宇,孙静
    2012, 19(4): 110-117. 
    摘要 ( 1410 )   PDF(795KB) ( 1038 )  

    文章以野外观察为基础确定了致矿侵入体,以岩相学特征确立了测年样品的代表性。在此基础上,选取大庙铁矿大乌素沟矿区浸染状铁矿石中的黑云母进行了40Ar/39Ar年龄测定,坪年龄为(395.8±3.7) Ma,反等时线年龄为(395.6±4.0) Ma(2σ; MSWD=0.9; n=8)。因此,大庙铁矿及其致矿苏长岩的形成年龄约为396 Ma,相当于中泥盆世,而不是前人所认为的元古宙。新的测年结果与区域上近年来陆续识别出来的泥盆纪侵入岩类形成年龄一致,不仅表明华北克拉通的改造过程至少从泥盆纪就已经开始,而且暗示华北克拉通北缘仍有寻找其他“大庙式铁矿”的潜力。同时,文章提出,用成岩年龄作为成矿年龄时,需要有可靠的地质学和岩相学证据。
    关键词:大庙式铁矿;斜长岩;苏长岩;40Ar/39Ar定年;成矿年代;华北克拉通

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    北秦岭东段二郎坪群火山岩锆石的LA-ICP-MS U-Pb定年及其地质意义
    赵姣,陈丹玲,谭清海,陈淼,朱小辉,郭彩莲,刘良
    2012, 19(4): 118-125. 
    摘要 ( 1588 )   PDF(723KB) ( 1607 )  

    利用阴极发光(CL)技术和LA-ICP-MS原位分析方法,对北秦岭东段军马河、湾潭和湍河3个地区的二郎坪群基性火山岩进行了系统的锆石UPb年代学研究。CL图像分析结果显示,三地火山岩中的锆石皆呈自形半自形柱状形态和微弱的、宽的振荡环带结构。微量元素分析揭示,所有锆石都具有较高的稀土总量、重稀土和Th、U含量(ΣREE为(397.7~7 941.6)×10-6;ΣHREE为(376.7~7 774.2)×10-6;Th为(107.9~5 824.2)×10-6;U为(89.3~3 841.9)×10-6)以及轻稀土亏损、重稀土明显富集的左倾稀土配分曲线型式,所有锆石的Th/U比值皆大于0.4,显示典型岩浆锆石特征。LA-ICP-MS定年结果获得3地基性火山岩的形成年龄分别为(463±1.8) Ma、(475±1.5) Ma和(473±1.3) Ma,三者在误差范围内一致,表明北秦岭二郎坪群基性火山岩的形成时代为463~475 Ma。系统的岩石学和地球化学研究显示,二郎坪群火山岩具有弧后盆地火山岩的地球化学特征。研究获得的二郎坪基性火山岩463~475 Ma的结晶年龄明显晚于其南侧北秦岭超高压榴辉岩的原岩年龄((791±6) Ma)以及变质年龄((502±11) Ma),而且榴辉岩的地球化学特征显示为板内玄武岩,也与二郎坪火山岩不同,因而指出北秦岭超高压榴辉岩与二郎坪火山岩没有直接成因联系。

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    地幔熔融柱反演软件Calmantle1.0与云南腾冲地区新生代岩石圈厚度变化的初步讨论
    程黎鹿,梁涛,曾铃,罗照华
    2012, 19(4): 135-140. 
    摘要 ( 1501 )   PDF(615KB) ( 1093 )  

    基于前人提出的地幔熔融柱模型和反演方法,笔者编写了一个界面友好的应用软件Calmantle1.0。应用Calmantle1.0,用户可轻易获得玄武岩部分熔融源区的起止条件,包括温度、压力、深度、部分熔融程度等。文中介绍该软件的使用方法,并以腾冲新生代玄武质岩石为例,说明熔融柱反演的地球动力学意义。Calmantle1.0从收集的154个腾冲火山岩分析结果中筛选出两组(N2和Q3)有效数据,反演得到其部分熔融起止深度分别为99~79 km和109~88 km。结合现今岩石圈厚度(60 km)和地质限定条件,提出腾冲地区新生代造山之后经历了岩石圈厚度从约110 km→约79 km→约110 km→约88 km→约60 km的变化过程。进而认为这是近场应力场与远场应力场强相互作用的结果,腾冲地区的现代地壳变形主要受近场应力场的控制。

