黄骅坳陷新生代构造活动对无机成因CO2气藏控制作用的研究

通过研究黄骅坳陷新生代的构造活动,对黄骅坳陷无机成因二氧化碳气藏的形成与分布特征进行分析,发现黄骅坳陷无机成因CO2成藏与断裂和岩浆活动密切相关。新生代的NE—NEE向的伸展断裂为幔源型二氧化碳提供了良好的通道,尤其是在这些NE—NEE向伸展断裂与NW向断裂的交汇处,有利于二氧化碳的运移和聚集;同时这些伸展断裂往往是地热较高的区域,有利于热变质成因二氧化碳的生成;岩浆作用不仅可以直接释放来自幔源的二氧化碳气体,而且岩浆作用带来的地热也可以促进碳酸盐岩的热变质作用,释放二氧化碳。同时,黄骅坳陷新生代断裂和岩浆活动的迁移性特点形成了无机成因二氧化碳气藏地域分布特征。     

二氧化碳气成藏的断裂控制作用

对二氧化碳(CO_2)气成藏来说,各种级别不同性能断裂的存在是必不可少的条件,按其在成藏过程中功能的不同可以分为成气、疏气、储气和封气四种类型。断裂对幔源-岩浆成因CO_2气最重要的作用是对幔源气的运移疏导作用。幔源CO存在于地下深处,其释放的途径有两种:一是没有岩浆喷发和侵入的情况下,沿深断裂直接释放;二是在岩浆喷溢、侵入过程中冷却时释放的幔源气,断裂作为岩浆喷溢、侵入的通道。岩浆活动为幔源型CO_2成藏提供了主力气源,深大断裂为CO_2提供了运聚的通道和赋存的空间。断裂对变质成因CO_2气的最重要的作用是对CO_2气的生成和疏导作用。在动力变质作用中,断裂活动的构造热使碳酸盐岩分解释放CO_2,压扭性断裂带与张启性断裂的交汇带即成为变质成因CO_2的生成与排放中心;在接触变质作用,断裂不仅作为岩浆或高温热液的通道使得围岩变质释放CO_2,而且也是变质成因CO_2运移释放的通道。     

交代岩石圈地幔与金成矿作用

交代岩石圈地幔与大型金矿床之间的成因联系受到越来越多的关注.研究成矿金属在地幔源区的富集程度和幔源岩浆中的金含量,以及金从地幔源区释放、迁移并大规模富集成矿的机制和过程可以帮助我们更好地认识交代岩石圈地幔对金富集成矿的重要作用.金是高度亲铜元素,同时还具有流体活动性,在地幔岩浆作用、岩浆热液演化和富集成矿等诸多过程中的行为较为复杂.主要从金的地球化学行为出发,通过梳理金在各类地幔岩石和幔源岩浆中的分布,以及岩浆热液中金的主要行为及其受控因素,探讨交代岩石圈地幔对巨量金成矿的关键控制机制.主要认识包括:（1）交代岩石圈地幔可能是形成大规模热液型金矿床的重要源区,但金在源区的异常富集可能并不是成矿的必要条件;（2）地幔交代组分（特别是挥发分）有助于金从地幔源区中有效释放、并通过跨岩石圈尺度的深大断裂迁移富集;（3）富挥发分的岩浆热液中金的富集沉淀过程远比一个富金的地幔源区对大规模金成矿作用的贡献更大.因此,深刻理解岩石圈地幔长期演化过程中金在地幔交代和岩浆-热液演化过程中的行为与富集机制是解析大型金矿床成因的关键.      

