北京地区中元古界下马岭组页岩气形成条件

以野外露头与地热井的岩屑样品为基础,以岩石学、有机地球化学和储层物性实验测试分析为手段,对北京地区中元古
界下马岭组页岩进行了页岩气形成条件研究。结果表明,中元古界下马岭组页岩分布广泛,沉积厚度大,有机碳含量高,有机质类
型好,以Ⅱ型为主、兼有少量的Ⅰ型,具有良好的页岩气形成条件。中元古界下马岭组页岩矿物组成主要为石英和黏土矿物,石英
平均质量分数为60%,黏土矿物平均质量分数为31.5%,黏土矿物中伊利石含量最高,占黏土矿物总组成的77.54%;页岩中微孔
隙与微裂缝发育,具备良好的页岩气赋存条件,等温吸附实验也证明了这一点。北京地区经历了多期构造变动,但页岩气藏具有
较强的抗构造破坏能力,使得研究区具有较好的页岩气保存条件。总体认为北京地区中元古界下马岭组是较理想的页岩气勘探
目的层系。      

土壤中14?过渡矿物的特征及其地质意义

14?过渡矿物是广泛发育的典型成土作用产物,其矿物学特征及含量变化不仅能记录成土时期的气候、环境条件,也可
以作为这些土壤发生分类和类型区分的依据。通过对有关14?过渡矿物研究成果系统全面的分析,阐明了这种过渡矿物的谱学
特征、层间离子类型、鉴定依据及其成因,并在此基础上提出对14?过渡矿物的鉴定实验流程。此外,高分辨透射电子显微技术的
应用给14?过渡矿物的研究提供了极大的保障,利用高分辨透射电子显微镜可以研究14?过渡矿物的形成、转化关系。14?过
渡矿物对气候环境十分敏感,且形成于特征的干湿交替、适度的风化及弱酸性环境条件,因此,这种过渡矿物有望作为成土时期的
气候环境代用指标。      

再论富F熔体-溶液流体体系的成矿效应

通过例证的方式建立并诠释了富F熔体-溶液流体体系成矿效应的工作原理,认为:①F-OH- 在不同载体矿物特别是
云母类矿物中的置换行为构成了全岩F含量的主要贡献,具有物源意义;② 在大多数情况下,F强烈倾向于分配进入晚期硅酸盐
熔体相中,并深刻制约着熔体的结构、相平衡、物理化学性质和分异路径,不过在其他一些情况下F亦将大量进入热液或富水贫硅
酸盐的“过渡性”流体相中;③富F流体体系另具有强烈萃取诸如W、Sn等高场强亲氟元素的成矿效应,最终可伴生萤石或冰晶石
矿床,此时F作为矿化剂亦影响着Eh值、pH值和化学硬度等体系控矿因素。这样的三重作用围绕着F的基本化学性质一脉相承
地促成了富F地质体系的成矿效应及其地球化学行为的特殊性。      

内蒙古潮水盆地西部侏罗系煤的岩石学、矿物学及地球化学特征

潮水盆地位于内蒙古西南部和甘肃省东部地区,是我国中新生代含煤断陷盆地。采用粉晶X衍射、ICP-MS、ICP-AES
方法,从煤的岩石学、煤化学及煤地球化学的理论出发,对潮水盆地西部煤样进行了煤化学、显微组分、矿物学及地球化学分析。
其研究结果表明潮水盆地西部煤以中等水分、低-中灰分和硫质量分数、高挥发分产率为特征,煤级为烟煤—亚烟煤;煤中有机显
微组分以镜质组为主,惰性组次之,煤相类型以潮湿森林沼泽相为主,其次为较浅覆水森林沼泽相;煤中的常量矿物以石英和高岭
石为主,部分样品中含有黄铁矿、方解石、菱铁矿和少量的微斜长石;煤中除Sr、B和Cs质量分数相对较高外,其他微量元素质量
分数普遍较低。Cr、Ga、Pb、Li、Cu、Ge、V、Sc、Be、W、Th和As,以及Ti和Nb主要与硅铝酸盐矿物有好的亲和性;B和Sr可能主
要以碳酸盐矿物的形式存在;S和Mo可能主要以硫化物矿物的形式存在;另外,Ti、Zr、Nb和Ta有好的相关性,可能与重矿物有
关。      

