塔里木盆地西部古盐岩同位素地球化学与成钾预测研究

我国钾盐资源紧缺，寻找优质大型钾盐矿床一直是国家资源普查的重要目标这一。塔里木盆地在其地史发展过程中，曾与广海相通，多期海水的侵入和间断，以及适宜的构造、古地里环境具备成钾的基本地质条件，因此一直被列为我国寻找古钾矿的重点地区。为了更准备地判断其成盐的海陆相特征，即成盐物质的主要来源，以及岩盐沉积之前的古卤水蒸发浓缩阶段，预测更有前景的成钾远景区，论文选择了蒸发岩沉积序列中的石膏及石盐矿物，分别分析了其硫同位素及氯同位素分布特征。结果表明，非还原环境下沉积的石膏硫同位素可以准确判断盐岩沉积的海相、陆相和海陆交互沉积特征，氯同位素可以判断岩盐的沉积阶段。应用这两个同位素新指标分析，塔里木盆地西部喀什次级构造凹陷晚白垩世盐岩沉积接近海相沉积类型，而且岩盐沉积阶段较晚，是一最有利成钾远景区。     

塔西乌拉根铅锌矿床硫同位素地球化学特征

乌拉根铅锌矿带位于塔里木盆地以西喀什凹陷北部的乌恰凹陷中,该矿床δ34S值-25.9‰~27.5‰,显示出较宽泛的分布范围,本文通过对乌拉根铅锌矿床S同位素的研究,分析了成矿物质来源和矿床形成过程。该矿区硫同位素具有混合BSR作用形成的生物硫和海相沉积的膏岩矿物硫的特征,塔里木盆地西缘的新生界沉积盆地内大量发育的天青石、石膏、重晶石等硫酸盐矿物,为乌拉根铅锌矿床的铅锌矿化提供了充足的硫源。在其成矿作用过程中,盆地流体中的金属物质与来自于膏盐层溶解并进过生物还原作用形成的还原性硫结合导致硫化物的沉淀成矿。乌拉根铅锌矿床属砂砾岩型铅锌矿床。     

陕北盐盆中奥陶统马五段蒸发岩硫同位素特征及其古环境意义

奥陶纪时期陕北盐盆位于华北海与祁连海的连接处,该地区在中奥陶世沉积了巨厚的蒸发岩-碳酸盐岩相,其马家沟组五段岩性以中薄层泥晶-细粉晶白云岩-硬石膏岩、中厚层粗粉晶白云岩与灰岩、中厚层石盐-硬石膏、硬石膏-石盐-泥岩的组合特征。本文对马五段蒸发岩-碳酸盐岩层硬石膏硫同位素特征开展了系统的研究工作,研究表明陕北盐盆奥陶系马五段硬石膏硫同位素值普遍较高,马五段大部分硬石膏硫同位素值其分布范围为25.03‰~29.25‰,落于奥陶纪全球海水δ~(34)S值范围内。硫同位素值的大小与岩性密切相关,硬石膏δ~(34)S值具体表现为灰岩/白云岩段均值为27.28‰(25.77‰~29.25‰)泥岩段均值为26.22‰(25.49‰~28.08‰)石盐段均值为25.41‰(25.03‰~26.04‰)。多种因素影响蒸发岩盆地硬石膏同位素值差异,研究区海侵阶段具有δ~(34)S高值,主要受海相沉积作用、古气候及缺氧状态下MSR作用等因素影响;海退阶段封闭环境具有相对较低δ~(34)S值,卤水形成封闭循环及淡水溶解地层原有硫酸盐矿物形成的混合卤水的加入等因素影响。     

