• 2023年第97卷第9期文章目次
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      2023, 97(9):0-1.

      摘要 (133) HTML (0) PDF 6.66 M (357) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • >序言
    • 序言:庆祝中国地质学会成立100周年《地层-沉积盆地-油气地质》专辑

      2023, 97(9):0-1.

      摘要 (183) HTML (53) PDF 223.78 K (395) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • >油气地质
    • 中国海相超深层油气形成

      2023, 97(9):2775-2801. DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2023201

      摘要 (401) HTML (220) PDF 54.47 M (854) 评论 (0) 收藏

      摘要:超深层是指现今或曾经埋藏深度超过6000 m的沉积地层。中国海相超深层时代老,热演化程度高,经历的构造运动多,独特的构造沉积和生烃环境,决定了海相超深层油气藏形成与分布的复杂性,成烃成储成藏规律明显不同于中浅地层,勘探的难度也远远大于国外中新生代克拉通盆地。经过半个多世纪的探索,近年来中国海相超深层油气勘探在中西部盆地取得一系列重大突破,显著提升了超深层领域油气资源的战略地位。与此同时,中国海相超深层油气地质理论也取得重大进展,形成了以重大地质转折期构造活动控制超深层油气地质要素发育、深埋高温环境导致多途径天然气生成、沉积构造作用控制超深层油气储集空间形成与保持、超深层温压系统控制油气藏相态演化和多期成藏、多层系分布等为核心的理论认识,极大地发展了国外学者基于中新生代海相地层提出的油气生成与成藏模式,拓展了海相油气资源形成和分布的时空界限。

    • 深层—超深层碎屑岩储层非均质性特征与油气成藏模式

      2023, 97(9):2802-2819. DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2023207

      摘要 (371) HTML (192) PDF 35.74 M (938) 评论 (0) 收藏

      摘要:深层—超深层地质条件下,储层的孔渗物性特征和流体动力连通关系决定了油气在储层中的流动状态,这也就决定了油气运移的动力条件和聚集成藏的机理与过程。本文基于对深层—超深层碎屑岩储层结构非均质性的研究,认识深层—超深层油气运聚成藏机制和过程,总结油气多期复合成藏模式,探索深层—超深层油气分布规律。碎屑岩储层普遍存在强烈的非均质性,受到沉积结构构造及成岩作用控制,表现出空间结构性特征,在埋藏至深层—超深层的过程中经历了差异性的成岩演化和油气充注。结构非均质性储层中的油气总体向上倾方向运移,受储层中砂体分布、隔夹层结构以及连通方式的影响,油气运移路径的分布极不均匀,在储层中任何部位都可能聚集,并可能继续运移到有利圈闭中富集。在深埋过程中,多期多幕的构造变动促使深层—超深层储层中已聚集的油气向着上倾方向运移调整,或沿着断裂向上运移调整至中—深层与之相关的有效储层中运移、聚集。深层—超深层勘探具有更为广泛的目标选择,洼陷区和斜坡区都可能成为有利勘探区域。现实的深层—超深层油气勘探新领域包括:构造高点油气藏向供源方向的拓展,深层—超深层烃源由断裂调整至中深层—超深层的次生油气聚集,深层—超深层与油气源相关的斜坡带以及深层—超深层生烃洼陷优质烃源岩层内部及相邻的有效储层。

    • 重新审视深层油气成藏模式:以塔里木盆地为例

      2023, 97(9):2820-2841. DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2023203

