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当期目录

    2022年 第28卷 第4期    刊出日期:2022-08-20
    上一期   
    岩石·地球化学
    加拿大Slave 克拉通橄榄岩的平衡温压计算
    陈 瑶, 王 勤
    2022, 28(4):  457-472.  DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2020199
    摘要 ( 320 )   PDF (3743KB) ( 227 )  
    相关文章 | 计量指标
    加拿大Slave克拉通Jericho金伯利岩筒携带的橄榄岩包体提供了研究大陆岩石圈地幔物质组成和热结构的窗口。文章总结了地幔岩矿物温压计的研究进展,测量了Jericho金伯利岩携带的9个新鲜橄榄岩包体的矿物主量元素和微量元素,并使用不同的矿物温压计估算了平衡温度和压力。结果表明Nickel 和 Green(1985)的石榴子石—斜方辉石压力计可以较好地估算含石榴子石橄榄岩形成时的压力,Taylor(1998)二辉石温度计和Nimis 和 Taylor(2000)单斜辉石温度计的计算结果一致。具有粗粒变晶结构的尖晶石—石榴子石橄榄岩和石榴子石橄榄岩样品的平衡温度为575~843℃,压力为2.4~3.6 GPa,表明Slave克拉通岩石圈地幔温度较低。而残斑结构尖晶石—石榴子石二辉橄榄岩的平衡温度1109℃,压力为5.0 GPa,来源深度为~156 km,可能被早期金伯利岩浆携带到岩石圈地幔中部冷却,然后再被侏罗纪喷发的Jericho金伯利岩筒带到地表。使用石榴子石—单斜辉石稀土元素温压计获得的平衡温度高于主量元素温度计的结果,表明Slave克拉通岩石圈地幔经历了逐渐冷却的过程。此外,Slave克拉通浅部的尖晶石橄榄岩保留了强烈亏损的早期岩石圈地幔特征,而下部的岩石圈地幔经历了金伯利岩熔体和硅酸盐熔体的交代作用。
    江西印支期蔡江岩体中暗色微粒包体的发现及其地质意义
    刘运超, 姜耀辉, 青 龙, 杜佛光
    2022, 28(4):  473-483.  DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2020115
    摘要 ( 273 )   PDF (3324KB) ( 188 )  
    相关文章 | 计量指标
    文章报道了江西蔡江花岗质岩体中发现暗色微粒包体,以及这些包体的地质、岩相学、LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学和元素地球化学特征。包体多呈椭圆状,显示淬冷边和反向脉,具有典型的岩浆结构并含有针状磷灰石,有的包体含有长石捕虏晶。包体具有相对较低的SiO2(低至57.05 wt%)和较高的MgO+Fe2O3(高达14.21 wt%)含量。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年数据表明,包体形成于晚三叠世(224 Ma),与寄主花岗岩(230~228 Ma)在误差范围内基本一致。上述特征表明,包体是离散的幔源偏基性岩浆团或者是幔源与寄主岩浆混合的产物。原始包体岩浆属于超钾质岩浆,可能是通过岩石圈地幔中交代成因的金云母辉石岩脉发生部分熔融而形成的。暗色微粒包体的发现为幔源岩浆底侵提供了直接证据,从而为蔡江花岗质岩石形成于较高温度提供佐证。该研究对于进一步探讨华南印支期花岗岩形成的热源机制具有意义。
    锆石Ce 氧逸度计和早期地球的氧化还原状态
    肖路毅, 杨晓志
    2022, 28(4):  484-492.  DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2020114
    摘要 ( 731 )   PDF (1097KB) ( 458 )  
    相关文章 | 计量指标
