祁连山冻土区天然气水合物地质控制因素分析

对祁连山冻土区天然气水合物勘探区DK-2至DK-6钻孔地层、岩心粒度、断层破碎带以及冻土层属性进行了综合分析。结果表明,研究区水合物储存首要控制因素是可为深部气源提供流体通道的区域主断层,其他小断层和破碎带可为水合物提供部分流体来源及储存空间,气体来源以深部热解气为主;不同沉积环境地层中水合物赋存层段的粒级组分含量不同,局部粗碎屑沉积亦可为天然气水合物提供有利储存空间;而水合物的储存不仅受冻土层厚度控制,还可能与冻土层岩性有很大关系,有利的"盖层"(低孔隙度、低渗透率)可能更利于水合物的赋存。此外,江仓组地层也可能对天然气水合物有一定的岩相控制作用。     

北极王湾表层沉积物中的粘土矿物及其对物源与古环境变化的指示意义

Kongsfjorden is a typical fjord on the edge of the ice cap of the Arctic Svalbard-Barents Sea. Its inner bay is connected with a modern glacier front along the direction of the fjord axis with a significant gradient change in the parameters of hydrology, sedimentation, and biology. In summer, ice and snow melt-water and floating ice collapse continuously and thus transport the weathering products on the surrounding land into the sea. Thus Kongsfjorden is regards as a natural laboratory for the study of unique sedimentation in polar fjords under modern glacial-sea water conditions. In this study, fifty-two surface sediments were collected in Kongsfjorden for clay mineral analysis to study the sediment source and sediment-transport process. Our results indicate that clay minerals in the surface sediments from Kongsfjorden are mainly composed of illite, chlorite, and kaolinite, and no smectite is found. Rocks from different periods exposed extensively in the surrounding areas of Kongsfjorden provide an important material basis for clay minerals in the Kongsfjorden. Kaolinite may be mainly derived from the fluvial deposits, weathered from reddish sandstones and conglomerates during the Carboniferous Period.Illite is mainly derived from Proterozoic low-grade and medium-grade metamorphic phyllite, mica schist, and gneiss. While chlorite is mainly from Proterozoic low-grade metamorphic phyllite and mica schist. In the direction from the fluvio-glacial estuary to the sea of the glacier front of Kongsfjorden, illite increase gradually,and the content of kaolinite declines gradually. However, the change pattern of chlorite is insignificant, which may be related to the provenance. Kongsfjorden detritus is mainly transported by the fluvio-glacial streams and icebergs into the sea and deposited in the inner bay. Coarse sediments are rapidly deposited in the glacier front,estuary, and near-shore areas. Clay fraction begins to deposit significantly by 200–400 m after flowing into the sea,which due to the crystal behavior of clay minerals, hydrodynamic condition and flocculation. Kaolinite and chlorite on the south of the bay near the Blomstrandhalv?ya Island is mainly affected by ice-rafted detritus and thus can reveal the trajectory of transportation by the floating ice while entering the sea.     

西太平洋麦哲伦海山铁锰结壳生物地层、生长年代及沉积环境

通过对西太平洋麦哲伦海山M11,M2-1铁锰结壳样品超微化石的分析,在Ⅱ＋Ⅲ层结壳层中发现了中新世以来的超微化石种类H．carteri,C．leptoporus和G．oceanica。据此,把Ⅱ＋Ⅲ层结壳归属于第3个形成期中新世一更新世发育的结壳,相当于Halbach等人提出的年青世代层。Ⅰ层内钙质超微化石的缺失可能与白垩纪末期碳酸盐补偿深度的骤然变化有关。冷的、富氧的南极底层水不仅为结壳的形成提供了良好的氧化环境,而且造成了广阔的区域性的沉积间断,从而为结壳提供了生长场所。     

