
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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张永生,邢恩袁,郑绵平,苏克露,桂宝玲,仲佳爱,左璠璠,商雯君,牛新生,苏奎,王宁军,慎国强,唐兵,彭渊,纪德宝,张兵,盛德波,刘铸,王建波,葛星
2024, 98(10):2823-2846. DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2024452
摘要:全球探明钾盐资源主体为古代海相可溶性固体钾盐矿床(氯化钾、光卤石),仅少量来自现代盐湖卤水钾矿。与国外不同的是,目前我国探明钾盐资源主体为现代陆相盐湖钾矿,古代海相可溶性固体钾盐找矿40余年,未获突破。四川盆地是我国主要大型海相成钾盆地之一,前人在中—下三叠统发现大量与硬石膏和白云石共伴生或互层的杂卤石,但绝大部分埋深超过2000 m,目前尚难以开发利用。2017年以来,笔者通过对四川盆地东北部宣汉盐盆普光地区卤水探井(恒成2、3井)岩芯复查,发现杂卤石主要与石盐共伴生,大量破碎的杂卤石碎屑颗粒分布于石盐基质中,KCl含量达边界工业品位以上,不同于钾石盐和光卤石,亦不同于前人发现的与硬石膏和白云石共伴生或互层的杂卤石(石膏型杂卤石),将之命名为“新型杂卤石钾盐矿”。小试和中试结果表明,该“新型杂卤石钾盐矿”可以采用对接井注水溶采,是能够得到规模化开发利用的“活矿”,是一种全新的硫酸盐+氯化物复合型海相可溶性固体钾盐矿床新类型。通过成钾条件、成矿规律综合研究,笔者提出了新型杂卤石钾盐矿“双控复合成矿”理论新认识、建立了“三高、两低、一大”综合测井识别新模型,创新理论技术指导设计部署“钾锂兼探”基准井——川宣地1井,探获厚29. 46 m、氯化钾(KCl)平均含量12. 03%(最高20. 5%)的“新型杂卤石钾盐矿”厚层高品位工业矿层。与此同时,采用岩芯样品实测数据和测井解释数据拟合的方法,建立矿石K含量和密度参数的测井定量预测模型,结合“气钾兼探”,利用33口钻井数据,依据古代固体盐类勘查规范(2020),运用“几何法”,初步估算“新型杂卤石钾盐矿”氯化钾(KCl)资源规模:推断资源量2. 45亿t(超大型)、潜在资源4. 65亿t,合计7. 1亿t,奠定了川东北达州市宣汉地区形成中国首个亿吨级海相钾盐基地的资源基础,取得了我国海相可溶性固体钾盐找矿的重大突破。
2024, 98(10):2847-2859. DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2024291
摘要:四川盆地东北部地区三叠系嘉陵江组四、五段—雷口坡组一段赋存丰富的卤水资源,卤水中富集K、Li、B等元素,具有潜在的开发利用价值。长期以来,一般认为川东北三叠系中卤水因溶解地层中的钾盐矿物而富集K物质,但这一认识并没有得到确证,此外,对卤水中Li和B的成因和演化鲜有报道。本文以川东北三叠系深层卤水为研究对象,以地球化学和稳定同位素分析为主要方法,运用聚类分析对比采自13口钻井卤水的地球化学数据。与海水相比,区内深层卤水中的K+、Ca2+、Li和B明显富集,而Mg2+和SO2-4则相对亏损。卤水的87Sr/86Sr和δ34S值均与卤水储层的87Sr/86Sr和δ34S值相一致,进一步说明深层卤水为海水原地蒸发浓缩形成。Q型聚类分析表明,北2井和川宣地1井的卤水化学组分相似,川25井、ZK601井、恒成1井、恒成3井的卤水化学组分相近,证明川25井和ZK601卤水中K的富集是由于卤水溶解了地层中的钾盐矿物(杂卤石)。白云岩化导致了卤水中Ca2+明显富集,而Mg2+明显亏损,地层中赋存的硫磺和H2S证明了大量硫酸被还原,使得SO2-4出现明显亏损。还原作用不仅导致卤水和石膏δ34S的升高,而且引起了区域内石膏和卤水的δ34S高于同时期海水的δ34S值。嘉陵江组沉积晚期,三江地区流纹质火山岩浆喷发产生了大量携带含Li和B元素的气体和热液载体,进而被搬运至蒸发盐盆中。火山热液和气体中的Li、B具有相对较低的δ7Li值和δ11B值,在提升卤水中Li和B含量的同时,也降低了卤水δ7Li值和δ11B值,使得其低于正常海水的δ7Li值和δ11B值。
2024, 98(10):2860-2872. DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2024319
