地学前缘

Select

2023年第30卷第2期pdf

2023, 30(2): 0-0.

摘要 ( 84 )

PDF(331060KB) ( 291 )

相关文章 | 计量指标

Select

印度-欧亚板块主碰撞带全地壳尺度相互作用关系研究

郭晓玉, 罗旭聪, 高锐, 徐啸, 卢占武, 黄兴富, 李文辉, 李春森

2023, 30(2): 1-17.
DOI: 10.13745/j.esf.sf.2022.11.7

摘要 ( 593 )

HTML ( 169 )

PDF(11297KB) ( 583 )

印度板块自新生代早期开始沿雅鲁藏布江缝合带向北与欧亚板块碰撞以来,印度板块的深俯冲过程一直是大家关注的焦点,而垂向上主碰撞带全地壳尺度由深及浅的相互作用关系研究程度相对较弱,主要归咎于之前缺少全地壳尺度高分辨率数据资料,从而也阻碍了对主碰撞带巨厚地壳成因机制及深部地球动力学过程的了解。在本次研究中,分别基于横穿主碰撞带中部和东部的180 km及100 km长的深反射地震剖面进行精细构造地球物理学分析,揭示了主碰撞带全地壳尺度由深及浅的相互作用关系:(1)横向上,印度板块下地壳存在北向俯冲,且俯冲前缘有限的存在于南拉萨地体南缘。上覆的南拉萨地体则出现透明反射结构和中拉萨地体统一北倾的反射结构。(2)垂向上,印度地壳主要表现下地壳俯冲、中上地壳双冲构造回返结构。南拉萨地体四分之三的地壳表现为透明反射。占据另外四分之一的上地壳顶部表现为统一的南倾结构形态;中拉萨地体则以下地壳北倾、上地壳上拱反射结构为主。三者皆在垂向上出现差异性变形。(3)主碰撞带上地壳顶部表现为统一的后展式顶板逆冲推覆构造,该逆冲推覆系统可一直从南拉萨地体北边界的洛巴堆—米拉山断裂向南越过南倾的雅江缝合带延伸至北喜马拉雅穹窿背斜北翼。结合大地电磁数据所揭示的南拉萨地体高熔体百分比区域沿俯冲印度下地壳顶边界发生的南移现象,研究结果揭示南拉萨地体巨厚地壳主要由新特提斯构造域幕式岩浆作用所形成的新生地壳物质易挤压变形引起。同时,南拉萨地体幕式岩浆作用在印度与欧亚板块的相互碰撞作用过程中发生了热量的向南运移。该过程引发北喜马拉雅构造带深熔作用的同时减弱了北喜马拉雅构造带地壳机械强度,从而使中上地壳物质的双冲构造回返主要表现为短波长背型堆垛结构,并垂向增厚了俯冲印度地壳厚度。同时,背型堆垛构造形变过程所导致的北喜马拉雅穹窿带的加速出露给主碰撞带区域上地壳顶部带来北向的构造挤压推覆作用,最终使主碰撞带区域在北喜马拉雅穹窿区域以北展现为统一的后展式顶板逆冲推覆结构构造。印度-欧亚板块主碰撞带的圈层相互关系是造成该区域巨厚地壳的关键,其上地壳顶板逆冲推覆过程亦降低了主碰撞区域的地形起伏。

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

Select

西藏中部羌塘地体白垩纪以来隆升剥露过程

毕文军, 张佳伟, 李亚林, 邓玉珍

2023, 30(2): 18-34.
DOI: 10.13745/j.esf.sf.2022.11.50

摘要 ( 433 )

HTML ( 34 )

PDF(7876KB) ( 364 )

青藏高原的隆升直接影响了区域乃至全球的气候变化,其地貌演化过程存在较大争议。羌塘地体作为青藏高原的重要组成部分,了解其隆升和剥露过程对于认识高原中部的地貌演化具有重要意义。已发表的构造变形和低温热年代数据显示,羌塘地体地表隆升和剥露过程经历了早白垩世—古新世(125~65 Ma)、始新世(55~35 Ma)以及渐新世以来(<30~0 Ma)3个阶段。在白垩纪—古新世时期,拉萨-羌塘地体的碰撞以及中羌塘地体的构造负载导致逆冲断层和地表剥露从中羌塘地体向南、北扩展到南、北羌塘地体。在始新世时期,印度-亚洲板块连续汇聚引起拉萨地体和松潘-甘孜地体分别向北、南俯冲,导致南羌塘地体和北羌塘地体北缘强烈变形和剥露,而中羌塘地体和北羌塘地体中部微弱变形和剥露。此时,该地体的海拔至少达到了3.0~4.0 km。在渐新世以来,羌塘地体构造变形已经结束,地表剥露可能与该地体南北向正断层活动有关。

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

Select

西藏加查地区特提斯喜马拉雅带晚三叠世地层重新厘定及构造变形研究

唐宇, 王根厚, 韩芳林, 李典, 梁晓, 冯翼鹏, 张莉, 王卓胜, 韩宁

2023, 30(2): 35-56.
DOI: 10.13745/j.esf.sf.2022.8.55

摘要 ( 384 )

HTML ( 31 )

PDF(31933KB) ( 275 )

前人将西藏南部特提斯喜马拉雅带加查地区出露的上三叠统中低级变质岩组合“朗杰学群”统认为是一套深海-半深海复理石建造。近来调查研究发现,该晚三叠世地层中实则存在一陡立剪切带(SSB),其南北物质组成、构造变形以及变质作用等存在明显差异。SSB以北具有明显“岩块”+“基质”的增生杂岩特征,“岩块”主要包括变砂岩、灰岩、大理岩、绿片岩、玄武质片岩、变质基性岩、片理化阳起石岩和石榴石云母片岩等;“基质”主要由变质砂板岩、绢云千枚岩和绢云石英千枚岩(千糜岩)等组成,原生沉积构造基本不可见,未见化石保留。然而,SSB以南的地层主要为粗粒—细粒长英质砂岩、泥岩和浅变质板岩组成,重荷模、沟槽模、鲍玛序列、韵律层等原生沉积构造以及遗迹化石十分发育。构造解析表明增生杂岩主要发育两期构造变形:第一期构造变形(D₁)表现为顺层剪切形成向北缓倾、具有强烈透入分异面理、长英质脉体新生面理S₁,运动方向指示顶部朝南;第二期构造变形(D₂)表现为近南北向挤压应力作用形成的向南中-高角度倾斜构造置换面理S₂,运动学指示为顶部朝北逆冲剪切,顺劈理发育同构造中基性岩墙。SSB南侧地层主要发育一期近南北向挤压作用形成的褶皱-冲断构造,运动学指示为顶部朝南的逆冲剪切。加查增生杂岩中朝北逆冲叠瓦的构造样式与朗杰学群褶冲带中朝南逆冲叠瓦的构造样式共同构成正花状构造,锆石U-Pb年代学揭示增生杂岩“基质”时代与南部地层时代均为拉丁期—诺利期(242~220 Ma),增生杂岩中“岩块”时代有晚三叠世、晚侏罗世(146 Ma)和早白垩世(144 Ma),表现为“岩块”具有多时代特征。同构造中基性岩墙的形成时代为约56 Ma,代表北侧第二期构造变形事件发生在始新世早期,间接限定第一期构造变形可能发生在古新世—始新世之间。变形构造层次和构造演化研究认为,加查增生杂岩中发育的两期变形分别对应印度被动大陆北缘与亚洲大陆南缘之间的俯冲—增生和碰撞过程,即加查增生杂岩可能为印度被动陆缘俯冲形成。加查增生杂岩与朗杰学群褶冲带构成的正花状构造样式可能代表印度地壳增厚和喜马拉雅造山带隆升,SSB内发育朝南东东缓倾的线理构造,暗示动力学背景可能为始新世晚期印度地壳向亚洲大陆之下斜向俯冲。

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

Select

北喜马拉雅构造带东部Moho形态研究:以接收函数3DCCP方法为例

李春森, 徐啸, 向波, 郭晓玉, 吴优, 吴佳杰, 罗旭聪, 余嘉豪, 仝霄飞, 袁梓昭, 林燕琪

2023, 30(2): 57-67.
DOI: 10.13745/j.esf.sf.2022.8.56

摘要 ( 251 )

HTML ( 17 )

PDF(5956KB) ( 268 )

正在进行的印度与欧亚板块陆陆碰撞研究已取得丰硕的研究成果,然而印度地壳与欧亚大陆地壳的深部构造接触关系仍存在较大争议。因此在本次研究中,我们选取当前Moho几何结构展布研究争议最大的北喜马拉雅构造带东部为重点研究区域,基于布设的短周期密集台阵数据与公开的宽频带台站数据集,使用远震P波3DCCP叠加与改进的Moho拾取算法,获取了区域内高分辨率的3D Moho形态。综合前人接收函数2DCCP剖面、层析成像与大地电磁剖面等综合研究结果,本次研究共取得如下认识:(1)Moho深度从高喜马拉雅下方约60 km向北加深至雅江缝合带下方约70~75 km;(2)在雅江缝合带南部约28.9°N范围内出现东西向超120 km长的Moho深度突变带;(3)垂向上,该Moho埋深异常带两侧存在整体相反的Moho倾向和岩石圈热结构的差异,北倾的结构界面代表俯冲印度地壳前缘莫霍面几何结构,而南倾的则代表上覆的欧亚板块大陆地壳。综合研究分析表明,俯冲的印度地壳在北喜马拉雅构造带东部仅存在于雅江缝合带南侧,并没有越过雅江缝合带持续向北延伸。该种现象可能受控于两种作用:(Ⅰ)印度地壳俯冲前缘受南拉萨新生地壳的阻挡仅停留在雅江缝合带以南;(Ⅱ)该区域东构造结东侧印度大陆受到来自印度洋板块向东俯冲而发生顺时针转向拖曳。二者共同作用导致了北喜马拉雅构造带东部印度与欧亚大陆现今的地壳构造接触关系。

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

Select

驱动印度大陆北漂的动力是什么?

