罗布泊地下卤水中幔源稀有气体及其意义

采集于塔里木盆地东部罗布泊地区的地下卤水中稀有气体具有高于大气的值,显示出有高3He/4He值源区流体的贡献。这揭示了该区域深部存在壳-幔流体相互作用,深部地幔流体可能沿活动构造断裂带(比如阿尔金断裂带)上涌。其卤水释出气的4He/20Ne比值在0.572～2.105,略高于大气值至7倍于大气值,这表明罗布泊的地下卤水对大气是比较开放的,即受到近地表流体或大气的混染。同时,采集于塔里木盆地北缘库车盆地(又叫库车坳陷)的2件样品具有远低于大气的R值,其4He/20Ne比值为585.3～84.8,是大气值的数百倍,说明该区地下卤水源自于构造稳定的深部地壳,近地表流体对卤水的改造不明显而没有强烈地改变其R值。样品的40Ar/36Ar比值均接近于大气值(295.5),这揭示了近地表流体参与了源区卤水的运移与改造,只是库车盆地地下卤水受到近地表流体改造的程度较低。如果扣除大气(来自浅层流体)的混染,那么罗布泊地下卤水的R值将会比实际检测到的值更高,这进一步揭示了地幔流体参与了罗布泊地下卤水的形成演化。中国西北地区具有地壳厚、盆地长期稳定的特点,因此地幔流体活动不易出露于地表,但地幔流体所携带的地幔物源和热源会通过断裂带而影响地壳流体的特征。     

塔里木盆地蒸发岩岩性判别模型及其实现过程

蒸发岩与油气经常共存于一个沉积盆地中, 蒸发岩是优良油气藏盖层, 故应用油气的测井数据进行盆地地下蒸发岩地层岩性的判别, 可为在油气探区蒸发岩研究和寻找油气与钾盐资源提供便捷的技术手段。笔者提出了一种蒸发岩盆地岩性判别模型, 它在蒸发岩盆地综合利用物探测井参数的基础上, 使用专家知识对测井数据进行半定量、定性处理, 给出了经验的判别公式, 建立了专家知识数据模型。通过对羊塔5井测井数据进行判别, 有84%与原岩芯岩性相符。结果表明, 此判别模型对类似应用具有参考价值。     

基于砂箱模拟实验的罗布泊盆地新构造变形特征分析

在现有罗布泊盆地新构造活动特征分析的基础上,设计了刚性基底和塑性基底两种砂箱实验模型进行实验模拟。实验结果显示,在近南北向区域构造挤压应力作用下,罗布泊盆地两侧的阿尔金山与库鲁克塔格均以逆冲岩片的形式向盆地强烈逆冲,形成一系列向盆地推覆的冲断-褶皱带,且局部发育断层三角带。库鲁克塔格山发育一系列具右旋走滑作用的冲断层,而阿尔金断裂带则形成具左旋走滑的逆冲活动,在两者共同作用下,导致塔东地块发生向西逃逸,导致罗布泊盆地内部处于东西向伸展状态,发育一系列近南北向断层。模拟实验结果较好再现了罗布泊盆地新构造变形特征,有助于探讨塔里木地块东缘构造形成机制。模拟实验也表明罗布泊盆地两侧的盖层变形特征明显受控于基底发育特征,而两种模拟实验结果的分析比较表明罗布泊盆地具有刚性基底。实验结果为研究该区构造与成钾、油气成藏关系提供了依据。     

新疆干旱区沉积物金属催化-光化学反应生成硝酸盐试验研究

硝酸盐矿物是自然界溶解度最大的盐类矿物之一,是极端干旱气候条件下从卤水中蒸发析出的产物,在新疆罗布泊等地出现了多处硝酸盐富集区.目前,新疆的硝酸盐矿层主要发现于全新统,反映出该地区在晚更新世末一全新世时期出现了极端干旱气候条件.根据沉积物地球化学分析,发现罗布泊等硝酸盐富集区出现有硝酸盐矿物沉积,其孔隙和晶间卤水的硝酸根含量很高,同时,沉积物也富含Fe、Ti、Cr、Mn、Cu等重金属元素.为此,将这些重金属元素作为催化剂,设计了4组光化学反应试验,通过野外实地与室内模拟金属催化一光化学反应试验产生了硝酸根离子.因此,本研究认为,干旱区的硝酸根离子的来源与金属的催化-光化学反应有密切的关系,提出了Ti等金属催化-光化学反应是新疆干旱区内硝酸盐形成的主要机制.     