    氧逸度可以用于定量描述一个体系的氧化还原状态,是地球科学非常重要的一个热力学指标。早期地球的氧逸度及其变化趋势的重建,对大气圈、水圈、生物圈乃至整个地球的起源和演化具有重要的科学意义,也是地球科学长期探索的重要目标。锆石提供了地球上已发现的最古老天然样品,几乎是目前研究早期(冥古宙)地球的唯一可靠对象。近年来的研究发现,锆石中Ce的含量对其母岩浆体系的氧逸度很敏感,并由此发展出了锆石的Ce氧逸度计。这一技术对认识早期地球的氧化还原状态十分关键。文章对锆石Ce氧逸度计进行了简单介绍,进而对早期地壳和地幔的氧化还原状态进行了综合评述。在此基础上,对早期地球几个重要圈层(大气圈、大陆地壳和上地幔)氧逸度的演化及相互间的耦合关系进行了讨论。
    碳酸盐岩风化过程的铀、钍地球化学行为
    林发利, 何守阳
    2022, 28(4):  493-505.  DOI: 10.16108/j.issn1006- 7493.2020225
    摘要 ( 381 )   PDF (2693KB) ( 295 )  
    相关文章 | 计量指标
    铀、钍作为亲石元素普遍存在于地壳中,基岩风化使它们广泛参与地表及近地表环境中的各种地球化学过程。碳酸盐岩风化成土和侵蚀过程是喀斯特环境生态系统中铀系核素的重要来源和生物地球化学循环关键环节。采集典型喀斯特小流域后寨河6个碳酸盐岩风化剖面基岩和土壤样品,分析了风化过程中铀钍含量、分布和迁移特征,研究结果显示,碳酸盐岩化学风化作用产生的质量亏损平均在70%以上,纯石灰岩或白云岩剖面化学风化亏损系数达到90%以上,处于极度亏损状态。铀和钍受风化溶蚀残余作用的影响在岩土界面上出现富集突变特征,钍的富集更为明显,剖面中两者发生二次分布。化学风化亏损系数表明U和Th化学活动性的差异明显,U风化过程中易溶解而活动性较强,Th多吸附于土粒残余富集而活动性较弱,碳酸盐岩风化成土过程中Th/U比值的阶段性变化指示着风化作用强度,为提取更多的地球化学信息提供可能。
    四川盆地典型农业区土壤中铜、钴、钼和锌的空间分异及其影响因素
    袁余洋, 刘属灵, 雒昆利, 刘永林, 唐 晔
    2022, 28(4):  506-515.  DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2020214
    摘要 ( 419 )   PDF (2762KB) ( 168 )  
    相关文章 | 计量指标
    为定量化分析地理因子对土壤中铜(Cu)、钴(Co)、钼(Mo)和锌(Zn)空间分异的影响,作者采集和测定了四川盆地长寿之乡江津区156件表土样品,综合运用数理统计、地统计和地理探测器等方法,分析表土中Cu、Co、Mo和Zn含量的空间分异特征及其驱动因子。表土中Cu、Co、Mo和Zn均值分别为27.0×10-6、18.5×10-6、0.4×10-6和216.8×10-6,分别是中国土壤背景值的1.19倍、1.45倍、0.20倍和2.17倍。研究区表层土壤中Cu(36.6%)、Co(16.9%)、Mo(51.7%)和Zn(89.4%)变异系数都呈中等变异,但Zn和Mo的空间分布不均匀性更加显著。总体上,江津区表土中Cu、Co、Mo和Zn含量在北部相对较高,而南部地区相对较低。土壤中Fe和Mn及成土母岩和土壤类型分别是影响江津区表土中Cu、Co、Mo和Zn空间分异的主控驱动因子,但影响程度不一。总体上,Fe和Mn的独立及交互作用最高,对江津区表土中Cu、Co、Mo和Zn含量的空间分异起到重要作用。
    浙西底本剖面皮园村组硅质岩元素地球化学特征及成因分析
    袁余洋, 蔡春芳, 刘永林, 罗 伟, 唐 晔
    2022, 28(4):  516-526.  DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2020063
    摘要 ( 450 )   PDF (1834KB) ( 195 )  
    相关文章 | 计量指标
    埃迪卡拉—寒武纪(Ediacaran-Cambrian, E-C)过渡时期在下扬子地区沉积了一套层状黑色硅质岩,在浙西底本剖面称为皮园村组,大致对应于上扬子地区的留茶坡组或老堡组。该套硅质岩普遍具有高有机碳含量和强烈富集铀(U)、钒(V)、钼(Mo)等氧化还原敏感元素的特征,与早寒武世沉积的黑色泥岩共称为黑色岩系,其成因存在争议。文章对浙西地区皮园村组硅质岩开展了系统的主量、微量和稀土元素地球化学研究,探讨了其物质来源和成因。研究表明:(1)如此大范围的深水沉积的硅质岩仅靠热液提供硅质来源是很难形成的,海底热液对其影响很小;(2)埃迪卡拉纪末期生物降解产物对硅质岩的形成具有重要作用,但因为缺乏可靠的古生物证据,目前还不能判定构成硅质岩的物质是否主要来源于生物体,仅能推断生物活动对硅质岩的形成有一定的影响;(3)皮园村组硅质岩主要是化学沉积的产物,二氧化硅主要来源于大陆硅酸盐矿物的风化。