梁光河, 杨巍然

2023, 30(2): 68-80.
DOI: 10.13745/j.esf.sf.2022.11.5

摘要 ( 567 )

HTML ( 71 )

PDF(12046KB) ( 520 )

印度大陆板块从位于南半球的冈瓦纳大陆裂解并漂移到当前位置已得到普遍认可,但大陆板块运动的驱动力在大陆漂移学说提出至今一直存在争议,定量估算印度大陆板块运动的驱动力有助于减少争议。我们收集了印度大陆南部被动大陆边缘盆地区域的两条深反射地震勘探剖面,并对其进行了构造地质解译,详细估算了其莫霍面倾角,得到了地壳重力滑移剪切力的大小,用于解释印度大陆运动的动力机制。结果说明,印度大陆板块在地幔上涌形成的倾斜界面上能够产生足够大的重力滑移力驱动印度大陆向北漂移。由此提出一个“地幔上涌和重力滑移”双驱动大陆漂移模型,即大陆板块依靠连续的地幔热上涌和重力滑移力会持续漂移。该模型能够合理解释印度洋上的大陆残片,也能合理解释印度大陆北漂中左旋的成因机制。该重力滑移驱动机制为板块运动提供了一个新的动力模式,为认识板块运动驱动力提供了更为精确的约束信息。

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

Select

南海北部大陆边缘沉积物波分布特征及形成机制研究进展

刘晓磊, 李伟甲, 陆杨, 李星宇, 张淑玉, 余和雨

2023, 30(2): 81-95.
DOI: 10.13745/j.esf.sf.2022.2.67

摘要 ( 455 )

HTML ( 34 )

PDF(12936KB) ( 203 )

深海沉积物波形成过程研究对于重建古气候、古海洋、古构造以及海洋油气、天然气水合物等资源开发均具有重要意义,而南海北部大陆边缘因其复杂的构造沉积体系、独特的地形地貌以及丰富的矿产资源,是深海沉积物波形成演化研究的热点海域。本文系统总结了当前南海北部大陆边缘沉积物波相关研究进展,通过梳理前人关于南海沉积物波重点发育区域的系列工作,分析了自琼东南海域至台西南海域沉积物波的发育水深、坡度、波长、波高及波峰特征等内容,并讨论了不同区域沉积物波的成因机制与主控因素。其中台湾造山运动及北太平洋深部底流对台西南海域沉积物波影响强烈,珠江口海域则以内波作用为特点,同时发现南海沉积物波具有天然气水合物聚集的优越地质条件。但现有研究多局限于单一因素影响,缺少南海西南部沉积物波发育现状,缺乏海底原位观测手段。因此,后续研究应重视沉积物波形成的多因素动力过程耦合机制,深化南海南部沉积物波发育研究,同时加强海底地球物理探测技术和原位综合长期观测技术研究,为深入认识深海沉积物波形成演化过程提供技术支撑,助力海洋开发工程的安全建设。

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

Select

鄂尔多斯盆地中南部地区延长组砂岩溶蚀增孔模型的建立与应用

刘震, 朱茂林, 潘高峰, 夏鲁, 卢朝进, 刘明洁, 刘静静, 侯英杰

2023, 30(2): 96-108.
DOI: 10.13745/j.esf.sf.2022.2.73

摘要 ( 364 )

HTML ( 13 )

PDF(8796KB) ( 140 )

溶蚀作用作为一种建设性的成岩作用,对于砂岩储层储集空间的扩大以及储层性能的改善具有重要作用。由于现有研究更多的是从定性的角度出发表征溶蚀作用对于砂岩储层孔隙度的影响,对于溶蚀作用产生的孔隙度增加值有多少,对砂岩储层性能的改善效果有多大,目前暂不能定量表征。本文采用化学反应动力学基本原理,基于录井、测井数据,结合砂岩成岩序列、地层埋藏史和热史等资料,采用化学反应动力学基本原理,对鄂尔多斯盆地中南部地区延长组砂岩现今孔隙度特征及成因进行了分析,构建了砂岩溶蚀增孔定量模型,并用该模型对延长组砂岩孔隙度演化进行了模拟,取得以下主要认识:(1)研究区延长组现今砂岩孔隙度剖面总体上可分为正常趋势段和次生溶蚀增孔段两部分,依据次生孔隙形成的起始层位和形态特征,现今砂岩孔隙度剖面可划分为双峰Ⅰ型、双峰Ⅱ型、单峰Ⅰ型和单峰Ⅱ型4种类型;(2)延长组现今砂岩孔隙度主要经历了孔隙度减小和孔隙度增大两种变化效应。其中浅部地层孔隙度减小主要是缘于机械压实作用,深层孔隙度减小则是由于压实和胶结共同作用,而孔隙度增大主要由有机酸溶蚀长石等矿物形成的;(3)建立了砂岩溶蚀增孔定量表征模型,具体包括3个阶段:①地层进入酸化窗口之前,由于酸化溶蚀发生的条件不满足,砂岩溶蚀增孔量为0;②地层进入酸化窗口内,砂岩累计溶蚀增孔量是现今次生增孔量和时间的函数;③地层继续深埋超过酸化窗口后,溶蚀孔隙不再变化。表明砂岩溶蚀增孔模型是一个分段函数,具有明显的窗口效应;(4)运用砂岩溶蚀增孔模型对研究区延长组砂岩孔隙度演化进行了模拟,发现研究区南部镇泾地区红河1井长8砂岩、东部安塞地区丹40井长6砂岩及北部姬塬地区峰12井长4+5砂岩在酸化窗口内溶蚀作用产生的增孔量具有明显的阶段性演化特征,实现了溶蚀作用对于砂岩孔隙度增加值的定量表征。本文建立的砂岩溶蚀增孔模型可以定量计算酸化窗口内溶蚀作用形成的孔隙度增加值,首次实现了砂岩溶蚀增孔的定量模拟,在分析溶蚀作用和砂岩储层性能演化等方面具有比较重要的探索性意义。

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

Select

基于地层沉积反演的深时海平面变化曲线恢复方法

沈禄银, 潘仁芳, 段太忠, 刘彦锋, 李蒙, 廉培庆, 黄渊, 张德民

2023, 30(2): 109-121.
DOI: 10.13745/j.esf.sf.2022.2.64

摘要 ( 252 )

HTML ( 14 )

PDF(7513KB) ( 132 )

目前常用的海平面曲线恢复方法主要是基于地层沉积的旋回性分析和同位素测量,受地层不完整性的影响较大,海平面变化恢复不够合理。本文基于全球海平面变化旋回与天文旋回、沉积旋回在时间周期上具有较好的多级旋回对应特征,提出了采用傅里叶变换多级正弦分解函数化海平面变化曲线,然后通过地层沉积反演求取函数化的全球海平面变化参数的方法。利用地层沉积模拟方法,求取了元坝地区长兴期的全球海平面曲线,与同时期的Haq曲线、Fischer方法获得的海平面变化曲线相比,具有更多的海平面变化信息,恢复的海平面变化更合理。傅里叶级数函数化海平面变化曲线不仅推动了海平面变化的定量化和函数化发展,还有利于用地层沉积反演求取海平面变化曲线。这种求取海平面变化的新思路,与传统的海平面变化恢复方法相比定量化程度高,对输入资料要求低,具有较好的适用性和更广的应用前景。

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

Select

伊拉克南部白垩系层序格架与沉积特征

韩海英, 郭睿, 王君, 秦国省, 孙晓伟, 余义常, 苏海洋, 高阳

2023, 30(2): 122-138.
DOI: 10.13745/j.esf.sf.2022.2.61

摘要 ( 415 )

HTML ( 22 )

PDF(15977KB) ( 229 )