北羌塘坳陷中侏罗统夏里组蒸发岩硫同位素特征及其钾盐成矿意义

羌塘盆地是一个资源丰富的含蒸发岩盆地。为进一步探讨盆地内蒸发岩原始物源、沉积环境以及钾盐资源的成矿潜力,文章分析了北羌塘坳陷QY-1井37件中侏罗统夏里组硬石膏岩样品的硫同位素特征。结果表明：(1) QY-1井硬石膏岩的硫同位素值介于11.76‰～15.96‰,主峰值区间为15.0‰～16.0‰,平均值为15.16‰,与中侏罗世海水相比偏小,相对较低的硫同位素值指示存在陆源淡水补给蒸发盆地;(2)硫同位素值分布范围非常集中,98%的样品硫同位素值介于14.0‰～16.0‰。稳定的硫同位素值指示硬石膏沉积期及成岩后未遭受微生物的改造,沉积和成岩环境的氧化还原电位较高;(3)北羌塘坳陷地表盐泉水具有与夏里组硬石膏岩相一致的硫同位素特征,这表明盐泉水在地下运移时可能溶解了地层中的石膏沉积。再结合沉积学、矿物学、古地磁学等研究成果,笔者综合判断北羌塘坳陷具有良好的钾盐成矿条件和远景。     

铜陵冬瓜山层控矽卡岩型铜金矿床的成因机制:硫同位素制约

冬瓜山铜金矿床是铜陵矿集区乃至长江中下游成矿带中的一个重要矿床。矿床上部受石炭系层位控制,发育层状、似层状层控矽卡岩型矿体;下部受岩体及其接触带控制,在岩体及其接触带围岩中发育脉状、细脉浸染状矿体。上部层控矽卡岩型矿体中的矿石类型以含铜(金)石英硫化物为主,矿石硫化物矿物的硫同位素组成显示主要成矿阶段的硫同位素基本达到了平衡。矿石矿物中的硫化物和硫酸盐的硫同位素组成对比表明,冬瓜山矿床与斑岩型矿床相似,而与Sedex型和VHMS型矿床不同。结合矿床成矿物理化学条件和矿石矿物共生组合关系,根据硫同位素储库效应,认为冬瓜山矿床硫化物阶段成矿热液中的含硫物种以H2S为主(XH2S0.99),硫化物的结晶沉淀对成矿热液的δ34S值影响不大。应用大本模式,高温岩浆来源的热液与熔体之间的硫同位素分馏Δ34S为0‰～+5‰,依据岩浆岩全岩硫同位素组成可以确定岩浆来源热液的硫同位素组成为+0.3‰～+12.0‰。在高温(600～350℃)硅酸盐阶段和氧化物阶段,硬石膏与成矿热液之间的硫同位素分馏Δ34S为+5.0‰～+19.0‰,而在高温(450～350℃)氧化物阶段后期及低温(350～200℃)硫化物阶段,黄铁矿与成矿热液之间的硫同位素分馏Δ34S分别为-1.0‰～0‰和0‰～+1.5‰。据此计算的含硫矿物硫同位素组成理论值与冬瓜山矿床实测值基本一致,显示成矿热液流体中的硫源为岩浆来源。综合前人对区域及冬瓜山矿床的研究,本文认为冬瓜山矿床为与燕山期岩浆作用密切相关的层控矽卡岩型铜金矿床。岩浆及其平衡热液中较高的总硫同位素组成暗示岩浆混染了区域沉积地层中广泛发育的膏盐成分。虽然硫同位素组成特征显示区域沉积岩成岩过程中经历了明显的海水沉积作用和细菌硫酸盐还原作用,但冬瓜山矿床矿石没有保存海西期沉积成矿的硫同位素证据。     