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    应用显微激光拉曼光谱分析单个流体包裹体同位素
    李荣西,王志海,李月琴
    2012, 19(4): 135-140. 
    摘要 ( 1702 )   PDF(519KB) ( 2652 )  

    单个流体包裹体同位素是研究特定成岩成矿(藏)阶段古流体成因和来源最有效的方法之一,在矿床、油气、地质流体和大地构造演化动力学等多个领域具有十分重要的用途。但是,目前还没有成熟的分析单个流体包裹体同位素的方法。文中在对目前国内外流体包裹体分析技术总结分析基础上,认为激光拉曼光谱是一项可以分析单个流体包裹体同位素的最有效方法,国外在该领域已经开展了许多创新性的研究工作,并取得了一些重要进展。对激光拉曼光谱分析单个流体包裹体同位素的原理和可行性进行了分析论证,提出通过对已知比值的同位素标准物质拉曼光谱测试和研究,在确定稳定同位素分子的拉曼参数和实验条件等基础上,可以建立起单个流体包裹体稳定同位素激光拉曼测试方法,从而改变目前只能依靠分析群体包裹体同位素来示踪古流体成因和来源的局限性和不确定性。

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    金刚石压腔(DAC)技术及其在地球科学中的应用
    刘川江,郑海飞
    2012, 19(4): 141-150. 
    摘要 ( 1566 )   PDF(990KB) ( 1100 )  

    近几十年来金刚石压腔(DAC)技术被广泛应用于高温高压实验研究领域,它可以达到550 GPa的压力和6 000 K的温度。与其他静高压实验技术(大压力机、高压釜等)相比,金刚石压腔具有独特的优势,它不仅可以进行极端温压条件下物质的结构性质、相变及状态方程等研究,而且可以原位观测整个实验过程。文中简述了金刚石压腔装置的结构及温压测量方法,然后分别从物质相变、矿物溶解度、流体性质和组成、油气成因、稳定同位素分馏系数和布里渊声学测量等方面简要介绍了金刚石压腔技术在地球科学中的研究进展。随着实验技术的不断发展和更新,金刚石压腔技术将具有更广阔的应用前景。

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    多重分形与地质统计学方法在粤北刘家山地区矿化指示中的应用
    张焱,周永章,姚凌青,李文胜
    2012, 19(4): 151-158. 
    摘要 ( 1603 )   PDF(998KB) ( 1667 )  

    为了解地球化学元素在岩石等介质中的局部富集和贫化规律,采用多重分形和地质统计学方法来分析其空间自相关性及奇异性,多重分形方法通过多重分形模型来刻画,地质统计学方法通过变异函数来实现。应用这两种方法处理粤北刘家山地区1∶5万水系沉积物地球化学各元素数据表明,地球化学数据的局部奇异性在该区可反映铅锌铜矿化蚀变带等局部成矿有利部位。为进一步研究异常与奇异性区的关系采用分形滤波技术(S-A法)对该区成矿主元素Pb、Zn进行分析,发现由S-A法分解得到的异常区与奇异性区一致,并且得出由S-A法分解的异常具有局部奇异性的结论。研究区内具有明显奇异性的地区也即元素富集区域是铅锌矿异常区域,它们与铅锌矿成矿作用和已知矿床的赋存密切相关, 这也为该地区元素的成矿潜力评价提供了重要的线索。

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    基于几何坐标法的多维数据可视化技术在地质数据处理中的应用
    李建忠,崔静,刘彦兵,刘向冲,杨文广,申维
    2012, 19(4): 159-164. 
    摘要 ( 1273 )   PDF(796KB) ( 1385 )  

    为简单且快速地查看地质研究过程中所获得地质数据属性信息的分布特征,用VC++6.0实现了常用的基于几何坐标法的多维数据可视化方法,即平行坐标法和圆形平行坐标法。这两个方法融合了直方图和等值线图各自的优点,可以同时查看数据的频数分布及其对应的坐标,还可以通过多个坐标轴显示数据,拓宽了一个图所能承载的数据信息,因此可以用这样的一个图形总体把握数据的分布特征。该方法在澳大利亚新南威尔士州Mandamah地区铜金矿床钻孔数据的应用中,通过折线密度可以看出Au、Cu、Pb和Zn等元素都有高值突出,即高值附近折线密度稀疏,而大量数据聚集在低值附近,即低值附近折线分布密度高。

