鄂尔多斯盆地苏里格气田中奥陶统马家沟组五段凝块石类型与古盐度初步分析

微生物碳酸盐岩是近年来地学界研究的一个热点,其时空分布非常广泛,并可形成重要的油气储集层。在鄂尔多斯盆地北部苏里格气田的中奥陶统马家沟组马五1+2段和马五4段,笔者分别发现了非钙化微生物成因的凝块石微生物岩。依据显微结构,将凝块石划分为蠕虫状凝块石、网状凝块石和房室孔洞状凝块石3种类型。通过与基里巴斯现代超盐湖微生物碳酸盐形成环境的对比,推测在华北地台云坪广布、坪中有湖的大背景下,凝块石是在相对海平面上升、盐度大约在60‰～149‰之间的条件下形成的,而含石膏结核碳酸盐岩是在相对海平面下降、盐度达到149‰以上的条件下形成的。进一步研究发现,蠕虫状凝块石泥粉晶白云岩的白云石晶间孔和溶蚀孔非常发育,网状凝块石和房室孔洞状凝块石的溶蚀残余孔较发育,推测凝块石微生物岩具有较好的物性,是未来油气勘探的重要目标岩性之一。     

塔里木盆地苏盖特布拉克剖面寒武系第二统第三阶微生物岩结构类型*

塔里木盆地阿克苏地区寒武系第二统第三阶肖尔布拉克组主要由微生物白云岩组成,代表性的剖面在阿克苏市西南90 km处的苏盖特布拉克。由于成岩作用改造严重,对这套微生物碳酸盐岩的特征和形成环境的认识还存在很多分歧,制约了勘探工作。通过详细野外勘察和室内研究,将肖尔布拉克组微生物岩分为4种结构类型: 凝块结构、纹层结构、砂屑结构和骨架结构。首次对凝块结构和纹层结构进行了亚类型的划分,其中凝块结构可划分为蠕虫状、网状和斑点状3种亚类型,纹层结构可划分为致密纹层、短薄纹层、颗粒纹层以及单纹层、纹层组、复合纹层。肖Ⅰ段—肖Ⅲ段发育凝块石白云岩、凝块—层纹石白云岩和层纹石白云岩,肖Ⅳ段发育凝块石微生物丘,肖V段下部发育网状结构凝块石白云岩,肖V段上部发育砂屑白云岩和肾形菌骨架岩。白云石化作用、溶蚀作用、重结晶作用是改变肖尔布拉克组微生物岩结构最重要的成岩作用,且该组下部比上部遭受了更强的成岩作用改造;微生物岩结构对成岩作用改造的抵抗能力为: 砂屑结构>纹层结构>凝块结构。根据微生物岩结构,推测肖Ⅰ段—肖Ⅲ段形成于潮坪环境,肖Ⅳ段和肖V段下部形成于深水潮下环境,肖V段上部形成于浅水潮下环境。以上成果为认识塔里木盆地肖尔布拉克组微生物岩的平面分布规律和今后开展被成岩作用强烈改造的白云岩型微生物岩的研究提供了一个重要参考。     

塔里木盆地苏盖特布拉克剖面寒武系第二统第三阶微生物岩结构类型

塔里木盆地阿克苏地区寒武系第二统第三阶肖尔布拉克组主要由微生物白云岩组成,代表性的剖面在阿克苏市西南90 km处的苏盖特布拉克。由于成岩作用改造严重,对这套微生物碳酸盐岩的特征和形成环境的认识还存在很多分歧,制约了勘探工作。通过详细野外勘察和室内研究,将肖尔布拉克组微生物岩分为4种结构类型:凝块结构、纹层结构、砂屑结构和骨架结构。首次对凝块结构和纹层结构进行了亚类型的划分,其中凝块结构可划分为蠕虫状、网状和斑点状3种亚类型,纹层结构可划分为致密纹层、短薄纹层、颗粒纹层以及单纹层、纹层组、复合纹层。肖Ⅰ段—肖Ⅲ段发育凝块石白云岩、凝块—层纹石白云岩和层纹石白云岩,肖Ⅳ段发育凝块石微生物丘,肖V段下部发育网状结构凝块石白云岩,肖V段上部发育砂屑白云岩和肾形菌骨架岩。白云石化作用、溶蚀作用、重结晶作用是改变肖尔布拉克组微生物岩结构最重要的成岩作用,且该组下部比上部遭受了更强的成岩作用改造;微生物岩结构对成岩作用改造的抵抗能力为:砂屑结构纹层结构凝块结构。根据微生物岩结构,推测肖Ⅰ段—肖Ⅲ段形成于潮坪环境,肖Ⅳ段和肖V段下部形成于深水潮下环境,肖V段上部形成于浅水潮下环境。以上成果为认识塔里木盆地肖尔布拉克组微生物岩的平面分布规律和今后开展被成岩作用强烈改造的白云岩型微生物岩的研究提供了一个重要参考。     