白垩系是伊拉克南部油气勘探开发生产的重要目的层,但各大油田之间缺乏系统的层序地层研究,制约了开发生产的精细部署,因而开展层序地层和沉积体系研究具有重要的理论和实践意义。本文以层序地层学及沉积学理论为指导,依据岩心、录井、测井及地震等资料,对层序边界进行识别并对层序进行划分,分析了伊拉克南部白垩系沉积体系的演化特征。研究认为伊拉克南部白垩系以生物碎屑灰岩沉积为主,层序界面有不整合面、暴露面、岩性突变面及沉积相转换面等类型,据此可划分为两个一级层序(AP8,AP9)、6个二级层序(SS1-SS6)、22个三级层序(SQ1-SQ22),单个三级层序持续2~4 Ma不等。下白垩统划分为3个二级层序:SS1自南向北发育了内缓坡到深水盆地的沉积体系,自下而上为由盆地泥晶灰岩渐变到内缓坡颗粒灰岩的沉积序列;SS2下部沉积自西南向东北由三角洲砂岩渐变为深水陆棚碳酸盐岩,上部发育了盆地泥灰岩到浅水陆棚碳酸盐岩的沉积序列;SS3下部自西南向东北由辫状河粗砂岩演变为浅海相细砂岩,上部发育海相碳酸盐岩的沉积序列。上白垩统划分为3个二级层序:SS4自西向东发育了从深水陆棚到浅水碳酸盐岩缓坡-台地沉积,纵向上看为水体逐渐变浅的沉积序列;SS5发育以细粒碳酸盐岩为主的缓坡沉积体系,浮游有孔虫灰岩占主导地位;SS6发育了三期向上变浅的缓坡碳酸盐岩沉积序列,顶部发育陆棚相白云岩。碳酸盐岩缓坡滩、台地边缘滩和两期陆源碎屑砂体是最有利的勘探开发对象。构造活动对内缓坡滩和台地边缘礁滩的发育及分布具有重要的控制作用。

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

Select

鄂尔多斯盆地及邻区早二叠世构造-沉积环境与原型盆地演化

翟咏荷, 何登发, 开百泽

2023, 30(2): 139-153.
DOI: 10.13745/j.esf.sf.2022.2.70

摘要 ( 515 )

HTML ( 47 )

PDF(13267KB) ( 378 )

鄂尔多斯盆地下二叠统致密砂岩气近年来取得重大突破,发现一系列大型致密气田。研究该时期的构造-沉积环境与原型盆地是探究鄂尔多斯盆地及邻区演化过程和油气进一步勘探的基础。本文运用最新的钻井、野外露头等地质资料,结合前人的研究成果,重建鄂尔多斯盆地及邻区早二叠世各沉积时期的构造-沉积环境,探讨原型盆地性质及演化过程。早二叠世构造-沉积环境受北缘古亚洲洋和南缘勉略洋俯冲的影响,以活动大陆边缘为特征。太原组在晚石炭世的古地势基础上继承性发育,基准面呈上升趋势,以广阔的潮坪-潟湖环境为主,见小型潮控三角洲。山西期是鄂尔多斯盆地海陆过渡的关键时期,海水快速从盆地东南部退出。山西组沉积早期,受区域性挤压作用影响,形成以三角洲体系为主的海陆过渡体系,盆地东部残存潮坪-开阔台地;晚期基准面整体先上升后下降,东部残存海相沉积环境向南退去。山西组沉积期后,盆地主体进入陆相沉积阶段。早二叠世盆地以稳定的沉降为特征,体现了稳定克拉通性质。由此可见,早二叠世盆地性质表现为克拉通内拗陷的特征,周缘构造环境、湖盆的差异沉降以及古隆起、古拗陷的发育对该时期的沉积充填演化具有重要影响,控制着沉积中心向盆地东部扩展。

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

Select

扬子板块、澳大利亚板块、印度板块在新元古代晚期(750~540 Ma)古板块再造:来自古地磁制约

刘磊鑫, 李江海, 马昌明

2023, 30(2): 154-162.
DOI: 10.13745/j.esf.sf.2021.11.3

摘要 ( 283 )

HTML ( 16 )

PDF(2200KB) ( 258 )

扬子板块在新元古代时期作为Rodinia超大陆的重要组成部分,其位置一直存在争议。为探讨扬子板块在新元古代晚期的位置,综合前人发表过的古地磁数据,利用古地磁研究方法,对扬子板块与澳大利亚板块、印度板块在新元古代晚期的相对位置关系进行研究。根据地层对比、锆石测年等诸多证据,将扬子板块置于印度板块北缘(现今位置)、澳大利亚板块西北缘(现今位置)。基于扬子、印度、澳大利亚运动学特征分析,认为扬子板块在Rodinia超大陆裂解时运动至高纬度地区,750~635 Ma期间,扬子板块处于中高纬度地区,在635 Ma时开始快速向低纬度地区运动。虽然将扬子置于印度北缘,但认为二者并不相连,而是到了570 Ma左右发生碰撞后连接到一起,并一同加入冈瓦纳大陆。

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

Select

西藏雅拉香波早白垩世变质基性岩和斜长角闪岩的发现及其地质意义

赵晓燕, 杨竹森, 杨洋, 曹煜, 范建彪, 赵苗

2023, 30(2): 163-182.
DOI: 10.13745/j.esf.sf.2022.2.63

摘要 ( 369 )

HTML ( 20 )

PDF(9974KB) ( 203 )

特提斯喜马拉雅带内雅拉香波地区首次发现白垩纪的变质基性岩。为进一步探讨雅拉香波变质基性岩的岩石成因、岩浆源区以及其经历的变质过程,本文报道了雅拉香波变质基性岩及斜长角闪岩岩石地球化学、锆石U-Pb年代学及电子探针成分数据。研究表明,雅拉香波变质基性岩锆石U-Pb等时线年龄为(127.97±0.47) Ma,形成于早白垩世。变质基性岩可分为弱变形(组1)和强变形(组2)两种类型。组1具有较低含量的SiO₂(41.82%~48.23%)、Na₂O(0.48%~3.06%)、K₂O(0.05%~0.12%),相对较高含量的Al₂O₃(11.31%~13.88%)、CaO(8.87%~15.36%)、MgO(4.62%~7.47%);相比于组1,组2的Al₂O₃含量(19.65%、22.46%)明显升高,MgO含量(3.26%、3.5%)降低,其他元素含量差异不大。斜长角闪岩的SiO₂含量为47.41%~48.53%,Na₂O(3.41%~3.84%)、K₂O(0.56%~0.6%)含量低,具有较高的Al₂O₃(13.98%~14.24%)、CaO(10.88%~11.40%)、MgO(6.12%~6.15%)含量。变质基性岩和斜长角闪岩均属于玄武岩,具有洋中脊玄武岩(MORB)的性质。组1和斜长角闪岩显示出平缓的稀土元素配分形式,与正常型洋中脊玄武岩(N-MORB)非常类似,而组2则具有富集型洋中脊玄武岩(E-MORB)的特征;地壳组分对变质基性岩的贡献很小,而斜长角闪岩表现出明显的壳源物质混染特征。雅拉香波变质基性岩为一退变质演化过程,经历了石榴子石相变质作用阶段及绿帘角闪岩相变质作用阶段。变质基性岩同时具有N-MORB和E-MORB的特征,在地球化学性质上可以与Comei大火成岩省内已报道的基性岩进行很好地对比,暗示它们具有相似的岩浆源区和地球动力学背景,形成于地幔柱活动条件下与大印度从澳大利亚裂解出来有关的伸展背景。

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

Select

西藏南部冈底斯带东段晚白垩世中性侵入岩的成因矿物学研究:对构建穿地壳岩浆系统的启示

王文鲁, 李小伟, 张泽明, 田作林, 李增胜, 孙雨沁, 刘强, 丁慧霞, 郝昭歌

2023, 30(2): 183-214.
DOI: 10.13745/j.esf.sf.2022.2.83

摘要 ( 374 )

HTML ( 21 )

PDF(22069KB) ( 248 )

穿地壳岩浆系统为认识岩浆岩中矿物成因以及矿物间的不平衡关系提供了一个新的切入点,即造岩矿物在固结之前,可能在不同地壳层次的岩浆房内经历过生长、熔蚀或流体改造等过程。如何追踪和梳理不同造岩矿物的演化历史,成为阐明岩浆岩成因的一个关键科学问题。本文以西藏冈底斯弧东段里龙含单斜辉石石英闪长岩和黑云母闪长岩为主要研究对象,对其中主要造岩矿物(单斜辉石、角闪石、黑云母、斜长石等)进行了系统的成因矿物学研究,并构建了穿地壳岩浆系统的组成要素。根据矿物的稀土元素含量和不同矿物之间的接触关系,将含单斜辉石石英闪长岩中的单斜辉石和角闪石分为Ⅰ型单斜辉石(∑REE含量高)、Ⅱ型单斜辉石(∑REE含量低)、ⅠA型角闪石(∑REE含量高)、ⅠB型角闪石(∑REE含量低),将黑云母闪长岩中的角闪石命为Ⅱ型角闪石。经过矿物温压计和水活度计计算获得了相应的结晶温压条件和体系水含量。其中Ⅰ型单斜辉石为:温度1 159~1 175 ℃,压力637~799 MPa,水含量2.5%~3.4%;Ⅱ型单斜辉石为:温度1 180~1 181 ℃,压力482~524 MPa,水含量2.4%~2.8%;ⅠA型角闪石为:温度806~854 ℃,压力320~434 MPa,水含量7.5%~7.9%;ⅠB型角闪石为:温度776~848 ℃,压力196~386 MPa,水含量6.9%~8.6%;Ⅱ型角闪石为:温度783~857 ℃,压力246~327 MPa,水含量6.5%~9.4%。这表明单斜辉石的温度、压力比角闪石高,而水含量比角闪石低,暗示单斜辉石和角闪石来自不同层次的岩浆房。进一步对与单斜辉石平衡的熔体进行了计算,推断至少一部分单斜辉石来自演化的玄武安山质岩浆,而与角闪石对应的平衡熔体Mg^#值较低,对应流纹质岩浆。本研究还对单斜辉石与角闪石“再循环晶”进行了识别,指示整个岩浆过程是在开放岩浆系统中完成的,并经历了不同期次的岩浆补给或混合事件。本研究发现中性岩的母岩浆可以由不同成因的再循环晶与中酸性熔体混合形成。

