汶川、玉树大地震造成了重大人员伤亡和财产损失。地震发生后,对地观测技术成为地震灾害监测与灾情评估的重 要手段。本文将从三个方面论述对地观测技术在上述地震灾害评估和研究中所发挥的作用:一是利用高分辨率光学对地观 测技术,建立堰塞湖、道路损毁、崩塌/滑坡/碎屑流等次生地质灾害的遥感分析方法和模型,系统监测汶川地震次生地质 灾害的空间分布、损毁范围、风险程度;二是利用宽幅和干涉两种模式SAR数据,分析玉树地震的区域地质构造和岩性分 布特征,获得玉树地震同震形变场大小及其空间分布信息,证明了多模式SAR在地震灾情协同分析与评价中的有效性和重 要潜力;三是建立了地震灾害三维模拟评估系统,提高了对地震灾害三维模拟的精确性,为地震灾情的精确三维评估提供 了系统平台。
在 Mg/Ca 摩尔比为 4∶1 的 Lagoa Vermelha 培养基中对一株分离自青海湖底沉积物的梭菌 SN-1(Clostridium sp.)进行了为期 55 d 的碳酸盐矿物培养实验,同时还完成了一组无菌对照实验。利用扫描电子显微镜对沉淀物进行了系统的观察,用 X- 射线衍射仪对沉淀物的矿物成分进行了测定。结果表明:(1)SN-1 可以促进特殊形态含镁方解石的形成,而无菌对照实验产物中仅见不规则状的碳酸盐矿物;(2)特殊形态的含镁方解石可能是在细菌表面成核和生长的结果,它们的演化趋势是(杆状)→哑铃形→花菜状→球形。作者认为这是因为梭菌两端的带负电基团比菌体中间丰富,易聚集更多的 Ca2+和 Mg2+,Ca2+和 Mg2+离子作为“阳离子桥”吸引 CO32-,其结果是两端的晶体生长相对较快、中间生长相对较慢,进而形成哑铃形含镁方解石;“哑铃”继续生长,其两端会长成两个“花菜”或半球;若两个半球相接并闭合则发展为球状矿物。
微生物风化作用作为最为重要的表生过程之一,与多种元素的地球化学循环和局部环境污染的形成有着密切的联系。 微生物在矿物表面的附着能够显著提高矿物的风化速率。本文在总结矿物表面微生物附着现象及特征的基础上,概述了微 生物附着导致的矿物表观风化速率的上升和表面侵蚀现象,初步分析了微生物在矿物表面附着的驱动力和影响因素,强调 了微生物-矿物作用界面研究的重要性,认为有必要开展分子生物学、表面矿物学和微生态学的跨学科研究,以在分子层 次上揭示矿物微生物风化的微观机制,更准确地评估微生物风化的地球化学意义,有助于提高对局部环境问题的调控和修 复能力。
利用光学显微镜、环境扫描电子显微镜(ESEM)及红外光谱对乳腺恶性肿瘤、乳腺良性肿瘤、乳腺增生症和乳腺炎 症四类医学病理诊断中常见并且矿化多发的乳腺疾病进行了矿化灶特征研究。通过对不同类型乳腺矿化形成位置、结构以 及钙化性状的综合比较表明,乳腺浸润性癌和原位癌中导管内陈旧性坏死易发生矿化;在乳腺纤维腺瘤中胶原纤维上会形 成大量类似砂粒体的矿化小体;乳腺增生症中矿化灶位于粗大的胶原纤维之间,胶原纤维上沉淀大量矿化小球,矿化灶内 部呈纤维状结构,束状构造,能谱测试结果显示部分钙化灶Ca/P(原子分数)比高于磷酸钙系列矿物的理论比值,说明存 在磷酸钙以外的其他钙盐,如草酸钙沉积;脂肪坏死组织中的矿化灶无特殊发生位置,矿化灶内部呈粗纤维结构。不同类 型乳腺疾病中矿化灶形态存在较大差异。胶原纤维、上皮细胞与矿化作用的发生密切相关。
本文揭示了自然界中可能存在的一种新的矿物和微生物交互作用形式,即微生物通过生物电化学作用参与到半导体 矿物的日光催化作用过程中。模拟日光光源下“产电”微生物与天然半导体矿物金红石交互实验结果显示,金红石的光催 化作用促进了矿物端元的反应速率,提高了电子在微生物和矿物之间的转移效率,使微生物电子传递链末端电子能量得到 提升。二者协同作用可提高微生物或半导体矿物单独作用时对污染物如Cr(Ⅵ)的还原处理效果。该研究为环境污染治理提 供了一种矿物与微生物协同作用新理念。
生物成因矿物的形成过程通常是通过先沉积非晶前驱体,进而转变形成某一种结晶相的途径来实现的。对生物成因 碳酸钙而言,普遍认为其非晶的前驱体相是在生物有机大分子和无机离子共同作用下形成的。在阴离子柠檬酸根存在的情 况下,仿生合成了非晶碳酸钙(Amorphous calcium carbonate,ACC),运用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、X-射线衍射(XRD)、 傅里叶红外光谱(FTIR)和热重-差热分析(TG-DTA)等实验手段进行了分析并观测了非晶碳酸钙后续转变。结果显示, 多羧基的阴离子能够诱导形成非晶碳酸钙,并且这些非晶碳酸钙具有与生物成因非晶碳酸钙类似的组成。这可能指示与生 物矿化相关的生物大分子,特别是一些富含极性羧基大分子能够诱导碳酸钙矿物非晶态前驱体相的形成,同时也能暂时稳 定这些非晶前驱体相。
