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    2018年7月 第25卷 第4期 非主题来稿选登
    2018年7月 第25卷 第4期 非主题来稿选登 目次
    2018, 25(4): 0-0. 
    摘要 ( 108 )   PDF(3353KB) ( 294 )  
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    岩(矿)石、地层特征及地质意义
    初论微陆块在中亚造山带演化中的作用:以锡林浩特微陆块为例
    邵济安,田伟,唐克东,周新华
    2018, 25(4): 1-10. 
    DOI: 10.13745/j.esf.sf.2018.4.45

    摘要 ( 341 )   PDF(2171KB) ( 634 )  
    镶嵌状拼合在中亚造山带众多的古老陆壳块体或微陆块,是前期古亚洲洋的特征之一。本文重点讨论的是锡林浩特微陆块,组成微陆块基底的锡林郭勒杂岩既经历了早古生代的构造热事件,也保留了前寒武纪的古老锆石。当晚古生代(C2—P1)造山带遭受到强烈的伸展变形和底侵作用时,锡林浩特微陆块又起到支柱作用:当微陆块的南、北边缘发生裂谷活动时,微陆块内部却保持了稳定的滨浅海相沉积环境;在微陆块受到来自上地幔的底侵作用时,微陆块通过伸展背景下非造山的双峰式岩浆活动,及其与微陆块再次重熔有关的碱性花岗岩侵位,使得陆壳发生进一步的垂向增生和固结,保持了造山带的构造格局。本文讨论的正是在底侵作用的深部背景下认识该区在晚石炭世出现的一些独特的地质现象。
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    华北克拉通北缘少郎河地区约2.5 Ga的二长花岗岩及地质意义
    郭云鹏,刘建明,曾庆栋,高帅,王路明
    2018, 25(4): 11-22. 
    DOI: 10.13745/j.esf.yx.2017-5-4

    摘要 ( 255 )   PDF(4693KB) ( 446 )  
    本文首次在华北克拉通北缘少郎河地区发现新太古代末期(约2.5 Ga)二长花岗岩,并对其进行了锆石UPb定年、主微量和锆石Hf同位素原位微区分析。研究表明,这套二长花岗岩形成年龄为(2 527±25) Ma,属于新太古代末期。岩石整体为块状构造,局部呈似片麻状构造,中粗粒结构,并可见暗色包体。主量元素显示其富Na和K,低P,A/CNK=0.80~0.96,属于高钾钙碱性系列。微量元素方面,富集轻稀土元素并基本无Eu异常,富集Rb、Sr、Ba等大离子亲石元素,亏损Nb、Ti、Ta、P等高场强元素。锆石Hf同位素分析结果显示二长花岗岩εHf(t)值在-4.0~4.8,均值为-0.6,对应的两阶段模式年龄(TDM2)在2 712~3 221 Ma,暗示二长花岗岩可能为中新太古代新生下地壳熔融后结晶分异的产物。结合近年来少郎河地区新发现太古宙绿岩带和TTG岩石,提出在该地区存在前寒武基底,存在形式可能为一古老的微陆块。二长花岗岩的形成是新太古代末期(约2.5 Ga)华北陆块克拉通化的重要标志。虽然二长花岗岩地化特征具有俯冲背景的特点,我们依然认为在新太古末期华北微陆块之间仅有有限的和小规模的弧陆或陆陆的俯冲和碰撞,与板块构造的体制有较大的差别。
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    朝鲜半岛中部的志留系特征及其地质意义
    金炳成,王训练,江进建,李哲俊,李斌,许哲雄,金明学
    2018, 25(4): 23-31. 
    DOI: 10.13745/j.esf.sf.2018.4.40

    摘要 ( 221 )   PDF(2345KB) ( 275 )  
    朝鲜半岛的志留系仅见于中朝克拉通东缘朝鲜半岛中部的平南盆地。该盆地志留系发育于谷山—新溪—遂安地区和法洞地区。谷山—新溪—遂安地区的志留系划分为碎屑碳酸盐岩组成的谷山组和碳酸盐岩为主的月阳里组,化石非常丰富,包括珊瑚类、腕足类、海百合类和腹足类等,该地区谷山组中部和月阳里组上部发育以床板珊瑚为主的生物礁。法洞地区志留系主要为碎屑岩,夹碳酸盐岩薄层,化石极少。将平南盆地志留系生物地层划分为5个组合带,自下而上依次为Striispirifer shiqianensis带、Palaeofavosites balticusCamarotoechia ubsuensis组合带、Favosites songrimensisLeptostrophia guizhouensis组合带、Parastriatopora coreanicusPleurorima granata组合带和Pentagonocyclicus monocostatusPentagonopentagonalis probus组合带。据此认为谷山组时代为兰多维列世,月阳里组时代为温洛克世—罗德洛世。
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    莱芜张家洼铁矿磁铁矿LA-ICP-MS微量元素特征及其对成矿过程的制约
    陈应华,蓝廷广,王洪,唐燕文,戴智慧
    2018, 25(4): 32-49. 
    DOI: 10.13745/j.esf.sf.2018.5.27

