鄂尔多斯盆地西缘中奥陶统地球化学特征及古环境意义

鄂尔多斯盆地西缘位于中国东西部构造接合区,其奥陶纪末期构造体制的改变引起了广泛关注。选取老石旦剖面中奥陶统碳酸盐岩作为研究对象,通过地球化学分析,恢复其古环境特征并探索盆地西缘中奥陶世构造体制改变在沉积学与地球化学方面的响应。结果显示:(1)三道坎组和桌子山组碳酸盐岩δ¹⁸O为-5.2‰~-8.9‰,平均值为-7.0‰;δ¹³C为1.3‰~-1.8‰,平均值为-0.1‰。δ¹⁸O自下而上不断增加,并在顶部出现小幅降低。δ¹³C与δ¹⁸O变化趋势相似。(2)古环境特征表现为从三道坎组到桌子山组,水温经历了初期震荡,从32.7 ℃缓慢降至15.7 ℃。古盐度Z值呈不断增加的趋势,反映出该沉积期水体加深、盐度不断升高。(3)主量、微量元素指标反映出研究区中奥陶世沉积水体不断加深,从三道坎组到桌子山组陆源碎屑物质含量逐渐降低,指示沉积环境由局限台地向开阔台地转变。结合研究区中奥陶统构造背景,认为中奥陶世鄂尔多斯盆地西缘已经处于前陆盆地的构造体制下,逐渐受到阿拉善地块和华北板块碰撞造山影响,盆地呈现西北高、东南低的古地貌特征,从而导致蒸发浓缩的富钾卤水向东南部汇聚;因此,陕北盐盆东南部次级凹陷是海相钾盐矿床的重点勘探靶区。     

雅鲁藏布江中上游地区表土碳同位素变化及其影响因素初探

土壤有机碳同位素组成（δ¹³C）记录的环境信息对研究气候与环境变化至关重要,然而高海拔地区土壤δ¹³C对气候变化的响应机制尚不明确。对青藏高原南部雅鲁藏布江中上游地区（海拔3 500~5 100 m）的36个表土样品进行了δ¹³C系统分析,并讨论了其对气候因素的响应。结果表明：表土δ¹³C值分布在-24.6‰~-15.2‰范围之间,平均值为-20.8‰,指示了地上植被为C₃/C₄混合植被类型。随着海拔的升高,C₄植物比例减少,C₃植物比例增加,这种比例变化主导了该区域表土δ¹³C的组成差异。海拔每升高100 m,δ¹³C值偏负0.5‰。进一步分析说明,生长季温度可能是影响该区域表土δ¹³C变化的主要气候因子,降水、大气压等对δ¹³C值的贡献较低。     

黄骅坳陷石炭-二叠系凝析油气地球化学特征及来源分析

深层油气勘探是未来油气资源的重要接替领域。渤海湾盆地下伏石炭-二叠系煤系烃源岩自油气勘探取得新突破以来,一直是深层油气领域研究的热点。黄骅坳陷新部署的QG8井奥陶系碳酸盐岩储层和YG1井二叠系砂岩储层获高产凝析油气流,其来源判别问题是深层油气勘探的关键。针对QG8、YG1井凝析油气开展的生物标志化合物、有机碳稳定同位素和原油物性研究表明：两口井的凝析油均为低黏度、低密度的典型轻质原油,具有姥鲛烷优势（Pr/Ph>2.8）,QG8井凝析油饱和烃δ¹³C为-29.1‰、芳烃δ¹³C为-26.8‰;天然气δ¹³C₁偏重,介于-39.7‰~-36.4‰之间,干燥系数大于0.8,重烃可达16.2%,为偏干湿气。QG8与YG1井凝析油特征与黄骅坳陷石炭-二叠系煤系烃源岩（饱和烃δ¹³C为-29.26‰~-26.87‰,芳烃δ¹³C为-26.62‰~-24.15‰）及KG4井原油物性（0.757 1~0.840 2 g/cm³）相近,天然气特征则相似于济阳坳陷GBG1井的煤成气（δ¹³C₁为-43‰~-35‰）,表明高产的凝析油气来自石炭-二叠系煤系烃源岩。证实渤海湾盆地深层石炭-二叠系煤系具有生烃潜力和油气勘探前景。     