应用扫描电子显微镜(SEM),傅立叶红外光谱 (FTIR)和电子能谱(EDS)方法研究了酿酒酵母菌与铀酰离子的相 互作用。电镜结果表明,吸附铀后酵母菌细胞发生一定变化,随时间延长细胞异常加剧;细胞表面有大量铀结晶,结晶 量随铀浓度增加和作用时间延长而加大。能谱分析表明,酵母菌细胞表面结晶为含铀化合物。对照吸附前后的红外光谱 图,细胞表面的O—H键作用后向低波数移动29 cm-1,υs (—PO2-)、糖类的C—OH的伸缩振动均移动了约21 cm-1 ,羧基(—COOH)的υC=O吸收带几乎完全消失;根据铀酰离子U—O键特征吸收峰推断形成的结晶可能为钙铀云母。
结果表明,UO22+离子与酵母菌细胞表面发生了显著的吸附作用。
:对安徽铜陵狮子山杨山冲尾矿库采集的酸矿水(AMD)及表层尾砂样品,采用FeTo选择性培养基,利用Overlay分离 技术,获得了一株具有铁还原功能的细菌nju-T1。形态观察、生理生化鉴定以及16S rRNA基因序列同源性分析结果表明, 该菌株属于Acidithiobacillus属。平板培养和液体培养实验证明,nju-T1具有在有氧条件下还原Fe3+的功能。 nju-T1在pH为4.5, 温度为30℃条件下生长较好,最适还原Fe3+浓度为5 mmol/L,还原铁的作用位点可能是位于细胞外膜上。nju-T1能还原Fe3+, 为铁氧化菌提供了初始能源Fe2+,同时维持了整个酸矿水系统的铁平衡。研究nju-T1的还原机理,不仅拓宽了对铁还原菌通 常只能在兼性厌氧或厌氧条件下才能生长的认识,更对研究整个酸性矿山环境的形成、发展机理以及治理有着重要意义。
本文在不使用任何蛋白质或生物分子的情况下,以四方针铁矿和二价铁离子为铁源仿生合成磁铁矿纳米颗粒。实验 结果表明,在弱碱性条件下,合成的磁铁矿颗粒为35 nm左右的近似立方体,而且这些颗粒能够自发的定向排列,形成类 似趋磁细菌体内的磁小体链状结构。作者认为,由于磁铁矿晶体存在着固有的磁偶极,晶体之间的磁偶极作用力驱动着磁 铁矿颗粒自发组装成定向排列的链状结构。这就揭示了在趋磁细菌体内磁小体的矿化及组装链形成过程中,除了生物蛋白 影响外,磁小体颗粒之间的磁偶极吸引作用也可能是一个重要因素。生物蛋白和晶体化学因素可能在趋磁细菌体内生物矿 化过程中协同起作用。
:生物成因二氧化硅,更为确切地说是无定形水合二氧化硅,是第二大类生物成因矿物,在丰度和分布上仅次于生物 成因碳酸盐矿物。硅藻是海洋生物成因二氧化硅的主要贡献者,其复杂和多级结构的硅质细胞壁已经引起多学科研究的兴趣。 生物化学研究表明,硅藻生物成因的二氧化硅是一种复合材料,除了无机的非晶质二氧化硅以外,还含有生物矿化过程中 普遍存在的有机组分,例如多糖、蛋白质和长链聚胺等。对这些组分的功能研究显示,它们在诱导二氧化硅沉淀以及形成 物种特异性纳米图案方面起着至关重要的作用。本文简要介绍硅藻和硅藻细胞壁组成和结构,同时着重介绍了硅化过程中 的有机和生物分子的生物功能、提取于生物二氧化硅中矿化相关的有机分子参与的体外(in vitro)实验以及模型有机添加 剂存在下的仿生矿化等研究的最新进展。对硅藻调控的生物成因二氧化硅形成机制的深入了解,将可能从机理上把全球硅 循环和碳循环联系起来;而对硅藻体内成分的鉴定和分类将有助于我们深入理解石油的物质来源和硅藻的进化历程。
:本文以牛肉膏蛋白胨为厌氧微生物的营养源,研究了石膏对厌氧微生物生化系统中甲烷释放量和有机物矿化的影响。 根据溶液中总有机碳(TOC)、总无机碳(TIC)、硫酸根、硫化物、pH值以及气体中CO2,CH4和H2S的释放量的观测,以及固 体产物的扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)、X-射线衍射(XRD)分析结果,探讨了石膏对抑制甲烷菌活性的影响和机制。结 果表明,添加石膏能有效降低甲烷释放量达40%以上,而对于CO2的释放量没有明显影响;固体中碳酸盐矿物的含量大幅度 增加。石膏在该厌氧体系中的作用主要表现在如下几个方面:(1)石膏是微溶矿物,随着硫酸根的还原,体系中石膏溶解 不饱和而不断溶解,石膏起到缓释硫酸根的作用;(2)石膏缓慢溶解使溶液中有稳定的硫酸根浓度,有足够的电子受体, 促使硫酸盐还原菌(SRB)成为优势微生物,SRB通过对底物和电子的竞争抑制了产甲烷菌(MPB)和产甲烷能力;(3)硫酸 盐还原菌在还原硫酸根的同时消耗有机碳,加速有机物的无机矿化,有机物无机矿化产生的碳酸根与石膏中的Ca2+结合形 成方解石,提高了将有机碳固定为无机碳的速率,表现出固碳效应。
