高校地质学报

陈辉，倪培*，陈仁义，叶天竺，王国光，张伯声，徐颖峰

2016, 22(1): 1. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.

摘要 ( 1431 )

PDF (4506KB) ( 1501 )

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浙江建德铜矿（原名岭后铜矿）是20世纪60年代初期探明的中型铜矿，位于扬子板块和华夏板块结合带（即钦杭结
合带）北东段。文中系统研究了建德铜矿主成矿期块状矿石石英中的流体包裹体。岩相学研究表明主要发育三类包裹体：
包括富液相包裹体（I型），富气相包裹体（II型），以及含子晶包裹体（III型）；显微测温结果显示：I类富液相包裹体加热
后均一到液相，均一温度分布范围主要集中在280~340℃，流体包裹体盐度0.63~8.00 wt.% NaCl eqv，II类富气相包裹体加
热均一到气相，均一温度296~334℃，盐度1.22~2.00 wt.% NaCl eqv的低盐度范围，III类含子晶包裹体，均一温度范围与II
类包裹体基本相同，介于290~326℃，盐度则较高，介于31.87~38.16 wt.% NaCl eqv。激光拉曼探针分析揭示，流体挥发分
主要为水蒸气，同时部分包裹体气相组分中含有CO2、CH4、N2。II类与III类流体包裹体在视域内共存，且两者均一温度相
似，盐度相差很大，表明强烈的流体沸腾作用发生。流体强烈沸腾作用是造成建德铜矿成矿物质沉淀富集的原因。成矿流
体研究结合地质特征表明，建德铜矿是燕山期的矽卡岩型矿床而不是海西期的喷流沉积矿床。

诸广山南体桃金洞花岗岩成因和铀成矿潜力探讨

兰鸿锋，凌洪飞*，孙立强，王凯兴，欧阳平宁，刘建伟，王洪作

2016, 22(1): 12. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.

摘要 ( 1275 )

PDF (3206KB) ( 1233 )

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文中对位于湘赣粤三省交界处的诸广山南体桃金洞花岗岩进行了锆石U-Pb年代学和岩石地球化学的研究，并将其与
诸广山南体东部其他印支期非产铀和产铀花岗岩进行了对比。LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为204 ± 2.1 Ma，为印支晚期岩浆
活动的产物。岩石地球化学组成呈过铝质，硅和碱含量偏高（SiO2=69.7%~75.0%，K2O+Na2O=7.74%~9.08%），富铁、贫
镁，属于碱钙性/钙碱性－过铝质－铁质花岗岩。稀土元素总量较高（ΣREE = 226~272 × 10-6），LREE富集（LREE/HREE=
6.27~11.4，（La/Yb） N=4.01~15.0），Eu亏损较明显（δ Eu=0.15~0.42），富集Rb、Th和U，亏损Ba、Sr、Ti和Eu，属于典型的
低Ba、Sr 花岗岩；（87Sr/86Sr）i 值较高（0.71922~0.72040），εNd（t）值较低（-10.0~-10.2），两阶段Nd 模式年龄为1.80~
1.82 Ga。上述特征表明，桃金洞花岗岩属于典型的壳源型花岗岩，是在地壳伸展－减薄构造背景下，由古元古代地壳岩石
演变而成的变质杂砂岩组分岩石经中低程度部分熔融形成。对比研究显示，诸广山南体印支期产铀花岗岩蚀变作用强，
FeOT/（FeOT+MgO）比值变化较大，CaO含量低，主要为碱钙性花岗岩，Ba、Sr、Ti和Eu亏损更强烈，ε Nd(t)值更低和Nd模
式年龄更古老。非产铀花岗岩源岩以砂质岩为主，U含量相对较低。桃金洞花岗岩未经后期明显热液蚀变作用，不具有产
铀花岗岩蚀变强烈的特点，地球化学特征相似于诸广山南体印支期非产铀花岗岩，铀成矿潜力可能不大。

大桥坞产铀火山-侵入杂岩的岩浆混合作用及其对赣杭构造带铀成矿潜力的指示意义

王洪作，吴俊奇*，陈培荣，汤江伟，凌洪飞，赵友东

2016, 22(1): 30. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.