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    花岗伟晶岩结构结晶动力学的研究进展
    李建康
    2012, 19(4): 165-172. 
    摘要 ( 1197 )   PDF(552KB) ( 1969 )  

    在地质流体演化方面,花岗伟晶岩位于花岗岩与热液石英脉的过渡位置,对其结构的实验研究对理解火成岩结构具有重要意义。长期以来,花岗伟晶岩被认为是花岗岩浆平衡结晶、缓慢冷却的结果,但近年来的一系列结晶动力学计算和实验发现伟晶岩在过冷却状态下快速生长,其结构主要受到结晶动力学参数的制约,F、B、P等助熔剂和H2O是影响这些参数的主要因素,富助溶剂的硅酸盐水溶液可作为伟晶岩的结晶介质。但由于快速淬火式实验设备的弊端,这些实验只能由淬火后的实验产物估算各类结晶动力学参数,只能以易淬火成玻璃的含水硅酸盐熔体作为结晶介质,只能静态地研究某一过冷却度下的结晶动力学状态。近年来,最新式热液金刚石压腔已经定型,可以模拟包括富助溶剂硅酸盐水溶液在内的各类伟晶岩结晶介质,能够在控制冷却速率的同时原位观测和微束分析晶体生长的动态特征,是模拟伟晶岩结构的理想工具,具有广阔的应用前景。

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    硼掺入Mg(OH)2形式及机理
    肖军,肖应凯,刘丛强,金章东,赵志琦,贺茂勇
    2012, 19(4): 173-182. 
    摘要 ( 1244 )   PDF(760KB) ( 1933 )  

    采用pH=9.5~13.0的无镁合成海水进行了Mg(OH)2沉积时B的掺入实验,证实了B(OH)3优先掺入Mg(OH)2的硼同位素分馏特征。在所研究的pH范围内,Mg(OH)2沉积的δ11B均高于无镁合成海水的δ11B,它们之间的硼同位素分馏系数α沉积/海水为1.017 7~1.056 9,平均为1.032 9±0.009 32(SD)。硼同位素的这种分馏特征与无机碳酸盐沉积时的硼同位素分馏存在明显差异,表明B掺入Mg(OH)2沉积具有不同的机理。B在Mg(OH)2沉积上的吸附以及B(OH)3与Mg(OH)2的沉积反应同时存在并相互制约是其主要特征,造成了B(OH)3优先掺入的总结果,这并不意味B(OH)3在掺入的分数上占有优势,相反在所研究的pH范围内,Mg(OH)2沉积的B(OH)3/B(OH)-4大都小于1,因此吸附作用决定了Mg(OH)2沉积中B浓度的变化特征。采用这种模型能很好地解释沉积中B浓度、B在沉积和海水间的分配系数Kd以及沉积与海水间的分馏系数α随海水pH的变化特征。石珊瑚中Mg(OH)2的普遍存在和Mg(OH)2中B(OH)3的优先掺入也许会影响珊瑚的硼同位素组成与海水pH的定量对应关系,给δ11B作为古海水pH的代用指标带来一定的不确定性。

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    地下水中稳定铬同位素的生物地球化学作用
    徐芬,马腾,Andre Ellis,刘存富,高永娟,李理
    2012, 19(4): 183-193. 
    摘要 ( 1520 )   PDF(737KB) ( 1655 )  

    铬是地下水中常见的一种变价重金属污染物,在自然界中广泛分布且应用广泛。将Cr(Ⅵ)还原为Cr(Ⅲ)是地下水铬污染防治中的主要策略。在Cr(Ⅵ)的非生物还原过程中存在铬同位素分馏现象,通过地下水中铬同位素组成的变化情况可以定量地指示Cr(Ⅵ)的还原程度和速率。这被认为是一个重要发现,在地下水铬污染防治中有着广阔的应用前景。文中对铬与铬的来源、地下水中铬同位素的测定方法、铬同位素的生物地球化学作用、铬同位素在地下水污染防治中的应用等进行了系统综述。研究认为:微生物广泛参与地下水中铬的氧化与还原作用,并有可能产生显著的铬同位素分馏。地下水中被还原的Cr(Ⅵ)在微生物作用下有可能被活化,用非生物还原条件下的铬同位素分馏规律指示地下水中Cr(Ⅵ)还原程度可能会产生较大的误差。开展地下水中铬同位素的生物地球化学作用研究,特别是生物氧化Cr(Ⅲ)过程中的铬同位素分馏规律研究,对于更全面地认识铬同位素的指示作用具有重要意义。