断层与幔源二氧化碳气藏的形成和分布——以渤海湾盆地济阳坳陷为例

幔源CO_2气的形成和分布与不同级别断层早白垩世以来的活动密切相关。郯庐断裂带是研究区最主要的成气断层,拆离断层和变换断层这些地壳断层是次要的成气断层,二者于早白垩世143Ma、124Ma、新生代~43Ma、~24Ma和~8Ma的走滑或伸展活动,以及与之准同时的新生代碱性玄武岩浆活动,控制了幔源CO_2气的分散和聚集。它们与基底断裂、盖层断裂共同组成运移通道,其中拆离滑脱处的低速带和盖层断裂中的顺层断层是重要的水平运移通道。早白垩世古太平洋板块俯冲脱水脱气,产生的幔源CO_2气沿着郯庐断裂带向上分散聚集;新生代以来受控于太平洋板块俯冲方向和速度的改变以及印欧板块碰撞的远程效应,形成幔源CO_2气。与此同时郯庐断裂带切割深度亦逐渐加大,~43Ma碱性岩浆活动亦开始形成幔源CO_2气并主要位于断裂带,24Ma和8Ma(5Ma)为新近纪碱性岩浆活动脱气两个主要形成时期。郯庐断裂带的活动使地幔脱气形成的CO_2沿断层走向向上运移,并在作为重要横向运移通道的拆离断层拆离滑脱处,与因岩浆脱气形成的CO_2汇合,再通过陡倾斜、缓倾斜基底断层、盖层断层的接力传递在浅部聚集成藏。预测郯庐断裂带附近是无机成因油气重要的聚集分布区带。     

青藏高原乌丽冻土区二氧化碳成因探讨

为了查明青藏高原乌丽冻土区天然气的组分与成因,对采集自乌丽水合物试验孔ZK1井及其周边钻孔的岩心顶空气、岩心解析气以及湖水气进行了组分和碳同位素测试分析,同时对ZK1井及其周边钻孔岩心中的碳酸盐岩碳同位素进行了测试分析。测试结果显示:该区天然气主要成分为二氧化碳,其含量在98%以上,烃类气体(主要为甲烷)含量很少;二氧化碳碳同位素主频在-4‰～-6‰(VPDB)之间,少量富烃样品的甲烷碳同位素主频介于-3238‰～-2782‰（VPDB）之间,碳酸盐岩的碳同位素平均值为-387‰（VPDB）。综合分析认为,研究区二氧化碳主要为幔源成因,可能与该区强烈的构造运动和岩浆活动有关。     

南太行山平顺闪长岩体斜长石捕虏晶特征及其对壳幔岩浆混合过程的记录

在南太行山平顺闪长岩体中偶见具有特殊环带结构的斜长石,其核部为钙含量高的基性斜长石（An>63）,幔部为富钠的斜长石,二者之间存在由绢云母和绿帘石组成的溶蚀带,且核、幔An值变化截然不同。根据斜长石的环带构造特征和成分分析,认为本区岩浆混合过程大致如下：起源于EMI型富集地幔的幔源岩浆底侵作用于下地壳,在高温下结晶出钙含量高的基性斜长石,且所携带的热使下地壳开始熔融形成壳源岩浆;壳、幔两种岩浆沿着太行山深大断裂快速上升侵位于地壳浅部,发生岩浆混合;与此同时,早期形成的基性斜长石由于压力突然减小发生溶蚀,形成形态不规则的溶蚀带;壳幔混合岩浆在基性斜长石基础上结晶生长富钠斜长石,形成具有特殊环带结构的斜长石。这为研究区内存在岩浆混合作用提供了最直接的证据。     

胜利油田火山岩类、盆地演化及其CO2-Au成藏成矿效应

将胜利油田盆地内火山岩类分为石英拉斑玄武岩、橄榄拉斑玄武岩和碱性橄榄玄武岩3类。其中,碱性橄榄玄武岩多分布于盆地边部、出现较晚并受深断裂控制,其成分中明显更富碱、富轻稀土、富大离子亲石元素而贫铬、镍等相容元素和挥发分,深度大而熔融程度不高,应源于富集地幔。二氧化碳气藏与碱性橄榄玄武岩有空间、时间和成因上的关系;二氧化碳气藏区的火山岩中含有高含量的金。二氧化碳和金是盆地和火山岩类演化一定阶段的产物,源于富集地幔的岩浆去气是其形成的主要机制。     

大兴安岭潮满林场地区新元古代花岗质片麻岩——锆石U-Pb测年、地球化学特征及构造环境探讨

对大兴安岭潮满林场地区新元古代花岗质片麻岩进行岩石学、地球化学、成因及构造环境研究结果显示,花岗质片麻岩年龄为795.2±4.3 Ma,形成时代为新元古代. 花岗质片麻岩表现为高硅、高碱、富钙、富钠、富钾、轻稀土元素富集、重稀土元素亏损,Eu为负异常弱亏损. 岩浆源区主要为壳源岩浆,部分幔源岩浆底侵使中下地壳岩石发生部分熔融,且受到幔源组分混染形成混合岩浆. 结合区域资料,研究区新元古代花岗片麻岩形成于与俯冲有关的岩浆弧环境.     