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

Select

辽东半岛青城子地区晚三叠世构造岩脉成因及其金成矿意义

董小宇, 孔若颜, 颜丹平, 邱亮, 邱骏挺

2023, 30(2): 215-238.
DOI: 10.13745/j.esf.sf.2022.1.21

摘要 ( 369 )

HTML ( 16 )

PDF(16529KB) ( 208 )

青城子地区作为辽东半岛重要的金矿集区,其金成矿与中生代岩浆作用关系极为密切。区内广泛发育有与金矿脉密切相关的中生代晚三叠世花岗质岩脉,脉体主要沿NE和EW向断裂构造在224~217 Ma侵位,随后经历了伸展构造作用改造。岩石地球化学分析显示岩脉具有高Sr((362.00~1 296.85)×10^-6)、低Y((4.73~12.30)×10^-6)、低Yb((0.49~1.05)×10^-6),以及较高Sr/Y值(38~118)等高Sr低Yb花岗岩特征,在构造判别图解中多位于同碰撞区域。Sr-Nd同位素组成特征显示岩脉(⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_i值高(0.707 8~0.710 9),ε_Nd(t)值低(-16.34~-15.30),二阶段模式年龄较为古老( $T D M 2$ =2 323~2 237 Ma),指示其形成于加厚古老下地壳的部分熔融。同时,侵位时间稍晚于岩脉的弟兄山岩体(211 Ma)的地球化学特征指示其形成于后碰撞伸展环境。因此,我们认为区内晚三叠世岩脉可能形成于华北-华南板块陆-陆碰撞末期挤压-伸展转换这一构造背景。青城子地区晚三叠世岩脉与金矿脉在时间、空间及成因上关系密切,二者多平行产出,构造背景相同,部分岩脉即是矿脉。青城子地区金矿主成矿期可能为晚三叠世,在早白垩世构造-岩浆作用的改造下矿化再富集,具多期矿化的特征,区域内成群发育的晚三叠世岩脉可作为重要的找矿标志。

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

Select

香港世界地质公园东平洲平洲组新发现火山岩的锆石U-Pb测年、地球化学及地质意义

王璐琳, 刘晓鸿, 张志光

2023, 30(2): 239-258.
DOI: 10.13745/j.esf.sf.2022.2.87

摘要 ( 386 )

HTML ( 9 )

PDF(7656KB) ( 141 )

香港世界地质公园东平洲平洲组由于缺乏地质年代学数据,其时代归属一直存在较大争议。在该组中段下部新发现火山岩夹层,经薄片鉴定为流纹质玻屑凝灰岩,进行锆石U-Pb年代学和岩石地球化学研究,并在此基础上探讨其岩石成因和构造意义。锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果表明平洲组火山岩形成于早白垩世。地球化学数据显示,流纹质玻屑凝灰岩全碱含量较高(w(Na₂O+K₂O)=5.58%~9.45%),轻稀土元素分馏明显,轻稀土富集,重稀土亏损,Eu的负异常明显;微量元素呈现Rb、Ba等大离子亲石元素相对富集,高场强元素Th、U、Pb、Zr等相对富集,Sr强烈亏损,Ta、Nb相对亏损的特征。表明研究区平洲组火山岩是由大陆地壳的深熔作用形成,形成于太平洋板块俯冲引起的弧后伸展环境,是香港早白垩世火山活动最后阶段的产物,与我国东南沿海早白垩世大规模岩石圈伸展减薄和岩浆作用有关。本文的岩石地球化学和同位素年代学数据为东平洲平洲组的最新资料,为我国东南部早白垩世火山活动和构造演化提供了新的年代数据。

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

Select

二连盆地吉尔嘎朗图凹陷南部基底花岗岩形成演化及其大地构造背景研究

郭知鑫, 杨永太, 任祎, 王正庆, 冯志刚, 陈亮, 唐振平

2023, 30(2): 259-271.
DOI: 10.13745/j.esf.sf.2022.2.58

摘要 ( 209 )

HTML ( 14 )

PDF(9002KB) ( 142 )

二连盆地是中国北方重要的油气基地、煤炭基地和铀矿床富集区。基底花岗岩是盆地重要的含铀岩系沉积物源和铀源,以及重要的油气储层。然而,至今对二连盆地基底花岗岩的形成年代、成岩后剥蚀抬升历史及其与盆地构造演化关系的认识仍然比较薄弱。本文以吉尔嘎朗图凹陷南部地区钻井揭露的基底花岗岩为研究对象,通过锆石U-Pb年龄分析、锆石和磷灰石裂变径迹年龄分析,结合盆地地层和构造演化历史,对吉尔嘎朗图凹陷南部基底花岗岩的形成和演化进行了系统研究。研究结果表明,凹陷南部地区基底花岗岩成岩时代为早侏罗世(约175 Ma),成岩后经历了晚侏罗世( (154±7) Ma、(146±7) Ma)和早白垩世中晚期( (114±8) Ma)两期冷却事件。本文认为早侏罗世花岗岩的形成与蒙古—鄂霍茨克洋板块南向俯冲有关,成岩后的两期冷却事件记录了二连盆地经历的两期挤压构造作用,其中晚侏罗世冷却事件可能与蒙古—鄂霍茨克洋的关闭有关,早白垩世中晚期的冷却事件可能与亚洲大陆东缘发生的陆-陆碰撞事件有关。

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

Select

沂沭断裂带及其邻区地壳P波层析成像研究

崔鑫, 宋秀青, 石耀霖, 殷海涛, 朱元清, 董腾超

2023, 30(2): 272-281.
DOI: 10.13745/j.esf.sf.2022.2.62

摘要 ( 297 )

HTML ( 14 )

PDF(12654KB) ( 184 )

沂沭断裂带是华北克拉通东部的重要断裂带,历史上发生过8¹/₂级强震,区域速度模型研究可以提升地震震动图精度以及地震烈度速报的准确性,有助于防御未来的巨震,降低震害损失。本文搜集了沂沭断裂带及其邻近区域2008—2020年的数字地震波数据,经过数据降丛集化、走时数据正态分布筛选等处理得到了地震事件震中参数和走时震相数据。基于FMTOMO方法,反演得到了沂沭断裂带地壳三维速度结构。反演结果显示,在近地表地层,速度分布特征与地表地质构造单元存在密切联系,褶皱带和基岩出露区域常常呈现高速速度分布,含较厚土层的凹陷或海域区域则一般呈现低速速度分布;在中地壳地层,速度分布特征与地震活动性有密切的联系,地震震中往往密集分布于高速和低速的过渡区域。在莫霍面深度,沂沭带的速度分布呈现了分段性差异特征,且两侧的速度分布存在差异。这可能意味着断裂带深达地幔的现象。且在沂沭带中南段区域,存在高速速度分布特征,这可能与区域地幔物质上涌有关,也可能构成强震的孕震背景。郯城区域从地表至地幔顶部均显示高速速度异常,该区域会积累高应力,可能发生8级以上地震,推测其复发周期应该很长。

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

Select

燕山构造带东段中生界盆地页岩油气地质研究现状与展望

牟汉生, 薛欣宇, 姜在兴

2023, 30(2): 282-295.
DOI: 10.13745/j.esf.sf.2022.2.72

摘要 ( 312 )

HTML ( 11 )

PDF(10402KB) ( 141 )