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    利用元素地球化学特征研究河北平原第四纪沉积
    环境的探讨与实践
    张秀芝,马忠社,魏静,王会敏
    2012, 19(4): 194-205. 
    摘要 ( 1521 )   PDF(1012KB) ( 992 )  

    应用河北省平原区多目标区域地球化学调查获得表层和深层土壤元素含量数据,对河北平原的第四纪沉积环境进行了分区。以SiO2、Na/Rb比值、Ca/Ba比值、Rb,U,Ga和Fe,Mg,Ni,V均一化累加和等地球化学指标作为第四纪沉积环境的分区指标,共划分出山前残坡积洪冲积相、冲积扇堆积相、中部平原河道带相、古黄河泛洪相、风积相、海陆过渡相等6个沉积相及河床亚相、漫滩亚相及洼地亚相等3个沉积亚相。此项研究是多目标地球化学应用于基础地学研究的重大实践,取得了十分理想的研究效果。

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    流体的氯含量及其演化:来自岩石含氯矿物的记录
    张灵敏,刘景波
    2012, 19(4): 206-213. 
    摘要 ( 1258 )   PDF(602KB) ( 5570 )  

    含氯流体是地质作用中重要的流体形式之一。通过含羟基矿物的氯含量来反演流体的组分及其演化是流体研究的一个重要方面。角闪石、黑云母、方柱石和磷灰石是主要的含氯矿物,可以揭示含氯流体与岩石的相互作用。这些矿物的氯含量受平衡流体的成分、温压条件以及自身的晶体化学结构等复杂因素制约。一方面,结合实验确定的热力学数据可以通过矿物氯含量在一定范围内定量计算流体的氯组分;另一方面,也可以根据矿物的氯含量变化特征来反演流体岩石相互作用过程中流体成分的变化特征,这样的流体成分演化可能反映了特定的地质过程。

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    中国不同成因类型金矿床的黄铁矿成分标型特征及统计分析
    严育通,李胜荣,贾宝剑,张娜,闫丽娜
    2012, 19(4): 214-226. 
    摘要 ( 1796 )   PDF(939KB) ( 3466 )  

    黄铁矿是各类矿床中普遍出现的矿物,在金矿床中更是重要的载金矿物,对其成分标型进行深入研究可以获得大量成因信息。近些年对于各个矿区黄铁矿成分标型的研究很多,但对各成因类型金矿床中黄铁矿的成分标型特征进行系统研究的文献还未见报道。文章提出用δFe-δS的投图方法对各成因类型金矿床的黄铁矿主量元素进行研究,并得出了各类型金矿床黄铁矿的主量元素标型特征。对于金矿床中黄铁矿的微量元素特征,文中运用Co-Ni-As质量比三角图对各成因类型金矿床中的黄铁矿微量元素进行分析,得出了各成因类型金矿床黄铁矿微量元素标型特征。火山热液型、岩浆热液型、变质热液型和卡林型金矿床具有各自不同特征:火山热液型微量元素富含Mo、Sn中温元素,岩浆热液型富含Ti、Cr、Mo、Hg高中低温元素,变质热液型富含Ti、Cr高温元素,卡林型富含Tl(253×10-6)、Hg(547.52×10-6)低温元素,与Au相关的元素也各有区别,火山热液型和岩浆热液型以Se、Te等为特征,变质热液型以Sb,Bi等为特征,卡林型以Hg、Tl、Zn等为特征,主微量元素蛛网图显示各类型矿床元素演化趋势各异,含量也各异。Co-Ni-As图显示火山热液和岩浆热液具有相同的分布区(1或2区),而变质热液和卡林型各有自己的分布区(3和4区)。S同位素数据显示各成因类型的S来源于各自的花岗岩、变质岩、沉积岩,δ34S变化范围从浅成低温热液型、岩浆热液型、变质热液型到卡林型依次增大。因此,黄铁矿主微量元素蛛网图、δFe-δS的主量元素投图方法,以及Co-Ni-As微量元素投图方法是良好的黄铁矿成分标型研究方法。我们的研究结果对金矿中黄铁矿标型的研究以及金矿床的成因类型判别和找矿具有借鉴意义。