摘要 ( 1398 )

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：浙江省大桥坞铀矿床赋矿围岩为一套火山-侵入杂岩，锆石U-Pb定年显示该套杂岩的成岩时代为138~125 Ma。Hf同
位素分析结果显示随着成岩时代变新，这些岩石中锆石ε Hf(t)值从约-13.0升高到约-3.0。锆石饱和温度同样表现出升高的趋
势，从~749℃升高到~846℃。以上特征表明大桥坞地区火山-侵入杂岩为壳幔岩浆混合成因，且幔源物质加入的比例随成岩
时代变新而增多。综合前人对赣杭构造带相山、芙蓉山和沐尘地区花岗质岩石的研究结果，发现这些岩石的全岩ε Nd (t)值和
锆石ε Hf(t)值在135~112 Ma期间分别从-9.0升高到-2.0和-10.0升高到2.0，表明其成因上可能同壳幔岩浆混合有关，且随着
成岩时代变新幔源岩浆的加入逐渐增多。Sr-Nd同位素模拟显示幔源岩浆加入的比例在135~112 Ma期间从0升高到~60%。
由于幔源岩浆较壳源岩浆贫U和Th，前者的加入会稀释壳源岩浆中U和Th的含量，降低其铀成矿潜力。幔源物质加入越
多，铀成矿潜力越低。赣杭构造带壳幔岩浆混合作用呈西弱东强的地质事实，可能是该带上铀矿床的分布呈西大东小格局
的重要原因之一。因此，赣杭构造带东段找矿需关注富铀基底（花岗岩或长英质变质岩基底）与早白垩世火山岩盖层相结
合的地区。

粤北302铀矿床成矿流体与成矿物质来源研究：H、O、Sr、Nd同位素证据

傅丽雯，孙立强，凌洪飞*，沈渭洲，李坤，冯尚杰

2016, 22(1): 43. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.

摘要 ( 1069 )

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粤北地区是中国花岗岩型铀矿最为重要的大型矿集区。位于粤北诸广复式岩体东部的302 铀矿床是一个规模大，埋
藏较深，矿化垂幅较大的花岗岩型铀矿床。矿体呈似脉状、扁豆状或透镜状产于印支期油洞岩体和燕山早期长江岩体的断
裂蚀变带内，矿石矿物以沥青铀矿为主。近年来，研究者们对该矿床的成矿流体与成矿物质来源一直存在争议。文中对该
矿床进行的氢、氧同位素研究表明，成矿流体的δ18OH2O 值为-7.09‰~3.24‰， δDH2O 值为-105‰~-63‰，反映成矿流体主要
由深循环的大气降水通过水-岩相互作用演化形成， δDH2O 值的偏低可能主要由成矿流体的热液沸腾作用和/或大气降水在深
循环过程中与少量有机水（ δDH2O =-90‰~-250‰）的混合引起。成矿期萤石的εNd(t)值(-11.9~-11.4)和稀土元素分布模式与
赋矿围岩长江岩体十分相似而与油洞岩体区别明显，萤石落在Gd/Yb-Nb/Ta 图解中的长江岩体及其邻近范围内，表明302
矿床的成矿物质主要来源于赋矿围岩长江岩体。

东胜铀矿砂岩中方解石富集及铀矿成因

冯乔，秦宇*，付锁堂，柳益群，周鼎武

2016, 22(1): 43. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.

摘要 ( 1252 )

PDF (3573KB) ( 1174 )

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东胜铀矿区方解石富集特征、无机碳氧同位素以及邻近气藏包裹体捕获压力、有机碳同位素和3He/4He的相关研究表
明，东胜铀成矿与深层天然气存在密切关系。方解石的δ13C值-19.6‰~-1.11‰，δ18O值-17.13‰~-9.00‰，δ13C值的变化范
围较宽，可能是地表水和深层天然气影响程度不同所致。鄂尔多斯盆地北部气藏储层包裹体捕获压力从深部向浅部和从盆
地西南向东北方向逐渐降低的变化趋势表明，天然气为铀的转化提供了充足的还原剂，为大型东胜铀矿形成提供了必要条
件。天然气中3He/4He比值证明东胜直罗组铀矿砂岩中没有有意义的幔源流体贡献。这些证据表明东胜铀矿砂岩中的方解石
是地表水和深部天然气共同作用的结果，这暗示了东胜大型铀矿床是由低温混合成矿作用形成的。

云南兰坪-思茅盆地和老挝钾盐矿床物质来源新认识

李明慧，颜茂都，方小敏，张增杰，孙淑蕊

2016, 22(1): 60. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.