中国陆相盆地页岩油资源丰富,是我国未来油气增储上产的重要战略接替领域。燕山构造带东段(辽西地区)中生界盆地群页岩油气资源丰富,但尚处于油气勘探空白区,落实其勘探前景势成必然。基于研究区勘探的实际情况,并通过与国内外典型页岩油气盆地石油地质条件对比,综合沉积体系以及烃源岩地球化学参数分析等,明确了燕山构造带东段中生界盆地群页岩油气的资源潜力。研究结果表明:(1)下侏罗统北票组和下白垩统九佛堂组均发育连续厚层的暗色泥页岩,为主力烃源岩层位;(2)烃源岩的总有机碳(TOC)含量均值为1%~4%,以II₁型或II₂干酪根为主,且指示热演化成熟度的镜质体反射率(R_o)普遍高于0.6%,具有良好的油气潜力;(3)两套烃源岩层系均富含火山碎屑成分,脆性矿物含量较高,具有良好的可改造性。针对陆相含油气盆地页岩油气勘探存在的问题,首先讨论了赋存页岩油气重要载体的碳酸盐质细粒沉积岩的多源成因机制与油气富集类型,其中研究区以火山热液型和混源型甜点为主;另外探讨了火山-湖泊作用对有机质的富集效应,认为火山灰的输入提升了有机质的富集效力。同时,根据以往的勘探实践经验,提出原型盆地恢复技术和“天-地-钻”三位一体技术是解决复杂造山带油气勘探(特别是密植山区)中面临的诸多问题的关键。

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

Select

乌伦古地区石炭系火山岩成岩作用及其对储层发育的影响

谷文龙, 牛花朋, 张关龙, 王圣柱, 于洪洲, 焦小芹, 熊峥嵘, 周健

2023, 30(2): 296-305.
DOI: 10.13745/j.esf.sf.2022.2.65

摘要 ( 201 )

HTML ( 4 )

PDF(15059KB) ( 99 )

准噶尔盆地石炭系具有广阔的油气勘探前景,但勘探效果一直不理想。本文通过岩心观察、薄片鉴定、阴极发光以及扫描电镜、微米CT等多种分析结果,重点对准东北缘乌伦古地区火山岩储层的成岩作用及其对储层发育的影响进行了研究。研究结果表明:研究区火山岩先后经历了冷凝固结、岩浆期后热液作用、风化剥蚀淋滤作用和埋藏成岩作用4个成岩阶段,主要发育冷凝固结作用、压实作用、溶蚀作用、充填胶结作用、蚀变作用和交代作用6种成岩作用。冷凝固结作用和溶蚀作用可以形成原生孔隙、溶蚀孔和溶蚀裂缝,对改善储层质量起关键性作用;压实作用、充填胶结作用、蚀变作用及交代作用大大减少了原有储集空间。CT扫描成像、测井解释等定量化分析结果表明上石炭统储层储集性能略优于下石炭统,研究区有利储层发育区主要位于上石炭统储层。

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

Select

考虑微纳米限域效应对相平衡影响的CO₂驱油机理研究

张园, 张敏, 刘仁静, 陈俊杰

2023, 30(2): 306-315.
DOI: 10.13745/j.esf.sf.2022.2.80

摘要 ( 308 )

HTML ( 6 )

PDF(2097KB) ( 109 )

注二氧化碳能够有效提高致密油藏采收率。然而,致密储层低孔、低渗,微纳米孔喉发育,孔隙中流体受到吸附、流体分子与孔壁相互作用等限域效应的影响,传统相态理论难以对微纳米孔隙中二氧化碳同烃类的相互作用进行准确描述。为此,本文首先提出一种考虑微纳米限域效应的相平衡理论模型。通过引入吸附效应和流体分子-孔壁相互作用参数,对Peng-Robinson状态方程(PR-EOS)进行修正。分别计算了流体组分的无因次临界温度和临界压力的相对偏差值,计算值同实验值符合良好,验证了算法的准确性。然后进行了储层温度压力下的流体相平衡计算。结果表明,微纳米限域效应使流体泡点压力降低,溶解气油比和地层油体积系数增大,原油黏度和界面张力降低。此外,对于CO₂驱油过程中轻烃抽提作用和CO₂扩散作用研究表明,微纳米限域效应使轻烃的抽提系数降低,CO₂扩散作用增强,有利于CO₂与原油充分接触,提高原油采收率。该模型能够准确预测致密储层CO₂-原油多组分混合物的相行为,为致密储层CO₂驱油提高采收率技术的应用提供理论支持。

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

Select

中国东部地热异常区深层高温分布特征与动力学背景

张健, 方桂, 何雨蓓

2023, 30(2): 316-332.
DOI: 10.13745/j.esf.sf.2022.1.20

摘要 ( 513 )

HTML ( 36 )

PDF(15621KB) ( 459 )

中国东部的东北地热异常区、华北及华东地热异常区、东南丘陵-沿海地热异常区是中国重要的地热资源区,研究其深部地温分布特征与动力学背景对合理开发、高效利用地热资源具有重要的科学意义。中国东部自北向南,地热地质条件及热源成因各不相同。东北地区地热资源主要分布在长白山、松辽盆地、二连盆地以及依兰-伊通裂谷地堑,是火山、裂谷地堑、深断裂活动区,其深部热源与地温分布主要与西太平洋现代俯冲板片的岩浆活动有关。华北及华东地区地热资源主要分布在渤海湾盆地、南华北盆地群、郯庐断裂带的临沂-郯城段以及苏北盆地,是裂谷地堑、活动深断裂、岩溶热储发育区,其深部热源及地温分布主要与青藏高原东向挤出、太平洋俯冲后撤导致的盆地伸展、断陷以及深大断裂带走滑活动有关。东南丘陵-沿海地区地热资源主要分布在广东中西部、江西中南部以及福建东北部,是火山、岩体放射性高值区,其深部热源及地温分布主要与南海张裂、岩石圈减薄的岩浆活动有关。深部地温及居里面计算结果表明:中国东部地热异常区热流值≥80 mW/m²的点在10 km深度的地温分别为,东北260~360 ℃,华北及华东270~400 ℃,东南丘陵-沿海地区260~340 ℃。在居里温度统一取475 ℃的条件下,居里面深度分别为:东北14.7~23.7 km,平均20.5 km;华北及华东18.4~26.5 km,平均22.1 km;东南丘陵-沿海地区16.9~24.9 km,平均21.9 km。综合分析认为,中国东部存在3种不同特征的地热资源区:长白山、东营等地,浅层地温高,居里面浅,地幔热源浅;松辽盆地中部的大安-大庆之间、渤中坳陷北侧的唐山等地,浅层地温高,但居里面深,地幔热源深;泉州-漳州之间浅层地温低,但居里面浅,地幔热源浅。

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

Select

BIFs的形成及其铁氧化机制研究进展与展望

黄柳琴, 李林鑫, 蒋宏忱

2023, 30(2): 333-346.
DOI: 10.13745/j.esf.sf.2022.2.81

摘要 ( 518 )

HTML ( 32 )

PDF(4094KB) ( 437 )

条带状铁建造(banded iron formations, BIFs)是早前寒武纪(3.8~1.8 Ga)缺氧古海洋中大规模Fe(II)氧化形成的一类富铁沉积岩,具有典型的硅质层与铁质层互层的条带状或层状结构,形成的铁矿物主要以磁铁矿和赤铁矿为主。BIFs构成了全球规模最大、储量最多的铁矿类型,具有重大的经济价值。BIFs也是地球环境与生命协同演化的产物,是研究早期地球许多重大演化事件(如大氧化事件)独特的载体。然而,由于早前寒武古海洋环境和沉积条件的独特性,尽管经过了近百年的研究,BIFs成因仍存在许多未解之谜。其中,最关键的科学问题莫过于溶解态Fe(II)如何在缺氧古海洋中大量氧化形成特定的铁矿物组合。本文首先概述了BIFs类型、物质组成及来源,以及沉积条件等基本信息;然后从BIFs特殊的沉积环境入手,综述了前人提出的Fe(II)氧化机理及存在的一些问题,讨论了微生物驱动下的氮元素生物地球化学循环对Fe(II)氧化及BIFs形成的贡献及相关研究进展,最后对BIFs成因研究提出了展望。

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

Select

东昆仑夏日哈木矿区热液型铅锌矿体成因及地质意义

陈欣, 王辉, 毛景文, 于淼, 乔建峰, 王治安

2023, 30(2): 347-369.
DOI: 10.13745/j.esf.sf.2022.2.76

摘要 ( 341 )

HTML ( 15 )

PDF(11999KB) ( 244 )