    摘要 ( 398 )   PDF(2846KB) ( 487 )  
    莱芜张家洼铁矿位于华北克拉通东缘的鲁西地区,矿石成因类型为夕卡岩型铁矿。矿体赋存在早白垩世高镁闪长岩与奥陶系马家沟组灰岩及白云岩接触带附近。本文通过对莱芜岩浆和热液磁铁矿电子探针(EPMA)以及激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LAICPMS)分析,探讨磁铁矿微量元素组成及变化规律对成岩和成矿作用的指示,为揭示张家洼铁矿的矿床成因及其成矿流体演化过程提供重要制约。分析结果表明,莱芜岩浆磁铁矿与热液磁铁矿相比明显富集Ti、V、Cr等亲铁元素,相对富集Nb、Ta、Zr、Hf等高场强元素以及Sn、Ga、Ge、Sc等中等相容元素,Mg、Al、Mn、Zn、Co显著富集于热液磁铁矿中。Ti、V、Cr以及Mg、Al、Mn、Zn在岩浆和热液中具有不同的地球化学行为,Ti、V、Cr从熔体中进入磁铁矿主要受温度、分配系数以及fO2控制。Mg、Al、Mn、Zn主要受控于水岩反应和后期绿泥石+碳酸盐脉的交代,这些元素通过类质同象替换富集于热液磁铁矿中。Co在热液磁铁矿中除了受水岩相互作用和后期流体交代的影响外,硫化物的出现会导致Co含量急剧降低。Si、Ca、Na及Sr、Ba在岩浆和热液磁铁矿中的地球化学行为非常一致。TiNi/Cr图能够用于区分岩浆和热液磁铁矿,莱芜岩浆磁铁矿中Ti含量较高且Ni/Cr比值≤1,热液磁铁矿Ti含量较低且绝大多数Ni/Cr比值≥1。张家洼热液磁铁矿可分为早、晚两个阶段:早期阶段包括(1)早期原生粒状磁铁矿和(2)早期次生磁铁矿;晚期阶段包括(3)晚期原生磁铁矿和(4)晚期次生磁铁矿。原生磁铁矿具有典型的三联点结构特征;次生磁铁矿受后期热液交代影响表现为多空隙,通常呈不规则状、树枝状、骸晶以及交代残余结构。磁铁矿微量元素生动记录了成矿流体演化过程,从早期到晚期、从原生到次生都显示Mg、Al、Mn、Zn包括Co含量持续升高,表明成矿流体可能朝着富集这些微量元素的方向演化。后期流体的交代导致绿泥石蚀变为磁铁矿,连续水岩相互作用和后期流体的交代以及绿泥石直接蚀变是导致热液磁铁矿富集Mg、Al、Mn、Zn等元素的主要原因。热液磁铁矿晚期孔隙较为发育,孔隙度的增加促使更多的流体和磁铁矿发生反应。热液磁铁矿的微量元素不仅能够反映矿床形成的物理化学条件,而且可以反映围岩性质以及水岩相互作用过程。
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    北羌塘东部晚三叠世同裂谷作用新证据:来自甲丕拉组火山岩和砾岩时代的重新厘定
    李学仁,王剑
    2018, 25(4): 50-64. 
    DOI: 10.13745/j.esf.sf.2018.5.25

    摘要 ( 324 )   PDF(5250KB) ( 395 )  
    北羌塘坳陷东部沱沱河地区甲丕拉组主要为一套火山岩夹砾岩地层,与区域上以紫红色碎屑岩沉积地层为主的甲丕拉组,无论是在沉积特征上还是地层时代上均相差甚远。为了准确限定该套岩石组合的时代,本文对囊极和开心岭地区甲丕拉组火山岩、砾岩和雀莫错地区巴贡组砂岩开展了锆石UPb年龄测定。结果表明甲丕拉组玄武粗安玢岩的锆石谐和年龄为(216.4±1.1) Ma(n=28,MSWD=0.39),在复成分砾岩和巴贡组砂岩中获得的最年轻碎屑锆石UPb年龄加权平均值分别为(222.2±3.7) Ma(n=2)和(222.8±1.9) Ma(n=9),将火山喷发和碎屑岩最大沉积时限均限定在晚三叠世诺利期。结合区域上已发表数据,与晚三叠世连续地层剖面和最新钻井岩性柱做对比,我们将甲丕拉组火山岩重新厘定为那底岗日组,砾岩为晚三叠世北羌塘隆升剥蚀的产物。晚三叠世中晚期,北羌塘大部分地区隆升暴露,遭受风化和剥蚀,发生短暂沉积间断,在西部肖茶卡组顶部形成一层岩溶风化壳,东部结扎群顶部存在暴露面,砾岩的成分也不相同,表明东西部风化程度强弱不同。由于羌塘南部班公湖—怒江特提斯洋的开启,北羌塘进入同裂谷阶段并爆发大规模火山喷发,在西部和东部广泛发育那底岗日组火山沉积地层。而且,那底岗日组在地表的露头与上三叠统顶部裂陷基底匹配良好,表明这是一次区域性与裂陷作用相关的火山沉积事件。
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    柴西南翼山构造上新统狮子沟组混积岩地球化学特征及物源指示意义
    于冬冬,张永生,邢恩袁,王琳霖,李凯,黄囿霖
    2018, 25(4): 65-75. 
    DOI: 10.13745/j.esf.sf.2018.6.28

    摘要 ( 277 )   PDF(3307KB) ( 385 )  
    柴西地区南翼山构造上新统混积岩中含有大量盐类矿物,其物源分析对盐矿物质来源研究有一定的参考价值。本文在野外观察和镜下鉴定的基础上,对南翼山构造上新统狮子沟组混积岩的地球化学特征进行了分析,并结合周缘造山带花岗岩的稀土元素数据,探讨了混积岩中陆源碎屑的物质来源。结果显示:南翼山构造狮子沟组混积岩中碎屑矿物、碳酸盐矿物和黏土矿物呈均匀混合的状态,元素含量与矿物组分密切相关,除Ca、Na、Sr元素外,其余元素含量普遍低于上地壳平均含量,其中CaO和Na2O受碳酸盐和石盐形成影响,不能用于判别构造背景,而Sc、Th、Zr、Hf等微量元素和稀土元素较完整地保留了源岩的地球化学信息,可用于源区构造背景的判别及物源示踪,同时稀土元素配分模式一致性较好,表明混积岩中陆源碎屑具有相同的物源特征。稀土元素配分模式、LaThSc、ThScZr/10、La/ThHf图解以及Al2O3/TiO2比值共同指示南翼山混积岩的陆源碎屑组分来源于大陆岛弧背景下的长英质火成岩,通过与周缘造山带花岗岩稀土配分模式对比,推断晚志留世和晚二叠世花岗岩是混积岩中陆源碎屑和盐类矿物的主要源岩,南部的祁漫塔格是主要的物源区,且西部的阿尔金南段也有部分物源贡献。
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    新疆准东煤田中侏罗统煤系镓元素的分布特征及赋存机理探讨
    陈磊,邵培,熊武候,祁文强,张世佳,张占贤
    2018, 25(4): 76-85. 
    DOI: 10.13745/j.esf.yx.2017-12-23