西沙海槽研究区天然气水合物地球化学勘探及成藏模式研究

依据ODP204航次1250C站位钻井样品酸解烃数据结果,以及作者在南海西沙海槽研究区天然气水合物地球化学现场勘查中得到的多种烃类指标数据、异常点上微量甲烷碳同位素数值等资料,对海洋水合物地球化学勘探的依据和研究区气态烃异常特征、气体成因、天然气水合物成藏模式等相关问题进行了研究探讨。结果表明:气态烃指标地球化学异常主要分布在工区北部斜坡地带,并与BSR等地震标志及深部断裂关系密切;西沙海槽研究区海底沉积物气态烃甲烷以热解成因为主,但也有混合成因;推测该区天然气水合物为断层渗滤综合成藏模式。研究成果比较合理地解释了BSR分布和海底沉积物甲烷局部异常并非完全一致的原因;评价预测了该区天然气水合物有利勘探目标。成果为该区天然气水合物勘探、天然气水合物成因机制研究和天然气水合物远景预测,提供了地球化学方面的证据。     

祁连山水合物分布区不同高寒生态类型冬季表层土壤中古菌群落及变化特征

祁连山冻土区是我国青藏高原重要永久冻土区之一,也是我国陆域天然气水合物分布的重要地区。前期调查表明祁连山木里天然气水合物钻井区一带具 有丰富多样的高寒冻土生态类型。为了解该地区高寒草甸和高寒沼泽草甸表层土壤中古菌群落的多样性及分布特征,对2014年初冬在该区采集的表层土壤样品利用16S rRNA分子生物学技术和 地球化学等方法进行了分析和研究。结果显示,高寒草甸区土壤呈中性,而高寒沼泽草甸区土壤呈弱酸性。钻井区土壤中的TOC和顶空气甲烷含量均显著高于背景区,而在背景区内的两种生态 类型土壤中的TOC和顶空气甲烷含量差别较小。钻井区(除1个点)微生物细胞丰度高于背景区2~5倍。冬季表层土壤中的古菌多样性较低,含泉古菌的3个类群和广古菌的3个类群。不同植被类型 古菌群落的优势种群显著不同,在高寒草甸区为泉古菌门的Group Ⅰ.1b,而高寒沼泽草甸区为广古菌门的甲烷八叠球菌目(Methanosarcinales)。根据研究结果推测,土壤水分可能是导致高 寒草甸区和高寒沼泽草甸区细胞丰度和古菌群落差异的一个主要原因,高寒沼泽草甸区内产甲烷菌占优势可能与土壤高TOC含量有关。高寒沼泽草甸土壤中存在较丰富的产甲烷古菌,它们在厌 氧条件下的甲烷氧化作用也是土壤中甲烷来源之一。     

南海神狐海域MIS12期以来的碳酸盐旋回与水合物分解

对南海神狐海域水合物钻探区SH1B和SH5C等2个钻孔顶部0~39.41 m和0~23.85 m的连续沉积物开展高分辨率碳酸盐旋回研究,结合浮游有孔虫氧同位素地层学、AMS¹⁴C年代学和生物地层学进行地层划分。结果表明：SH1B孔MIS12期以来CaCO₃曲线总体上具有明显的冰期和间冰期旋回,表现为较典型的冰期低、间冰期高的“大西洋型”旋回特征,具有良好的地层意义;SH5C孔除MIS1-MIS2期外,MIS3-MIS8期的CaCO₃含量较SH1B孔的要低,冰期和间冰期旋回性较差,MIS3-MIS 4和MIS7期出现明显的低钙事件;同时,SH5C孔MIS3-MIS5期浮游有孔虫G.ruber的δ¹³C值明显负偏,平均值为-0.11‰;两孔MIS1期的沉积速率是MIS2期的近2倍,与前人的研究结果相反,为MIS2期部分地层缺失所致。SH1B孔受水合物分解影响不大,而SH5C孔受水合物分解影响明显。SH5C孔MIS2期的地层缺失事件和MIS3-MIS4、MIS7期的低钙事件以及MIS3-MIS5期δ¹³C值负偏事件主要发生在末次冰期,推测与下伏水合物分解产生的海底滑塌、海水酸化等环境效应有关。     