塔里木盆地肖尔布拉克剖面肖尔布拉克组下段微生物碳酸盐岩沉积特征

塔里木盆地阿克苏地区肖尔布拉克剖面肖尔布拉克组下段除底部条带状泥晶白云岩外,主要为微生物碳酸盐岩沉积,但目前关于这套微生物岩的研究很少。通过详细的野外露头观察及室内镜下薄片鉴定,对研究剖面肖尔布拉克组下段的微生物碳酸盐岩类型进行了识别、分类,并重构了其沉积环境。结果显示:肖尔布拉克组下段共发育六种岩相类型,其中包括四种微生物碳酸盐岩类型:粗纹层状凝块岩,具窗孔凝块岩,厚层状凝块岩和块状凝块岩。粗纹层状凝块岩和具窗孔凝块岩主要分布于潮间带;厚层状凝块岩和块状凝块岩主要沉积于中深—浅水局限潮下带。不同的微生物岩类型发育于不同的位置,主要受控于海平面变化、古地理位置及微生物群落等因素。     

塔里木盆地柯坪地区肖尔布拉克组优质微生物碳酸盐岩储层成因

微生物碳酸盐岩储层是油气地质学研究的重要领域,针对古老深埋的塔里木盆地肖尔布拉克组微生物碳酸盐岩存在的优质储层争议和储层成因问题,通过野外观察、剖面测量、密集取样、物性测试、薄片分析和CT扫描等手段,对柯坪野外露头区的肖尔布拉克组微生物碳酸盐岩储层进行了系统调查与分析。结果表明,肖尔布拉克组的优质微生物碳酸盐岩储层为具有亮晶凝块结构的层状凝块石建造,其储层孔隙度最大值为9.35%,孔隙度介于2.69%~9.35%之间的比例为70.3%,平均值为5.07%,且其储层孔隙度和平行渗透率具有极好的线性正相关性。这些优质储层的储集空间类型包括粒间孔、晶间孔、粒间溶孔、晶间溶孔、扩溶孔和溶洞6类。潮下带上部高能原始沉积环境中形成的亮晶凝块结构为优质储层的形成提供了微生物沉积作用上的先决条件;热液溶蚀作用形成大量大孔径的组构非选择性扩溶孔和溶洞则是优质储层形成过程中至关重要的成岩作用过程,极大地提高了层状凝块石建造的孔隙度。这将进一步深化对肖尔布拉克组优质微生物碳酸盐岩储层类型和成因的认识。     

微生物碳酸盐岩油气储层研究现状与展望

微生物碳酸盐岩是一种重要的油气储集岩。在中国古老深埋碳酸盐岩地层中它们是主要的岩石类型。微生物碳酸盐岩通常可划分为叠层石、凝块石、树枝石、均一石和核形石等五种类型。储层孔隙系统与微生物岩的沉积结构和构造密切相关,窗格孔（洞）和格架孔（洞）是主要储集空间类型。全球中新元古界至中生界都发现了以微生物碳酸盐岩为储层的油气田,资源潜力巨大。 微生物岩储层的岩石类型、沉积构造、相序结构、沉积模式和储层有利相带尚有许多不明晰之处,是今后进一步深化研究的重点方向。     

