
创刊于1922年, 月刊
主编 :杨经绥
主管单位 :中国科学技术协会
主办单位 :中国地质学会
国际标准刊号 :ISSN 0001-5717
国内统一刊号 :CN 11-1951/P
国内邮发代号 :2-113
国外发行代号 :M 78
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刘帮军,田泽奇,李鸿豆,郭旭,赵巧静,石志祥,郭文牧,张宁,Achim BECHTEL,Maksim G BLOKHIN,孙玉壮,赵存良
2023, 97(8):2445-2458. DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2023001
摘要:琥珀是由古代植物代谢产生的树脂聚合物形成的化石。琥珀中的有机质保存环境稳定、封闭,能很好地记载其形成时期的古植物和古环境等信息。本次研究运用气象色谱质谱联用仪(GC- MS)和元素分析稳定同位素质谱仪(EA- IRMS)等测试方法,研究了沈北煤田煤中琥珀的有机地球化学组成、稳定同位素和化合物单体碳同位素特征。结果表明,琥珀中的饱和烃以二萜化合物为主(占73. 45%),芳香烃以松香烷型化合物为主(56. 17%);高含量的贝壳杉烷、雪松烷、扁枝烷和松香烷型化合物指示琥珀来源于松柏类植物,且以柏科植物为主。沈北琥珀的δ13C值为22. 8‰~21. 2‰,与同时期其他地区琥珀的δ13C值相似;氢同位素变化范围较小(297. 2‰~276. 0‰),氧同位素值为17. 4‰~31. 6‰。琥珀的稳定同位素组成(碳、氢和氧)进一步证明琥珀来源于裸子植物。琥珀的δ13C值主要与其形成时的全球气温变化和大气组成有关。沈北琥珀的氢和氧同位素组成主要受植物种类(松柏类)以及植物生长的局部气温和降水条件有关。琥珀稳定碳同位素有望成为研究古气候和古大气组成的良好载体,琥珀的氢和氧同位素可以反映形成时期的古环境条件,但仍需进一步深入研究。
2023, 97(8):2459-2475. DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2023307
摘要:西拉木伦构造带北部双井地区发育一套巨厚的、低成熟度快速堆积的近源粗碎屑沉积建造,与构造环境紧密相关,前人称其为克德河砂砾岩并将其沉积时代分别划为中二叠统(哲斯组)或上二叠统(林西组)。本次工作对该套地层进行了大比例尺剖面测量,对取自剖面下、中、上(1、25、86层)三个部分的砂岩样品进行LA- ICP- MS U- Pb年代学研究,结果显示:3个样品具有类似的碎屑锆石年龄分布特征,多数测年值集中分布在485~405 Ma、463~401 Ma、520~363 Ma区间,其峰值年龄分别为427 Ma、445 Ma、440 Ma,锆石数量分别占总量的48. 0%、52. 5%和38. 8%,其次为大于1000 Ma的年龄,锆石数量分别占30. 7%、22. 5%、45. 0%,且均具有1800 Ma和2500 Ma左右的峰值年龄,明显具有华北板块基底年龄信息。自下而上3个测年样品最年轻峰值年龄分别为312 Ma、376 Ma,282 Ma,最年轻的锆石年龄分别为304 Ma、244 Ma和245 Ma。在第85层杂色复成分砾岩的灰岩砾石中发现上石炭统—下二叠统阿木山组的和珊瑚化石,在41及43层发现中生代孢粉化石。依据碎屑锆石测年数据及生物化石鉴定结果,结合其被晚三叠世岩体侵入接触的地质现象,判断克德河砂砾岩的沉积时代可能为中三叠世。推测西拉木伦构造带经历了一个较长的演化过程,从中二叠世开始华北板块和西伯利亚板块进入碰撞造山阶段,克德河砂砾岩可能是山脉快速隆升、山体遭受强烈剥蚀堆积的产物,据此判断华北板块和西伯利亚板块碰撞拼合造山一直延续到中三叠世才结束。