    摘要 ( 395 )   PDF(4347KB) ( 431 )  
    随着大型煤系稀有金属矿产的发现,煤中伴生微量元素的研究受到广泛关注,但目前对我国西北地区的煤系地层中稀有元素的研究程度较低。选取新疆东北部的准东煤田为研究区,基于煤样的煤质分析和微量元素数据,研究了煤中镓的分布规律、赋存特征及富集成因。研究表明:(1)准东煤田的中侏罗统煤层中镓明显富集。12个矿区煤中镓平均含量在20.78~47.98 μg/g,大多高于或接近煤中镓的边界品位(30 μg/g)。(2)煤田中镓的分布规律性明显。平面上,盆地周围煤中Ga含量较中部矿区高,特别是东北部和西南部由于分别受克拉美丽山和博格达山物源区的影响,煤中Ga含量异常高,部分区域超过了60 μg/g,而中部矿区(ZD10740、ZD10464、ZD10407和ZD10841)的煤中Ga含量表现为从矿区边缘向中心逐渐富集;垂向上,大部分矿区煤中Ga含量从中侏罗统底部向上降低,而受到早燕山运动影响,靠近博格达山的矿区(ZD10740)表现相反。(3)煤中Ga主要以高岭石为载体,部分Ga也存在煤的有机质组分中。镓主要以细粒物质(胶体或有机络合物形式)搬运到沉积盆地,在潮湿覆水沉积条件下发生聚积。
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    湘赣中、上奥陶统烟溪组、对耳石组硅质岩成因
    郑宁,李廷栋,程木伟
    2018, 25(4): 86-98. 
    DOI: 10.13745/j.esf.yx.2017-12-19

    摘要 ( 292 )   PDF(2512KB) ( 380 )  
    华南地区中—上奥陶统浅海半深海环境中广泛发育了一套高硅岩石,主要分布于湖南烟溪组和江西对耳石组。该套硅质岩呈东西条带状发育于扬子板块与华夏板块之间,地层厚度从东南到西北逐渐减薄,岩层多呈薄层状,含放射虫Protoentactinia sp.,部分岩样放射虫含量超过50%。分析结果表明,生物Si和陆源Si为本区硅质岩Si的重要来源,生物化学成因特征明显。硅质岩Al/(Al+Fe+Mn)比值>0.45,K2O/Na2O比值范围为1.55~42.11,由微量元素Ni、V、B、Cr与Al2O3关系图来看,二者关系表现为部分线性、部分离散,U/Th比值为0.72。湘赣中部地区硅质岩中稀土元素含量偏高,东南部Ce元素略呈负异常,研究区∑LREE≈∑HREE,表明衡阳到赣州一带受一定火山、热水活动的影响。
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    中国东部大陆尺度地球化学走廊带碳酸盐岩稀土元素分布特征与影响因素
    柳青青,迟清华,王学求,周建,刘汉粮,刘东盛,高艳芳,翟大兴
    2018, 25(4): 99-115. 
    DOI: 10.13745/j.esf.yx.2017-12-28

    摘要 ( 278 )   PDF(4447KB) ( 422 )  
    碳酸盐岩是地球表层岩石圈的重要组成部分,其化学组成可提供沉积环境与海洋水体演化等信息,然而,前人对碳酸盐岩中稀土等元素的分布与变化特征关注不足。本文选择穿越中国东部6个一级大地构造单元的3条地球化学走廊带,系统采集了582件碳酸盐岩地层样品,并准确分析了包括稀土元素(REE)在内的81项指标的含量。结果表明,中国东部地球化学走廊带碳酸盐岩稀土元素(REE+Y)总量为(0.59~183)×10-6,均值为24.0×10-6,纯净碳酸盐岩(CMC含量≥99%)均值为4.80×10-6。PAAS标准化后其显示具有轻稀土相对于中稀土和重稀土略亏损、δEu轻微正异常、δCe中度负异常等特征。白云岩中稀土含量、LREE/HREE值一般低于石灰岩;砂泥质含量相近时,前中生代各时代碳酸盐岩稀土分布模式相差不大,各构造单元稀土分布特征基本相似;与其他时代相比,中生代及中新元古代碳酸盐岩具有相对较平坦的稀土分布模式。研究表明,碳酸盐岩中稀土分布受碎屑物质影响明显,表现为稀土元素含量与碳酸根负相关,与碎屑物质相关元素(Si、Ti、Rb、Cs、Th、Zr等)、黏土相关元素(Al、Fe、K等)等正相关。成岩过程及白云化过程对较纯净碳酸盐岩中稀土分布特征影响不明显。我国古生代纯净碳酸盐岩分布模式受控于海相环境,其分布模式与现今海水相近;中生代纯净石灰岩受到陆相或海陆交互相的影响,具有较平坦的稀土分布模式。氧化还原条件对δCe的影响较δEu更为明显,δCe值受海相环境控制,极端正异常值(δCe>1.3)受到还原环境或/和热液影响。若假定海水中REE自中元古代至今无太大变化,各时代稀土元素分配系数均值介于103.55~102.39,分配系数差异是造成碳酸盐岩中轻稀土亏损、Ce负异常及Y正异常的主要原因。微生物(席)可富集稀土等金属元素并改变沉积环境,这可能是造成中新元古界碳酸盐岩较平坦的稀土分布模式的主要原因。
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    盆地与资源
    沉积盆地“源-汇”系统研究进展
    操应长,徐琦松,王健
    2018, 25(4): 116-131. 
    DOI: 10.13745/j.esf.sf.2018.5.30

