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当期目录

    2020年 第26卷 第5期    刊出日期:2020-10-20
    岩石学与矿物学
    冈底斯中段谢通门县查布中新世埃达克质岩石成因及其地质意义
    洪宇飞,邱检生,王睿强,温定军,徐航,李艳芳
    2020, 26(5):  481-496.  DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2019109
    摘要 ( 99 )   PDF (5150KB) ( 189 )  
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    查布复式花岗质岩体位于冈底斯岩浆岩带中段,出露面积约400 km2。文章报道了该岩体浅成相黑云母二长花岗斑岩和次火山岩相英安斑岩的锆石U-Pb年龄、元素地球化学和Sr-Nd-Hf同位素组成,据此探讨了岩石的成因及其所蕴含的地质意义。锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果表明,它们的成岩年龄为13~16 Ma,属中新世时期岩浆活动的产物。地球化学组成上,这套岩石为高钾钙碱性、准铝质—弱过铝质,富集轻稀土和Rb、Th、U等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素,Cr、Ni的含量低,缺乏显著铕负异常,并具有高Sr和低Y、Yb含量,以及高的Sr/Y及(La/Yb)N比值,可归之为埃达克质岩石。它们的(87Sr/86Sr)i 比值偏高(=0.706347~0.707584),εNd(t)值明显偏低(=-4.15~-7.33),并具有散布于负值到正值之间的锆石εHf(t)值(=-5.99~7.78)。综合分析表明,中新世时期印度陆壳已俯冲至拉萨地块之下,查布埃达克质岩形成于后碰撞的伸展背景,应为增厚的初生镁铁质下地壳部分熔融岩浆与深俯冲而进入拉萨地块之下的印度古老地壳组分经混合作用的产物。
    火山岩—侵入岩的联系
    王 硕,王孝磊,杜德宏
    2020, 26(5):  497-505.  DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2020014
    摘要 ( 146 )   PDF (1969KB) ( 192 )  
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    关于侵入岩和火山岩二者之间的联系,已有上百年的争论。该争论主要集中于中—酸性岩,对于长英质火山岩的岩浆来源目前主要有2种观点:(1)由花岗质岩浆的“晶粥”中的熔体抽离而来;(2)与同期侵入岩无关,具有独立的岩浆形成过程。近些年来,随着高精度定年测试方法的进步和地球物理等研究方式的介入,对长英质火山岩和侵入岩二者的成因联系有了新的认知,“晶粥”模型和“穿地壳岩浆系统”受到较多关注,但同时也带来了新的矛盾和问题。文章系统总结了火山岩与侵入岩联系的不同观点、历史沿革、以及不同研究方法引起的争议,展望了该领域未来研究前景;提出大数据总体上展现出的长英质火山岩和侵入岩之间强烈的地球化学相似性,但这种总体上的相似性并不排除特定区域某个火山—侵入杂岩中的火山岩和侵入岩之间存在地球化学的差异,并在成因上符合“晶粥”模型。文章指出,深部探测、原位精细分析和实验模拟是火山岩—侵入岩成因联系研究方面有望取得突破的重要研究方向,而将火山岩—侵入岩形成机制与大陆演化和环境变迁等问题的研究有机结合可能是未来的重要研究领域。

    安徽沙溪斑岩铜(金)矿区闪长斑岩形成机制
    岳 娜,刘 鑫,张千明,涂文传,崔向杰,陆现彩
    2020, 26(5):  506-519.  DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2019057
    摘要 ( 97 )   PDF (5166KB) ( 182 )  