西秦岭温泉钼矿区含钼花岗斑岩锆石U-Pb年龄、Hf同位素组成及岩浆物质来源讨论

温泉钼矿床位于西秦岭造山带北缘,是西秦岭地区唯一斑岩型钼矿床。矿体产于花岗斑岩体及其与围岩接触带内。对温泉钼矿含矿花岗斑岩开展锆石U-Pb年代学与原位Hf同位素研究,有助于精确约束含钼花岗斑岩时代,揭示岩浆演化信息,深化温泉钼矿床成因的认识。本文利用LA-ICPMS锆石U-Pb定年方法,对温泉钼矿区含钼岩体进行精确同位素定年。结果表明：花岗斑岩的锆石环带结构明显,Th/U比值较大（0.41~0.88）,为典型的岩浆锆石,含钼花岗斑岩侵位年龄为212.43~213.4 Ma,其侵入的似斑状二长花岗岩年龄（围岩）则为219.9 Ma,均属晚三叠世岩浆活动的产物。温泉矿区花岗斑岩锆石Hf同位素组成较为一致,ε_Hf（t）值均为负值,介于-1.89~-0.63,平均-1.59,在ε_Hf（t）-t图解中,样点集中分布于球粒陨石以及亏损地幔线之下,暗示其岩浆源区较单一,应为经改造过的地壳物质部分熔融的产物。二阶段模式年龄（T_DM2）主要集中在1291~1408 Ma,表明中元古代地壳物质可能为岩体主要来源。     

海洋天然气水合物分布与“气-水-沉积物”动态体系

海洋天然气水合物是潜在的天然气资源, 研究海洋天然气水合物分布及其影响机制是当前国内外相关领域十分重要的一个方面. 大洋钻探204航次对东太平洋水合物海岭的钻探发现, 水合物海岭南峰地区不同构造部位中天然气水合物在天然气水合物稳定带中的分布、富集和产状是十分不均匀的. 以该航次初步成果为例, 分析和探讨天然气水合物的不均匀分布与它所赋存的“气-水-沉积物”动态体系中的几种主要因素的关系, 指出主要受到气、流体来源与流量变化、岩石学属性和特征、地质构造和古海洋环境变化、微生物活动等因素和营力的控制和影响. 有关分析是基于204航次对会聚板块边缘增生体钻探得到的启示, 当未来在世界各海域有更多钻探实际资料后, 有必要深入分析和探讨各海域不同构造环境下, 如我国海域天然气水合物分布与“气-水-沉积物”动态体系这类问题.     

库车坳陷晚白垩世地层存在的证据和沉积相分析

库车坳陷是我国重要的能源基地之一,白垩系是其主要储层。长期以来,该坳陷白垩系的地层划分存在较大争议,其中是否存在上白垩统是争议问题焦点之一。笔者等根据发现的晚白垩世钙质超微化石,证实了库车坳陷巴什基奇克组上部地层属于晚白垩世并存在海相沉积;根据前人在库车坳陷及塔东北井下发现的晚白垩世介形虫、轮藻等化石,证实了这些地区也同样存在上白垩统,古城组是其晚白垩世陆相沉积的代表。若干露头剖面和井下岩芯晚白垩世钙质超微化石的发现,表明特提斯海水曾侵进到该盆地。该坳陷及塔东北地区晚白垩世存在海相和陆相两类沉积体系。     

羌塘盆地沉积物热释光特征及潜在意义

热释光测量在探测陆地或海洋油气方面已显示出良好的应用效果,天然气水合物与常规油气在物源及运移机制上非常相似,可将热释光方法借鉴到天然气水合物的调查研究中。羌塘盆地147件沉积物样品的热释光测定结果表明,该区沉积物热释光具有近似对数正态分布的特征。结合前人研究结果及调查分析认为,该区热释光异常与深部油气或天然气水合物的对应模型为:矿藏上方出现热释光高值异常。研究区热释光高值异常出现2处集中分布区域,大致指示深部油气或天然气水合物藏的位置。研究结果对羌塘盆地油气或水合物的进一步调查研究有重要的参考价值。