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    2014年  39卷  第9期

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    2014, 39(9).
    摘要:
    新疆卡拉麦里上-中泥盆统间角度不整合和346.8 Ma后碰撞火山岩的意义
    王富明, 廖群安, 樊光明, 程雯娟, 田健, 陈帅, 吴魏伟, 胡朝斌
    2014, 39(9): 1243-1257. doi: 10.3799/dqkx.2014.107
    摘要:
    在东准噶尔卡拉麦里地区的五彩湾一带出露一套具磨拉石特征的火山沉积建造, 下部为具磨拉石特征的砾岩、砂岩, 上部为一套中基性的火山熔岩夹中酸性的火山凝灰岩.1:20万卡拉麦里山幅将其归入下石炭统松喀尔苏组.通过1:5万地质调查研究发现, 该火山沉积建造底部以一套粗砾岩高角度不整合于下-中泥盆统卡拉麦里组之上, 含晚泥盆世植物化石Prelepidodendron sp.(先鳞木), 中上部火山岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为346.8±3.3 Ma, 且被年龄为341.1±4.0 Ma~340.9±5.1 Ma后碰撞花岗岩侵入, 表明其形成时代为晚泥盆世-早石炭世, 时代上对应于北准噶尔地层分区的上泥盆统克安库都克组.该套地层中上部的火山岩的岩石组合为玄武岩、玄武安山岩、夹少量的流纹质凝灰岩, 岩石化学特征上属钙碱性-高钾钙碱性系列, (La/Yb)N=2.97~6.66, Nb、Ta亏损, 部分样品Zr、Ti弱显亏损, Nb/U、Ce/Pb比值分别为7.43~20.88、3.17~12.45.地球化学特征表明其兼具板内火山岩和弧火山岩的某些特点, 形成于后碰撞伸展环境, 是卡拉麦里洋盆于晚泥盆世之前闭合后后碰撞岩浆活动的产物.这一研究成果对广为关注的卡拉麦里洋盆的闭合时间进行了很好的限定.
    云开地区燕山晚期花岗岩的岩石成因及构造意义: 锆石U-Pb年龄及Hf同位素证据
    杨振, 刘锐, 王新宇, 周国发
    2014, 39(9): 1258-1276. doi: 10.3799/dqkx.2014.108
    摘要:
    相比较丰富的前寒武纪和早古生代地质记录, 云开地区燕山晚期花岗岩类分布很少, 且未见详细的研究报道.对云开地区广西陆川米场、三叉冲钨矿床以及松旺钨锡钼矿床等3个典型地区的燕山晚期花岗岩进行了系统的LA-MC-ICP-MS锆石U-Pb和Lu-Hf同位素研究.定年结果表明, 米场黑云母花岗岩、三叉冲黑云母花岗岩和松旺花岗岩的侵位年龄分别为113±1 Ma, 103±1 Ma和88±1 Ma, 为燕山晚期岩浆作用的产物.三叉冲黑云母花岗岩和松旺花岗岩具有较一致锆石εHf(t)值(分别为-5.2~-2.7和-5.2~-3.6)和二阶段模式年龄TDM2(分别为1.3~1.5 Ga和1.4~1.5 Ga), 指示为中元古代地壳物质再造的产物.米场黑云母花岗岩具有相对较高的εHf(t)值(-2.3~1.4)和TDM2(1.1~1.3 Ga), 并且其含有大量的镁铁质微粒包体(MME), 表明米场黑云母花岗岩很可能是壳源-幔源岩浆混合的产物.结合中国东南部构造-岩浆演化来看, 云开地区燕山晚期花岗岩的形成可能与白垩纪时太平洋板块向华南板块俯冲后板片的折返-断离有关.
    冈底斯印支晚期后碰撞花岗岩: 锆石U-Pb年代学及岩石地球化学证据
    王程, 魏启荣, 刘小念, 丁鹏飞, 卜涛, 孙骥, 张小强, 王敬元
    2014, 39(9): 1277-1288, 1300. doi: 10.3799/dqkx.2014.109
    摘要:
    对出露在冈底斯中带的达布拉岩体进行了系统的岩石学研究、LA-ICP-MS锆石U-Pb定年、岩石地球化学分析、Sr-Nd-Pb同位素组成的讨论.结果显示, 达布拉岩体的岩石类型为二长花岗岩, 由中细粒的边缘相和中粗粒的中央相组成, 成岩年龄为230.6±4.3 Ma~228.2±3.5 Ma, 属晚三叠世.岩体具高Si(w(SiO2)=71.79%~77.27%)、高K(w(K2O)=4.06%~5.26%)、低Ti(w(TiO2)=0.06%~0.40%)含量特征, 铝饱和指数(A/CNK)为1.16~1.19, 为强过铝质花岗岩, 负铕异常显著(Eu/Eu*=0.06~0.35), 强烈富集Rb、Th和亏损Ba、Nb、Sr、P、Ti.同位素组成上具高(87Sr/86Sr)i值(0.712 7~0.720 1)、低εNd(t)值(-10.6)、高放射成因Pb特征.达布拉岩体为澳大利亚大陆北缘与拉萨地块汇聚碰撞触发的班公湖-怒江洋壳岩石圈南向俯冲背景下, 在后碰撞伸展阶段由幔源岩浆底侵引发冈底斯成熟地壳物质部分熔融形成的.