摘要:海相硫酸盐矿物的硫同位素研究不仅可以解析当时的古海水特征,还可为物质来源分析、地层对比及其沉积环境条件分析提供重要线索。川东北地区中- 下三叠统海相蒸发岩地层中除大量膏- 盐以外,还发育与石盐共伴生的硫酸盐型钾盐矿物杂卤石(被命名为“新型杂卤石钾盐矿”),因此,对该区域硫同位素的研究不仅可以为蒸发岩的沉积环境及其演化进行解密,还可为钾盐矿物杂卤石的物源分析提供证据。但当前对于研究区内硫同位素研究多存在于大时间尺度上的演化规律以及全球性的地层对比,对于杂卤石发育的嘉四- 五段地层内δ34S的高精度演化规律及其指示意义研究相对匮乏。本文利用川宣地1井中的硬石膏、杂卤石及二者的混合样品开展δ34 S的高精度分析。研究显示,硬石膏与杂卤石样品不存在明显的硫同位素分馏。同时,δ34S结果证实,钾盐矿物杂卤石及其伴生硬石膏的物源主要是海水,但受到细菌还原作用和蒸发岩矿物沉淀的影响。此外,δ34S演化规律与嘉四- 五段地层的层序演化规律较一致,这表明δ34S测试对蒸发沉积过程的沉积演化分析及区内地层的高精度对比具有重要意义,在杂卤石型钾盐矿勘查工作中可用于精细对比和矿层定位的重要手段。
2024, 98(10):2873-2882. DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2024204
摘要:别勒滩区段是柴达木盆地察尔汗盐湖固体钾矿的主要分布地区,也是企业固液转化进行生产的主要矿区。本文通过对别勒滩区段涩聂湖东北部生产区S2T3钻孔样品进行X射线粉晶衍射分析、扫描电镜能谱分析、化学元素分析、盐矿鉴定及物性参数分析,研究该地区固体钾盐液化后地层中矿物的沉积特征。经调查,液化后地层中主要的含钾矿物为杂卤石、光卤石和钾石盐,且以杂卤石为主,在2320 cm岩芯中分布最广、含量最高;根据沉积特征分析,2200~1700 cm地层中的杂卤石多为准同生沉积阶段形成的原生杂卤石,呈竹片状、花瓣状和绒球状等与石盐共生,而1000~1700 cm层位杂卤石则为后生交代成因。涩聂湖东北部1000~1700 cm以及300 cm以上层位是S2T3钻孔中光卤石含量最高的地层,可为下一步固液转化生产靶区选取提供参考;300~500 cm地层为杂卤石含量最高层位,既有后生交代形成的杂卤石也有现阶段正在生成的杂卤石,可为后续杂卤石开发研究提供材料与参考。
秦占杰,李庆宽,山俊杰,俞永强,白宝云,王勇,才智杰,李强,孙亚超,张西营,王建萍
2024, 98(10):2883-2901. DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2024231
摘要:呵叻高原钾盐矿床是超大型固体钾盐矿床,其钾盐空间分布特征和钾盐异常富集规律至今仍不明晰,这是该钾盐矿床成矿系统的关键科学问题。本文基于该矿床447口钻孔岩芯资料,对三个沉积旋回的盐岩和碎屑层进行系统划分,对不同岩层的空间沉积厚度及埋深进行重建,主要得到以下认识:三个沉积旋回空间分布范围不同,且呈由东向西增厚趋势,钾镁盐主要集中于西部,且局部空间钾盐异常富集,其厚度明显大于下伏岩盐;盆地形态、晶间卤水迁移、区域构造挤压、重力差异载荷及盐岩自身浮力等相互作用可能是造成局部空间钾盐异常增厚的主要控制因素;钾盐局部异常富集,而非钾盐体积的绝对增加,是该矿床的显著特征之一。本研究对该矿床成矿规律的深入理解和后续勘探开发及资源评估具有重要指导意义。
石海岩,樊启顺,王利文,王明祥,刘万平,李泽仁,李庆宽,陈天源
2024, 98(10):2902-2915. DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2024234
摘要:东陵湖位于柴达木盆地大型钾盐富集基地察尔汗盐湖北部,其浅部石盐层中伴生有光卤石沉积,地勘工作揭示东陵湖浅部边缘地带有寻找低品位固体钾矿的潜力。本文以东陵湖湖表卤水、钻孔晶间卤水、承压卤水、浅层钻孔(0~8 m)盐类沉积物为研究对象,分析研究了东陵湖卤水水化学特征、钻孔沉积物特征及钾盐分布规律,在对比分析察尔汗盐湖钾矿分布特征的基础上,对研究区钾盐成矿作用进行了探讨,主要得出以下结论:① 东陵湖周边凹地钻孔的晶间卤水K+平均含量最高(3. 19 g/L),其次为凹地钻孔承压卤水(1.46 g/L),湖表卤水(0. 74 g/L)和湖区钻孔晶间卤水(0. 