      摘要 (326) HTML (186) PDF 34.36 M (937) 评论 (0) 收藏

      摘要:近年来,随着油气勘探不断向深层—超深层领域拓展,深层展现出了巨大的油气勘探潜力,同时也在成烃- 成储- 成藏等方面浮现出一系列科学问题。本文在广泛调研国内外相关研究的基础上,梳理了深层油气成藏环境和生、储、盖成藏要素的特殊性,重点讨论了深层油气藏在形成与演化过程中需要深入关注的四个基本问题:① 深层中的油气生成、储集空间形成、油气相态和运移等研究,均需要以物质守恒和能量守恒基本定律为前提开展;② 深层经历了盆地演化全过程,需要从动态演化角度研究油气成藏;③ 需要探索新的实验方法,加大对深层液态烃稳定性与保存深度下限的研究;④ 注重多学科融合与多技术交叉,解决深层复杂的地质问题。在此基础上,提出了深层油气藏最为可能的两种成藏模式:① 中—浅层油成藏、深埋保持型;② 长期浅埋、晚期快速深埋(凝析)气成藏型。以塔里木盆地台盆区顺北地区和库车坳陷博孜—大北地区为研究对象,应用储层地球化学分析、流体包裹体系列分析技术、方解石原位U- Pb定年技术和盆地模拟技术,对两个地区油气成藏模式进行研究。结果表明:顺北地区奥陶系深层油气藏为“早期中—浅层成藏、后期持续深埋保存”的成藏模式,油气成藏后相对稳定的构造背景是油气藏能保持至今的关键因素;博孜地区白垩系现今超深层天然气藏的形成主要发生在深层至超深层,“长期浅埋、晚期快速深埋”的构造- 埋藏演化背景是该类型深层油气藏形成的关键,进一步佐证了深层油气藏的两种成藏模式。研究成果在深化深层油气成藏理论认识和指导深层油气勘探方面具有一定意义。

    • 中国小克拉通构造分异与古老海相碳酸盐岩油气富集规律

      2023, 97(9):2842-2857. DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2023205

      摘要 (192) HTML (145) PDF 24.00 M (741) 评论 (0) 收藏

      摘要:以古生界为主的海相碳酸盐岩是我国陆上油气勘探的重点领域,勘探开发成效显著。随着勘探不断发展,超深层、更古老海相层系油气成藏富集规律的认识面临挑战。本文从古老小克拉通盆地构造分异的角度,剖析油气成藏富集规律。通过对四川、塔里木和鄂尔多斯等克拉通盆地演化过程中的构造分异作用研究,认为克拉通盆地构造分异对沉积、成储与成藏组合有显著的控制作用。构造分异控制的三类油气聚集带是未来超深层海相碳酸盐岩油气勘探的重点领域。

    • 中国南方海相页岩气保存机理及模式

      2023, 97(9):2858-2873. DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2023202

      摘要 (222) HTML (214) PDF 21.26 M (856) 评论 (0) 收藏

      摘要:保存条件是控制页岩气富集和高产的关键因素,我国四川盆地五峰组—龙马溪组页岩气已实现了商业化开发,但受到保存条件的影响,页岩气富集差异性明显,对勘探开发目标优选提出了挑战。因此,深化中国南方海相页岩气保存机理及模式研究对扩大页岩气勘探开发成效、提高页岩气产量具有重要意义。本文以四川盆地及周缘地区五峰组—龙马溪组页岩为研究对象,应用盆地模拟、流体包裹体分析、覆压孔隙度和渗透率实验、页岩三轴岩石力学测试等技术方法,取得了3方面认识:① 揭示了页岩气构造保存机理,构造演化控制了页岩微裂缝开启、游离气富集和地层超压发育,差异构造演化过程及强度控制了页岩气赋存状态及含气量,构造抬升开始晚、强度小对页岩气保存有利;② 阐明了页岩气顶底板封闭机理为岩性和物性封闭,岩性致密、页岩厚度、微观孔隙结构是顶底板封闭的关键控制因素,页岩气自封闭机理为毛管力和分子间作用力封闭,受控于孔隙连通性和甲烷吸附作用;③ 基于埋深和构造变形强度,建立了海相页岩气正向构造高部位和负向构造低部位保存模式。正向构造页岩气保存受控于裂缝发育程度,埋深大于页岩破裂深度、背斜两翼夹角大于120°有利于页岩气保存,负向构造页岩气保存受控于平行页理方向的封闭性,埋深大于页岩覆压渗透率突变带、斜坡倾角小于10°有利于页岩气保存。本文对中国海相页岩气勘探开发具有重要意义。

    • 陆相页岩油富集基础研究进展与关键问题

      2023, 97(9):2874-2895. DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2023204