摘要 ( 1147 )

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云南兰坪-思茅盆地勐野井钾盐矿与泰国—老挝的钾盐矿的成矿关系被认为可能具有同源性，尤其深部热液可能是
其重要的物质来源之一。针对该观点氢氧同位素证据缺乏、且深部热液到底是哪种热液尚不清楚的问题，文中根据老挝钻
孔ZK2893中石盐包裹体水的氢氧同位素分析结果：δ18O为-2.3‰~9.5‰，平均值为2.9‰，δD的范围为-78‰~-150‰，平均
值为-108.6‰，大部分小于-90‰；在δD-δ18O 关系图上，数据点均在交代热液范围内，因此推断，老挝钾盐成矿的深部热
液为大气降水与围岩形成的交代热液，围岩提供了重要的成矿物质。此项分析还表明老挝的交代热液温度主要集中在150℃
左右，即包裹体形成的温度可能也在150℃左右，云南兰坪—思茅石盐包裹体的捕获温度为145℃左右，最高达170℃，二者
比较接近，这为两地钾盐矿同源的可能性提供了新的证据。

贵州水银洞金矿矿层矿化分析与深部预测

刘帅，彭进，刘建中*，王泽鹏，杨成富

2016, 22(1): 66. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.

摘要 ( 1004 )

PDF (1152KB) ( 755 )

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水银洞金矿为滇黔桂“金三角”最重要的金矿床，是典型的卡林型层控金矿床。运用绘制等高线图和含矿层矿化分
布图的方法，对水银洞矿床0~427勘探线的钻孔数据分析，并用surfer 软件绘制矿层的顶底板和地层矿化趋势的模拟图，重
点分析了含矿地层的构造形态和矿化规律，结果显示：界面等高线反应背斜的形态，水银洞矿区背斜的高点和背斜倾伏端
是金矿的主要赋存位置；Sbt（构造蚀变体）与上部龙潭组矿化值有负相关效应；水银洞矿化整体具有不均匀性，Sbt向东
南延伸且在东西向具有弱—强—弱的富集规律。Sbt矿化强度在东西向具有弱—强—弱的规律，而龙潭组地层中的矿化与
Sbt呈现一定负相关效应，在背斜倾伏端龙潭组矿化度开始增强，预示深部地层可能还会有大规模的工业矿体存在。

热点作用背景下的洋中脊跃迁和扩展作用:印度洋盆地张开过程探讨

李江海，张华添*，李洪林，刘仲兰

2016, 22(1): 74. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.

摘要 ( 1264 )

PDF (2220KB) ( 1346 )

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在《印度洋底大地构造图》的基础上，分析了印度洋盆构造格局和洋盆演化重大事件序列，并从印度洋盆初始裂解
机制、扩张中心跃迁与热点作用、洋中脊扩展作用等方面讨论了印度洋盆的张开过程，提出以下几点认识：（1）现今印度
洋洋中脊可分为两个系统：东南印度洋中脊-中印度洋中脊-卡斯伯格洋脊系统（东支）和西南印度洋中脊系统（西支），
前者是太平洋洋中脊扩展作用的产物，后者是太平洋－东南印度洋中脊与大西洋中脊之间构造调节的产物；（2）印度洋盆
最初裂解受地幔柱垂向挤压-水平伸展作用控制，沿前寒武造山带等地壳薄弱带发育；（3）印度洋盆经历两次扩张中心的
跃迁，其趋向性跃迁方向与热点相对板块的运动方向具有一致性，显示两者存在内在联系。（4）大西洋和太平洋洋中脊在
印度洋交汇，于古近纪连通，末端伴随陆块持续发生碎裂化、裂解化，可称为鱼尾构造模式，表明印度洋盆衔接和调节了
三大洋盆的发育和演化过程，具有全球洋盆枢纽的关键意义。

西藏冈底斯中段桑桑花岗质岩体锆石U-Pb年龄与Hf同位素组成及其对岩石成因和构造演化的制约

王睿强，邱检生*，喻思斌，赵姣龙

2016, 22(1): 81. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.