青海锡铁山铅锌矿床硫同位素地球化学研究——深源与海水硫的混合

锡铁山铅锌矿床发育较为完整的喷流沉积系统,包括管道相、近喷口相、远端沉积相及各种喷流沉积岩,并有后期改造作用形成的脉状铅锌矿体。本文通过喷流沉积系统各部位硫化物硫同位素的分析,不同部位硫化物硫同位素组成不同,且规律性变化。以黄铁矿分析结果为例,网脉状石英钠长岩δ34S=+0.8‰,代表供给系统的硫化物脉2.95‰,非层状矿体4.48‰,层状矿体3.25‰,炭质片岩为+6.26‰,后期改造型铅锌矿脉为+2.93‰。代表管道相的网脉状石英钠长岩黄铁矿具有深源(幔源)的硫同位素组成,而矿体或大理岩上盘炭质片岩具有海水硫来源的特点。矿体的硫介于二者之间,更靠近炭质片岩的硫化物同位素组成,其来源可能更多受海水硫酸盐的制约,即锡铁山矿床硫具有混合来源性质,主要是海水硫酸盐的还原,部分来源于深部卤水的供给。硫的还原方式以生物细菌还原为主。层状矿体中硫同位素组成由早至晚δ34S逐渐降低,表明层状矿体成矿作用过程中,发生了生物成因的H2S的大量加入。     

鄂西长阳锰矿稳定同位素特征及其地质意义

长阳锰矿位于扬子陆块北缘,赋存于南华系大塘坡组含锰黑色岩系中,含锰矿物主要是菱锰矿。通过对含锰岩系C、O同位素及黄铁矿单矿物S同位素的分析表明:δ13C、δ18O值分布范围和平均值分别为﹣6.2‰～﹣2.1‰、﹣2.9‰和﹣7.9‰～﹣5.3‰、﹣6.8‰,δ34S介于38.41‰～66.85‰,平均值为60.95‰。研究认为:长阳锰矿炭质主要来源于无机碳,在沉积过程中有有机质碳的加入。通过O同位素反演的古温度一般在39.4℃～58.2℃,均值为48.9℃,古温度偏高说明其沉积时水体较深。研究区古盐度Z值大部分大于120,为古盐度较高的海相沉积环境,有部分降水和陆源淡水进入沉积区。长阳锰矿含锰层位中黄铁矿具有异常高的δ34S值,δ34S介于38.41‰～66.85‰,平均值为60.95‰,沉积盆地的封闭性和冰川事件使海水浓度降低并富集重硫同位素,随着海水硫酸盐和硫化物之间的硫同位素分馏的减小,使黄铁矿的δ34S达到异常高值。     

黔西北铅锌矿床硫同位素地球化学研究

位于扬子地块西南缘的川滇黔铅接壤区,是我国独具特色的铅锌银多金属矿集区,黔西北铅锌矿床是其重要的组成部分。黔西北铅锌成矿区内业已发现铅锌矿床(点)100余处,其赋矿围岩为泥盆至二叠系白云岩或白云质灰岩,而其分布严格受到三条区域性构造带的控制,其中大部分矿(化)体产于北西向褶皱+断裂构造体系中。在系统收集前人发表的有关矿床硫同位素数据基础上,对成矿流体中硫的来源及形成机制进行了详细的探讨。11个矿床的150件硫化物硫同位素组成介于+3.5‰⁺20.3‰,多数集中在+6‰+20.3‰,多数集中在+6‰⁺20‰分布,峰值处于+10‰+20‰分布,峰值处于+10‰⁺14‰,具有明显的塔式正态分布特征。可见硫化物明显富集重硫同位素,与在0‰附近的陨石硫不同。前人研究发现泥盆至二叠系沉积地层中,普遍发育膏盐层,其中硫酸盐硫同位素组成介于+12‰+14‰,具有明显的塔式正态分布特征。可见硫化物明显富集重硫同位素,与在0‰附近的陨石硫不同。前人研究发现泥盆至二叠系沉积地层中,普遍发育膏盐层,其中硫酸盐硫同位素组成介于+12‰⁺28‰,与泥盆至二叠纪海水硫酸盐硫同位素组成相似(+18‰+28‰,与泥盆至二叠纪海水硫酸盐硫同位素组成相似(+18‰⁺30‰)。硫酸盐热化学还原(TSR)可以使体系中的硫同位素组成降低15‰,因此,黔西北铅锌矿床成矿流体中的还原硫主要是TSR的产物,即蒸发岩是主要的硫源。     

