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    2021, 46(6)
    摘要:
    矿物学·岩石学·矿床学
    冈底斯复合造山带铜钼金多金属成矿作用与成矿系列
    郑有业, 吴松, 次琼, 陈鑫, 高顺宝, 刘晓峰, 姜笑文, 郑顺利, 李淼, 姜晓佳
    2021, 46(6): 1909-1940. doi: 10.3799/dqkx.2020.392
    摘要:
    2001年以前西藏冈底斯斑岩铜钼多金属成矿带未列入国家重要成矿区带,而随后的成矿、找矿理论认识和方法创新,致使该带找矿取得历史性重大突破,新发现与评价了驱龙、甲玛、朱诺、雄村、努日、冲江、邦浦、蒙亚啊、洞中松多、查个勒等一系列大型-超大型矿床,仅探明的铜资源量就超过5 600万吨,形成了我国规模最大的世界级铜多金属勘查开发基地;新发现的矿床主要分布在南部拉萨地体及弧背断隆带,空间上的分布表现出东西成带、北东成行、交汇成矿、近等间距分布的规律性;同位素资料展示5期斑岩成矿作用(213 Ma、173~165 Ma、~45 Ma、~30 Ma、17~13 Ma)、5期矽卡岩成矿作用(~112 Ma、~77 Ma、67~55 Ma、~41~37 Ma、~23~16 Ma)及2期浅成低温热液成矿作用(~126 Ma、~65~55 Ma);伴随着新特提斯洋的形成、俯冲、消减及印-亚陆陆碰撞,冈底斯带经历了增生造山、碰撞造山、陆内造山及均衡造山四大造山作用过程,揭示了含矿岩浆来源于不同时期俯冲的玄武质洋壳——以幔源物质为主、或以古老地壳为主、或以新生下地壳为主的部分熔融,形成了与不同造山作用相关的斑岩型-矽卡岩型-浅成低温热液型-岩浆热液脉型-热泉型等单一类型、或斑岩-矽卡岩-浅成低温热液型等多种类型复合的一系列Cu-Mo-W-Ag-Sn-Au多金属矿床;复合造山过程中不同造山作用的叠加,使矿床展现出同源多位、同位多因、深源浅成、多因复成的成矿特征,并据此划分出晚三叠世与大陆弧岩浆有关的斑岩Cu-Au、中侏罗世与岛弧岩浆作用有关的斑岩Cu-Au、早白垩世与中酸性岩浆有关的矽卡岩-浅成低温热液型Fe-Ag-Pb-Zn(-Sn)、晚白垩世与中酸性侵入岩有关的Fe-Cu多金属、古新世-始新世与中酸性侵入岩有关的Fe-Cu多金属、古新世与陆相(次)火山岩有关的Ag-Sn-Au多金属、渐新世斑岩-矽卡岩型Cu-W-Mo(-Au)、中新世斑岩-矽卡岩-浅成低温热液型Cu-Mo-Au-Pb-Zn-Ag、新生代热泉型Au-S-Cs矿床及盐类矿床等9大成矿系列;最后指出该带有待今后进一步深入研究与探索的科学问题,并预测朱诺矿集区仍有发现大-超大型斑岩铜矿床的潜力,将会成为冈底斯成矿带未来找矿最能取得重大突破的地区,为该带下一步的勘查工作部署与评价指明了方向.
    西藏隆格尔铁矿床成岩成矿时代及对区域多期铁成矿作用的启示:地球化学、锆石U-Pb及金云母Ar-Ar同位素定年约束
    高顺宝, 郑有业, 田坎, 陈鑫, 姜晓佳, 顾艳荣
    2021, 46(6): 1941-1959. doi: 10.3799/dqkx.2020.216
    摘要:
    为了查明冈底斯成矿带隆格尔富铁矿床的成矿时代、形成环境及其对区域铁成矿作用的指示,对该矿床开展了岩石地球化学、锆石U-Pb年代学和Lu-Hf同位素及金云母Ar-Ar定年分析,结果表明:(1)矿区存在早白垩世花岗闪长岩(116.3 Ma)和晚白垩世闪长岩(94.3~93.8 Ma)两个阶段的岩浆活动,主矿体金云母40Ar/39Ar等时线年龄为93.71±2.96 Ma,表明该铁矿形成于晚白垩世;(2)与主矿体成矿相关的闪长岩具较低SiO2含量(52.17%~55.32%),富集LREE及Rb、Ba、Pb等大离子亲石元素,亏损HREE和Nb、Ta、Ti等高场强元素,属于高钾钙碱性和准铝质岩石系列,锆石εHf(t)介于1.4~3.6,Mg#指数极高(0.59~0.64),暗示成矿岩体有较多的幔源物质加入,具有壳幔混合特征;(3)结合冈底斯带其他铁矿床时代,可以将冈底斯铁成矿作用划分为~115 Ma、~94 Ma和50~65 Ma三期,隆格尔铁矿床属于冈底斯带新一期(晚白垩世)富铁成矿作用;(4)对比冈底斯成矿带多阶段矽卡岩型铁成矿作用发现,隆格尔铁矿成矿岩体与其他时期铁矿具有明显的地球化学差异,幔源物质较多的中基性岩浆相对于酸性岩浆可能更容易形成富铁矿床.