安徽铜陵狮子山铜矿杨山冲尾矿库始建于1966年,1991年停用。本文调查了尾矿库及其周边的重金属元素地球化学 状况,以环境介质(土壤、水和植物)中的重金属元素含量作为研究对象,分别采集了尾矿库内、毗邻尾矿库农田和远离 尾矿库土壤、植物的样品,以及尾矿库周边地表水和地下水的样品,运用原子荧光光谱(AFS)和电感耦合等离子体质谱 仪(ICP-MS)分析了多种重金属元素的含量。发现土壤、水和植物中都存在不同程度的As,Hg,Cu,Zn和Pb等元素的富集 现象,而且不同元素之间的富集程度也有所差异;重金属元素含量随着远离尾矿库,有逐渐递减的趋势。
本研究选取天然红壤作为研究对象,分析其中的含铁半导体矿物光催化作用对本源微生物群落结构的影响。采用聚 合酶链式反应/变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE),研究了不同原始光照条件的红壤中微生物群落在外源电子作用下群落结 构的改变。DGGE图谱的主成分分析表明,两个不同原始光照环境的土壤样品的微生物群落结构由于原始环境的差异而不同: 原始环境为强光照的样品中微生物群落结构受外源电子影响较小;原始环境为弱光照的样品中微生物群落结构受外源电子 影响较大。这一群落结构改变的差异可能由于原始环境为强光照时半导体矿物光催化作用产生光生电子传递到环境中持续 影响周围的微生物群落,而原始弱光照环境中则缺少光生电子的作用。
研究了不同实验条件下,含钾矿粉对胶质芽孢杆菌(Bacillus mucilaginosus)分泌胞外多糖的影响,以进一步揭示细 菌与矿物的相互作用机理。实验分别采用无矿(不加含钾矿粉)无钾(不含可溶性钾)、无矿有钾(有可溶性钾)、有矿(100 mL培养液加0.3 g含钾矿粉)无钾及有矿有钾4组培养基培养胶质芽孢杆菌,进行产胞外多糖的分析比较。研究发现,在有 钾长石粉但不含钾离子的培养条件下,胶质芽孢杆菌产生的多糖和蛋白质含量最高;在既有钾矿粉又有可溶性钾离子存在 的培养条件下,菌体产生的蛋白质和胞外多糖含量稍低;在无钾矿粉的条件下,无论有没有钾离子的两种培养基中,蛋白 质和多糖含量都很低。研究结果表明,有无钾矿粉的不同培养条件能够引起胶质芽孢杆菌分泌胞外多糖的单糖组成成分产 生明显差异,胶质芽孢杆菌胞外分泌物与细菌对含钾矿粉中钾的利用密切相关。
为研究胶质芽孢杆菌(Bacillus mucilaginosus)在特定条件下能否诱导合成碳酸钙,作者采用胶质芽孢杆菌两种常用 基本培养基(有氮培养基和无氮培养基),以磷灰石矿物为钙源,进行了利用胶质芽孢杆菌促进碳酸钙形成的实验,借助扫 描电镜(SEM)、能谱定量分析(EDS)和X-射线衍射(XRD)等手段观察分析形成碳酸钙的晶体结构和化学组成。结果表 明,胶质芽孢杆菌能促进碳酸钙晶体的形成,在有氮加磷矿粉的细菌培养液中形成的碳酸钙多于无氮加磷矿粉的细菌培养 液,在有氮加磷矿粉的细菌培养液中观察到柱状碳酸钙的形成。作者认为,胶质芽孢杆菌通过其风化作用及较强的吸附功能, 利用其分泌的碳酸酐酶(CA)和溶解CO2在分解磷灰石的过程中促进了碳酸钙的形成。
本文以在氢气气氛中加热和退火处理的天然金红石样品(采自山西某变质矿床)为研究对象,利用单晶和粉晶X- 射线衍射(XRD)、环境扫描电子显微镜(ESEM)、紫外-可见漫反射吸收光谱(UV-vis)等矿物学常规测试方法,结合 Rietveld方法对实验数据计算和精修的结果,对系列样品的晶体结构及对光催化活性影响进行了系统的研究。实验结果表明, 天然金红石中含有的V,Fe等杂质离子以类质同象替代Ti4+离子存在于晶格之中,引起晶格畸变,有助于提高样品的光催 化活性。随着温度升高,一方面部分类质同象替代的三价铁离子逐步被还原为二价铁和单质铁,大半径离子逃离晶格引起 金红石晶胞参数减小;另一方面,热处理引起晶格膨胀,结果导致样品的晶胞参数变化不明显。同时,热处理金红石样品 的可见光响应能力得到大幅提高,900℃样品在600 nm处的光吸收强度相对于原样增大了147.2%。在800℃及900℃样品中 出现的微量单质铁为金属导体,其费米能级较低,与半导体金红石颗粒接触时可以快速转移光生电子,从而提高体系的可 见光响应能力。