摘要 ( 1376 )

PDF (2394KB) ( 952 )

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以西藏冈底斯中段西侧桑桑花岗质岩体为对象，进行了系统的年代学、元素地球化学和锆石Hf同位素组成研究，据
此阐明了岩体成因，并探讨了其构造意义。锆石LA-ICP-MS U-Pb定年表明，桑桑花岗质岩体的成岩年龄为49~54 Ma。化
学组成上，岩体具有亚碱、准铝、贫磷的特征（A/NKC<1.10，P2O5<0.20%），属钙碱性I型花岗岩类。岩体富Cs、Rb、Ba、
Th、U、K、Pb和轻稀土，贫Nb、Ta、P与Ti，表现出弧岩浆岩的地球化学特征。岩体的锆石ε Hf(t)值变化较大，散布于正值
与负值之间（=-4.24~+5.49），指示其形成存在不同来源物质的贡献。综合分析表明，桑桑花岗质岩体起源于初生地壳的部
分熔融，但在成岩过程中有古老地壳组分的参与。结合区域地质背景，笔者认为这一古老地壳组分最可能来自印亚碰撞过
程中俯冲下插的印度地壳，由此说明印度-欧亚大陆碰撞的起始时间应早于54 Ma。

桂北平英花岗岩锆石U-Pb年代学、Hf同位素、地球化学特征及其地质意义

张世涛，马东升*，陆建军，章荣清，蔡杨，丁超超

2016, 22(1): 92. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.

摘要 ( 1179 )

PDF (2206KB) ( 1043 )

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通过对桂北平英花岗质岩体详细的锆石U-Pb年代学、Hf同位素组成及岩石地球化学特征的研究，论证了岩体的形
成时代、成因类型、源区性质及其与宝坛锡矿的成矿关系。该岩体中心相-粗粒黑云母花岗岩的锆石LA-MC-ICP-MS U-Pb
定年表明，其206Pb/238U加权平均年龄为834.2±5.1 Ma，属新元古代构造岩浆活动的产物。平英花岗岩具有高硅、富碱、强过
铝质的特征，岩石富集Cs、Rb、U、Ta而亏损Ba、Sr、Ti等元素。球粒陨石标准化稀土配分曲线呈右倾形和强烈的Eu负异
常（Eu/Eu*=0.05~0.31）。花岗岩中锆石的εHf(t)值介于-12.6~-1.6之间，峰值在-4.8~-3.0之间；二阶段模式年龄T C
DM(Hf)在
1.83~2.51 Ga之间，峰值在1.9~2.0 Ga之间。这些特征表明平英岩体形成于该区古元古代富硼基底的部分熔融作用，并经历
了高度的分异演化过程。桂北九万大山—元宝山地区的新元古代黑云母花岗岩具有良好的锡成矿潜力，是华南多时代花岗
岩演化及锡多金属成矿系列的重要组成部分。

加权Logistic回归模型在火山岩型铜矿预测中的应用:以宁芜盆地中段为例

赵增玉, 陈火根，潘懋，贾根，李向前，徐士银，郭刚，张祥云

2016, 22(1): 105.

摘要 ( 1080 )

PDF (1967KB) ( 1367 )

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文中探讨了加权Logistic回归模型在宁芜盆地中段火山岩型铜矿预测中的应用。首先，结合研究区的成矿地质背景，
提取地质体、构造、围岩蚀变三大类证据因子；其次，分析各证据因子与铜矿点之间的空间关系，认为姑山旋回、娘娘山
旋回火山机构控制了本区火山岩型铜矿的空间分布，根据计算结果，选取与火山岩型铜矿密切相关的龙王山组、姑山组地
层，姑山旋回粗面斑岩、娘娘山旋回二长斑岩、NW向构造1.5 km缓冲区、NE向构造1.3 km缓冲区、EW向构造4.5 km缓
冲区、硅化、褐铁矿化、黄铜矿化等作为模型自变量；最后采用加权Logistic回归模型进行成矿概率计算，并结合成矿地质
背景，圈定四个成矿远景区，分别为P1、P2、P3、P4，其中P1、P2、P3呈北东向展布，主要受娘娘山和姑山火山机构控
制，P4为东西向分布，主要受龙王山火山机构控制，在这些预测区中，均存在已发现的铜矿体，说明预测可信度较高。

青海刚察泉吉地区中酸性侵入岩年代学特征及其意义

张国栋，徐争启，龚骏，奉军，韩亚彪，张建旺，周洋，黄泽森

2016, 22(1): 113. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.