    摘要 ( 2212 )   PDF(5785KB) ( 1368 )  
    “源汇”系统指盆地中自剥蚀地貌中形成的剥蚀产物,搬运到沉积区或汇水盆地中最终沉积下来的过程。在当前沉积学领域中“源汇”系统占有重要一席。通过系统梳理国内外文献,评述“源汇”系统各要素及其耦合作用研究进展,认为源区是控制系统动态过程根本要素,搬运沉积过程是物源供给不同级次的响应。源区古地理演化下物理和化学风化作用控制物源供给,物源供给时空属性则决定搬运方式和通道类型。之后搬运中地质作用重塑沉积物组分和结构,而源区扰动和搬运响应两者时间尺度关系决定改造效果。最终源区演化形成的沉积地貌变化造成盆内可容纳空间分异,促使沉积物选择性沉积,塑造了盆内千姿百态沉积面貌。“源汇”系统先进于其正演化、定量化和动态化研究思路,但研究方法仍处于探索阶段,而要完善研究体系则需着眼于物源体系研究,多时间尺度地质定量化表征方法,多学科交叉动态化研究方法。
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    南大西洋两岸被动陆缘盆地结构差异与大油气田分布
    温志新,吴亚东,边海光,王兆明,贺正军,宋成鹏
    2018, 25(4): 132-141. 
    DOI: 10.13745/j.esf.sf.2018.4.41

    摘要 ( 296 )   PDF(4557KB) ( 468 )  
    以板块构造演化为基础,利用地震、地质等资料,再现南大西洋两岸共轭型被动陆缘盆地原型盆地形成演化过程。首次依据盆地结构差异及沉积充填特征,将研究区被动陆缘盆地进一步划分为“三段”“四类”;结合对已发现大油气田的解剖,搞清了每类盆地大油气田成藏规律,并分别建立了其大油气田成藏模式。认为两岸“三段”“四类”盆地都经过了早期陆内裂谷、过渡期陆间裂谷及漂移期被动陆缘三个原型阶段。南段为下伏裂谷层系比较发育的“断陷型”盆地,上覆坳陷沉积厚度较薄,仅作为区域盖层,形成“裂谷层系构造地层型”大油气田。中段为裂谷、坳陷层系都比较发育且过渡阶段有盐的“含盐断坳型”盆地,以过渡期陆间裂谷盐岩充填为特征,其上、下的漂移期海相及裂谷期湖相页岩均可形成有效烃源岩,海相页岩及盐岩分别作为优质盖层,形成了“盐下碳酸盐岩盐上重力流扇体型”大油气田。北段为裂谷层系分布范围小、坳陷沉积范围广且厚度大的“坳陷型”盆地,受 “窄”陆棚、“陡”陆坡控制,坳陷层系重力流扇体自始至终比较发育,源于坳陷层系下部海相页岩中的油气直接充注于本身内部裙边状分布的重力流复合扇体之中,形成“漂移期重力流扇体群型”大油气田。另外,研究区还发育尼日尔、福斯杜亚马逊、佩罗塔斯三个具有独特构造沉积特征的 “三角洲型”被动陆缘盆地,其特殊性体现在三角洲层系由于沉积速率极高,从陆向海形成生长断裂带—泥岩底辟带—逆冲断裂褶皱带—平缓斜坡带四大环状构造带。除了前三角洲层系可以作为有效烃源岩之外,本身也可以形成自生自储自盖型组合,形成独特的“四大环状构造带型”大油气田,即在由陆向海生长断裂带—泥岩底辟带—逆冲断裂褶皱带—平缓斜坡带四大环状构造带上都可以形成大油气田。
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    济阳坳陷渤南洼陷古近系页岩油“甜点”地震预测及影响因素分析
    潘仁芳,陈美玲,张超谟,潘进
    2018, 25(4): 142-154. 
    DOI: 10.13745/j.esf.sf.2018.5.26

    摘要 ( 396 )   PDF(9360KB) ( 455 )  
    中国东部渤海湾盆地济阳坳陷古近系沙河街组发育一套富有机质页岩,页岩油“甜点”地震预测及影响因素分析将进一步推动有关济阳坳陷页岩油地震响应的研究。综合地震、钻井、测井、地球化学等资料,文章利用多属性线性回归方法研究了济阳坳陷渤南洼陷陆相页岩层系“甜点”地球物理响应特征并对其影响因素进行了分析。研究结果表明,渤南洼陷渤南洪城地震工区沙河街组沙三下亚段页岩油地质和工程“甜点”参数地震预测结果是有机质丰度TOC含量值为3%~6%,有机质成熟度Ro为0.81%~0.94%,页岩孔隙度为5.0%~12.5%,地层压力为33~58 MPa,压力系数为1.3~1.8,脆性指数为大于40%。沙河街组页岩油地质和工程“甜点”地球物理响应特征主要受岩石物理参数、叠后波阻抗反演地震体、自然伽马GR地震体和振幅等因素的影响,且这些因素在不同程度上影响该区“甜点”参数的预测结果。综合研究显示济阳坳陷渤南洼陷沙河街组主要发育“连续型甜点”的页岩油地震响应模式,叠后波阻抗反演地震体是影响沙河街组页岩油“甜点”地震预测最为重要的因素。

     

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    济阳坳陷邵家地区沙四段油气成藏差异性及其定量评价
    林承焰,朱兆群,刘魁元,董春梅,任丽华,李志鹏
    2018, 25(4): 155-167. 
    DOI: 10.13745/j.esf.sf.2018.6.27