西藏甲玛铜多金属矿硫同位素地球化学研究

西藏墨竹工卡县甲玛铜多金属矿床位于冈底斯成矿带东段,Cu、Mo、Pb+Zn、Au、Ag均达大型规模,并伴生Co、Bi、W、Ni等多金属矿化。黄铜矿、斑铜矿、辉钼矿、方铅矿、闪锌矿、黝铜矿、辉铜矿等硫化物为主要的矿石矿物,硫酸盐矿物以硬石膏为主,含矿岩浆岩以花岗斑岩、二长花岗斑岩和花岗闪长斑岩为主。通过对甲玛矿区主要硫化物和硬石膏的硫同位素分析,并结合前人研究,甲玛矿区硫化物的硫同位素δ34S值变化于13.6‰～+12.5‰,平均值1.33‰(样品数86)、硬石膏δ34S值+0.5‰～+1.8‰,平均值+1.13‰(样品数3)、岩浆岩δ34S值0.7‰～0.2‰,平均值0.5‰(样品数3),与岩浆硫δ34S值0±3‰一致。闪锌矿-方铅矿-黄铜矿矿物对的硫同位素地质温度计,显示成矿温度为408～433℃,说明其形成时硫同位素处于平衡状态。冈底斯成矿带上的驱龙等斑岩型矿床中硫化物和岩浆岩硫同位素,均具有δ34S值变化范围小,平均值接近0值,与岩浆硫特征一致的特点,反映了甲玛铜多金属矿床具有矽卡岩-斑岩型矿床硫同位素地球化学特征,硫以岩浆来源为主。     

膏盐在金顶铅锌矿成矿中的作用：硫和锶同位素证据

云南金顶铅锌、天青石、石膏和硫铁矿超大型复合矿床位于兰坪盆地的北缘,矿床中富含沥青和重油等有机质和膏盐类矿物。大部分硬石膏和石膏的δ34SV-CDT集中分布在+12‰~+16‰之间,与三叠纪末期海洋硫酸盐的δ34SV-CDT值+15‰相近;天青石的δ34SV-CDT较为离散,+6‰~+26‰,但在整体上围绕着硬石膏分布。除少部分早期成岩-矿化阶段形成的硫化物具有极低的生物成因特征的δ34SV-CDT以外,大部分金属硫化物的δ34SV-CDT呈现出“两段式”的分布特征,一组δ34SV-CDT集中在-12‰~-20‰区间,与石膏的δ34SV-CDT值相差约30‰;另一组δ34SV-CDT集中在-8‰~-2‰区间,与石膏的δ34SV-CDT值相差约20‰。在200℃的主成矿温度下,硫酸盐与硫化氢之间的硫同位素分馏刚好为30‰,在300℃为20‰,这与金顶矿床中石膏-硫化物之间硫同位素分布规律一致,表明矿床中的大部分硫源自有机质还原三叠纪膏盐所产生的硫化氢。当富含Pb2+、Zn2+、Sr2+等阳离子的成矿溶液与富含有机质、CO2、H2S和硫酸盐的热水溶液在推覆穹窿构造中汇合时,Pb2+、Zn2+与H2S结合生成方铅矿和闪锌矿,Sr2+与SO42-结合生成天青石。另外,矿区天青石、石膏、灰岩角砾和金属硫化物的锶同位素数据表明膏盐类矿床中的锶 (87Sr/86Sr=0.707765~0.710553)可能并非仅来自于三叠纪海相地层(87Sr/86Sr=0.70695~0.70845),而是成矿热液对各个流经地层和蒸发岩的萃取;受成矿热液中高锶同位素组成的混染,灰岩角砾岩的锶同位素组成相对于三叠纪的灰岩有明显增高。膏盐-有机质(油气)-金属硫化物矿床三位一体可能是普遍规律。     

惠民凹陷新生代断裂活动特征研究

通过计算断层活动性参数(生长指数、断层落差和断层活动速率), 优选断层活动速率参数, 分析了凹陷内断裂活动的特征, 划分出四级控凹断层。结果表明, 凹陷内断裂活动具有长期性、差异性和幕式性的复杂特征, 低级次断裂活动具有短期性和不确定性的特点。四级控凹断层分别对凹陷的形成和凹陷内局部构造起着不同的作用。      