      摘要 (213) HTML (363) PDF 22.01 M (843) 评论 (0) 收藏

      摘要:中国陆相页岩油资源丰富,先后在鄂尔多斯、准噶尔、渤海湾、三塘湖、松辽、苏北、江汉、四川、柴达木等盆地取得重大突破。与北美海相页岩油相比,中国陆相页岩油区带储层类型、岩性岩相组合、有机质丰度、有机质类型、成熟度、原油物性、气油比均有较大差异,目前勘探开发成效亦有明显不同。通过系统剖析中国陆相页岩油基础理论研究进展与勘探实践成果,提出中国陆相页岩油富集基础研究的4个关键问题:① 富有机质页岩沉积环境与成因模式;② 页岩储集空间跨尺度表征实验方法与储集性;③ 页岩油赋存机制、相态与可动性评价;④ “甜点段/区”优选评价。加强基础研究与生产实践的结合,解决页岩系统成岩- 成烃- 成储- 富集规律不明,可动性评价与“甜点段/区”评价难度大等问题,明确影响页岩油商业产量的关键因素,为加快中国陆相页岩油勘探开发进程和规模效益勘探开发提供理论基础和技术支撑。

    • >盆地构造
    • 褶皱冲断带物理模拟实验研究进展

      2023, 97(9):2896-2913. DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2023150

      摘要 (224) HTML (301) PDF 33.83 M (889) 评论 (0) 收藏

      摘要:褶皱冲断带油气资源丰富,统计表明全球探明油气储量约14%分布在褶皱冲断带。自从1815年地质学家第一次以模拟实验的方式验证了褶皱形成于岩层遭受水平挤压变形的二百多年来,针对褶皱冲断带的物理模拟实验研究无疑是最卓有成效的研究领域方向之一。本文从追溯早期模拟实验先驱,到近二十年来国内外相关研究进展综述,着重分析和评述物理模拟实验研究对于前陆褶皱冲断带构造理论发展的主要贡献。强调造山带临界楔体理论以及基底滑脱层强度、流体超压和变形岩层内聚强度等对构造变形过程的控制作用。主要介绍的实验性标志成果有:① 褶皱冲断带构造变形的生长规律;② 褶皱冲断带的构造变形机制;③ 褶皱冲断带中构造变形的主控因素。我们的目的是提供引人入胜的物理模拟实验研究成果,吸引更多现在和未来的研究人员理解和重视物理模拟工作,借助日益进步的实验装置和技术方法,促进盆地构造研究在学科发展道路上,一步步实现从定性走向定量、从二维走向三维、从几何学和运动学走向动力学的飞跃。

    • 数值模拟在沉积盆地褶皱冲断构造变形研究中的应用与发展

      2023, 97(9):2914-2926. DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2023136

      摘要 (190) HTML (297) PDF 14.52 M (792) 评论 (0) 收藏

      摘要:数值模拟是一种利用电子计算机,通过数值计算和图像显示的方法,研究工程问题、物理问题乃至自然界各类问题的方法。随着高性能计算的不断发展,数值模拟方法在沉积盆地构造变形研究中的应用不断扩大,学术界和工业界将数值模拟方法广泛应用于盆地构造变形特征与变形机制的定量研究,取得了丰硕的成果。本文在系统分析前人数值模拟成果的基础上,阐述了有限元、有限差分、边界元和离散元四种常用数值模拟实验方法的特征和应用。同时,本文对近年来数值模拟方法在沉积盆地褶皱冲断构造变形中的研究进展进行了分类总结,重点介绍这一方法在构造特征与变形机制研究中取得的成果,为数值模拟方法在盆地构造变形领域应用的不断扩大和深入提供参考。最后,本文对数值模拟技术在目前应用中面临的问题和未来的发展方向提出了一些看法和建议。

    • 大陆岩石圈挠曲背景下盆山耦合研究进展与展望

      2023, 97(9):2927-2938. DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2023030