夏日哈木是近年来在东昆仑成矿带探明的一个超大型岩浆型Ni-Co硫化物矿床,然而,随着矿区深部和外围找矿工作的不断深入,矿区内相继发现与岩浆硫化物型矿体特征明显不同的热液型Pb-Zn±Cu±Ag矿体,已探明的金属量达10万吨。为进一步揭示热液型矿体的成因及其产出背景,本文系统地开展了矿化蚀变特征和成矿年代学研究工作。新发现的热液型矿体主要呈似层状产于古元古代金水口群白沙河岩组的大理岩与片麻岩的层间构造带内,矿石矿物主要为方铅矿、闪锌矿和黄铜矿,脉石矿物为辉石、石榴子石、绿帘石、绿泥石、榍石、磷灰石、石英及方解石等。电子探针分析结果显示,辉石属于透辉石-钙铁辉石系列,矿物端员组分为Di_65.44~79.01Hd_18.55~30.78Jo_1.63~0.51;石榴子石属于钙铝榴石-锰铝榴石系列,矿物端员组分为Gro_24.93~92.17And_3.29~9.95(Spe+Alm)_1.68~67.29;绿帘石和绿泥石均有高Mn特征。综合以上矿物学研究工作,认为其属于夕卡岩型矿体。LA-ICP-MS微量元素分析显示,榍石稀土元素总量较低,稀土配分模式为右倾的轻稀土富集型,Th/U为0.23~1.97,平均值为0.94,与典型的热液榍石稀土元素组成相近。LA-ICP-MS微区原位U-Pb定年获得的热液榍石²⁰⁷Pb校正后的²⁰⁶Pb/²³⁸U加权平均年龄为(413.3±3.6) Ma(n=23, MSWD=0.96);热液磷灰石²⁰⁷Pb校正后的²⁰⁶Pb/²³⁸U加权平均年龄为(414±13) Ma(n=17, MSWD=1.03),代表夕卡岩型矿体成矿作用发生于早泥盆世,与岩浆型镍钴硫化物矿体的成矿时代在误差范围内基本一致。结合成矿地质条件,本文认为夏日哈木矿区发育具有时空联系的岩浆型与热液型两套成矿系统,区域伸展背景下幔源岩浆上涌导致地壳岩石发生部分熔融,形成浅部酸性岩浆房,熔体沿着伸展作用形成的构造薄弱带上升,分异产生岩浆流体,与古元古代金水口群大理岩发生接触交代作用,形成夕卡岩型Pb-Zn±Cu±Ag矿体。此外,本文为东昆仑成矿带泥盆纪夕卡岩型铅锌成矿作用的存在提供了直接的成矿年代学佐证,关注岩浆型与热液型两套成矿系统的共存,对开展综合找矿评价具有重要的理论和实际意义。

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

Select

白云鄂博矿床稀土富集过程:来自成因矿物学的证据

申俊峰, 闫国英, 张萌萌, 王昭静, 徐渴鑫, 孟文祥

2023, 30(2): 370-383.
DOI: 10.13745/j.esf.sf.2022.10.40

摘要 ( 434 )

HTML ( 23 )

PDF(18681KB) ( 414 )

稀土富集机制一直是白云鄂博矿床的重要研究内容之一,深刻理解稀土矿物的形成过程对于高质化开发利用稀土资源具有重要意义。白云鄂博主矿区矿石样品扫描电镜观察显示:最主要的两种稀土矿物氟碳铈矿和独居石常常呈细脉状产出,局部稀土细脉明显是由微细裂隙充填所致。需要特别关注的是,稀土矿物细脉外多见氟碳铈矿或独居石呈细小的浑圆状晶体被白云石包裹或赋存于白云石晶界处。同时,稀土细脉中也零星可见一些氟碳铈矿或独居石保留浑圆状的形态特点。如上这些现象暗示稀土物质最初是伴随白云质碳酸盐岩浆侵位而迁移到地壳浅部,并伴随岩浆固结成岩过程呈细小浑圆状晶体被白云石包裹或赋存于白云石晶界处,浑圆状似“珠滴”的晶体形态抑或是白云质碳酸盐岩浆固结成岩时发生了强烈的不混溶作用所致。此外,细脉状稀土矿物中局部可见富含Nb和Cr的独居石晶体,也可见一些独居石中包裹了早期自形富Si独居石,也说明氟碳铈矿或独居石的富集成矿具有岩浆属性。还需注意的是,在氟碳铈矿或独居石组成的稀土细脉中,除了少量晶体保留浑圆状形态外,大多呈半自形或它形晶体形态。同时,多处可见白云石晶体遭受溶蚀后被氟碳铈矿、独居石或萤石等包围的现象。特别是伴随氟碳铈矿或独居石细脉,有大量的萤石富集,局部还有较多的磷灰石结晶,其中一些磷灰石晶体中也包裹有细小浑圆状独居石。这些现象暗示早期伴随岩浆作用形成的氟碳铈矿、独居石和白云石,与后期富含F和P的流体发生了强烈相互作用。即氟碳铈矿或独居石细脉的形成,同时具有显著的热液作用属性。上述矿物学现象综合表明,白云鄂博稀土富集成矿至少经历了两次明显的成矿作用。首先是伴随碳酸盐岩浆侵位作用,稀土被运移到地壳浅部,并由于不混溶作用而得以初步富集;之后由于富含F和P的热液流体作用,使稀土物质发生了再活化和循环迁移,并得以再次富集形成稀土矿体。

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

Select

利用绿帘石化学成分及原位Sr同位素指示成矿流体特征:以东天山地区多头山铁铜矿床为例

张维峰, 陈华勇, 邓新, 金鑫镖, 刘舒展, 谭娟娟

2023, 30(2): 384-400.
DOI: 10.13745/j.esf.sf.2021.10.4

摘要 ( 251 )

HTML ( 17 )

PDF(11210KB) ( 199 )

绿帘石族矿物是热液矿床中常见的Ca-Al硅酸盐矿物,常具有较高的微量元素含量,其化学成分和Sr同位素能够指示成矿流体的物理化学条件和来源。本文以东天山地区的多头山矿床为例,对主成矿期磁铁矿阶段大量分布的绿帘石族矿物展开研究。矿物化学结果表明,其分子式中Al原子数较高(1.95~2.24),富含Fe³⁺而贫Fe²⁺,稀土总量较低[(21.53~63.52)×10^-6],属于绿帘石端员;同时样品富集中稀土元素,强烈亏损轻稀土元素,具中等Eu负异常,暗示稀土元素的分馏与中-碱性条件下硬酸离子的络合作用有关。元素的线性关系研究表明,REE主要通过类质同象替代的机制进入矿物晶格。多头山绿帘石与石英-榍石-磁铁矿等共生,具有明显的Ce负异常(0.64~0.91)和较高的U/Th比值,指示成矿流体的氧逸度较高。绿帘石的初始⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值为0.704 62~0.704 95,介于百灵山花岗杂岩与围岩或石炭纪海水之间,表明成矿流体来源于岩浆水,并且在与围岩发生交互作用的同时伴随有外来盆地卤水的加入。本文研究进一步表明绿帘石可以作为揭示多种类型岩浆-热液矿床流体性质与演化过程的良好指示矿物。

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

Select

新疆达布达祖母绿环带特征与生长不均一性分析

崔笛, 吴穹, 廖宗廷, 亓利剑, 周征宇, 张灵敏, 钟倩, 刘奕岑, 李凌

2023, 30(2): 401-414.
DOI: 10.13745/j.esf.sf.2021.11.9

摘要 ( 194 )

HTML ( 8 )

PDF(12572KB) ( 112 )

本文以新疆达布达有生长环带的祖母绿为研究对象,采用宝石显微镜、偏光显微镜、电子探针和X射线衍射等研究方法对其化学成分、环带显微结构及化学微区进行测试。显微结构揭示了环带核部碎裂溶蚀而边部相对完整的阶段性生长证据。X射线衍射数据表明:新疆祖母绿为“八面体”绿柱石,以镁铁质离子对Al的类质同象替换为主,以钠离子为主的碱金属离子作为电荷补偿存在绿柱石通道中;新矿和老矿核部→边部呈碱金属递减趋势,新矿祖母绿样品(N=1)碱性程度偏低(碱金属含量<1%),老矿(N=3)碱性程度中等或较高(1%<碱金属含量<2%或>2%);生长环带包括多重交替色带和核浅边深类型,化学成分研究表明以Cr或V为主要致色元素;生长微区化学层面的不均一性总体反映致色离子、碱金属离子和镁铁质离子物质贡献的差异。

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

Select

浙闽边界碱性交代作用与稀土矿成矿关系研究进展

陈世忠, 周延, 邢光福, 徐敏成, 范飞鹏, 隰弯弯, 朱筱婷, 郭维民

2023, 30(2): 415-425.
DOI: 10.13745/j.esf.sf.2022.2.79

摘要 ( 312 )

HTML ( 15 )

PDF(3598KB) ( 158 )

霓长岩化被认为是一种典型的岩浆期后碱性交代作用,与稀土矿化有关。霓长岩化有关的超大型稀土矿床的代表有白云鄂博稀土矿和川西牦牛坪稀土矿,它们是我国第一大和第二大轻稀土矿。福建政和铁山交代岩是华东最大的碱性交代岩,位于浙闽交界政和—大埔断裂带东北侧,区域预计稀土氧化物(REO)远景资源量可达6 211万吨。在铁山碱性交代岩中分布大面积的霓长岩,与P、REE、Ti、Ga等元素矿化关系密切。区域划分出3条霓长岩带,长度达1~2.3 km,宽度数百米,发现和评价了40余条磷灰石矿体,并富集稀土。霓长岩由长石、辉石、角闪石和黑云母等矿物组成。霓长岩中钾长石有4种形态:(1)面状分布,与黑云母、角闪石等的碱交代产物共生;(2)浅色钾长石脉;(3)深色钾长石脉;(4)和黑榴石共生。辉石呈现3种形式:(1)分布在深色角砾岩中; (2)零星分布在钾长石中;(3)与角闪石密切共生。霓辉石在镜下环带明显,中部浅绿色(淡绿色)到边部墨绿色(深绿色),说明核部透辉石成分多,边部霓石含量高。霓长岩形成于燕山期第二次(157~156 Ma)岩浆活动期,与南侧铜盆庵钾长花岗岩侵入活动有关,该期热液富集稀土元素。与燕山期第三次(118~114 Ma)岩浆活动有关的热液作用进一步产生碱性交代,并形成了一系列多金属矿化。