微生物岩的概念和重庆老龙洞剖面P-T界线地层微生物岩成因*

微生物岩的原始定义指底栖微生物主导形成的沉积体或岩石体。笔者对该概念进行了扩充,认为微生物岩除了包括叠层石、凝块石、纹层石、核形石、均一石之外,还应该包括微生物骨架岩、微生物粘结岩、非钙化浮游或漂浮微生物形成的模铸岩、矿化浮游或漂浮微生物形成的颗粒岩和泥粒岩。P-T界线地层微生物岩的特征是具有由较粗矿物晶体(主要是方解石,其次是白云石)组成的斑点状、树枝状、网状结构的灰岩。这3种结构分别称为斑点状体、树枝状体、网状体,在露头上呈暗色,在薄片中呈浅色,一般由无定形的亮晶充填体和其间的微亮晶组成。亮晶充填体是指无定形的孔洞被不同成岩期形成的矿物充填形成的结构体,因成岩作用各异,造成不同层位、不同地点的亮晶充填体内部的矿物类型和充填顺序存在差异;所有的亮晶充填体都不具有壁,故不是钙化化石。通过形态、大小和生态比较,以及形成演化分析,认为亮晶充填体的前身是漂浮蓝细菌微囊菌,胶鞘是微囊菌形成模铸化石的关键因素。亮晶充填体是表层水漂浮生活的微囊菌沉入海底后,被泥晶沉积物掩埋或者被早期海底胶结物胶结,在泥晶沉积物半固结或固结之后腐烂留下的孔洞被后期成岩作用形成的矿物充填形成的。P-T界线地层微生物岩段顶部遭受成岩作用程度高,树枝状体和网状体中的亮晶充填体的轮廓基本都被破坏,变成微亮晶和亮晶,以前被学者解释为凝块石;但斑点状体、树枝状体、网状体是成岩流体沿着亮晶充填体或其他化石丰富的地方运移形成较粗的晶体而造成的,并不符合凝块石的定义。同时,少数学者把树枝状体本身当成底栖生物,也是没有充分认识树枝状体的矿物组成而做的解释。该微生物岩段含有钙化的小球状化石和同心层状化石,但它们不是组成微生物岩的主体。     

微生物岩的概念和重庆老龙洞剖面P-T界线地层微生物岩成因

微生物岩的原始定义指底栖微生物主导形成的沉积体或岩石体。笔者对该概念进行了扩充,认为微生物岩除了包括叠层石、凝块石、纹层石、核形石、均一石之外,还应该包括微生物骨架岩、微生物粘结岩、非钙化浮游或漂浮微生物形成的模铸岩、矿化浮游或漂浮微生物形成的颗粒岩和泥粒岩。P-T界线地层微生物岩的特征是具有由较粗矿物晶体(主要是方解石,其次是白云石)组成的斑点状、树枝状、网状结构的灰岩。这3种结构分别称为斑点状体、树枝状体、网状体,在露头上呈暗色,在薄片中呈浅色,一般由无定形的亮晶充填体和其间的微亮晶组成。亮晶充填体是指无定形的孔洞被不同成岩期形成的矿物充填形成的结构体,因成岩作用各异,造成不同层位、不同地点的亮晶充填体内部的矿物类型和充填顺序存在差异;所有的亮晶充填体都不具有壁,故不是钙化化石。通过形态、大小和生态比较,以及形成演化分析,认为亮晶充填体的前身是漂浮蓝细菌微囊菌,胶鞘是微囊菌形成模铸化石的关键因素。亮晶充填体是表层水漂浮生活的微囊菌沉入海底后,被泥晶沉积物掩埋或者被早期海底胶结物胶结,在泥晶沉积物半固结或固结之后腐烂留下的孔洞被后期成岩作用形成的矿物充填形成的。P-T界线地层微生物岩段顶部遭受成岩作用程度高,树枝状体和网状体中的亮晶充填体的轮廓基本都被破坏,变成微亮晶和亮晶,以前被学者解释为凝块石;但斑点状体、树枝状体、网状体是成岩流体沿着亮晶充填体或其他化石丰富的地方运移形成较粗的晶体而造成的,并不符合凝块石的定义。同时,少数学者把树枝状体本身当成底栖生物,也是没有充分认识树枝状体的矿物组成而做的解释。该微生物岩段含有钙化的小球状化石和同心层状化石,但它们不是组成微生物岩的主体。     