西岔、金厂沟金矿床地质特征及成矿机理研究

西岔、金厂沟金矿床是层控破碎带蚀变岩型金矿,其成矿时代为印支期至燕山早期。地层岩石中元素丰度及其演化资料表明,本矿床成矿物质来源具双重性,即有来源于地层,也可能有部分来自岩浆岩。稳定同位素研究结果西岔金矿床δ³⁴S=1.9‰-7.4‰;黑厂沟金矿床δ³⁴S=3.3‰-5.1‰,二矿床疏同位素组成基本相近,表明硫源相似。δ³⁴S_H²o值=5.3‰-6.4‰;δ¹³C=-6.1‰流体包裹体研究表明,成矿流体主要为氯化物水型。成矿温度集中于142-290℃。由此推断矿液水可能是岩浆水与大气降水的混合水。矿液中碱可能来源于地层。     

下扬子南京地区早寒武世幕府山组海平面相对升降的地球化学和碳、氧同位素记录

本文对南京地区早寒武世幕府山组沉积环境及地球化学特征进行了研究,利用元素地球化学和碳、氧同位素特征对古盐度、古水深及古环境的记录,分析幕府山组时期发生的海平面相对升降。结果表明：下扬子南京地区下寒武统幕府山组Mg²⁺/Ca²⁺值与古水深呈负相关,Sr/Ba值、1000Sr/Ca值和V/Ni值与古盐度、古水深呈正相关,Sr/Ba值、1000Sr/Ca值和V/Ni值反映的古盐度、古水深曲线可以指示海平面相对升降。幕府山组样品碳、氧同位素保留了原始海洋的同位素组成：δ¹³C_PDB值分布于0.8‰~3.5‰之间,均值为2.55‰;δ¹⁸O_PDB值分布于-6.9‰~-2.2‰之间,均值为-4.18‰。幕府山组样品的δ¹³C_PDB值大小可以反映海平面的相对升降,两者呈正相关。根据Sr/Ba值、1000Sr/Ca值、V/Ni值、δ¹³C_PDB值和沉积环境演化,绘制了幕府山组海平面相对升降曲线。幕府山组经历了一次海侵-海退旋回,海平面相对升降曲线反映了幕府山组海平面波动频繁,由3次海平面相对上升和3次海平面相对下降组成。     

湘鄂西龙马溪组页岩解析气同位素组成特征及应用

湘鄂西地区位于中扬子板块,研究区龙马溪组富有机质页岩的有机质类型以Ⅱ₁型为主,Ⅱ₂型次之,TOC含量高,有机质热成熟度高,页岩矿物以脆性矿物为主,黏土矿物次之。通过分析三个实验阶段(20 ℃、65 ℃、90 ℃)解析气样发现,气体中CH₄含量较高(90.34%~99.64%),含有少量非烃气体。龙马溪组页岩气CH₄碳同位素值为-41.9‰~-30.8‰,C₂H₆碳同位素值为-42.3‰~-36.2‰,δ²H_CH4为-193.4‰~-156.0‰,随着成熟度的增加,CH₄碳同位素、C₂H₆碳同位素以及CH₄氢同位素都有升高的趋势。烃类气体碳同位素具有明显的倒转现象,即δ¹³C₁>δ¹³C₂。根据解析实验三个阶段的气体同位素特征和测得的各阶段含气特征建立游离气与吸附气所占比例的计算公式,进一步推算出解析过程总含气量中所含有的游离气量以及吸附气量。     