    伊犁板块南缘高T/P变质岩系:代表前寒武纪结晶基底还是活动大陆边缘?
    夏彬, 张立飞
    2021, 46(6): 1960-1972. doi: 10.3799/dqkx.2020.196
    摘要:
    新疆伊犁板块南缘的狭长地带内广泛出露了高T/P变质岩系,其成因和属性研究有利于我们深入了解天山造山带的造山演化过程.前人认为这些岩石属早前寒武纪结晶基底,近期研究则显示其主要形成于早古生代.系统总结了课题组近些年在该区开展的工作,结合前人研究,对伊犁板块南缘不同岩石构造单元内的岩石成因进行了分析和讨论,提出伊犁板块南缘的高T/P变质岩系的形成与南天山洋大洋板片在伊犁板块之下的俯冲、岩浆在陆缘弧位置就位并造成伊犁板块南缘地温梯度的明显升高有关.因此,认为伊犁板块南缘狭长地带内的高T/P变质岩系形成于南天山洋俯冲过程中形成的活动大陆边缘环境,而非前寒武纪结晶基底的组成部分.
    内蒙古温都尔庙-集宁地区花岗斑岩年代学、地球化学、Hf同位素特征及其地质意义
    冯帆, 徐仲元, 董晓杰, 石强, 王师捷, 李长海
    2021, 46(6): 1973-1992. doi: 10.3799/dqkx.2020.007
    摘要:
    为了探讨在温都尔庙-集宁地区古亚洲洋的闭合时限以及演化过程,对该地区花岗斑岩进行了岩相学、地球化学、锆石年代学以及Hf同位素组成分析.锆石U-Pb定年显示,夸子梁花岗斑岩形成于中二叠世(270±3 Ma);乌兰淖尔花岗斑岩形成于中三叠世(241±2 Ma),为区域上首次发现的三叠世花岗岩.两者均有较高的SiO2、Al2O3含量及极低的Mg#;轻稀土元素相对富集,重稀土元素相对亏损,存在明显的Eu负异常;富集大离子亲石元素,亏损高场强元素.夸子梁花岗斑岩的锆石εHf(t)呈负值(0.25~-12.33),并具有较为古老的Hf二阶段模式年龄(1 278~2 071 Ma);乌兰淖尔花岗斑岩的锆石εHf(t)呈正值(2.03~5.94),并具有较为年轻的Hf二阶段模式年龄(892~1 144 Ma).综合分析认为:在中二叠世之前,古亚洲在温都尔庙-集宁地区已经闭合;中二叠世期间,区域上处于后碰撞阶段,并产生夸子梁花岗斑岩;晚二叠世-早三叠世,区域上继续碰撞造山;中三叠世期间,处于造山后伸展阶段,并产生乌兰淖尔花岗斑岩.
    华北东南缘荆山花岗岩成因及其构造意义
    杨阳, 孙国超, 赵子福
    2021, 46(6): 1993-2015. doi: 10.3799/dqkx.2020.394
    摘要:
    对华北东南缘荆山花岗岩进行了锆石U-Pb定年、微量元素和Hf同位素分析,全岩主微量元素和Sr-Nd同位素分析.LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明,荆山花岗岩形成于晚侏罗世(160.9±0.8~161.6±1.5 Ma).残留锆石的U-Pb年龄主要为三叠纪和新元古代,分别与大别-苏鲁造山带超高压变火成岩的变质年龄和原岩年龄一致.这些花岗岩为钙碱性-高钾钙碱性,具有弧型的微量元素分布特征和富集的Sr-Nd-Hf同位素组成,即高的全岩(87Sr/86Sr)i比值(0.708 0~0.709 1),低的εNd(t)值(-15.6~-13.5)和锆石εHf(t)值(-23.1~-9.5),对应的两阶段Nd-Hf模式年龄主要为古元古代.这些锆石U-Pb同位素年代学和地球化学特征与大别-苏鲁造山带超高压变火成岩一致,表明它们之间存在成因联系.特别地,残留锆石新元古代和三叠纪U-Pb年龄是俯冲华南陆壳的标志性特征.因此,荆山花岗岩是俯冲华南陆壳部分熔融的产物,华南陆壳是三叠纪大陆碰撞过程中进入华北地壳之中的.这些花岗岩具有低的Rb含量、高的Sr和Ba含量,低的Rb/Sr比值以及低的全岩锆饱和温度和锆石Ti温度(~700℃),表明它们源于俯冲华南陆壳低温加水部分熔融,可能与侏罗纪古太平洋板块俯冲于中国东部之下有关.