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    沙溪铜(金)矿床是目前长江中下游成矿带中已探明储量最大的斑岩型铜矿床。文章通过对沙溪矿区内闪长斑岩的年代学、全岩化学成分、同位素地球化学等综合研究,探讨了闪长斑岩的形成机制。闪长斑岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb加权平均年龄为128.3±1.5 Ma,属于早白垩世岩浆活动产物。岩石具有富碱(ALK=6.12~7.53 wt%)、富钾、富镁(Mg#=38.99~51.53)、准铝质(A/CNK=0.90~0.99)等特征,属于钙碱性—高钾钙碱性系列岩石;岩石轻稀土元素富集,重稀土元素亏损(LaN/YbN=12.63~17.63),无明显的Eu异常(δEu=0.84~1.14);大离子亲石元素(Ba、Sr)和Pb等富集,高场强元素(Nb、Ta、Ti等)亏损。闪长斑岩的全岩(87Sr/86Sr)t值为0.7052~0.7056,εNd(t )值为-6.09~-3.42,(206Pb/204Pb)t值为17.51~18.16、(207Pb/204Pb)t值为15.49~15.63、(208Pb/204Pb)t值为37.57~38.45,表明成岩物质源于壳幔混合。130 Ma左右,平移的郯庐断裂的伸展引发了大规模岩浆作用,来自深部的岩浆沿着郯庐断裂带上侵,并混染了大量的地壳物质,形成了沙溪闪长斑岩及与铜矿有关的石英闪长斑岩。
    柴达木盆地西部SG-1钻孔中白云石成因探讨
    王晓晓,韩作振,李明慧,方小敏,赵延洋
    2020, 26(5):  520-529.  DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2019061
    摘要 ( 66 )   PDF (2864KB) ( 63 )  
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    由于无机环境下不能沉淀白云石,该矿物的成因一直是学术争论的焦点。柴达木盆地西部钻孔SG-1(长938 m)中出现了大量白云石和铁白云石,白云石主要分布在钻孔下部500 m,而铁白云石主要分布在下部418 m。结合湖泊从淡水湖、咸水湖、盐湖至干盐湖的演化过程,文章分析了白云石和铁白云石的成因。白云石是盐类矿物的一种、且无机环境下不能沉淀,蒸发作用和微生物介导是白云石矿物形成的两个重要影响因素。蒸发作用为白云石的形成提供了足够浓度的Mg2+,微生物的介导作用帮助Mg2+克服动力学障碍进入碳酸钙晶格形成白云石。白云石是湖泊演化早期析出的一种碳酸盐类矿物,主要在咸水湖环境中沉淀,盐湖环境中主要沉淀硫酸盐类和氯化物矿物,在盐湖这种高盐度环境下能够生存的微生物非常少,白云石含量明显降低。铁白云石是白云石矿物的一种,是Fe2+替代白云石中的Mg2+形成的次生矿物。Fe2+有两种来源:粘土矿物转换过程中的释放和深部热液来源。Fe2+进入白云石的过程主要是在无机、高温环境下完成的,但不排除微生物的介导作用。
    西藏南部侏罗纪—古近纪砂岩重矿物分析:探讨岩浆弧与大陆地块物源差异性
    傅焓埔,胡修棉,梁文栋,EDUARDO Garzanti
    2020, 26(5):  530-539.  DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2019074
    摘要 ( 89 )   PDF (1927KB) ( 53 )  
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    物源分析是古地理重建与盆地分析的关键,典型的物源区包括岩浆弧、大陆地块、再旋回造山带等。重矿物种类多样,蕴含丰富的母岩信息,是物源分析的重要对象。现代砂的研究表明,不同大地构造背景下形成的沉积物具有不同的重矿物组合。遗憾的是,由于古代沉积的重矿物组合在成岩过程中会被改造,现代砂的重矿物组合与物源区的耦合规律并不能直接应用于古代砂岩。科学界尚不清楚岩浆弧与大陆地块来源的古代砂岩的重矿物特征。西藏日喀则弧前盆地与特提斯喜马拉雅侏罗纪—古近纪砂岩物源明确,要么来自亚洲大陆的冈底斯弧,要么来自印度大陆地块,是探讨岩浆弧与大陆地块来源的古代砂岩重矿物特征的绝佳场所。16件砂岩重矿物定量分析结果表明,两个物源区来源的砂岩重矿物组合均被成岩作用严重改造,辉石、角闪石等不稳定矿物消失,绿帘石等自生矿物出现;冈底斯弧来源的砂岩以出现大量绿帘石或磷灰石为特征,ZTR指数小于40;印度大陆地块来源的砂岩以出现大量锆石、电气石和金红石为特征,ZTR指数大于75。这一结果指示岩浆弧与大陆地块来源的砂岩的重矿物组合具有明显差异性,可以用来探讨物源的大地构造背景。
    能源地质学
    烃源岩不同性质有机酸的分离及其检测方法