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    华北泥河湾盆地郝家台地区的沉积相组合特征:以台儿沟东剖面为例
    陈兴强,迟振卿,闫臻,王永,闵隆瑞,姚培毅,董进,姚杜琳
    2012, 19(4): 227-238. 
    摘要 ( 1567 )   PDF(1590KB) ( 1203 )  

    泥河湾盆地东部郝家台地区的台儿沟东剖面主要出露地层为更新统和上新统,剖面顶部为厚9.4 m的马兰黄土和古土壤,剖面中部由更新统郝家台组和泥河湾组构成,剖面下部为上新统蔚县组。郝家台组和泥河湾组为三角洲平原、三角洲前缘和少量前三角洲亚相沉积组合,其中三角洲平原亚相可分为分支河道、分支间湾、天然堤、沼泽和淡水湖泊5个微相,由发育大型板状斜层理和底冲刷面构造的粗砂夹砾石透镜体,含钙质结核的透镜状黄褐色中细砂以及富含炭屑的深色粘土等共同构成;三角洲前缘亚相则由水下分支河道、支流间湾、河口砂坝和末端砂坝构成,以发育底冲刷面构造并夹有细砾石透镜体的细中粒砂、小型板状斜层理细砂以及分选好且质纯的细砂等组合为特征;前三角洲亚相相对不发育,主要由浅灰色粘土以及灰绿色、灰黑色粘土夹钙质结核构成。蔚县组主要由滨湖亚相和浅湖亚相构成,其中前者为多种颜色的并发育泥裂和滑塌构造的粘土、粉砂组合,局部夹有透镜状砂砾层,底冲刷面发育;后者主要由粉砂、粘土组合构成,局部可见由砂泥交互构成的透镜状层理。古水流分析结果表明,上新统蔚县组沉积物源区位于泥河湾盆地NE侧,更新统泥河湾组和郝家台组碎屑沉积物主要来自于NE和NW方向,而泥河湾组底部约15 m厚沉积物除了来自NE方向外,还有部分沉积物来自SSW方向物源区。表明自上新世以来,泥河湾盆地周边具有北高南低古地理格局,从而为盆地提供丰富的碎屑沉积物。

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    川东南清虚洞组沉积特征及其对储层的控制
    刘建锋,彭军,魏志红,宋志瑞,蒲洪果,熊超,罗曦,章新文
    2012, 19(4): 239-246. 
    摘要 ( 1237 )   PDF(944KB) ( 1060 )  

    早寒武世晚期,川东南呈现西北高东南低的古地理面貌,清虚洞组普遍发育一套碳酸盐岩沉积,厚约200 m,自下而上划分为清一段、清二段。综合沉积学、古构造及海平面变化等方面的证据认为,清虚洞组为碳酸盐缓坡沉积模式,发育内缓坡相和浅缓坡相,进一步识别出潮坪、湖、浅滩及滩间海亚相,沉积相带大致呈北东南西向展布。在此基础上,探讨了沉积作用对储层演化的控制,最有利于储层形成的沉积相带是内缓坡浅滩亚相,其次是内缓坡湖亚相和浅缓坡浅滩亚相,浅缓坡滩间海亚相最差。砂屑白云岩和粉晶白云岩的储集性能较好,泥晶灰岩最差。关键词:沉积微相;控制因素;寒武系;清虚洞组;川东南

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    塔里木盆地HD23井区中奥陶统生物礁滩体的识别与研究
    范秋海,张丽娟,朱永峰,李辉,马小平,马青,刘伟
    2012, 19(4): 247-254. 
    摘要 ( 1639 )   PDF(1319KB) ( 950 )  

    礁滩体储层是中国目前碳酸盐岩勘探的重点。塔里木盆地奥陶系礁滩复合储集体发育,中奥陶统生物礁发育层位主要在一间房组,发育区集中分布在塔北、巴楚等地,并以开阔台地台内点礁方式出现。HD23井区内共有奥陶系探井4口,其中HD17井、HD13井、YW2井在中奥陶统一间房组都钻遇了托盘类瓶筐石(Calathium)障积礁,礁的厚度约5 m,礁的上下地层均为砂屑鲕粒灰岩和砂砾屑灰岩等滩相沉积,形成礁滩复合体。文中通过钻井资料和地球物理资料,深入研究了HD23井区礁滩体的特征与分布。三维地震解释显示一间房组地层中存在一个厚度异常体,经分析认为该异常体就是局部异常发育的瓶筐石生物礁滩复合体,该生物礁滩体横向连片,有一定的分布范围和规模。对该井区内中奥陶统一间房组的生物礁滩体加以研究,将为下一步奥陶系的油气勘探提供依据。