    西秦岭凤县地区早古生代岩浆作用特征:来自岩石地球化学、锆石U-Pb年龄及Hf同位素的证据
    王永, 石永红, 陈柏林, 谭人文, 高允, 申景辉
    2021, 46(6): 2016-2036. doi: 10.3799/dqkx.2020.233
    摘要:
    为了研究西秦岭地区早古生代岩浆活动的构造环境及动力学背景,选择西秦岭凤县地区靠近商丹断裂带的龙王沟岩体的花岗岩和闪长岩、唐藏岩体闪长岩进行了地球化学测试和LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学测试,并对龙王沟岩体的花岗岩和闪长岩进行了LA-MC-ICP-MS锆石Hf同位素分析.龙王沟岩体花岗岩锆石U-Pb年龄为433±4 Ma和439±5 Ma,闪长岩年龄为453±3 Ma,早于花岗岩侵位.龙王沟岩体的闪长岩和唐藏花岗闪长岩ΣREE分别为(107~181)×10-6和(209~321)×10-6,稀土配分曲线特征相似,都明显右倾,轻、重稀土分馏强烈((La/Yb)N分别为7~13和31~57),都没有明显的负Eu异常(δEu分别为0.88~1.00和0.79~0.87),唐藏花岗闪长岩相对于龙王沟闪长岩,具有高的SiO2和Na2O含量,较低的TiO2和CaO含量,较高的ΣREE,Ba和Th相对更富集,轻重稀土分馏更强烈,负Eu异常稍明显.龙王沟闪长岩与唐藏岩体其侵位时代一致,认为他们都来源于下地壳,在上升过程中与幔源基性岩浆发生一定程度的混合,唐藏花岗闪长岩经历的岩浆演化相对较为充分.龙王沟花岗岩的样品Hf同位素显示出了较大的差异,虽然εHf(t)全部为正值,但峰值分别为0~3和7~10,对应的两阶段模式年龄(tDM2)分别为1.1~1.4 Ga和0.8~1.0 Ga,结合其地球化学特征,认为它们形成于活动大陆边缘(岛弧)的构造环境,来源于秦岭群的部分熔融,同时有俯冲作用带来大量的洋壳中的基性岩的加入,在上升侵位过程中经历了较为强烈的结晶分异作用,但没有发生明显的岩浆混合作用.龙王沟岩体是一个由不同性质、不同时代的岩浆侵位形成的复合杂岩体,经历了板块俯冲到碰撞挤压的构造体制转换过程,记录了秦岭洋从俯冲到闭合各阶段的构造演化信息,秦岭洋在古生代的俯冲造山作用持续时间较长,伴随的岩浆活动从早古生代一直持续到中古生代.
    东昆仑巴隆地区晚三叠世石英闪长岩成因:U-Pb年代学、地球化学及Sr-Nd-Hf同位素制约
    黄啸坤, 魏俊浩, 李欢, 陈梦婷, 王艺龙, 李国猛, 闫茂强, 张新铭
    2021, 46(6): 2037-2056. doi: 10.3799/dqkx.2020.286
    摘要:
    花岗岩的研究对于反演造山带下地壳物质组成、造山作用深部动力学过程具有重要意义.对位于东昆仑造山带东段的巴隆石英闪长岩开展了锆石U-Pb年代学、Hf同位素地球化学、全岩主微量元素地球化学和Sr-Nd同位素地球化学研究,以探讨其岩石成因和构造背景.岩体LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果为229.5±1.4 Ma,为晚三叠世岩浆活动产物.全岩SiO2含量为59.86%~61.83%,显示高Na2O(3.38%~3.55%)和Al2O3(16.38%~17.03%)特征,Na2O/K2O为1.25~1.39,Mg#为50.1~52.3,属高钾钙碱性系列.稀土元素标准化图呈右倾,具有较弱的负铕异常(δEu=0.71~0.82),微量元素蛛网图显示富集大离子亲石元素(LILE),显著亏损高场强元素(HFSE).石英闪长岩的高Sr(474~609×10-6)、Sr/Y(32.31~40.86)、(La/Yb)N(13.34~15.32)和低Yb(1.34~1.75×10-6)、Y(13.40~15.60×10-6)含量与埃达克质岩石特征相似.全岩(87Sr/86Sr)i为0.708 186~0.708 428,εNdt)为-5.75~-5.27,对应的二阶段模式年龄tDM2(Nd)为1 432~1 471 Ma;εHft)为-5.2~-3.2,tDM2(Hf)为1 305~1 420 Ma.岩相学、元素地球化学和Sr-Nd-Hf同位素结果揭示石英闪长岩起源于加厚下地壳的部分熔融,并混有幔源岩浆.构造判别图解显示巴隆石英闪长岩体形成于后碰撞伸展构造环境.东昆仑与巴颜喀拉地体的陆陆碰撞导致板片断离,软流圈物质上涌,使富集地幔熔融并底侵下地壳,下地壳部分熔融形成巴隆石英闪长岩.
