高校地质学报

李江海,杨静懿,程雅琳,李维波,周肖贝

2013, 19(4): 561.

摘要 ( 802 )

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沉积盆地地层及其结构可记录盆地构造演化过程,而盆地演化则记录了不同历史时期的构造背景。为系统认识盆地构造演化及其演化背景,本文在全球构造理论指导下,收集全球上百个重要沉积盆地资料,编制了洲际超经向长剖面 2 条:(1) 印度—西伯利亚—北美—南美经向超长剖面;(2)非洲东海岸—地中海—欧洲—北冰洋沿岸—西伯利亚—澳大利亚超长剖面。它们成为探讨沉积盆地结构特征、构造演化对比的重要基础,由此获得的主要认识包括:超长剖面是全球沉积盆地分类的基础,不同类型的沉积盆地有序并列。盆地构造演化和发育受控于板块构造边界作用以及基底沉降作用。不同的盆地类型在时间演化和空间分布具有密切成因联系。从板块边缘出发一般为大洋盆地、海沟、弧前盆地、弧后前陆盆地、前陆盆地、克拉通盆地、裂谷盆地、被动陆缘盆地。位于欧亚板块的各个盆地均受到阿尔卑斯造山运动(喜马拉雅运动)影响,亚洲大陆盆地群发育及其后期改造受古亚洲、特提斯和西太平洋构造域控制。受板块边界作用影响,相同板块上的不同盆地群之间具有密切的构造—沉积联系和构造事件响应。全球油气最富集的巨型盆地主要出现于板块内部、远离挤压板块边界的环境下。

苏北盆地晚白垩世以来的构造热演化

包汉勇,郭战峰,黄亚平,张罗磊

2013, 19(4): 574.

摘要 ( 808 )

PDF (1535KB) ( 1283 )

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盆地热演化直接控制了盆内烃源岩的演化及后期油气的生成、赋存状态及分布规律。本文以横跨苏北盆地的两条地震剖面 g1 和 g2 为例,采用构造热演化模拟的方法,对苏北盆地晚白垩世伸展拉张以来的热历史进行了恢复,并分阶段进行了讨论,认为晚白垩世以来的第一次伸展(95~83 Ma)期间,苏北盆地不同的构造单元(凹陷和凸起)基底热流值较小, 且基本一致。第二期伸展时(83~54.9 Ma),基底热流值开始逐渐增大,且不同构造单元间热流值开始出现差异变化。第三期伸展时(54.9~38 Ma),较前一期热流值增幅更大,多个部位达到了本次模拟时热流的最大值,且不同的构造单元间热流值增幅差异极为明显。而到了新近纪,由于发生了轻微的构造反转,苏北盆地热流值基本趋于稳定。

塔里木盆地北缘碳酸盐岩野外构造裂缝发育规律研究

张鹏,侯贵廷,潘文庆,齐英敏,张庆莲,孟庆峰,鞠玮

2013, 19(4): 580.

摘要 ( 685 )

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海相碳酸盐岩的油气勘探日益受到我国的重视。碳酸盐岩通常比较致密,需要通过各种地质作用的改造才能成为良好储层。本文通过对塔里木盆地北缘碳酸盐岩野外构造裂缝发育情况的分析,认为岩性、层厚、风化壳、流体改造和构造作用等因素是控制碳酸盐岩构造裂缝发育情况的主要因素。粗晶白云岩裂缝比细晶的发育;岩层越薄,裂缝越发育;风化壳上部有利于裂缝发育;热液作用有利于裂缝扩展,但充填后降低裂缝的有效性;褶皱的曲率越大,裂缝越发育;靠近断层裂缝发育,裂缝密度与距断层的距离呈指数关系。

等效孔隙结构模型在鄂尔多斯致密含气砂岩中的应用

周枫,徐鸣洁,马中高

2013, 19(4): 588.

