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    2023年  48卷  第4期

    盆山过程与动力学专辑
    特邀主编 陈汉林 程晓敢 林秀斌
    扬子西南缘晚三叠世-早侏罗世盆山格局演化过程:来自楚雄盆地碎屑锆石U-Pb年代学的证据
    颜照坤, 颜晨雨, 邵崇建, 张自力, 叶婷婷, 张代柱, 任聪, 聂舟, 赵少泽, 龚楚雲, 赵文武
    2023, 48(4): 1259-1270. doi: 10.3799/dqkx.2022.400
    摘要:
    印支期扬子西南缘沉积盆地大地构造性质及盆山格局演化过程长期存在较大分歧. 对楚雄盆地西侧祥云剖面上三叠统-下侏罗统砂岩样品进行碎屑锆石U-Pb定年和碎屑物源分析. 结果显示,上三叠统云南驿组和罗家大山组碎屑物源主要来自上扬子地区的中-下三叠统和二叠系,而上三叠统白土田组和下侏罗统冯家河组碎屑物源主要来自松潘-甘孜地体和康滇古陆. 结合沉积环境演变和区域地质背景,认为在晚三叠世早期,区域内造山作用相对较弱,楚雄盆地碎屑物源供给不足,为欠补偿盆地;晚三叠世晚期-早侏罗世,虽然楚雄盆地的构造演化受哀牢山造山带逆冲推覆作用的控制,但是楚雄盆地的沉积充填过程主要受控于快速崛起的松潘-甘孜造山带.
    库车坳陷西段阿瓦特构造转换带盐构造演化特征及影响因素
    吴珍云, 杨秀磊, 尹宏伟, 董少春, 李长圣, 汪伟, 贾东
    2023, 48(4): 1271-1287. doi: 10.3799/dqkx.2022.312
    摘要:
    为厘定库车坳陷西段盐岩沉积边界盐构造演化特征及影响因素,利用野外地质调查、工业地震剖面解析和三维沙箱物理模拟实验对阿瓦特构造带进行了综合分析.结果表明:(1)阿瓦特构造带是库车坳陷西段典型挤压构造转换带,由乌什凹陷至阿瓦特凹陷,形成了由叠瓦逆冲断层向盐相关褶皱过渡的构造转换特征;(2)塔拉克走滑断层发育于乌什凹陷和阿瓦特凹陷交界处,是一条发育于盐上覆层的滑脱形成调节性横断层.受该断层影响,在盐上覆地层中形成塔拉克向斜、塔拉克背斜等拖曳式盐相关构造.越靠近塔拉克走滑断层,褶皱拖曳揉皱作用越强,甚至容易发育褶皱相关断层,促使盐岩出露地表;(3)阿瓦特构造转换带新生代变形主要受区域挤压作用、盐层分布及基底断裂活动共同控制.
    华北板块中部晚二叠世-早三叠世砂岩碎屑锆石U-Pb定年及物源判别
    冯志强, 刘永江, 王权, 史建儒, 魏荣珠, 卫彦升, 雷勇
    2023, 48(4): 1288-1306. doi: 10.3799/dqkx.2022.071
    摘要:
    华北板块陆内盆地晚二叠世-早三叠世地层沉积物的物源一直存在较大争议.对华北板块中部鄂尔多斯盆地东缘(山西柳林县)上二叠统孙家沟组(2个)和下三叠统刘家沟组(2个)以及沁水盆地(山西沁水县)上二叠统孙家沟组(1个)地层砂岩样品进行了全岩地球化学分析和碎屑锆石LA-MC-ICPMS U-Pb年龄测定.364个单颗粒锆石中,古生代碎屑锆石约占21%,具有~275 Ma(218~333 Ma,65颗)和~431 Ma的两个峰值年龄(368~442 Ma,10颗);前寒武纪碎屑锆石约占79%,具有明显的~1 888 Ma(1 562~2 222 Ma,178颗)和~2 529 Ma(2 253~3 167 Ma,111颗)两个峰值年龄.在前人研究基础上,采用最年轻单颗粒年龄(YSG)和最年轻的碎屑锆石加权平均年龄(TuffZirc)限定地层最大沉积年龄的方法,确定刘家沟组的2个样品沉积下限年龄为253±7 Ma和250±7 Ma,孙家沟组3个样品沉积下限分别为256±7 Ma(MSWD=1.1,n=31)、264±11 Ma(MSWD=4.3,n=7)、250±6 Ma(MSWD=3.6,n=6),与二叠系-三叠系沉积界限年龄251.0±0.4 Ma相接近,其中研究区刘家沟组砂岩的地质时代应归属于早三叠世,孙家沟组砂岩应归属于晚二叠世,并进一步推测华北山西地区孙家沟组沉积时代北部早于南部.根据研究区晚二叠世-早三叠世沉积环境和构造背景分析,以及潜在物源区年龄图谱对比,结合古水流野外分析结果,判别刘家沟组和孙家沟组砂岩中的前寒武纪碎屑锆石物源区为华北板块的变质基底,早古生代碎屑锆石主要来源于兴蒙造山带南缘的早古生代侵入岩,晚古生代碎屑锆石主要来源于内蒙古隆起的晚古生代侵入岩.