相对其它造岩矿物,石英因其成分和结构具有特殊的稳定性,在地质演化过程中“携带”有更多的成岩成矿信息。 由于不同地质环境下石英晶格中微量元素的地球化学行为具有明显差异,造成岩浆-热液演化不同阶段以及不同地质背景 下形成的石英结构及其晶格中微量元素种类、含量显著不同。因此,利用阴极发光和微区原位测试技术对石英的结构以及 晶格中微量元素分布特征的研究,总结影响微量元素通过类质同象形式进入石英晶格的因素,找出特定环境下灵敏度高的 元素或元素组合,可以对不同来源的石英进行源区示踪,并可获取成岩成矿中有用的地质-地球化学信息。此外,石英晶 格中的Al,Ti含量与石英形成温度之间的线性关系可作为地质温度计而广泛应用。
天柱山岩体是大别造山带具代表性的中生代中酸性岩体,为两阶段岩浆侵入形成。早阶段角闪石英二长岩具有较大 的SiO2含量变化范围(59.83%~70.12%),全碱含量为7.02%~9.56%,晚阶段黑云母二长花岗岩SiO2含量为72.46%~78.65%, 具较高的全碱含量(8.05%~10.22%),两者可归为钙碱性-碱钙性花岗岩类;它们明显富集Rb,Th,K等大离子亲石元素 和Pb,U元素,显著亏损Nb,Ta,Ti等高场强元素;与早阶段相比,晚阶段具显著的Eu负异常,表明其经历了斜长石的分 离结晶过程。Sr,Nd同位素特征显示,天柱山中酸性岩可能来源于化学组成与北大别变质杂岩类似的古老的下地壳物质。 LA-ICP-MS定年结果显示天柱山岩体的侵位年龄为(127±1)Ma~(131±1)Ma,与大别山大规模分布的中酸性岩及基性- 超基性岩的侵位年龄(120~135 Ma)一致。天柱山花岗岩是在陆内伸展的构造环境中形成的,早白垩世大别造山带大规模 岩浆热事件的产生与岩石圈拆沉和软流圈上涌有关,古太平洋板块俯冲远程效应加剧了大别造山带在早白垩世的拉伸,从 而导致岩石圈拆沉。
能源资源的开发利用是关系到我国经济社会有序发展的基础。通过国内外能源消费结构分析发现,煤炭在我国一 次能源消费结构中仍占很大比重, 2030年能源消费预测煤炭的降低幅度有限,核能、水电,以及其他新能源上升幅度也有 限。本文从我国能源消费结构出发,分析我国能源资源现状与发展前景,总结能源科技前沿领域,提出能源资源各领域重 大科技问题,以加快我国能源资源开发利用步伐。
以准噶尔盆地中部地区油气藏为例,阐述了叠合盆地油气成藏体系研究的基本思路和方法,归纳为“一个中心,两 条途径”。一个中心是指以油气藏为中心进行剖析研究,两条途径是指采用有机和无机地球化学相结合的研究方法。在准噶 尔盆地中部地区的实例研究结果表明,根据原油的有机(生物标志物)地球化学分析,研究区至少存在2大油气成藏体系, 即盆1井西凹陷东环带地区二叠系成藏体系、莫索湾中东部地区二叠系和侏罗系成藏体系。再通过无机地球化学(储层成 岩方解石)分析,发现研究区还存在另外2个成藏体系,即东道海子凹陷周边地区二叠系和侏罗系成藏体系、石东地区二 叠系成藏体系。在此基础上,进一步评价了各成藏体系中的油气潜力,以为区域油气勘探提供参考。因此,油气成藏体系 的研究有助于加强对勘探的指导;有机和无机地球化学相结合的研究方法相互补充,是对过去通常主要根据有机地球化学 方法进行分析的拓展与补充完善,形成了新认识,值得在今后的油气成藏体系研究中加强深入探索。
:本文在总结前人研究成果的基础上,基于世界大型油气田的文献资料及美国地质调查局USGS资料,按照国际上关于 原型盆地的经典分类方案,将世界上877个大型油气田及其赋存的153个主要含油气盆地进行重新梳理,构建4幅不同盆地 分类方案的全球主要含油气盆地和大油气田分布图及其8幅盆地类型与大型油气田对比关系直方图,明确了全球大型油气 田主要赋存的盆地类型及其分布规律,进而比较分析不同原型盆地分类方案对大型油气田分布规律的影响。同时,考虑这 些盆地经历复杂构造演化的历史及其与油气成藏的关系,尝试以盆地构造性质的转换或继承关系为主线,进行叠合盆地分类。 分类统计结果表明,从叠合盆地类型来看,正反转盆地最有利于大型油气田的形成和发育,继承裂谷盆地和继承前陆盆地 居其次,负反转盆地一般不利于形成大型油气田。