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

Select

白云鄂博矿床磁铁矿成分标型与深部富铁矿体预测

徐志豪, 闫国英, 杨宗锋, 王昭静, 申俊峰, 张萌萌, 李培培, 徐渴鑫

2023, 30(2): 426-439.
DOI: 10.13745/j.esf.sf.2022.10.45

摘要 ( 254 )

HTML ( 8 )

PDF(6826KB) ( 196 )

白云鄂博稀土-铌-铁矿床蕴藏着大量的铁资源,其中磁铁矿作为矿石矿物被广泛研究。磁铁矿的矿物标型特征可以指示矿床成因、成矿规律以及深部找矿,但磁铁矿标型矿物学尚未在白云鄂博矿床中普及与应用。本研究使用了22条勘探线全铁数据,利用扫描电镜能谱和电子探针的矿物微区成分测试方法,测试了覆盖600 m×600 m,纵深800 m范围内10条勘探线的45件样品,将白云鄂博矿床中的磁铁矿分为岩浆型和热液型,表明岩浆和热液在白云鄂博矿床中均形成或改造磁铁矿。结合磁铁矿温度计得知,岩浆型磁铁矿,尤其是高温磁铁矿富集的区域,矿床全铁成分更加富集,更容易形成富铁矿体,磁铁矿形成的温度为350~650 ℃。因此推测,12、13号线的深部东部方向有很大可能形成富铁矿体,可能在深部连接东矿,值得进一步研究与开采。

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

Select

定量确定胶东毕郭地区勘查地球化学异常的分布方向及地质意义

朱平平, 刘岳, 成秋明

2023, 30(2): 440-446.
DOI: 10.13745/j.esf.sf.2022.2.68

摘要 ( 213 )

HTML ( 5 )

PDF(5312KB) ( 148 )

胶东地体因发育大量的中生代金矿床而举世闻名。但其金矿床成因仍存在争论,争论的焦点之一为:金矿床是受浅部的构造控制,还是受深部的地球动力学背景,也就是西太平洋板块俯冲后回撤控制。为了进一步定量揭示矿床成因和与金矿床相关的地质异常事件,本文在前人基础上,选取了浅地表构造发育不显著的胶东毕郭地区的1∶50 000的勘查地球化学数据,进行了Au元素数据的异常提取和分解;依次应用局部奇异性→局部奇异性-分位数→Fry方法,进行了定量表征和优选方位的确定。研究结果表明,Au元素的异常富集集中在3个方向:北东(或南北)、东西或北西向,正好对应了该地区中生代西太平洋板块俯冲和回撤、新生代早期华南板块的北向运动、新生代中期郯庐断裂带的大规模平移走滑的地质过程和叠加效应,这意味着胶东Au元素的富集和金矿床的形成受深部地质过程控制明显。本文研究对定量确定胶东Au富集受板块运动影响提供了地质证据,也对矿床尺度的矿化方向和找矿勘查具有一定的科学意义。

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

Select

碳中和背景下国内外陆地生态系统碳汇评估方法研究进展

谢立军, 白中科, 杨博宇, 陈美景, 付帅, 毛艳超

2023, 30(2): 447-462.
DOI: 10.13745/j.esf.sf.2022.2.78

摘要 ( 1367 )

HTML ( 92 )

PDF(3170KB) ( 865 )

研究目的:针对近30年森林、草地、农田、湿地4种生态系统主流碳汇核算方法,辨析各核算方法特点以准确地对陆地生态系统碳汇能力现状和未来碳汇潜力进行评估。研究方法:文献综述法、对比分析法和归纳法等。研究结果:(1)现有碳汇核算方法多基于公式模型计算,在进行植被碳汇空间格局分析时受样本数量、测量误差、参数误差、数据来源不一致、模型普适性差等因素影响,计算结果存在不确定性,中国统一标准的陆地生态系统碳汇监测体系亟待建立;(2)实现陆地生态系统碳汇量的准确计算,需要可靠数据源、合理的模型与计算方法、多途径的交叉验证、适当误差分析与插补校正;(3)应有效整合样地勘察、模型构建、微气象学和遥感监测等方法,评估陆地碳库的现存量与容量,揭示碳库稳定性及综合考虑碳库影响因素,以期解决生态系统多尺度耦合问题。研究结论:未来研究重点应基于大量实测数据,探究分类型、分地域、分气候的差异化碳汇核算方法,建立全尺度、广覆盖的碳汇计量模型,为中国陆地生态系统碳汇核算标准提供参考。

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

Select

甲烷团簇同位素研究进展及其在表层地球系统碳循环研究中的应用

王欣楚, 刘丛强, 李思亮, 徐胜, 丁虎, 庞智勇, 帅燕华

2023, 30(2): 463-478.
DOI: 10.13745/j.esf.sf.2022.2.74

摘要 ( 636 )

HTML ( 20 )

PDF(3935KB) ( 381 )

团簇同位素是当今地球化学研究的前沿领域。有关团簇同位素技术原理、指示意义、模型校正等方面研究已取得初步成果,而在表层地球系统研究领域以及地理、环境和生态等领域的综合应用研究工作亟待加强。在表层地球系统中,碳循环过程涉及广泛且影响深远,而甲烷(CH₄)作为碳循环中关键环节的重要物质组成,揭示其来源及地球化学过程具有重大意义。甲烷团簇同位素技术的引入将为开展相关研究提供有效工具,该技术在揭示时间-空间不同尺度碳循环研究等领域具有广阔的应用前景。本文综述了团簇同位素的理论基础、测试分析现状及国内外主要研究成果。重点讨论了CH₄团簇同位素研究现状、理论模型和同位素不平衡的影响因素,并论述了团簇同位素在天然气、大气和水体CH₄成因和转化的应用典型案例。最后提出对开展不同实验室间测试结果对比、测定自然丰度下环境样品、探索准平衡过程的展望,以期对未来应用甲烷及其他物质,如二氧化碳的团簇同位素开展表层地球系统碳循环研究起到一定的借鉴作用。

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

Select

地热生境中硫循环微生物研究进展——对早期地球生命过程的启示

马力, 谢逸豪, 吴耿, 蒋宏忱

2023, 30(2): 479-494.
DOI: 10.13745/j.esf.sf.2022.2.82

摘要 ( 389 )

HTML ( 25 )

PDF(2647KB) ( 222 )

地热生境具有高温、缺氧等特点,与早期地球环境条件相似。因此,现代地热生境中嗜热菌可作为研究对象用来探讨地球早期生命与环境协同演化过程。微生物介导的硫循环过程是早期地球主要的生物地球化学过程之一。因此,研究地热生境微生物介导的硫循环及其耦合的相关元素循环过程,有助于我们理解早期地球硫元素生物地球化学循环过程及其环境效应。本文综述了地热生境中硫循环微生物多样性特征及其影响因素,以及与硫循耦合的碳、氮、铁循环的微生物过程;结合地球早期的环境条件以及对应的地层中的同位素地质记录,探讨了地球早期微生物介导的硫循环过程可能产生的环境效应,为研究早期地球微生物介导的硫循环与环境的协同演化过程提出展望。

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

Select

四川邛海水体氮、磷浓度时空分布特征及其生态环境响应研究

时瑶, 张雷, 秦延文, 马迎群, 杨晨晨, 刘志超, 竹怀林

2023, 30(2): 495-505.
DOI: 10.13745/j.esf.sf.2022.2.86

摘要 ( 424 )

HTML ( 16 )

PDF(4773KB) ( 108 )

为探究邛海水体氮、磷污染特征,以邛海为研究对象,于2020年在邛海选取11个采样断面,对邛海水体中总氮、氨氮、总磷浓度的时空分布特征分别进行研究,探讨了氮、磷浓度与叶绿素a浓度的关系,并初步评价邛海水体富营养化状况,以期为加强邛海流域富营养化防治及保障饮用水安全提供科学依据。研究结果表明:邛海水体总氮浓度范围为0.315~0.500 mg·L^-1,平均值为0.399 mg·L^-1;氨氮浓度范围为0.063~0.171 mg·L^-1,平均值为0.098 mg·L^-1,两项指标均满足地表水Ⅱ类标准。总磷浓度范围为0.019~0.035 mg·L^-1,平均值为0.023 mg·L^-1,其平均值满足地表水湖库Ⅱ类标准。氮、磷浓度存在时空差异,总氮、氨氮和总磷浓度随时间变化明显,其浓度均表现为枯水期高于丰水期。空间上,总氮、氨氮和总磷空间分布规律相似,其高浓度主要集中在邛海西北部1号(海河口)和10号(高枧湾)断面附近,总体呈现东部低、西北部高的趋势。邛海水体氮磷比值平均值大小表现为枯水期高于丰水期,枯水期主要表现为磷限制状态,丰水期主要表现为氮、磷限制状态。邛海水体氮、磷浓度与叶绿素a浓度均呈显著的正相关关系,表明氮、磷浓度的增加会促进浮游藻类的生长。邛海水体富营养化评价结果显示,邛海全湖平均营养状态指数为38.011,整体均处于中营养状态,西北部水域营养状态指数较高,东部水域营养状态指数较低。