    杜佳宗,何 蓓,蔡进功,雷天柱,刘 庆,谢忠怀
    2020, 26(5):  540-548.  DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2019075
    摘要 ( 71 )   PDF (956KB) ( 99 )  
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    烃源岩中的有机酸来源于有机质,但有机质具有不同的赋存形式,有机酸具有不同性质,这将影响有机酸与不同赋存有机质的关系,进而影响分离和检测方法。文章在总结前人对有机质赋存形式和有机酸性质等特征的基础上,提出烃源岩中的有机酸并以非单一的形式存在,具有水溶性、脂溶性和难溶性有机酸三种类型,游离有机质中存在水溶性和脂溶性有机酸,而结合有机质中存在水溶性、脂溶性和难溶性有机酸。因此在检测方法上需采取分步分离的方法,且根据有机酸的性质选取合适的检测方法,即水溶性有机酸利用离子色谱检测,索氏抽提得到的脂溶性有机酸利用气相色谱—质谱检测,通过酸解抽提残渣得到的难溶性有机酸利用红外光谱检测,全面系统地认识烃源岩中有机酸含量和类型等特征。这对进一步探讨烃源岩各种类型有机酸特征和演化规律,深化烃源岩有机质生烃以及有机—无机相互作用等机理都具有重要意义。
    陕北盐盆马家沟组含盐系地层层序发育特征及地质意义
    王天云,张永生,张建军,孙佳传,丁清香,李 陶,侯 艳,桂宝玲
    2020, 26(5):  549-558.  DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2019062
    摘要 ( 87 )   PDF (4317KB) ( 32 )  
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    鄂尔多斯盆地中深部含盐系地层是中国陆相盐资源勘探开发的重点。在前人研究的基础上,文章采用Vail经典层序地层学理论,结合构造运动与海平面变化,通过对地震、测井资料的综合分析,应用井震结合技术,对古生界中奥陶统马家沟组地层开展层序地层研究,并进一步探究不同级别层序对含盐系地层发育形成的地质意义。研究结果表明,马家沟组地层划分为1个二级层序,3个三级层序,8个四级层序。二级层序(构造层序)和三级层序(沉积层序)共同影响含盐系地层平面及剖面发育特征。沉积作用(三级层序)控制原始盐体的形成;构造作用(二级层序)控制原始盐盆的形成,并对含盐系地层形态产生破坏、改造及调整。研究含盐系地层层序发育特征及其地质意义,能够为海相盆地中深层盐矿的进一步勘探开发提供方向和依据。
    基于“定体积法”的大佛寺井田煤储层稳产阶段动态含气量反演
    刘巧妮,刘钰辉
    2020, 26(5):  559-568.  DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2019083
    摘要 ( 67 )   PDF (1511KB) ( 60 )  
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    含气量是影响煤层气井生产的关键参数,但是,多数煤层气井无法直接获得目标煤层含气量,且解吸法测定的低阶煤储层含气量误差较大。文章以大佛寺井田煤层含气量动态变化特征为研究目标,结合煤层气井排采数据对煤储层参数动态的同步反馈,采用“定体积法”分析煤层气井排采数据,进行4#煤储层实时含气量的动态反演。结果表明:(1)设定多个原始含气量,实时含气量随时间变化呈线性递减关系,且下降趋势一致,皆能得到实时含气量变化线性斜率相同的结果:产气量与含气量消耗同步,且与生产时间间隔无关。(2)分析1 d、3 d、5 d的不同时间步长,设定原始含气量分别为2 m3/t、3 m3/t、4 m3/t、5 m3/t、6 m3/t、8 m3/t时,煤储层实时含气量变化关系高度一致,认为煤层气井遵循“定体积”产气规律,即不存在压降漏斗的形成与扩展。(3)连续排采阶段,实时含气量与排采时间呈线性降低关系,排采间断前后两个阶段煤储层实时含气量线性降低速率不同:为-0.00546和 -0.00435;第二阶段较第一阶段实时含气量变化斜率减小,是因为排采过程产生煤粉,堵塞阻碍块煤的解吸作用,造成储层伤害,能够解吸的煤层体积缩小。
    其他学科
    伊犁地块南缘古生代花岗岩类的地质特征及构造意义