藏南扎西康铅锌多金属矿床成因——硫化物原位硫同位素证据

藏南扎西康铅锌多金属矿床是特提斯喜马拉雅构造带（TH）东段发现的首个大型铅锌矿床,但其成因备受争议。本文在详细研究矿床地质特征的基础上,对矿硐内具有"同心环带"或"热水蛋"构造的铅锌矿石中的黄铁矿、方铅矿和闪锌矿进行了原位微区硫同位素分析。结果显示：铅锌矿石硫同位素组成变化范围在8.88‰~11.83‰之间,平均为10.50‰,总硫同位素组成（δ³⁴S_∑S）约为10.07‰。其中：7个黄铁矿（Py）测点的δ³⁴S_Py值为10.29‰~11.14‰,平均为10.70‰;6个闪锌矿（Sp）测点的δ³⁴S_Sp值为10.78‰~11.83‰,平均为11.49‰;5个方铅矿（Gn）测点的δ³⁴S_Gn值为8.88‰~9.18‰,平均为9.04‰。总体表现为δ³⁴S_Sp > δ³⁴S_Py > δ³⁴S_Gn,指示硫同位素未达到分馏平衡。利用方铅矿与闪锌矿矿物对硫同位素温度计计算可得,铅锌成矿温度介于224~280℃之间,平均值为259℃。结合前人研究成果,进一步得出扎西康铅锌多金属矿床主成矿期硫源主要来自日当组（J₁r）围岩地层,并可能有少量岩浆硫的混入,属受控于地层-构造-岩浆热液作用的中温热液矿床。     

羌塘北缘开心岭—乌丽冻土区水溶烃组分及甲烷碳、氢同位素特征研究

羌塘北缘开心岭—乌丽冻土区沿隐伏断层发育多处冷泉含水溶解烷烃,采用水溶烃组分和甲烷的稳定碳、氢同位素特征对其成因开展了分析研究。结果表明,开心岭—乌丽冻土区水溶烃组分中甲烷含量比例高达99.83%~99.96%,同时伴随有少量乙烷、丙烷,另含微量的乙烯和丙烯。开心岭一带水溶烃甲烷δ¹³C_PDB值介于-46.5‰~-55.1‰,δD_VSMOW值为-281.0‰~-342.0‰;乌丽一带水溶烃甲烷δ¹³C_PDB值介于-47.8‰~-58.9‰,δD_VSMOW值为-339.0‰~-346.0‰,指示水溶烃甲烷为有机成因,但气源较复杂,利用δ¹³C_CH4-δD_CH4、δ¹³C₁-C₁/(C₂+C₃)等成因图解判别,得出甲烷主要属微生物气,次之为热解成因气,混有少量原油伴生气。推断甲烷主要为有机质在微生物作用下分解的烃类气体或次生生物气,与晚二叠世那益雄组含煤烃源岩有关,气源条件暗示该地区冻土带200~500 m深度内有利于微生物成因气为主的甲烷天然气水合物形成。     

准噶尔盆地南缘三叠纪—侏罗纪之交的古气候*

准噶尔盆地南缘的郝家沟剖面三叠系—侏罗系连续发育,是研究三叠系—侏罗系界线及相关地质问题的重要剖面。孢粉分析发现,上三叠统郝家沟组以气候适应范围较宽的裸子植物花粉占优势,而在下侏罗统八道湾组下部主要适应温暖湿润气候的蕨类植物孢子含量明显增高,在组合中常占据优势地位,说明研究区早侏罗世气候比晚三叠世更为潮湿。沉积岩有机碳同位素分析结果显示,在剖面八道湾组下部的δ¹³C值总体低于-24.5‰,形成两次明显的负向偏移,同时采集的丝炭样品的分析结果也证明δ¹³C在八道湾组下部具有明显负向偏移。根据现代湖泊沉积有机质碳同位素与气候关系的研究成果,沉积有机质稳定碳同位素负偏是气候温暖潮湿化的反应,支持了孢粉研究的结果。以上表明,研究区侏罗纪之初的气候比晚三叠世更加炎热潮湿。     

