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当期目录

    2022年 第28卷 第1期    刊出日期:2022-02-20
    上一期   
    岩石·矿床·地球化学
    藏南冈底斯岩浆带研究进展与展望
    孟元库, 袁昊岐, 魏友卿, 张书凯, 刘金庆
    2022, 28(1):  1-31.  DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2020057
    摘要 ( 165 )   PDF (2414KB) ( 204 )  
    相关文章 | 计量指标
    冈底斯岩浆岩带(以下简称冈底斯带)是新特提斯洋俯冲和印度—亚洲板块碰撞的产物,为典型的复合型大陆岩浆弧,是研究板块增生、大陆地壳生长再造和碰撞造山的天然实验室。大量研究揭示新特提斯洋主要经历了4个重要的演化时期:分别是早期俯冲(>152 Ma)、晚期俯冲(100~65 Ma)、主碰撞(55~40 Ma)和后碰撞伸展期(23 Ma至今)。前人对其开展了大量的工作,并取得了重要的认识和进展,然而关于新特提斯洋的形成和演化以及冈底斯带火成岩岩浆源区的属性、精细的成岩过程等方面仍然存在着激烈的争议。文章首先介绍了冈底斯带的研究历史和大地构造背景,对冈底斯带目前存在的主要科学问题和争议进行了初步梳理,从13个方面进行了论述和总结。初步的梳理给出的启示是:冈底斯带是一个典型的岩浆—构造—成矿—变形变质带,经历了长期、复杂和多阶段的演化过程,而不是简单地拼贴于古老拉萨地体之上的新生大陆岛弧体。主要认识包括:(1)冈底斯岛弧带是研究新特提斯洋俯冲最为理想的场所,记录了新特提斯洋演化的关键信息,是破解新特提斯洋板片初始俯冲时限和板片俯冲方式最佳的研究对象;(2)冈底斯带中不同时代的花岗岩基或岩株可能经历了一个多期次组装累积的过程,今后应运用晶粥体的模型去重新理解冈底斯带花岗质岩石的形成和动力学成岩过程;(3)冈底斯地区地幔的性质沿着走向表现出复杂性,具有地球化学上的不均一性;(4)冈底斯带的火成岩存在同位素上的倒转,这可能暗示冈底斯地区存在老的基底;(5)冈底斯岛弧带在构造上具有明显的掀斜性,表现出东段以下地壳组分为主,中西段以中上地壳组分为主,暗示了冈底斯带自新生代以来经历了一个不均衡的构造抬升和剥露过程;
    (6)冈底斯带的研究对象仍以火成岩为主,研究方法多限于传统的岩石学和放射性Sr-Nd-Hf同位素手段,而非传统的稳定性同位素(Mg-O-Li-B-Mo)的研究却鲜有报道,并且在研究内容上主要以岩石成因和地质年代学为主,而对火成岩侵位过程和成岩后的构造变形和抬升剥蚀等相关研究则相对薄弱;(7)目前,构造地质学手段在冈底斯带的研究中运用较少,常以岩浆演化来代替构造演化。最后,文章针对目前的研究现状,对冈底斯带未来的研究方向进行了展望。
    甲基卡稀有金属矿区北方雪层杜鹃植物地球化学特征及对隐伏锂矿的指示
    刘 婷, 梁 斌, 段嘉欣, 徐志强, 蒋 卉, 王秋波
    2022, 28(1):  32-39.  DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2020034
    摘要 ( 78 )   PDF (1844KB) ( 39 )  
    相关文章 | 计量指标
    北方雪层杜鹃(Rhododendron nivale Hook. f. subsp. boreale Philipson et M. N. Philipson)是川西高原甲基卡稀有金属矿区的优势植物种属。为了研究利用植物地球化学寻找隐伏锂矿体的有效性, 文章以甲基卡矿区内有代表性的804号、烧炭沟(ST)隐伏锂矿体上方生长的北方雪层杜鹃为研究对象,研究其植物地球化学异常特征及对矿体的指示性。研究表明:甲基卡矿区北方雪层杜鹃中Li、Be、Rb、Nb、Ta等成矿元素能形成明显的异常;在隐伏锂矿体上方的植物地球化学异常位置与矿体的位置对应性较好,能有效反映不同埋深隐伏矿体的存在,探测深度可达100 m,结果为甲基卡稀有金属矿区寻找隐伏矿体提供新的找矿方法。
    寒武纪第十期早期海洋氧化还原波动:来自U 同位素的证据
    邱 晨, 魏广祎, 闵思雨, 陈 曦, 凌洪飞
    2022, 28(1):  40-50.  DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2020038