      摘要 (232) HTML (177) PDF 6.53 M (791) 评论 (0) 收藏

      摘要:盆山耦合研究在大地构造和地球动力学研究中占有重要地位。地貌负载引起的大陆岩石圈挠曲与沉积盆地沉降是盆山耦合的一种重要体现方式。本论文聚焦于挤压背景下大陆岩石圈挠曲盆地与造山带的耦合过程,系统梳理了单个或者多个地貌负载的几何形态、挠曲盆地几何形态以及岩石圈有效弹性厚度(Te)三者之间的数学关系。在此基础上,论文介绍了岩石圈挠曲模拟方法在恢复岩石圈刚性程度、造山带演化过程以及盆地沉积沉降方面的具体应用。结合古环境分析与岩石圈挠曲模拟实验,本文提出了一种定量恢复造山带古海拔的新方法。有别于基于温度、压力以及动植物分布与海拔之间关系所建立的传统古高度计,该方法强调在海侵时期地貌负载与沉积盆地间的高度差即为造山带的古海拔。该方法的提出为重建中亚以及其他曾受海侵影响并与岩石圈挠曲相关造山带的古海拔提供了新的思路。论文最后介绍了岩石圈挠曲模拟在定量分析造山带与盆地演化的研究过程中存在的问题与不足,并提出了在探究沉积盆地基底属性、重建岩石圈挠曲相关造山带古海拔以及有关挠曲模拟软件开发方面的新展望。

    • 新生代柴达木盆地与周缘造山带的构造耦合

      2023, 97(9):2939-2955. DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2023135

      摘要 (448) HTML (177) PDF 24.75 M (957) 评论 (0) 收藏

      摘要:新生代以来,中国西部的一系列古老造山带和盆地在印亚板块汇聚作用下重新复活,在青藏高原外围形成了现今全球最大的陆内挤压构造域,被称为环青藏高原盆山体系,其形成过程与机制对深入认识陆陆碰撞如何影响大陆内部变形有重要意义。柴达木盆地是中国西部重要的新生代沉积盆地,四周均被巨型造山带所围限,共同构成了环青藏高原盆山体系北东段的主体。本文利用最新的石油地震勘探数据、地表地质和已发表的深反射地震数据,将上地壳变形与岩石圈深部变形有机结合,系统刻画了柴达木盆地与周缘三大造山带之间岩石圈尺度的构造耦合关系,在此基础上探讨环青藏高原盆山体系北东段的盆山汇聚过程与机制。柴达木盆地与南侧祁曼塔格—东昆仑山、北东侧南祁连山之间在上地壳尺度发育一系列倾向造山带的基底卷入高角度逆断裂体系,自新生代早期就开始活动,以垂直的基底抬升为主,水平缩短量有限;在下地壳和岩石圈地幔深度则发育倾向盆地一侧的深大断裂,使得柴达木盆地与周缘造山带之间发生截然的莫霍面错断。这些变形特征揭示柴达木盆地与南侧祁曼塔格—东昆仑山、北东侧南祁连山之间发育岩石圈尺度的构造楔,即盆地的岩石圈楔入至增厚的造山带下地壳,其发育主要受盆地与造山带岩石圈强度的横向不均一性控制。与上述挤压性盆山结构不同,阿尔金断裂作为一条巨型的左旋走滑断裂,直接切穿了柴达木盆地与西北侧阿尔金山的岩石圈,是柴达木盆地挤压成盆与变形的侧向边界。

    • >源汇体系
    • 综合古地理重建的数字智能化趋势与方法进展

      2023, 97(9):2956-2974. DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2023162

      摘要 (525) HTML (482) PDF 13.08 M (822) 评论 (0) 收藏

      摘要:古地理重建是研究地质历史时期地表构造过程、海陆格局和地貌环境特征的一项综合研究,并通过绘制表达海洋和大陆的古代轮廓以及重要的地形和地表环境的地图来呈现,是还原地球演化历史、预测能源矿产分布、认识生命和气候演变的基础性工作。随着大数据时代的到来,数字化方法的应用为古地理图快速更新和友好呈现提供了方便。目前,全球有多个团队发布了数字化的全球古地理重建模型以及相关的数据和方法,如EarthByte、PaleoMap、UNIL、Deep Time Maps等团队。笔者研究团队基于“深时数字地球(Deep- time Digital Earth, DDE)”国际大科学计划提出的数据- 知识- 模型驱动的古地理重建思想,提出基于数字化方法驱动的升级更新全球古地理图的新流程,并通过不断尝试地球科学与信息科学的交叉融合,从知识图谱、大数据分析和机器学习技术等方面开发了多项古地理重建应用技术。以东特提斯域中二叠世—中三叠世的古地理重建为例,首先在GPlates软件平台上重建了板块构造框架,再利用岩相古地理图自动生成地形地貌图并结合人工校正,最后在GPlates软件通过图层叠加实现了中二叠世—中三叠世东特提斯域的动态数字综合古地理重建。本用例与广泛使用的Scotese (2021)的古地理图对比,在成图效率、数据丰富性和可追溯性、模型准确性等方面都有明显提升,并为该时期板块运动、冰期消亡、大洋缺氧和生物灭绝等重大地质事件的研究提供新的约束和启示。