岩浆去气作用碳硫同位素效应

根据开放体系条件下的瑞利分馏原理,并考虑岩浆中可能溶解的合碳和含硫组分,从理论上定量模式了岩浆去气作用对火成岩碳、硫同位素组成的影响。结果表明,岩浆CO₂去气作用能够导致岩石中碳酸盐显着亏损¹³C,其δ¹³C值能够从原始-5‰变化到-20‰(PDB);岩浆CH₄去气作用则导致岩石中碳酸盐相对富集¹³C,其δ¹³C值能够从原始-5‰变化到+4‰。岩浆SO₂去气作用可以导致岩石中硫化物显着亏损³⁴S,其δ³⁴S值能够从0‰变化到-8‰(CDT);岩浆H₂S去气作用则导致岩石中的硫化物相对富集4S,其δ³⁴S值能够从0‰变化到+6‰。因此,除源岩原始同位素不均一性和地壳物质混染能引起火成岩的碳、硫同位素组成发生较大变化外,岩浆去气作用也是重要原因之一。     

鄂尔多斯盆地南缘奥陶纪沉积充填记录的关键时限及其构造意义

鄂尔多斯盆地南缘上、下古生界呈现明显的角度不整合,标志着该区卷入了加里东造山带变形。本文以盆地内奥陶纪沉积充填记录为线索,利用地层序列中沉积凝灰岩的锫石U-Pb同位素测年,结合秦岭造山带岩体年代学研究成果,探讨了秦岭加里东期构造事件的发生与发展过程。研究表明:1)奥陶系沉积时期,沉积序列经历了海侵至海退的完整旋回,中奥陶世马五期海退序列开始,晚奥陶世背锅山期海水自鄂尔多斯盆地西南缘完全退出;2)晚奥陶世平凉期至背锅山期,地层序列中凝灰岩、滑塌构造、滑塌角砾岩普遍发育,滑塌构造和滑塌角砾岩的直接触发因素是构造活动引发的地震,构造活动性明显加强;3)中奥陶世马五期海退序列的开始,孕育着秦岭洋壳板块开始向北俯冲,时限大约为475~463 Ma;4)晚奥陶世平凉期,沉积序列中重力流、滑塌构造和凝灰岩普遍发育,孕育着秦岭洋向北的俯冲碰撞进入了高峰阶段,其时限大约为454~450 Ma。     

鄂尔多斯地块早古生代构造格局及演化

本文通过沉积、构造和沉降历史的综合分析，揭示了鄂尔多斯早古生代碳酸盐岩台地演化历史，恢复了不同演化阶段的古构造格局，并探讨了古构造的演化机制。     

塔里木盆地卡塔克南缘中2井良里塔格组碳酸盐岩沉积地球化学特征

卡塔克隆起北坡的上奥陶统良里塔格组台缘带的礁滩相孔洞缝储集体是油气的重点勘探领域。中2井是卡塔克隆起南坡的第一口以查清卡塔克隆起南缘下古生界碳酸盐岩台缘结构、探索良里塔格组礁滩相孔洞缝储集体为目的区探井。对中2井良里塔格组取心段的碳酸盐岩沉积亚相分析表明:良里塔格组发育以苔藓虫、四分珊瑚格架岩及障积岩为特征的礁-滩-丘沉积组合。而对中2井的良里塔格组以及一间房组、鹰山组碳酸盐岩沉积地球化学分析及其对比研究表明:良里塔格组碳酸盐岩为正常的海水沉积环境,陆源碎屑较少(<0.5%),其中,稀土总量平均为8.65×10-6,LREE/HREE平均为6.20,87Sr/86Sr平均值为0.70843(n=12),变化范围是0.70800~0.70882,波动较小;纵向上,沉积水体向上变浅,为亚氧化或弱还原条件沉积环境,δEu平均为0.67、δCe平均为0.80;较好地保留了原始海水中稳定同位素特征,全岩的1δ8OPDB=-7.3‰~-3.2‰(平均为-4.4‰),1δ3CPDB=1.8‰~3.1‰(平均为2.7‰),与全球晚奥陶世海水或碳酸盐岩对应的平均值相近,反映了后期成岩改造作用较弱。     