山西代县金红石矿床中锆石的内部特征和矿物包裹体研究及其地质意义

对山西代县洪塘矿区富含红色和黑色两种金红石的直闪岩进行岩相观察和矿物成分分析,并就其中锆石在阴极发光下的外部形态、内部结构及矿物包裹体进行研究.所分选出的锆石按其颗粒上的相对位置、形态、阴极发光图像、SHRIMP年龄值以及内部矿物包裹体划分为复杂锆石和单成因锆石,其中复杂锆石由核部、幔部和边部锆石三类锆石组成.第1类锆石无环带,部分边缘可见溶蚀痕迹,为继承锆石.内部包裹富锾矿物组合顽火辉石+金云母,与寄主岩石的组合明显不同,反映其可能是寄主岩石形成之前保留于锆石中的原岩矿物并源于地幔.第Ⅱ类锆石为半自形-自形晶,环带较宽且清晰,推测为高级变质锆石.其内矿物包裹体主要为直闪石,其次为钙铁辉石(?),反映其形成于角闪岩相,与寄主岩石的矿物组合可能一致.第Ⅲ类锆石主要位于增生边,阴极发光亮度高,推测为流体改造的变质锆石.第Ⅳ类单成因锆石多呈自形,阴极发光下较暗,生长环带规则且较窄.矿物包裹体有钠长石+石英+白云母,对应中压绿片岩相,其形成温度和压力低于寄主岩石,它与第Ⅲ类锆石可能是在同一期后期事件中形成.结合岩相学研究结果,认为该区金红石矿床之原岩可能是岩浆岩,后期经历了至少两期构造热事件,早期热事件可能导致了锆石内U-Th-Pb体系的重置.以上研究结果表明经历复杂变质作用的变质岩中锆石内部矿物包裹体的研究分析还是探讨寄主岩石成因及所经历地质事件的有效手段.     

“二元法”在构造裂缝定量预测中的应用——以松辽盆地青一段泥页岩为例

松辽盆地青山口组一段是一套重要的烃源岩层,也是盆地主要的裂缝性油藏和页岩油藏发育层。裂缝不仅是油气运移的主要通道,也是重要的储集空间,裂缝分布规律的评价对盆地今后页岩油和裂缝性油藏的勘探开发具有重要的指导意义。利用ANSYS与Suffer联合建模并采用Petrel软件对研究区岩石力学参数进行三维随机模拟的方法,对松辽盆地古近纪末期的应力场进行了三维数值模拟。结果表明,研究区最大主应力的变化范围为24~147 MPa,最小主应力变化范围为3.8~114.4 MPa;扶余隆起带附近为最大主应力低值区,大庆长垣附近为最大主应力高值区;最小水平主应力的应力低值区和高值区的分布与最大水平主应力大致相同。在此基础上,采用二元法对裂缝密度作了定量的预测,预测值与实测值吻合度较高。预测结果显示,齐家—古龙凹陷、大庆长垣以及梨树—德惠等地裂缝相对较为发育,是下一步勘探的重点。      