    沉积学与水文地质学
    宁芜盆地中三叠统黄马青组是大别造山带最早剥露的记录
    李 超, 胡修棉
    2022, 28(4):  527-538.  DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2020104
    摘要 ( 1197 )   PDF (3914KB) ( 135 )  
    相关文章 | 计量指标
    由于后造山期的构造运动改造和巨量剥蚀,大别造山带的初始剥露时间,即开始为周缘盆地提供物源的时间缺乏精确限定。文章对下扬子宁芜盆地中三叠统黄马青组三角洲相陆源碎屑岩进行野外调查,并开展了沉积岩石学和物源分析。结果显示,黄马青组以岩屑石英砂岩、长石岩屑石英砂岩为主,石英含量76%~84%,岩屑含量10%~14%,长石含量6%~11%。岩屑以富含石英的变质岩或变泥质岩岩屑为主,指示变质岩的特殊物源的存在;黄马青组砂岩碎屑锆石年龄主要分布在350~250 Ma、420~400 Ma、900~700 Ma、2000~1600 Ma、2500~2100 Ma等区间,反映了华南板块北缘、华北板块南缘的混合信号,其物源供应主要来自大别造山带南部的宿松杂岩带、华北板块南缘基底及沉积盖层物质;通过与大别造山带周缘中生代沉积记录进行对比,发现在中—晚三叠世各盆地具有物源相似性,认为大别造山带低级变质带的早期折返导致了造山带的初始抬升和剥露,宁芜盆地中三叠统黄马青组至少一部分沉积物来自造山带早期抬升与剥蚀。
    巴音戈壁盆地巴音戈壁组上段古盐度恢复及意义
    高宏霞, 刘晓东, 刘平辉, 孟平虹, 向 龙, 饶耕玮
    2022, 28(4):  539-553.  DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2021072
    摘要 ( 1133 )   PDF (3420KB) ( 210 )  
    相关文章 | 计量指标
    巴音戈壁盆地巴音戈壁组上段泥岩是中国高放废物深地质处置的目标研究层位之一,目前缺乏对该地层湖相泥岩粘土矿物组合特征及古盐度影响因素的相关认识。文章应用全岩的B含量、Sr/Ba比值、Rb/K比值及Na+K质量分数等方法和X衍射测试分析技术对巴音戈壁组上段古盐度进行综合判别。分析得出:(1)巴音戈壁组上段以半深湖—深湖沉积环境为主,发育有厚层深灰色泥岩,以半深湖至深湖相沉积为主;(2)研究区目的层岩性结构为泥粉质,该段泥岩伊利石、蒙脱石、伊蒙混层发育较好,绿泥石和高岭石极少;(3)选取样品的Sr/Ba、Rb/K、B/Ga、Na+K值同Couch公式恢复的古盐度变化趋向相似,其水体以半咸水、微咸为主;(4)随着深度增加,TZK-1井、TZK-2井的古盐度呈规律变化,具有升高—降低特点,与伊利石含量的变化一致,并且古盐度变化与古气候及氧化还原的相关研究在该岩性段位耦合。综上表明:目标区古盐度的研究不仅有利于湖盆古沉积环境的恢复,而且有助于揭示古盐度的变化特征对粘土矿物组合特征及演化的影响,为后期深入研究粘土矿物对核素吸附性能及核素在泥岩中的迁移情况提供一定依据。
    裂隙介质中流速及倾斜度对四氯乙烯的运移影响研究
    陆 玥, 刘艺超, 徐红霞, 孙媛媛, 吴吉春
    2022, 28(4):  554-564.  DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2020223
    摘要 ( 1861 )   PDF (2834KB) ( 133 )  
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    文章选用四氯乙烯(PCE)为代表性重非水相液体(DNAPL),采用透射光法监测PCE在单裂隙介质中的运移过程和形态分布,探究流速及裂隙面倾斜度对PCE运移分布行为的影响。结果表明,单裂隙介质中PCE呈团块状脱离注样针,并在运移过程中呈近椭圆状。地下水流速越大,初始面积Fs越大,近椭圆的PCE离心率e越小;裂隙面倾斜度越大,初始面积Fs越小,近椭圆的PCE离心率e越小。不同流速或倾斜度条件下,入渗稳定后的PCE团块面积与离心率均明显下降。地下水流速及裂隙面倾斜度的增大对于PCE纵向运移具有促进作用,使PCE污染物前端锋面运移速率增大,在相同时间内更快运移到裂隙底部。PCE入渗停止后,流速增大促使污染源区PCE饱和度降低,使饱和度峰值随水流速度增大而减小;倾斜度增大抑制污染源区PCE饱和度降低,使饱和度峰值随倾斜度增大而增大。