摘要 ( 1235 )

PDF (5971KB) ( 961 )

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青海刚察泉吉地区中酸性侵入岩发育，为了进一步查明侵入岩的特征、侵入时代和形成环境，对其进行了地质学、
岩石地球化学及年代学研究。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明，研究区中酸性侵入岩侵位年龄主要集中在430~455 Ma，指
示岩体为晚奥陶世—早志留世，指示两个期次岩浆产物，侵位于巴龙贡噶尔组的花岗闪长岩测年结果显示锆石206Pb/238U值
为444±11 Ma，指示该花岗闪长岩体的侵位时代属晚奥陶世，因此限定了巴龙贡噶尔组（Sb）时代上限应该早于晚奥陶
世。从岩石地球化学特征来看，花岗岩类表现为富钾、准铝—过铝质，富集大离子亲石元素Rb、K 和Ba，亏损高场强元素
Nb、Ti和P，具弱铕负异常；闪长岩类表现为富钾、准铝质、铕负异常特征不明显。从形成环境来看，研究区中酸性侵入
岩均具有大陆碰撞环境的特征。结合区域地质构造环境及前人研究成果，研究区侵入岩是俯冲—碰撞环境下晚奥陶世-早
志留世的加里东期产物。

江苏省下志留统黑色页岩浅井钻探及其页岩气潜力分析

贾东* ，胡文瑄，姚素平，尹宏伟，李一泉，王文卉，周启友，吴晓俊

2016, 22(1): 127. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.

摘要 ( 1227 )

PDF (5522KB) ( 1308 )

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近年来上扬子地区下志留统龙马溪组页岩气勘探开发取得重大突破，属于同一大地构造单元的下扬子地区，其页岩
气资源潜力和勘探前景问题日益受到关注。在下扬子地区与龙马溪组层位相当的高家边组，由于地表风化程度较强和出露
情况较差等因素，其黑色页岩的分布范围和沉积厚度不甚清楚，直接影响了对下扬子地区页岩气勘探潜力的评价和预测。
为此本次研究选择在江苏省南京汤山和句容仑山两地实施黑色页岩浅井钻探。基于5口钻井的岩芯提取，从黑色页岩厚
度、地化、岩矿和生物地层学等多个方面揭示了下扬子地区五峰组—高家边组黑色页岩基本特征。分析结果表明：该地区
黑色页岩与上扬子焦石坝地区有很好的对比性，至少有4个笔石化石带相互一致。五峰组—高家边组黑色笔石页岩厚度在
汤山地区大于80.5 m，仑山地区至少39.5 m，有机质丰度较高，多数TOC含量1.2%～4%，显示了较强的生烃能力。镜质体
反射率（Ro）主要在1.5%～2.6%之间，热演化程度以高—过成熟为主，进入生气阶段。黑色页岩有机质以干酪根Ⅰ、Ⅱ1型
为主。因此，认为下扬子地区下志留统黑色页岩具有良好的页岩气资源潜力。

下扬子皖南大隆组黑色岩系发育特征及油气资源潜力初探

廖志伟，胡文瑄*，曹剑，姚素平，许志敏，张月霞，万野，丁海

2016, 22(1): 138. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.

摘要 ( 1186 )

PDF (7261KB) ( 1097 )

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下扬子地区上二叠统大隆组黑色岩系是区域潜在的烃源层，但过去关注较少。为加深对该问题的认识，本文以新近在
皖南地区发现的3条剖面为例，通过详细的岩石学和有机地球化学综合研究，讨论了大隆组黑色岩系的发育特征及油气资源
潜力。结果表明，宣城牛山、泾县蔡村和泾县昌桥三条剖面中大隆组黑色岩系均稳定发育，岩石类型包括硅质岩、钙质泥岩和
硅质泥岩等。综合地层对比和沉积学研究结果，发现研究区在大隆期经历了一个完整的海进—海退的沉积旋回，黑色岩系主
要发育于深水、还原滞留、欠补偿的海洋环境。岩石学和有机地球化学研究结果显示该地区大隆组黑色岩系的有机质丰度高，
有机碳含量平均在2.0%左右，有机质类型以II2和III型为主，并普遍进入高过成熟演化，因此区域勘探应以天然气勘探为主。
对比研究区大隆组黑色岩系与中新生代火成岩的分布关系，推测大隆组黑色岩系中有机质的高过成熟演化可能与华南中新生
代大规模的岩浆作用影响有关，因此在未受/少受影响的地区（例如泾县—广德一带），也可能存在一定的原油资源潜力。这些
认识还可供区域黑色岩系基础地质研究参考。