盆地钾盐找矿模型探讨

钾盐是中国紧缺的重要战略资源之一,寻找大型钾盐矿是中国矿床学界的一大难题。文章通过综合国内外找钾成果,提出了盆地找钾矿的准则,主要涉及：① 分析盆地含盐系沉积时期是否出现长期干旱气候条件和丰富的钾源补给,确定蒸发沉积是否到钾盐析出阶段;② 在什么层位成钾;③ 钾盐在盆地什么构造部位沉积;④ 在什么新构造部位找钾。钾盐找矿的基本步骤是,在查明盆地成钾的宏观条件之后,解决上述有关成钾科学问题并阐明成钾机理,最后圈定找矿靶区,并开展勘查评价。罗布泊盐湖找钾是盆地找钾的成功范例之一,找钾模型就建立在与其相关的经验和理论基础之上,即,首先通过塔里木与柴达木盆地成钾宏观对比研究,确定罗布泊具备成钾条件,然后,应用相关理论及经验圈定成矿靶区,并实施工程验证,最终取得了找钾重大突破,这既得益于前人资料的积累和柴达木盆地经验与理论的应用,也是不断创新成钾理论与长期开展实际地质工作的结果。总之,钾盐找矿评价遵循“从已知到未知、从理论到实践、再理论再实践”的原则,学习和吸收国内外新理论成果,使得找钾工作不断上新台阶。     

库车盆地天然氯化锶矿物的发现

通过扫描电镜分析,在新疆库车盆地首次发现天然氯化锶矿物。该矿物大小为几微米至几十微米,具有形态不规则、在空气中易潮解等特征。由于颗粒太小,暂时无法测定其晶体结构参数。初步认为极度干旱气候条件下,如有锶的来源,在蒸发盐壳中可形成天然氯化锶矿物。其晶体结构参数、确切成因等还有待于进一步深入研究。     

高盐度地下水~(14)C测年样品采集技术探讨

高盐度地下水 (卤水 ) 14 C样品采集是同位素水文地质界的一个难题。罗布泊钾矿区卤水的化学组成特征是 :平均矿化度为 35 3.5 g/L ,SO2 -4的质量浓度 4 4 .0 3g/L ,HCO-3 的质量浓度为0 .2 71g/L。为此 ,文中借鉴一般地下水 (淡水或微咸水 ) 14 C样品的采集原理 ,设计出一套真空取样装置。其操作步骤是 ,首先通过调节卤水的 pH值 ,使得水中的无机碳以CO2 气体的形式溢出 ,然后 ,导入装有NaOH与BaCl2 混合溶液的样品瓶中 ,在野外获得高盐度卤水14 C测年样品。罗布泊卤水测试结果表明 ,这一流程有效地解决了硫酸盐干扰问题 ,卤水14 C样品质量可靠。该技术可为高盐度地下水测年提供有效手段 ,对低盐度地下水14 C取样也具有重要的推广使用价值。     

中国新疆罗布泊盐湖断裂构造特征、形成机制及成钾意义

罗布泊盐湖位于中国新疆塔里木盆地东部,为第四纪干盐湖,罗布泊凹陷主要受到北东向、近南北向两组断裂控制。自1995年以来,在罗布泊东北部的罗北凹地发现了超大型卤水钾盐资源。研究表明断裂构造对罗布泊盐湖成钾起到了非常重要的作用。笔者通过开展卫星影像、地貌与连续电导率成像等分析调查,对罗布泊内部的断裂构造特征和形成机理进行深入研究,发现罗布泊盐湖沉积期间,受到近南北向主压应力作用,形成了相同方向地堑式断裂,共有七条;这些断陷带长可达60余千米,宽1~4km,向下延伸可达1000余米。罗布泊成钾凹地正是由这些张性断裂带作用形成的,最大者为罗北凹地,较小的有罗西洼地、耳北凹地、铁南洼地等;调查还表明,罗布泊地堑式断裂带不仅控制成钾凹地的成因,其本身也是良好的卤水储集构造,储集了丰富的富钾卤水。因此,罗布泊张性断裂在钾盐矿的形成中发挥了重要作用。中国新疆罗布泊盐湖断裂构造特征、形成机制及成钾意义@刘成林$北京大学环境学院!100871,中国地质科学院矿产资源研究所,北京,100037 @王弭力$中国地质科学院矿产资源研究所!北京,100037 @焦鹏程$中国地质科学院矿产资源研究所!北京,100037 @李树...