黔北务正道地区铝土矿稀土元素地球化学特征

选取新模向斜的一个钻孔剖面,对铝土矿的矿物组成及稀土元素地球化学特征进行了研究。铝土矿矿石矿物以一水硬
铝石为主,另有少量一水软铝石。其次为高岭石、绿泥石等黏土矿物,以及少量重矿物。此外,在含矿岩系近底部还发现有富集Ce
元素的矿物氟菱钙铈矿[Ce2Ca(CO3)3F2]。从剖面顶部至底部,铝土矿中稀土元素含量呈逐渐增加的趋势,且稀土元素参数
LaN/YbN、LaN/SmN 和GdN/YbN 的数值均随深度逐渐增大。说明从剖面顶部至底部,稀土元素的淋滤迁出逐渐减弱,且稀土元
素间存在一定的分异。稀土元素间的分异可能由不同的含稀土元素矿物抗风化淋滤差异所致。铝土矿稀土元素配分模式表现为
LREE明显富集、MREE中等-弱富集、HREE相对平坦的特征,且具有明显的正Ce异常。δCe异常值随深度增加逐渐减小,接
近含矿岩系底部,δCe异常值再次增大。含矿岩系上部的Ce异常是由氧化条件下Ce3+ 向Ce4+ 转变并形成方铈矿(CeO2)所致。
随着深度的增加,含矿岩系的氧化性逐渐减弱,从而δCe异常值逐渐减小。接近含矿岩系底部,由于氟菱钙铈矿[Ce2Ca (CO3)3F2]的形成,导致δCe异常值再次增大。氟菱钙铈矿的沉淀可通过氟化物络合物(CeF2+ 或CeCO3F0)与Ca2+ 和HCO- 3
发生反应来完成。      

页岩气成藏条件及中上扬子区志留系页岩气勘探前景分析

分析对比美国与中国南方页岩气成藏条件,认为页岩气富集主要取决于以下几个因素:①泥页岩有机质地球化学特征
(厚度、有机质类型、丰度、成熟度);②储集条件(矿物组成、孔隙度和渗透率及裂缝发育);③保存条件主要包括埋藏深度、温度与
压力等。其中前两项为页岩气成藏主要条件。总结出有利的页岩气藏开发下限指标为:w(TOC)≥0.5%,Ro>0.4%,页岩单层
厚度≥9m,脆性矿物(石英)体积分数≥50%。对比分析表明,中上扬子区志留系页岩气有利区主要为川东北、川东、鄂西渝东和
湘鄂西区。      

地球多级循环及其资源、能源、灾害、环境效应

在综合分析前人资料和系统梳理笔者认识的基础上,以整体观和系统论的思想为指导,针对板块构造学说存在的核心
科学问题,采用分尺度、分层块、分阶段的研究思路,探讨开放复杂地球系统的物质运动方式。将水平运动与垂直运动相结合,流
体运动与固体运动相结合,地球内部过程与外部过程相结合,探索盆山和洋陆的成因及其关联机理,认为热动力是驱动盆山地壳
物质循环和洋陆壳幔物质循环的关键因素。开放地球系统存在与盆山、洋陆物质循环有关的水循环、火山物质循环、大气循环、碳
循环、生物地球化学循环、洋流循环,由此产生资源、能源、灾害、环境效应。地球内部热能经过长期的积累之后,以超级干旱-火
山-冰冻-地震-洪水-海平面上升组成的全球性巨灾链形式释放,具有时空结构和关联机理的巨灾连发导致生物分批死亡,集
群绝灭。地质历史上还有无数规模较小、结构相似、机理相同的热灾害链,不同程度地影响地球生态环境和全球变化。热灾害链
贯穿地球整个演化过程。根据下地壳流动规律和热灾害链时空结构对中国大陆强震进行了预测。强调取热减灾减排不仅能够解
决能源危机,而且可以降低灾害强度,推迟灾害发生时间。      