79 g/L)K+含量较低;东陵湖卤水样品矿化度(TDS)变化范围较大,介于80. 63~547. 11 g/L之间,不同卤水样品的TDS与K+含量无明显正相关性。② 东陵湖钻孔揭露含盐地层厚4. 2~6. 4 m,岩性以石盐为主,局部含有光卤石沉积,偶见钾石盐;光卤石呈层状和浸染状分布,与石盐呈韵律结构。③ 东陵湖液体钾矿主要分布于湖区西南侧,卤水K+含量为4. 33~6. 29 g/L,KCl品位介于0. 21%~0. 47%之间;固体钾矿主要分布于湖区南侧,沉积物钾含量为2. 05%~4. 86%,KCl含量介于3. 92%~9. 29%之间。④ 东陵湖光卤石沉积区与察尔汗盐湖层状光卤石均沿北缘深大断裂带分布,且后者主要分布于北缘氯化物型水和南缘硫酸镁亚型水混合区域,即达布逊和别勒滩两个洼地北缘,结合Na+、K+、Mg2+、Ca2+//Cl- H2O体系相图和K+- Ca2+相关性分析,认为沿东陵湖南侧深大断裂带补给的Ca- Cl水促进了东陵湖光卤石的沉积。
2024, 98(10):2916-2930. DOI: 10. 19762/j. cnki. dizhixuebao. 2024300
摘要:钾盐是我国长期紧缺矿种之一,我国钾肥对外依存度约30%~45%。现代盐湖钾盐储量有限。随着多年开采,资源量锐减,亟需开展对古代深层含盐盆地的钾盐成矿研究。深入研究盐构造的变形机制与变形特征,揭示不同构造环境下盐构造变形及盐体迁移、聚集、保存规律,对我国钾盐勘探新区、新层位具有重要意义。本文综述了岩盐物理性质及盐构造驱动力,结合构造物理模拟和地震解释分析盐构造变形机制,揭示了复杂构造区岩盐迁移规律,最终以库车坳陷和勐野井地区为例,结合离散元数值模拟分析了复杂构造地区的钾盐有利成矿区。结果表明:① 克拉通盆地盐构造主要受重力负载作用控制,在进积前缘产生差异负载,有利于发育大型盐刺穿构造;② 拉张环境下上覆地层减薄和正断层的存在为盐底辟的上涌提供了空间,岩盐在断层处汇聚;③ 挤压环境下岩盐在背斜构造核部汇聚,同构造沉积、先存盐底辟、基底隆起会影响盐背斜的形成与演化;④ 库车坳陷岩盐在南部秋里塔格构造带和北部克拉苏构造带背斜核部汇聚增厚,北部克拉苏构造带受挤压变形强烈,南秋里塔格构造带已发现含钾显示,为钾盐有利勘探区;⑤ 勐野井钾盐为深部源盐、浅部聚集的“二层楼”模式,深部侏罗海相层系源盐成矿潜力巨大,地表浅层出露小范围岩盐的断裂带附近可能存在隐伏钾盐矿床。
2024, 98(10):2931-2945. DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2024250
摘要:钾盐是我国战略性矿产资源之一,西藏盐湖卤水蕴藏丰富的钾盐资源,急需开展调查评价,而卤水中钾含量是重要内容。本文通过构建多时段西藏盐湖卤水钾含量数据集,对时空分布特征进行了细致分析,并深入探讨其影响因素。研究表明,① 在时间上,1980年到2000年,西藏盐湖卤水钾含量升高,主要是冰雪融水补给变少引起的;2000年到2020年,钾含量降低,降雨量增加是主要因素。② 空间上,西藏盐湖卤水钾含量呈现出明显的地域差异,高值区集中于东经82°~85°、北纬31. 5°~34°范围,表现为西高东低、南高北低分布格局,物源、气候差异、汇水面积是空间分布差异的主因。③ 不同水化学类型卤水钾含量:硫酸钠亚型>氯化物型>硫酸镁亚型>碳酸盐型。本研究将为西藏盐湖卤水钾含量变化规律研究和钾盐资源评价提供重要的基础数据。
2024, 98(10):2946-2955. DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2024248
摘要:四川盆地钾盐资源储量大,因此对钾盐资源分布的勘探评价尤为重要。钾盐在地层中有卤水和新型杂卤石两种赋存形式,其中新型杂卤石是固相形式,而卤水以液相形式存在,易开采,是优质钾盐矿层。由于钾盐含量与地震响应之间没有直接关系,无法建立明确的特征方程,所以目前对钾盐矿层的地震勘探认识仍局限于地震反射特征的分析,缺乏钾盐表征的有效技术手段。为此,本文以川东北地区地质认识为先验信息,构建具有投影变换层的卷积神经网络,挖掘地震数据与钾盐矿层之间的关系,获得钾盐矿层表征特征参数,对钾盐矿层进行预测。在钾盐矿层表征的基础上,通过分析钾盐含量曲线和电阻率曲线,发现卤水矿层具有钾盐含量高、电阻率低的特点,而新型杂卤石矿层不仅钾盐含量高,电阻率也高。因此,进一步基于投影变换卷积神经网络,获得目标层段电阻率数据体。这样,由投影变换卷积神经网络预测的钾盐含量和电阻率两个数据体,划分出目标地区卤水和新型杂卤石矿层的发育位置。