2023, 97(8):2476-2494. DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2023311
摘要:扬子板块西缘中元古界登相营群为一套与裂谷相关的沉积- 火山岩序列,其年代学和构造背景对理解扬子板块前寒武纪构造演化具有重要意义。本文获得登相营群松林坪组、则姑组和朝王坪组火山岩LA- ICP- MS锆石U- Pb年龄分别为1166±6 Ma、1040±4 Ma和1020±4 Ma,精确限制了登相营群时代为1166~1020 Ma。松林坪组砂岩碎屑锆石年龄具有多峰值特征,地球化学特征表明砂岩物源主要来自酸性火山岩以及花岗岩。则姑组英安岩具有较高的Ga/Al比值和Zr、Hf、Ga和HREE含量以及高的锆石饱和温度,属于A型花岗岩系列,锆石εHf(t)值为~15. 1~9. 1,说明来自花岗质地壳物质的部分熔融。构造背景判别图解显示登相营群砂岩和英安岩形成于大陆裂谷盆地。结合前人的研究成果,笔者认为扬子地块西缘中元古代晚期构造属性为被动大陆边缘裂谷,新元古代早期构造动力学背景转为活动大陆边缘洋- 陆俯冲,扬子板块应位于超大陆的边缘位置。
2023, 97(8):2495-2511. DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2022184
摘要:喜马拉雅造山带中段出露的基性麻粒岩是理解印度大陆前喜马拉雅期演化历史和新生代碰撞造山作用的理想研究对象。本文对亚东多庆湖地区的石榴角闪岩进行了岩石学、全岩主微量元素地球化学和锆石U- Pb年代学研究,揭示了其原岩类型和新生代的变质作用过程。石榴角闪岩的原岩很可能为新元古代(~890 Ma)的玄武岩,具有E- MORB型岩石的地球化学特征。石榴角闪岩具有三期矿物组合:① 进变质矿物组合可能为石榴子石+角闪石+斜长石+钛铁矿+石英,即石榴子石核部及其中包裹体;② 峰期矿物组合为石榴子石+角闪石+斜长石+黑云母+石英,即石榴子石边部和基质矿物;③ 退变质矿物组合为角闪石+斜方辉石+斜长石+黑云母+石英,包括退变质域和石榴子石边部的后成合晶矿物。矿物温压计和相平衡模拟表明,石榴角闪岩进变质、峰期和退变质条件分别为609~621℃和0. 59~0. 65 GPa、805~845℃和0. 91~1. 04 GPa、825~840℃和0. 61~0. 68 GPa,经历了峰期高压麻粒岩相的变质作用。锆石U- Pb年代学研究表明,石榴角闪岩的峰期变质时间为34. 8~20. 3 Ma,退变质时间为18. 1~17. 7 Ma,可能经历了一个较长期的部分熔融过程。本文研究认为,亚东石榴角闪岩是印度板块向欧亚板块长期俯冲、地壳增厚成因的基性麻粒岩,原岩可能与Rodinia超大陆拼合相关;其以加热埋藏、近等温降压为特征的顺时针P- T轨迹指示了喜马拉雅造山带中段的大喜马拉雅岩系上部构造层位经历了长期持续的地壳增厚和高温麻粒岩相变质作用,以及早中新世(21~17 Ma)相对快速的减压抬升和随后(17 Ma之后)相对缓慢的折返至地表的演化过程。
2023, 97(8):2512-2533. DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2023115.