贵州罗甸二叠纪末生物大灭绝事件后沉积的微生物岩时代和沉积学特征

二叠纪末期发生的显生宙以来最大的生物绝灭事件,使海洋生态系统和陆地生态系统均受到重创之后,微生物岩广泛分布于全球正常浅海地区。研究认为,扬子地台在二叠纪末期存在一次海平面降低的事件,造成研究区二叠纪地层与早三叠世微生物岩之间存在沉积间断或剥蚀,并使三叠纪牙形石混入二叠纪末期的沉积物中。二叠-三叠系界线位于微生物岩层的底界;微生物岩形成于早三叠世最早期,相当于Hindeodus parvus带,是早三叠世最早期开始的海侵事件为其提供生长所需的可容纳空间。在Isarcicella staeschei带-I. isarcica带早期再次发生相对海平面降低事件,之后海平面开始快速上升。研究区早三叠世早期的微生物岩以凝块构造发育为特征,具有斑状、层状、枝状和网状凝块构造4种典型中型构造。结合前人的工作,认为微生物群落通过生物沉积和物理沉积作用形成球状体,球状体汇聚形成不同的中型凝块构造。研究扬子地台早三叠世凝块石的确切时代和结构、构造类型特征,为准确恢复生物大灭绝事件前后的环境变迁以及生物演化事件与环境变化的相互作用关系提供重要的证据。     

碳酸盐岩早成岩岩溶作用及油气地质意义

碳酸盐岩早成岩岩溶作用可发育溶蚀孔洞或具有规模的溶洞,这对于认识我国塔里木盆地、四川盆地碳酸盐岩内幕岩溶区孔洞成因与分布具有重要参考价值。然而碳酸盐岩早成岩岩溶在我国现代岩溶发育较少,研究程度低。文章通过总结国外在碳酸盐岩早成岩岩溶形成机理及孔洞发育特征的研究成果,探讨早成岩岩溶的油气地质意义:（1）成岩早期碳酸盐岩胶结程度差,岩石疏松,孔隙度、渗透率极高,介质空间较均匀;（2）早成岩岩溶作用与海平面升降具有明显的关系,尤其海岛或滨岸地区的淡水-海水交互带,以混合水岩溶为特征的岩溶作用较强烈;（3）早成岩岩溶孔洞发育分布具有一定特点,岛屿岩溶以发育侧面边缘洞穴为特征,而滨海岩溶以发育混合带管道为特征;（4）孔洞的发育主要受淡水中CO2含量、水流通过混合过渡带的水动力及海平面变化速率控制;（5）早成岩岩溶为研究我国地质历史时期碳酸盐岩短期暴露岩溶作用提供借鉴,对其孔洞发育分布特征的认识,将促进碳酸盐岩内幕区孔洞型油气储层形成机理研究,指导内幕区孔洞储层分布预测和油气勘探。      

冈底斯西段罗布真浅成低温热液型金银矿的成矿流体演化:来自流体包裹体、H-O同位素的证据

西藏昂仁县罗布真金银矿位于冈底斯成矿带西段,其大地构造位置属于南拉萨微陆块,矿体受北西西的断裂构造控制,呈脉状、透镜状产于始新世帕那组火山岩中。按照矿石工业类型分类,矿石类型可分为角砾岩型、石英脉型和蚀变岩型等三类,主要金银矿石矿物为自然金和碲银矿等。矿区广泛繁育不同特征的热液脉体,通过系统的野外观测以及全面的岩相学研究,依据矿物共生组合、脉体切穿关系及蚀变特征,将热液脉体从早到晚划分为石英-黄铁矿阶段(S1)的石英-黄铁矿大脉、玉髓华石英-金-多金属硫化物阶段(S2)的石英-金属硫化物网脉、石英-碳酸盐矿物阶段(S3)的石英-方解石细脉。罗布真金银矿床热液脉体主要发育气液两相流体包裹体(富液两相包裹体、富气两相包裹体)和含子矿物(碳酸盐矿物)三相流体包裹体。本文在野外地质调查的基础上,对不同成矿阶段的石英脉进行了流体包裹体的岩相学观测、显微测温、成分分析以及H-O同位素测试。S1阶段流体包裹体的形成温度集中在310~330 ℃,盐度(w(NaCl_eq))集中在5.0%~10.1%,密度介于0.60~0.80 g/cm³;S2阶段流体包裹体的形成温度集中在240~280 ℃,盐度介于3.0%~7.0%,密度介于0.70~0.90 g/cm³;S3阶段流体包裹体的形成温度集中在121~215 ℃,盐度集中在1.0%~5.0%,密度集中在0.85~1.00 g/cm³。拉曼分析表明,罗布真金银矿的流体包裹体成分以H₂O为主,并含有少量的CO₂、N₂、CH₄等气体及方解石子晶。各热液脉体石英中流体包裹体的δ${{\text{D}}_{{{\text{H}}_{2}}\text{O},\text{V-SMOW}}}$值的变化范围为-106.1‰~-97.5‰,δ¹⁸${{\text{O}}_{{{\text{H}}_{2}}\text{O},\text{V-SMOW}}}$值的变化范围为-7.33‰~-7.13‰,展示其成矿流体主要源自火山岩围岩中的循环地下水,在早阶段还有少量岩浆水的加入。成矿流体在岩浆作用驱动下,沿着断裂从深部封闭体系运移到浅部的开放体系,迅速突破临界状态减压沸腾并产生相分离导致金属硫化物沉淀,形成矿化。随着含矿热液成矿物质及金属硫化物的大量析出,流体温度、盐度迅速降低,金属矿物成矿作用随之结束。罗布真金银矿床的成矿流体为中低温、低盐度、中低密度并含有少量CO₂、N₂、CH₄等气体的流体,具有典型的浅成低温热液矿床成矿流体的特征。     