下扬子地区高家边组底部黑色页岩与北美Marcellus 页岩地质特征对比

张涛，尹宏伟*，贾东，丁海

2016, 22(1): 152. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.

摘要 ( 1208 )

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从地层形成的构造古地理环境、地层的厚度及空间展布以及烃源岩的岩性特征等方面，对美国东部阿巴拉契亚盆地
中泥盆统Marcellus页岩和下扬子地区的下志留统高家边组黑色页岩作对比研究。结果发现，两套地层形成于相似的古地理
环境，都沉积于前陆盆地早期缺氧的闭塞水体中，都是有利于细粒的有机质保存形成黑色页岩的环境。两套地层的分布和
埋深都受到同沉积构造及其后期改造作用的相互影响，同时也对其中页岩的空间分布和勘探前景起重要的控制作用。两套
页岩都是较好的烃源岩，含有较高的总有机碳（TOC）和脆性矿物，且都达到了高成熟阶段，生气和产气潜力大。相对于
Marcellus页岩，高家边组黑色页岩TOC含量较低，埋深更大，而且受到多次构造作用的改造，使得其勘探风险相对较大。

宁镇地区下志留统高家边组富有机质页岩孔隙结构

李晋宁，姚素平*，孙超，丁海

2016, 22(1): 159. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.

摘要 ( 1127 )

PDF (4016KB) ( 1053 )

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通过氩离子抛光-场发射扫描电镜、小角X射线散射及低温氮气吸附实验，对宁镇地区下志留统仑山5井等高家边组
底部富有机质泥页岩孔隙结构进行分析，为下扬子区下志留统富有机质泥页岩的储层评价提供依据。研究表明：高家边组
富有机质泥页岩含有大量的纳米级孔隙，包括有机质孔、矿物粒间孔、矿物粒内孔、微裂缝等，孔径分布复杂；优势孔径
分布为介孔段，孔隙直径主要为2~50 nm。影响孔径分布的主要因素是矿物组成，脆性矿物和黏土矿物对微孔和介孔都有
一定的影响，而有机质含量对泥页岩总体孔隙特征的影响并不明显。

构造物理模拟和PIV有限应变分析对构造裂缝预测的启示

沈礼，贾东*，尹宏伟，魏东涛，陈竹新，孙闯，崔键

2016, 22(1): 171. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.

摘要 ( 1335 )

PDF (3892KB) ( 1304 )

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油气储层中构造裂缝发育与有限应变状态关系密切，为了探索有限应变分析与构造裂缝预测的新技术方法，此次研
究设计完成了一组单侧挤压收敛模型的物理模拟实验，并引入粒子图像测速（PIV，Particle Image Velocimetry）技术对实验
过程进行了定量化分析。实验模型在垂向上为含粘性层的多层结构，实验结果形成了一个肉眼可见的箱状褶皱。通过PIV
技术可以获取实验模型变形演化过程中各阶段的位移场数据，计算出各阶段的增量应变，实现从初始状态到褶皱形成之后
整个变形过程的有限应变分析，探讨构造裂缝成因机制和分布规律，进行定量化裂缝预测。挤压变形过程初期，应变分布
范围很广，有限应变较弱（约4%~8 %），在挤压方向上的线应变表现为弱压应变，在垂向上的线应变表现为弱张应变，这
种现象是褶皱和断层产生前平行层缩短和层增厚的纯剪变形结果，也是区域型张裂缝和剪裂缝形成的主要机制。褶皱和断
层即将发育之时至发育之后，应变局限在断层发育的剪切带及附近区域，有限应变表现为较强（达20%）的剪切应变和剪
切张应变，是断层面附近简单剪切变形作用的结果，也是局部型剪裂缝和张剪裂缝形成的主要机制。

基于离散元数值模拟的应变分析和裂缝预测技术

蔡申阳，尹宏伟*, 李长圣，贾东，汪伟，陈竹新，魏东涛

2016, 22(1): 183. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.