    • 现代河流沉积物碎屑及矿物组分研究新进展

      2023, 97(9):2975-2991. DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2023257

      摘要 (476) HTML (192) PDF 29.26 M (867) 评论 (0) 收藏

      摘要:现代河流沉积物忠实地记录了流域盆地内的母岩、风化、搬运和沉积过程中的化学、物理过程以及人类活动的改造作用,是探索和验证源- 汇系统等理论的重要媒介。本文以全球现代河流砂组分数据库为基础,总结了碎屑组分、重矿物组分在不同大陆的分布特征,探讨了其在物源识别、源区贡献率计算、沉积物产生及搬运过程中气候- 构造等影响因素的评估、对源- 汇系统的研究启示等方面的应用。今后建议加强基于大数据的沉积物组分对气候- 构造- 人类活动的响应、沉积物产生及通量、高时间分辨率的沉积物组分变异性、不同物源定量化方法的差异等方面的研究。

    • 班公湖- 怒江缝合带同碰撞海沟盆地砂岩物源分析及其大地构造意义

      2023, 97(9):2992-3005. DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2023231

      摘要 (202) HTML (113) PDF 41.40 M (640) 评论 (0) 收藏

      摘要:同碰撞海沟沉积可为重建板块缝合带大地构造演化、约束陆块初始碰撞时间提供重要信息。本文对班公湖- 怒江缝合带西段的改则县亚多组和日土县多仁组进行了沉积学、岩相学、碎屑锆石年代学、重矿物研究。沉积学分析表明,多仁组、亚多组沉积于海底扇环境。最年轻的碎屑锆石年龄限制了最早沉积时代为晚侏罗世。多仁组、亚多组砂岩QFL分别为52444、32860,均以丰富的沉积岩和酸性火成岩岩屑及少量的变质岩屑为特征;重矿物以磷灰石、锆石、电气石等稳定重矿物为主。多仁组和亚多组具有相似的碎屑锆石年龄分布模式,主峰分布在350~200 Ma、550~450 Ma、900~750 Ma、1900~1800 Ma、2550~2450 Ma范围内。这些数据表明,亚多组、多仁组碎屑物质来源于沉积区北侧的班公湖- 怒江缝合带增生杂岩及南羌塘岩浆岩。多仁组、亚多组出现的大量沉积岩岩屑,表明物源区经历了广泛的构造缩短作用,导致沉积岩和同期岩浆岩被剥蚀,因此多仁组、亚多组是拉萨- 羌塘同碰撞的产物。据此推断,沿班公湖- 怒江缝合带改则- 日土区域拉萨- 羌塘初始碰撞发生在晚侏罗世多仁组、亚多组沉积之前。

    • 准噶尔盆地二叠系源- 汇系统与古地理重建

      2023, 97(9):3006-3023. DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2023206

      摘要 (218) HTML (244) PDF 42.26 M (769) 评论 (0) 收藏

      摘要:源- 汇系统是目前国内外地球科学领域的研究热点,对于含油气盆地古地理重建以及源储预测评价有着重要的指导作用。本文以准噶尔盆地二叠系为研究对象,通过基于盆地地质大剖面的构造- 层序特征分析、定年数据的物源体系演化分析和沉积过程约束的正演模拟等方法,深化了对准噶尔盆地二叠纪古地理格局的认识,探讨了二叠纪源- 汇系统演化特征与二叠系源储分布规律。早二叠世为盆地断陷发育期,以石炭系为主物源,除东南部发育海相- 海陆过渡相沉积外,总体以近物源扇三角洲- 湖相沉积体系为主,多断陷的沉积格局控制了玛湖等凹陷优质烃源岩的分布,与火山岩相关的扇三角洲前缘砂体与混积云质岩构成有利储集体;中二叠世为盆地断- 拗转换期,物源年龄开始趋于复杂,沉积中心、沉降中心较早二叠世明显向盆内迁移,早期断陷趋于连通,盆地西部仍以近物源的扇三角洲群- 湖相沉积体系为主,东南部则转换为远物源三角洲群- 湖盆沉积体系,在盆地中部发育连片分布的规模烃源岩,可与同期(扇)三角洲前缘形成良好的源储组合;晚二叠世进入盆地拗陷发育期,物源供给范围更广,物源年龄进一步复杂化,大型浅水湖盆发育远物源为主的退覆型河流- 三角洲沉积体系,为盆地规模油气成藏奠定了储层基础。