摘要:阳山金矿床位于甘肃省陇南市文县境内,其大地构造位置处于西秦岭构造带的玛曲- 略阳深大断裂南侧,是西秦岭地区为数有限的大型金矿床之一。该区控矿构造复杂,经过20多年的研究仍然存在很大争议。本文通过对矿区含矿构造的调查结合区域构造环境,重新厘定了含矿构造的特征,并对该矿床控矿构造的相关问题进行了讨论。研究结果显示,阳山金矿床控矿构造是以走向NEE,倾向NNW为主的偏脆性逆冲推覆构造系统,形成于俯冲- 碰撞早期的韧性变形之后。含矿构造与千枚岩的千枚理没有直接的关系,可以与千枚理近于平行,或小角度斜交,或大角度斜交,主要以倾向北的断裂为主,少量为主逆冲断层上盘的倾向南的次级反向逆冲断裂,局部为顺千枚理的层间破裂。含矿构造对岩性没有选择性,但是不同岩性岩石的不同力学性质影响了含矿构造的发育与否和发育程度。阳山金矿区进一步工作中值得思考和关注的问题:① 矿区构造格架上葛条湾- 草坪梁复背斜可能不存在,也未起控矿作用;② 成矿后断裂对矿体空间展布的影响;③ 在勘查编录中对各种构造破碎带需要详细的描述,以明确区分含矿构造与成矿后构造,为构建控矿构造体系准备素材,为进一步找矿预测和勘查工程部署提供技术支撑。
2023, 97(8):2534-2546. DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2023120
摘要:南拉萨地体位于印度大陆与亚欧板块陆陆碰撞的前缘,发育有大型的铜、钼、金等多金属斑岩型矿床,其地壳深部结构对于研究成矿构造背景和动力学模式有重要的约束作用。基于甲玛- 驱龙矿集区及周边布置的33个宽频带地震台站资料,使用远震P波接收函数方法获得了矿集区的地壳结构和属性信息。地壳厚度和波速比扫描(H- κ扫描)发现矿集区平均地壳厚度为66 km,地壳平均波速比与地壳厚度呈负相关的关系,指示偏长英质物质的相对增加是地壳增厚的主要原因;共转换点叠加(CCP)结果发现矿集区下方没有双层Moho现象,推测矿集区缺失高速的基性下地壳,这也导致了地壳平均属性更偏向于长英质,推测矿集区地壳底部的基性下地壳发生过拆沉作用。新生下地壳是碰撞造山带斑岩铜钼金成矿的重要条件。本研究结果指示新生下地壳的重熔不仅破坏了陆陆碰撞形成的双莫霍面,还使得南拉萨地体地壳进一步分异,下部地壳发生镁铁质矿物堆晶而更偏基性,莫霍面增厚
张荣臻,鲍波,郭波,韩江伟,李开文,云辉,朱红运,李敏,孙焱焱
2023, 97(8):2547-2562. DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2022171
摘要:骆驼山硫多金属矿床位于华北陆块南缘栾川矿集区,是以硫和锌为主的大型有色金属矿床,并伴生有丰富的In、Cd等资源。本文以铟为重点研究对象,在详细的野外地质调查和室内显微观察的基础上,应用ICP- MS、LA- ICP- MS等分析测试手段,对骆驼山矿床不同类型的围岩、矿石及不同矿物中的In、Zn、Sn、Cd、Cu等元素的含量、分布特征及相关性开展研究,以揭示铟的分布富集规律。结果表明,骆驼山矿床角岩和矽卡岩具有较高的In背景值,In主要以类质同象的形式赋存在铁闪锌矿(平均含量276. 79×10-6)和黄铜矿(平均含量89. 73×10-6)中,主要由磁黄铁矿、闪锌矿和黄铜矿组成的致密块状矿石(In平均含量63. 90×10-6)具有重要的综合利用价值。In与其他成矿物质一样可能来自深部岩浆,其含量在垂向上的分布总体表现出近矽卡岩端较远矽卡岩端高的特点,富集程度受温度控制明显。矿石中In的富集与Zn、Cu、Cd呈正相关关系,与Sn关系不明显。In在铁闪锌矿中与Zn、Cu、Cd含量呈正相关关系,在黄铜矿中与Zn、Sn含量呈弱正相关关系,In在黄铜矿中的富集替换机制有待进一步研究。
2023, 97(8):2563-2574. DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2023355
