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    2017年  42卷  第2期

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    2017, 42(2).
    摘要:
    矿物学与岩石学
    岩浆母质对蚀变粘土矿物的约束:以贵州新民剖面P-T界线附近火山灰层为例
    洪汉烈, 方谦, 王朝文, 宫旎娜, 赵璐璐
    2017, 42(2): 161-172. doi: 10.3799/dqkx.2017.013
    摘要:
    目前对于粘土层中伊蒙混层矿物的堆垛结构、单元层含量与岩浆母质及环境条件关系的了解等,仍然十分匮乏.一定沉积环境下火山灰层中粘土矿物组合、以及伊蒙混层堆垛方式精细结构特征,可能记录了沉积(包括成岩作用) 环境对火山物质蚀变产物的影响.采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、元素地球化学分析、氧同位素分析方法等方法,对贵州新民深海相二叠系-三叠系(P-T) 界线附近蚀变火山灰层的地球化学特征、粘土矿物精细结构特征等进行了深入研究.结果表明,4个火山灰粘土层均含有2种具有R3结构、不同混层比的伊蒙混层矿物相,且均出现粘土矿物集合体取代原先的火山碎屑颗粒或在颗粒表面生长的现象,粘土矿物形成于沉积-成岩阶段因而其泥质结构被保留;样品XM-5-1和XM-5-2的Fe3+原子数分别为0.16和0.17个且具有明显Eu负异常和较低的K2O含量,而XM-5-3和XM-5-4的Fe3+原子数均为0.14个,说明相对于前2个粘土层,后2个的岩浆母质更加偏向酸性而表现为成岩蚀变程度更强.粘土矿物的氧同位素组成为17.3‰~18.1‰,与常温下蒙脱石与海水的平衡数值相近,表明粘土矿物化学组成与海底成岩蚀变环境有关,而不同火山灰层的粘土矿物学特征则主要取决于岩浆岩母质以及成岩蚀变强度.
    江南东段平水地区桃红闪长岩:早新元古代洋壳消减的证据
    谭清立, 王岳军, 张玉芝, 李庶波, 周永智, 王玉琨
    2017, 42(2): 173-190. doi: 10.3799/dqkx.2017.014
    摘要:
    平水一带早新元古代岩浆岩的精细年代学约束及其形成构造背景的厘定是理清华南内部新元古代演化机制的重要突破口.对江南造山带东段平水地区桃红岩体中的闪长岩进行了详细的锆石U-Pb年代学(LA-ICP-MS)、全岩地球化学和Sr-Nd同位素研究,结果显示:闪长岩锆石U-Pb年龄为913±2 Ma和898±2 Ma,代表其形成年龄;去掉挥发分并百分化处理后,SiO2、Al2O3、Na2O和K2O含量分别为58.33%~63.36%、15.76%~17.42%、2.62%~3.12%和0.53%~1.53%,属低钾-中钾系列;铝饱和指数(A/CNK) 为0.84~0.92,属偏铝质;轻重稀土分异明显((La/Yb)N=4.65~6.09)、轻微Eu异常(δEu=0.82~1.01)、高场强元素(Nb、Ta、Ti、P) 强烈亏损、大离子亲石元素(Rb、Ba、K、Sr) 相对富集,具岛弧岩浆亲缘性;具低(87Sr/86Sr)i值(0.703 060~0.703 076)、高εNd(t) 值(+6.58~+6.76).综合研究认为桃红闪长岩为扬子与华夏陆块之间的古洋壳南东向俯冲的过程中,被俯冲板片流体和熔体改造的地幔楔橄榄岩部分熔融的产物;双溪坞群及其同期岩浆岩应是扬子与华夏陆块早期拼合阶段的产物,与格林威尔构造事件无关.