2024, 98(10):2956-2967. DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2024469
摘要:柴达木盆地西部中深层“砂砾型”钾盐储卤层与沉积水体变化息息相关,高密度网状二维地震资料包含的频率信息,有助于识别发育砂砾储卤层的沉积环境,为深层富钾卤水储层研究提供支撑。采用连续小波变换时频分析技术将地震信号从一维的时间域拓展到二维的时间- 频率域上,能够在频谱中更清晰地刻画沉积体内部岩性组合的旋回结构特征。基于正演数据和实际钻井数据,总结了低水位体系域、水进体系域、高水位体系域和水退体系域层序框架下,沉积体的地震时频谱旋回响应特征:低水位体系域的时频谱能量主要聚集在低频,高水体系域的时频谱能量主要聚集在高频,水进体系域的时频谱能量随时间减小向高频方向移动,水退体系域的时频谱能量随时间减小向低频方向移动,指出35 Hz是划分有利沉积旋回——水退体系域末期、低水位体系域和水进体系域初期的频率阈值。选择合适频率区间重构地震数据能突出弱振幅砂砾层的反射特征,结合全频带数据有助于快速识别有利沉积旋回,为寻找砂砾型深层卤水钾矿提供依据。
2024, 98(10):2968-2977. DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2024321
摘要:高铵卤水的蒸发过程中通常会形成掺杂NH+4的钾石盐和光卤石等含铵盐类。固溶体或复盐被用于解释铵和钾在光卤石中的共析出现象。然而,NH+4进入光卤石矿床的机制一直未得到更好的理解。重新审视这一问题,对于深入了解蒸发岩中NH+4的地球化学行为具有重要意义。本研究从相平衡实验和热力学建模方面重新审视了KCl+NH4Cl+MgCl2+H2O四元体系中光卤石(推测是KMgCl3·6H2O、NH4MgCl3·6H2O、K2NH4Mg3Cl9·18H2O、KNH4Mg2Cl6·12H2O和光卤石型固溶体)与水相的平衡。此外,对南翼山地下卤水进行室温蒸发实验,并与相平衡结果进行比较。本文模拟和实验结果均显示在298. 15 K时该体系会形成富钾和富铵两种类型的光卤石固溶体,不形成纯盐相KCl、NH=4Cl及复盐相KMgCl3·6H2O和NH4MgCl3·6H2O。南翼山卤水实际蒸发实验、相平衡实验和模型模拟结果一致,表明南翼山深部卤水蒸发过程形成了富含铵的光卤石固溶体,而不是新的光卤石型复盐。本文研究结果对于南翼山深部卤水钾资源开发利用提供了基础理论支撑。
王淑丽,祁才吉,崔博京,李雪,李东星,张必欣,周月,刘万平,孙小虹,丁晓姜,张明明
2024, 98(10):2978-2988. DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2024318
摘要:钾盐是中国紧缺的战略性矿产资源,对保障国家粮食安全、社会稳定和经济可持续发展等具有重要意义和深远影响。中国钾盐资源勘查开发近70年,通过一代又一代钾盐人的共同努力,在钾盐勘查开发利用领域取得了显著成效。但由于受到中国地质构造与古气候等因素、钾盐成矿及保存等条件的影响,中国钾盐找矿工作难度大。中国钾盐产量难以满足需求,长期依赖进口,对外依存度大于50%,供需形势紧张。近年来,国内钾盐勘查总投入整体呈现收紧趋势,探矿权、采矿权数量也逐年下降。本文主要立足于钾盐资源分布与生产格局等,分析了中国钾盐资源勘查开发所面临的国际竞争等,提出应充分发挥中国现有钾盐产业优势和市场优势,加强顶层设计和统筹谋划,用好国内国外两种资源,进一步推进“一带一路”沿线国家钾盐勘查开发的合作进程,保障中国钾盐资源安全;发挥创新驱动作用,培育钾盐勘查开发的新质生产力,克服国内资源短板,引领国际钾盐行业可持续高质量发展。
2024, 98(10):2989-3001. DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2024364