摘要:电子探针化学定年法(Chemical Th- U- total Pb Isochron Method,CHIME)以其原位、极高的空间分辨率、样品制备简单方便、不破坏样品、测试速度快、成本低等优点,被成功用于独居石、褐帘石、锆石、磷钇矿、晶质铀矿等副矿物定年,但应用于钍石定年仍不成熟。本文尝试利用电子探针对小秦岭矿集区元古宙伟晶岩脉中的钍石进行定年。显微镜下观察发现,热液钍石颗粒细小(<30 μm),多与独居石共生,包裹在褐帘石中。我们对未发生蚀变或者蜕晶化的小颗粒钍石进行了电子探针Th- U- Pb化学法定年,得到的加权平均年龄为120. 9±2. 1 Ma (95%置信区间)。这一年龄与枪马金矿的矿化年龄一致,代表继该地区大规模花岗岩侵位活动之后,华北克拉通减薄过程中的又一次热液蚀变过程。
车东,王建平,吴起鑫,张照志,邢恩袁,沈存利,杨文海,郭海蛟
2023, 97(8):2575-2592. DOI: 10.19762/j. cnki. dizhixuebao.2023356
摘要:扎拉格阿木铜矿床位于锡林浩特地块北缘,矿体赋存于二叠系砂质板岩和角砾岩中,受NE向断裂控制,为中温热液脉型铜矿床。本文通过流体包裹体和C- H- O- S- Pb同位素地球化学研究手段,来探讨扎拉格阿木铜矿成矿机制。成矿热液期存在5个成矿阶段:钾长石阶段、石英- 绢云母阶段、石英- 黄铁矿阶段、石英- 多金属硫化物阶段、石英- 方解石阶段。其中石英- 多金属硫化物阶段为主成矿阶段,本阶段主要发育富液相、富气相、含子矿物包裹体。富液相包裹体均一温度与盐度分别为:138~289℃和2. 06%~16. 11%NaCleq;含子矿物包裹体均一温度与盐度分别为:320~374℃和32. 68%~39. 81%NaCleq,包裹体气体成分除少量CO2以外,均为H2O。H- O同位素分析得出,石英中的δO18值为8. 5‰~6. 5‰,流体的δD值为116‰~98‰,暗示早阶段成矿流体主要为岩浆热液,晚阶段伴有大气降水混入。C- O同位素分析表明,δ13C值为10. 1‰~6. 9‰,δ18OSMOW介于2. 5‰~11. 7‰,在δ18O- δ13C 图上数据点落在岩浆水与大气水的中间区域。矿石硫化物δ34S值介于4. 5‰~1. 5‰,指示具有幔源岩浆硫的特征。矿石硫化物Pb同位素208Pb/204Pb、207Pb/204Pb和206Pb/204Pb比值分别为38. 034~38. 609、15. 497~15. 655和18.141~18. 446,推测Pb具有地幔来源的特点并伴有地壳或造山带Pb混入。成矿过程中伴随着流体沸腾作用,成矿物质沉淀受早期形成的岩浆热液与后加入大气降水混合的影响。
2023, 97(8):2593-2608. DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2023111
摘要:辉绿岩脉与热液型铀矿化关系十分密切。本文以鹿井矿田辉绿岩为研究对象,通过野外地质调查、磷灰石U- Pb年代学和地球化学研究,旨在探究其形成时代、岩石成因、构造背景及其与铀成矿关系,为探讨区域铀成矿机制提供依据。辉绿岩中磷灰石的U- Pb定年指示,辉绿岩形成年龄为~200 Ma, 是诸广—贵东地区200~190 Ma基性岩浆活动的重要组成。辉绿岩地球化学组成类似于洋岛玄武岩(OIB)特征,形成于早侏罗世—晚三叠世之交的岩石圈伸展构造背景下,岩浆起源于亏损地幔源区且被流体交代,岩浆形成过程经历了一定程度的分离结晶和地壳混染作用。鹿井矿田主要铀矿床的成矿年龄为128~51 Ma, 明显晚于区内辉绿岩的形成时代(~200 Ma),因此,由~200 Ma的基性岩浆活动直接提供成矿所需的矿化剂ΣCO2的可能性较小。辉绿岩在鹿井矿田“交点”型矿化的形成过程中,不仅提供了有利的氧化—还原界面,而且基性岩浆侵位时所形成的次级构造裂隙还为成矿提供了有利的空间。
2023, 97(8):2609-2620. DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2023138
