鄂尔多斯盆地三叠－侏罗系的成岩作用及其成藏成矿响应

鄂尔多斯盆地三叠-侏罗系的成岩作用显示出受周边活动带干扰的类克拉通型特征.来自北部老山的岩浆岩碎屑、铁镁质矿物及火山喷发的火山灰导致在同生.早期成岩阶段孔隙水中释放大量铁、镁、硅、铝等离子,从而析出大量蒙脱石和富铁的绿泥石、沸石类和硅质矿物;在上三叠统中夹有由火山灰成岩转变而成的多层斑脱岩;同时导致富铀碎屑的聚集和由于粘土矿物、褐煤等的吸附作用造成的铀离子的预富集.在中成岩阶段,石油生成并在粘土矿物放出大量孔隙水作为载体的情况下初次运移,有机溶液进入储层使铝硅酸盐矿物溶解产生次生孔隙;同时蒙脱石和伊利石对油和气的生成具有催化作用,显示出典型的有机-无机成岩成藏作用过程.中晚燕山运动是一次构造热事件,此时期发生的表生成岩阶段是鄂尔多斯盆地成藏成矿的重要时期,不但促进了三叠系油和古生界天然气的生成,而且提供了油气运聚成藏的动力学条件;另一方面,天然气向盆地北东向的大规模运移散失造成强还原环境,促使具备铀矿形成条件的东胜地区侏罗系中大型铀矿的形成,是典型的有机-无机成岩成矿作用的结果.     

泥页岩热模拟实验及成岩演化模式

随着泥页岩油气勘探开发的不断推进,对泥页岩的成岩作用研究越来越受到重视。通过对三种不同干酪根类型的泥页岩样品的热模拟实验发现,随着有机质成熟度的增加,干酪根热解生烃产生的有机质孔及不稳定矿物溶蚀孔增加,是泥页岩储集空间增加的主要原因;泥页岩成岩作用类型主要有黏土矿物转化、不稳定矿物溶蚀作用和重结晶作用;结合镜质体反射率,建立了基于热模拟实验的泥页岩综合成岩演化模式。研究表明:不同类型的干酪根在生烃过程中演化特征不同,Ⅰ型干酪根以"解聚型"的途径生烃,以产生有机质边缘孔为主;Ⅲ型干酪根以"平行脱官能团型"的途径生烃,以产生有机质内部孔为主;Ⅱ型干酪根介于两者之间,既可以产生有机质内部孔,也可以产生有机质边缘孔。     

基于热模拟实验的富有机质泥页岩成岩作用及演化特征

富有机质泥页岩蕴含丰富的油气资源,但成岩研究基础薄弱,已成为制约页岩油气勘探开发进程的重要因素。通过开展成岩热模拟实验,结合扫描电镜观察、流体成分测试及有机酸测试等实验测试手段,全面描述实验过程中所发生的水-岩化学反应,试图揭示泥页岩成岩过程及成岩演化规律。研究结果显示,有机质热演化过程中存在一个较宽的有机酸生成窗口,对孔隙流体性质具有重要影响;长石和方解石存在接力溶蚀现象,长石溶蚀高峰过后紧接着出现方解石溶蚀高峰,但方解石溶蚀窗较窄,此后出现方解石重新沉淀结晶;黏土矿物转化及长石的溶蚀过程中会产生大量自生微晶石英,成链状或簇状胶结泥页岩骨架。泥页岩地层作为一个相对封闭体系,各类成岩作用之间相互关联,相互影响,构成错综复杂的成岩体系,进一步增加其成岩作用研究难度。     

湘中禾青地区中上泥盆统碳酸盐岩的成岩作用及其与成矿的关系

本文研究了湘中禾青地区中上泥盆统碳酸盐岩的成岩作用及其与成矿的关系。根据野外工作、镜下观察、C、O同位素特征和痕量元素特征的研究,区内碳酸盐岩成岩作用方式主要有压实作用、胶结作用、新生变形和白云岩化作用4种。它们经历了淡水渗流、淡水潜流、海水和埋藏地下混合水4种成岩环境。由于含矿层以上成岩环境的开放性和其下成岩环境的闭塞,埋藏地下混合水成岩作用使矿质富集而形成工业矿体。     