摘要:粮食安全是国家安全的重要基础,而钾肥作为三大肥料之一,被誉为粮食的“粮食”。钾盐,作为生产钾肥的重要原料,对保障国家粮食安全至关重要。中国作为全球最大的钾盐消费国,面临国内钾盐查明保有资源储量不足和资源禀赋较差等挑战,持续增长的需求使得钾盐的对外依存度常年超过40%。因此,在国际局势复杂多变的背景下,如何保障中国钾盐资源供应安全,成为亟待解决的问题。本文综合分析了中国钾盐矿床类型、地质特征、资源储量、生产供应和消费现状,并利用“S”形模型和ARIMA模型预测了钾盐供需趋势,进而提出相关对策建议。研究表明:①中国钾盐资源主要赋存于第四纪盐湖卤水型钾盐矿床,其中98%的保有储量集中在青海和新疆等省区。国内钾盐储量品位较低,共伴生矿产较多。②我国钾盐资源开发利用主要集中在盐湖卤水型矿床。钾肥生产的链条较长,受地质条件、资源禀赋、气候和工程技术等诸多因素的影响,导致我国钾盐供应量的增长空间和潜力有限。预计2024~2035年,我国钾盐年产量(K2O)在500~600万t。③2024~2035年,以高需求为特征的中国钾盐消费将长期存在。根据预测结果,2024~2035年,中国钾盐需求量将呈现先增后降的趋势,2025年达到峰值1350万t,2035年则降至1020万t;④尽管中国钾盐的对外依存度从2002年的90%降至2023年的49%,但未来每年的供需缺口仍将超过400万t。预计2024~2035年,中国钾盐对外依存度将维持在50%左右,供需缺口长期存在。因此,提出加强钾盐地质勘查,实现找矿突破,强化科技创新,提高资源利用率,充分利用国际市场钾盐资源,支持企业获取境外钾盐资源权益等建议。本文获得的认识结论、对策建议对我国编制钾盐资源战略规划,支撑国家钾盐资源决策等具有一定的参考价值。
2024, 98(10):3002-3016. DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2024309
摘要:二叠系乐平统底界原全球界线层型剖面和层型点(俗称“金钉子”)确立在我国华南广西来宾蓬莱滩剖面, 但由于大藤峡水利枢纽工程的建设, 目前, 蓬莱滩剖面已经长期被淹没于水面之下。近期, 乐平统底界新的“金钉子”被正式批准确定在蓬莱滩原剖面附近的蓬莱滩新剖面, 依据牙形类化石Clarkina postbitteri的首现层位作为新界线标准。鉴于乐平统底界新“金钉子”的层型剖面、界线层位以及界线标志物种均有改变, 本文详细报道了蓬莱滩新剖面的牙形类动物群及它们的产出层位。基于对该剖面茅口组顶部至合山组底部高分辨率的牙形类样品研究, 共识别出不少于5属7种, 包括Clarkina dukouensis、C. postbitteri、Hindeodus sp. 、Iranognathus sp. 、Jinogondolella granti、J. xuanhanensis和Sweetognathus fengshanensis等, 并对重要属种进行了详细的对比讨论。该剖面由下至上可划分出4个牙形类化石带Jinogondolella xuanhanensis带、J. granti带、Clarkina postbitteri带和C. dukouensis带, 并确定C. postbitteri精确的首现层位位于蓬莱滩新剖面第n6L层的底面。蓬莱滩新剖面的牙形类动物群也很好地解释了Jinogondolella granti作为Clarkina postbitteri直接祖先种的唯一可能性。
2024, 98(10):3017-3030. DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2023338
摘要:为研究Jenkyns事件对内陆盆地古气候的影响,通过对鄂尔多斯盆地南部富县组孢粉鉴定、分析,划分出3个孢粉组合,由下至上:① Cyathidites- Deltoidospora- Chasmatosporites组合,地质年代为早侏罗世普林斯巴期; ② Classopollis- Quadraeculina- Chasmatosporites组合,地质时代为早侏罗世托阿尔期早—中期,与Jenkyns事件发生的时间一致;③ Cyathidites- Cycadopites- Psophosphaera组合,地质时代为早侏罗世托阿尔期晚期。孢粉群落反映的古气候信息显示:早侏罗世鄂尔多斯盆地经历了由亚热带湿润性气候→亚热带半湿润半干旱型气候→亚热带湿润性气候的转变。与前人在特提斯洋和泛大洋区域研究所得出的结论不同的是,Jenkyns事件在鄂尔多斯盆地(亚欧大陆腹地)表现为趋干趋热事件。
2024, 98(10):3031-3046. DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2023179