    南黄海千里岩岛榴辉岩变质演化P-T-t轨迹及其构造意义
    李敏, 韩宗珠, 许红, 赵广涛, 张贺, 来志庆
    2014, 39(9): 1289-1300. doi: 10.3799/dqkx.2014.110
    摘要:
    南黄海千里岩岛榴辉岩对进一步深入完善大别-苏鲁造山带的研究具有重要意义.岩相学和矿物学研究显示榴辉岩主要经历了俯冲进变质(Ⅰ)、峰期榴辉岩相变质(Ⅱ)、角闪岩相退变质(Ⅲ)和绿片岩相退变质(Ⅳ)阶段.各阶段的温压条件分别为: Ⅱ阶段T=806.3 ℃, P=3.32 GPa; Ⅲ阶段T=658.68 ℃, P=0.78 GPa; Ⅳ阶段T<550 ℃, P<0.3 GPa.锆石SHRIMP U-Pb测年指示千里岩榴辉岩的原岩形成于新元古代(约747±19 Ma), 超高压变质作用发生在早三叠世(约241.1±1.5 Ma), 角闪岩相退变质发生在三叠纪末(约205.8 Ma).在此基础上, 建立了千里岩岛榴辉岩的P-T-t演化轨迹, 反映出榴辉岩经历了2个折返阶段.这一P-T-t轨迹整体上与苏鲁地区榴辉岩类似, 指示该区所在的千里岩隆起区是苏鲁造山带在海区的延伸.
    能谱仪PPA分析方法的实验研究: 以山西大同新生代玄武岩样品为例
    张素新, 张毅, 何德涛
    2014, 39(9): 1301-1308. doi: 10.3799/dqkx.2014.111
    摘要:
    以山西大同新生代玄武岩样品为例, 利用Quanta 200扫描电镜、GENESIS能谱仪对能谱仪PPA分析方法进行了实验研究, 该方法为粒度和物相自动分析方法.笔者首次把能谱仪PPA分析方法应用到地质学领域的岩石光薄片研究中, 快速得出了一系列不同物相的形态学数据及化学成分分析结果: 物相种类、每一种物相的颗粒数、每一个颗粒的平均直径、面积、周长、圆度、长宽比及化学成分等, 并得出了不同物相在该视域所占的面积百分比及每种物相颗粒的平均直径, 克服了传统光薄片粒度分析方法的所有缺点, 为矿物学、岩石学及矿床学研究提供了一套非常有意义的数据.
    渤海湾盆地黄河口凹陷BZ34-9区带火山岩三维刻画及火山喷发期次
    朱红涛, 刘依梦, 王永利, 周心怀, 杨香华
    2014, 39(9): 1309-1316. doi: 10.3799/dqkx.2014.112
    摘要:
    基于火山岩溢流相的高连续强振幅和火山通道相的低连续弱振幅2种截然相反的地震反射特征, 建立振幅-方差体地震属性分级-拾取-融合技术刻画火山岩时空展布的方法, 有效刻画火山岩的三维时空展布以及火山喷发期次.通过渤海湾盆地黄河口凹陷BZ34-9区带火山岩三维刻画和火山喷发期次研究, 取得以下认识: (1)研究区沙一二段火山岩零星分布, 主要发育在BZ34-9区带中部, 多为中心式喷发; 东营组火山岩广泛发育, 连片分布, 主要发育在BZ34-9区带南部缓坡带, 为中心式、裂隙-中心复合式喷发; (2)沙一二段东部火山先于西部火山喷发, 南部火山先于北部火山喷发; (3)东营组南部火山先于北部火山喷发, 且南部火山喷发期次多于北部, 北部火山多为短暂性喷发; (4)东营组火山较沙一二段活动强烈、喷发次数多、范围广.