摘要 ( 851 )

PDF (958KB) ( 1878 )

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该文作者采集了鄂尔多斯大牛地气田二叠系下石盒子组钻井岩芯,在60 Mpa围压和50°C温度下进行了岩芯弹性参数测试。通过岩石薄片分析孔隙结构特征,按照孔隙的纵横比值(<0.01, 0.01~0.9, >0.9)将孔隙划分为三类,进而对柔性孔隙模型理论进行了修改,建立了孔隙结构模型。建立的模型应用于常规测井数据,通过自洽算法进行了纵波、横波速度和弹性参数的估算。模型计算结果与测井曲线、岩芯实验测试结果进行了对比。结果显示模型与测井的速度曲线和泊松比值曲线能很好地吻合,但模型预测的波阻抗值稍大于岩芯的测试结果。其原因在于利用模型计算声波阻抗时使用的密度值来自于测井数据,而在储层状态下 , 由于上覆地层的压力,会使得岩石的密度增大 , 导致波阻抗值上升。研究成果表明了柔性孔隙模型在鄂尔多斯致密砂岩弹性参数的预测中能取得很好的效果。

东北地区地壳密度模型反演

冯润海,董平,王良书,孙斌,吴咏敬,李长波

2013, 19(4): 594.

摘要 ( 684 )

PDF (1461KB) ( 1553 )

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基于东北地区满洲里—绥芬河和内蒙古东乌珠穆沁旗—辽宁东沟两条地学断面研究所给出的、固定台站接收函数所得到的以及其它深地震探测所获得的莫霍面深度值,在给定参数搜索范围、适当的初始温度等条件下,用小波分析所提取的反映莫霍面起伏的 4 阶逼近重力异常作为反演的约束条件,利用模拟退火算法(SA),反演了该区域地壳内密度随深度变化的指数分布函数,得出地壳表层与地幔的密度差为 -0.9g·cm-3,衰减系数为 0.02。通过与由地震纵波波速转换而来的地壳内密度结构的对比,表明本文反演出的密度指数模型可以很好地反映地壳密度的纵向变化。

延边和龙地区闪长岩的年代学、地球化学特征及岩石成因研究

武鹏飞,孙德有,王天豪,苟军,李蓉,刘玮,柳小明

2013, 19(4): 600.

摘要 ( 913 )

PDF (3259KB) ( 1739 )

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林省东部延边和龙地区中生代闪长岩的锆石 LA-ICP-MS U-Pb 年龄为 173~175 Ma。岩石的 SiO2 含量为 53.28%~58.02%, TiO2 含为 0.99%~1.08%,MgO 和 TFe2O3 含量分别为 1.96%~6.45% 和 6.59%~9.64%,Mg# 值为 37~59,Na2O 含量为 3.37%~4.88%, K2O 含量为 0.94%~2.30%,Na2O/K2O 为 1.70~4.16,Al2O3 含量为 15.87%~18.93%,相对富钠高铝,并且具有钠质钙碱性系列向高钾钙碱性系列过渡的趋势,稀土元素球粒陨石标准化曲线显示其具有富含轻稀土元素(LREE)、贫重稀土元素(HREE) 以及无 Eu 负异常的特点。岩石富集大离子亲石元素(Rb,Th,Ba),明显亏损 Nb,Ta,Zr,Hf 和 Ti 等高场强元素 (HFSE)。闪长岩的原始岩浆起源于受俯冲流体交代地幔楔的部分熔融,岩浆在上升过程中未受到明显的地壳混染。该期闪长岩形成于与古太平洋板块俯冲相关联的活动大陆边缘环境。

青海省囊谦县钾质碱性岩地球化学特征和锆石U-Pb年龄

袁亚娟,夏斌,张玉泉,夏连泽,李贺

2013, 19(4): 611.

摘要 ( 1038 )

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青海省囊谦县钾质碱性岩岩石化学成分富碱(Na2O+K2O=7.20%~10.6%),高钾(Na2O/K2O=0.56~0.93)和富钙 (CaO=1.65%~6.39%),富集 Rb,Ba,Th,U,Sr 等大离子亲石元素( LILE) 和 Pb, 亏损 Nb,Ta,Zr,Hf,Ti 等高场强元素( HFSE)。∑REE 范围为 336.8×10-6~611.31×10-6,富集轻稀土(LREE/HREE=19.78~33.58)和铕异常不明显(δEu=0.96~1.05)。粗面玄武岩、二长斑岩、正长斑岩 LA-ICP-MS U-Pb 定年结果分别为 34.9±1.2 Ma,35.0±1.1 Ma,35.3±0.5 Ma,均属于古近纪, 相当于晚始新世。从本文定年结果还表明斑岩(花岗斑岩)成岩时间略早于火山岩,暗示该区的岩浆作用,有先侵入后喷发的趋势。囊谦钾质碱性岩的成因与印度、欧亚两大陆碰撞有内在的联系。