    川东北通南巴背斜中新生代构造变形的砂箱构造物理模拟
    马德龙, 王宏斌, 张希晨, 何登发, 凡睿, 王彦君, 黄林军, 崔键, 刘文强, 杨秀磊
    2023, 48(4): 1307-1320. doi: 10.3799/dqkx.2022.423
    摘要:
    通南巴背斜位于四川盆地东北部,紧邻北部米仓山和东北部大巴山两大造山带,开展通南巴背斜与不同造山带、川东北先存古隆起的时空耦合关系物理模拟研究,对于约束周缘造山带的构造变形时间和区域构造变形时序具有重要的科学意义,同时对川东北油气勘探也有指导作用.初始模型中,设计了北部推板和东北部推板分别代表米仓山和大巴山造山带的活动;下部硅胶层和上部石英砂层分别代表三叠系底部膏盐岩和上覆砂岩为主的碎屑岩;随着油气勘探的深入,川东北古生代隆起被逐渐接受,在模型底部用橡皮泥预制条带状构造代表古隆起.实验结果表明,北部推板挤压过程形成的速度场快速传递到橡皮泥(代表先存古隆起)之上的石英砂中,形成北东向的褶皱和断裂;东北部推板挤压过程形成的弧形构造带呈北西向展布,叠加在早期北东向构造上.通过梳理周缘造山带的隆升历史,并结合本次模拟实验结果,认为燕山期米仓山构造活动与古生代北东向隆起共同控制通南巴早期北东向构造的形成,燕山晚期和喜山期大巴山活动形成一系列北西向构造叠加在通南巴早期北东向构造之上,控制通南巴背斜须家河组北东向和北西向两组断裂-裂缝系统的形成.
    中国板块构造格局在早古生代末的重大转变
    黄少英, 谢会文, 侯贵廷, 杨宪彰, 罗彩明, 张昊, 仲子奇, 夏金凯, 李祥, 常海宁
    2023, 48(4): 1321-1329. doi: 10.3799/dqkx.2022.394
    摘要:
    板块构造格局是大地构造的基础科学问题,涉及到大尺度的盆山关系,控制了洋陆格局、造山带和盆地的形成与演化,因而可以用来揭示大洋关闭、造山隆升的过程.早古生代末是中国3个板块的构造格局发生重大转变的关键时期.基于经高置信度遴选的古地磁数据和全球古地磁数据库,结合大地构造比较学的地质亲缘性对比分析,利用GPlate软件重建了晚前寒武纪至早古生代的全球板块构造格局,提出奥陶纪末-志留纪是中国3个板块格局发生重大转变的关键时期,440 Ma之前,中国3个板块的空间格局是N-S/T格局(即华北在西、华南在东北,塔里木在东南),440 Ma后中国3个板块的空间格局转为T-N/S格局(即塔里木在西、华北在东北,华南在东南),并一直持续到现今中国3个板块的格局.这个重大转变与晚前寒武纪罗迪尼亚超大陆的裂解和早古生代末中国3个板块之间的洋陆格局变迁密切相关,是从伸展的大地构造环境向缩短的大地构造环境转变的结果.
    北澜沧江结合带晚白垩世花岗岩成因及其地球动力学意义
    李洪梁, 杨东旭, 田尤, 李元灵, 王灵, 李宝幸
    2023, 48(4): 1330-1350. doi: 10.3799/dqkx.2022.466
    摘要:
    北澜沧江结合带花岗岩的研究主要集中于印支期,对白垩纪花岗岩却鲜有报道.在野外地质调查基础上,对藏东类乌齐地区新发现的花岗岩进行了岩石地球化学、锆石U-Pb定年和Hf同位素研究.结果显示,2件花岗岩样品成岩年龄分别为75.06±0.82 Ma(MSWD=1.90)、74.89±0.65 Ma(MSWD=1.05),为晚白垩世岩浆活动的产物;花岗岩含白云母(~5%),具高SiO2(69.07%~69.39%)、富K2O(5.31%~5.77%)、低Mg#(0.30~0.33)的特点,A/CNK比值为1.11~1.15,富集大离子亲石元素和LREE,亏损高场强元素和HREE,轻、重稀土元素强烈分馏,负Eu异常显著,属过铝质S型花岗岩,其源岩为变泥质岩和变质杂砂岩.岩石具分布较为分散的锆石εHft)值(-4.6~1.1)和古老的Hf同位素二阶段模式年龄(TDM2,1.07~1.43 Ga).综合分析认为,北澜沧江结合带晚白垩世花岗岩是拉萨-南羌塘地体后碰撞伸展构造背景下,由加厚岩石圈拆沉引发软流圈物质上涌和减压熔融形成的幔源镁铁质岩浆底侵于古老地壳,诱发其部分熔融,并与之混合形成的母岩浆,再经历一定程度分离结晶作用而形成,指示晚白垩世藏东类乌齐地区造山演化处于后期造山带破坏阶段.