    • 新特提斯洋打开于晚三叠世?——印度大陆北缘沉积响应

      2023, 97(9):3024-3042. DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2023155

      摘要 (412) HTML (132) PDF 79.91 M (669) 评论 (0) 收藏

      摘要:新特提斯洋是中生代位于北方欧亚大陆和南方冈瓦纳大陆之间的古大洋,它在青藏高原南部地区于新生代早期因印度欧亚大陆碰撞而消亡,其遗迹为现今的印度河雅鲁藏布缝合带。新特提斯洋打开以拉萨地块从冈瓦纳大陆的裂离为标志。准确约束新特提斯洋的开启时间是重建冈瓦纳大陆裂解过程和特提斯洋演化历史的关键,但目前学术界对于新特提斯洋的开启时间还存在很大争议,不同学科方法的认识从早二叠世到晚三叠世不等。本文对新特提斯洋南侧印度被动大陆边缘二叠纪—三叠纪沉积地层进行了系统的梳理,研究发现在早二叠世冰期结束之后,印度大陆北缘长期表现为稳定的沉积环境,显著的沉积环境变化仅发生在晚三叠世。晚三叠世的沉积环境变化伴随着沉积和沉降速率增加、沉积物源变化、双峰式火山活动以及古地理格局的重大改变。研究认为,晚三叠世印度大陆北缘沉积作用变化所记录的区域伸展作用很可能代表了新特提斯洋的开启。

    • 走滑断层相关源-汇体系演化的砂箱物理模拟实验

      2023, 97(9):3043-3055. DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2023145

      摘要 (236) HTML (181) PDF 39.02 M (700) 评论 (0) 收藏

      摘要:以走滑断层为边界的隆升剥蚀区和山前沉积区组合是盆山体系的重要类型之一。由于走滑断层两盘不断发生相对滑动,因此走滑断层两侧的源区和沉积区之间的空间关系随走滑运动不断发生变化。走滑断层两侧的源- 汇系统之间的耦合机制是一个有待研究的问题。针对这一问题,本文设计了一个简化的构造地貌砂箱实验,用来揭示源区特定母岩的沉积物分布特征以及两者之间的时空关系。实验结果表明,特定母岩在沉积区的沉积信号分布范围受包括山前洪积扇形态、岩体在流域内的分布等多种因素影响。由于洪积扇向沉积区呈扇状展开的形态特征,沉积信号在离走滑断层更远的位置分布范围更宽。当一个岩体分布在不同流域内时,其沉积物分布在两个洪积扇内,从而使其沉积信号分布范围更宽。相反,规模较小的洪积扇会被相邻较大的洪积扇限制形态从而使得沉积范围变窄。由于上述原因,在利用沉积信号和岩体之间的错开距离计算获得的走滑速率,可能会低估或者高估真实的走滑速率。本文的实验为研究以走滑断层为边界的盆山耦合系统及其源- 汇体系提供了重要的模型参考。

    • 中国铝土矿成矿作用的物质来源与深时环境因素:进展与讨论

      2023, 97(9):3056-3074. DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2023029