摘要:西准噶尔构造带位于中亚造山带西南缘,是研究古亚洲洋演化的关键地区。该带在晚石炭世构造属性与演化认识久存争议。最新发现的西准噶尔构造带下二叠统白杨河组火山岩为解决这一争议提供了可能。白杨河组火山岩主要为玄武岩及其共生的次火山岩,发育完整的陆相火山机构,不整合于下二叠统佳木河组陆相磨拉石建造之上。火山岩高Al2O3、低TiO2,属钙碱性中低钾系列。ΣLREE/ΣHREE为2. 31~5. 00,富集LREE,δEu为0. 99~1. 29。富集大离子亲石元素Ba、K、Sr,亏损高场强元素Nb、Ta、Zr、Hf,具有明显“TNT”负异常。(206Pb/204Pb)i=17. 924~18. 000,(207Pb/204Pb)i=15. 469~15. 509,(208Pb/204Pb)i=37. 737~37. 879。正的εNd(t)(+5. 93~+6. 76)值和相对低的初始87Sr/86Sr比值(0. 703974~0. 704299),表明源区可能为俯冲板片脱水产生的流体交代的亏损地幔。这些特征与晚石炭世海相弧火山岩地球化学特征总体一致,时空上密切相关,具有同源、同成因、同构造背景特色,显示了较好的继承性。白杨河组晚于佳木河组陆相磨拉石,明显滞后于洋盆闭合时限,属“滞后弧型”建造。结合前人研究和区域地质背景,本文认为西准噶尔构造带洋盆在晚石炭世关闭后,深部的俯冲作用持续到下二叠统白杨河组形成后,其洋- 陆转换过程中经历了“滞后弧”这一独特的构造演化过程。“滞后弧型”火山岩为追索古亚洲洋在本区闭合位置和约束构造演化过程提供新的制约。
2024, 98(10):3047-3061. DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2023170
摘要:西藏波密地区位于南迦巴瓦构造结东北部,是研究喜马拉雅东构造结演化的关键地区。本文首次获得波密地区120万布格重力数据,并利用小波变换多尺度分解方法、刻痕分析方法和重力三维反演方法,获得了不同尺度的重力异常、断层分布和密度结构。结果分析表明,波密地区整体地壳密度变化明显,与断裂分布密切相关。同时结合区域地质资料,在波密地区推断了20条断裂,发现了4处较大的横向密度不均匀带,并推断了贯穿研究区的嘉黎断裂带的产状。在此基础上利用该地区地震及余震活动记录,本文分析了深部密度结构与地震的关系。通过对研究区的断裂构造、地震活动与重力异常的密度横向变化可知,该地区地震活动、断裂带与岩石密度扰动的横向不均匀性密切相关,地震主要位于密度差异带整体的垂向的高密度区域。最后讨论了深部密度结构对波密地区大型工程建设的潜在影响。
2024, 98(10):3062-3076. DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2023066
摘要:雅鲁藏布江大拐弯地区位于青藏高原东南部,是世界上地壳隆升和地貌演化最快的区域之一。在内外动力耦合作用下,区内滑坡灾害极其发育,严重制约着公路、铁路和水电工程的规划建设。本文以滑坡对地貌演化的响应为切入点,剖析了地形地貌、河流侵蚀、构造活动与滑坡分布的关系。研究表明:滑坡在地貌演化中扮演着重要角色,区内局部地形起伏度和坡度与滑坡发生呈非线性正相关关系,沟谷地貌通过增加斜坡陡度和滑坡率来适应的区域地壳隆升和河流快速下切;分析不同地貌演化阶段的面积高程积分,随着地表侵蚀程度的增高,滑坡的面积比、滑坡坡度的平均值和中位数值都逐渐增大,表明滑坡侵蚀在区内快速侵蚀中起着重要支撑作用;河流侵蚀对滑坡的控制作用明显,雅鲁藏布江大拐弯在纵坡降较陡、河流功率大的加拉金珠藏布口滑坡密集分布;滑坡发育与断裂密度呈正相关关系,与断裂距离呈负相关关系,区内断裂剧烈活动诱发的地震滑坡也是造成地貌侵蚀的重要媒介。研究结果有利于加深对雅鲁藏布江大拐弯地区滑坡孕灾背景的认识,也可为研究区的工程规划建设和防灾减灾提供科学依据。
2024, 98(10):3077-3093. DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2023373