库车油气系统油气成藏期与成藏史

根据圈闭形成时间法、生烃史法、油藏地球化学方法、包裹体测温法、露点压力法、油气水界面追溯法等多种方法对库车油气系统油气成藏期综合分析认为，该油气系统具有多期成藏、多阶连续的成藏特点。其主要成藏期有3期:即晚第三纪康村早中期（17 #10 Ma）、康村晚期-库车早中期（10 #3 Ma）、库车晚期-第四纪西域期（3 #1 Ma）。前2 期为轮台凸起油气藏形成的主要时期，形成三叠系湖相油藏以及侏罗系中低成熟煤成凝析油气藏。库车晚期-西域期是库车坳陷气藏的主要形成时期，主要形成高-过成熟气藏以及少量次生油藏，最近发现的克拉2 大气田以及克拉3 、大北1 、依南2 、吐孜1 等气藏均属该时期成藏。     

渤海湾盆地东濮凹陷横向调节带特征、成因及其区域分段作用

通过对东濮凹陷边界断层垂直位移的分期分析,反演了其生长过程,认为现今复杂的断层系是通过断层分段生长连接形成的,每个断层段控制一个半地堑单元。在此基础上识别并划分了调节构造和调节带,调节带是若干个调节构造的有规律的组合,而调节构造是由两条断层叠覆或大断层分段生长作用形成的。东濮凹陷发育两条横向调节带,它们由多个不同类型的调节构造组成,与东濮凹陷走向近于垂直,表现为不连续的横向凸起,控制了凹陷的分段作用,导致凹陷"南北分区",并将凹陷分为北、中、南3个区,各区构造、沉积及石油地质特征各不相同。沿凹陷走向的不均匀伸展作用是产生横向调节带的主导因素,断层分段作用是其产生的直接原因。横向调节带对凹陷构造、沉积作用及油气分布具有重要影响。      

库车坳陷西段出露盐体的溶解物理模拟

库车坳陷西段古近系库姆格列木群中分布着巨厚的盐岩层,喜山末期构造运动使得大量的盐体在库车前陆褶皱冲断带前缘被逆冲推覆至地表,遭受大气降水的溶解.除了平衡剖面恢复所得出的缩短量之外,盐推覆构造的逆冲推覆距离还应包括溶解盐体的厚度.通过采集研究区出露地表的盐岩样品,进行溶解物理模拟实验,估算自1.64Ma以来,研究区出露盐体的溶解厚度为3.969~14.727km.根据前人利用平衡剖面恢复所计算出该区的盐推覆构造的最大推覆距离为30km以上,从而得出该区的盐推覆构造的最大推覆距离为44.727km以上.     

塔里木盆地北部三叠纪孢粉植物群及层序地层的划分

依据对塔里木盆地北部库车河剖面及沙１１井和沙３２井三叠纪地层和孢粉学的研究，将本区三叠纪孢粉划分为８个孢粉组合。其中，早三叠世２个组合，中三叠世３个组合，晚三叠世３个组合。三叠纪地层除产有丰富的孢子花粉外，在不同层位还有不同丰度和分异度的疑源类、轮藻、介形虫及植物化石等。依据不同层位中各类生物的不同丰度，建立了１１个生物埋藏群落，它们反映了不同的生态和埋藏环境。按照这些生物埋藏群落在剖面纵向上的演变，将塔里木盆地北部三叠纪地层划分为９个三级地层层序，恢复了三叠纪塔里木盆地北部古湖盆湖平面的升降历史     

从南昌凹陷构造演化分析赣江断裂带运动学特征

通过对近几年南鄱阳坳陷油气勘探取得的地质、地球物理资料的分析,认为该盆地形成和构造演化是在燕山期古构造格局的限制下,受控于赣江断裂带的活动,以走滑-伸展为主要特征.提出南昌凹陷构造演化模式为:冷水坞期(K₁l)具走滑-拉分盆地性质;周家店期-南雄早期(K₂z~K₂n1)为左行走滑盆地;在南雄早期末发生构造转折,南雄中晚期(K₂n2+3)转化为右行走滑-伸展盆地;清江期(E₁q)为新生断陷盆地.据南昌凹陷的成盆演化特征推断赣江断裂带大规模左行走滑的时代为晚白垩世早、中期,转折点在南雄早期K₂n1末.      

