海底泥火山形成机制——南海台西南盆地泥火山钻探建议

泥火山是地下泥质流体喷发到地表或海底所形成的丘状构造，其形成与油气成藏、天然气水合物成矿有着直接联系，其喷发活动易引发工程事故，喷发的大量甲烷气体会加剧温室效应。国内外学者已在泥火山发育、地球化学、地球物理特征等方面开展了诸多研究。然而泥火山形成机制问题仍存在多种争议，其触发因素可能来自断层活动、地震、超压等。泥火山流体的传热传质及其对水合物形成与动态分布的控制作用还有待深入研究，同时海底泥火山碳排放亦是重要地质问题。因而我们建议选取南海北部台西南盆地典型泥火山开展钻探，获取海底泥火山发育的构造环境、沉积背景、温压场等系列参数，揭示泥火山成因机制，建立海底泥火山油气渗漏模式，探讨泥火山流体传热过程对水合物形成与分布的影响。研究成果对于超压沉积盆地油气勘探与开发、海底渗漏型水合物研究与勘探、新构造活动与地质灾害分析等都具有重要指导意义。     

羌塘盆地泥火山发育区天然气水合物地球化学勘查

泥火山是天然气水合物赋存的标志之一,是天然气水合物存在的主要证据。羌塘盆地冻土区发育大量泥火山。对泥火山发育区进行了地球化学勘查,结果表明,泥火山周围具有酸解烃、荧光光谱、碳酸盐、蚀变碳酸盐、微量元素等地球化学指标显著异常,甲烷碳同位素和三维荧光结果显示地球化学烃类异常为原油伴生气和凝析油成因,表明泥火山外围烃类富集是由油气藏渗漏形成。该结论对羌塘盆地天然气水合物勘查突破具有重要意义。     

南海北部边缘盆地泥底辟及泥火山特征及其与油气运聚关系

泥底辟与泥火山成因机制相同,发育演化特征相似,但最终地质形态及存在形式有所差异.通过深入分析南海西北部莺歌海盆地泥底辟与东北部台西南盆地泥火山发育展布特点及伴生天然气地球化学特征,指出莺歌海盆地泥底辟主要分布于盆地中部的莺歌海深大凹陷,且沿盆地NW方向呈五行雁行式排列,泥底辟发育演化具有明显的低密、低速和异常高温超压的特点;而台西南盆地泥火山主要展布于南部凹陷陆坡深水区和台湾陆上台南-高雄地区,陆上泥火山多沿深大断裂带分布,地面形态特征类似火山形态,多具有喷口,海域泥火山的海底形态亦与其相似,但研究程度较低.泥底辟及泥火山伴生烃类天然气成因类型较多,但以成熟-高熟煤型烃类气为主;伴生的非烃气CO₂和N₂丰富,但以无机壳源型CO₂为主.泥底辟及泥火山的泥源层均为中新世及上新世海相坳陷沉积的巨厚泥页岩,本身即具生烃潜力,其成熟生烃及其与泥底辟/泥火山运聚通道和底辟伴生构造的良好配置,则构成了其独特的泥底辟/泥火山油气运聚成藏系统,进而控制了这种“泥底辟/泥火山型油气藏”的分布.      

南海东北部陆坡区天然气水合物成矿作用

南海东北部陆坡区具有准被动大陆边缘构造特征,新生代含油气沉积盆地发育,具备天然气水合物发育的一系列有利地质构造背景。基于该区已有的调查资料,从构造、沉积、成矿气体来源和水合物相平衡及其热力学特征等方面,综合分析了南海东北陆坡区有利的天然气水合物成矿条件。结果表明,研究区完全具备形成水合物的海底温度、地温梯度和压力条件,存在底辟和泥火山构造、斜坡-断层构造组合等特殊地质构造环境及构造部位,浅部沉积层具有合适的岩石学条件和较高的沉积速率,并存在丰富的生物气和热解气。因此,南海东北部陆坡区具有潜力极大的天然气水合物成矿远景。     