    摘要 ( 257 )   PDF(4044KB) ( 373 )  
    济阳坳陷邵家地区沙四段勘探目标多、油气分布不均一且对油气成藏规律认识程度较低,给油气勘探工作带来较大困难。为了能够直观地认识油气成藏差异特征,并可以快速方便地为油气勘探决策部署提供有效指导意见,对研究区沙四段开展成藏差异性定量评价研究。在立足于已有勘探成果的基础上,按照含油气系统区带圈闭分层次对其油气成藏差异性特征进行系统剖析,并充分利用改进的区带与圈闭评价方法以及借助于统计挖掘等数学手段进行定量表征评价。结果表明:总体上研究区沙四段油气成藏差异明显,油源、储层及运聚条件是影响油气成藏差异性的主要因素;北部断阶带成藏条件优越,仍是主要的滚动勘探区,评价出的1类圈闭可作为优选的钻探目标;南部缓坡带成藏条件变化较大,通过加大勘探则有望成为油气资源接替区;西部断裂带成藏条件总体较差,勘探风险较高,局部可作为油气潜力区。开展的成藏差异性定量评价可以有效降低油气勘探成本,深化油气成藏认识,对类似地区的油气效益勘探具有一定借鉴意义。
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    渤中凹陷BZ1探区Qa构造速度异常分析
    蔡少武,张新涛,张京思,于娅,刘腾,李颖
    2018, 25(4): 168-175. 
    DOI: 10.13745/j.esf.yx.2017-5-6

    摘要 ( 276 )   PDF(2547KB) ( 277 )  
    渤中凹陷BZ1探区Qa构造两口钻井在相距1.3 km的实钻过程中出现了速度异常,三维地震资料时间剖面地层深度与钻井地质分层深度出现了不一致的矛盾现象,即新钻井Qa3井的钻井预测深度相对于本井地质分层深度更深,速度相对于Qa2井变小,因而两口井地震速度在横向分布上出现了明显差异。分析表明,速度异常主要由沉积和构造共同作用所引起。利用地震叠加速度谱建模,通过井点速度场、趋势种子点进行校正,获取到更加准确的地下速度,并进行高精度变速成图,能够真实反映地下构造。对比单井速度预测钻井深度与单井速度场校正速度谱建模速度场预测钻井深度,并对比其误差精度,可以看出后者有效地解决了实际钻探过程中因速度异常而导致预测深度误差偏大的问题。因此钻前进行速度场建模与变速构造成图,对今后勘探井或评价井的部署及钻井深度精确预测具有重要的指导作用。
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    早古近纪极热时期古气候演化分析:以东营凹陷为例
    雷华蕊,姜在兴,周红科
    2018, 25(4): 176-184. 
    DOI: 10.13745/j.esf.yx.2017-10-2

    摘要 ( 361 )   PDF(2609KB) ( 394 )  
    早古近纪时期全球范围内出现长期的极热气候。为进一步揭示早古近纪时期陆相湖盆的古气候演化及其对湖盆沉积体系的控制作用,本文以东营凹陷孔一下—沙三下亚段为研究对象,以化石孢粉组合分析为主要手段,系统分析了东营凹陷早古近纪时期的古气候演化进程。本次研究选用23种具统计价值的化石孢粉属种,依据气候参数MAT、CMT和PER对孢粉的气候指示意义进行量化处理,将化石孢粉类型划分为喜热组、喜温组、广温耐寒组、耐旱组、喜湿组5个大类。分别参照温度指标TI和湿度指标HI的变化趋势,将东营凹陷早古近纪的温度演化进程划分为持续极热期、温热交替期、持续温暖期三个阶段,将其湿度演化进程划分为干湿交替期、持续干旱期、干湿交替期和持续湿润期4个阶段,指出湿度演化相对于温度演化存在明显的滞后效应,且在早古近纪极热时期湿度演化的滞后性尤为明显。本研究确定了东营凹陷早古近纪持续极热期的起止时间范围为53.89~47.48 Ma,持续时间达6.41 Ma。通过标定古近纪全球范围内的三期热气候事件在东营凹陷的对应层位,确定了ETM2、EECO事件对东营凹陷早古近纪持续极热气候的重要贡献。同时将古气候分析与岩相分析相结合,阐明古气候条件对盆地内沉积岩及其组合的控制作用。
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    柴达木盆地北缘早奥陶世台地-斜坡-盆地相沉积特征及控制因素
    马帅,陈世悦,贾贝贝,孙娇鹏,汪峰,曾涵钰
    2018, 25(4): 185-197. 
    DOI: 10.13745/j.esf.yx.2017-5-1

    摘要 ( 254 )   PDF(2686KB) ( 440 )  
    通过对柴北缘地区的野外地质调查及室内实验分析,根据地质剖面中发育的岩石组合类型、沉积构造等特征,对研究区早奥陶世台地斜坡盆地相沉积体系进行了详细研究。认为研究区早古生代持续的海平面上升、柴北缘洋陆俯冲及陆弧碰撞是控制该时期盆山格局及沉积充填演化的重要因素。柴北缘早奥陶世台地边缘颗粒滩相发育在多泉山组中下部,岩性以生物碎屑灰岩、鲕粒灰岩以及泥晶灰岩为特征。而研究区斜坡相深水物质主要是由重力流搬运的碳酸盐岩再沉积物组成,共识别出包括细粒沉降微晶泥、滑塌角砾岩、颗粒流、瘤状灰岩、碎屑流以及浊积岩等不同类型的斜坡异地沉积物。研究区盆地相处于碳酸盐岩沉积体系岛弧碎屑岩沉积体系两大沉积体系的转换位置。受到柴北缘洋陆俯冲及陆弧碰撞等影响,隆升的陆壳基底及大陆岛弧物质向盆地提供大量碎屑物质,因此在靠近岛弧边缘地区发育了砂质碎屑流、浊流等重力流沉积体系下的弧后盆地沉积产物。
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    湖相细粒混合沉积岩岩石类型划分:以准噶尔盆地吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组为例
    张少敏,操应长,朱如凯,葸克来,王健,朱宁,户瑞宁
    2018, 25(4): 198-209. 
    DOI: 10.13745/j.esf.yx.2017-5-2