鄂尔多斯盆地海相碳酸盐岩层系天然气成藏研究

鄂尔多斯盆地两套优质烃源岩,即上奥陶统背锅山组泥灰岩和中奥陶统平凉组中下部页岩,是海相碳酸盐岩层系古油藏原油和现今靖边气田油型气的主要来源。两套优质烃源岩主要分布在盆地的西部和西南部,呈"L"型展布,盆地内部缺失;它们累计厚度约50~350m。平凉泥岩TOC介于0.5%~1.2%,平均0.9%,厚度20~50m,而灰岩TOC主要分布在0.2%~0.4%区间,平均0.3%。背锅山组泥岩有机碳相对较高,TOC介于0.22%~3.3%,平均为0.93%。三叠纪末期,两套优质烃源岩生成的大量液态烃类进入中央古隆起控制的斜坡部位,形成古油藏;侏罗纪-早白垩世,地层持续加深和地温梯度升高,烃源岩热演化程度达到高-过成熟阶段,古油藏温度超过180℃,原油开始热裂解生成天然气。油气的热裂解导致气藏压力不断增大,驱使部分气体进一步扩散运移。晚白垩世燕山运动IV幕,盆地东部大规模持续挤压抬升导致了原有油气藏经历了西高东低转变为东高西低的构造反转,形成构造枢纽。中央隆起带聚集油气的优势被改造,裂解形成的天然气向东或东北方向运移。但是运移过程中,东部盐岩、膏盐、致密碳酸盐岩侧向封堵。在靖边气田中心部位,由于奥陶系顶部缺失石炭系铁铝土岩封盖,使得部分石炭-二叠系生成的天然气沿着不整合面进入风化壳,形成从奥陶系来源的原油裂解气与石炭-二叠系生成的煤型气相混合。     

浙江江山寒武系碳酸盐岩碳氧同位素特征及其古环境意义探讨

对浙江江山碓边下寒武统上部—下奥陶统下部碳酸盐岩进行了碳氧同位素测定。δ1 3C、δ1 8O值变化范围和均值分别为 - 1.9‰～ 3.7‰、- 13.0‰～ - 1.3‰和 0 .86‰、- 9.76‰。碳氧同位素地层曲线与 Veizer et al.(1986 )的同位素年代演化曲线形状相似 ,在寒武纪—奥陶纪界线附近没有明显的δ1 3C、δ1 8O漂移现象。δ1 3C地层曲线具旋回性变化特征 ,大陈岭组、杨柳岗组各形成一个完整的演化旋回 ,与根据露头层序地层研究推测的海平面变化曲线吻合性较好 ,表现出δ1 3C值的高值区是海盆水体变深的反映。一个明显的碳同位素正漂移发生于晚寒武世早期 (华严寺组下部 ) ,与 Matthew etal.(2 0 0 0 )报道的在美国内华达州中东部、哈萨克斯坦 Malyi Karatau地区、澳大利亚昆士兰州西北部和湘西桃源瓦儿岗等地发现的 δ1 3C正漂移记录 (SPICE— The Steptoean Positive CarbonIsotope Excursion)和 Veizer et al.(1986 )碳同位素年代演化曲线中的正漂移波峰一致 ,为晚寒武世全球性碳同位素正漂移提供了一个佐证。     