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    陆地沉积物对大洋缺氧事件的响应:六盘山群黑色页岩地球化学特征及其意义
    戴霜,刘学,赵杰,张明震,刘俊伟,孔立,朱强,黄永波
    2012, 19(4): 255-259. 
    摘要 ( 1933 )   PDF(512KB) ( 1077 )  

    通过对六盘山群中上部湖相沉积中一层黑色页岩年代(113.45~112.98 Ma)及其下部泥灰岩的元素地球化学特征研究发现,黑色页岩形成于干热而相对湿润气候背景下的缺氧还原环境中,与典型缺氧事件黑色页岩的地球化学特征基本一致,说明该黑色页岩记录了六盘山地区对全球白垩纪大洋缺氧事件OAE1b (约113~111 Ma)的响应,可能指示该期大洋缺氧事件是一次全球性的气候变化事件。

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    湘西北下寒武统黑色岩系钒镍钼矿微量元素地球化学
    贾亮亮,戴塔根,游先军,刘尧,付松武,欧阳黎明
    2012, 19(4): 260-265. 
    摘要 ( 1971 )   PDF(585KB) ( 4171 )  

    湘西北下寒武统黑色岩系是中国南方下寒武统黑色岩系的重要组成部分,富含钒镍钼等多金属元素。文中对湘西北下寒武统黑色岩系钒镍钼矿进行了微量元素研究,研究区内Ni、Cd、Mo、Sb、V、Zn、W、Ba等元素特别富集,高含量的Sb和Ba表明其为热水沉积;Mo含量极高说明其为缺氧的还原环境;高的V/(V+Ni)、V/Cr、Ni/Co以及δU值表明其沉积环境为缺氧环境;高的 U/Th表明本区有热水沉积作用;稀土元素配分模式、Ce和Eu异常及La/YbCe/La和La/YbΣREE图解投点表明其沉积环境为还原环境,并有热水沉积作用。可见黑色岩系形成于缺氧环境,热液活动为其提供了丰富的热液来源。

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    华南下寒武统Ni-Mo-Se多金属层S-Se同位素体系
    樊海峰,温汉捷,张羽旭,朱传威,黄晶,储雪蕾
    2012, 19(4): 276-283. 
    摘要 ( 1785 )   PDF(769KB) ( 960 )  

    为了进一步理解华南下寒武统Ni-Mo-Se多金属层的物质来源及形成环境,文中分析了遵义中南村和张家界后坪两个Ni-Mo-Se矿层及其围岩的黄铁矿硫同位素和全岩的硒同位素组成。硫同位素组成显示两个Ni-Mo-Se矿层形成时的环境存在区域性差别,中南村矿层形成于间歇开放的海洋环境,而后坪矿层形成于封闭的缺氧(静海)环境。较大的硫同位素范围暗示硫酸盐还原菌控制硫同位素的分馏,而热液流体可能提供了大量金属元素,从而导致矿层富集大量的硫化物和稀有金属。硒同位素组成指示牛蹄塘组底部热液流体的Se可能重新经历了氧化还原循环,而Se的富集过程可能受有机质和粘土矿物吸附或类质同象过程控制。因此,控制多金属富集的因素主要为富集金属的热液流体的参与和缺氧环境下的自生沉积。

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    塔北隆起西部东河塘油气来源及分布
    张斌,朱光有,苏劲,卢玉红
    2012, 19(4): 284-290. 
    摘要 ( 1562 )   PDF(708KB) ( 1319 )  

    东河塘油田位于塔北隆起西部,其周缘多个构造带均获得油气,是一个重要的富油气区带,泥盆系东河砂岩和侏罗系地层是两套最为重要的储集层。原油主要来自于中、上奥陶统海相烃源岩,晚海西期和晚喜山期是两个重要的充注期,其中早期形成的油气藏普遍遭受降解破坏,现今发现的正常原油以晚期注入为主。侏罗系还包括晚喜山期库车坳陷生成的陆相油气的注入,白垩系卡普沙良群之下的不整合面是重要的油气运移通道,与之相接触的层位均有机会捕获陆相油气。综合油气地球化学特征与及横向、纵向地质对比,东河砂岩深部的奥陶系、志留系可成为潜在的勘探目的层,而东河塘地区侏罗系陆相油气的存在,进一步拓宽了塔北隆起陆相油气的勘探领域。

