安徽岳西碧溪岭榴辉岩及伴生石榴石橄榄岩的岩石学和地球化学

本文对安徽岳西碧溪岭榴辉岩-石榴石橄榄岩伴生岩体作了岩相学、岩石化学、矿物化学及稀土元素地球化学研究。利用湿法化学分析完成了13个榴辉岩和8个石榴石橄榄岩的成分分析,利用电子探针分析了15个石榴石,14个单斜辉石、2个斜方辉石、4个橄榄石的化学组成,利用等离子光谱完成了5个榴辉岩和2个石榴石橄榄岩的稀土元素含量测定,利用地质温压计估算了榴辉岩和石榴石橄榄岩的成岩温度和压力,最后讨论了其物质来源和形成条件。     

全球榴辉岩套分布及其大地构造意义

80年代国际岩石圈计划实施以来,榴辉岩及其相关岩石的研究取得了突破性进展。榴辉岩作为一类“特征变质岩石”成为探讨莫霍面性质、板块构造运动机理和大陆推覆构造等一系列重大地质难题的关键性指示岩石。笔者在综合分析对比全球榴辉岩的分布、相关岩石组合、成岩物理化学条件和所处的大地构造背景的基础上,提出“榴辉岩套”的概念,用来表述广泛出露榴辉岩并密切伴生(伴随)其它高压岩石组合和构造形变的特殊构造单元;排除呈包体赋存于金伯利岩和碱性橄榄玄武岩中的榴辉岩。     

南大别山毛屋榴辉岩相岩石组合的矿物学和岩石学特征

不同于大别山其他榴辉岩,太湖县毛屋榴辉岩相岩石组合含顽火辉石,至目前尚未有人对此作过报道.该地榴辉岩相岩石组合包括二矿物榴辉岩,顽火榴辉岩,石榴斜方辉石岩,石榴辉石橄榄岩和顽火辉石糜棱岩等.它们可能是岩浆母岩在深部结晶再经历榴辉岩相变质作用改造而成矿物组合中出现成分很纯的顽火辉石.榴辉岩中的单斜辉石低钠.除二矿物榴辉岩外,石榴石以富镁铝榴石为特征,镁铝榴石端员组分平均达71.8%.根据岩石化学成分,毛屋榴辉岩可划分为铁钛型和镁铬型两类.该榴辉岩相岩石组合的成岩压力介于18-26kb,温度介于931-1076℃之间,属高温榴辉岩.该榴辉岩相岩石组合沿深剪切带快速折返到地壳浅层次,几乎没有受到深部减压迭加变质的影响.     

CCSD主孔榴辉岩中磷灰石的矿物化学特征及对榴辉岩中F、Cl、Sr等元素地球化学行为的影响

为探讨榴辉岩中磷灰石的矿物化学特征及榴辉岩中某些相关元素的地球化学行为,对中国大陆科学钻探(CCSD)主孔500~540m深度的榴辉岩样品进行了岩石化学及磷灰石的矿物化学分析。这些榴辉岩具有不同的矿物组成和化学成分,并可据此分为上下两段,上段500~530m为正常榴辉岩,下段530~540m为高Ti榴辉岩和高Ti-Fe榴辉岩,其原岩可能为类似于辉长质和苦橄质的基性—超基性岩石。其中的磷灰石成分没有明显差别,均为氟—磷灰石,其富F贫Cl的特征可能是造成榴辉岩中高盐度流体包裹体和全岩高F低Cl的主要原因。磷灰石普遍含有一定的Sr、S、Fe元素,多数还含有Cu、Pb、Zn等元素。榴辉岩中P2O5含量与其F、Cl、Sr、S元素的相关程度表明,磷灰石是榴辉岩中F元素的最主要储存库,也是Sr元素的重要储存库之一,而对于Cl元素则只是部分控制,与S元素则没有相关性。榴辉岩中F、Sr及Cl元素的地球化学行为主要受控于磷灰石,因此,在榴辉岩从进变质—退变质过程中,这些元素的活动性直接受控于磷灰石的稳定性。     