    构造地质学
    新疆中天山地块星星峡群形成的构造背景及峰期变质条件
    朱米西, 朱文斌, 葛荣峰, 王逸琼
    2022, 28(4):  565-581.  DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2020219
    摘要 ( 394 )   PDF (5298KB) ( 221 )  
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    中天山地块是天山造山带的重要组成部分,其前寒武纪基底的年龄自西向东逐渐变老。星星峡群位于中天山地块最东端,是天山造山带最古老的前寒武纪基底。目前为止,有关星星峡群原岩形成的构造背景与后期发生的变形变质作用尚无详细研究。文章重点对星星峡群的变质片岩和片麻岩进行了野外观察和取样,室内开展了薄片观察、矿物电子探针分析以及全岩地球化学测试。全岩主量元素地球化学分析表明,星星峡群变质片岩和片麻岩的原岩主要为泥质岩和砂岩;微量与稀土元素结果显示,星星峡群沉积形成于大陆弧或活动大陆边缘环境。依据矿物电子探针成分分析数据结合全岩主量元素测试结果计算获得,星星峡群所经历的峰期变质温压条件大致为610~730℃,6.8~8.5 kbar。此外,通过最新的基底岩石变质年龄限定星星峡群发生峰期变质的时间大概在380 Ma。
    东天山星星峡杂岩构造热年代学研究
    王逸琼, 朱文斌, 罗 梦
    2022, 28(4):  582-591.  DOI: 10.16108/j.issn1006- 7493.2020112
    摘要 ( 278 )   PDF (3947KB) ( 162 )  
    相关文章 | 计量指标
    星星峡地区位于天山造山带的中天山地块最东部,天山造山带记录了新元古代以来的众多微陆块、洋壳和岛弧复杂拼贴造山。为了进一步认识天山造山带的基底演化及后期隆升—剥蚀过程,本研究运用40Ar/39Ar和磷灰石裂变径迹等热年代学实验方法,对星星峡地区的前寒武纪基底岩石、古生代、中生代侵入岩进行了测试。实验结果表明:星星峡前寒武基底岩石的白云母、黑云母40Ar/39Ar年龄分别为239.74±1.64 Ma、266.20±2.77 Ma;前寒武纪基底及后期侵入岩的磷灰石裂变径迹年龄分布于92.5~70.5 Ma。结合前人研究结果,本文认为,黑云母40Ar/39Ar年龄239.74±1.64 Ma代表区域内发生韧性剪切作用的时间,而白云母40Ar/39Ar年龄的解释有两种:其一266.20±2.77 Ma代表另一期韧性剪切作用的发生时间,其二它是一个冷却时间。总之260~240 Ma 星星峡地区发生至少一期韧性剪切作用,可能代表了北天山洋闭合后,天山地区后碰撞的走滑作用。磷灰石裂变径迹热模拟结果表明在90 Ma研究区经历了一次快速隆升过程,可能是拉萨地块拼贴的远程效应或者是同时的蒙古—鄂霍茨克造山运动的影响。
    黔西北垭都—蟒硐成矿带构造分形结构特征及找矿意义
    崔中良, 姚艳领, 程金华, 罗 开, 周家喜
    2022, 28(4):  592-605.  DOI: 10.16108/j.issn1006- 7493.2020218
    摘要 ( 403 )   PDF (1193KB) ( 254 )  
    相关文章 | 计量指标
    利用分形几何学方法精细厘定了黔西北垭都—蟒硐成矿带构造分形结构特征,并结合构造控矿特征及Fry分析圈定有利找矿区,指出研究区铅锌资源进一步找矿方向。结果表明:研究区3.371~26.965 km范围内,断裂构造统计自相似性良好,断裂整体容量维为1.6052,信息维为1.6051;铅锌矿床分布区具有分维值较高和存在相对阻挡—圈闭流体区两个特征,其中小型铅锌矿床发育于容量维大于1.29、信息维大于1.39的分区,中—大型铅锌矿床发育于容量维大于1.58、信息维大于1.42的分区;铅锌矿床及其金属资源量丛集性显著,二者空间分布分维值分别为1.0096和0.9313。本次工作根据分维值、构造控矿特征和Fry分析等,在研究区划分出四级有利成矿区,其中Ⅰ级有利成矿区找矿潜力最大,在空间上呈NW向展布,包括已知找矿突破猪拱塘铅锌矿区。