皖南休宁蓝田剖面埃迪卡拉系皮园村组硅质岩的地球化学特征及成因

何天辰,凌洪飞,陈永权,李达,杨爱华,王丹,吴赫嫔

2013, 19(4): 620.

摘要 ( 707 )

PDF (6764KB) ( 1563 )

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该文运用多种沉积地球化学指标结合地质事实,对埃迪卡拉纪晚期沉积于皖南蓝田地区的皮园村组硅质岩进行了综合研究,揭示了皮园村组硅质岩具有海相沉积硅质岩典型的微晶石英结构和较高的 SiO2 含量,同时具有 Fe/Ti > 20, Al/(Al+Fe) < 0.4 和 Eu 正异常的地球化学特征。根据 Al-Fe-Mn 图解认为,硅质岩含有来自海底热液流体的组分,而接近现代开阔洋海水的 Y/Ho 比值和海水型稀土配分特征则显示沉积水体主要为海水。硅、氧同位素在地层序列上无趋势性变化和较高 δ30Si 值指示硅质岩是由海水中的溶解态硅化学沉积形成,而不是由海底热液直接沉淀形成。氧同位素温度计也表明硅质岩形成于当时常温的海水环境。上升流使得混合了海底热液而富硅的底层海水上涌,运移至离喷口较远的相对偏酸性海域, 导致局部海水硅过饱和而发生二氧化硅沉淀。皮园村组产出大量藻纹层和微体化石,并在顶部见有保存完好的埃迪卡拉纪微体化石Palaeopascichnus jiumenensis,表明本海域生产力旺盛,生物和有机质降解作用产生的酸类物质可能降低了海水中溶解硅的溶解度,间接促进了硅质岩的沉积。

豫西渑池地区寒武系第三统馒头组二段的核形石

齐永安,代明月,常玉光,王敏,李妲

2013, 19(4): 634.

摘要 ( 1076 )

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豫西渑池地区寒武系第三统馒头组二段主要由紫红色、褐黄色页岩夹叠层石灰岩、核形石灰岩和鲕粒灰岩组成,其下部灰岩中富含核形石,形态和纹层结构多不规则,可见弯曲、不分枝的葛万菌(Girvanella )管状体呈密集而不规则的网状缠绕于核心和暗色纹层中,在亮纹层中则少些。含核形石地层呈薄层或透镜状夹于鲕粒灰岩之间或被潮上带泥岩覆盖, 形成于低能的滨岸鲕粒滩滩间或滩后洼地。从核形石的特征可以看出,后生动物的匮乏或衰退是渑池地区馒头组二段核形石产生的决定性因素,不同的水动力条件造就了核形石形态类型的多样化,持续动荡的高能条件和大量泥质(陆源物质) 供应直接导致了核形石消亡。

贵州埃迪卡拉纪-—寒武纪-裂散长索藻 Longifuniculum dissolutum 的分布及其形态变化

伍孟银,赵元龙,傅晓平

2013, 19(4): 642.

摘要 ( 713 )

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在埃迪卡拉纪-寒武纪地球生命演化和环境变化的重要时期,贵州地区众多后生生物化石群中保存了极为丰富的宏观藻类,这些宏观藻类不仅在早期植物演化中具有极其重要的作用,而且在探索动物与环境协同演化方面也能提供一些重要的信息。文中将分布于贵州埃迪卡拉系陡山沱组-寒武系牛蹄塘组及凯里组的裂散长索藻Longifuniculum dissolutum化石形态进行了详细描述和纵向对比研究,其结果表明自陡山沱组至凯里组沉积期,裂散长索藻的形态变化趋势是藻体逐渐变短变宽,藻丝逐渐变细。这种变化趋势有可能反映L. dissolutum与生态环境变化相适应,也正由于L. dissolutum自身的适应环境的变化使其能够顺利跨过新元古代—寒武纪的重大转折期。从而证实,裂散长索藻L. dissolutum是一类环境适应较强、遗传相对较稳定的一类宏观藻类。

高温高压条件下深部煤层气吸附行为

赵丽娟,秦勇,Geoff WANG,吴财芳,申建

2013, 19(4): 648.