中国大陆科学钻探主孔榴辉岩中石榴石和绿辉石原位激光探针分析及其成岩成矿指示意义

本文以中国大陆科学钻探主孔0～2000m岩芯中的榴辉岩为对象,运用EMPA和LA-ICP-MS技术,系统测定了榴辉岩中石榴石和绿辉石的主量与微量元素组成,并据此讨论了它们的成岩成矿意义.研究结果表明,CCSD主孔榴辉岩中石榴石富重稀土和Sc、Y、Co,而绿辉石则富中稀土和Pb、Sr、V,石榴石和绿辉石的高场强元素(特别是Nb、Ta)含量均很低.石榴石存在不同程度的Ce负异常,指示榴辉岩的形成过程中卷入有地表氧化条件下形成的风化沉积物.石榴石具有低的Zr/Y比值,绿辉石普遍具有高的Sr含量,这些特征说明榴辉岩(特别是高钛榴辉岩)的原岩可能为遭受过壳源物质混染与交代的富集地幔部分熔融的产物.高钛与低钛榴辉岩中石榴石和绿辉石在主量及微量元素组成上存在一定差别,总体而言,高钛榴辉岩中石榴石具高的MgO含量和较高的MgO/TFeO比值,以及较高的稀土和Sc含量,而绿辉石则相对富TFeO、MnO,并具有较高的Sr、Zr、Hf含量.高钛榴辉岩中石榴石和绿辉石常出现不同程度的Eu正异常,Cr含量均显著低于低钛榴辉岩.综合分析表明,高钛榴辉岩的原岩最可能为富斜长石的辉长质侵入岩,原岩组成的差异应是导致二类榴辉岩中石榴石和绿辉石矿物化学组成存在差异的主要原因.     

中国大陆科学钻探主孔榴辉岩的分类及测井识别

榴辉岩是中国大陆科学钻探主孔的主要岩性之一, 分布在3245m之上.根据测井响应特征, 如自然伽玛、密度、中子孔隙度等, 可以很好地区分榴辉岩与主孔的其他岩类.由于主孔榴辉岩具有不同的矿物成分、全岩化学成分和测井响应特征, 这为进一步详细划分榴辉岩亚类奠定了基础.从原岩的起源、氧化物含量、次要矿物等3个角度对主孔榴辉岩进行分类, 研究了基于多元统计学的榴辉岩亚类的测井识别方法; 利用该方法对重构的11种榴辉岩亚类进行测井评价, 将可以利用测井资料识别的榴辉岩亚类归并为6种; 根据对榴辉岩亚类的识别结果, 将主孔中榴辉岩划分为20个层段, 分析了各种榴辉岩亚类在主孔中的深度分布特征, 为地学研究提供了资料.      

大别超高压变质过程中部分熔融作用的地球化学约束

报道了大别超高压变质带西部麻城四道河榴辉岩-围岩剖面系统的元素和同位素地球化学研究成果, 对超高压变质榴辉岩在俯冲和折返过程中的部分熔融作用进行了探讨. 研究表明, 榴辉岩原岩性质类似于N-MORB, 其长英质围岩可分为TTG片麻岩和含石榴石花岗岩; 两类长英质围岩Sm -Nd同位素特征与其寄主的榴辉岩相似; REE特征、w (Nb)/w (Ta) 比值、Nd同位素组成及锆石U -Pb定年等地球化学证据支持了TTG片麻岩为大别地区陆壳俯冲过程中发生部分熔融作用而形成, 其与超高压榴辉岩的关系属特殊的异地关系; 含榴花岗岩为超高压榴辉岩折返过程中的部分熔融作用形成, 但因其形成环境为石榴石稳定场的深度, 故含榴花岗岩与超高压榴辉岩被视为近似原地的构造关系.      

西藏松多地区榴辉岩的原岩属性探讨及其地质意义

松多榴辉岩是约束拉萨板块中部古特提斯洋演化的重要材料,前人对其形成年代、变质P-T轨迹等诸多方面已进行了详细的研究,然而对其原岩的研究却较为薄弱,地球化学分析是恢复榴辉岩原岩的重要手段,也是反演区域古特提斯洋演化的重要依据.在系统收集区域地球化学数据的基础上,采集了17件松多榴辉岩样品,进行了地球化学研究,意在对区域构造演化提供新的制约.松多地区主要出露双矿物榴辉岩和退变质榴辉岩,两类榴辉岩都表现出亚碱性拉斑玄武岩的特征,在微量元素和各类构造环境判别图解中,两种榴辉岩分别都落入了N-MORB和E-MORB区域.基于上述分析结果,并结合区域地质资料,表明松多古特提斯洋在演化过程中可能长期存在地幔柱岩浆和正常洋中脊亏损地幔岩浆的相互作用.      