    塔里木盆地东北部磁性基底深度及构造属性
    匡星涛, 宁方馨, 肖梦楚, 朱晓颖, 徐曦
    2023, 48(4): 1351-1365. doi: 10.3799/dqkx.2022.434
    摘要:
    为了探讨塔里木盆地东北部磁性基底深度、性质及其对构造属性的指示意义,基于最新的高精度航磁数据,利用剖面切线法计算了塔里木盆地东北部磁性体最小埋深,并绘制了磁性基底深度图.结果显示,大部分地区的磁性基底深度与勘探地震的沉积盖层底界深度相差不大,表明切线法计算结果具有很高的可信度.但是在塔东隆起北缘,磁性基底起伏较大,与沉积盖层底界深度差异明显.在分析磁性基底深度图的基础上,结合高精度布格重力异常以及地震解释剖面,探讨了塔东隆起和孔雀河斜坡的构造属性.研究认为,塔东隆起北缘显著的长波磁异常梯度带和较低的重力值,剧烈变化的磁性基底深度,以及大量钻遇的古元古代变质花岗岩,均指示塔东隆起可能是塔里木盆地东北部最重要的前寒武纪构造边界.孔雀河斜坡重磁异常呈现明显的负相关性,基于磁性基底、南华系-震旦系沉积厚度等与重磁异常的空间结构关系,以及岩石磁性特征等,认为新元古代的裂谷作用可能降低了基底磁性,而北部凹陷中南部未受裂谷作用影响,依然保留了强磁性特征.
    双滑脱层强度对博格达山北缘构造变形的影响:基于离散元数值模拟
    屈梦雪, 程晓敢, 田禾丰, 陈汉林, 于洪洲, 陈昌锦, 孙思瑶
    2023, 48(4): 1366-1378. doi: 10.3799/dqkx.2022.228
    摘要:
    博格达山北缘褶皱冲断带以横向分段、纵向分层、多期构造变形叠加、先存构造发育为主要特征,发育有中侏罗统西山窑组和下侏罗统八道湾组两套滑脱层,为探究这两套滑脱层内聚力强度差异及先存构造对冲断带新生代构造变形的影响,研究采用离散元数值模拟方法,在布设先存构造的基础上设计了无滑脱层模型和不同内聚力强度组合的双滑脱层模型共5组数值模拟实验.实验结果表明:双滑脱层内聚力强度相同时,上滑脱层在应力传播中占据优势;双滑脱层内聚力强度不同时,应力会优先沿弱内聚力滑脱层传递,且当下滑脱层内聚力较弱时,上滑脱层可能不发挥作用.通过对比实验结果与实际地质剖面,认为先存构造控制了冲断带构造变形的总体样式,而两套滑脱层共同控制了冲断带纵向上的变形解耦,上部滑脱层内聚力弱于下部滑脱层是影响研究区新生代构造变形的关键性因素.
    晚中新世龙门山南段及前缘地区盆山体系形成的动力学机制
    邵崇建, 颜照坤, 李勇, 聂舟, 任聪, 孙岳
    2023, 48(4): 1379-1388. doi: 10.3799/dqkx.2022.279
    摘要:
    新生代龙门山的隆升机制存在上地壳缩短和下地壳流两种端元模式,两种模式会造成四川盆地不同的构造变形响应,形成不同的盆山系统.为了厘定龙门山南段及前缘地区盆山系统的构造变形特征及其动力学指示意义,利用低温热年代学技术(AFT和AHe)对龙门山南段前缘地区乐地1井7个砂岩样品进行了分析,约束该地区的剥露特征.结果表明,龙门山南段前缘地区中新世(约21 Ma)以来浅部地层经历了约10~11 Ma的快速剥露阶段(约500~700 m/Ma),与前人龙门山南段揭露的快速剥露时间一致.结合区域地质资料,认为约10~11 Ma龙门山南段向南东的逆冲推覆作用,导致构造应力通过四川盆地西南部多层滑脱层向盆地传递,造成龙门山前缘地区大范围构造变形及快速剥露,该认识支持龙门山上地壳缩短的隆升机制.