    岩浆混合作用与火成岩多样性的耦合关系:以东昆仑造山带白日其利长英质岩体为例
    陈兵, 熊富浩, 马昌前, 陈越, 黄虎
    2021, 46(6): 2057-2072. doi: 10.3799/dqkx.2020.241
    摘要:
    壳-幔岩浆相互作用如何影响长英质火成岩的岩石学多样性是当前岩石学研究的焦点问题之一.以岩石类型丰富的东昆仑白日其利长英质岩体和暗色微粒包体为研究对象,开展系统的锆石U-Pb年代学、矿物学、全岩元素地球化学和Sr-Nd-Hf同位素研究,探讨和解析这一重要科学问题.LA-ICPMS锆石U-Pb年代学研究表明,暗色微粒包体(247.8±2.0 Ma)与二长花岗岩(247.5±1.4 Ma)、花岗闪长岩(248.8±2.1 Ma)和石英闪长岩(248.8±1.5 Ma)均侵位结晶于早三叠世.岩相学和矿物学研究表明,白日其利长英质岩石与包体的成因机制与壳-幔岩浆的机械或化学混合作用密切相关.元素地球化学和Sr-Nd-Hf同位素组成研究揭示,幔源镁铁质岩浆端元起源于受俯冲板片流体交代的富集地幔熔融,而壳源长英质岩浆端元则起源于东昆仑古老的变质杂砂岩基底.岩石成因分析揭示,幔源镁铁质岩浆侵入长英质晶粥岩浆房,促使长英质晶粥发生活化,随后壳-幔岩浆端元以不同比例和不同方式发生机械和化学混合等相互作用,从而形成镁铁质岩墙、包体、石英闪长岩和花岗闪长岩等多种岩石类型.晶粥状态下壳-幔岩浆相互作用是控制东昆仑长英质火成岩多样性和大陆地壳生长演化的重要方式.
    Li同位素组成对太古宙海水相关的表生环境过程的初步限定
    付露露, 肖益林, 张兴亮, 王洋洋, 谭东波
    2021, 46(6): 2073-2082. doi: 10.3799/dqkx.2020.108
    摘要:
    研究试图利用Li同位素地球化学对太古代海水相关的表生环境过程进行初步的限定.通过对来自南非Kaapvaal克拉通的海相碳酸盐岩样品进行Li同位素分析,发现在3.0~2.9 Ga期间形成的碳酸盐岩δ7Li值为~+1‰,而在2.6~2.5 Ga期间,碳酸盐岩δ7Li值达到7‰~10‰.经过反演计算得到对应时代的海水Li同位素组成分别为~+12‰和~+20‰,均明显低于现代海水值(~+31‰),但是2.6~2.5 Ga期间的海水δ7Li值要比3.0~2.9 Ga时高出8‰.作为大陆硅酸岩风化的有效示踪剂,太古代海水较低的Li同位素组成表明当时的地表风化以源岩溶解为主,次生矿物形成极少,在3.0~2.5 Ga期间,海水整体温度下降以及次生矿物形成增加可能共同导致了海水δ7Li值的升高.通过对太古代碳酸盐岩的Li同位素研究能够有效反演古海水的Li同位素组成,并为了解太古代表生风化过程对海水的影响提供了新的信息.
    构造地质学
    桂中都安-马山煌斑岩成因及其构造意义
    唐远兰, 时毓, 王永强, 孙艺容, 刘希军
    2021, 46(6): 2083-2116. doi: 10.3799/dqkx.2020.306
    摘要:
    为精确厘定桂中地区都安-马山带煌斑岩的形成时代并探讨其源区属性、构造环境及其动力学背景,对其进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年、40Ar-39Ar金云母定年、Hf同位素分析测试和全岩地球化学研究.结果表明,锆石U-Pb定年未能成功限定煌斑岩的成岩年龄,但煌斑岩中发育大量2 578~1 650 Ma的捕获锆石,指示其存在太古宙-古元古代变质基底.金云母40Ar-39Ar定年结果限定了煌斑岩的侵位年龄为100.4±0.99 Ma.Hf同位素研究表明,εHft)有正有负,且正值多于负值,表明岩浆源区主要以新生地壳为主,存在部分古老地壳的再循环.全岩地球化学分析显示,煌斑岩具有较低的SiO2含量(47.66%~50.93%)及高的K2O含量(4.98%~6.77%)、富集LILE和LREE而亏损HFSE(如Nb、Ta和Ti),表现出富集地幔和俯冲流体交代作用的特征.桂中煌斑岩形成过程中,地壳混染作用十分有限,主要形成过程为:流体交代的富集地幔,在燕山晚期岩石圈的拉张-伸展背景下,部分熔融形成煌斑岩岩浆,同时NNW向的南丹-昆仑关大断裂为岩浆的侵位提供了通道.研究区煌斑岩形成于太平洋和印度板块向欧亚板块俯冲碰撞的动力学背景下.