    摘要 ( 105 )   PDF (2251KB) ( 76 )  
    相关文章 | 计量指标
    寒武纪晚期到奥陶纪早期的海洋动物多样性整体水平较低,生物地球化学研究认为可能与海洋氧化还原状态波动有关,但仍证据较少。保存良好的海相碳酸盐岩沉积被认为能够记录古代海水的地球化学信息,其铀同位素组成 (δ238U) 可用来反映全球海洋的氧化还原状态。文章测定了华南瓦儿岗剖面寒武系第十阶底部海相碳酸盐岩的δ238U值,结果显示在寒武纪第十期早期U同位素组成可能存在三次负漂移,对应的δ238U值分别为-0.8‰、-0.55‰和-0.60‰,指示三个海洋缺氧时段。通过U同位素质量平衡模型计算得出,三个缺氧时段全球海洋底层水体分别约有22%、3.5%和5%的缺氧面积。初步推断第一次缺氧可能与风化输入营养元素增强致初级生物生产力提高有关,而其后的两次缺氧可能与原先的海底缺氧水体在海侵阶段上涌扩散有关。
    常用化学风化指标综述:应用与展望
    李绪龙, 张 霞, 林春明, 黄舒雅, 李 鑫
    2022, 28(1):  51-63.  DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2020118
    摘要 ( 282 )   PDF (1109KB) ( 279 )  
    相关文章 | 计量指标
    常用化学风化指标诸如帕克风化指数(WIP)、化学蚀变指数(CIA)、成分变异指数(ICV)、CIX指数和αAlE常被用于评价源区化学风化强度,但利用以上化学风化指标评价化学风化强度时要考虑不同指标的控制因素,否则会导致风化评价结果失真。文章认为以最常用化学风化指标探究源区化学风化过程时,应在了解源区地质信息的情况下,选取合适的的细粒物质或悬浮物作为样品减弱粒度的控制作用,通过酸处理去除杂质,再利用Sc/Th-CIA 判别图反映物源信息,Th/Sc-Zr/Sc判别图进一步判别沉积分异和沉积再旋回的控制作用,进而选取ICV>1的样品排除再旋回作用的干扰,用A-CN-K图或Panahi(2000)提出的公式进行钾交代作用的校正,最终通过CIA计算得出源岩化学风化强度。为确保准确反映源区风化情况,利用SPSS进行CIA受控因子分析,进而构建研究区的特征风化指标。
    能源地质学
    冀北坳陷中元古界流体包裹体与油气成藏期次研究
    陈睿倩, 柳广弟, 孙明亮, 曹玉顺, 刘祥柏, 李 强
    2022, 28(1):  64-72.  DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2020040
    摘要 ( 80 )   PDF (2130KB) ( 50 )  
    相关文章 | 计量指标
    冀北坳陷中元古界地层分布有广泛的沥青、油苗显示,说明该地区曾发生过大规模的生烃成藏历史。文章运用显微岩相学观察和流体包裹体分析技术,对冀北坳陷芦家庄古油藏和双洞古油藏进行了油气成藏期次研究。通过显微岩相学及包裹体测温显示,芦家庄古油藏在中元古代经历了第一次大规模的油气成藏后,在燕山期经历了第二期次的油气成藏过程;双洞古油藏则在燕山期经历了两个期次的油气成藏过程。包裹体均一温度分析显示,两个古油藏在燕山期的油气成藏时间集中于185~150 Ma。研究表明,冀北坳陷古油藏的成藏关键期与燕山期区域性火山活动异常活跃所致的古地温高温期有关。
    济阳坳陷前古近纪烃源岩生烃潜力分析
    牛子铖, 王永诗, 王学军, 张学军, 王秀红, 韩冬梅, 刘 旋, 王 茹, 王 娟
    2022, 28(1):  73-85.  DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2020068
    摘要 ( 73 )   PDF (3979KB) ( 47 )  
    相关文章 | 计量指标