内蒙古维拉斯托斑岩型锡矿床成岩、成矿时代及其地质意义

维拉斯托Sn矿床为内蒙古中南段地区新发现的大型斑岩型矿床,矿床的形成与石英斑岩有密切的成因联系。该斑岩型Sn矿床的发现与该区已发现的维拉斯托和拜仁达坝大型脉状Cu_Pb_Zn_Ag多金属矿床可能属于同一岩浆_热液成矿体系。虽然前人已对热液脉状Zn_Cu矿床和Ag_Pb_Zn矿床有了较多研究,但对新发现的斑岩型锡矿床开展的研究还十分欠缺。文章首次报道了新发现斑岩型矿床的成岩和成矿年龄。利用LA_ICP_MS方法对石英斑岩中的锆石进行U_Pb同位素定年,获得的年龄为(135.7±0.9)Ma(MSWD=1.4,n=24),表明石英斑岩的侵位时代为早白垩世。对与Sn矿化密切相关的辉钼矿进行了Re_Os同位素定年,结果显示辉钼矿的Re_Os同位素等时线年龄为(125.7±3.8)Ma(MSWD=1.7,n=4),可代表斑岩型矿床中Sn发生矿化的时间。本次获得的年代学数据表明,该斑岩型矿床成矿年龄稍晚于成岩年龄,与国内外众多典型斑岩型矿床具有类似特征。新发现的维拉斯托斑岩型Sn矿床形成于燕山晚期,与该区众多岩浆_热液多金属矿床的形成时代一致,推测矿床的成岩、成矿过程很可能与中生代岩石圈的伸展构造有关。     

河南栾川南泥湖和上房沟花岗岩体黑云母成分特征及其成岩成矿意义

河南栾川南泥湖和上房沟花岗岩体与钼多金属成矿作用密切相关。本文用电子探针测试方法,分析了南泥湖岩体和上房沟岩体中黑云母的成分特征。结果表明,2个岩体中黑云母均具有高硅、富镁、低铝和贫铁的特征,属镁质黑云母。2个岩体的结晶温度分别为730~830℃和750~860℃,氧逸度(logfO2)分别为-8.5~-7.0和-8.0~-6.5,结晶压力和深度分别为72~120MPa、54~127MPa和2.62~4.37km、1.97~4.63km,有利于南泥湖-三道庄和上房沟超大型钼矿床的形成,地球化学特征显示2个岩体均属壳幔混源的Ⅰ型花岗岩,属深源中浅成花岗岩。     

构造动力成岩成矿模拟实验成果分析及其地质意义

在应力作用下,成矿流体能够携带成矿物质从高应力区向低应力区迁移,已是地质学界所普遍承认的公理。然而,固相岩石在应力作用下其中的物质成分是否能够迁移,这是国内外许多地质学家极为关注的问题。作者采用三轴压力机高温高压实验系统对干体系内无矿化岩石样品进行模拟实验,结果白云岩样品产生剪切流变糜棱岩。探针分析其残斑和流变基质中的元素含量,发现铅锌元素在剪切流变带内明显富集,铅相对集中在中央,锌富集在其边缘,局部还测出新生成的方铅矿微粒。     

安徽金寨县沙坪沟钼矿成矿岩体矿物学特征及其成岩成矿意义

安徽金寨县沙坪沟钼矿成矿岩体主要包括二长花岗斑岩、正长斑岩及花岗斑岩,主要矿物组成为石英、钾长石、斜长石、黑云母。本文利用电子探针技术对主要矿物的矿物学特征进行了研究,结果表明,岩石中斜长石为钠长石;钾长石以条纹长石为主;黑云母属于镁质黑云母,富Mg、Al、K,贫Ca,MF值变化于0.65~0.72之间。黑云母化学成分显示本区岩体为I型花岗岩,属于造山带钙碱性花岗岩类,其成岩物质具壳幔混合的特点。黑云母矿物温压计计算结果显示,岩体固结温度约500~580℃,氧逸度变化范围是10-14~10-15.8,其含铁指数对寻找钼矿具较好的指示意义。     