北康盆地第四纪块体搬运沉积地震反射特征及成因机制

北康盆地陆坡区地震资料显示,自第四纪以来广泛发育深水块体搬运沉积,面积约占盆地面积50%以上。为了更加精细地了解该区块体搬运沉积的地震反射特征、分布期次、规模及其成因机制,共选取30条二维高分辨率地震剖面,采用精细解释的方法,对研究区内的块体搬运沉积体的外部形态和内部结构进行了识别和刻画;同时结合北康盆地地质背景和地震反射特征,讨论了自第四纪以来块体搬运沉积广泛发育的原因。结果表明,自第四纪以来,北康盆地共发育了6次大规模块体搬运沉积,识别出3种典型外部形态和6种内部结构单元;研究区第四纪块体搬运沉积体系的广泛发育主要由陆坡坡度、沉积速率、海平面变化及水合物分解和运移4个因素控制,其中海平面变化与水合物分解和运移起关键触发作用。     

印度洋北部马克兰增生楔泥火山分布及主控因素探讨

为了探讨低角度俯冲背景下活动大陆边缘泥火山的分布及其主控因素,收集了大量印度洋北部马克兰增生楔地区的沉积地层、断裂构造及泥火山或泥底辟等资料。综合分析结果显示,研究区沉积地层主要由上、下两部分组成,其中,下部较细的半远洋泥质地层具有“东厚西薄”的特征,而上部较粗的马克兰砂地层具有高速沉积的特征。这种密度倒置且后期沉积速率很高的地层分布特征为该区泥底辟或泥火山的形成提供了物质基础。在马克兰增生楔,阿拉伯板块向欧亚板块汇聚的速率具有“东快西慢”的特点,而且东、西两侧走滑断层和泥火山发育。结合俯冲角度同样较低的地中海海岭板块汇聚速率与泥火山的分布特征认为,马克兰增生楔东、西两侧的泥火山主要受走滑断层的控制,而增生楔内部的泥火山主要受板块汇聚速率、逆冲断裂以及密度倒置等综合因素的控制,表现为“东多西少”的特征。     

孟加拉盆地东部褶皱带差异构造变形及成因

基于野外地质调查和地震资料分析,证实了孟加拉盆地东部褶皱带发育底部和中部两套滑脱层。底部滑脱层在整个褶皱带均发育,而中部滑脱层仅发育于北段—中段的陆上和陆架区,在中段的陆坡-洋盆区及南段则不发育。中部滑脱层的发育受古陆坡富泥沉积控制。北段—中段主要发育滑脱褶皱及被断层突破的滑脱褶皱,而南段主要发育泥底辟和泥火山构造。孟加拉盆地东部褶皱带滑脱层系及构造样式的差异变形特征主要受区域挤压作用、沉积作用以及地层流体超压等方面存在着差异的共同影响。     

大别造山带东南缘中新生代盆地类型探讨

大别造山带东南缘中新生代盆地是一个多成因的叠合盆地,不同学者对其在不同演化阶段的成因特征和形成机制认识有较大差异。根据构造演化、盆地成因和性质、沉积特征、成盆时的应力状态和地球动力学过程等特点划分出大别造山带东南缘中新生代沉积盆地四种类型,提出了盆地的形成与演化经历了中晚三叠世前陆盆地,早中侏罗世坳陷盆地、晚侏罗世-早白垩世早期火山喷发-沉积盆地、早白垩世中期—古近纪裂陷盆地和新近纪的坳陷盆地共5个阶段的新观点,统一了对大别造山带东南缘中新生代盆地成因类型及其形成机制的认识,对深化盆地性质认识、正确评估盆地资源有重要意义。     

江西信江盆地罗塘凹陷膏盐微量元素地球化学特征

江西信江盆地罗塘凹陷发育一套晚白垩世周田组暗色泥岩与膏盐岩互层沉积,为了解膏盐岩成因,综合利用钻井资 料和地球化学分析手段进行研究。结果表明,研究区膏盐岩主要发育在周田组二、三、四段,岩性为含钙石膏泥岩和泥质 石膏岩,其次为（硬） 石膏岩。稀土和微量元素地球化学特征揭示了膏盐岩与围岩的物源均来自陆源,而非深部卤水。膏 盐岩具有早期高水位浅水区和晚期低水位深水区两种沉积模式。早期高水位浅水区沉积模式主要分布在盆地边缘,沉积了 紫红色含钙质结核泥岩夹膏盐岩;晚期低水位深水区沉积模式主要分布在盆地中心,发育了膏盐岩与暗色泥岩互层沉积, 并组成多个盐韵律。平面上由盆地边缘到中心依次沉积了碳酸盐岩、膏盐岩类的典型蒸发岩序列。     