    扬子克拉通黄陵背斜南部~860 Ma岩墙的成因及地质意义
    蒋幸福, 彭松柏, 韩庆森
    2021, 46(6): 2117-2132. doi: 10.3799/dqkx.2020.210
    摘要:
    首次报道了扬子克拉通黄陵背斜南部由辉绿岩脉、花岗闪长岩脉和正长花岗岩脉组成的新元古代早期小型岩墙.辉绿岩脉和花岗闪长岩脉的锆石U-Pb定年结果分别为856±6.4 Ma和860±6.0 Ma.全岩主量和微量元素数据显示岩墙中辉绿岩具有高Pb含量,且Ba/Nb和La/Nb比值变化较大,而花岗闪长岩脉和正长花岗岩脉样品的Y和Nb含量较低,结合继承性锆石年龄分布特征,暗示岩墙形成过程中遭受了不同程度的年轻岛弧地壳物质混染.黄陵南部~860 Ma小型岩墙的发现,表明扬子克拉通在早于该时期已进入后碰撞的伸展构造环境.综合区域已有资料,认为扬子克拉通前寒武纪基底的裂解在时空上均表现出较大差异.
    沙捞越古晋地区伦杜基性岩的形成时代、地球化学特征及其地质意义
    房旭东, 张爱梅, 王岳军, 胡祥云, 钱鑫, 何慧莹, 陈敏
    2021, 46(6): 2133-2144. doi: 10.3799/dqkx.2020.048
    摘要:
    加里曼丹岛作为南海南部最大的岛屿,处于印度-澳大利亚板块、欧亚板块和菲律宾海板块的汇聚带,具有复杂的构造演化史.西加里曼丹岛古晋地区晚白垩世岩浆作用强烈,虽然该期基性岩分布少,但其成因研究对探讨西加里曼丹晚白垩纪构造演化过程具有重要意义.对古晋地区伦杜基性岩开展了详细的岩石学、年代学和地球化学研究,结果表明,该地区基性岩的岩石组成主要为辉绿岩和含橄榄石辉长岩,其中辉绿岩锆石定年显示其结晶年龄为83.4±0.9 Ma,说明岩体侵位于晚白垩世.岩石具有较为均一的SiO2(52.01%~52.38%),大部分样品具有较低的TiO2含量(0.81%~0.92%),K2O含量(0.37%~0.53%)和较高的Al2O3(14.00%~14.54%)、MgO(7.40%~7.86%).微量元素分析结果显示具有较低的稀土元素总量(∑REE=43.96×10-6~48.19×10-6),呈LREE轻度富集的平坦型配分模式,富集大离子亲石元素,亏损Nb、Ta和Ti等高场强元素.(87Sr/86Sr)i=0.705 1~0.705 3,εNdt)=2.1~3.3.综合分析表明,伦杜基性岩来源于受到俯冲沉积物和板片流体交代改造影响的地幔源区,并结合前人数据推测伦杜基性侵入岩形成于古太平洋俯冲格局下的弧后盆地构造背景,可能与中国东南沿海-海南-越南构成一条俯冲带.
    中国近海裂陷盆地始新世构造变革的厘定及地质意义:以北部湾盆地涠西南凹陷为例
    刘一鸣, 吴智平, 颜世永, 杨希冰, 平明明, 张勐
    2021, 46(6): 2145-2156. doi: 10.3799/dqkx.2020.205
    摘要:
    为明确始新世构造变革事件在中国近海盆地的表现形式和空间展布范围,揭示其动力学成因,以北部湾盆地涠西南凹陷为例,利用最新的地质资料,对始新世构造变革界面进行了精细厘定.结果表明:盆地在始新世中、晚期经历了裂陷作用南北转变、断裂体系转型、地层挠曲变形和沉积-沉降中心迁移等构造转换过程;始新世构造变革的发生与周缘板块重组所诱导的区域应力场南北向转变有密切的动力学成因联系,尤其是与太平洋板块俯冲方向转变和印度-欧亚板块强烈碰撞紧密相关;该构造事件的发生,揭示了中国近海裂陷盆地演化具有统一性与差异性共存、继承性与改造性同在、伸展性和走滑性叠加的特点,其深刻影响了成藏要素的耦合匹配关系,深部优质烃源岩与浅部走滑相关构造的配置决定了油气优势成藏部位.
    石油地质学
    基于砾石-基质-裂缝三元素的砂砾岩岩相划分
    鲍怡晨, 刘强虎, 杜晓峰, 王维, 石文龙
    2021, 46(6): 2157-2171. doi: 10.3799/dqkx.2020.284
    摘要:
    近年来砂砾岩油气藏勘探不断获得重大发现,使得砂砾岩体成为油气勘探的新领域.当前,砂砾岩体侧重于沉积响应分析,针对其特征的岩相组合划分及差异性探讨较薄弱,缺乏统一划分标准,尤其是在渤海湾盆地渤南低凸起南侧断坡区古近系砂砾岩存在多砾石组分、复合成岩作用影响,极大制约优质砂砾岩储层的分布预测、评价.因为研究区内多物源供给,砾石组分、支撑类型和基质类型多样,基于区内典型钻井岩心、镜下综合观察及扫描电镜分析,提出“以沉积岩、变质岩及岩浆岩三种母岩类型为一级划分标准,支撑类型和基质类型作为二级划分标准”,将砂砾岩岩相划分为三大类、七小类,依次为:(1)以火山岩砾石为主的基质支撑-砂级基质-构造缝-砾岩相、颗粒支撑-砂级基质-砾缘缝-砾岩相、基质支撑-泥级基质-砾岩相,(2)以碳酸盐岩砾石为主的基质支撑-砂级基质-砾岩相、基质支撑-砂级基质-角砾岩相,(3)以变质岩砾石为主的胶结物支撑-砂级基质-含砾砂岩相及颗粒支撑-砂级基质-压实砾内缝-含砾砂岩相.不同砾石类型储层中,基质类型和裂缝发育程度具有明显的差异性,泥质含量高的储层渗透性很差,裂缝发育会改善其孔隙的连通性,并诱导形成砾内溶蚀和基质溶蚀,从而改善储集物性.