重庆南川三汇场寒武系碳酸盐岩中不同期次大气淡水作用的证据

多期构造叠加及多种成岩环境下的早古生代碳酸盐岩储集层形成机理十分复杂。重庆南川三汇场剖面寒武系碳酸盐岩出露完整,是研究沉积与成岩史的理想解剖点之一。研究表明,三汇场剖面寒武系白云岩分别经历了早期海水胶结、大气淡水淋滤、准同生白云岩化、中浅层埋藏、中期构造大气水作用、中晚期埋藏及热液作用和构造晚期表生大气水成岩作用,不同期次的大气淡水作用特征不同。在早成岩期,沿向上变浅的高频层序界面附近发育了鲕模孔、窗格溶孔等组构性溶孔,胶结物和充填物的δ¹⁸O、δ¹³C值均比同期海水负偏,⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值与同期海水相近,不发光(CL),含有较小的液相包裹体;加里东晚期—海西期,发育了非组构扩溶孔洞缝,伴有氧化沥青,不发光充填物的δ¹⁸O、δ¹³C负偏、⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值正偏,发育含烃的低温不混溶包裹体,并叠加后期的深埋藏及热液成岩作用;燕山期和喜马拉雅期, 发育孤立的非组构溶蚀孔洞、缝洞,多被巨晶方解石或黏土充填,方解石中δ¹⁸O、δ¹³C强烈负偏($\delta^{13}C_{PDB}$=-4.6‰~-23.4‰,$\delta^{18}C_{PDB}$=-8.6‰~-17.8‰)、含有低温不混溶包裹体(<28.5℃),是有机质或生物甲烷(细)菌参于下的表生大气水成岩作用产物。     

成岩作用对泥页岩储集性能的影响: 以东营凹陷古近系沙四上亚段为例*

陆相页岩油储集层孔隙结构特征及储集能力受泥页岩在埋藏过程中经历的复杂成岩改造影响,纵向上表现出显著的差异性,但相关研究仍不够深入。以渤海湾盆地东营凹陷古近系沙河街组沙四上亚段典型陆相富有机质泥页岩为研究对象,基于岩心观察描述、岩石薄片鉴定、扫描电镜等多尺度观察手段,结合X射线衍射分析、同位素地球化学分析、物性分析及能谱分析等测试资料,开展泥页岩成岩作用特征及其控储差异研究。研究结果表明: (1)研究区可识别出7种成岩作用类型,其中,建设性成岩作用以方解石重结晶、黏土矿物转化及白云石化作用为主; 沙四上亚段整体处于中成岩A阶段。(2)方解石重结晶、黏土矿物转化及白云石化作用在垂向上表现出显著的差异性演化特征,重结晶成因的亮晶方解石主要发育于纯上3小层与纯上2小层,黏土矿物转化所形成的晶间中—高孔区主要发育于纯上2小层; 研究区主要发育2种类型的白云石,其中,泥晶白云石主要发育于纯上3小层,微晶铁白云石主要发育于纯上1、2小层。(3)方解石重结晶和黏土矿物转化的协同使得纯上2小层产生了大量微孔,同时适量的铁白云石可作为骨架矿物支撑孔隙,有利于中深层孔隙的保存,是该小层成为优质储集层的关键。     