    摘要 ( 295 )   PDF(3031KB) ( 642 )  
    通过岩心观察、薄片鉴定、扫描电镜分析、物性测试等技术手段,以吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组致密细粒沉积岩为研究对象,开展了岩相类型及特征的精细分析。研究结果表明:(1)致密细粒沉积岩矿物成分复杂、岩石组分多样,包括陆源碎屑组分、火山碎屑组分和碳酸盐组分,是一种过渡类型的混合沉积岩;(2)综合物质组分、沉积构造、有机质特征等因素,划分细粒混合沉积岩岩相类型,主要包括单一组分岩相和多组分混杂岩相两种类型,每一类岩相具有多种沉积构造,包括块状、条带团块状和纹层状等类型;(3)研究区主要发育块状泥晶云岩相、块状粉砂质砂屑云岩相、块状凝灰质粉砂岩相、条带状含凝灰云岩相、纹层状粉砂质/泥质沉凝灰岩相和纹层状云质泥岩相等,不同岩相类型的储集物性、孔喉结构特征以及储集空间类型存在差异,其中块状凝灰质粉砂岩相、条带状含凝灰云岩相和纹层状粉砂质沉凝灰岩相为最有利岩相类型。
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    广域电磁法在洞庭盆地北部生物气勘探中应用及远景靶区预测
    孙春岩,唐侥,赵浩,张仕强,王栋琳,贺会策,凌帆,李建华,贺岩
    2018, 25(4): 210-225. 
    DOI: 10.13745/j.esf.sf.2018.6.26

    摘要 ( 265 )   PDF(6183KB) ( 331 )  
    洞庭盆地地处湘西古生界边缘,经历了中生代晚白垩世盆地基本成型和新生代断块运动为主的两期构造旋回,为终成于燕山(中生代)延续于喜马拉雅(新生代)的断陷盆地。盆内局部凹陷白垩系之上存在着持续砂泥岩沉积及第四纪河流湖泊相现代沉积,具备了形成一定规模生物气藏的地质条件。2013—2015年笔者通过洞庭盆地浅层沉积物系统地球化学勘探,基本搞清了盆地内渗漏甲烷气体异常的分布状况。根据各指标地球化学异常特征,发现洞庭盆地北部沅江凹陷北部斜坡、青树嘴—河坝镇一带是洞庭盆地内生物气资源最有可能突破的远景区。为了追索渗漏甲烷气体来源,深化地球化学异常解释评价以及浅层生物气系统研究,2015—2016年在发现的生物气远景区,部署完成5条广域电磁测深和两条汞气测量剖面。本研究旨在通过实测地球物理和地球化学综合剖面的对比研究,揭示本区第四系构造分布和地球化学异常机制,为洞庭盆地生物气资源远景和气藏靶区的预测划分提供科学依据,也为勘探第四系生物气资源方法技术的选择提供了建议。勘探成果表明:(1)本区第四系能够满足生物气系统“生储盖”条件,具有生物气资源潜力;(2)沉积物游离烃甲烷地球化学异常是下伏第四系内气体聚集沿断裂带或沉积层向表层渗漏运移所致。酸解烃指标是识别有利于生物气体生储环境的敏感因子之一;(3)洞庭盆地工区西北部,P2剖面南段和P2线北部与P3、P4剖面交汇区域,具有良好的“自生自储”型生物气藏资源远景,是本区勘探生物资源天然气最有希望的靶区;(4)洞庭湖北部工区东部,P6测线南部接近沅江凹陷中心的四季红一带,是本区寻找 “自生自储”和“下生上储”型气藏的有利地带和资源远景区;(5)浅层沉积物地球化学勘探,有利于发现与生物气有关的气体渗漏、评价下伏沉积体系特性、缩小地球物理勘探靶区。地球化学与广域电磁剖面测量的结合是勘探生物成因天然气经济快速的方法技术。
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    中上扬子地区五峰组—龙马溪组硅质页岩的生物成因证据及其与页岩气富集的关系
    卢龙飞,秦建中,申宝剑,腾格尔,刘伟新,张庆珍
    2018, 25(4): 226-236. 
    DOI: 10.13745/j.esf.yx.2017-5-5

    摘要 ( 338 )   PDF(3162KB) ( 487 )  
    利用X射线衍射和扫描电子显微镜及能谱仪开展了岩石特征、矿物组成、微观结构特征和元素与矿物成分分析,研究了中上扬子地区五峰组—龙马溪组下段富有机质硅质页岩的成因及其与页岩气富集的关系。五峰组和龙马溪组下段硅质页岩中的脆性矿物石英含量较高,多在45%以上,最高达88%,而黏土矿物含量较低;少数页岩样品黏土矿物含量较高,同时碳酸盐矿物含量也较高,石英含量则较低。显微镜下发现富含石英的硅质页岩中大多存在大量团块状生物碎屑,并作为骨架颗粒与其他矿物基质胶结在一起,结构致密,而富含黏土矿物的页岩则多具水平层理和纹层理,未见生物碎屑。进一步的显微分析发现,富含石英的硅质页岩中的生物碎屑具有清晰的外形轮廓和圈层状生长结构及放射状针刺结构,显示出明显的硅质生物放射虫的形貌特征,且主要由硅和氧两种元素组成的能谱分析结果证实了确属放射虫。多种元素的面分布特征进一步反映出陆源物质的输入较少,而且海底的热液活动也极为有限的特征,指示页岩中硅质主要来源于放射虫生物骨架,为该段硅质页岩的生物成因提供了充分证据。放射虫大量发育的基本条件是海水中营养元素溶解态硅富集,浮游藻类在该环境下易于大量勃发,高的初级生产力条件为硅质页岩中有机质的富集奠定了重要物质基础。放射虫成因的硅质页岩还有利于页岩中原生无机孔隙和次生有机孔隙的保持和保存,对页岩气的富集有极为重要的控制作用。
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    高煤级煤储层含水性特征及其对吸附能力的影响
    李夏伟,刘大锰,蔡益栋,姚艳斌,张百忍,张学英
    2018, 25(4): 237-244. 
    DOI: 10.13745/j.esf.sf.2018.4.42