华中榴辉岩及其成因的若干问题

榴辉岩是华中高压变质带的特征岩类之一。根据其共生的矿物组合可划分出四类榴辉岩:角闪(蓝闪)榴辉岩,蓝晶石榴辉岩、柯石英榴辉岩和石英榴辉岩。其中蓝闪榴辉岩主要分布于团麻断裂以西地区;柯石英榴辉岩均出露于团麻断裂以东地区。根据矿物对地质温压计和变质矿物组合估测,西部地段榴辉岩的形成条件为p=1.1～1.5GPa,t=540～600℃,中东部地段榴辉岩为p≥2.5GPa,t=700～800℃。 根据岩石组合、矿物组合和构造环境分析,绝大多数(如果不是全部的话)榴辉岩与围岩经历了相同的高压—超高压变质作用,是同一构造运动旋回中不同构造部位的变质产物。蓝闪榴辉岩和柯石英榴辉岩的地质环境和退变质作用特征具有重要的大地构造意义。     

青藏高原羌塘中部不同时代榴辉岩的识别及其意义——来自榴辉岩及其围岩~（40）Ar-~（39）Ar年代学的证据

羌塘中部高压变质带由榴辉岩、石榴子石白云母片岩、蓝片岩等组成,与蛇绿混杂岩、晚古生代浅变质地层岩片等共同构成了龙木错-双湖板块缝合带这一构造混杂岩带。目前已先后在片石山地区、果干加年山地区和冈玛错地区发现典型的榴辉岩,以片石山和果干加年山地区的榴辉岩为研究对象。片石山地区的榴辉岩为低温型榴辉岩,围岩为石榴子石白云母片岩,变质作用峰期温压条件为T=500℃,p=2.3GPa。已获得230～244Ma锆石SHRIMP U-Pb年龄和石榴子石Lu-Hf等时线年龄,代表榴辉岩相变质作用的时代。榴辉岩及其围岩在误差范围内具有相同的Ar-Ar年龄,为210～220Ma,代表了榴辉岩及其围岩冷却抬升至近地表的时代。果干加年山地区的榴辉岩具有和片山地区榴辉岩相似的野外产状、矿物组合、温压条件和围岩。Ar-Ar年代学研究显示,果干加年山地区的榴辉岩在240Ma左右即已折返并抬升至近地表,其变质作用峰期时代明显要早于片石山地区。     

济阳坳陷石炭系—二叠系储层成岩作用及孔隙演化

石炭纪—二叠纪海陆交互沉积背景下发育的碎屑岩是济阳坳陷主要的储集岩。薄片、扫描电镜等多种微观分析研究表明,储层成岩作用主要有压实作用、胶结作用、交代作用、溶蚀作用及裂缝形成作用等。依据残留地层叠置样式及埋藏史,结合古地温、有机质热演化参数、黏土矿物转化序列、自生矿物以及成岩事件等多方面研究成果,将储层划分为古最大埋深等于现今埋深、古最大埋深大于现今埋深两种成岩阶段类型,前者处于中成岩B阶段和晚成岩阶段,后者处于中成岩A阶段和B阶段。多期复杂的构造运动导致储层具有多变的成岩环境及复杂的成岩演化序列,并控制了储层的成岩演化史、孔隙演化史及储集性能。     

东营凹陷古近系成岩层序特征与储集差异性分析

根据对东营凹陷油气储层成岩规律的分析,结合层序地层单元的分布构架,发现成岩演化过程所决定的成岩相特征与层序地层分布有密切相关性。阐述了在层序界面附近和层序体内部成岩作用发生的一般规律,认识到油气储层的储集性受成岩相和成岩层序控制。认为东营凹陷古近系近期勘探所取得的一系列成果,与成岩作用的差异性有关。将储层储集特征和成岩层序特征有机结合,合理地解释了凹陷内油气富集规律。说明该区油气勘探工作必须有的放矢,科学布局,循序追踪,才能获得最佳勘探效果。     