    济阳坳陷前古近系发育多套低勘探程度层系,下古生界寒武系—奥陶系、上古生界石炭系—二叠系和中生界都具有一定的生烃能力并可以提供油气资源。不同地质时期构造和沉积背景的差异形成了具有不同地球化学特征的烃源岩。本文综合地质资料、烃源岩热解和TOC分析资料、镜质体反射率资料、全岩显微组分分析资料、饱和烃和芳香烃色质资料等,系统分析了济阳坳陷前古近系烃源岩分布特征、地化特征和资源潜力。下古生界海相碳酸盐岩系烃源岩分布局限,有机质丰度较低,但类型较好,具有一定的供烃能力。上古生界煤系烃源岩分布范围广,有机质丰度较高,有机质类型相对较差,以生气为主,复杂的构造演化特征导致了这套源岩以二次生气为主。中生界发育了煤系源岩和湖相泥岩两套烃源岩,有机质类型中等,局部发育中等—好烃源岩,成熟度空间差异较大。总体来看,济阳坳陷三套前古近系烃源岩中,上古生界煤系源岩品质最佳,中生界次之,下古生界相对较差。
    定远凹陷形成的区域构造背景及其演化过程
    詹 润, 丁 海, 张文永, 孙 贵, 随峰堂, 辛永超
    2022, 28(1):  86-95.  DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2020062
    摘要 ( 49 )   PDF (6050KB) ( 56 )  
    相关文章 | 计量指标
    定远凹陷上古生界构造归属及其构造演化过程,对下一步该地区煤炭资源评价与非常规天然气选区具有关键性的意义。文章利用最新的地球物理与钻探成果,应用构造解析及区域对比等方法,结合区域构造规律与前人相关认识,对定远凹陷构造特征、上古生界构造归属及中生代以来的构造演化过程进行了详细的论述,其结果认为定远凹陷内发育的上古生界煤系地层属于淮南煤田中部复式向斜构造带东部的延伸。该凹陷受大别造山带隆起及郯庐断裂带中、新生代走滑活动影响,分别经历了印支期(T3)前陆变形、早中侏罗世(J1+2)相对隆起、晚侏罗世(J3)末期至早白垩世初期(K1初期)郯庐断裂带左行走滑改造、早白垩世期间(K1)至古近纪(E)伸展改造、古近纪末期挤压反转以及新近纪(Q)—第四纪(N)坳陷式均匀沉降六个主要演化阶段。
    多点地质统计学建模中训练图像建立方法综述
    王鸣川, 商晓飞, 段太忠
    2022, 28(1):  96-103.  DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2020049
    摘要 ( 92 )   PDF (1268KB) ( 29 )  
    相关文章 | 计量指标
    多点地质统计学建模是近年来储层建模技术的研究热点,其实用性受到训练图像的限制。训练图像的质量决定了多点地质统计学建模的精度和可靠程度,是多点地质统计学建模成功的关键因素。文章阐述了训练图像的特征和意义,从方法的定义、使用情况、实例等方面系统介绍了训练图像建立的方法,包括手工绘制、基于目标模拟、三维地震信息提取或转化、基于原型模型、基于过程模拟和二维图像方法,综合对比了不同训练图像建立方法的数据来源、优势与不足,探讨了多点地质统计学建模依赖训练图像存在的问题。结合文献调研和多点地质统计学建模实践,指出了训练图像及其建立方法的发展方向,为多点地质统计学建模研究者和使用者提供借鉴,为完善多点地质统计学建模方法提供思考。
    其他学科
    浅层地温场连续监测和高精度模拟时空误差研究
    张利伟, 刘 春, 李济琛, 寇玉冬
    2022, 28(1):  104-111.  DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2020077
    摘要 ( 62 )   PDF (2050KB) ( 36 )  
    相关文章 | 计量指标
    为探究浅层地温场的时空演化规律,综合使用多种温度传感器,获得了南京市3个钻孔0~100 m的连续高精度温度数据。采用不同精度的地层模型和上边界温度条件,开展了3个月时间尺度的地温数值模拟,分析了地温在模拟时间内时空变化规律和模拟精度。相对于平均热扩散系数,采用分层热扩散系数时提高了浅部0~4 m模拟温度的精度,降低误差为2%~4%;与高精度边界模拟结果相比,边界为日均温度时的模拟结果相差不大,而月均温度降低了0~5 m模拟温度的精度,增大误差为2%~3%,但对于均质地层影响深度较小。对于浅地表变温层处的地温模拟,在浅部0~5 m处使用分层热扩散系数,以日均温度作为边界条件能够在保证结果准确的前提下减少监测成本。文章也为南京市浅层地温长期预测和评价提供了参考。
    渗流应力耦合下含裂缝页岩力学特性和破坏模式研究
    邬忠虎, 刘贵川, 龚锦玉琼, 余小越, 李 浩
    2022, 28(1):  112-118.  DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2020044