    铲式逆冲断层的地貌约束:以东天山尤路都斯盆地巴音背斜构造为例
    武登云, 任治坤, 吕红华, 刘金瑞, 雷惊昊, 包国栋, 张志亮, 哈广浩
    2023, 48(4): 1389-1404. doi: 10.3799/dqkx.2022.169
    摘要:
    将地表河流阶地变形特征与运动学模型、地貌年代相结合,可以推测出地下断层几何形态、断层变形量与变形速率.定量限定天山山间盆地不同褶皱冲断带的几何形态、运动学和变形速率是研究天山挤压应变吸收作用的关键.在天山东部的尤路都斯盆地内,开都河横穿巴音背斜构造发育并保存了较为完整的三级河流阶地.通过详细的野外考察发现,处于巴音背斜构造后翼位置的河流阶地具有宽阔、连续和逐渐倾斜的特点,符合通过翼部旋转运动而褶皱变形的铲式逆冲断层模型,其深部根植于平面断层斜坡.基于该运动学模型并结合阶地年代,得到巴音背斜构造下伏断层晚第四纪滑动速率为(0.35-0.06)~(0.35+0.16)mm/a,地壳缩短速率为(0.23-0.04)~(0.23+0.10)mm/a.对比尤路都斯盆地北部那拉提断裂的构造应变和GPS速率揭示的东天山南北向总地壳缩短速率,认为巴音背斜构造的变形作用占尤路都斯盆地总变形作用的15%~20%,进而容纳了~2%的东天山南北向地壳应变.东天山内部的山间盆地在天山变形量分配中占据重要作用.
    塔里木克拉通经历过格林威尔造山运动吗?来自碎屑锆石年代学的证据
    易子渊, 魏国齐, 郭召杰
    2023, 48(4): 1405-1420. doi: 10.3799/dqkx.2022.272
    摘要:
    近年来,有学者认为塔里木克拉通经历过格林威尔期造山运动,但相关的岩浆、变质证据比较缺乏.造山事件会为附近的盆地提供大量碎屑物质,因此也会在碎屑锆石记录中有所反映.对塔西南铁克里克地区和塔东北库鲁克塔格地区新元古界的7件砂岩样品进行了碎屑锆石U-Pb定年,获得了1 135组碎屑锆石年龄数据.塔西南南华系的波龙组和雨塘组均发育有冰碛岩,通过碎屑锆石记录得到其最大沉积年龄分别为693.2±3.3 Ma和642.7±4.4 Ma,由此推测波龙组形成于Sturtian冰期,而雨塘组形成于Marinoan冰期.此外,结合前人发表的数据,整理得到完整的塔里木克拉通新元古界碎屑锆石U-Pb年龄数据库.数据分析显示:碎屑锆石年龄主要分布在700~900 Ma和1 800~2 100 Ma两个区间内,与典型的格林威尔期造山活动的时间980~1 250 Ma不符;阿克苏、库鲁克塔格和铁克里克3个露头区新元古界碎屑岩的物源区存在显著差异,表明在南华纪-震旦纪不存在全盆统一的物源,这与当时克拉通内发育大型造山带的假设不符.综上所述,通过对碎屑锆石记录的分析,认为格林威尔期的陆-陆碰撞型造山运动在塔里木克拉通的影响不显著.
    “V”型共轭走滑断裂:特征、形成机制及其对青藏高原东南缘晚新生代变形的启示
    王锦涵, 石许华, 陈汉林, 杨蓉, 章凤奇, 程晓敢, 饶刚, 邓洪旦, 龚俊峰, 舒远海, 白卓娜
    2023, 48(4): 1421-1440. doi: 10.3799/dqkx.2023.019
    摘要:
    “V”型共轭走滑断裂是指共轭角为钝角的共轭走滑断裂,其“V”型开口方向为锐角且指示最大拉伸方向.前人开展了大量关于“V”型共轭走滑断裂发育背景及动力学机制的研究,但是目前未有针对“V”型共轭断裂几何学、运动学有关的综述.归纳已有“V”型共轭走滑断裂的几何学、运动学特征,总结现存的“V”型共轭走滑断裂的动力学机制,并选取青藏高原东南缘“V”型共轭走滑断裂,进行实例分析.分布于美国西部、欧亚板块中西部和西藏中部的“V”型共轭走滑断裂特征揭示共轭角大小与断裂滑动速率及断裂长度均呈负相关关系.“V”型共轭走滑断裂的成因主要有:(1)断裂剪切面的后期旋转,(2)断裂形成于先存构造薄弱带,(3)断裂遵循对偶一般剪切模型,(4)断裂遵守最大有效力矩法则.基于地球物理数据、地形高差对比以及几何特征的分析,认为青藏高原东南缘川滇块体内部的巴塘-理塘共轭走滑断裂和得荣-乡城共轭走滑断裂的成因机制符合对偶一般剪切模型中的重力扩展,这为理解青藏高原东南缘下地壳连续变形的动力学机制提供了重要启示.