新生代以来准南前陆地区发育一系列冲断褶皱带,本文对该褶皱带的生长地层识别、地震剖面构造解析和平衡剖面 恢复,并结合前人磁性地层学年龄结果,对准南冲断构造进行了系统分析。结果表明,准南山前三排冲断褶皱带形成时间 自天山向盆地逐渐变新,其中第一排的构造发生时间为~7 Ma,第二排构造为~2 Ma,第三排构造在1 Ma之后。系统的沉积 层序分析表明,准南地区的烃源岩、储集层、盖层和圈闭条件均与天山南缘的库车地区差别不大(除盖层非盐岩层外),但 是准南地区相对较晚的构造形成时间和双层滑脱层系(下滑脱层为中侏罗统的煤层,上滑脱层为安集海河组泥岩)的发育, 可能是造成准南中上成藏组合没有形成大型油气藏的主要因素。本文提出,准南地区下部成藏组合(即被下白垩统区域盖 层覆盖的上侏罗统储集层系)是源于侏罗系煤系地层的大型天然气藏形成的有利目标,应在今后的勘探中给予高度关注。
油、气、煤都是由生物先质经有机质的成岩和变质作用转变而成的,生物先质的转化方向取决于沉积有机相。沉积 有机相由于集沉积学、有机岩石学和有机地球化学于一体,所以是综合评价盆地煤、油、气等能源矿产成矿潜力的最有效 方法。本文通过对油、气、煤生成的地球化学条件综合分析,提出以显微组分分析为基础的四端元划分法则划分沉积有机 相和综合判识油、气、煤成矿潜力,将鄂尔多斯盆地中生界和中国东南部吴家坪期沉积划分为高位木本有机相(A)、低位木 本有机相(B)、低位木本-残殖壳屑有机相(C)、覆水木本-藻质有机相(D)、深覆水草本-藻质有机相(E)和开阔水体藻质有 机相(F),典型的油源岩和典型的腐殖煤是两种极端的有机相,也是鄂尔多斯和其它煤、油、气共存盆地的共同特征和主要 的有机相类型,但鄂尔多斯盆地中生界和萍乐盆地龙潭组存在一系列的由煤到油转化的过渡类型的有机相,对油、气、煤 成因理论及多种能源共同勘探有着重要的意义。利用多元统计分析将沉积有机相进行了数值化,将各种不同类型的沉积有 机相按其对成油、成气和成煤的贡献大小进行赋值,提出了沉积有机相类型指数的数学模型,为可燃有机矿产共存富集的 地球化学定量判识提供了基础。
通过对东南沿海地区下白垩统野外剖面的实际观测,结合对其有机质丰度、类型和成熟度的地球化学分析,研究了 烃源岩特征,讨论了油气潜力。结果表明,中国东南沿海地区下白垩统发育有早晚两期泥页岩类烃源岩,早期可以福建地 区的坂头组暗色泥岩为代表,晚期可以浙江地区的馆头组暗色泥岩和暗色钙质泥岩为代表;烃源岩的有机质丰度总体达到 中等—好质量烃源岩标准,并且早期优于晚期;有机质类型以III型为主,见II型及I型,晚期烃源岩好于早期;有机质热 演化总体大部分进入高过成熟演化阶段,部分受火山作用影响较小的有机质尚处于成熟演化阶段;因此,综合评价认为, 对于早期烃源岩,粤北地区成烃潜力较大,对于晚期烃源岩,浙江沿海和闽西地区的潜力较大。这一研究可能揭示了区域 油气勘探的新领域。
运用砂岩碎屑组分、古水流、微量和稀土元素方法对西藏南部仁布地区上三叠统朗杰学群和涅如组的物源进行了分 析。碎屑组分和地球化学研究结果显示,盆地中的碎屑物源主要来自再旋回造山带,部分来自造山之前的混合区,少数源 于大陆基底,且物源区蕴含有造山前的大陆边缘岛弧过程;物源区母岩主要为沉积再旋回和后太古代再旋回沉积物;古水 流测量分析表明,朗杰学群和涅如组的物源可能均来自北边,但前者物源偏于东北方向,后者物源偏于西北方向,且前者 较后者离物源区相对较近,符合现今二者地层的分布特征。这些认识为研究区上三叠统复理石可能来自北部甚至拉萨地块 的观点提供了新的支持。
长8油组是鄂尔多斯盆地姬嫄地区延长组主力油层,但是储层非均质性强,单井产量变化迅速,因此对该区4口钻井 岩样进行了相渗敏感性实验,研究了储层注水开发过程中,渗流曲线的特征以及影响因素。通过20片铸体薄片的显微镜下 观察和图像粒度与孔喉分析,以及岩样的高压压汞、粘土矿物敏感性分析、X-射线衍射、扫描电镜、真实砂岩微观模型水 驱油实验,重点分析了储层微观孔隙结构、粘土矿物以及成岩作用对渗流曲线的影响。结果表明,研究区渗流曲线可以细 分为油相上凹型和直线型;上凹型曲线对应储层为分流河道微相,具有高骨架矿物含量、粗粒径,孔隙类型以原生粒间孔 和各种溶孔为主,孔径大,孔隙间连通性好,颗粒间以点、点-线接触为主,喉道为粗长型,储层面孔率、渗透率高,流 体连续性好。此外,发育裂缝的储层,适当的注入水流速可以提高驱油效率。对于高含量水敏、速敏性粘土矿物储层,应 该采取逐渐加压的方式提高注入水压力,以解决粘土矿物对孔隙的堵塞问题。该研究成果对于油田开发初期储层渗流特征 的认识,提高采收率具有重要的理论意义与参考价值。