摘要:近期研究发现四川克拉通盆地内存在走滑断裂,是断控油气藏勘探开发的有利新领域,走滑断裂的分布与成因对油气目标评价具有重要意义。本文在川中地区走滑断裂三维地震资料解释的基础上,分析走滑断裂的分布与成因类型,并探讨走滑断裂的形成机制。结果表明,川中地区发育北西走向为主的大型板内走滑断裂系统,主要分布在震旦系、寒武系—奥陶系、二叠系—三叠系。剖面上走滑断裂多呈直立型与花状构造,平面上呈雁列/斜列与线性构造,一系列断片断续分布,断裂样式多样,且不同层位断裂的样式具有差异性。根据走滑断裂垂向分布特征及样式差异,厘定走滑断裂初始形成于震旦系灯影组沉积晚期,是调节震旦纪近南北走向“裂陷槽”的伸展变形的变换断层。受控于板块斜向伸展的动力学机制与基底北西向先存断裂薄弱带的岩石物理机制,形成了四川克拉通盆地内广泛分布的前寒武纪走滑断裂系统。结果揭示克拉通盆地可能广泛发育调节板内伸展变形的走滑断裂系统,不同于常规的板缘与板内走滑断裂系统。
2023, 97(8):2621-2632. DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2023246
摘要:近年来,随着四川盆地周缘在油气勘探上取得的重大突破,盐源—宁蒗地区成为了新区新层系油气调查的重点研究区域。盐源—宁蒗地区位于扬子地台西缘,其复杂的断裂体系和频繁的构造、岩浆活动,制约着该区油气的生、运、储。鉴于当前油气资源开发所能达到的深度较浅,本文首先利用Crust 1. 0库提供的地球深部结构,采用频率域界面正演的方法获取研究区的区域重力异常,然后将地表布格重力异常减去区域重力异常,获取上地壳激发的剩余重力异常。通过对盐源—宁蒗及邻区的区域剩余重力分布特征的分析,将盐源—宁蒗及邻区在平面上分为Ⅰ区、Ⅱ区、Ⅲ区和Ⅳ区。结合地表地质情况,将最有利于油气资源开发的Ⅳ区采用Parker界面反演对其基底起伏进行反演,进一步将其细分为8个子区。综合分析8个子区基底起伏情况、重力剖面反演和大地电磁测深剖面反演,推测该区为康滇古陆西侧、北东走向的向斜构造;向斜南东翼和金河箐河断裂之间存在的背斜构造,为有利的油气勘探构造,具有较好的资源潜力。
2023, 97(8):2633-2644. DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2023007
摘要:川西坳陷三叠纪以来多期构造应力场演化控制了该区古隆起的迁移和裂缝岩溶型储层的形成,从而对该区油气富集具有十分重要的控制作用,而目前对该区古构造应力场的量化评价研究程度较弱。通过野外露头、钻井岩芯、薄片、裂缝充填物以及声发射测试资料,重点对川西坳陷彭州地区雷口坡组沉积期后的古应力方向、大小及演化期次进行了研究。结果表明该区域存在4期应力,印支期应力为NW向;早中燕山期应力为SN向;晚燕山期应力为NW向;喜山期应力为EW向。对应的最大水平主应力值分别为25. 81 MPa、66. 03 MPa、41. 27 MPa以及50. 85 MPa。结合区内构造演化,印支期区域平缓抬升使得古隆起及彭县断裂雏形形成,雷口坡组暴露地表形成岩溶性储层,成为后续的油气富集地;在燕山期两期应力控制下,研究区北部地层最先抬升,古隆起继续发育;喜山期强烈构挤压下使全区北西向地层抬升,古隆起最终定型,晚燕山期—喜山期形成的裂缝和断层对早期油气运移进行调整起到关键作用。
于洲,王维斌,魏柳斌,李辉,吴东旭,乔占峰,吴兴宁,鲁慧丽,刘雨昕,胡文中
2023, 97(8):2645-2658. DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2023249
摘要:米探1井取得天然气勘探突破表明鄂尔多斯盆地奥陶系马家沟组四段具有巨大勘探潜力,然而,对盆地奥陶纪马四期古构造格局和岩相古地理研究还存在争议,制约了下步天然气勘探进程。为此,基于地震、野外露头、钻井、岩芯、微观薄片和测井等基础资料,对马家沟组四段构造- 岩相古地理开展了系统研究,确定了盆地奥陶纪马四期古构造格局,并恢复出马家沟组四段岩相古地理,预测了有利勘探区。研究结果表明:① 鄂尔多斯盆地奥陶纪马四期发育“两陆三隆四坳”的古构造格局,其中两陆为伊盟古陆和阿拉善古陆,三隆分别为中央古隆起、中条古隆起和神木- 志丹低隆起,四坳为西南边缘坳陷、桃利庙坳陷、府谷坳陷和柳林坳陷;② 马四期为碳酸盐岩内缓坡和中缓坡沉积,其中内缓坡又发育白云岩坪、含云膏坪、微生物丘、灰泥丘、砂屑滩、丘滩间海和灰质潟湖等7类微相;③ 古构造格局控制马家沟组四段沉积分异,微生物丘、灰泥丘和砂屑滩等3类有利储集相主要沿中央古隆起和神木- 志丹低隆起等古地貌高部位分布。因此认为,神木—靖边地区是有利储层发育区,且处于岩性相变带,生储盖配置关系好,具有良好的成藏条件,是天然气勘探的有利靶向区。