    粤北书楼丘铀矿床沥青铀矿原位U-Pb年龄和元素特征及其地质意义
    郑国栋, 罗强, 刘文泉, 江卫兵, 刘斌, 钟福军
    2021, 46(6): 2172-2187. doi: 10.3799/dqkx.2020.225
    摘要:
    为深入研究华南长江铀矿田内“交点型”铀矿化类型,对书楼丘矿床中位于基性岩脉与硅化碎裂岩交切部位的沥青铀矿开展原位微区U-Pb定年及元素成分研究.激光剥蚀电感耦合等离子体质谱分析结果显示,书楼丘沥青铀矿的U-Pb加权平均年龄为71.3±1.1 Ma;微量元素以富集W、Bi、Mo等亲硫元素,亏损Nb、Ta、Zr、Hf、Th等高场强元素为特征;稀土元素配分模式表现为轻稀土微富集,轻重稀土分异不明显,总量较低,Eu呈现明显的负异常,与富铀围岩长江岩体的稀土元素配分模式基本一致,暗示其铀源可能主要与长江岩体关系密切,与脉型铀矿床稀土元素配分模式的对比及ΣREE-(U/Th)、ΣREE-(LREE/HREE)N图解指示其为低温、中低盐度热液成因,δCe值指示沥青铀矿的成矿环境为还原环境.矿床内“交点型”铀成矿作用主要受南雄断裂80~60 Ma期间拉张活动、产铀长江花岗岩体和基性岩脉的共同控制,进而在交切的构造部位形成了铀矿化信息.
    基性岩侵入对页岩矿物学特征的影响:以松辽盆地嫩江组为例
    王岩, 荣辉, 焦养泉, 徐尚, 贾俊民, 曹民强, 程璇
    2021, 46(6): 2188-2203. doi: 10.3799/dqkx.2020.177
    摘要:
    已有研究表明岩浆侵入对页岩矿物学特征产生影响,然而对其影响范围及程度缺少精细解剖,制约了岩浆活动对页岩矿物学特征影响机理的准确认识.以松辽盆地南部与辉绿岩接触的嫩江组页岩为对象,利用岩心观察、XRD、偏光显微镜及扫描电镜等手段,将接触带页岩距辉绿岩由远及近划分为5个带:(1)灰色页岩带,厚19 m,(2)深灰色页岩带,厚11 m,(3)灰黑色页岩带,厚12.9 m,(4)青灰色页岩带,厚1.5 m,(5)灰白色页岩带,厚2.2 m.石英含量增多,平均含量分别为27.0%、33.6%、51.7%、56.7%和52.7%,由陆源碎屑石英过渡为高温自生石英(微晶自形石英及微晶球状石英),重结晶现象加剧;长石含量增多,平均含量分别为8.8%、12.0%、14.0%、15.1%和18.2%,由他形过渡为半自形-自形,重结晶现象加剧;碳酸盐矿物含量先减少后增多,平均含量分别为9.0%、10.0%、7.5%、4.5%和6.0%,菱铁矿及方解石由自形过渡为胶状及脉状;黄铁矿含量逐渐减少,平均含量分别为5.4%、3.5%、1.0%、0%和0%,由草莓状及自形过渡为他形粒状;粘土矿物含量逐渐减少,平均含量分别为46.0%、36.5%、22.5%、20.1%和19.0%,由片状蒙脱石过渡为絮状伊利石.结果表明,基性岩侵入页岩不仅加速了页岩成岩演化进程,而且使页岩脆性矿物增加、塑性矿物减少,可提高页岩储层的脆性及可压性,减弱了页岩气的赋存能力.
    下扬子皖南宣泾地区二叠系海相页岩特征及其沉积环境
    白卢恒, 石万忠, 张晓明, 徐笑丰, 刘俞佐, 杨洋, 冯芊, 曹沈厅
    2021, 46(6): 2204-2217. doi: 10.3799/dqkx.2020.372
    摘要:
    为评价下扬子地区二叠系海相页岩层段页岩气勘探潜力,以皖南宣泾地区3口钻井岩心为例,通过岩心照片、薄片、X射线衍射、总有机碳等测试来分析页岩特征及其沉积环境.结果显示宣泾地区孤峰组中上部为富有机质层段,银屏组为贫有机质层段;宣泾东南地区大隆组中下部为高-富有机质层段,西北地区中上部为富有机质层段.孤峰组早期随着构造沉降和海水加深,宣泾地区形成了高生物生产力和缺氧环境,沉积了较厚硅质岩层;中晚期海平面缓慢下降,生物生存空间减少,高有机质沉降使水体硫化,TS含量增大,TOC含量达10%.银屏组沉积期海平面快速下降,变为浅海氧化环境,TOC含量小于1%.大隆组早期东南浅水斜坡位置受上升流影响,形成高生物生产力和缺氧环境,沉积了硅质岩层,TOC含量大于4%;中晚期海平面下降,TOC含量从东南浅水向西北深水变高.