黑龙江嘉荫连珠山金矿床成岩成矿年代学及其地质意义

连珠山矿床位于小兴安岭北麓,是一个产于花岗岩内部断裂体系的蚀变岩型金矿床。为了限定其成矿时代与成矿地质背景,本文对其赋矿围岩黑云母二长花岗岩和石英闪长岩进行了岩石地球化学、锆石U-Pb和绢云母40Ar/39Ar年代学的系统研究。定年结果表明黑云母二长花岗岩形成时代为中三叠世(243.7±1.3Ma,MSWD=0.77,n=12),岩浆上侵过程中受到早古生代(474~438Ma)和中二叠世(267~261Ma)的岩浆混染,而石英闪长岩形成于晚三叠世(215.3±1.3Ma,MSWD=0.35,n=17);黄铁绢英岩化矿石中的绢云母40Ar/39Ar坪年龄为194.2±2.0Ma,指示为早侏罗世成矿;元素地球化学特征显示连珠山侵入岩为准铝质-弱过铝质、高钾钙碱性岩石系列,具有I型花岗岩的地球化学属性;轻稀土元素富集,相对亏损重稀土元素,且具有弱的负Eu异常;富集大离子亲石元素(LILE),亏损高场强元素(HFSE)。结合小兴安岭-张广才岭地区已有年代学资料和区域构造演化特征,认为其成矿地质背景为兴蒙造山晚期与古太平洋板块俯冲转换期,或成矿发生在兴蒙造山期后的伸展阶段。     

油气耗散作用及其成岩成矿效应: 进展、认识与展望

油气生成后发生运移,在途经的围岩环境中发生流—岩相互作用而损耗,以及分散于地下或暴露地表而损失,这一过程即为油气耗散。油气耗散主要特点为流—岩地质作用,在这一过程中将产生系列成岩蚀变,如氧化砂岩的绿色化、白色化,以及局部碳酸盐化等;导致一些成矿效应,如铀矿化、高岭土化等。从而在沉积盆地中构成有机与无机、金属与非金属矿产同存共荣于一盆,此即为沉积盆地成藏(矿)系统。因而油气耗散作用内容属于交叉学科方向,目前仅在鄂尔多斯盆地得到初步研究。在油气耗散成岩及成矿作用过程中,部分微量元素、有机地球化学参数、以及碳、氢、氧、硫、硅等稳定同位素可表现出一定的标志性特征。这在目前"油气—铀溶液—砂岩"相互作用模拟实验中也已得到初步的证实。当前,沉积盆地中油气耗散方向与规模、成岩与成矿效应的地球化学作用机理、有机—无机(如烃源岩—铀等无机元素)作用效应及对相关资源评价的影响、多种能源综合协同预测与勘探等方面是未来油气耗散作用学科领域的主要发展方向。     

福建漳平洛阳铁矿床成岩成矿年代学及其地质意义

为了确定闽西南地区铁矿床成矿时代及主要成矿作用特征, 选取洛阳铁矿床开展花岗岩LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素测龄及辉钼矿Re-Os同位素年代学研究.结果表明洛阳铁矿床中辉钼矿Re-Os同位素模式年龄为(133.0±1.9)~(134.0±4.2)Ma, 为早白垩世成矿.矿区花岗斑岩结晶年龄为131±1 Ma, 细粒斑状花岗岩结晶年龄为131.64 ±0.62 Ma, 说明岩体都形成于早白垩世.通过对洛阳铁矿床花岗岩、磁铁矿体及辉钼矿体空间分布规律及矿化蚀变特征综合分析, 结合岩体与矿床年代学结果, 可以得出洛阳铁矿床主要形成于早白垩世, 与早白垩世花岗岩岩浆热液接触交代石炭纪碎屑岩-碳酸盐岩地层密切相关.      