2023, 97(8):2659-2675. DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2023248
摘要:借助色谱- 质谱(GC- MS)和色谱- 质谱- 质谱(GC- MS- MS)分析,对黔南坳陷凯里残余油藏凯棠和洛棉剖面上储层沥青中的烃类组成进行了系统分析,以判断其所遭受生物降解作用的程度,探寻在极端降解原油中是否还存在原生生物标志物,为这类原油的油源研究开拓新的途径和方法。结果表明:凯棠剖面上的储层沥青中尽管仍可检测到较为完整的C19- 30三环萜烷和C27- 35藿烷系列,但C19- 29脱甲基三环萜烷系列和C26- 34 25- 降藿烷系列丰富而完整,甾烷系列中C21- 22低分子量甾烷和重排甾烷优势明显,这一系列特征表明这些沥青遭受了剧烈生物降解作用的改造。但三芳甾类仍保存完好,依据原油生物降解程度的评判标准,判断其生物降解级别介于8~9级之间。洛棉剖面上的储层沥青中藿烷系列基本消失殆尽,三环萜烷系列及其脱甲基产物和25- 降藿烷系列的分布因极端生物降解作用而发生显著变异,某些化合物如C23T、C24T、C23NTE和C28- 29NH成为优势成员;甾烷系列中C21- 22低分子量甾烷占绝对优势,三芳甾类完全消失,据此判断该剖面上沥青的生物降解级别已达到10级或更严重。由于这两个剖面上的沥青遭受了极端生物降解作用的改造,常用的甾、萜类生物标志物完全失去了实用价值。但是,在所分析的这些沥青中都检测到三个系列的C27- 35 8,14- 开环藿烷系列,它们与塔里木盆地塔中地区海相端元油中存在的同类标志物的分布特征相似。正常海相端元油和极端生物降解沥青中同时检测到这三个系列的8,14- 开环藿烷,这一事实表明这类生物标志物在成因上具有原生性,而与生物降解作用无关。此外,在极端生物降解作用沥青中的完好保存,表明它们具有极强的抗生物降解能力,因而它们在此类原油的油源研究中可能具有潜在的实用价值。
2023, 97(8):2676-2689. DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2023250
摘要:有效古温标的缺乏制约了碳酸盐岩层系热史的研究,团簇同位素作为一种新兴古温标,对碳酸盐岩层系热史重建具有重要意义。四川盆地二叠系是天然气勘探开发的重点层系,本文通过对川东地区二叠系碳酸盐岩样品进行团簇同位素测试,联合镜质组反射率重建了二叠纪以来的热史,在此基础上明确了二叠系烃源岩的热演化,并讨论了峨眉山地幔柱对川东热体制的影响。川东地区碳酸盐岩的团簇同位素温度在101. 7~178. 7℃,利用交换/扩散模型进行热史模拟认为:川东地区晚白垩世古温度最高,最高古温度在213~225℃,古地温梯度在23~33 ℃/km;川东地区二叠纪古热流最高,最高古热流约为55~70 mW/m 2,二叠纪之后热流逐渐降低至现今大地热流。烃源岩热演化分析认为:川东地区二叠系烃源岩热演化具有阶段性,热演化受控于构造运动,受印支期运动和燕山喜马拉雅期运动影响存在两期热演化停滞,晚白垩世达到最高古温度后停止生烃,现今处于生气阶段。川东地区二叠纪热流值和烃源岩热演化主要受到地壳拉张减薄作用的影响,受峨眉山地幔柱的影响较小且具有局限性。
2023, 97(8):2690-2701. DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2023244