湖南慈利晚二叠世生物礁成岩作用及成岩相特征

所谓成岩相是指具有特征的成岩组构的岩体。研究成岩相的目的主要是通过对沉积物中不稳定颗粒在不同的成岩条件下的后生变化特征的研究来弄清其成岩环境的变化。本文通过对湖南慈利晚二叠世生物礁成岩特征的研究,从礁相体系中划分出四种基本的成岩相类型:即海底成岩相、混合成岩相、埋藏成岩相和表生成岩相。部分成岩相又可进一步划分出成岩亚相。     

济阳坳陷古近系深部储层成岩演化模式

运用岩石薄片鉴定、扫描电镜分析、镜质体反射率分析、X-衍射分析和油层物性分析等手段,结合区域油气地质研究成果,以揭示济阳坳陷古近系深部碎屑岩储层的成岩演化模式和物性演化规律为目的开展工作。结果表明,济阳坳陷古近系深部碎屑岩储层主要受其所处构造背景、地层压力和流体环境的影响,发育6种成岩演化模式。弱陡坡/缓坡构造背景条件下发育早期中强超压-中强压实/胶结/溶蚀-多重介质成岩演化模式和晚期中强超压-（较）强压实/胶结/溶蚀-酸性介质成岩演化模式,超压形成的早晚是影响储层压实作用强弱的主要因素,而流体环境的差异与构造背景的差异有关。深洼陷发育弱超压/常压-（中）强压实/胶结-强溶蚀-热液酸性介质成岩演化模式和中弱超压-较强压实/胶结-强溶蚀-热液酸性介质成岩演化模式,热液活动加强了成岩流体对酸溶性组分的溶解,是该类成岩演化模式的主要影响因素。处于陡坡常压条件下的深层碎屑岩发育（中）强压实/胶结-弱溶蚀-热液酸性介质和强胶结-中弱溶蚀-多重介质成岩演化模式,早期沉积水体、后期成岩水体以及两者混合造成的多重介质是其主要影响因素。综合分析认为,层位和埋深是深部储层遭受成岩改造程度强弱的首要控制因素;构造位置是影响成岩压力场和流体场的基本前提;在不同的流体场背景中,深部热液对储层演化会不同影响;酸碱交替的多重成岩环境增加了次生孔隙带发育个数和次生孔隙垂向分布,但原始孔隙度保存率比以酸性介质为主的成岩环境低5%以上。     

哈萨克斯坦Zanazor油田石炭系KT Ⅱ碳酸盐岩层成岩作用与孔隙演化

石炭系KT Ⅱ碳酸盐岩层是扎纳若尔油田的主要勘探开发层之一,研究成岩作用对储层孔隙演化的影响具有重要意义。在薄片观察及碳氧同位素、阴极发光、流体包裹体等地化分析的基础之上,阐明了研究区KT Ⅱ碳酸盐岩层的主要成岩作用类型、成岩序列及其对孔隙演化的影响,并得出如下结论：(1)对储集物性有明显影响的成岩作用主要包括压实-压溶作用、胶结作用、溶蚀作用及破裂作用等;(2)划分出滩相亮晶颗粒灰岩和潮坪相灰泥石灰岩两类成岩演化模式及孔隙演化模式,前者可细分为亮晶有孔虫石灰岩和亮晶砂屑鲕粒石灰岩成岩及孔隙演化模式两种亚类;(3)成岩作用是储层储集物性的主控因素之一,岩石类型(受沉积微环境的控制)的差异决定着不同早期成岩响应,进而影响后期成岩改造,并控制着差异性储层的形成。因此,在沉积基础之上的成岩改造对储层储集性能差异性分布具有同样重要的控制作用。     

大阜山金红石矿床含矿岩体的形成变化及其与成矿的关系

通过对含矿岩体结构、产状、岩石类型、化学成分、微观特征,矿体产状、矿体与各类岩石的空间关系,矿石岩性观察研究,认为含矿岩体空间形态为向北东倾的椭圆柱形,原岩为辉长岩、成岩过程中物质成分发生了充分的分异富集,分异作用主要是重力分异、次为结晶分异;成岩后又经历了“角闪岩相→榴闪岩相→绿片岩相”的变质过程,三次变质作用均有金红石形成、第二次是主要成矿作用。分异作用奠定了成矿的物质基础、是矿体产状和矿石岩性的主因,变质作用使高钛岩石变为矿体。深部有一定找矿前景。     