    越南昆嵩地体三叠纪花岗岩岩石成因及其特提斯构造意义
    李慧玲, 钱鑫, 余小清, PhamTrungHieu, 张菲菲, 余永琪, 徐畅, 王岳军
    2023, 48(4): 1441-1460. doi: 10.3799/dqkx.2022.335
    摘要:
    昆嵩地体位于印支陆块的核部,记录了大量的印支期岩浆作用和构造热事件,是了解古特提斯洋演化及印支与华南陆块碰撞拼合过程的关键区域,但目前对该期岩浆事件的成因及其与北部长山带的关系未能得到有效厘定.对昆嵩地体绥安(Huyện Tuy An)和胶寮(Chu Loan)地区的Van Canh花岗岩开展了岩相学、锆石U-Pb年代学、锆石原位Hf同位素和全岩地球化学分析,以限定其形成时代、岩石成因及构造环境.锆石U-Pb定年显示花岗岩样品的结晶年龄为244~239 Ma.该套样品包括了二长花岗岩和钾长花岗岩,均属于高钾钙碱性系列.它们的A/CNK值为1.03~1.21,为S型花岗岩.花岗岩均显示明显的Rb、Th和U富集,以及Nb、Sr、Zr和Ti的亏损,并具有强烈的Eu负异常(Eu/Eu*=0.24~0.56).锆石具有富集的原位Hf同位素组成(εHft)=-11.2~-0.7)以及古-中元古代的Hf二阶模式年龄(TDM2=1.98~1.31 Ga).研究表明该套中三叠世花岗岩是古元古代-中元古代变沉积岩部分熔融的产物,并伴有少量变火成岩的加入.研究结合区域地质资料表明昆嵩地体中三叠世Van Canh花岗岩的成因与马江古特提斯分支洋闭合之后的印支与华南陆块的碰撞拼合有关,形成于后碰撞阶段,进而证实了长山带向南可以延伸至昆嵩地体内部.
    黄海及邻区晚中生代构造转换与原型盆地构造格局
    周瑶琪, 张悦, 周腾飞, 商跃瀚, 李孙义, 白冰洋, 陈扬, 穆宏玉
    2023, 48(4): 1461-1480. doi: 10.3799/dqkx.2022.174
    摘要:
    古太平洋板块的俯冲、回卷(rollback)及俯冲方向的转变对中国黄海及邻近地区盆地的发育有着重要的影响.综合利用野外剖面、钻井岩心和地震剖面等,对比分析不同盆地间沉积充填历史,识别出不同时期应力场方向的变化和主要构造变形样式,对主要断裂进行界定,为关键时间节点提供证据,并恢复了侏罗纪-白垩纪的构造演化过程.结果表明:(1)在古太平洋板块俯冲作用背景下,受郯庐断裂带F1和朝鲜半岛西部断裂带F2两个主控断裂带共同的控制作用,盆地经历了多期“伸展”和“挤压”的构造应力场的转变,性质各不相同;(2)构造演化可划分为6个阶段:莱阳期近南北向拉伸,发育被动裂谷;125±1 Ma阶段,热隆挤压造成轻微构造反转,形成隆起区的角度不整合;青山期近东西向滑脱伸展形成主动裂谷性质的火山弧盆;87.5±2.5 Ma挤压阶段,经历了大规模左旋走滑,形成区域角度不整合;王氏期热沉降,形成带走滑拉分性质的大面积坳陷;50±5 Ma挤压阶段,主要在F1、F2断裂经历右旋走滑;(3)估算了挤压阶段的走滑量,对伸展阶段的伸展率、沉降率进行了计算.首次恢复了中国黄海及邻近地区晚中生代挤压构造幕演化之前的构造格局和盆地原型,并解释了古太平洋板块俯冲作用对黄海及邻区构造格局演变的影响.
    碎屑岩潜山储层埋藏-抬升-再埋藏的成岩响应:以济阳坳陷孤北潜山二叠系上石盒子组为例
    王晔磊, 邱隆伟, 刘卫红, 杨勇强, 滕宝刚, 吴宛秋
    2023, 48(4): 1481-1495. doi: 10.3799/dqkx.2022.298
    摘要:
    为深化对碎屑岩潜山储层的认识,以济阳坳陷孤北潜山二叠系上石盒子组砂岩储层为例,利用岩心观察、薄片鉴定、扫描电镜、阴极发光、碳氧同位素分析和流体包裹体等技术,结合潜山成山过程、埋藏演化史和构造演化史,对储层的埋藏-抬升-再埋藏过程中的成岩响应进行研究.研究发现,济阳坳陷孤北潜山二叠系上石盒子组砂岩储层成岩演化从早到晚经历了三个阶段:阶段Ⅰ:晚三叠世与早、中侏罗世,受印支运动影响,孤北潜山抬升二叠纪地层遭受剥蚀,以地层浅埋藏和抬升暴露剥蚀为主要成岩环境,以长石溶蚀、高岭石胶结、①期石英胶结以及褐铁矿侵染发育为主要成岩响应.阶段Ⅱ:晚侏罗世与白垩纪,郯庐断裂带发生左旋走滑运动,强烈的构造活动伴随活跃的火山活动,与火山活动相伴生热液活动对储层改造巨大,以发育①期碳酸盐胶结、②期石英胶结、黄铁矿、绢云母、绿泥石、长柱状磷灰石为成岩响应.阶段Ⅲ:新生代,在区域扭张应力的作用下,孤北潜山埋深增大,有机质成熟度升高,以有机酸主导的酸性成岩环境为主,以②期碳酸盐胶结、石英溶蚀过渡到碳酸盐溶蚀、晚期长石溶蚀为主要成岩响应.孔隙演化定量恢复结果显示,阶段Ⅰ和Ⅱ压实作用与胶结作用对孔隙度的影响较大,孔隙度从40%降至19%;阶段Ⅲ早期碱性环境下成岩作用对储层产生破坏性作用,使储层孔隙度从19%降至6.7%;之后酸性环境下溶蚀改造使储层孔隙度从6.7%升高到9.1%;次生溶蚀孔隙发育且保存较好.