摘要:位于东特提斯成矿域的西藏冈底斯成矿带是我国著名的铜铅锌等有色金属矿产地之一,浦桑果矿床是该成矿带内近年来找矿勘查新发现的大型富钴铜铅锌矿床,矿体主要赋存在岩体与早白垩世塔克那组接触带内,成矿作用复杂。闪锌矿是浦桑果矿床主成矿期(石英- 硫化物阶段)的主要金属硫化物之一,主要发育深棕色~棕褐色的Ⅰ类闪锌矿(SpⅠ)和浅棕色~黄棕色的Ⅱ类闪锌矿(SpⅡ)。本文采用电子探针(EMPA)和激光剥蚀电感耦合等离子质谱(LA- ICP- MS),对矿区不同类型的闪锌矿开展原位微区主、微量元素分析。主、微量元素分析结果表明,闪锌矿中普遍富集Co元素且SpⅠ中Co元素含量明显高于SpⅡ中的Co元素含量,Co元素主要以类质同象形式替代Zn元素(Co2+→Zn2+);SpⅠ和SpⅡ均具有富集Fe、Mn、Cd而贫Ga、Ge、In的成分特征,其中Fe、Mn、Cd等元素主要以类质同象形式产出,而Cu、Ag、Pb、As等元素则主要以矿物包裹体形式赋存于闪锌矿中。根据不同元素间的相关关系,认为浦桑果矿床闪锌矿中可能存在Fe2++Mn2+→2Zn2+、(In3+, Sn3+)+(Cu+, Ag+)→2Zn2+、As3++Ag+→2Zn2+、Pb2++2As3++□→4Zn2+(□为晶格空位)等简单和复杂的元素替代机制。结合闪锌矿中Fe、Mn、Ge元素含量和In/Ga、In/Ge、Zn/Cd元素比值与闪锌矿GGIMFis地质温度计的计算结果,指示浦桑果矿床闪锌矿形成于中高温(237~345℃)、低氧逸度、低硫逸度(lgS2=13. 4~8. 3)的环境。
2024, 98(10):3094-3105. DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2023504
摘要:页岩油被认为是我国油气能源的革命者,其中中低熟页岩油资源潜力巨大。原位加热转化是中低熟页岩油有效开发的潜在技术。本文对松辽盆地青山口组一段富有机质泥页岩开展了常规加热和微波辐射加热实验,并结合场发射扫描电镜、低温氮气吸附实验,系统对比了微波辐射和常规加热页岩时孔隙结构与演化特征。结果表明:有机孔的演化主要经历了开孔→孔隙合并→形成复合孔隙及裂缝三个阶段,加热相同温度时微波辐射能够促进有机质裂解形成有机孔,对微裂缝的发育具有明显的促进作用;随温度增加,孔隙结构参数变化复杂,孔径先增后降,孔体积和比表面积呈增加→降低→增加的特征;随微波辐射加热时间的增加,小于50 nm的孔隙体积大幅减小,中大孔体积明显增加,表明小孔隙逐渐扩张、合并并演变成大孔。微波辐射对页岩孔隙空间改善效果更显著,裂缝更发育,利于油气渗流,但同时发现微波辐射加热的功率过高、时间过长时将会破坏孔隙,不利于改善页岩微观孔隙空间。本项研究对于中低熟页岩油原位加热方式选择及加热过程中微观孔裂隙演化认识有一定的帮助。
厚刚福,刘占国,王小娟,陈星渝,郑超,袁纯,宋兵,伍劲,王波,董雨洋,刘少治,王少依
2024, 98(10):3106-3116. DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2023505
摘要:为了明确前陆盆地斜坡区坡折带对沉积体系的控制作用,厘定沉积体系展布规律,以四川盆地川中地区须家河组四段为例,采用地层厚度法恢复了古地貌,刻画了坡折带,并通过岩芯观察、测井相及地震相分析,识别了前陆斜坡区沉积微相类型,在此基础上,通过沉积微相与古地貌叠合分析,提出前陆盆地斜坡区大型坡折带控制沉积体系与微相砂体分布。研究结果表明:四川盆地川中地区须家河组四段沉积期为前陆斜坡背景,发育大型坡折带,在此背景下发育远源辫状河三角洲沉积体系,以辫状河三角洲前缘亚相沉积为主,可进一步识别出内前缘带和外前缘带,以及水下分流河道、砂坝、分流间湾和席状砂等4种沉积微相。坡折带之上主要发育三角洲内前缘带水下分流河道微相,坡折带之下主要发育三角洲外前缘带水下分流河道与砂坝复合砂体。坡折带之下的砂坝微相砂体具备良好的侧向遮挡条件,顶底板条件优越,有利于形成岩性圈闭,且紧邻川西凹陷烃源灶,为下一步最有利勘探领域。
2024, 98(10):3117-3133. DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2023296