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    南京地区雨花台砾石层研究进展与展望
    张玉芬,李长安,邵磊,康春国,周耀
    2012, 19(4): 291-300. 
    摘要 ( 1416 )   PDF(643KB) ( 1397 )  

    “雨花台砾石层”是长江中下游地区晚新生代地层的重要组成部分,是长江下游新构造运动、晚新生代地质环境变迁和长江形成、演化研究的重要信息载体,一直为地学界所关注。沉积物组成的复杂性和空间分布不连续等特点,使之在地层层序划分、年代地层序列、沉积环境以及与长江的关系等方面长期存在争议。根据野外调查,笔者认为雨花台砾石层是由多时代、多期次、多物源等沉积物相互交切和叠置而构成的复杂堆积体。建议在基础地质调查的基础上,开展系统的地貌学、岩石学、沉积学、古生物学、年代学等综合研究。通过岩石地层学、地貌地层学、生物地层学和年代地层学等的综合分析对比,建立雨花台砾石层的地层层序序列。利用玄武岩与砂砾层互层的特点,重点开展各个玄武岩夹层的40Ar39Ar法、KAr法及古地磁年代测定,辅以砾石层的宇生核素和ESR(电子自旋共振)测年,建立年代地层序列。在地层划分和沉积环境分析的基础上,重点进行砂砾层的物性研究和物源示踪分析,包括:重矿物组合示踪、环境(岩石)磁学示踪、特征岩石矿物示踪(如玛瑙石的物质成分、玄武岩砾石等)等。与长江中、下游同期砾石层(武汉阳逻砾石层,江西九江砾石层,安徽安庆砾石层、铜陵砾石层等)的研究进行对比,借此查明雨花台砾石层与长江的关系,并结合年代地层序列分析长江南京段的形成时代与演化历史。

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    概率法在缝洞型碳酸盐岩油气藏储量评估中的应用:以塔中隆起北斜坡下奥陶统岩溶油气藏为例
    吉云刚,张正红,敬兵,俆彦龙,康博,赵宽志,韩兴杰
    2012, 19(4): 291-300. 
    摘要 ( 1309 )   PDF(1339KB) ( 858 )  

    缝洞型碳酸盐岩油气藏储量计算是目前国际研究的难点。中国近年来发现了这类规模巨大的油气藏,储量计算始终是一个难题而未能有效解决。通过对塔里木油田目前缝洞型碳酸盐岩油气藏储量评估方法的梳理,结合缝洞型碳酸盐岩油气藏认识及缝洞型油气藏识别技术的进展,认为缝洞型碳酸盐岩油气藏储量评估的发展趋势是强调缝洞单元雕刻(解决非均质性、合理的指导开发井部署)和储量参数的随机性。在了解缝洞型碳酸盐岩油气藏识别技术进展基础上,吸收国内外油气储量评估经验,提出了塔里木油田缝洞型碳酸盐岩油气藏概率法储量评估方法。评估思路是发挥缝洞雕刻油气面积置信度高的优势,充分利用孔隙度、饱和度样本点容量大的特点,合理建立其概率分布。缝洞雕刻和概率法的有机结合可以合理地评估缝洞型油气藏的储量。目前,缝洞型碳酸盐岩油气藏储量评估对象、裂缝处理方法、概率法储量计算高置信度确定性参数取值方法、概率法储量计算随机变量参数分布规律及合理性等方面的研究已取得一定的经验和进展。

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    胜利油田纯九区注水开发过程中无机结垢趋势预测
    崔付义,方颖,杨明,黄溢谊,靳彦欣,任占春
    2012, 19(4): 301-306. 
    摘要 ( 1237 )   PDF(565KB) ( 1427 )  