    周 勇,王 博,钟凌林,朱小艳
    2020, 26(5):  569-584.  DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2019049
    摘要 ( 60 )   PDF (3504KB) ( 80 )  
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    伊犁地块南缘元古宙特克斯群变质岩中侵入有花岗岩类,其形成时代和构造背景一直没有详细的研究。文章通过野外观察和室内分析,确定花岗质侵入体主要由弱面理化黑云母花岗岩、强面理化二云母花岗岩和未变形黑云母花岗岩组成。全岩地球化学和锆石U-Pb年代学分析显示,弱面理化黑云母花岗岩和强面理化二云母花岗岩属于过铝质钙碱性系列,其年龄分别为438 Ma和426 Ma;未变形黑云母花岗岩则属于典型的钙碱性系列,富集大离子亲石元素,相对亏损高场强元素,其年龄介于400~380 Ma之间。结合前人对区域地质的研究认识,笔者认为这些花岗岩类记录了两期不同构造背景的岩浆作用,指示研究区经历了两阶段构造—岩浆演化,即早古生代过铝质钙碱性弱面理化黑云母花岗岩与强面理化二云母花岗岩形成于哈萨克斯坦微大陆汇聚拼贴过程的后碰撞造山环境;中—晚古生代钙碱性未变形黑云母花岗岩则形成于准噶尔洋俯冲作用的活动大陆边缘。
    下刚果盆地白垩系盐筏物理模拟研究
    程 鹏,李江海,章 雨,王殿举,刘志强
    2020, 26(5):  585-591.  DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2019067
    摘要 ( 59 )   PDF (3330KB) ( 44 )  
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    被动陆边边缘含盐盆地广泛发育的盐筏是一种重力滑脱作用下的极端薄皮伸展形成的构造样式,对于盆地后裂谷期的演化都有着重要的影响。基于物理模拟,除去考虑常规的盐层厚度、基底倾角、前构造沉积层厚度等单因素的影响之外,研究着重基底倾角与同沉积速率的组合影响,同时注重初始模型的设置与实际地质条件的吻合,使模拟结果更有意义。实验结果表明,触发下刚果盆地白垩系盐筏活动的机制为重力滑脱作用而非差异负载作用;盐筏构造最关键的控制因素为基底倾角及同沉积速率;其中基底倾角控制了盐筏形成过程中断裂的分布及筏体的滑脱速率,而同沉积速率则控制了筏体之间沉积填充的样式,两者相对速度的快慢控制了盐筏的构造样式,下刚果盆地白垩系盐筏构造是沉积速率相对较快条件控制的结果。
    台湾头社盆地湖沼相沉积孢粉记录的6.2~1.3 cal ka BP以来气候研究
    黄振辉,马春梅,齐士峥,赵 琳
    2020, 26(5):  592-600.  DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2019063
    摘要 ( 69 )   PDF (2348KB) ( 61 )  
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    头社盆地位于中国台湾省中部,东亚季风区的最前沿,对东亚季风的响应十分敏感,研究其中晚全新世以来古植被、重建古气候序列,探讨其气候与东亚夏季风的关系具有重要的科学意义。文章对头社盆地泥炭—湖泊沉积的AMS14C测年、体积磁化率测试的基础上,基于孢粉记录,重建晚全新世来植被变化,恢复古气候。结果表明全新世中晚期以来分六个阶段:6.2~6.0 cal ka BP,气候凉干,植被类型是亚热带常绿阔叶林;6.0~4.0 cal ka BP,气候转暖湿,植被类型为含较多热带成分的亚热带常绿阔叶林;4.0~2.2 cal ka BP,气候相对凉干,植被类型转为亚热带常绿阔叶林;2.2~1.9 cal ka BP,气候又变暖湿;1.9~1.7 cal ka BP,气候快速冷干事件,森林退化;1.7~1.3 cal ka BP,气候重转温暖湿润,植被类型为接近现代的沼泽草原。整体上6.2~2.2 cal ka BP的气候变化是由温暖湿润向温凉干燥转变的趋势,这是全新世中晚期以来的太阳辐射量减少所导致的,太阳辐射量的减少导致热带辐合南移,进而导致东亚夏季风减弱,而2.2 cal ka BP之后气候波动较大,可能是在东亚夏季风减弱的背景下,ENSO活动加强与人类活动的干扰下耦合的结果。