小兴安岭霍吉河钼矿床成岩成矿年代学及其地质意义

霍吉河钼矿是小兴安岭地区于近年发现的大型斑岩型钼矿床。本文在对矿化特征分析的基础上,采用LA-ICP-MS锆石U-Pb技术对霍吉河成矿花岗质杂岩测年,获得中细粒花岗闪长岩和斑状花岗岩成岩年龄分别为181.0±1.9 Ma(n=15, MSWD=4.7) 和193.6±1.4 Ma(n=25, MSWD=2.3)。通过辉钼矿Re-Os同位素分析,获得等值线年龄176.3±5.1 Ma(n=5, MSWD=1.3)和加权平均年龄为181.2±1.8 Ma (n=5, MSWD=1.3)。两种方法获得的年龄大致相近,表明成岩与成矿于同一系统形成,成岩大致始于193.6±1.4 Ma,成矿于岩浆期后181.2±1.8 Ma。霍吉河钼矿成岩成矿年龄与乌奴格吐山铜钼矿、兰家沟钼矿和杨家杖子钼矿等矿床辉钼矿Re-Os同位素年龄相近,表明中国东北地区广泛存在早侏罗世岩浆成矿作用。微量元素和同位素显示,霍吉河花岗闪长岩和斑状花岗岩属A型花岗岩,形成于地壳挤压向拉伸转换的构造环境,成矿物质主要来自岩浆。     

西天山呼斯特岩体矿物化学特征及其成岩成矿意义

呼斯特岩体位于新疆西天山博罗科努岛弧带中北缘,是博罗科努成矿带东段典型的与矽卡岩矿床成矿有关的中酸性杂岩体。对岩体中的二长花岗岩、花岗闪长岩和暗色包体进行了系统的矿物化学研究,探讨了岩浆的成岩演化过程以及矿物成分与成岩成矿的关系。造岩矿物的化学成分研究表明,呼斯特岩体为典型的I型花岗岩,形成于与俯冲有关的大陆边缘弧环境,成岩物质来自壳幔混源,成岩过程中经历了岩浆混合作用。岩体形成于较高温度(738~770 ℃)、较低压力(057~142 kbar,1 kbar=01 GPa)和高氧逸度环境。二长花岗岩和花岗闪长岩的侵位深度(22~42 km)和高氧逸度有利于可克萨拉—艾木斯呆依铁铜矿床的形成。岩石中的黑云母相对富镁且氧化系数较高,角闪石富镁、富硅且化学成分变化较大,二者均表现出与铁铜矿化有关的成分特征。岩浆混合作用与矿床的形成关系密切,对区内斑岩-矽卡岩型多金属矿床的找矿具有指示意义。     

四川盆地震旦系-古生界热液作用及其成藏成矿效应初探

震旦纪-古生代期间四川盆地发生过兴凯地裂运动及峨眉地裂运动两次强烈勾造热液活动.盆地周缘的金属成矿作用主要发生于晚二叠世,与峨眉山岩浆活动相关,形成了会泽、大梁子、天宝山等一系列MVT型铅锌矿,及会理小石房、汉源黑区-雪区SEDEX型铅锌矿.盆地内部常见热液矿物组合,有:白云石-石英-黄铁矿组舍、黄铜矿-黄铁矿-孔雀石组合、天青石-硬石膏-石英及白云石-萤石组合、白云石-天青石等组合;其主要呈溶蚀脉或孔洞状、以及交代状交代白云岩、页岩及生物屑含云灰岩或灰岩等.四川盆地二叠系长兴组礁白云岩与阳新统灰岩中发育的砂糖状白云岩可能均是热液作用产物,或经历过热液蚀变.震旦系87Sr/86Sr比值对比表明在深埋过程中,震旦系具有三期外来侵蚀性富87Sr/86Sr比值的流体充注;震旦系裂缝中白云石,奥陶、志留系裂缝中的方解石的87Sr/86Sr比值明显高于自身围岩与同期海水87Sr/86Sr比值,三者相近的值表明在后期构造隆升过程中超压热液释放,发生跨层流动.热液可影响区域热流值,使川西南地区地温梯度明显高于川东(北)地区,致使二叠系一三叠系及下寒武统具有相对较高的沉积期地温.盆地周缘铅锌矿床与有机质及盆地油田卤水具有密切关系.热液作用为震旦系-古生界储层中与构造相关的溶蚀孔洞缝提供了一种新的溶蚀机理,以及先前多解释成埋藏成因砂糖状白云石、礁白云岩可能均是热液成因;热液白云岩与围岩基质相比具有相对较高储层物性,特别是在区域性低孔隙度低渗透率的震旦系-古生界中形成热液白云岩优质储层,为今后四川盆地震旦系-古生界碳酸盐岩勘探提供了一个重要方向.     