    油田开发过程中无机盐结垢是注水开发期经常遇到的问题之一,会造成较大经济损失。随着注水强度的不断加大,注水过程中的结垢问题变得越来越严重。对无机盐结垢状况进行准确预测是解除结垢堵塞的重要前提。选用OddoTomson饱和指数(OSI)、Langelier饱和指数(LSI)和Ryznar稳定指数(RSI)3种结垢趋势预测模型,结合胜利油田具体注水特性,对模型作相应的修正后,研制了可以进行无机结垢预测的 “油井堵塞诊断与解堵决策系统”(Plug 1.1)工程软件。应用该软件对胜利油田纯九区块注入水和地层水进行结垢预测,在地层水与注入水之比为1∶0到2∶1的广泛范围内,预测结果均与实验结果较好吻合,为区域解堵方案的快速决策提供了科学依据。

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    构造抬升过程中煤储层吸附能力的耦合效应及控制因素
    马行陟,宋岩,柳少波,姜林,洪峰
    2012, 19(4): 307-313. 
    摘要 ( 1798 )   PDF(538KB) ( 5073 )  

    煤层气盆地在地史演化过程中几乎都经历了多次抬升作用,构造抬升作用对煤储层吸附能力有着直接的影响。文中通过物理模拟实验和数值模拟对构造抬升过程中煤储层吸附能力的耦合效应和控制因素进行探讨。研究选取高、低煤阶煤储层样品进行等温吸附实验,并假定地温梯度分别为2、4和6 ℃/hm,压力梯度分别为0.3、0.5和1.0 MPa/hm模拟抬升过程中吸附量的变化。研究结果表明,煤储层在构造抬升过程中的吸附能力的变化主要受温压综合作用、煤储层热演化程度和构造抬升强度的控制。构造抬升时,温度作用效果占主导地位,煤储层吸附量增加;反之,压力作用效果占主导地位,煤储层吸附量减少。高煤阶煤层吸附量的变化量大于低煤阶变化量。抬升强度较大时煤层吸附量持续降低,较小时会使吸附量增加。煤层气在抬升过程中可能会出现吸附或解吸,与以往只是解吸的认识不同。当温度作用效果大于压力作用效果,即煤储层吸附量增加时,抬升作用易导致煤储层的含气欠饱和。

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    中国海域区古近纪含煤盆地与煤系分布研究
    李增学,张功成,李莹,刘海燕,吕大炜,沈怀磊,尚鲁宁
    2012, 19(4): 314-326. 
    摘要 ( 1600 )   PDF(1995KB) ( 1076 )  

    新近纪和古近纪是全球重要的聚煤期。中国古近纪聚煤盆地分布在东部沿海省区,是全球性环太平洋聚煤带的组成部分。中国海域区含煤沉积盆地虽然也属于断陷盆地和坳陷盆地类型,且成群出现,但总体构造背景有利于含煤沉积的持续发展,盆地群连续性好,含煤沉积厚度大,如琼东南盆地、东海海域西湖凹陷,含煤沉积厚度达1 km以上,这是陆上区古近纪含煤盆地所不能相比的。研究表明,海域区的聚煤盆地内大多由若干凹陷组成,为聚煤凹陷,可分为两大类,即半地堑凹陷和地堑凹陷。根据成煤盆地的水体深浅又可分为深水半地堑凹陷和浅水半地堑凹陷,地堑凹陷均为深水凹陷。盆地内表现为明显的两个聚煤带:缓坡聚煤带和陡坡聚煤带,缓坡聚煤带占绝对优势。在潮坪体系的潮上带和潮间带沼泽,利于聚煤作用的广泛发生。泥炭的堆积可能存在两种形式:原地堆积和异地堆积。由于盆地构造的频繁活动异地堆积可能是海域区聚煤盆地成煤作用的重要形式。海域区巨厚的含煤沉积为海域区煤成气成藏提供了丰厚的物质基础。又由于含煤地层埋深大,煤的变质作用程度相对较高,成为良好的烃源岩。

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    水合物地层中考虑相变的轴对称热传导问题
    张旭辉,鲁晓兵,李清平,姚海元,赵京,王爱兰
    2012, 19(4): 327-333. 
    摘要 ( 1274 )   PDF(693KB) ( 700 )  

    沉积层中水合物热分解是一个含有水合物相变的热传导过程,相变界面的演化过程是水合物分解规律及相关灾害分析的最基本问题。文中在试验观测和分析实际物理过程的基础上,建立了水合物沉积层中混相多相变阵面多区域的热传导理论模型,并针对轴对称问题进行了系列数值模拟;模型试验测定了四氢呋喃水合物沉积物中不同热源温度下水合物相变阵面的演化过程。通过对比,水合物分解相变阵面扩展的数值与试验结果吻合较好。

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