摘要 ( 1061 )

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：应变分析与裂缝预测技术在地学领域具有重要应用意义。离散元方法虽然能有效分析含有大量间断的问题，但目前
在地学领域应用较少。文中尝试使用离散元方法表示符合实际性质的岩石，模拟水平挤压环境下滑脱构造的形成过程，并
对变形过程中的应变分布变化与裂缝生成规律进行了分析。结果表明：在挤压环境的滑脱构造中，裂缝产生的高峰期先于
断层明显活动期，局部区域内聚集的大量裂缝是产生断层的诱因；已经出现明显活动的断层中产生的裂缝较少。裂缝集中
区域和应变集中区域相互重叠，裂缝越发育则应变越强烈。受同一个断层影响的裂缝首先在断面上集中出现，随后产生在
断面周边区域；在受断层影响的范围内，裂缝距离断面越远则形成时间越晚。该成果还表明离散元方法在应变分析与裂缝
预测研究中具有巨大潜力。

基于离散元法的水力压裂数值模拟

顾颖凡，卢毅，刘兵，刘春

2016, 22(1): 194. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.

摘要 ( 1230 )

PDF (2950KB) ( 1502 )

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不同条件下水压裂隙的发展特性对有效开采页岩气具有重要的指导作用。针对岩体在微观上为颗粒和孔隙的结构系
统，提出离散元水力压裂数值模拟方法，离散元能量转化和能量守恒计算方法，建立了相应的三维离散元模型。采用自主
研发的三维离散元模拟软件MatDEM3D，通过控制模型的竖向应变与颗粒直径，来模拟地层中的应力与压裂速率的变化。模
拟结果表明：（1）水力压裂产生裂隙的数量和方向受岩石的各向异性，压力状态和变化速率所影响。（2）裂隙在压缩波传
播时发展，当水压力高速增加时，诱发的裂隙数量增多，并且有效能量（断裂热）百分比也随之增加，压裂作用也变得更
明显。（3）当竖向应变为零时，50%的裂隙呈垂直状态，当竖向应变为-1×10-4时，裂隙趋于沿着最大压力方向发展，竖向
裂隙的百分率增大。数值模拟和能量分析为定量地研究岩石水力压裂过程提供了一个新的方法。

基于工业CT扫描的岩芯裂缝结构表征

苑京文，贾东*，魏东涛，陈竹新，崔键，吴晓俊

2016, 22(1): 200. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.

摘要 ( 1049 )

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为了研究泥页岩中裂缝的发育特征，利用工业CT技术对句容盆地的页岩岩芯进行扫描，并使用数字处理技术对页岩
的CT扫描图像进行分析，通过VGStudio MAX对CT扫描数据进行重建体模型及裂缝提取，更好的在三维尺度上研究不同矿
物组成成分的页岩中裂缝的结构和发育情况及工业CT扫描图的区别。结果发现岩芯中主要存在两组不同走向及倾角的裂
缝，一组高角度裂缝，倾角约为70°~90°；一组低角度裂缝，倾角约为30°~40°。依此推测句容盆地在志留纪鲁丹阶以后至
少经历两次构造运动。对比不同的矿物组成成分的页岩研究发现，当岩石样品的矿物组成密度差别越大时，工业CT扫描就
会越清晰；当岩石样品颗粒度越大时，扫描的效果就会越明显。

聚焦离子束扫描电镜研究微体化石的微观孔隙结构

胥畅，王文卉*，姚素平

2016, 22(1): 207. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.

摘要 ( 1219 )

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聚焦离子束扫描电镜（FIB-SEM）是将聚焦离子束切割和扫描电镜结合起来的双束系统，可以在纳米尺度对样品进
行切割加工与实时成像。文中用聚焦离子束扫描电镜对兰多维列统（志留系）龙马溪组黑色页岩内的几类微体化石进行了
观察研究，并显示牙形刺、几丁石、疑源类均发育有亚微米至纳米级孔隙，这些孔隙可以为页岩气的储集提供有效空间，
不同的微体化石孔隙发育的差异可以为页岩中有机质孔隙非均质性成因研究提供重要依据。

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