    摘要 ( 289 )   PDF(2091KB) ( 383 )  
    为了研究高煤级煤储层含水性对吸附能力的影响,对阳泉—寿阳区块8件代表性煤样开展了镜质体反射率、显微组分、孔隙度、压汞、核磁共振和甲烷等温吸附等实验,分析了煤储层孔径分布、核磁共振T2谱响应特征、核磁孔隙度以及煤岩吸附能力,同时对煤储层含水性和煤储层吸附能力的相互关系进行了分析。研究结果表明:高煤级煤储层孔隙以微孔发育为主,孔隙含水性以微小孔中的束缚水赋存状态为主,且其含水量随最大镜质体反射率(Ro,m)的增大而增加。在影响高煤级煤储层吸附能力的多种因素中,煤储层含水性对煤岩吸附能力起着决定性的作用,尤其体现在微小孔中的束缚水对吸附能力的影响,束缚水含量越高,煤岩吸附能力越差。
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    页岩储层-超临界CO2-模拟压裂液相互作用实验研究及其环境意义
    徐永强,李紫晶,郭冀隆,陈家玮
    2018, 25(4): 245-254. 
    DOI: 10.13745/j.esf.sf.2018.2.1

    摘要 ( 227 )   PDF(3905KB) ( 313 )  
    近年来,页岩气作为一种重要的非常规天然气来源,逐渐成为国内外关注的热点。当前的研究工作总体侧重于页岩气开采技术的改进与环境监测,对页岩气开采过程中水岩相互作用还少有报道。本文采用模拟实验,选取储层页岩样品,在温度90 ℃、压力10 MPa环境下,开展了CO2压裂液页岩相互作用实验研究。主要探讨页岩气开采过程中,由于常规水力压裂液以及后期超临界CO2的增注,造成的储层岩石矿物的变化以及返排液成分的变化。实验结果显示:压裂液能使岩石矿物发生溶蚀,超临界CO2的存在会进一步加剧溶蚀反应的进行,促使孔隙变大并产生更多的微孔隙,为页岩气提供更多的运移通道,有利于油气的运移。但是,存在的环境威胁不容忽视:一方面,岩石中会溶解出大量的Ca、Mg、Si元素和少量Fe、Mn等金属元素,超临界CO2、富有机质页岩以及压裂液中表面活性剂等物质在高温高压酸性环境条件下,容易生成挥发性有机物残留在地层中,极有可能沿着岩石破碎的孔隙、断裂发生迁移或泄露,从而对地下含水层造成污染;另一方面,多种成分进入高矿化度溶液体系经返排回到地表,也会增大处理返排液的难度。本文取得的实验数据和成果有助于理解页岩气储层在开采过程中可能发生的水岩相互作用过程及其潜在的环境风险。
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    地震地质
    地震成因综述
    杜建国,仵柯田,孙凤霞
    2018, 25(4): 255-267. 
    DOI: 10.13745/j.esf.yx.2017-12-21

    摘要 ( 696 )   PDF(4325KB) ( 1013 )  
    本文从地质、地球物理、地球化学和能量等方面分析了地震的成因。源于地核地幔的流体携带大量热能,为岩浆起源、地震形成和地热田提供了充足的能量,然而岩石聚集的应变能不足以产生中等以上的地震。大地震(M≥6.0)绝大部分分布在海沟、火山岛弧和大陆裂谷带等拉张性构造带,如环太平洋海沟、东印度洋海沟、大洋中脊、非洲裂谷、地中海—黑海—里海—波斯湾、欧亚大陆中部的伊塞克湖—阿拉湖—乌布苏湖—库苏古尔湖—贝加尔湖裂谷。流体在地球深部物质运动、地壳运动、地震和火山活动中扮演着重要作用。全球到处发育的隐爆角砾岩表明隐爆作用的普遍性。深部流体向上运移、向地表逃逸的过程中发生爆炸,在地球内部产生了不同震级和震源深度的地震。因此,隐爆应该是产生地震的主要机制。地震成因的隐爆模型不仅能够更好地解释不连续、各向异性的非弹性介质中发生的各类地震,譬如中深源震、震群、慢地震和非双力偶性地震等,而且能够更好地诠释全球地震、火山和地热带在空间上的吻合以及隐爆角砾岩型矿藏的形成。
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    广西灵山断裂北段古地震事件初步研究
    李细光,潘黎黎,李冰溯,聂冠军,吴教兵,陆俊宏,黎峻良,严小敏
    2018, 25(4): 268-275. 
    DOI: 10.13745/j.esf.yx.2017-12-25

    摘要 ( 349 )   PDF(2944KB) ( 443 )  
    目前国内古地震研究主要集中于中国西部、华北等强震构造区,华南大陆因地处中强地震构造区,很少发生7.0级以上地震,古地震遗迹少。同时华南大陆气候湿润,雨水较多,人类改造活动频繁,古地震遗迹难以保存,鲜有与古地震研究相关的报道,广西灵山震区的古地震研究弥补了华南大陆古地震研究少的缺陷。本文采用槽探、地表破裂带分析及测年等方法,揭露了在广西灵山断裂北段曾发生至少4次地震事件,其中3次古地震事件,1次历史地震事件,时间分别为距今约>36 300、25 000、13 090、80 a(最后者即1936年6级地震),4次地震事件强度有逐渐减弱的趋势。该4次地震事件的平均重复间隔约12 073 a,比中国西部、华北等地的一些古地震复发间隔长,主要原因在于灵山震区构造活动强度相对较弱。
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    环境地学
    中国淡水湖泊沉积物地球化学背景与环境质量基准建立的思考
    李敏,成杭新,李括
    2018, 25(4): 276-284. 
    DOI: 10.13745/j.esf.yx.2017-5-9