      摘要 (507) HTML (483) PDF 26.99 M (954) 评论 (0) 收藏

      摘要:铝土矿是工业上可供利用的铝矿石总称,可视为陆表化学风化作用的终极产物。作为一种战略性大宗矿产,当前我国铝土矿使用总量的60%以上依赖于进口铝土矿石,铝土矿及其伴生的其他金属资源对国家资源安全的重要性突出。铝土矿化作用、红土化作用、热带成壤作用是热带风化作用的不同表现形式,主控因素包括适宜的气候(温度、降水)、侵蚀速率、母岩、时间、植被、地形地貌等。三者之间存在联系,但区别也较为显著,主要体现在时间尺度和沉积作用复杂程度两方面。红土化作用或热带成壤作用可能包含在铝土矿化作用的某一阶段。中国铝土矿资源主要集中在晚古生代,在不同地区存在不同的物质来源,可概括为:稳定的板块内部原地准原地物源、板块边缘异地火山活动物源、板块边缘造山带异地物源3种主要类型。物源成分则可能来自于下伏沉积岩基底或板块边缘火山弧物质,或者两者的混合供给。不同成矿物质来源的铝土矿中保存了特征明显的碎屑锆石年代学分布规律,且在一定程度上决定了不同地区铝土矿床的地球化学组成特征,其中TiO2含量变化显著,可视为潜在的物源指标。中国晚古生代铝土矿化作用除特殊的大地构造背景外,古气候、海平面变化、古水文条件等深时环境因素也需加以考量。在古气候条件类似的情况下,通过使用逻辑回归模型计算,本文认为区域构造活动性是中国铝土矿形成的关键因素,决定了铝土矿成矿物质来源和构造抬升强度等成矿条件。海平面变化为次级因素,相对较低的海平面条件能够促使成矿母质更强烈的暴露和淋滤,形成优质的铝土矿资源。

    • 新元古代极端冰期事件中生物避难所的环境条件

      2023, 97(9):3075-3086. DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2023259

      摘要 (261) HTML (157) PDF 13.27 M (733) 评论 (0) 收藏

      摘要:新元古代成冰纪(南华纪)(720~635 Ma)以全球性冰期事件而闻名。这次冰期事件对早期生命演化产生了显著影响,被认为是生命演化的“过滤器”和“瓶颈”。冰期前后生物对比表明生物演化并未中断,暗示冰期过程中存在生物避难所。扬子板块北缘神农架地区成冰系南沱组中发现了罕见的宏体藻类生物记录——宋洛生物群。为了探究成冰纪全球性冰期背景下,古环境与生物幸存之间的关系,本文对扬子北缘宋洛剖面和青林口剖面南沱组内含化石页岩层和不含化石泥岩层开展了元素地球化学对比研究。结果显示,不含化石泥岩层沉积于半咸水氧化环境,而含“宋洛生物群”化石的页岩层沉积于冰消期末期,当时海洋为正常盐度、次氧化状态,该地区具有相对温暖的气候条件。这可能为“宋洛生物群”在极端冰期下幸存并保存为化石提供了有利条件。该研究也表明新元古代极端冰期事件中的确存在适合复杂生命生存的避难所。

    • 峨眉山大火成岩省的风化碳汇效应:玄武岩粉末水-岩反应实验研究

      2023, 97(9):3087-3100. DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2023035

      摘要 (319) HTML (92) PDF 13.96 M (682) 评论 (0) 收藏

      摘要:在实现“双碳”目标背景下,有效的碳封存技术成为近年来学界关注的焦点。在众多碳封存技术中,基于玄武岩粉末的增强风化碳汇技术具有较强的成本优势,同时也对促进作物生长、改善粮食产量具有积极作用。流域研究揭示玄武岩风化具有非常高的速率,但与玄武岩粉末增强风化碳汇技术在时间尺度和反应条件上存在较大差异。中国西南地区广泛分布有峨眉山玄武岩,其在喷发之后的快速化学风化被认为是晚二叠世冰川活动的驱动机制,有可能成为增强风化碳汇技术的基础原料。为深入理解峨眉山玄武岩的风化碳汇效应,增进对玄武岩增强风化碳汇技术的认识,本文利用不同粒径玄武岩粉末和天然雨水及河水开展了水岩反应实验研究。结果显示,雨水与玄武岩粉末经历720 h常温条件的封闭反应后,其pH值接近河水的pH值,且Na+、K+、Ca2+、Mg2+等离子浓度显著升高,其活动性和溶出速率受所在岩石结构、矿物组成、元素赋存状态、溶液饱和状态等因素共同影响与控制。玄武岩粉末与雨水的反应实验中Si元素的溶出速率最快,为4. 36×10-12 mol/m2/s,Ca2+和Mg2+的最大浸出速率分别为1. 36×10-12 mol/m2/s和0. 91×10-12 ol/m2/s;同时,反应溶液HCO3-浓度快速升高,在720 h左右达到最大浓度,表明了溶液中溶解的CO2快速转变为HCO3-,而随后HCO3-浓度趋于降低,PHREEQC模拟结果显示Ca- Mg碳酸盐矿物达到饱和状态。初步的反应实验研究表明,峨眉山玄武岩风化具有重要的碳汇效应,可应用于增强风化碳汇技术进行地表碳封存。