    摘要 ( 62 )   PDF (2989KB) ( 34 )  
    相关文章 | 计量指标
    为研究在渗流应力耦合作用下含裂缝页岩的力学性质以及破坏模式,利用岩石破坏过程分析系统RFPA2D-Flow,建立7组含不同角度预制裂缝的页岩模型,并对其破裂过程进行了数值模拟。研究表明:页岩的破裂过程分为线性变形、屈服变形以及完全破坏三个阶段,源于裂缝的存在,页岩的弹性模量和抗压强度均表现出明显的各向异性的特点,且试样的最终破裂模式可分为斜线型、X型、λ型与崩坏型四种。对于不同层理倾角下的裂纹分布,渗流—应力耦合作用下页岩试样的破坏主要是拉伸破坏,并伴随着剪切破坏,其中试验表明,当α=90°时,试样所受的剪切破坏最严重。该研究结果对页岩开采具有重大的意义。
    龙门山南段二叠系—下三叠统的古地磁研究
    李 玮, 贾 东, 张 勇, 李永祥, 钟 城, 葛家成
    2022, 28(1):  119-128.  DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2020066
    摘要 ( 103 )   PDF (2378KB) ( 66 )  
    相关文章 | 计量指标
    为了约束龙门山南段的构造运动特征,文章对龙门山南段大川镇附近的下三叠统飞仙关组淡紫灰色泥岩、粉砂岩和宝兴地区的二叠系灰岩开展了古地磁研究。古地磁样品取自10个采样点,其中3个采点为二叠系灰岩;7个采点为飞仙关组淡紫灰色泥岩、粉砂岩。对样品开展了逐步热退磁、岩石磁学(等温剩磁获得曲线和三轴等温剩磁热退磁)及扫描电镜实验。80个样品进行的逐步热退磁实验结果显示,二叠系灰岩样品未分离出稳定的特征剩磁;飞仙关组样品分离出了稳定的特征剩磁,并通过了广义褶皱检验,其特征剩磁的平均方向为:Ds=36.9°,Is=16.5°,α95=5.9°,K=33.8,N=18,对应的古地磁极投在了华南视极移曲线的早三叠世段附近。岩石磁学实验结果表明飞仙关组样品的载磁矿物为磁铁矿,扫描电镜观察展示其为碎屑状的铁氧化物,且无明显成岩后自生特征。结合退磁曲线特征,扫描电镜微观特征,特征剩磁的古地磁极位置和岩石磁学结果,飞仙关组样品的特征剩磁很可能为原生剩磁。该结果表明龙门山褶皱冲断带与四川盆地的没有明显地相对构造旋转运动,自晚三叠世以来,其与龙门山北段以及四川盆地在动力学上是统一的构造单元。
    杭州湾北岸更新世以来沉积环境记录及古气候变迁
    林钟扬, 刘 健, 金翔龙, 吴 鸣, 赵旭东, 潘少军
    2022, 28(1):  129-139.  DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2020035
    摘要 ( 79 )   PDF (3524KB) ( 67 )  
    相关文章 | 计量指标
    文章通过对杭州湾北岸孔深为237.80 m的BZK04钻孔进行沉积物岩性、微体古生物、孢粉组合、粒度含量、古地磁和OSL测年的综合分析,讨论研究区更新世以来沉积环境演变及古气候变迁特征,建立第四纪多重地层划分对比框架。结果显示, BZK04孔岩心自下而上可分为基岩长河组碳质泥岩(Ech)和早更新世以来的嘉兴组(N-Qp1 j)、前港组(Qp2q)、东浦组(Qp3d)、宁波组(Qp3n)、镇海组(Qhzh)地层;有孔虫鉴定为11属17种,其中包括16种底栖有孔虫,1种浮游有孔虫;介形类鉴定为8属8种;孢粉分析显示含37种类型,其中木本植物花粉18种,草本植物花粉11种,蕨类孢子8种,孢粉组合中木本植物含量最高,约为85.1%,蕨类孢子次之,约为8.7%,草本植物花粉含量仅为6.3%。根据岩性分层特征、沉积相、孢粉、有孔虫及介形虫以及粒度分布频率曲线对钻孔的沉积环境进行综合分析,可将沉积环境记录划分18个孢粉组合带和七个古气候旋回变迁,其中早更新世为河流相和河湖相沉积,揭示第三暖期—第4冷期的两个古气候旋回;中更新世以河流相、湖泊相和河湖相为主,揭示第五暖期—第6冷期的两个古气候旋回;晚更新世以潮坪相、河口湾相、浅海相沉积为主,对应第七暖期—第8冷期的两个古气候旋回;全新世时期为潮坪相和河湖相沉积,对应大西洋期和亚北方期。研究结果为进一步掌握长江三角洲南翼更新世以来的第四纪沉积环境变化、地层划分和古气候演变等提供基础资料。