砂西油田低渗透储层成岩储集相及储集空间演化模式

综合应用取心井的岩石铸体薄片、图像分析、扫描电镜、电子探针能谱、阴极发光、粘土矿物X衍射分析和镜质体反射率等实验测试资料,研究了E₃1储层的成岩作用、成岩演化序列和成岩阶段划分。通过分析低渗透储层成岩作用对储集物性的影响,认为造成本区储层砂岩较低渗透率的主要成因机理是成岩期各种自生矿物的充填和胶结作用。根据成岩作用及其特有的储集空间组合,将E₃1储层划分为4种成岩储集相类型:A相——不稳定组分中强溶解次生孔隙成岩储集相、B相——中等胶结中强压实残余粒间孔成岩储集相、C相——碳酸盐强胶结成岩储集相、D相——早期硬石膏强胶结成岩储集相。详细阐述了低渗透储层中各类成岩储集相的特征及其形成机制,并探讨了其储集空间类型及演化模式。      

渤海湾盆地东营凹陷示烃成岩作用及其演化特征*

富含有机酸的烃类流体在由泥质烃源岩进入储集层后将发生一系列的示烃成岩反应。研究发现有6类成岩现象与烃类活动密切相关,即酸性烃类流体的溶蚀作用、蒙脱石脱水与伊利石化、碳酸盐矿物的铁离子浸染、沥青—铁核的轨迹、自生高岭石的形成以及耗水、底积碳酸盐胶结层的隔层分布。这些特殊的成岩现象是含油气盆地内特有的标识,对指示油气初次侵入程度、运移的方向与轨迹、工业聚集度以及最终成藏场所的确定具有重要的参考价值。基于所发现的示烃成岩矿物而建立的“含油气盆地碎屑岩成岩演化规律”,对胜利油区复杂油气藏勘探起到了指导作用,也可为今后含油气区储集层的有效性确定提供借鉴。     

碳酸盐岩成岩相研究方法及其应用——以扬子地块北缘飞仙关组鲕滩储层为例

成岩相是研究成岩作用展布的重要方法和途径,其与沉积相不同,反映岩石在一定的成岩环境下发生的各种成岩作用的综合表现。在详细的成岩作用和成岩环境研究的基础上,划分了扬子地块北缘地区飞仙关组8类成岩相、7类成岩亚相,总结了各类成岩相(亚相)的识别标志,探索了成岩相与沉积相、测井相、地震相的关系,探索了成岩相在点、线、面上的分布,预测了有利成岩相区展布,取得了良好效果。形成了一套有效的成岩相研究方法,并将成岩相研究成果应用到勘探实践,具有较好的推广价值。     

碎屑储集岩成岩演化过程中流体-岩石相互作用特征--以塔里木盆地西南坳陷地区为例

塔西南坳陷不同时代碎屑储集岩成岩环境经历了由酸性向碱性演变的过程,成岩环境地球化学性质的这种转变直接控制了发生在碎屑岩成岩体系中的流体-岩石相互作用特征。酸性成岩环境形成于烃源岩-储集岩系统中有机-无机反应最活跃时期,主要分布在早成岩阶段A、B期和晚成岩阶段A期,当古地温小于90℃,Ro值在<0.5%～1.3%之间,酸性的孔隙介质与骨架颗粒之间主要发生蚀变、溶解和氧化硅沉淀作用。当古地温达到90℃以上,Ro值在1.3%～>2%时,有机质脱羧基停止,有机酸发生分解,CO₂来源减小,使孔隙流体性质由酸性向碱性变化,成岩环境呈碱性,这时晚期含铁碳酸盐矿物交代作用最为活跃,同时伴随自生伊利石和绿泥石沉淀、陆源伊利石重结晶成绢云母、高岭石向伊利石或绿泥石转变等作用。成岩环境在其演化过程中,由于孔隙流体性质的转变,破坏了早期成岩环境的物理化学平衡状态,使旧的成岩反应停止,新的成岩反应开始,从而形成多种矿物蚀变→交代→溶解→沉淀过程,导致碎屑储集岩结构和孔隙组合特征上的差异,流体-岩石相互作用的强度和范围决定了碎屑储集岩的储集性能及分布特征。