摘要 ( 681 )

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为了对深部煤层吸附特性进行分析,以鄂尔多斯盆地东部主要煤层为对象,展开 4 组不同温度条件下煤样的高压等温吸附实验。从温度、压力、煤级等地质要素方面入手,研究较高温压条件下煤样的吸附特征。同时,通过对比分析各地质因素对吸附行为的影响,比较深部煤层吸附行为与浅部煤层吸附行为的差异性。结果表明:深部煤层的吸附特性主要受温度、压力的控制;高温条件下煤样对 CH4 的吸附量大大减少,且煤级、煤岩显微组分、灰分产率以及水分含量对吸附性能的影响已明显小于浅部煤层,温度、压力成为控制吸附量的决定因素。在 100°C条件下,吸附量到达某一压力后随着压力的增大煤样吸附量下降,分析认为由于在此温压下,随着压力的增加,吸附相与游离相气体的密度差逐渐减小,超临界吸附已不再符合 Langmuir 等温吸附模型。

“浓缩”伽玛测井曲线用于探井地层划分、对比

陈安定,朱有信,漆建华,张磊,王鹏

2013, 19(4): 655.

摘要 ( 805 )

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该文提出一种在南图尔盖盆地已被应用,适合陆相盆地探井地层划分、对比的新形式——“浓缩”伽玛曲线。浓缩伽玛曲线是经过纵向压缩和横向放大处理的曲线,纵向上显示曲线“错断”和自然分段。自然段划分以浓缩线的趋势连续性为依据,结合其它测井信息并通过地震地层分界的验证产生。经过分析,每个自然段对应“组”地层,实际代表了与构造沉降有关的沉积旋回、A/S 配置特征;分界则与地震剖面上的“地层界面”吻合,实际代表了地层超覆、地层削蚀,新一轮沉积或新的物源等信息。

塔里木盆地台盆区石炭系油气探井失利原因分析

霍志鹏,焦姣,庞雄奇,陈君青,庞宏

2013, 19(4): 661.

摘要 ( 808 )

PDF (2485KB) ( 974 )

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石炭系是塔里木盆地台盆区油气勘探潜力巨大的层位之一,成藏条件复杂。为了探明塔里木盆地台盆区石炭系有利勘探区域,提高探井成功率,文中利用油气功能要素组合—构造过程叠合—相势耦合的新方法,对塔里木盆地台盆区石炭系的 29 口成功井和 49 口失利井进行了原因剖析。研究结果表明, 所有成功井均位于功能要素有效组合—弱弱构造过程叠合—优相低势的范围内,失利井中 10% 的探井因功能要素不全或不能有效组合而失利,18% 的失利井由于油气藏遭受后期构造运动被调整、破坏,72% 的探井则是由于晚期相势不能有效复合。本研究加深认识了塔里木盆地油气成藏和分布的复杂性、表明了新方法分析探井成功与失利原因的有效性,对油气勘探具有一定的指导意义。

岩浆侵入对淮北花沟西煤中稀土元素分布的影响

刘胜军,刘文中

2013, 19(4): 671.

摘要 ( 751 )

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用 ICP-MS,XRF 等分析测试手段,对花沟西勘查区 24 件煤样和 8 件岩浆岩样品中稀土元素 (REE) 的含量进行测定与分析,并通过对 8 号煤层和 10 号煤层中稀土元素丰度的研究,探讨了淮北花沟西勘查区煤中稀土元素的含量特征和岩浆侵入对煤中稀土元素分布的影响。研究表明:花沟西勘查区煤中 ΣREE 平均值为 92.09×10-6,LREE/HREE 平均值为 6.54~8.53;岩浆侵入致使煤中稀土元素含量增加,使煤中稀土元素发生了二次迁移与富集,且岩浆组分对煤中稀土元素的迁移富集具有一定程度的影响

渗透率空间变异性对重非水相流体运移的影响

张蔚,施小清,吴剑锋,吴吉春

2013, 19(4): 677.