    北黄海盆地前中生代-中生代火山岩磁化率、地球化学特征及构造意义
    许中杰, 王嘹亮, 孔媛, 程日辉
    2017, 42(2): 191-206. doi: 10.3799/dqkx.2017.015
    摘要:
    北黄海盆地内多口钻井钻遇到前中生代和中生代火成岩,证实了盆地中生代经历的多期构造活动伴随着多期次火成岩的发育.对北黄海盆地X1和X2井火山岩进行了岩石学鉴定、磁化率和密度测试、主量元素、ICP-MS微量和稀土元素测试,研究表明:X1井前中生代碱玄岩和粗面玄武岩属于弱磁性((131.5~138.5)(4π×10-6))、中密度岩石,X2井中生代英安岩(下层) 和含角砾英安岩(上层) 属于微弱磁性((27.5~82.5)(4π×10-6))、中密度岩石;X1井碱玄岩属于高钾钙碱性系列,粗面玄武岩属于钙碱性系列,2种火山岩表现为ΣREE较高(108.11×10-6~208.02×10-6)、轻稀土富集(LREE/HREE=4.04~6.91)、δEu有微弱异常(0.99~1.18);X2井2层火山岩属于钙碱性系列,均表现为ΣREE较低、轻稀土富集、δEu有微弱异常,微量元素具有Ba、U、Sr富集和Nb、Ta亏损的特征,而且(Rb/Sr)N、(La/Nb)N和(Ba/Nb)N的比值均高于原始地幔值,反映岩浆源于地壳熔融.北黄海盆地前中生代火山岩形成于板内构造背景,中生代火山岩可能形成于板块俯冲的弧后伸展环境.
    冀东-辽西中-晚三叠世柏杖子花岗质侵入岩地球化学、Sr-Nd-Hf同位素特征及岩石成因
    熊乐, 石文杰, 李欢, 田宁, 陈冲, 周红智, 赵少卿, 李鹏宇
    2017, 42(2): 207-222. doi: 10.3799/dqkx.2017.016
    摘要:
    关于冀东-辽西中-晚三叠世具有埃达克质岩石特征的花岗质岩石的源区性质,存在较大争议,且以往对位于其北东向隆起区内的柏杖子岩体的成因研究程度低.对柏杖子花岗质侵入岩进行了系统的年代学、地球化学、Sr-Nd-Hf同位素研究,结果显示:柏杖子岩体结晶年龄为233±3 Ma,岩石具有低MgO、Mg#和Co、Ni、Cr含量;富集大离子亲石元素,亏损高场强元素,显示明显的Pb、Th正异常和Nb、Ta、Ti、P负异常;轻、重稀土元素分馏明显;87Sr/86Sr (t) 为0.704 45~0.705 24,εNd(t) 值为-7.3~-1.7;锆石εHf(t) 为-13.4~-5.9.综合分析认为,高Sr/Y比值和低Y含量的柏杖子岩体属于华北克拉通正常厚度镁铁质下地壳熔融的产物,岩石高Sr/Y比值、低Y含量和Nb-Ta负异常特征为继承的华北克拉通下地壳内在性质,并具有与太古宙-古元古代TTG岩石系列相一致的Nb-Ta解耦特征,表明柏杖子岩体源区物质有TTG岩石的贡献;岩石Sr-Nd-Hf同位素组成和低相容元素含量特征同样表明岩浆来源于受改造的下地壳熔融.早中生代玄武岩底侵过程中幔源组分的加入对华北克拉通下地壳形成改造,同时提供热源诱发下地壳物质熔融,形成的熔体向浅表侵位,经历一定程度的斜长石分离结晶,并最终形成柏杖子岩体.
    构造地质学与活动构造
    哀牢山-红河断裂带哀牢山-大象山段渐新世-早中新世热史演化及成因
    宫伟, 姜效典
    2017, 42(2): 223-239. doi: 10.3799/dqkx.2017.017
    摘要:
    哀牢山-红河断裂带范围内样品热史演化的系统构建工作偏少;部分学者往往将样品的冷却年龄简单地归因于断裂带的事件年龄,而没有考虑热扰动因素,致使以往研究结论仍然存在分歧及不合理之处.利用断裂带中高温测年资料,构建了T-t变化曲线,结合压力-温度-深度(P-T-D) 变化趋势及地层恢复,对T-t变化的成因提出了较为合理的解释.中高温热史演化表明断裂带SE端(大象山段) 与NW端(哀牢山段) 皆经历2期冷却过程;在地层剥蚀或构造剥露作用诱导下,SE端、NW端于32~30 Ma、32~22 Ma分别经历第1期冷却过程,而其在26~24 Ma、22~20 Ma分别经历的第2期冷却过程中,由于断裂活动减弱这一因素,致使该期冷却速率明显增大(尤其是断裂带NW端).伴随着印支地块的顺时针旋转挤出,断裂带中南部左旋转换拉张构造活动向北迁移.在断裂带T-t演化的第1个阶段内,受断裂带转换拉张强度NW向减弱的影响,断裂带SE端正断活动所致的山体隆升效应明显强于NW端,致使SE端样品冷却过程较早,同时冷却速率明显偏大;而在第2个阶段,伴随着青藏高原进入中新世早期的隆升阶段,作为高原东南缘板块调节边界的哀牢山-红河断裂带其活动性由SE端开始减弱,使得冷却过程由SE端向NW端传递.