摘要:在“双碳”目标背景下,大力发展以页岩气为代表的低碳清洁能源是实现“碳减排”的重要途径。华北南部淮北地区蕴藏着丰富的煤系页岩气资源,但受复杂构造热演化影响,区域内页岩气生成与保存机理尚不清晰。因此,本文采用镜质组反射率、岩石热解、裂变径迹和盆地模拟技术研究了华北南部淮北地区晚古生代以来的构造热演化与生烃过程,讨论了复杂构造热作用下煤系页岩气的生成和保存机理。结果表明,淮北地区煤系页岩气生成过程受到燕山期构造热事件的显著控制,晚侏罗世基性岩浆侵入煤系使得下石盒子组和山西组页岩经历最高古温度达~172℃,对应热流峰值124 mW/m2。煤系页岩Ro值在0. 87%~1. 74%,最高热解温度(Tmax)在437~563 ℃,表明有机质进入轻质油—湿气生成阶段。研究区二叠系山西组砂岩磷灰石裂变径迹年龄(60~42 Ma)明显小于所在地层年龄(298~272 Ma),部分锆石裂变径迹年龄略低于地层年龄,证实了研究区发生了强烈的岩浆热活动,导致地温梯度达到峰值~65 ℃/km。燕山期岩浆热效应促使区域煤系页岩高效生烃成藏,太平洋板块俯冲后撤引起的伸展断裂使得强构造变形区页岩气藏破坏逸散。因此,在淮北地区,弱构造变形区并伴有适度岩浆活动的区域具备页岩气保存的良好条件,具有良好的油气勘探前景。
2023, 97(8):2702-2714. DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2023247
摘要:富有机质页岩的孔隙演化与页岩气赋存富集关系密切,孔隙连通性与形状演化特征对储集空间精细表征和页岩气赋存机理的揭示具有重要意义。本文对山东半岛北部古近系黄县组低成熟富有机质页岩不同热演化阶段的模拟产物开展低温液氮吸附和扫描电镜实验,并辅以数字图像处理技术分析页岩孔隙连通性和形状系数演化过程。结果表明:① 低成熟阶段,有机孔少量发育,无机孔主要为矿物基质孔;随热演化程度增加,大量近圆形有机孔逐渐形成,少量溶蚀孔和黏土矿物层间孔生成;到过成熟阶段,压实作用导致部分孔隙减小或消失;② 随热演化程度增加,有机孔和无机孔孔径均呈先增大后减小的趋势,孔隙形状系数均呈现近“V”型变化趋势;③ 高温高压导致样品孔隙系统第二个优势孔径峰值变大,表明孔隙系统增加了狭长裂缝型孔隙,有助于沟通其他类型孔隙,提高孔隙系统的连通性;④ 热演化过程中生成的大量近圆形有机孔能为甲烷提供更多吸附位,生成的黏土矿物层间孔等狭缝型无机孔能够提高孔隙连通性,从而有助于提高页岩气的赋存和运移能力。本研究可为页岩气储层表征与页岩气赋存富集研究提供基础。
刘雨晨,柳波,朱焕来,林铁锋,霍秋立,邢济麟,杜先利,付健,闫斌,毕然,李思其
2023, 97(8):2715-2727. DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2023006
摘要:松辽盆地不仅是世界上已发现油气资源最为丰富的陆相沉积盆地之一,同时也存在十分丰富的中低温地热资源,是当前油气勘探和地热勘探的主力区块。本文结合近10年来新增的一大批测温数据,借助571口钻井地层测温资料和150余个岩石热物性参数,重新剖析了松辽盆地现今地温场分布特征及其主控因素。研究表明,松辽盆地地温梯度在19~55 ℃/km之间,平均为41. 4 ℃/km,现今大地热流分布在38. 9~111. 2 mW/m 2之间,平均为78. 9 mW/m2。相比其他盆地而言,松辽盆地具有高温“热盆”的特点。平面上,盆地中央坳陷区地温梯度和大地热流均较高。嫩江组底界面温度约为15~88℃,平均为48. 6℃;姚家组底界面的温度为18~95℃,平均值为53℃;青山口组底界面的温度为25~128℃,平均值为64℃;泉四段底界面的温度为26~131℃,平均值为67℃。松辽盆地现今温度分布主要受到成盆演化动力学背景、岩石热物性特征、岩浆作用等多种因素的影响。松辽盆地经历了强烈的区域伸展作用和岩石圈减薄,并发育丰富的基底断裂和地壳断裂,造成深部地幔热物质沿着基底断裂运移至浅部,因此地表热流偏高。
2023, 97(8):2728-2741. DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2022089