麦盖提斜坡奥陶系碳酸盐岩碳氧同位素特征及其意义

依据实测的塔里木盆地麦盖提斜坡玉北地区41个碳酸盐岩碳氧同位素数据,结合岩石学方法,研究了碳氧同位素的组成、演化及其地质意义。数据显示,δ~(13) C值主要分布在-2.6‰~0.7‰,均值为-1.0‰;δ~(18) O值分布在-9.4‰~-3.5‰,均值为-6.9‰。玉北地区古盐度为118.39~126.34,平均为121.94。奥陶系碳酸盐岩淡水改造作用明显。碳氧同位素的组成和演化不但可以指示沉积环境,而且还与生物生产率以及古海平面变化呈正相关性:δ~(13) C的低值对应于局限台地台内滩亚相沉积环境;δ~(13) C的高值对应于开阔台地滩间海、台内滩亚相沉积环境。碳氧同位素组成还对成岩环境有明显响应:鹰山组δ~(13) C与δ~(18) O均向高负值偏移,表明经历过强烈的表生岩溶作用;蓬莱坝组δ~(13) C低—中负值,δ~(18) O表现为高负值,在白云岩储层中可见鞍状白云石及燧石,主要为深埋藏成岩环境;良里塔格组同位素特征为δ~(18) O高负值,δ~(13) C低正值,并且在进入埋藏岩溶阶段之前还经历过风化壳岩溶作用。     

鄂尔多斯地区早古生代岩相古地理*

鄂尔多斯地区早古生代沉积了一套以海相碳酸盐岩夹碎屑岩为主的沉积建造,沉积厚度巨大,沉积类型多样,可以划分为海岸沉积、碳酸盐岩台地沉积、台地边缘沉积和深水斜坡—海槽沉积4大沉积类型以及数个亚相和微相,并对各个沉积相带的沉积特征和时空展布进行了归纳和总结。在此基础上,编制了早古生代岩相古地理图1套。岩相古地理研究表明,早寒武世仅在鄂尔多斯西南缘环陆发育了一套泥砂坪、泥云坪沉积;中寒武世海侵扩大,广大的鄂尔多斯中东部逐渐由砂泥坪发展为局限—开阔台地沉积,在其西缘发展为台地边缘—深水海槽沉积;晚寒武世开始海退,中东部主体演变为局限台地云坪沉积,而西侧的深水斜坡—海槽则继续发育。早奥陶世鄂尔多斯主体为一古陆,仅在东南缘形成环陆泥云坪和云灰坪相沉积;中奥陶世的大规模海侵使鄂尔多斯大部地区形成了广阔的浅水陆表海沉积,在陕北凹陷发育膏盐湖沉积,向外依次发育局限台地和开阔台地沉积,中奥陶世晚期西南侧开始发育台地前缘斜坡—深水海槽沉积;晚奥陶世的加里东运动使鄂尔多斯整体抬升为陆,仅在西南缘的狭窄海域接受沉积,由碳酸盐岩台地很快过渡为深水斜坡—海槽沉积,并在南缘发育生物礁建造,形成陆缘海型镶边台地沉积。     

辽西凌源雾迷山组碳酸盐岩碳氧同位素特征研究

辽西凌源雾迷山组碳酸盐岩碳氧同位素和Mn/Sr比值数据反映了碳酸盐岩的原始沉积特征.δ13CPDB数值范围-2‰～2‰,δ18OPDB数值范围为-10‰～-4‰,其平均值分别为0.15‰,-6.2‰,碳同位素组成具有旋回性变化特征.在雾迷山组一段中上部,δ13C表现出明显的正漂移,可能为藻类的大量繁殖、有机碳增加所引起.δ18O的增加为气候变冷和冰川作用的结果.在δ13C为负值的层段,δ18O数值较高.碳氧同位素组成的这种特征可能与海平面变化有关.     

新疆博格达山西南麓石炭—二叠纪碳酸盐岩的碳氧同位素与古环境研究

<正> 新疆乌鲁木齐西南自柳树沟—祁家沟—塔什库拉沟—井井子沟—郭家沟出露厚达80000m的石炭—二叠纪沉积,早二叠世以前大都为海相,其后为陆相,很多学者进行详细的工作,在沉积方面存在以下争议。一种是中石炭世—早二叠世该地区为一套海退相序的沉积,即由浅海—潮坪相或海陆过渡相—三角洲相。另一种是中石炭世至石炭纪末