海底蛇纹岩化伴生的碳酸盐岩研究进展

现代海洋环境中超基性岩广泛发生蛇纹岩化,导致富氢气(H2)和无机成因甲烷(CH4)的流体渗漏活动和化能自养生物群的发育,该过程常伴有自生碳酸盐岩和水镁石沉积的形成。本文综述了现代不同海洋环境(洋中脊、弧前泥火山与海沟等)与海底蛇纹岩化有关的碳酸盐岩的地质地球化学及标志性生物特征,介绍了自生碳酸盐岩及其中生物标志物研究无机成因CH4记录的研究现状以及古代蛇纹岩化相关的碳酸盐岩的地质地球化学特征,指出了该领域存在的关键问题以及研究重点。     

大同火山群地质及岩石学特征

大同火山群以盆地为对称轴分布,中更新世晚期火山位于盆地的轴部,中更新世早期火山位于盆地两侧。计算的延伸和断裂速率分别为0.43cm/a和0.22cm/a。大同火山群主要属于碱性橄榄玄武岩系列,中更新世早期火山的一部分属于拉斑系列,夏威夷岩是大同火山岩的一个主要类型.中更新世早期火山岩的氧化物变异趋势可能是受高压下Ol+Opx的分离作用控制.中更新世晚期火山岩氧化物变异趋势暗示了是受岩浆混合作用的控制。     

Geochemical characteristics of mud volcano fluids in the southern margin of the Junggar basin,NW China: implications for fluid origin and mud volcano formation mechanisms

Mud volcanoes can provide important information about the underlying strata, hydrocarbon accumulation, and recent neotectonic movements in an area. The fluids erupting from mud volcanoes provide important information about their formation and evolution. The ion concentration and the hydrogen and oxygen isotopes of the fluids that were erupted from the three mud volcano groups, Baiyanggou, Aiqigou, and Dushanzi, and nearby rivers in the southern margin of the Junggar basin, northwestern China, are studied. The concentrations of Na and Cl in mud volcano fluids are clearly elevated, displayed as the Na-Cl type. The δD and δ18O values of the fluids are similar between the Baiyanggou and Dushanzi mud volcanoes, which are mainly from ancient sedimentary pore water. However, the Aiqigou mud volcano is depleted in dissolved Cl and shows lower δ18O values with mixed sources, including deep pore and local meteoric water. Two types of mud volcanoes are proposed in this study. One type is low-energy mud volcanoes with a low volume of fluid of deep origin on the hillcrest, which display as mud pool/pie/hole. The other type is high-energy mud volcanoes having mixed fluid origin in the valley and formed in the shape of a mud cone (dome).     

Geodynamics and stress–strain patterns in different tectonic settings

Deformation patterns in subduction zones, feeder systems of volcanoes, and rifts are compared and investigated in terms of relations among elastoplastic strain, rheology, pore fluids, and temperature. Regional-scale subduction processes have been explored in segments of the Kuriles–Kamchatka, Izu-Bonin, and Mariana zones. Slab geometry constraints from the 3D velocity structure are used to model the balance of forces in the three subduction zones and to distinguish the regions of predominant push or pull. Stress and strain variations in suprasubduction crust are considered for the case of magma sources beneath the Klyuchevskoy group of volcanoes. Time-lapse (4D) seismic tomography shows crustal magma reservoirs to appear and disappear rapidly as the volcanoes become active or dormant, respectively. This behavior is due to rapid strain changes which cause fast flow of fluids and the ensuing decrease or increase of melting temperature in the magma reservoirs. In addition to subduction zones, stress–strain patterns are modeled for collisional (compressive) settings, with the example of the Altai–Sayan area and the Caucasus, and for the conditions of rifting (extension), in the case of the Vilyui basin. As the modeling shows, formation of a superdeep basin does not necessarily require the crust to stretch twice or more: only 20% stretching in the necking region is enough to produce a 10–15 km deep basin.     

Characteristics and developmental mechanisms of mud volcanoes on the southern margin of the Junggar Basin,NW China

Mud volcanoes have provided much meaningful information about the deep Earth and the recent crustal and neotectonic movements in an area for over 200 years. However, the triggering mechanisms have puzzled geologists for a long time. This study investigated the factors controlling mud volcano activity and the triggering mechanisms of mud volcano eruptions on the southern margin of the Junggar Basin, NW China. The Baiyanggou, Aiqigou and Dushanzi mud volcanoes are all located along the Dushanzi Anticline, which belongs to the third anticline belt on the southern margin of the basin. The extensive, thick mudstone at depth provides a wealth of material for the formation of mud volcanoes. Simultaneously, the overpressure serves as the driving force for the eruption of the mud volcanoes. The torsional–compressional stress field created by the collision between the Indian and Eurasian plates not only enhanced the abnormal formational pressure in the region but also lead to the development of extensional faults in the core of the Dushanzi Anticline, which served as the conduits for the mud volcanoes. The continuous collision between the Indian and Eurasian plates and the regional torsional–compressional stress field may largely control the cyclical activity of the mud volcanoes and serve as their primary trigger mechanism. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.     