    西藏尼玛盆地北部古近系牛堡组物源及地质意义
    密文天, 朱利东, 杨文光, 杨林, 黄辉
    2017, 42(2): 240-257. doi: 10.3799/dqkx.2017.018
    摘要:
    班公湖-怒江缝合带内的尼玛盆地在青藏高原形成时记录的地质信息,有助于恢复其构造古地理从而为高原隆升过程提供沉积学证据,且目前对盆地北部坳陷古近系牛堡组的研究尚属薄弱.利用碎屑岩岩石学、锆石年代学、重矿物分析等方法对牛堡组进行了物源分析并对盆地构造演化进行了深入讨论.研究显示,早白垩世-古近纪,随着地壳缩短、逆冲断层及造山带发育,盆地北部演化为受构造活动控制的独立坳陷;北部坳陷牛堡组为南北双向物源,北部物源的母岩成分主要为以早白垩世虾别错花岗岩为代表的酸性岩浆岩,南部物源的母岩成分以沉积岩(硅质岩等) 和基性岩浆岩为主;碎屑锆石存在105~134 Ma、500~550 Ma、700~900 Ma、1 700~2 100 Ma及ca.2 500 Ma年龄峰值,其中105~134 Ma年龄是对班公湖-怒江洋壳俯冲在周边地体引发的岩浆事件的响应,进一步证实牛堡组碎屑岩的物源来自北部坳陷的南北两侧地体.挤压及逆冲变形决定了盆地北部坳陷的古地理特征,沉积过程及物源与区域隆升、侵蚀和岩浆活动联系密切.
    沉积学和盆地动力学
    二连盆地阿南凹陷下白垩统腾格尔组湖相云质岩成因
    魏巍, 朱筱敏, 朱世发, 孙书洋, 何明薇, 杨德相, 吴建平, 王名巍
    2017, 42(2): 258-272. doi: 10.3799/dqkx.2017.019
    摘要:
    二连盆地阿南凹陷下白垩统腾格尔组发育一套湖相的富含致密油云质岩段,包括云质泥岩、云质沉凝灰岩和云质砂岩,但这类云质岩中的白云石岩石学特征及成因尚不明确.通过岩心、薄片、扫描电镜及碳氧同位素分析,将云质岩中的白云石分为两类:(1) 分布在纹层状和星点状云质泥岩或云质沉凝灰岩的非平直晶面、半自形微粉晶白云石;(2) 分布在块状云质沉凝灰岩或云质砂岩的非平直-平直晶面、自形粉细晶白云石.两类白云石的成因机制不同:(1) 半自形微粉晶白云石具偏高的δ13CPDB值(平均为5.4‰),主要受产甲烷菌的代谢活动影响,其δ18OPDB值负偏移量较小(平均为-13.0‰),计算形成温度约50~75 ℃,推测为成岩早期成因白云石,Mg2+离子主要来源于富火山灰的凝灰物质大量水解.(2) 自形粉细晶白云石晶体较大、晶形好,其δ13CPDB值偏低(0.2‰~0.7‰),受产甲烷菌的代谢活动和深层有机质热催化共同影响,其δ18OPDB值较低(平均为-19.4‰),计算形成温度约119 ℃,推测为成岩晚期埋藏成因白云石,Mg2+离子可能与粘土矿物水解及深部流体上涌有关.
    深水浊积水道沉积构型模式及沉积演化:以西非M油田为例
    张文彪, 段太忠, 刘志强, 刘彦锋, 杨志成, 徐睿
    2017, 42(2): 273-285. doi: 10.3799/dqkx.2017.020
    摘要:
    浊积水道是深水油田的重要储层类型,其构型模式制约油田的高效开发.依据岩心、露头、测井及地震资料,采用地震地层学、地震沉积学、沉积岩石学的方法对西非M油田中下陆坡区浊积水道进行了半定量-定量化构型模式研究,并分析了其沉积演化规律.结果表明:研究区3~5级构型单元为单一水道、复合水道、水道体系;单一水道弯曲度与坡度呈负相关,水道内部岩石相充填由底部到顶部、轴部到边缘粒度变细,厚度变薄;复合水道内部单一水道在平面上存在侧向和沿古流向两种迁移类型,剖面上存在水平式、斜列式和摆动式3种叠置样式.M油田O73油组主要发育半限制性和非限制性水道体系,平面上近物源端以发育半限制性水道体系为主,远物源端以发育非限制性水道体系为主;垂向演化规律以非限制性水道体系内部最为典型,从底部到顶部,单一水道下切能力逐渐减弱,侧向加积能力逐渐增强,弯曲度逐渐增大,水道砂体规模逐渐变小.综合分析表明,古地形坡度和物源供给是控制M油田浊积水道沉积类型及演化的主要因素.