    • 华南衡阳盆地上白垩统黄土类似物的初步研究

      2023, 97(9):3101-3115. DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2023042

      摘要 (264) HTML (100) PDF 45.95 M (586) 评论 (0) 收藏

      摘要:中国新生代黄土序列具有沉积速率高、连续性好等特点,记录了东亚地区持续的古气候动力学演化和重大地质事件信息。受区域构造- 地貌和大气环流格局影响,中生代晚期华南发育了众多盆山型古沙漠系统且出露了巨厚的风成砂,但几乎未有学者提及黄土/黄土类似物的存在。本文通过粒度端元解析、野外露头的构型分析等手段,对衡阳盆地上白垩统红花套组进行了初步研究,识别出风成砂丘、砂席和泥滩等环境类型;并在泥滩环境中提取到黄土类似物的粒度组分信号,同时提出了黄土类似物的风成成因,总结了其形成-堆积过程。这项工作旨在探索白垩纪黄土类似物存在的可能性,为未来开展华南陆块中生代风尘记录研究提供契机。

    • 白垩纪—古近纪界限时期的陆地气候重建进展

      2023, 97(9):3116-3131. DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2023031

      摘要 (331) HTML (534) PDF 5.25 M (919) 评论 (0) 收藏

      摘要:白垩纪—古近纪(K- Pg)界限时期发生了地质历史中最严重的生物大灭绝事件之一,重建该时期气候演化历史及其对生态系统的影响对理解深时气候演化规律和预测未来气候变化都具有重要意义。相比海相剖面而言,基于陆相剖面的白垩纪—古近纪界限时期古气候重建研究开展较晚,相关成果缺乏系统总结和集成。本文系统回顾了全球陆相白垩纪—古近纪界限剖面的分布情况和事件年代学新进展,总结了基于以上剖面重建的定量古气候记录和德干火山喷发记录,建立了界限时期中纬度陆地年平均温度和大气CO2浓度时间演化序列。陆相剖面分布相对集中且数量较少,中国是该时期陆相剖面发育最多的国家之一,多个盆地已经建立了德干火山喷发记录,在重建该时期陆地气候上具有很大潜力。基于陆相沉积物汞元素地球化学记录表明,德干火山作用导致了晚马斯特里赫特期变暖事件并触发了白垩纪末期生物大灭绝。中纬度陆地年平均温度重建结果显示马斯特里赫特期中期全球经历了~10℃的降温,到马斯特里赫特期晚期德干火山初始喷发前显著升温至~20℃,并在白垩纪—古近纪界限前后发生多次快速波动。尽管65~63 Ma之间陆地温度记录相对缺失,69~65 Ma之间重建的大气CO2浓度记录与陆地年平均温度记录之间具有良好的耦合性,表明白垩纪—古近纪界限时期大气CO2浓度变化是全球温度变化的主要驱动因素。

    • >附件
    • 余文超等:中国铝土矿成矿作用的物质来源与深时环境因素:进展与讨论——附表

      2023, 97(9):202309090-202309090.

      摘要 (242) HTML (166) PDF 369.86 K (653) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • 任俊童等:峨眉山大火成岩省的风化碳汇效应:玄武岩粉末水-岩反应实验研究——附表

      2023, 97(9):202309091-202309091.

      摘要 (153) HTML (45) PDF 305.23 K (502) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • 潘应娣等:班公湖-怒江缝合带同碰撞海沟盆地砂岩物源分析及其大地构造意义——附表

      2023, 97(9):202309092-202309092.

      摘要 (123) HTML (0) PDF 478.70 K (494) 评论 (0) 收藏

      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

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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