吐哈盆地二叠系暗色泥页岩矿物组合特征及其地质意义

吐哈盆地是我国重要的含油气盆地之一,对于常规油气前人做了大量工作。然而对非常规页岩气的研究才刚刚起步。页岩气以吸附或游离的形式存在于泥页岩及其夹层中,而泥页岩的矿物组分研究为页岩气的吸附储存以及泥页岩的裂缝评价、渗流运移、压裂造缝等的研究提供了必要的基础。本文在野外露头及钻井岩心观察的基础上,通过显微薄片分析和X-衍射分析,结合有机地化及镜质体反射率测试结果,对吐哈盆地周边二叠系8个剖面及两口取心井的暗色泥页岩样品进行了系统分析,结果表明:1)吐哈盆地二叠系暗色泥页岩分布广、厚度大、有机质丰度高;暗色泥页岩主要形成于微蒸发、微咸水的浅湖—半深湖—深湖环境,主要由粘土矿物和石英组成,粘土矿物主要为伊/蒙混层、绿泥石和高岭石组合;2)暗色泥页岩矿物组合分布具有一定规律性,反映了盆内"多凸多凹,凸凹相间"的特点;粘土矿物组合反映了中二叠世晚期干旱—潮湿频繁交替的气候条件,且风化程度中等;3)暗色泥页岩总体处于中-晚成岩作用阶段,成熟度高,达到了成熟—高成熟阶段,有利于页岩气藏的形成;4)脆性矿物含量大于40%,有利于页岩气的压裂开发。     

吐哈盆地二叠系暗色泥页岩矿物组合特征及其地质意义

吐哈盆地是我国重要的含油气盆地之一,对于常规油气前人做了大量工作。然而对非常规页岩气的研究才刚刚起步。页岩气以吸附或游离的形式存在于泥页岩及其夹层中,而泥页岩的矿物组分研究为页岩气的吸附储存以及泥页岩的裂缝评价、渗流运移、压裂造缝等的研究提供了必要的基础。本文在野外露头及钻井岩心观察的基础上,通过显微薄片分析和 X-衍射分析,结合有机地化及镜质体反射率测试结果,对吐哈盆地周边二叠系8个剖面及两口取心井的暗色泥页岩样品进行了系统分析,结果表明：1）吐哈盆地二叠系暗色泥页岩分布广、厚度大、有机质丰度高;暗色泥页岩主要形成于微蒸发、微咸水的浅湖—半深湖—深湖环境,主要由粘土矿物和石英组成,粘土矿物主要为伊 /蒙混层、绿泥石和高岭石组合;2）暗色泥页岩矿物组合分布具有一定规律性,反映了盆内“多凸多凹,凸凹相间”的特点;粘土矿物组合反映了中二叠世晚期干旱—潮湿频繁交替的气候条件,且风化程度中等;3）暗色泥页岩总体处于中 ?晚成岩作用阶段,成熟度高,达到了成熟—高成熟阶段,有利于页岩气藏的形成;4）脆性矿物含量大于40%,有利于页岩气的压裂开发。     