云南省中部富碱斑岩成矿机理探讨

云南富碱斑岩由地壳深部的源岩分离熔融形成，该源岩则由早期侵入陆壳的幔源超基性岩与陆壳组分混合而成。斑岩成矿作用的成矿物质主要来源于岩浆，铅同位素资料表明它们有深部流体相、早期陆壳和幔源岩浆三种来源，但归根结底可能本区存在异常上地幔。地质地球化学综合分析认为，铜金等元素主要来源于幔源组分，铅锌等元素来源于陆壳组分，源岩重熔和岩浆演化使成矿元素得到进一步的富集。在不同的构造单元中，源岩的壳幔组分比、重熔程度等存在差异，因而富碱斑岩特征及成矿作用有别，出现两个成矿亚系列。     

松南油伴生CO2气的成因及其对油气藏的影响

以松辽盆地南部长岭断陷油伴生气和含片钠铝石砂岩为对象,研究松南伴生CO2气的成因,并在此基础上,讨论幔源-岩浆CO2混入对油气动态成藏的影响。通过对伴生气组分,碳、氧及氦同位素数据的分析,发现松南油伴生CO2气的体积分数为1.57%～75.25%,主体在20%以上,δ13 CCO2值为-9.90‰～-4.00‰,R/Ra为0.95～4.46,说明松南油伴生气中CO2的体积分数很高,伴生CO2气主体为幔源-岩浆成因。如果幔源-岩浆CO2气大量混入油藏,将发生CO2驱油,形成次生油气藏。由松南油气藏的典型剖面特征及片钠铝石中原生烃类包裹体的发现,证实松南存在幔源-岩浆CO2驱油的事实。在幔源-岩浆CO2与油气混合成藏地区,寻找幔源-岩浆CO2充注驱油成因的次生油气藏已成为新的勘探思路。     

Magmatic Network Structure of Volcanic Rocks in the Shengli Oilfield, Eastern China

Types of polymerized molecular network structure and degree of bond breakdown for glass phases of magmatic inclusions and glassy matrix in volcanic rocks from the Shengli oilfield have been defined by the laser Raman spectroscopic investigation. There are significant differences in types of polymerized molecular network structure and degree of bond 'breakdown of the magmatic glass phases between the non-CO2 and COa gas pools: magmatic glass phases of fluid inclusions and matrix in volcanic rocks from the CO2 gas pool contain more sheet network molecules and have a greater degree of bond beakdown than those from the non-CO2 gas pool; and when gas bubbles occur in evolving magma, magma saturated with volatile components has more sheet network molecules. The results suggest the magma-degassing mechanism of the formation of CO2 gas pools in the Shengli oilfield.     

幔源CO_2释出机理、脱气模式及成藏机制研究进展

针对幔源CO2如何从地幔岩浆中脱出并进入沉积地层中形成CO2气藏聚集这一关键问题,总结了国内外研究进展和前缘方向。研究表明,地幔深部的碱性玄武岩浆和碱性岩浆才是深部流体和CO2等挥发份大量赋存、渗滤和释出的场所。浅成侵入岩、次火山岩和火山通道等是CO2释放和聚集的有利位置,岩浆期后和岩浆衰弱期的热液活动阶段是CO2大量释放和聚集的有利时期。幔源CO2进入沉积盆地中具有3种脱气模式,即沿岩石圈断裂直接脱气模式、热流底辟体脱气模式和壳内岩浆房-基底断裂组合脱气模式。CO2的固有物化性质决定其运移相态多样,具有运移和聚集过程同步的特征。只有在满足大量的化学消耗及地层水或原油的溶解和耗散之后才能形成CO2有效聚集。幔源CO2成藏和分布主要受岩浆气源体和气源断裂体系的控制。今后,在超临界CO2及其对油气运移聚集的作用、CO2与深大断裂及火山岩的关系、CO2脱气运移机制、CO与常规烃类油气的耦合差异成藏机制等方面仍需要进一步的研究和探索。     