    青海共和盆地中低温地热流体发电
    王敏黛, 郭清海, 严维德, 刘明亮, 曹耀武, 李洁祥, 石维栋, 尚小刚, 马月花
    2014, 39(9): 1317-1322. doi: 10.3799/dqkx.2014.113
    摘要:
    青海省是我国地热资源相对丰富的地区, 但其主要地热能开发利用方式长期以来为效率较低的直接利用.以青海东北部地热异常明显的共和盆地为典型研究区, 依据前期地热地质调查和地球物理工作成果, 在盆地北部施工了终孔深度为1 852 m的DR2井, 获取了温度达84.2 ℃的地热流体.在此基础上, 建立了青海省首个试验地热发电站, 设计年平均净发电量为114 kW.与利用高温地热流体发电的西藏羊八井地热电站不同, 青海共和试验地热电站是青藏高原利用中低温地热流体发电的典范, 有望为青海省能源结构优化做出开拓性贡献.总体来看, 共和盆地地热流体温度较高、水量丰富、具有较大的发电潜力, 但在开发利用过程中也应注意结垢问题.
    莺歌海盆地流体垂向输导体系及其对天然气成藏控制作用
    赵宝峰, 陈红汉, 孔令涛, 王倩茹, 刘睿
    2014, 39(9): 1323-1332. doi: 10.3799/dqkx.2014.114
    摘要:
    垂向输导体系主控下的热流体活动是莺歌海盆地重要的地质特征之一, 决定了盆内独特的油气成藏过程.依据地震剖面综合解释、三维地震属性提取和岩石薄片观察, 分析了流体垂向输导体系的构成要素, 并利用PetroMod v11进行2D盆地数值模拟, 定量化计算了自源超压和传导超压的大小, 获得以下主要认识: (1)底辟伴生断裂和水力破裂是东方区最主要的2种垂向输导要素, 且在垂向上存在分异性, 深部流体输导以水力破裂为主, 浅层输导以底辟伴生断裂为主; (2)流体的垂向输导刺穿了超压封存箱并导致自源超压面在盆地中央抬升近2 000 m, 现今盆地东方区3 000 m左右黄流组油气藏中剩余压力的90%来自传导型超压; (3)盆内存在2个有利天然气聚集带: 箱顶传导常压带和箱内自源-传导超压带, 其中后者天然气藏受水力破裂输导控制, 具有流体输导高效且距离烃源灶近的优势, 是盆地内最有勘探潜力的天然气聚集带.
    断层岩发生张性破裂所需压力预测及油田安全生产建议: 以秦皇岛33-1南和33-2油田明下段控藏断裂为例
    付广, 刘哲, 胡光义, 范廷恩, 王超, 吕延防
    2014, 39(9): 1333-1339. doi: 10.3799/dqkx.2014.115
    摘要:
    为了确保秦皇岛33-1南和33-2明下段油田的安全生产, 在实测围岩抗压强度和区域应力场特征研究的基础上, 采用把断层岩看作倾斜岩层, 再与围岩对比的方法, 建立了一套断层岩发生张性破裂所需压力的预测方法, 并利用该方法对秦皇岛33-1南和33-2油田主要目的层——明下段控藏断裂断层岩发生张性破裂所需压力进行了预测.结果表明: 秦皇岛33-1南和33-2油田明下段控藏断裂断层岩发生张性破裂所需压力为25.6~31.3 MPa, 平均为29.4 MPa.如果油田开发过程中注水压力经过从注水井至断裂带压力损失后仍小于25.6~31.3 MPa时, 秦皇岛33-1南和33-2明下段油田可安全注水生产; 否则将造成该油田中的断裂发生张性破裂, 油沿断裂向上逸散至海底.
    论内陆干旱区依赖地下水的植被生态需水量研究关键科学问题
    陈伟涛, 孙自永, 王焰新, 马瑞
    2014, 39(9): 1340-1348. doi: 10.3799/dqkx.2014.116
    摘要:
    地下水资源在内陆干旱区具有重要的植被生态功能, 依赖地下水的植被生态系统的需水量是目前流域水资源综合管理的重要组成部分.在分析地下水资源生态功能研究进展的同时, 系统阐述了内陆干旱区依赖地下水的植被生态需水量研究的几个关键科学问题: ①依赖地下水的植被生态系统的识别方法; ②地下水对植被生态系统作用机制的分析; ③地下水关键属性安全界限的确定; ④地下水系统结构分析; ⑤生态用水配置方案的确定; ⑥区域尺度地下水-天然植被系统关系的概念模型.并逐一提出了这些问题的解决方案, 能够为干旱区植被生态系统保护和恢复提供思路, 也能够为水资源开发利用与以植被生态系统保护为中心的干旱区生态文明建设提供地学支撑.