陕西商南三官庙金矿床流体包裹体及C-H-O-S稳定同位素研究

三官庙金矿床位于秦岭造山带南秦岭北部逆冲推覆构造带内,为断裂构造控矿的热液型矿床。热液成矿期划分为成矿早阶段(S1)、主阶段(S2)和晚阶段(S3)。成矿主阶段流体包裹体的完全均一温度T_h为150~420 ℃,盐度为2.1%~24.1%;成矿晚阶段T_h为81~190 ℃,盐度为5.6%~22.2%。包裹体研究显示,在成矿主阶段温度>250 ℃时,以流体混合作用为主而导致矿物沉淀;在成矿主阶段温度<250 ℃及成矿晚阶段,以流体沸腾作用为主而导致矿物沉淀。成矿主阶段成矿流体的δD_V-SMOW为-84.4‰~-77.0‰,δ¹⁸${{\text{O}}_{{{\text{H}}_{2}}\text{O}}}$为5.0‰~5.7‰,成矿流体来源以岩浆水为主,同时混入了外来流体。成矿流体的δ¹³C_ΣC为-13.5‰~-5.2‰,反映碳为岩浆来源并受到低温蚀变的影响。黄铁矿单矿物δ³⁴S_CDT为-2.73‰~-1.31‰;毒砂单矿物δ³⁴S_CDT为-3.36‰~0.03‰,反映成矿物质硫为典型的单一岩浆来源。综上分析,认为三官庙金矿床为岩浆热液成因,其成矿机制为:印支期末,在钠长(角砾)岩形成过程中,含金热液流体沿断裂构造运移,在距离钠长(角砾)岩较远地段的层间破碎带内,成矿流体发生混合及沸腾作用,促使成矿物质发生沉淀,最终形成三官庙金矿床。     

春季黄、渤海沉积物中CH4和N2O的垂向分布特征研究

本研究分别利用顶空平衡法与qPCR技术测定了2018年春季黄、渤海5个典型站位柱状沉积物中甲烷(CH₄)和氧化亚氮(N₂O)浓度及产甲烷菌与硫酸盐还原菌功能基因拷贝数,并分析了其与间隙水中相关环境因子的关系。沉积物上方水文条件的差异以及其中复杂的碳氮生物地球化学过程使得CH₄和N₂O浓度呈现出明显的空间和垂直变化。结果显示,沉积物中CH₄浓度为0.23~0.92 μmol·kg^-1,N₂O浓度为18.90~104.96 nmol·kg^-1。总体来说,渤海沉积物中CH₄和N₂O平均浓度高于黄海。垂向分布上,CH₄浓度均随深度增加逐渐升高, $\text{SO}_{4}^{2-}$浓度随深度增加逐渐降低,并与CH₄浓度呈镜像关系,产甲烷菌与硫酸盐还原菌的丰度也遵循着同样规律,这表明沉积物中产甲烷作用受$\text{SO}_{4}^{2-}$浓度的抑制。 mcrA基因拷贝数平均值为渤海低于黄海。除3500-7站外,沉积物中mcrA基因拷贝数随深度增加而升高。各站位mcrA 基因丰度与CH₄浓度均无显著相关性,且mcrA丰度与$\text{SO}_{4}^{2-}$浓度之间也未检测到显著相关性。dsrB基因拷贝数远高于mcrA基因拷贝数,且两者相差至少两个数量级。 dsrB基因拷贝数随深度逐渐增加,直至10 cm左右,随后至沉积物底部逐渐减少。各站位dsrB基因拷贝数与CH₄浓度剖面略有镜像关系,但均未检测到显著负相关性。以上结果均表明沉积物中存在着同时消耗沉积物中$\text{SO}_{4}^{2-}$与CH₄的其他作用。N₂O浓度随深度增加先降低,在深度30 cm以下逐渐升高。间隙水中$\text{NO}_{3}^{-}$和$\text{NO}_{2}^{-}$浓度均随深度减小,同时$\text{NH}_{4}^{+}$浓度与其呈相反趋势。沉积物中N₂O与$\text{NO}_{2}^{-}$及$\text{NO}_{3}^{-}$浓度均呈正相关,且前者相关性较高,说明反硝化作用是沉积物中N₂O产生的主要过程。这些结果为进一步了解近岸陆架海域沉积物中CH₄和N₂O的来源、分布及碳氮生物地球化学循环提供了参考资料。     