东爪哇盆地是印尼最重要的含油气盆地之一,其新生代的构造演化可以概括为:两期裂谷和两期挤压。始新世裂谷 是印度—澳大利亚板块近南北向俯冲形成的弧后裂谷性盆地。渐新世期间,印度—澳大利亚板块俯冲方向发生变化,在东 爪哇地区形成了第二期东西向裂谷。15 Ma以来,东爪哇南面的Roo Rise洋底高原与巽他大陆发生碰撞,导致盆地内部早期 的正断层形成反转构造,是研究区重要的圈闭类型。3.5~2 Ma开始,澳大利亚大陆坡与Banda岛弧发生碰撞,并远程影响 到东爪哇盆地,引起盆地内的第二期挤压变形。
塔河油田是塔里木盆地迄今为止最大的海相碳酸盐岩油田,其成因备受关注。本文通过采样和气相色谱-质谱联用仪 (GC-MS)分析,研究了塔河油田石炭系和三叠系原油地球化学特征及成因,研究结果表明:原油中Pr/Ph比值相对较低, Pr/nC17和Ph/nC18相关图反映其形成于还原环境;原油中含有相对丰富的伽马蜡烷和C30+藿烷,说明原油形成于海相咸水环 境;原油中含有丰富的三环萜、四环萜和较高的三环萜烷/藿烷,指示其母质来源为菌藻类;原油中重排甾烷/规则甾烷、Ts/ (Ts+Tm)和C29ββ/ (ββ+αα)参数值分别为0.24~0.40, 0.28~0.50和0.56~0.63,均指示原油为成熟原油;25-降藿烷的检 出说明原油受到一定的生物降解;油源对比研究表明塔河油田石炭系和三叠系原油主力烃源岩为中上奥陶统烃源岩。
苏北盆地金湖凹陷腰滩地区古近系阜宁组储层岩石类型以岩屑长石砂岩和长石砂岩为主,其成分成熟度中等,结构 成熟度中等到好。腰滩地区储层成岩作用主要包括压实、胶结、溶蚀和交代四种类型, 目前处于晚成岩阶段A期。研究区储 层的储集物性受成岩作用和构造运动的共同影响,主要表现为对孔隙度和渗透率的影响, 其中压实和胶结作用使储层原生 孔隙迅速减少、渗透率降低、储集物性变差,而溶解作用则是导致次生孔隙发育及改善砂岩储集性能的主要因素。压实作 用主要表现为刚性颗粒发生脆性破裂、塑性颗粒挤压变形或刚性颗粒嵌入塑性颗粒中、颗粒之间呈线接触和凹凸接触、碎 屑颗粒呈明显的定向排列等; 溶蚀作用表现为碳酸盐矿物的溶解; 胶结物主要为自生黏土矿物、碳酸盐和自生石英。交代作 用主要为碳酸盐胶结物交代石英、长石及岩屑颗粒及碳酸盐胶结物之间的相互交代等。构造运动使局部的储层物性得到改 善。
以松辽盆地宾县—王府凹陷为对象,采用构造-地层分析方法,通过选取多条地震剖面进行二维构造-地层解译和平 衡恢复研究,并计算伸展量和伸展率,揭示出宾县—王府凹陷的发育过程,并分析盆地总体结构特征和盆地形成机制。结 果显示,火石岭组、沙河子组和营城子组属于初始裂陷期沉积;登娄库组沉积前的断陷盆地相受断层控制,登娄库组沉积 期向塘坊镇隆起上的超覆明显,盆内一些正断层对盆地沉降具有一定控制。登娄库组之后盆地已完全进入坳陷沉降期,表 现为区域性整体沉降,沉降中心与早期断陷没有明显的对应关系,凹陷沉降已经不受早期断陷控制;泉头组,特别是泉头 组三段和青山口组沉积时期盆地主要表现为坳陷沉降;凹陷整体结构清楚地表现为下断上超的特点;凹陷的形成与近南北 向右旋转换伸展作用有关。
以重力异常为依据,利用快速傅里叶变换计算了虎林盆地的重力全梯度张量。根据Vxx和Vyy的零值线能突出场源 体的边界以及走向近似于x或y轴方向的地质体、Vzz能够圈定异常体的位置和范围以及Vzx,Vzy和Vxy能够突出显示NS, EW和NE(NW)向的断裂构造线,分析虎林盆地重力异常及其梯度张量展布特征。推断研究区存在近NE,NW,NEE,近 EW向和NS向断裂,对其中5条深大断裂进行了描述。根据重力异常及其全梯度张量和断裂展布特征,可以将虎林盆地划 分为3个隆起和2个凹陷,与迎春隆起、虎林河凹陷、虎林中央隆起、东林子凹陷和兴凯湖隆起5个构造单元存在很好的对 应关系。
金佛寺冲断带因无法直接获取花岗岩体速度数据,且岩体本身属地震波高反射介质,导致岩体下伏深部构造在时间 域与深度域地震剖面影像的形态产生较大的偏差。本文利用已获取的模拟花岗岩体地下深部温压条件下波速与深度的实验 室测试数据,定量化花岗岩体地下深度与波速的关系,进行金佛寺冲断带二维地震剖面的时深转换,并进行深度域剖面与 时间域剖面之间掩伏构造形态的分析比较。在此基础上利用gocad软件对冲断带构造进行三维可视化建模,并讨论其深部构 造特征,认为下伏中新生界整体为南西倾单斜,局部发育掩伏构造,掩伏构造高点埋深较大,两翼倾角减小。