    川东南地区五峰-龙马溪组深层超压富有机质页岩孔隙结构分形特征及其地质意义
    刘若冰, 魏志红, 加奥启, 何生, 侯宇光, 何庆, 王涛, 曾宇, 杨锐
    2023, 48(4): 1496-1516. doi: 10.3799/dqkx.2022.177
    摘要:
    为明确川东南地区五峰-龙马溪组深层超压富有机质页岩的微观孔隙结构及其分形特征,以丁山-东溪地区五峰-龙马溪组深层超压富有机质页岩为研究对象,在查明页岩岩矿学和地球化学特征基础上,综合运用高分辨率扫描电镜、低温气体(CO2、N2)吸附以及高压压汞等研究手段,定量表征五峰-龙马溪组深层超压不同岩相富有机质页岩的微观孔隙结构特征.基于分形理论,利用低温CO2、N2吸附实验、高压压汞手段获得页岩不同尺度孔隙的分形维数,揭示页岩孔隙结构特征、矿物组成、TOC含量和分形维数的关系及其地质意义.研究表明,川东南丁山-东溪地区五峰-龙马溪组页岩样品普遍发育有机孔、无机孔(粒间孔和粒内孔)以及微裂缝;孔隙形态主要为楔形、狭缝型以及平行板状等;孔径分布呈多峰型,中孔为总孔隙体积的主要贡献者(约占59%),微孔为总孔隙体积的次要贡献者(约占35%),大孔对总孔隙体积的贡献较小.受矿物类型和含量、TOC含量和成岩作用等因素的共同影响,不同岩相页岩孔隙演化存在差异,最终造成现今储层的强非均质性和复杂的孔隙结构特征.研究区五峰-龙马溪组页岩孔隙具明显多尺度分形特征,不同岩相和不同尺度孔隙分形维数特征均存在差异,反映了页岩孔隙结构具有极强非均质性,其中硅质页岩微孔分形维数D1和中孔分形维数D2最大,发育更为复杂的微孔及中孔孔隙结构网络,可提供大量气体吸附点位和富集空间;而富硅泥质页岩具有最大的大孔分形维数D3,指示大孔孔隙空间结构相对更复杂,可提供更大的孔隙容纳空间,利于游离态页岩气的赋存.
    海拉尔盆地西部坳陷带侏罗系火山机构识别及发育特征
    赵德锋, 史冠中, 侯艳平, 沈传波, 吴路路, 曾小伟, 孙荣耀, 郑晨宇, 彭宇虓, 陈鹏
    2023, 48(4): 1517-1531. doi: 10.3799/dqkx.2022.081
    摘要:
    火山岩型油气藏是当前油气勘探新领域,勘探实践表明海拉尔盆地侏罗纪火山-沉积地层具有良好的油气勘探前景.海拉尔盆地西部坳陷带分布在德尔布干断裂和额尔古纳断裂之间,断裂构造对火山喷发和盆地填充过程有重要的控制作用,然而断裂构造和火山岩相之间的耦合关系尚不明确,制约了该区火山岩型油气藏勘探部署.针对这一问题,利用钻井岩心、测录井和地震资料,运用井-震对比、多属性联合等方法,分析了西部坳陷带各类火山-沉积岩的测井特征和地震反射特征,识别火山机构并进行岩相古地理重建.研究表明,德尔布干和额尔古纳断裂带影响了中-晚侏罗世火山岩的横向展布,火山机构主要分布在凹陷缓坡带,在平面上沿NE向次级断裂呈串珠状、条带状分布,呈多中心复合式爆发样式.凹陷内平行断层组合、反向调节断层组合、断裂转折带、雁列式断层组合4种断裂组合对火山机构类型和发育有明显控制作用.沉积岩主要发育在火山与断裂围限的可容纳空间内,断裂与火山古地貌共同控制了凹陷内沉积砂体的展布.
    含复杂倒转的地层层序统一修正与连接方法
    花卫华, 郭丹阳, 刘修国, 朱玉华, 张文, 宿紫莹
    2023, 48(4): 1532-1542. doi: 10.3799/dqkx.2022.201
    摘要:
    在三维地质模型构建过程中,由于复杂地质构造运动形成的地层倒转、褶皱、节理等现象,传统的地层连接方法对相邻钻孔的地层对应考虑不足,从而导致三维模型地层连接不合理.针对该问题,提出一种含复杂倒转的地层层序统一修正与连接方法,引入逻辑钻孔递归统一地层层序思想,通过地层底板高程插值依据倒转地层的判别规则计算零厚度层的插入位置,统一钻孔的地层序列及修正标准地层层序,对钻孔中倒转、缺失、重复问题进行建模前的处理.通过讨论地层缺失、倒转、重复等复杂地层构造情况和实验验证,研究结果表明该方法能够充分解决零厚度层插入位置的二义性和倒转地层判定的二义性问题.该算法能够有效解决复杂地层倒转现象,为三维地质建模中地层连接提供依据.