广西大厂花岗斑岩黑云母成分特征及其成岩成矿意义

广西大厂锡多金属矿床是世界上最大的锡多金属矿床之一,区内花岗斑岩主要分布于铜坑-长坡-巴里-龙头山矿区的东侧,受近SN向张扭性断裂构造控制,并对早期形成的矿体产生了叠加改造作用.为了探讨花岗斑岩的成岩成矿条件,对花岗斑岩中以斑晶、包体以及基质形式产出的黑云母进行了详细的电子探针分析.结果显示:花岗斑岩中的黑云母主要为岩浆成因的铁质黑云母,且指示岩体具有高碱度的特征.与斑晶和包体黑云母相比,基质黑云母相对富铁、锰、锂,贫镁、钛.斑晶和包体黑云母结晶温度为688~715℃,结晶压力为1.7~2.3 kbar,相当于6.3~8.4 km的侵位深度;基质黑云母的结晶温度为630~673℃,结晶压力为1.6~2.0 kbar,相当于6.0~7.4 km的侵位深度.斑晶、包体和基质黑云母的氧逸度分别为-17.0~-16.1、-17.0~-16.6和-19.0~-17.4,指示在侵位的过程中,伴随着岩浆的上涌,氧逸度随之降低,成岩条件由相对氧化向相对还原的方向变化.与花岗斑岩有关的共存流体性质研究显示,斑晶黑云母中的lg（f_H2O/f_HF）Fluid、lg（f_H2O/f_HCl）Fluid和lg（f_HF/f_HCl）Fluid值分别为3.41~3.82、3.78~4.07和-0.54~-0.17;包体黑云母中的lg（f_H2O/f_HF）Fluid、lg（f_H2O/f_HCl）Fluid和lg（f_HF/f_HCl）Fluid值分别为3.90~4.11、3.86~4.11和-0.74~-0.43;基质黑云母中的lg（f_H2O/f_HF）Fluid、lg（f_H2O/f_HCl）Fluid和lg（f_HF/f_HCl）Fluid值分别为3.90~4.39、3.85~4.96和-0.61~0.25.结果显示,在花岗斑岩上侵的过程中,与不同阶段结晶生成的斑晶、包体和基质黑云母共存的流体在成分上有一定的差异性,不是单一的流体.大厂花岗斑岩中黑云母成分的变化指示岩浆结晶过程早期阶段具有高温、高碱度和低氧逸度的特征,有利Sn元素的活化、迁移、富集,进而对大厂锡多金属矿床起到叠加改造作用.      

内蒙古小狐狸山钼多金属矿床成岩成矿年龄及其地质意义

利用最新取得的内蒙古北山北带小狐狸山斑岩型钼多金属矿辉钼矿Re-Os同位素测年资料以及小狐狸山岩体锆石206Pb/238U表面年龄资料,结合前人研究成果,对该矿床的成岩、成矿年龄进行了分析研究。根据测试结果,认为该矿床成因类型为斑岩型,含矿岩体形成时间为(246.8±1.7)Ma,为早三叠世晚期,成矿时间为(220.0±2.2)Ma,为晚三叠世早期,两者反映了成岩→成矿活动的时间轨迹,代表了小狐狸山斑岩型钼多金属成矿系统成矿过程的时间域。     

江西岩背斑岩锡矿的成岩成矿时代及其地质意义

岩背锡矿地处南武夷山西坡江西会昌县境内.该矿以富含原生黄玉为特征,是本区至今发现的唯一大型独立锡矿床.笔者对矿区内含锡花岗斑岩和成矿作用早阶段形成的石英-黄玉-锡石-硫化物脉进行了Rb-Sr同位素年代学研究,获得全岩和石英矿物Rb-Sr等时线年龄分别为(128.1±3.3)Ma(2σ,MSWD=1.07,Ir=0.7163±0.0052)和(125.5±6.1)Ma(2σ,MSWD=1.5,Ir=0.7130±0.0050),表明岩背锡矿的成岩成矿作用均发生于早白垩世晚期,其成因与中生代火山期后高位侵入的花岗斑岩密切相关.