:根据混积岩的分类命名、沉积环境和沉积模式等的研究现状及其在石油地质领域的研究进展,综合分析得出:有利 于混合沉积的沉积相主要是滨海相、滨浅湖相,其次是浅海陆棚、陆表海、三角洲相等;对其沉积环境的分析表明,滨海 相混积岩发育的控制因素是潮汐作用、相对比较强的水动力条件以及有利于低等生物发育的浅海环境,控制滨浅湖相混积 岩发育的因素是频繁的湖平面和气候的变化;因此认为深入探讨混积岩的沉积微相及其环境因素,对于完善和统一混积岩 独立的分类方案和命名体系是一有效途径。在此基础上,结合柴西北区古近系和新近系中深层湖相混积岩的研究实例,初 步提出了湖相和海相的混合沉积综合模式示意图;根据与混积岩相关的烃源岩和油气储层的研究资料认为,滨、浅海相和 滨、浅湖等海(湖)陆过渡地带的混合沉积,也可成为优质储层和烃源岩的勘探靶区。
膏盐层的存在对库车前陆盆地构造变形与演化具有重要的影响,导致了盐上构造与盐下构造形态的明显不同。盐上 构造以宽缓的褶皱为主,而盐下构造则以紧密排列的冲断层为主。我们采用构造物理模拟方法对库车盐构造变形演化过程 和变形机制进行了分析。研究表明,库车盐构造变形主要受区域挤压和同构造沉积作用的影响。在克拉苏构造带,盐构造 形成、演化的主控因素为区域挤压作用,而在构造带前缘的秋里塔格构造带,盐构造的主控因素则为邻区拜城凹陷的巨厚 同构造沉积。
通过对滨里海盆地东缘地震剖面的解释,揭示了丰富多样的盐构造变形特征及其与乌拉尔造山运动的关系。滨里海 盆地东缘盐构造变形样式主要包括盐底辟、盐枕、盐滚、盐焊接、龟背构造和盐边凹陷等,表现出明显的分带变形特征, 自东向西依次为盐焊接带、盐滚带、盐枕带、盐底辟带。盐层控制了盐上层和盐下层的构造变形,以盐层为界,上构造层 主要发育正断层,下构造层主要发育逆断层。平衡剖面分析表明,滨里海盆地东缘盐构造变形主要经历了重力变形和差异 负载变形两个阶段,并与乌拉尔造山运动有紧密联系。乌拉尔造山运动引起滨里海盆地东缘地层发生倾向反转,进而控制 了盐层沉积及随后的重力变形和差异负载变形过程。
赣南茅坪钨矿是近年来探明的一个大型钨锡多金属矿床,矿床由石英脉型矿体和云英岩化花岗岩型矿体组成。本文 在详细的岩相学观察基础上,对该矿床含矿石英脉石英和黄玉中的流体包裹体进行了显微测温和拉曼探针分析,并尝试用 红外显微镜对黑钨矿中的流体包裹体进行了显微测温。结果表明,石英和黄玉中的流体包裹体主要为富液相的两相(H2O- NaCl)型水溶液包裹体,其中石英中尚有极少量的含CO2三相水溶液包裹体。石英中流体包裹体的均一温度、盐度范围较宽 且均一温度分为较为明显的两个区间,石英中含CO2三相水溶液包裹体的均一温度与富液相两相水溶液包裹体的高温区间 较为一致,盐度则明显低于后者,但均一方式不同。黑钨矿中流体包裹体的均一温度及盐度最高,黄玉中流体包裹体的均 一温度及盐度较高且分布范围较窄。石英中流体包裹体的均一温度、盐度特征表明了成矿作用的多阶段性和流体演化的复 杂性。流体包裹体特征表明,流体的早期沸腾作用和晚期混合作用可能是茅坪钨矿床石英脉型黑钨矿形成的主要机制。
西藏甲玛铜多金属矿床是近年来在冈底斯成矿带取得找矿突破的超大型矿床之一。本文通过甲玛铜多金属矿床与典 型喷流沉积矿床的对比研究,指出甲玛铜多金属矿床成因是与斑岩成矿作用有关的斑岩-矽卡岩型矿床,由产于斑岩中的 钼(铜)矿体、产于矽卡岩中的铜多金属矿体、产于角岩中的钼铜矿体以及外围独立金矿体构成了完整的甲玛斑岩成矿系 统。甲玛矿床同典型喷流沉积矿床的主要区别在于:①地质特征:岩浆热液不仅在林布宗组与多底沟组扩容空间内可形成 层状矽卡岩,而且在林布宗组的泥质灰岩夹层中也可形成小规模、透镜状、囊状矽卡岩;矿区不存在喷流岩,前人认为的 喷流岩实际上是矽卡岩化角岩;矿床的主成矿年龄为14~16Ma,成矿与中新世冈底斯碰撞造山带发生拆沉、大规模的地壳 伸展作用及大规模斑岩体侵位有关;矽卡岩铜多金属矿体不存在喷流沉积矿床所特有的二元结构,矽卡岩顶部与顶板围岩 之间为渐变过渡关系;粗粒结构的矽卡岩亦是岩浆热液长时间补给而使矿物自形生长的结果。②地球化学特征:元素地球 化学特征方面成矿元素组合以Cu,Mo,Au,Ag为主,少量Pb,Zn;多底沟组灰岩中Mn相对于区域背景含量为负异常;甲玛铅 锌矿体的Zn/ (Pb+Zn)比值较低,主要集中在0~0.1和0.2~0.45两个区间内;矿床的矿化分带表现出:由岩体中心向四周Mo →Cu+Mo→Cu→Pb+Zn,为典型的斑岩铜钼矿成矿系统的矿化分带。同位素地球化学特征方面硫同位素比值主要呈负值且 变化范围很窄,而硅同位素比值则以正值为特征。此外,文章建议在念青唐古拉具有类似甲玛矿区成矿地质条件地区,以 岩浆热液矿床成因为指导,建立依据浅边部铅锌矿(化)体,向深部(中心)追索铜钼矿体或钨矿体的找矿模型。