胜利油田火山岩辉石中岩浆包裹体成分及有关成因问题

对胜利油田火山岩中辉石及其中岩浆包裹体成分的研究表明：ＣＯ２气藏区和非ＣＯ２气藏区新生代火山岩辉石及其中岩浆包裹体成分有明显区别,前者中辉石为普通辉石,成分相对富ＳｉＯ２,而贫Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＭｇＯ和挥发成分;而后者中辉石为透辉石,成分相对贫ＳｉＯ２和挥发份,而富Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２和ＭｇＯ。前者岩浆包裹体玻相中富含ＣＯ２,包裹体中的金属子矿物多为黄铁矿;而后者岩浆包裹体玻相中贫ＣＯ２;包裹     

地幔流体与地球的放气作用

地幔流体的形成、聚集和渗透是引起地幔交代作用的主要营力。地幔交代作用发育的强弱决定着所生成岩浆的碱性程度。地幔流体和部分熔融体高度富集不相容元素,它们与亏损地幔的相互作用可以使后者发生ＬＲＥＥ和不相容元素的局部富集。通过板块俯冲作用使地球表层的ＣＯ２进入地幔,参加地球的碳循环。热点岩浆来源的ＣＯ２中含有部分循环的ＣＯ２,而大洋中脊玄武岩中的ＣＯ２主要是原始地球的ＣＯ２。携带ＣＨ４和Ｈ２Ｏ的流体渗透至被俯冲带带入地幔的物质,使碳酸盐化的榴辉岩还原而形成含金刚石的榴辉岩和富水流体,并诱发局部熔融,所形成的熔体以火山喷发的形式上升到地表。地幔岩石中含有大量的流体,它们主要以流体包裹体的形式存在于地幔矿物中。几乎在所有的上地幔环境下形成的矿物中均找到了流体包裹体。包裹体内流体的成分主要是ＣＯ２,ＣＨ４,Ｈ２Ｏ及少量Ｈ２,Ｎ２等。     

吉林东南部地幔活动与金的成矿作用

地幔活动是岩石圈构造活动的动力学基础,是上地壳发生地质作用——区域变质作用、成岩成矿作用——所需要的深源物质、能量乃至流体的主要来源形式.吉林省东南部地区的麻粒岩相区域变质作用、幔源岩浆的侵入-喷发活动以及深部构造活动等特征表明,该地区曾有太古宙末期和中生代两个地幔活动高峰期.夹皮沟大型金矿田的金矿成矿作用与地幔活动有密切的成因联系.成矿作用主期与地幔活动的高峰期相对应.稳定同位素研究显示成矿物质、成矿热液主要来源于地幔.地幔活动引起携带大量热流体和丰富的成矿元素的幔源物质上侵,并且在下地壳重熔过程中活化、萃取了围岩中成矿物质而形成成矿流体;伴随地幔活动形成的深大断裂构造、大型韧性剪切带不仅是成矿流体运移的通道,而且为成矿物质沉淀提供了有利空间.     

论治岭头金银矿床的成因

治岭头金银矿床矿体为含冰长石、蔷薇辉石的玉髓状石英脉体,矿石具环带状构造,围岩蚀变具典型的浅成低温热液蚀变特征,成矿流体是一种低盐度、近中性的还原性流体.矿床硫、铅、氢、氧、碳同位素研究表明,成矿物质主要来源于地下深部（甚至上地幔）,成矿热液表现出低温热液演化特点.成矿作用与加里东晚期浅成岩浆侵入活动有内在的成因联系.治岭头金银矿床属浅成低温热液（次火山热液）型金银矿床     