摘要:鄂尔多斯盆地及周缘中元古界蓟县系白云岩中广泛发育硅质,硅质被认为是这套白云岩致密化的主要因素。但对硅质赋存特征及其矿物相态关系缺乏详细研究,进而影响了对这套硅质白云岩的硅化和致密化机理的合理解释。野外剖面观测和室内岩石学及地球化学研究表明,白云岩中赋存的硅质以层纹状/条带状、结核状/团块状和弥散状产出。层纹状/条带状硅质以大规模硅质和白云岩相互叠置发育为特征,微观光学显微镜下表现为隐/微晶石英,具有低稀土元素含量、弱Ce负异常、微弱Eu正异常、高Al2O3和TiO2含量等特征,是由海水中SiO2在大陆边缘浅水区域直接沉淀和海水中微生物诱导SiO2在含氧光合生物蓝细菌周围进行沉淀形成。结核状/团块状硅质常以不规则的形式分布在基岩中,主要硅质相态为玉髓、微晶石英,其LaN/CeN值接近1,伴随着弱Ce负异常、微弱Eu负异常,是由海水中的SiO2和陆源碎屑输入的SiO2在晚成岩阶段充填于铸模孔、格架孔形成。弥散状硅质在宏观上不具明显组构特征,微观光学显微镜下以隐/微晶石英为主,具有较高Eu正异常的特征,是由SiO2对白云石进行交代形成。蓟县系白云岩中硅化具有明显的选择性和旋回性,从而导致该套硅质白云岩致密化,致使岩石孔隙度降低,对优质储层的发育不具有建设性作用。
2024, 98(10):3134-3148. DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2023297
摘要:本文通过对储层沥青的分布、含量、岩石学特征、成熟度、元素组成、生物标志物、同位素等的研究,剖析了鄂尔多斯盆地寒武系储层沥青的地质特征及来源。结果表明,寒武系储层沥青富集程度较高,多呈条带状和环状,赋存于微裂缝、粒间和溶蚀孔隙中。具有清晰的边界,高热演化程度(等效镜质组反射率值为1. 35%~3. 48%),高C原子组成的地质特征,为热裂解的焦沥青成因。寒武系储层沥青具有明显C27规则甾烷优势、C23三环萜烷及植烷优势的特征,表明其形成于还原环境,来源于低等藻类。较高三环萜烷/藿烷和较低藿烷/甾烷比值,表明其为海相成因。寒武系储层沥青中较高三芳甲藻甾烷参数(三芳甲藻甾烷/ (C303- 甲基- 24- 乙基三芳甾烷+三芳甲藻甾烷))和(C26+C27)/C28三芳甾烷比值,与东坡组烃源岩分布特征最为相似。此外,有机碳同位素和相似Rb/Sr、Zn/Co和Cu/Sr分布特征,进一步证实了盆地南缘和东缘寒武系储层沥青主要来源于东坡组烃源岩,即东坡组海相烃源岩生成的油气已经在鄂尔多斯盆地南缘和东缘运聚并成藏,寒武系原生油气藏的勘探潜力在鄂尔多斯盆地南部较大,不容忽视。
2024, 98(10):3149-3168. DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2023067
摘要:与煤炭、石油、天然气等传统化石能源相比,地热能具有资源储量大、分布广、可再生、开采条件好等优点。菏泽潜凸起地热田是山东省主要大型碳酸盐岩岩溶热储地热田之一,地热资源储量丰富。为保证地热资源可持续开发利用,本文基于郓城县武安府前小区、文昌苑社区岩溶热储地热采灌井全井段地温场长期动态监测,阐述了地温场变化规律及演化趋势,建立水热耦合采灌对井数值模型,计算回灌工程合理采灌井距、合理采灌量,防止开采井运行期内发生热突破。结果表明,随着回灌年限的延长,回灌井周围热储温度逐年降低,回灌冷水影响范围逐渐扩大。将开采井热储温度降低1℃视为热突破,利用数值模型模拟预测,回灌低温冷水影响范围随采灌工程运行逐渐扩展并到达开采井附近。随着采灌量的增加或采灌井间距的减小,开采井周边的低温范围逐渐增大,产生热突破的时间逐渐缩短。热突破时间t与回灌量Q呈幂函数减小、与采灌井间距R呈指数函数增长。采灌量50 m3/h,采灌井距大于350 m可保证对井系统运行100年不发生热突破;采灌量70 m3/h、90 m3/h、120 m3/h、150 m3/h、180 m3/h时,100年不发生热突破的合理采灌井距分别为400 m、425 m、475 m、500 m、550 m。该结论为采灌井合理布局、地热资源可持续循环开发提供科学依据。
许志琴,朱文斌,郑碧海,李广伟,魏海珍,高建国,舒良树,章荣清,车旭东,王国光,李伟强,魏广祎,彭弘韬,黄煜
2024, 98(10):3169-3171. DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2024504
摘要:地学新知
2024, 98(10):202410090-202410090.
摘要:
2024, 98(10):202410091-202410091.
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
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国外发行代号 :M 78