    水文地质学
    腾冲热海地热田高温热泉中的硫代砷化物及其地球化学成因
    郭清海, 刘明亮, 李洁祥
    2017, 42(2): 286-297. doi: 10.3799/dqkx.2017.021
    摘要:
    以我国大陆范围内典型的岩浆热源型水热系统——云南腾冲热海为研究区,在国内首次对热泉中硫代砷化物含量及其地球化学成因进行了分析.研究采用的在野外对富硫化物水样进行快速冷冻处理、而后在实验室进行砷的形态分离和测试的方法明显优于当前通用的水样砷含量及其形态分析的预处理和测试方法.主要原因为后者在采样现场对水样的酸化处理可使样品中三硫代砷酸盐以非定形态硫砷化合物的形式沉淀,且用常规阴离子交换柱在野外无法实现硫代砷酸盐的完全回收及其与砷酸盐的分离.受岩浆流体输入和热储内高温条件下强烈流体-岩石相互作用的控制,热海水热系统排泄的中性-偏碱性热泉中富集硫化物和砷,为热泉中硫代砷化物的形成提供了必要条件.热海热泉中检出的硫代砷化物包括一硫代砷酸盐、二硫代砷酸盐和三硫代砷酸盐,在总砷中所占比例最高分别可达26.7%、43.3%和33.7%.热海地热田的2个子区(硫磺塘和澡塘河) 的热泉沿不同断裂带出露,地热水升流过程中经历的冷却方式也不同,使硫磺塘热泉具有相对较高的总硫化物含量和总砷含量,并导致其中各类硫代砷酸盐具有更高的含量范围.
    大同盆地沉积物REE分布特征及其对碘富集的指示
    周海玲, 苏春利, 李俊霞, 谢先军
    2017, 42(2): 298-306. doi: 10.3799/dqkx.2017.022
    摘要:
    大同盆地是典型的干旱-半干旱内陆盆地,盆地中部地下水碘含量异常,对当地饮用水安全造成了严重威胁.对盆地高碘地下水分布区沉积物组成及稀土元素(REE) 进行了地球化学研究,结果表明,地下水系统呈弱碱性(pH值为7.18~9.64) 的偏还原环境,沉积物多为Ce正常或轻微负异常及Eu负异常;沉积物中碘含量为0~1.78×10-6;ΣREE含量较高,ΣLREE/ΣHREE比值为2.79~4.14,即富集轻稀土元素(LREE) 而亏损重稀土元素(HREE).ΣREE与碘含量呈负相关关系,虽然铁氧化物/氢氧化物矿物的还原性溶解可导致二者的释放,但由于沉积物有机质产生的低结晶矿物对碘的强吸附性,使沉积物中碘含量较高;弱碱性环境中REE的再吸附过程会导致沉积物中富集LREE;沉积物中碘含量与氧化还原敏感组分TOC、U、V及[Eu]N的关系也表明,地下水系统的氧化还原条件及有机质含量是影响碘富集的重要因素.
    水力层析法与克立金法估算非均质含水层渗透系数场比较
    蒋立群, 孙蓉琳, 王文梅, 王江思
    2017, 42(2): 307-314. doi: 10.3799/dqkx.2017.023
    摘要:
    含水层非均质性空间分布特征的识别,是准确模拟地下水流和污染物运移的前提.基于室内非均质含水层砂箱实验,分别利用水力层析法和克立金插值法刻画了非均质含水层渗透系数场.研究结果表明:(1) 水力层析法与克立金法相比,不仅可以更好地刻画非均质含水层渗透系数场,还可以更高精度地预测地下水流过程;(2) 水力层析抽水实验中,通过增加抽水实验组数可以有效地提高水力层析参数反演的精度,但是抽水实验组数增加到一定程度以后,再增加抽水组数不会显著提升参数反演的效果.后续需要进一步研究水力层析抽水实验合适的组数,进一步对抽水井进行优化布设.