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

Select

岩体表层凝结水的形成与转化规律:对岩石风化水分来源的指示意义

欧阳恺皋, 蒋小伟, 马策, 闫宏彬, 任建光, 樊尧, 张润平, 付前方, 李旭, 万力

2023, 30(2): 506-513.
DOI: 10.13745/j.esf.sf.2022.2.15

摘要 ( 333 )

HTML ( 6 )

PDF(4591KB) ( 164 )

水对岩石风化具有重要控制作用,但人们对非露天岩石表层的水分来源一直认识不足。本文以我国北方云冈石窟的岩石壁面为例,利用频域反射技术开展了岩石浅表层含水率监测,利用2020年5月至2021年5月逐小时的岩石视含水率数据为例,识别了夏季和冬季岩石含水率波动的控制机理。从6月初到10月初,大气湿度变化是岩石视含水率先增大后减小的直接控制因素,当存在指向山体内部的大气湿度梯度时,水汽迁移至岩石孔隙内,发生毛细凝聚转变为液态水,从而引起视含水率增大;当存在指向山体外部的大气湿度梯度时,岩石孔隙内的液态水蒸发,从而引起岩石视含水率下降。从10月中旬至次年6月初,岩石普遍较干燥,但是12月中旬浅部岩石含水率在冻结吸力控制下还是会发生明显增大现象,表明岩石中存在可迁移、可发生化学风化的弱结合水。本研究识别了非露天石质文物壁面水分的一种重要来源,加深了对凝结水形成机理及其对风化控制作用的认识,可为石质文物保护提供决策依据。

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

Select

广东省汕头市土壤铬的空间分布特征、来源解析及影响因素研究

蒋兴超, 许静, 李如意, 贾一凡, 杨盼, 罗杰

2023, 30(2): 514-525.
DOI: 10.13745/j.esf.sf.2022.2.77

摘要 ( 523 )

HTML ( 15 )

PDF(11413KB) ( 157 )

汕头市是广东省的经济特区之一,是潮汕地区的政治、经济中心,拥有较高的工业化和城市化水平。以往对广东省的土壤环境质量研究主要集中在珠江三角洲,缺乏对韩江三角洲的土壤环境元素分布、来源的系统性调查和研究。为全面了解广东省汕头市土壤重金属Cr的污染状况,本文依照标准格网采集511个表层(0~20 cm)土壤样和139个深层(>150 cm)土壤样进行Cr含量检测,根据富集因子法分析表层土壤中Cr的污染情况,运用PCA分析表层土壤Cr的来源,克里金插值法及方差分析法对Cr的空间分布及其控制因素进行了分析。结果显示,Cr在浅层土壤的几何含量均值为32.40 mg·kg^-1,低于汕头市土壤背景值39.52 mg·kg^-1,远远低于《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB 15618—2018)中的Cr风险筛选值(300 mg·kg^-1,6.5<pH≤7.5)。研究区大部分土壤为无富集和轻微富集,分别占66.34%和33.66%,无显著污染状况。汕头市潮南区的北部、潮阳区的北部及西南部为主要土壤Cr高值区,低值区分布于潮南区东部和濠江区东南沿海地区。通过PCA以及Pearson相关分析,推断汕头市内土壤Cr的来源是一种人为和自然的混合污染源,主要受成土母质影响。成土母质中三叠系砂岩的Cr含量比较高,白垩纪花岗岩的Cr含量较低;不同土壤类型中水稻土的Cr含量高,滨海砂土的Cr含量较低;不同土地利用类型中Cr含量差异不明显,人类活动对土壤Cr含量无明显影响。文中提供了汕头市土壤Cr的地球化学背景值,为后续相关研究奠定基础;同时综合多项指标推断Cr的物质来源及其占比,分析其影响因素,为后续判断是否出现Cr污染及制定相应防治对策提供参考。

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

Select

化隆-循化盆地含水层沉积物地球化学特征及其对地下水氟富集的影响

邢世平, 吴萍, 胡学达, 郭华明, 赵振, 袁有靖

2023, 30(2): 526-538.
DOI: 10.13745/j.esf.sf.2022.9.10

摘要 ( 302 )

HTML ( 6 )

PDF(5528KB) ( 137 )

在干旱-半干旱地区天然成因的高氟地下水严重影响饮用水安全。前人对高氟地下水的化学特征和形成过程已开展了大量研究,但是对高氟含水层沉积物特征及其地下水氟富集的影响机理尚不明确。本文以化隆-循化盆地黄河河谷高氟区含水层地下水和沉积物为研究对象,分析了地下水化学特征、含水层沉积物的元素组成和可溶组分、含水层沉积物总氟和可溶态氟含量,探究了沉积物地球化学特征对地下水氟富集的影响。结果表明,地下水F^-浓度为0.51~3.78 mg/L(平均值:1.38 mg/L),且随着井深的增加有增大的趋势。高氟地下水主要以Na⁺为主,且F^-浓度与Na⁺浓度呈显著的正相关关系。沉积物中总氟含量为460~1 030 mg/kg,可溶态氟的含量为0.53~19.9 mg/kg。萤石未达到饱和状态的地下水中,F^-与Ca²⁺的正相关关系表明萤石等矿物持续溶解向地下水中提供F^-,而地下水中F^-与Si和Al的正相关关系表明含氟硅酸盐风化也促进了地下水氟的富集。沉积物可溶态提取液和地下水pH值、 $HCO 3 -$ 以及Na⁺/Ca²⁺均与F^-浓度呈正相关关系,表明解吸以及离子交换是高氟地下水形成的重要水文地球化学过程。沉积物中可溶态氟与总铁、总锰的正相关关系表明,F^-的解吸来源于铁、锰氧化物矿物表面的吸附态氟。此外,地下水盐度对地下水氟的富集有着积极的影响。研究成果对揭示高氟地下水的形成机理具有重要意义。

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

Select

石油类污染的岩溶地下水环境特征:以淄博市大武水源地为例

郭永丽, 肖琼, 章程, 吴庆

2023, 30(2): 539-547.
DOI: 10.13745/j.esf.sf.2022.1.23

摘要 ( 333 )

HTML ( 9 )

PDF(2397KB) ( 111 )

岩溶裂隙水资源是北方重要的供水水源,文中选取山东省淄博市大武岩溶裂隙水源地为例,开展石油类污染的岩溶地下水环境特征研究,不仅为岩溶地下水资源的可持续开发利用提供指导,也为岩溶裂隙水环境演化研究奠定基础。文中选取地下水水位、t、pH值、Eh、DO、 $NO 3 -$ 、 $SO 4 2 -$ 、 $HCO 3 -$ 、Cl^-、三氯甲烷、1,2-二氯丙烷、1,2,3-三氯丙烷、四氯乙烯、三氯乙烯和ΣVOCs作为石油类有机物污染的岩溶地下水环境指标,利用同位素技术、多元统计法和图解法等分析各指标间的相互作用机制来揭示石油类污染地下水的过程及影响程度。区内地下水水动力场和环境条件有利于有机物生物降解作用的发生,有氧和厌氧呼吸同时存在,且无产甲烷过程的发生;ΣVOCs占DOC的比例较小,但仍是影响地下水环境的主要因素之一;地下水体中DIC来源于有机物生物降解的平均百分率为33.93%;综合考虑石油类污染的地下水水化学特征可更有效地解译地下水环境的影响机制。

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

Select

中国煤矿灾害与地震活动时空分布丛集特征的深入研究

陈波

2023, 30(2): 548-560.
DOI: 10.13745/j.esf.sf.2022.2.69

摘要 ( 276 )

HTML ( 15 )

PDF(10681KB) ( 178 )

前期煤矿灾害与地震活动时空分布特征研究是基于天然地震事件开展的初步探索。本文在前期研究的基础上,添加微地震事件,完善了时空分析方法,获得了更为全面的时空分布特征。整体上,煤矿灾害群发及伴随地震两个基本认识不变。数据显示,群发序列数量显著增多,群发范围明显变小,分析认为微地震事件频次高且距离事故矿井较近是重要原因。应力扰动作用的空间范围和持续时间对应聚类研究中的空间丛集程度和时间丛集程度,科研和生产意义重大。本文借鉴了聚类研究的分析方法,获得27 km的参考空间阈值和7 d的参考时间阈值,显示煤矿附近一旦发生应力扰动事件,周边27 km范围,7 d内可能会发生其他应力扰动事件;同时,典型案例显示煤矿灾害与宏观地震活动群发范围仍然可达100 km以上。完整的群发数据将随本文一起发布(https://pan.baidu.com/s/1sjnCEh3),本文得出的数据仅供参考。

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

过刊目录