青藏高原是我国岩浆岩最发育的地区之一,出露着从元古宇到新生代各个地质时期多种类型的火山岩与侵入岩,面 积达30万km2左右,占全区面积的10%以上。这些岩浆岩在青藏大陆动力学研究中有着重要的作用,既是探测深部的“探 针”和“窗口”,又是构造演化的记录,并形成重要的构造-岩浆-成矿带。本文拟通过岩浆作用和岩浆岩来研究青藏高原 演化的一些科学问题。(1)印度-亚洲大陆碰撞时限:印度-亚洲大陆碰撞时限是青藏高原形成演化中一个非常重要的基础 问题,也是国际上争论的一个热点,到目前为止,分歧仍然很大,从主张早于70 Ma 到34 Ma都有。本文根据来自我国西藏 南部延伸1500 km以上的主碰撞带的综合证据提出,印度-亚洲大陆碰撞开始的时间为70/65 Ma,完成的时间在40 Ma左右, 这个时期称为同碰撞期,40 Ma之后转入后碰撞期。(2)同碰撞阶段的壳-幔交换—底侵与岩浆混合作用: 南冈底斯带同碰撞 花岗岩中有着丰富的岩浆底侵作用与岩浆混合作用证据。这两种作用,是通过岩浆作用实现壳-幔间物质和能量的交换, 是两种不同而又密切相关的大陆地壳生长方式。(3) 青藏巨厚地壳的成因: 双倍于正常厚度的巨厚地壳,是青藏高原最显著 的特点之一,世界瞩目。通过对同碰撞与后碰撞火成岩的研究提出“两类地壳、两种机制”的认识,即新生地壳与再循环 地壳;构造挤压增厚机制与地幔物质注入增厚机制。(4)青藏岩石圈的组成、结构与演化:高原岩石圈地幔存在三种地球 化学端元,存在三种岩石圈结构类型,已在青藏高原多处发现地幔与下地壳岩石的地表露头及火成岩所携带的深源岩石包 体。(5)青藏高原深部物质的可能流动:青藏高原新生代碰撞-后碰撞火成活动有规律的时空迁移,以及深部地球物理探 测,都暗示碰撞引起壳幔深部物质的横向流动
榍石是钙碱性花岗岩中常见的副矿物,因Ti4+与Sn4+具有相近的晶体化学性质,榍石可以有不同含量的Sn,因此,榍 石是研究含锡花岗岩(特别是氧化型花岗岩)的有用矿物之一。本文选择南岭地区中段3个含锡花岗岩(骑田岭、花山、姑 婆山)和3个尚未发现重要锡矿化的花岗岩(连阳、大东山、九峰)中的榍石进行了系统的矿物学研究。在这些花岗岩中, 榍石都可以既形成于岩浆早期,也可以形成于黑云母绿泥石化的热液阶段。在骑田岭、花山和九峰花岗岩中,还发现了岩 浆晚期结晶的榍石。电子探针分析结果表明,三类榍石具有不同的微量元素成分,岩浆早期榍石含有微量Sn (SnO2一般低 于1%),岩浆晚期榍石明显富锡,在不同花岗岩中ω (SnO2)可从约3%到26%不等,热液榍石则以富Al,F为特征。进一步对 比6个花岗岩中榍石的化学成分发现,骑田岭、花山和姑婆山3个含锡花岗岩中的榍石(无论是岩浆阶段的,还是热液阶段 的)都以富锡为特征(SnO2平均高于0.4 %),显示3个花岗岩具有较强的锡成矿能力;而在3个尚未发现重要锡矿的花岗岩 中,连阳、大东山花岗岩中的榍石明显贫锡(SnO2含量低于0.1 %),但九峰花岗岩中的榍石与花山花岗岩中的榍石十分相 似,岩浆榍石最高可含约3%SnO2,热液型榍石也可含2%的SnO2,预示九峰花岗岩可能具有较好的锡矿勘探前景。本文研究 结果表明,榍石可以作为判别花岗岩锡成矿能力的简便、实用的矿物学标志。
湘南癞子岭花岗岩岩株侵位于燕山早期, 其锆石U-Pb年龄为154~155 Ma, 以富含Li,Rb,Sn,W,Nb,Ta等稀有金属元 素, Pb,Zn等贱金属元素以及H2O,F等挥发份为主要特征, 具有明显的垂直分带。自下而上, 在450~500 m的垂直距离范围内, 从黑鳞云母花岗岩带, 经浅色花岗岩(二云母花岗岩和锂白云母花岗岩)带、钠长石花岗岩带、云英岩带、到块状石英和黄玉伟晶岩带, 各带岩石的常量元素和微量元素组成都发生有规律的变化。高度发育的岩浆分异和热液演化, 是稀有金属 和贱金属元素及挥发份逐步富集并成矿的关键机制。虽然大多数癞子岭花岗岩的样品都具有过铝的特征, 但由于该岩体特 别是其较深部位的黑鳞云母花岗岩中Zr,REE,Y,Nb,Th,U等高场强元素含量高, 锆石的εHf值偏高(在-5.9和-1.9之间,平 均-4.2), Hf模式年龄tDM值偏低(在1.32 Ga~1.58 Ga之间, 平均1.47 Ga), 都显示有地幔物质的明显参与, 推测癞子岭花岗岩的原始岩浆, 可能来源于深部铝质A型骑田岭花岗岩基, 或者是与骑田岭岩基相类似的铝质A型花岗质岩浆体的分离结晶作用。