非火山地热区玛旁雍热田土壤CO_2脱气研究

地热活动是地球脱气的重要形式之一,其过程常伴随大量温室气体排放。选取非火山地热区西藏玛旁雍热田作为研究对象,基于菲克扩散定律对地热田区土壤CO_2脱气量进行评估。结果表明:该区一般土壤CO_2脱气通量为0.167~0.771 kg/(m2·a),含喷气孔区域土壤CO_2脱气通量为2.054~7.877 kg/(m2·a),含喷气孔地区的土壤CO_2脱气通量是一般土壤脱气量的18.9倍;与全球火山区土壤脱气量(0.001~2.25 Mt/(m2·a))相比,其值显著偏低;但比青藏高原高寒草原生态系统土壤的CO_2排放量(187.46 g/(m2·a))大。结合区域地质背景推测地热系统中的CO_2含量主要来源于岩浆脱气和热液同长石等围岩矿物的蚀变反应。区内土壤CO_2的低脱气通量受透水性较差的碎屑岩沉积盖层约束。     

吉林东部火山-岩浆岩区金铜矿成矿模式探讨

吉林东部(延边地区)中生代以来不同方向的断裂构造发育,火山活动强烈,岩浆侵入频繁,与中生代火山-岩浆活动有成因联系的金、铜多金属矿床多处,矿化蚀变线索多见,构成了知名度很高的五凤-小西南岔近东西向火山-岩浆期后低温热液型金、铜多金属成矿带.区内中生代火山-岩浆岩的形成是上地幔岩浆上侵的结果,同时伴有成矿作用的发生,在构造有利部位形成金、金铜或铜金多金属矿体.成矿物质来源于地幔,成矿是在酸性介质中还原条件下发生的.从远源至近源,成矿分带为Au、Ag→Au、Cu、Ag→Cu、Au、Pb、Zn→Cu、(Mo、Au),成矿温度从低温至高温变化,硫化物从贫硫化物向富硫化物变化.     

Geochronology and Genesis of the Tiegelongnan Porphyry Cu(Au) Deposit in Tibet: Evidence from U–Pb,Re–Os Dating and Hf,S, and H–O Isotopes

The Tiegelongnan Cu (Au) deposit is the largest copper deposit newly discovered in the Bangong–Nujiang metallogenic belt. The deposit has a clear alteration zoning consisting of, from core to margin, potassic to propylitic, superimposed by phyllic and advanced argillic alteration. The shallow part of the deposit consists of a high sulphidation‐state overprint, mainly comprising disseminated pyrite and Cu–S minerals such as bornite, covellite, digenite, and enargite. At depth porphyry‐type mineralization mainly comprises disseminated chalcopyrite, bornite, pyrite, and a minor vein molybdenite. Mineralization is disseminated and associated with veins contained within the porphyry intrusions and their surrounding rocks. The zircon U–Pb ages of the mineralized diorite porphyry and granodiorite porphyry are 123.1 ± 1.7 Ma (2σ) and 121.5 ± 1.5 Ma (2σ), respectively. The molybdenite Re–Os age is 121.2 ± 1.2 Ma, suggesting that mineralization was closely associated with magmatism. Andesite lava (zircon U–Pb age of 111.7 ± 1.6 Ma, 2σ) overlies the ore‐bodies and is the product of post‐mineralization volcanic activity that played a critical role in preserving the ore‐bodies. Values of ?4.6 ‰ to + 0.8 ‰ δ³⁴S for the metal sulfides (mean ? 1.55 ‰) suggest that S mainly has a deep magmatic source. The H and O isotopic composition is (δD = ?87 ‰ to ?64 ‰; δ¹⁸O_H2O = 5.5 ‰ to 9.0 ‰), indicating that the ore‐forming fluids are mostly magmatic‐hydrothermal, possibly mixed with a small amount of meteoric water. The zircon ε_Hf(t) of the diorite porphyry is 3.7 to 8.3, and the granodiorite porphyry is 1.8 to 7.5. Molybdenite has a high Re from 382.2 × 10^?6 to 1600 × 10^?6. Re and Hf isotope composition show that Tiegelongnan has some mantle source, maybe the juvenile lower crust from crust–mantle mixed source. Metallogenesis of the Tiegelongnan giant porphyry system was associated with intermediate to acidic magma in the Early Cretaceous (~120 Ma). The magma provenance of the Tiegelongnan deposit has some mantle‐derived composition, possibly mixed with the crust‐derived materials.