成岩作用对泥页岩储集性能的影响: 以东营凹陷古近系沙四上亚段为例*

陆相页岩油储集层孔隙结构特征及储集能力受泥页岩在埋藏过程中经历的复杂成岩改造影响,纵向上表现出显著的差异性,但相关研究仍不够深入。以渤海湾盆地东营凹陷古近系沙河街组沙四上亚段典型陆相富有机质泥页岩为研究对象,基于岩心观察描述、岩石薄片鉴定、扫描电镜等多尺度观察手段,结合X射线衍射分析、同位素地球化学分析、物性分析及能谱分析等测试资料,开展泥页岩成岩作用特征及其控储差异研究。研究结果表明: (1)研究区可识别出7种成岩作用类型,其中,建设性成岩作用以方解石重结晶、黏土矿物转化及白云石化作用为主; 沙四上亚段整体处于中成岩A阶段。(2)方解石重结晶、黏土矿物转化及白云石化作用在垂向上表现出显著的差异性演化特征,重结晶成因的亮晶方解石主要发育于纯上3小层与纯上2小层,黏土矿物转化所形成的晶间中—高孔区主要发育于纯上2小层; 研究区主要发育2种类型的白云石,其中,泥晶白云石主要发育于纯上3小层,微晶铁白云石主要发育于纯上1、2小层。(3)方解石重结晶和黏土矿物转化的协同使得纯上2小层产生了大量微孔,同时适量的铁白云石可作为骨架矿物支撑孔隙,有利于中深层孔隙的保存,是该小层成为优质储集层的关键。     

甘肃两当湘潭子金矿床地质特征及成因

甘肃两当湘潭子金矿位于西秦岭造山带东段,金矿体主要受北西西向断裂控制,与区内发育的中酸性岩脉空间关系密切。显微观察和电子探针分析表明,Au主要赋存在黄铁矿和毒砂中,矿体中黄铁矿Co/Ni特征显示黄铁矿的成因与岩浆作用有关。通过稀土元素分析发现,矿石的稀土元素特征与岩体的稀土元素特征基本一致,而与地层围岩有明显差异。对矿石中的黄铁矿进行硫同位素测试,硫化物δ³⁴S值介于-5.7‰~2.0‰之间,均值为0.38‰,δ³⁴S值频数分布比较集中,具有以近零为中心的塔式分布特征,表明矿石中硫的来源与岩浆作用有关。通过氢氧同位素分析,湘潭子金矿区矿石的δ¹⁸${{\text{O}}_{{{\text{H}}_{2}}\text{O}}}$值介于3.44‰~9.65‰之间,均值为6.29‰,δD介于-120.10‰~-79.00‰之间,均值为-100.47‰,表明本区成矿流体主要来自岩浆水。铅同位素特征显示湘潭子金矿区铅的演化与岩浆作用和造山运动关系密切。通过对比研究可知湘潭子金矿的主成矿时代为印支晚期。湘潭子金矿是印支晚期含成矿物质和流体的岩浆上侵,受浅部断裂系统控制的脉状矿体。湘潭子金矿的发现及成因研究对西秦岭地区找矿方向具有重要的意义。     

Formation environment and metallogenic mechanism of Weng'an phosphorite in the Early Sinian,Central Guizhou Province