    摘要 ( 371 )   PDF(1977KB) ( 474 )  
    利用中国150余个淡水湖泊表层沉积物和深层沉积物的地球化学数据,采用中位数绝对中位差的方法统计获得了中国主要淡水湖泊沉积物的As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn、TN、TP、TOC及pH的地球化学背景值,为我国湖泊沉积物环境质量基准的建立和湖泊生态环境质量监管提供了重要依据。统计结果表明,我国表层湖泊沉积物中的As、Cd、Hg等重金属元素以及TP、TOC等发生了显著富集,显示出强烈的人类活动对湖泊沉积物环境质量的改变。在探讨国外环境质量基准值对我国淡水湖泊沉积物环境质量评价适应性的基础上,提出直接采用国外相关标准还不能客观评价我国湖泊沉积物的污染程度和生态风险,应充分考虑我国湖泊沉积物的地球化学背景,建立适应我国情况的沉积物环境质量基准。
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    长链烷基二醇及其指标在南海北部粤东沿海上升流地区的环境指示
    茅晟懿,朱小畏,贾国东,吴能友
    2018, 25(4): 285-298. 
    DOI: 10.13745/j.esf.sf.2018.5.28

    摘要 ( 151 )   PDF(4118KB) ( 283 )  
    本文以南海北部粤东沿海夏季上升流三个短柱状岩心为研究对象,通过二醇化合物分布分析测试和二醇环境参数的定量化重建,初步探讨了过去80年来海水表层温度(SST)、上升流活动和沉积环境演变过程及其交互关系。二醇温度指标(LDI)在粤东沿海地区较好地指示了年均SST,在三个岩心中均显示了整体增加的分布特征和相似的多年尺度变化趋势。此外,LDISST和二醇参数2具有非常好的线性关系(R2=0.85,n=49),其整体分布、多年尺度变化均和ENSO旋回一致,并且大部分高/低值和ENSO暖/冷年、南海夏季风强/弱年具有很好的对应关系,表明了二醇参数2可以作为粤东上升流强度变化(多年/单年尺度)的替代性指标。而1,14二醇含量和ENSO指标在多年尺度上显示了相似的波动特征,但大部分高/低值和南海夏季风指数、ENSO指标呈反相分布,说明了仅用1,14二醇含量不可反演粤东上升流。据此,利用二醇参数2初步重建了过去80年来粤东上升流演变信息:上升流强度整体上显示加强的分布趋势,大体上呈约2~5年周期变化。此外,三个岩心中1,15C30(二醇/二醇+酮醇)比值和二醇参数2在整体上和多年尺度上均呈现相反的分布特征,可能与上升流活动导致的1,15C30二醇母源再悬浮再氧化有关,而普遍较高的1,15C30二醇比值(≥0.82)反映的强还原环境则和上升流地区水体中含氧量普遍偏低相关。
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    煤矿酸性矿井水主动式生物修复中铁的行为与归宿
    盛益之,王广才,刘莹,李广贺
    2018, 25(4): 299-306. 
    DOI: 10.13745/j.esf.sf.2018.6.1

    摘要 ( 288 )   PDF(4733KB) ( 350 )  
    酸性条件下Fe(II)的生物氧化过程可以被有效应用于煤矿酸性矿井水修复中,但是Fe行为与归宿的不确定性增加了应用难度。本研究通过对某煤矿酸性矿井水场地发生的生物地球化学过程进行监测,富集培养场地沉积物嗜酸微生物群落,进行室内恒化生物反应器连续流实验,探究微生物作用下Fe及其他金属离子的行为与归宿。研究表明,Fe的形态转化是场地和反应器中最主要的生物地球化学过程。当pH<2.7时,反应更倾向于产生溶解性Fe(III);当2.7<pH<4.2时,反应更倾向于产生非溶解性Fe(III)。在酸性条件下,主动式生物反应器中其他金属离子并无明显形态转化。反应器中的沉积物主要由施氏矿物和针铁矿组成,并随着酸碱添加量的增加,向黄钠铁矾过渡。这些研究有助于将此类微生物过程应用于实际污染水体修复中,并为修复系统中的污泥回收和再利用提供科学依据。
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    秦皇岛牛心山高氟地下水分布特征及成因
    吴初,武雄,张艳帅,岩岩,朱鹏程
    2018, 25(4): 307-315. 
    DOI: 10.13745/j.esf.yx.2017-12-29

    摘要 ( 244 )   PDF(2837KB) ( 371 )  
    柳江盆地北部牛心山地区存在高氟地下水,严重影响居民身体健康。本文选取牛心山地区为研究区,对其浅层地下水运用Piper三线图、Gibbs图、氯碱指数图和离子比例图等方法进行水化学特征及其形成作用分析研究,从矿物溶解与沉淀、离子交换作用角度探讨了地下水中氟的来源和富集机理。结果显示:研究区地下水离子以Ca2+、Na+和HCO-3为主,水体偏碱性,F-浓度超标点位于火成岩侵入边缘地带,水化学类型为Ca(Na)HCO3、Ca(SO4)HCO3和Ca(Cl)SO4型,高浓度的F-赋存在Ca(Na)HCO3型水中,地下水水化学组分主要受岩石风化作用的影响;水文地球化学过程和地质因素控制地下水化学特征和氟化物的来源、分布;方解石、石膏溶解于地下水作为Ca2+来源影响萤石的溶解与沉淀,阳离子交换作用改变地下水中指定阳离子浓度间接影响F-浓度,同时碱性环境中吸附在黏土矿物上F-被OH-取代,溶解平衡和离子交换是地下水径流中F-浓度变化的主要控制因素。
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