    南大西洋中段共轭盐盆盐构造变形期次对比及意义
    章雨, 李江海, 程鹏
    2021, 46(6): 2218-2229. doi: 10.3799/dqkx.2020.033
    摘要:
    南大西洋中段被动陆缘含盐盆地群是全球油气储量快速增长的地区,阿普特阶盐岩的分布及构造变形对该区油气成藏产生了重要影响.在前人地震及重磁资料基础上,沿热刺转换断裂带选取圣埃斯皮里图和宽扎这组典型共轭盐盆,平面上在Gplates软件中叠合布格重力异常数据进行板块构造重建,剖面上应用Move软件进行平衡恢复,根据反演结果设计正演模型,进行物理模拟对比实验.在重力滑脱及重力扩展作用下,盆地内形成了伸展-过渡-挤压的盐构造分带,而底板斜坡倾角、基底伸展量、前缘阻挡、盐上沉积载荷及同沉积速率等因素,造成了共轭盆地间盐构造变形过程的差异性.盐构造变形过程可分为盐构造初期变形阶段(阿普特期-阿尔比早期)和盐构造继承性发育阶段(两期,阿尔比晚期-古近纪早期和古近纪晚期-现今):(1)阿普特期-阿尔比早期,圣埃斯皮里图和宽扎盆地初始为统一盐盆,盐盆东侧强烈伸展,形成伸展区断裂及盐筏,同时盐盆逐渐一分为二并形成外部高地带,盐岩重力变形逐渐减慢.(2)阿尔比晚期-古近纪早期,圣埃斯皮里图盆地外部高地带继承性隆起,盐岩垂向上浮迁移;宽扎盆地厚层盐高原隆起,盐岩越过外部高地带形成逆冲推覆体.(3)古近纪晚期-现今,圣埃斯皮里图盆地基底稳定热沉降,盐构造继承性发育,整个盆地盐岩呈现垂向迁移特征;宽扎盆地靠陆端基底一定规模构造抬升,盐岩向海运输重建,伸展区盐筏进一步发育成盐滚,过渡区及挤压区盐底辟持续上拱,逆冲推覆体继续发育并在盐上层形成大量断裂及褶皱,整个盆地盐岩不断向坡下聚集且构造分带性明显.
    鄂西宜昌地区页岩气勘探发现对MVT铅锌矿成矿的指示意义
    高键, 李英强, 何生, 何治亮, 李双建, 沃玉进, 李文, 翟刚毅, ZhaoJian-xin
    2021, 46(6): 2230-2245. doi: 10.3799/dqkx.2020.186
    摘要:
    油气成藏和有机质参与金属成矿的内在联系是近年来国内外地学界关注的热点问题.根据流体包裹体岩相学观察和激光拉曼光谱分析,在鄂西宜昌地区震旦系陡山沱组和下寒武统牛蹄塘组页岩储层及震旦系灯影组MVT(Mississippi Valley type)铅锌矿床中发现了高密度甲烷包裹体,并利用甲烷包裹体的甲烷拉曼散射峰v1计算了甲烷包裹体的密度;同时采用Rb-Sr、Sm-Nd同位素定年确定了MVT铅锌矿成矿年代.鄂阳页1井陡山沱组页岩石英脉和何家坪MVT铅锌矿方解石样品中甲烷包裹体密度分别为0.237~0.278 g/cm3和0.213~0.271 g/cm3,属于高密度甲烷包裹体.何家坪铅锌矿共生矿物闪锌矿和方铅矿的Rb-Sr等时线年龄为189.1±1.8 Ma,方解石的Sm-Nd等时线年龄为189.9±2.0 Ma,指示铅锌矿形成于燕山早期的构造挤压运动;共生矿物的初始87Sr/86Sr值(0.711 92)和方解石的初始87Sr/86Sr值(0.712 03~0.712 27)指示何家坪铅锌矿成矿流体的Sr同位素主要来源于页岩层.何家坪铅锌矿中捕获的以流体包裹体形式存在的高密度甲烷流体最有可能来源于陡山沱组页岩和/或牛蹄塘组页岩内高密度超压甲烷流体.页岩气层和MVT铅锌矿中高密度甲烷包裹体的发现及MVT铅锌矿成矿时间的确定为探讨有机质参与MVT铅锌矿成矿提供了新证据.