Weng'an phosphorites are located at the east of Central Guizhou oldland and are important constituent of Hubei-Hunan-Guizhou phosphorite belt. Among them,the Datang ore block developed intact Early Ediacaran stratigraphic sequence,and the phosphorite occurred in the Doushantuo Formation which are divided into the lower layer of dolomite, layer A, the upper layer of dolomite, and layer B. Geochemistry showed that the P₂O₅ concentration of phosphorites in the layer A was higher than that of layer B,while the Sr and Mg/Ca were opposite. These characteristics indicate the degree of aridity and torridity increased from layer A to layer B. δ¹³C,δ¹⁸O,and Z value in layer A are -4.30‰-2.03‰, -11.30‰-7.53‰, and 112119,respectively,and those of layer B are -1.16‰1.49‰, -8.41‰-2.26‰, and 123129,respectively,indicating that the salinity increased from layer A to layer B. Ce_anom of the layer A are greater than -0.1, whereas those of the layer B are less than -0.1, suggesting the redox conditions changing from anoxic to oxic. The NASC-normalized REE distribution patterns of the layer A show “left-inclining”,indicating the input of hydrothermal fluids. Furthermore,the Si,Al,and Ti content in the phosphorite and the periodical change of δ¹³C indicate the input of terrigenous weathering and deep seawater. The “left-inclining”REE plots,high psephicity,and intraclast and blocky textures of phosphate from the layer A collectively suggest the phosphorite formed via mechanical power of seawater. The “hat-shaped”REE plots and microbial debris of phosphate from the layer B indicate the phosphorite formed via microbially mediated accretionary growth.     

黔中瓮安早震旦世磷块岩的形成环境及成因机制*

瓮安磷矿为鄂—湘—黔成矿带的重要组成部分,位于黔中古陆的东侧,其中,大塘矿段位于发育完整的下震旦统陡山沱组中,该组地层自下而上为下白云岩段、A矿层、上白云岩段和B矿层。元素地球化学特征表明: A矿层P₂O₅高于B矿层,而Sr含量、Mg/Ca值却相反,表明从A矿层到B矿层,气候干旱炎热程度升高。碳酸盐C、O同位素表明: δ¹³C、δ¹⁸O和Z值在A矿层分别为-4.30‰~-2.03‰、-11.30‰~-7.53‰、112~119,B矿层分别为-1.16‰~1.49‰、-8.41‰~-2.26‰、123~129,表明A矿层的盐度较低,B矿层的盐度较高。Ce_anom在A矿层均大于-0.1,在B矿层均小于-0.1,另外,Mo、U、V元素在A矿层高于B矿层,表明氧化还原条件从A矿层的还原转变为B矿层的氧化条件。A矿层稀土元素呈“左倾型”配分曲线和热水元素的富集,指示海相热水输入;Si、Al、Ti含量占一定比例,指示了陆源风化物质输入;δ¹³C阶段性变化指示了上升洋流带来的深海海水,因此,陡山沱组磷块岩成矿物质可能有多个来源。A矿层“左倾型”稀土配分曲线以及磷酸盐球状、团块状结构和较高磨圆度,表明其成矿作用机制主要为海水机械动力;B矿层稀土元素呈“帽型”配分模式和大量微生物碎屑发育,表明其成矿机制主要为微生物生长成矿作用,伴随海水机械动力。     

A multi-isotope approach for understanding sources of water,carbon and sulfur in natural springs of the Central Appalachian region

Natural springs have been reliable sources of domestic water and have allowed for the development of recreational facilities and resorts in the Central Appalachians. The structural history of this area is complex and it is unknown whether these natural springs receive significant recharge from modern precipitation or whether they discharge old water recharged over geological times scales. The main objective of this study was to use stable isotopes of water ( $\delta^{18} {\text{O}}_{{{\text{H}}_{2} {\text{O}}}}$ and $\delta^{2} {\text{H}}_{{{\text{H}}_{2} {\text{O}}}}$ ), dissolved inorganic carbon ( $\delta^{13} {\text{C}}_{\text{DIC}}$ ) and dissolved sulfate ( $\delta^{34} {\text{S}}_{{{\text{SO}}_{4} }}$ and $\delta^{18} {\text{O}}_{{{\text{SO}}_{4} }}$ ) to delineate sources of water, carbon and sulfur in several natural springs of the region. Our preliminary isotope data indicate that all springs are being recharged by modern precipitation. The oxygen isotope composition indicates that waters in thermal springs did not encounter the high temperatures required for O isotope exchange between the water and silicate/carbonate minerals, and/or the residence time of water in the aquifers was short due to high flow rates. The carbon isotopic composition of dissolved inorganic carbon and sulfur/oxygen isotopic composition of dissolved sulfate provide evidence of low-temperature water–rock interactions and various biogeochemical transformations these waters have undergone along their flow path.