摘要:喜马拉雅东构造结地热资源丰富,未来开发利用前景较好,对西藏地区的高质量发展、助力实现国家“双碳”目标具有重要意义。本文通过对喜马拉雅东构造结典型温泉开展野外调查、水化学同位素分析、地温温标与硅- 焓模型计算等方法,分析了地下热水水文地球化学与地热资源赋存特征,评价了地热资源储量与开发利用潜力。研究结果表明,喜马拉雅东构造结地热资源分布受活动断裂控制,地下热水主要赋存于雅鲁藏布江缝合带、通麦- 通灯断裂、嘉黎- 察隅活动断裂带三个水热活动区,地热资源丰富。区内地下热水具有高温度、高TDS、高偏硅酸和偏硼酸含量等典型特征,符合理疗矿泉水认定标准,可作为理疗矿泉水开发应用。区内地下热水为大气降水起源,补给高程为4309~4988 m,循环深度为1403~7202 m,热储温度为65. 5~303. 2℃,受热对流影响,沿构造薄弱部位向上径流,接受72%~96%比例的冷水混合,于地表形成不同类型地热显示。区内地热能资源总量为173. 42×1018J,可采地热能资源量为26. 013×1018 J;地热水资源总储量为2. 191×1010 m3,可采地热水资源量为3. 286×109 m3,现状开采系数仅0. 86%~27. 84%,极具开采潜力。地热资源的梯级利用和集成应用措施与技术是该地区未来重点研究的方向。
秦绪文,王利杰,姚永坚,李福元,赵明辉,张佳政,王后金,徐子英,汪俊,许鹤华,路允乾,张如伟,张宝金
2023, 97(8):2742-2755. DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2023022
摘要:西南次海盆位于南海渐进式扩张的西南端,共轭陆缘结构和残留扩张脊保留完整,是研究南海深部结构和动力学机制的关键区域。前期研究发现,西南次海盆洋陆过渡带较窄、同扩张断层发育、地震反射莫霍面不清晰、具有慢速扩张等特征。然而,由于不同探测方法获取的地壳结构具有多解性,使得西南次海盆洋陆转换过程、慢速扩张洋壳结构与增生模式以及龙门海山岩石性质与地幔成因机制等基础科学问题尚存争议。为此本文建议在西南次海盆开展地质取样获取海山岩石样品,确定其年龄与性质,分析扩张后海山形成的深部动力过程;并对关键构造部署高精度的地震反射/折射联合探测,结合岩石物理分析,对西南次海盆进行构造成像和物质组成参数正反演,以实现壳幔尺度的地震学透视,为探索西南次海盆洋陆转换过程和洋壳增生模式提供重要的证据,以丰富和完善南海的动力学演化模式。
2023, 97(8):2756-2773. DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2023357
摘要:沉积数值模拟是开展沉积学定量研究的重要手段,在油气地质学、水利工程等领域中发挥着重要作用。本文基于大量国内外文献调研,结合实际研究工作,系统概述了沉积数值模拟的发展历程及模型分类;归纳了几何规则、水动力方程、扩散方程、元胞自动机和模糊逻辑5种沉积数值模拟方法;对比了不同方法的基本原理、优、缺点以及与其相对应的代表性模拟软件的特点;总结了沉积数值模拟在层序地层学,沉积过程及沉积机理,“源汇”系统和油气地质学4个研究领域中的应用现状及独特优势;并结合东营凹陷北部陡坡带断层控制背景下两种湖相重力流沉积数值模拟研究实例,进一步说明了沉积数值模拟在沉积学研究中的有效性与重要性,探索不同沉积机制数值模拟新方法。多地质过程耦合数值模拟与地质建模一体化、基于人工智能驱动的沉积过程反演数值模拟以及在非常规油气资源勘探开发中的深入应用是该领域未来的发展方向。
2023, 97(8):202308093-202308093.
摘要:
2023, 97(8):202308094-202308094.
摘要:
2023, 97(8):202308095-202308095.
摘要:
2023, 97(8):202308096-202308096.
摘要:

创刊于1922年, 月刊
主编 :杨经绥
主管单位 :中国科学技术协会
主办单位 :中国地质学会
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