    塔里木盆地顺托果勒低隆起北部中下奥陶统储层方解石脉成因及形成时间
    杨毅, 王斌, 曹自成, 黄诚, 赵永强, 郭小文, 罗涛
    2021, 46(6): 2246-2257. doi: 10.3799/dqkx.2020.200
    摘要:
    塔里木盆地顺托果勒低隆起北部中下奥陶统碳酸盐岩储层中发育多期方解石脉体,对流体活动历史和油气成藏过程都具有重要指示作用.本研究基于对方解石脉体薄片观察、阴极发光、微区原位元素、流体包裹体和锶同位素分析,划分方解石脉体发育期次,确定不同期次方解石脉体成因和形成时间.研究结果表明,顺托果勒低隆起北部碳酸盐岩储层中发育4期方解石脉(C1、C2、C3和C4),不同期次方解石脉的Fe/Mn值和U/Th值均存在一定的差异.C1、C2、C3和C4方解石阴极发光颜色分别为暗红色、不发光-暗蓝色、橙黄色和亮黄色.C1方解石成脉流体来源于深部具有高87Sr/86Sr值流体,C2与C3方解石成脉流体相似,均来源于同地层具有海水性质的成岩流体.C1、C2和C4方解石脉体形成于偏还原环境,C3方解石脉体形成于相对偏氧化环境.通过不同期次脉体中发育的原生盐水包裹体均一温度,结合单井埋藏史和热史确定顺托果勒低隆起北部的C1方解石脉形成于距今约445 Ma,对应于加里东中期Ⅲ幕,C2和C3方解石脉分别形成于距今约430~428 Ma与418 Ma,对应于加里东晚期.
    环境地质学和工程地质学
    岩溶裂隙含水层中石油类有机物的自然衰减机制
    郭永丽, 章程, 吴庆, 全洗强
    2021, 46(6): 2258-2266. doi: 10.3799/dqkx.2021.020
    摘要:
    石油类有机物污染是地下水环境领域亟须解决的关键课题.本次研究耦合数值模拟和水文地球化学技术模拟岩溶裂隙含水层中石油类有机物的自然衰减过程并定量计算其自然衰减机制.基于BIOSCREEN模型的模拟计算可知,近30年对流、弥散、稀释等物理过程和生物降解过程对石油类有机物衰减贡献率的平均值分别为31.53%和68.47%,生物降解作用是岩溶裂隙含水层自然修复能力的主要机制.利用质量守恒定律分析水化学(HCO3-、NO3-)和同位素(δ15NNO3、δ18ONO3和δ13CDIC)之间的相关关系可知石油类有机物生物降解贡献地下水HCO3-的平均值为33.93%;石油类有机物生物降解消耗主要电子受体NO3-贡献地下水δ13CDIC的百分率为30.77%且其占总生物降解的90.69%.
    河套灌区西部浅层地下水咸化机制
    曾邯斌, 苏春利, 谢先军, 潘洪捷, 纪倩楠, 陶彦臻
    2021, 46(6): 2267-2277. doi: 10.3799/dqkx.2020.259
    摘要:
    浅层地下水水位埋深浅、含盐量高,是导致河套灌区土壤次生盐渍化的重要原因.以河套灌区西部地区为研究区,通过对浅层地下水的水化学和氢氧同位素特征分析以及水文地球化学模拟,探讨了灌区浅层地下水的补给来源和主控水-岩作用过程,并定量估算了蒸发作用对浅层地下水含盐量的影响.研究区内浅层地下水为弱碱性咸水,pH为7.23~8.45,总溶解性固体(total dissolved solids,TDS)变化范围为371~7 599 mg/L;随着地下水咸化程度增大,水化学类型由HCO3-Na·Mg·Ca型向Cl-Na型过渡.引黄灌溉和大气降水是浅层地下水的主要补给来源,径流过程中浅层地下水受蒸发作用和植物蒸腾作用影响,地下水化学组分主要来源于蒸发盐溶解和硅酸盐风化水解,并受强烈的蒸发作用和离子交换作用影响.水文地球化学模拟和主成分分析结果显示,蒸发作用和岩盐溶解作用对区内浅层地下水咸化贡献最大,石膏和白云石等矿物的溶解、硅酸盐的水解、Na-Ca离子交换以及局部地形起伏对地下水咸化过程也有较大贡献.
    盾构超近距离侧穿铁路桥桩保护方案探讨
    任磊, 朱颖, 崔天麟
    2021, 46(6): 2278-2286. doi: 10.3799/dqkx.2021.041
    摘要:
    郑州地铁某盾构区间超近距离侧穿铁路桥梁桩基,受地面空间及隧道与桥桩间净距限制,无法采用隔离桩等常规保护措施.结合工程实际情况提出“盾构通过范围内土体注浆加固”、“桥梁承台加固”以及“注浆+承台加固”三种措施,利用数值模拟手段,对盾构侧穿施工期间,不同保护方案下桥桩的变形规律进行了分析研究.研究结果表明,采用“盾构通过范围内土体注浆加固+承台加固”措施,可使桥面最大沉降值减少约45%,且可减少桥面横桥向不均匀沉降及桥桩水平位移,在很大程度上减少盾构隧道施工对铁路桥梁的不利影响.