    能源地质学
    鄂尔多斯盆地奥陶系马家沟组白云岩储层特征及成因机制
    吴东旭, 李 昌, 周进高, 胡 琮, 黄正良, 于 洲, 李维岭, 郭 玮
    2022, 28(4):  606-616.  DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2020222
    摘要 ( 461 )   PDF (5240KB) ( 224 )  
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    鄂尔多斯盆地奥陶系白云岩是重要的天然气储集层,对其白云岩成因和储层发育规律的研究对于碳酸盐岩深层勘探理论的发展具有重要意义。文章基于大量岩心、薄片的观察,并结合稳定碳氧同位素、稀土元素、白云岩有序度、地层水、包裹体特征等地球化学分析,对盆地奥陶系存在的两种典型白云岩储层的发育特征和形成机理进行了详细研究。分析表明,含硬石膏结核或柱状晶的泥粉晶白云岩主要为潮坪蒸发环境的萨布哈成因,其规模储层的发育主要受到长时不整合的控制,不整合面以下发育大量硬石膏结核和柱状晶溶模孔;颗粒滩白云岩主要为回流渗透成因,其储层孔隙的发育主要受到海平面高频升降的影响,发育多旋回的粒(晶)间孔隙型储层。虽然两种白云岩的白云石化流体都为浓缩海水,但由于白云石化的机制和速率不同,二者的原始孔隙类型和特征迥异。两种白云岩孔隙在后期的成岩改造和演变过程中,既有相同之处,又有明显的区别。这一认识也将对深层的白云岩储层勘探提供指导作用。
    云南曲靖地区筇竹寺组泥页岩储层发育特征与影响因素
    胡 琳, 薛晓辉, 杜 伟, 成 鹏, 自杰能
    2022, 28(4):  617-622.  DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2020210
    摘要 ( 295 )   PDF (1783KB) ( 124 )  
    相关文章 | 计量指标
    以云南曲靖地区筇竹寺组泥页岩为例,利用氩离子抛光-场发射扫描电镜、高压压汞、常规扫描电镜等实验技术手段,探究泥页岩储层微观储集空间的发育类型与特征。结果表明:筇竹寺组泥页岩储层孔隙成因复杂,类型多样,主要发育的微观储集空间类型包括有机质孔隙、粘土矿物孔隙、颗粒矿物孔隙、微裂隙等,以有机质孔隙最为发育,提供了主要的储集空间;孔隙度介于1.59%~11.33%之间,平均值达到了5.0%,小孔、微孔所占储集空间比例约56.5%,中孔和超大孔所占比例为34.0%,大孔相对较少。控制筇竹寺组页岩孔隙发育的因素主要有TOC、矿物组分和成岩作用,TOC是影响筇竹寺组页岩储层孔隙发育的主控因素,也是提供页岩气主要储存空间的重要物质。
    渤海海域多期伸展型交汇断层封闭性评价方法
    任 健, 韩 芮, 黄 振, 韩自军, 侯栋甲, 陈兴鹏
    2022, 28(4):  623-633.  DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2020109
    摘要 ( 175 )   PDF (3443KB) ( 138 )  
    相关文章 | 计量指标
    渤海海域新生代经历了复杂的多期伸展运动,导致交汇型断裂系统异常发育。交汇型断层控制的断块圈闭已经被证明是重要的油气聚集区,但是大量的勘探实践表明交汇断层的油气渗漏程度是成藏差异性的主要原因。综合利用钻井资料、三维地震资料和构造物理模拟技术对交汇断层的封闭性进行研究,结果显示:(1)交汇断层发育演化程度控制了交汇点渗漏强度;(2)油气充注—渗漏相对时间控制了交汇断层的有效封闭时间;(3)早期先存断裂的斜向拉伸作用导致的不同走向断层的应力差异影响断层封闭能力。综合利用上述三个影响因素对渤海油田交汇型断层实钻构造的封闭性进行了模糊综合评价,发现封闭值的大小与实钻圈闭的油柱高度具有良好的正相关关系,证实了该评价方法在多期伸展型交汇断层封闭性评价中的有效性。