永定五湖早侏罗世火山喷发盆地基本特征

五湖早侏罗世火山喷发盆地位于永安县东18km。构成该盆地的火山地层属藩坑组。岩石组合为玄武岩(安山岩)-流纹岩组合,属双峰式火山岩组合。火山岩相划分为爆发相、溢流相、火山通道相、潜火山相及喷发沉积相五种基本类型,并建立了相序和相组合。火山构造圈定有白叶湖崃破火山、天子山东及大雪山东层状火山,本文重点剖析了白叶湖(山东)破火山,并阐述该火山喷发盆地的发展历史。     

托云火山群的火山地质特征及其构造意义

结合托云盆地新生代火山岩的卫星影像解译与野外验证成果，发现托云盆地内的7个火山口和棋盘式走滑断裂系统，首次提出了托云火山群的概念．这些火山口可以划分成中心式火山和溢流玄武岩2种类型，形成的火山机构包括塌陷破火山口、火山颈和锥状岩席．火山岩主要为碱性玄武岩，部分玄武岩中可见橄榄岩类等深源岩石包体和普通辉石等矿物巨晶．因此，托云盆地新生代火山岩具有幔源岩浆的性质，断裂构造活动为其上升就位提供通道，火山岩应是由多个火山口近于同时喷发形成的，不具有由上、下两套火山岩系构成的双层结构．     

准噶尔盆地及其周缘地区晚古生代火山机构分布与发育环境分析

本文收集了北疆地区已报道的145处晚古生代火山机构信息.其中,准噶尔盆地周缘32处,主要集中分布于博罗科努山、博格达山以及克拉美丽山,包括破火山口、火山穹窿、火山通道(火山颈)等多种火山机构类型;准噶尔盆地盆内火山机构85处,主要分布在西北缘克百断裂带和盆地腹部的四处凹陷(三南凹陷、东道海子凹陷、滴水泉凹陷和五彩湾凹陷)及七处凸起(白家海凸起、石西凸起、夏盐凸起、三个泉凸起、滴北凸起、滴南凸起和北三台凸起).盆内火山机构分布主要受海西期断裂系控制,大致沿着NE、近EW两个方向的断裂展布,并在断裂交汇部位最为发育.由于后期改造,晚古生代火山机构普遍遭受剥蚀,且发生强烈变形和风化、淋滤改造,野外识别主要依靠残留地貌特征、火山岩相变化趋势及引爆角砾岩等特征岩性;地震识别则主要依靠地震切片、属性分析及构造趋势面分析等手段.准噶尔盆地晚古生代火山岩年龄集中于340～320Ma,300～295 Ma,分别对应东、西准噶尔岛弧俯冲时期.自早石炭世至晚石炭世,准噶尔盆地及邻区火山活动具有自水下向水上、深水向浅水、陆缘向陆内转换的变化趋势.     

Late mesozoic volcanism of the east-arctic continental margin of Eurasia (East Siberian Sea) based on seismic data

Analysis of the geology of the islands and interpretation of seismic sections of the western part of the East Siberian Sea shelf revealed two types of basaltic magmatism. The Cretaceous fissure volcanism mostly developed in the Anzhu trough. The south wall of the New Siberian basin contains a cone-shaped paleoedifice, which is evidence of the formation of the central type volcanoes.     

西南天山新生代造山岩浆作用响应——以皮羌盆地新生代火山岩为例

新疆西南天山皮羌盆地是一个新生代火山构造盆地。盆地内出露4个古火山颈和大量岩墙,部分岩墙与火山颈相连。运用岩相学、岩石地球化学测试分析法研究皮羌盆地内火山岩,研究表明,火山岩具原生岩浆性质,及碱玄岩、碧玄岩和玄武岩岩石组合特征。火山岩产于板内造山带环境,为幔源部分熔融产物,无明显结晶分异。结合托云盆地新生代火山岩岩石地球化学探讨西南天山岩浆触发机制,认为岩石圈局部拆沉作用是触发本区岩浆活动主要机制。