    地下水观测井井筒效应的多场耦合数值模拟
    徐亚, 薛祥山, 刘玉强, 刘景财, 董路
    2014, 39(9): 1349-1356. doi: 10.3799/dqkx.2014.117
    摘要:
    利用3种不同水流运移方程分别模拟井管附近不同区域的水流运动, 基于流量守恒原理实现不同流态区域边界的耦合, 建立了有代表性的观测井-含水层系统场景; 利用建立的耦合模型模拟了观测井-含水层系统中水头的分布, 基于模型模拟数据分析了观测井井筒存在对含水层局部水头分布及地下水水质采样和环境监测结果的影响; 还分析了地下水三维水流强度、观测井井径以及含水层介质参数等对井筒效应的影响规律: 井筒效应在粘土等渗透系数和比单位贮水系数相对较小的含水层介质中更为明显, 其影响随着三维水流强度及观测井井径的增加而增大; 进行了上述参数的敏感性分析, 指出对于同一参数其在不同区间的敏感性比例不同, 对于不同参数观测井井径的敏感性比例最大, 因此在地下水环境监测的工程实践中减小观测井井径是相对快速且有效提高监测和采样精度的方法.
    降雨类型对浅层滑坡稳定性的影响
    罗渝, 何思明, 何尽川
    2014, 39(9): 1357-1363. doi: 10.3799/dqkx.2014.118
    摘要:
    在降雨与浅层滑坡稳定性关系的研究中, 目前的研究往往忽略了降雨类型的影响.因此, 选取4种具有代表性的降雨类型: 均匀型、递增型、递减型以及峰值型为对象, 基于Rosso提出的降雨强度与地下水关系模型, 构建考虑降雨类型的浅层滑坡地下水位高度随降雨时间的变化关系, 研究不同降雨类型对浅层滑坡地下水位变化的影响.进而, 结合无限边坡理论, 建立浅层滑坡的稳定性计算模型, 研究不同降雨类型对浅层滑坡稳定性的影响.研究结果表明: 降雨类型对浅层滑坡稳定性的影响是明显的, 递增型降雨作用下的浅层滑坡安全系数最小, 其次是均匀型降雨, 再次是峰值型降雨, 最大的是递减型降雨; 同时在确定浅层滑坡临界降雨量和进行区域浅层滑坡易发性研究时降雨类型的影响不容忽视.
    南海北部神狐陆坡区灾害地质因素特征
    马云, 李三忠, 夏真, 张丙坤, 王霄飞, 程世秀
    2014, 39(9): 1364-1372. doi: 10.3799/dqkx.2014.119
    摘要:
    南海北部神狐陆坡区富含海洋油气资源和天然气水合物, 其海底地质环境对于各项资源开采活动和工程建设尤为重要, 但目前专项研究较少.在大量二维地震资料解译的基础上, 结合浅地层剖面和多波束测深资料, 对该区海底地质环境进行整体研究, 识别出20种灾害地质因素.按照动力来源, 将该海域地质灾害归纳为构造应力、重力、水动力、气动力和土动力5大类灾害地质类型, 每种类型包含多种灾害地质因素.依据各灾害因素总体平面分布特征, 划分出埋藏三角洲密集区、海底滑坡密集区、火山密集区、软弱层密集区、浅断裂密集区和浅埋基岩面密集区6个灾害大区.还对主要灾害因素的地震反射特征和灾害性进行了研究, 为该区未来工程建设的顺利开展提供科学的参考.
    芦山地震同震和震后地表形变及重力变化的理论模拟
    邓明莉, 孙和平, 徐建桥, 祝意青
    2014, 39(9): 1373-1382. doi: 10.3799/dqkx.2014.120
    摘要:
    为了研究芦山地震的孕震过程和震源区的长期构造过程以及解释实测的震后形变和重力资料, 采用分层介质模型, 利用数值模拟的方法, 考虑区域流变系数, 计算了地震引起的地表同震、震后的形变和重力变化以及区域内部分GPS与重力连续观测台站的震后形变和重力变化的时间序列.结果表明: 芦山地震的地表同震形变显示出发震断层明显的逆冲特性; 粘弹性松弛效应引起的震后地表形变和重力变化比同震形变和重力变化的范围明显扩大, 但随着粘滞系数的增加, 变化量明显减小; 观测台站的震后变化时变曲线显示震后形变和重力变化在震后50 a间变化显著, 100 a后基本平缓, 趋于稳定; 模拟计算的GPS台站中除了MEIG台和MYAN台以外, 其余台站的震后观测必须考虑粘弹性松弛的影响.