    战略性关键矿产勘查现状与对策:以青海省为例
    苏慧敏, 车玉滢, 尹燕梁, 董加祥, 章伟, 蒋少涌
    2023, 48(4): 1543-1550. doi: 10.3799/dqkx.2022.426
    摘要:
    关键矿产是指当前和未来相当长时间内现代社会可持续发展所必需、但在稳定供给方面存在高风险的战略性资源,主要包括稀土、稀有、稀散金属等“三稀矿产”,铬、锰、钛、钴、镍、钒等其他战略性金属矿产,以及晶质石墨、萤石、滑石、硼等战略性非金属矿产.青海省的关键矿产种类丰富,矿床成因类型多样,资源潜力大.未来要聚焦关键金属元素超常富集基础地质理论研究和找矿勘查实践,加强青海省关键矿产成矿条件、成矿规律、关键金属元素的地球化学行为和元素超常富集机制等方面的研究,查明关键金属元素赋存状态,提高关键矿产资源利用率,减少环境污染,提升矿产资源勘查开发利用水平.立足国际国内关键矿产资源形势,以青海省为例提出了全面提升对战略性矿产的管理、勘查、开发和综合利用水平及保障矿产资源安全的思考和建议.
    河北邯邢地区白涧铁矿蚀变矿物红外光谱分析及找矿研究
    成嘉伟, 刘新星, 张娟, 卢克轩, 王瑛雪, 杨俊峰, 邱佳炜
    2023, 48(4): 1551-1567. doi: 10.3799/dqkx.2022.303
    摘要:
    邯邢地区是我国重要的富铁矿矿集区之一,随着找矿深度的增加,传统的勘查手段找矿效果并不理想,亟需新的方法和理念来指导进一步的矿产勘查工作.利用红外光谱技术(SWIR+TIR)快速厘定岩心内矿物类型、相对丰度和空间分布特征,揭示主要蚀变矿物波谱参数变化规律,确定与成矿相关的信息. 通过红外光谱测试,解译出二十余种矿物并划分出5个蚀变带,自岩体向围岩依次为绢云母-贫铁/铁镁绿泥石-方解石-钠长石带(蚀变带Ⅰ),贫铁绿泥石-蛇纹石-透闪石-阳起石-透辉石-金云母带(蚀变带Ⅱ),方解石-铁/白云石-菱铁矿带(蚀变带Ⅲ),绢云母-伊利石-方解石-白云石-菱铁矿带(蚀变带Ⅳ),绢云母-伊利石-高岭石-蒙脱石带(蚀变带Ⅴ). 研究发现,越靠近矿化富集区域,绿泥石Fe-OH2250Pos、白云石6.45 μmPos和11.2 μmPos呈现降低的趋势;绢云母族矿物Al-OH2200FWHM的降低和高岭石族矿物Al-OH2170-IC的增大均指向更高温的流体环境.低Fe-OH2250Pos的绿泥石(< 2 245 nm)、低6.45 μmPos(< 6 440 nm)且低11.2 μmPos(< 11 250 nm)的白云石是白涧矿区有效的找矿标志;绢云母Al-OH2200FWHM的降低(30→22)和高岭石Al-OH2170-IC的增大(0.2→2.8)能判断深部是否存在矿化系统.以上成果为白涧矿区矿产勘查工作提供科学依据,同时也为邯邢地区同类型矿床找矿工作提供新方法.
    震旦系灯影组核形石白云岩成因机制及其意义:以柳湾剖面为例
    田腾振, 李泽奇, 鲁鹏达, 张航, 吴娟, 孙玮, 刘树根, 何若玮, 张洁伟, 邓宾
    2023, 48(4): 1568-1586. doi: 10.3799/dqkx.2022.358
    摘要:
    震旦系灯影组核形石白云岩作为典型的前寒武纪微生物碳酸盐岩,是我国古老深层油气勘探的岩石类型之一.核形石成因模式的研究,对研究古水体、恢复古环境及其成储模式有重要指导意义.根据核形石结构特征和成因机制将灯影组核形石分为6类,结合岩石学、沉积学和地球化学等研究手段,开展了四川盆地北缘核形石分布特征和沉积过程的综合研究.结果显示:灯影组二段核形石发育于潮下带-潮间坪环境下,水动力和微生物条件的差异影响着微生物生长、自身钙化作用、微生物膜粘结和捕获作用、化学沉淀作用4种核形石纹层形成机理;进一步体现在水动力条件控制着核形石纹层发育厚度、形态特征和伴生岩石类型,而微生物活动习性控制影响着核形石主微量、稀土元素分异特征:贫藻纹层较富藻纹层有较高的Fe/Mn比、实体藻较非实体藻有较高Cu/Zn比,纹层稀土元素富集度一般低于核心.综上所述,灯二段核形石的形成存在4种机理,且它们被海平面变化下的微生物和水动力条件联合控制.