沙漠沉积体系的层序地层学研究——以新疆库车盆地下白垩统为例

新疆塔里木北部库车盆地内下白垩统发育,为一套干旱红层地层。该套地层中有干盐湖及内陆萨布哈相泥岩、风成砂岩、间歇性河流砂砾岩和洪积扇砾岩等类型的沉积物,组成了一个较为典型的沙漠沉积体系。伴随着盆地基底的抬升与下沉,在地层记录中显示出旋回性沉积作用的特点,在早白垩世地层中识别出5个三级层序,它们构成1个二级构造层序,这些三级层序具有从冲积相粗碎屑沉积到湖泊相细粒沉积的相序组构,以向上变细为特征。研究表明,风成砂岩是库车盆地储集性能最好的天然气储集层,库车盆地中的克拉2气田是中国第一个以风成砂岩为主要储集层的大型天然气田。     

关于库车巴什基奇克组时代的讨论

根据近年来对新疆库车前陆盆地及北部坳陷中生代主要储气层巴什基奇克组介形类、轮藻和孢粉化石的研究 ,认为该组主体的地质时代应为早白垩世中期。     

Relationship between Formation of Zhongyebei Basin and Spreading of Southwest Subbasin, South China Sea

The Zhongyebei (中业北) basin (ZYBB) is an NE-striking,narrow and small sedimentary basin superimposing the southern 1/2 segment of the proposed spreading axes of the SW subbasin of the South China Sea (SCS).More than 4 500 m strata were identified in the Zhongyebei basin,including the Paleogene lower structure layer and the Neogene upper structure layer.The SW subbasin of the South China Sea has been regarded as an oceanic basin opened by seafloor spreading,as evidenced by the fiat and deep (＞ 4 000 m mostly) seafloor with linear magnetic anomalies,and by the shallow Moho depth of ＜ 12 km as estimated from gravity modeling.The classic model of seafloor spreading predicts that sediments on the oceanic crust are younger and thinner towards the spreading axes.But in the southwestern segment of the SW subbasin,contradictions appear.Firstly,the thick sedimentation in the ZYBB is along the proposed spreading axes.Secondly,the sediments are thinner (500-1 500 m) and younger away from the proposed spreading axes.Thirdly,geological elements of the two sides of spreading axes develop asymmetrically in the southwestern SW subbasin.Two models,the early opening model and the limited modeling model,are suggested for resolving this paradox.The former suggests that the opening of the SW subbasin was in Late Eocene and earlier than the oldest sediment in the ZYBB.The latter proposes that the opening of the SW subbasin was limited to its northeastern portion,and did not extend to the southwest portion.The ZYBB is a rift basin survived from the spreading but subjected to severe syn-spreading magmatic disturbance.The SW subbasin and the ZYBB of the SCS provide a unique opportunity for studying the structural evolution and dynamic mechanism at the tip of a propagating seafloor spreading.Both models have unresolved questions,and further studies are needed.     

冀中坳陷束鹿凹陷横向调节带成因分析

束鹿凹陷是冀中坳陷西南部的一个典型的伸展单断凹陷,构造格局简单,存在北东向伸展断裂系统和北西向横向调节带.通过凹陷演化史以及钻井资料分析,探讨横向调节带形成机制和形成时期,提出Ⅰ级调节带形成于凹陷强烈伸展期,Ⅱ级调节带形成于凹陷弱伸展时期.研究认为,边界断裂不均匀伸展和基底古隆起控制Ⅰ级横向调节带的形成,岩性组合差异是Ⅱ级横向调节带形成的引发机制,控洼断层的侧列状交替发育是构造Ⅱ级横向调节带形成的动力机制.