摘要 ( 976 )

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中针对多孔介质中水、气和非水相流体的多相流运移特点,建立了由包气带至饱和带的 NAPLs- 水 - 气三相流模型。用 Karhunen-Loeve 展开方法构建 4 个空间变异性不同的渗透率随机场。在此基础上,分别模拟 4 种情景重非水相流体 (DNAPLs)的泄漏运移过程。通过分析 DNAPLs 饱和度的空间分布以及其空间矩随时间的变化来探讨渗透率空间变异性对 DNAPLs 运移的影响。结果显示,随着渗透率空间变异性的增强,DNAPLs 饱和度的空间变异性增大。渗透率场中的优势通道对 DNAPLs 运移有着显著影响,直接决定 DNAPLs 的运移路径和饱和度分布。渗透率场的各向异性降低了 DNAPLs 在垂向上的运移速度,影响污染羽的形态。

露天堆放粉煤灰对地下水的污染研究

魏林宏,叶念军,朱春芳,刘国宁,邢怀学,周锴锷

2013, 19(4): 683.

摘要 ( 1096 )

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中国是煤炭资源非常丰富的国家,大多数火力发电厂均以煤炭为其电力生产的基本燃料,而其副产品粉煤灰则露天露天堆放。粉煤灰中含有的大量重金属和放射性元素是潜在的污染源,尤其是对水环境的污染。文中选取一位于安徽淮北的火力发电厂的储灰场,对其周边地表及地下水进行野外采样和分析,并取该灰场粉煤灰进行元素含量、矿物成分的分析及室内淋滤实验。结果表明粉煤灰堆放场周边 12 个取样点的地下水水样中 NO3-,Cr6+,Se 含量超标,其中超标最严重的 Se 的超标率占检测水样的 58.3%,最大浓度值达到III类标准的 6.6 倍。进一步应用主成分分析和聚类分析方法对研究区地下水离子进行水源分析,发现地下水化学成分主要有 3 个来源:天然背景下,很少受人为影响的水源,其贡献率为 53.32%;第二个来源反映了处于径流区或排泄区的地下水源并受到一定程度人为因素的影响,其贡献率为 17.37%;第三个来源反映了粉煤灰对地下水的污染,其贡献率为 14.96%。聚类分析的结果进一步验证了粉煤灰场污染地下水中的空间分布特征:即离灰场越近,埋深越浅受污染的风险就越大。主成分分析和聚类分析法的应用为今后开展灰场对周围地下水影响的研究,确定地下水是否受到污染及污染来源 , 提供了一条有效途径。

铝土矿脱硅微生物的定向筛选及脱硅性能

钟婵娟,肖国光,曹飞,孙德四

2013, 19(4): 692.

摘要 ( 811 )

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利用铝硅酸盐矿物为能源的硅酸盐细菌选择性分离培养基,对从鄱阳湖地区不同性质土壤中筛选出了 18 株拟溶硅菌种进行实验。通过对其产酸、产多糖、形成细菌-矿物复合体与溶硅能力的测定,定向筛选出P04与P17两株环状芽孢杆菌, 并以中国普通微生物菌种保藏中心环状芽孢杆菌 CGMCC1.0153(编号为 P19)(Bacillus circulans)为参照菌株,对其表型形态、生理生化特性及脱硅效果进行了研究。结果表明:与其它菌种比较,这两株菌种具有较强的产酸、产多糖与溶硅能力,在培养基中能形成明显的细菌-矿物复合体;通过与模式菌株的表型形态与生理生化特征及16S rRNA基因鉴定结果比较,可认为 P04 与 P17 是环状芽孢杆菌;在实验条件下,P04,P17 与 P19 对铝土矿均有一定的脱硅能力,浸矿 12d 后,浸出上清液中SiO2最大含量分别为54.26,42.78,47.98 mg/L,铝土矿的A/S从浸出前的5.17分别提高到10.99,7.61和8.90。表明具有较强产酸、产多糖能力并能形成明显细菌 - 矿物复合体的环状芽孢杆菌的脱硅能力较强。

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