    广西融水地区石炭系鹿寨组优质页岩储层特征与成藏模式
    胡志方, 王玉芳, 翟刚毅, 张家政, 康海霞, 薛宗安, 李娟, 张云枭, 周惠
    2023, 48(4): 1587-1602. doi: 10.3799/dqkx.2022.437
    摘要:
    主要以桂融页1井石炭系鹿寨组页岩为研究对象,利用全岩-黏土X衍射、氩离子抛光扫描电镜、核磁共振、现场解吸和地化分析等多种测试手段,结合测录井解释成果,从岩石学、有机地球化学、矿物组成、孔隙类型、储层物性及含气性等方面,系统评价了鹿寨组优质页岩储层特征.结果表明:①石炭系鹿寨组鹿一段优质页岩以黑色碳质页岩和灰黑色灰质页岩为主,主要形成于裂陷海槽沉积环境下的深水相,优质页岩连续厚度大,具备良好的页岩气沉积基础;②页岩有机碳含量高,热演化程度适中,具备良好的生烃基础和生烃能力;③页岩脆性好,孔隙空间发育良好,现场解吸含气性好,具备良好的页岩气储集能力;④页岩分布连续稳定,顶底板条件好,逆断封堵断层有利于页岩气富集保存,具备良好的页岩气保存条件.进一步证实了该地区石炭系鹿寨组具备良好的页岩气富集成藏条件.
    石窟寺岩体劣化机制与失稳机理研究进展
    兰恒星, 吕洪涛, 包含, 李黎, 陈卫昌, 郭进京, 刘世杰
    2023, 48(4): 1603-1633. doi: 10.3799/dqkx.2022.307
    摘要:
    石窟寺作为弥足珍贵的文化遗产,受内外因素的长期影响,劣化严重,失稳破坏现象频发.为更好地开展石窟文物保护,对石窟寺岩体劣化失稳方面的研究成果进行了系统梳理.在阐述石窟寺岩体劣化和破坏研究的基础上,从成岩环境与区域地质、区域环境演化、可溶盐、水环境、生物作用、洞窟形制和多因素耦合共7个方面总结了各因素作用下石窟寺岩体的劣化机制与失稳机理,指出石窟寺岩体劣化失稳的根本原因是内外因素引起的力学作用、物理作用、化学作用、生物作用的相互耦合,往往表现为岩体内部微结构产生-拓展-贯通-成网的演化过程,并导致岩体发生累积性和瞬时性破坏.石窟寺岩体的劣化失稳表现出多样性和地域差异性,研究思路可相互借鉴,并由此展望了石窟寺岩体保护在多尺度、多手段、多因素耦合和多区域联合等方面的研究需求.
    堰塞体溃决流量与溃口形态演化数值模拟
    梅胜尧, 钟启明, 陈生水, 单熠博
    2023, 48(4): 1634-1648. doi: 10.3799/dqkx.2022.360
    摘要:
    堰塞体是山区常见的地质灾害,一旦发生溃决,将对下游人民的生命财产安全构成严重威胁.在应急响应时需要对堰塞体溃口流量过程和溃口形态演化进行快速准确的预测,但目前的溃坝数学模型大多未充分考虑堰塞体的地貌学特征,无法合理反映复杂地形下堰塞体的溃决过程.采用雷诺平均Navier-Stokes方程和湍流重正化群k-ε模型相结合的数值方法,对复杂地形下的溃决水流进行模拟,并利用可考虑推移质和悬移质输移的冲蚀公式模拟溃口冲蚀过程,选择拥有详细勘测资料和水文数据的“11·03”白格堰塞体溃决案例进行反演分析.对比计算和实测的溃口流量过程线、溃决过程水动力学特征及最终溃口断面形态发现,模拟结果可较好地反映堰塞体的实际溃决过程,验证了模型的合理性.
    铁还原菌Shewanella oneidensis MR-1在H2O2扰动下的响应及机制
    赵雨溪, 孙群群, 童曼, 袁松虎
    2023, 48(4): 1649-1656. doi: 10.3799/dqkx.2022.115
    摘要:
    铁还原菌参与的铁循环是地表系统中物质循环的重要驱动力,自然生成和人工注入地下环境的H2O2可能通过氧化胁迫影响铁还原菌的活性和功能,但铁还原菌在H2O2扰动下的响应及机制仍不清楚.以铁还原模式菌株Shewanella oneidensis MR-1作为研究对象,结合批实验和转录组测序研究了不同浓度水平H2O2扰动下MR-1活性和功能的变化及其调控机制.结果表明,MR-1能够有效抵御H2O2的胁迫,且H2O2扰动使MR-1的铁还原能力增强.转录组测序表明,H2O2使MR-1处于抗应激状态,通过积极氧化有机物供能、促进过氧化氢酶的合成抵御H2O2的负面影响.