西南印度洋中脊钙质沉积物地球化学及矿物学特征

深海沉积物研究能够为海底资源开发利用提供丰富的信息,对推动沉积学发展具有重要的理论意义。以中国大洋科考
20航次西南印度洋中脊附近的钙质沉积物为研究对象,选取了10个沉积物样品进行了X射线衍射物相分析、扫描电镜分析、碳氧
同位素及微量元素测试。结果表明,研究区钙质沉积物矿物组成主要为方解石,黏土矿物含量较低。方解石以钙质超微化石颗石
藻及有孔虫的形态存在,碳氧同位素特征显示超微化石生活在正常的近表层海水环境中,死亡后埋藏环境稳定。稀土元素具有总
量低、轻重稀土元素分异明显、Eu中等负异常、Ce中等负异常的特征。微量元素中富亲石元素、贫亲铁元素,亲生物元素Sr、Ba含
量远高于其他元素。微量元素特征及Ceanom值说明沉积环境偏氧化。沉积物中大量的生物成因方解石及地球化学特征反映了研
究区物源以生物源为主、含有少量陆源及幔源物质的特点。      

俯冲带的碳循环及其对地球深部动力学过程的启示

俯冲带的碳循环不仅在维持地球表层和地球深部之间的碳平衡方面起着关键的作用,而且还和许多重要的地球深部动
力学过程密切相关。热动力学数值模拟和高温高压实验的研究结果表明,俯冲大洋板片中的大多数碳酸盐能够在弧前和弧下深
度幸存下来,从而进入更深的地幔中。在地幔过渡带,因为板片滞留所带来的热松弛效应将使幸存下来的碳酸盐以熔体的形式释
放出去,其独特的物理化学性质使这些熔体构成了一种有效的交代组分。考虑到地幔过渡带的氧逸度特别低,那些进入未经交代
地幔中的碳酸盐熔体将变得不稳定而被还原成其他形式。不过在随后地幔对流上升的过程中,这些被还原的表壳碳又会因为氧
逸度在某些临界深度发生突变而氧化熔融,这也许可以解释地幔不同深度所存在的某些高导低速体和地震波各向异性等现象。
作为洋壳俯冲的后续过程,陆壳的深俯冲作用也可以将表壳碳带至地幔深处,例如超高压大理岩和碳酸盐化榴辉岩的广泛产出就
是最好的证明。超高压变质岩中金刚石的产出表明其构成了表壳碳在地幔深处的一种重要赋存形式,研究显示其形成过程和富
碳熔体、流体的活动密切相关。虽然前人针对俯冲带的碳循环已经取得了若干研究进展,然而仍有大量的科学问题亟待解决。最
后就一些关键性的问题进行了列举说明,并对未来的研究方向进行了展望。      

大同盆地高氟地下水水化学特征及其成因

为查明控制大同盆地高氟地下水形成的主要地球化学过程,对大同盆地地下水高氟区31个水样进行了水化学特征及
因子分析研究。结果表明,研究区浅层和深层地下水中均检测出氟,且氟含量高,最大ρ(F)达10.37mg/L。该区高氟地下水以
Na-HCO3 型水为主,具有典型的富Na特征。PHREEQC饱和指数计算结果表明,地下水中萤石为不饱和状态,地下水中ρ(F)主
要受到萤石溶解影响。因子分析研究表明,水-岩相互作用、碳酸盐矿物溶解沉淀及Na-Ca离子交换作用是控制大同盆地地下
水氟富集的主要水化学过程。