Geochemistry,Paleoenvironment and Mechanism of Organic-Matter Enrichment in the Lower Silurian Longmaxi Formation Shale in the Sichuan Basin,China

To investigate the mechanism of the organic-matter enrichment in the Lower Longmaxi Formation shale, the geochemistry and total organic carbon(TOC) of the Longmaxi Formation black shales in the Jiaoshiba, Zhaotong, and Weiyuan areas of the Sichuan Basin were analyzed. Paleoproductivity proxy parameters(Babio, Siex, and Ni/Al), clastic influx proxies(TiO_2 and Ti/Al), redox indices(V/Cr, Ni/Co, V/(V+Ni), and U/Th), and hydrothermal indicators(Fe, Mn,and Y concentrations; Fe/Ti ratio and a Ni-Zn-Co diagram) were employed to decipher the paleoenvironment of the Lower Longmaxi Formation shales. TiO_2 and Ti/Al indicated low terrigenous detrital influx in all three areas. However, Babio, Siex,and Ni/Al indicated high productivity in the Jiaoshiba area. V/Cr, Ni/Co, and U/Th indicated higher oxygen content with larger fluctuations in the Zhaotong and Weiyuan areas. Fe, Mn, and Y concentrations and the Fe/Ti ratio implied greater active hydrothermal activity in the Weiyuan area. These heterogeneities were considered to be closely related to the paleoenvironment and paleogeography, and the large basement faults that developed during the Chuanzhong paleo-uplift could have provided vents for deep-hydrothermal-fluid upwelling. The redox indices(V/Cr, Ni/Co, and U/Th) and a paleoproductivity proxy(Ni/Al) displayed a significant correlation with the TOC, suggesting that both excellent preservation conditions and high paleoproductivity were the controlling factors for the enrichment of organic matter in the Longmaxi Formation shale. There was no obvious correlation between the clastic influx proxy(Ti/Al) and the TOC due to the extremely low supply of terrigenous debris. The hydrothermal indicator(Fe/Ti) was negatively correlated with the TOC in the Weiyuan area, indicating that hydrothermal activity may have played a negative role in the accumulation of organic matter. This study suggests that the enrichment of organic matter in the Longmaxi Formation marine shale varied according to the paleogeography and sedimentary environment.     

银额盆地苏红图坳陷早白垩世巴音戈壁组火山岩锆石U- Pb年代学、地球化学特征及构造意义

本文对银额盆地苏红图坳陷钻井揭示的火山岩进行同位素地质年代学和岩石地球化学研究,以揭示该组火山岩的形成年代,探讨其岩石成因和构造环境。通过LA-ICP-MS锆石U-Pb测年,获得火山岩形成年龄为131.8±5.9～132.6±0.7Ma,时代为早白垩世早期;其年龄与查干凹陷巴音戈壁组火山岩年龄相近或略晚,而与区域内下白垩统苏红图组火山岩年龄差异较大,表明银额盆地早白垩世存在多期火山喷发,且沿着恩格尔乌苏断裂同时发生或向西南延伸,与阿尔金断裂向东北延伸无直接关系。研究区巴音戈壁组火山岩以亚碱性玄武安山岩为主(SiO_2=55.97%～56.37%),表现为主量元素高TiO_2(2.10%～2.35%)、低MgO (0.93%～1.47%)和低Na_2O+K_2O (3.17%～6.49%);稀土元素含量高(REE=352.39×10~(-6)～555.5×10~(-6)),轻重稀土元素强烈分异,弱Eu负异常(δEu=0.78～0.85);富集Rb、Ba、Th等大离子亲石元素(LILE),亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素(HSFE)以及Ni、Cr等相容元素等特征,具有板内和活动大陆边缘的双重特点,与苏红图组板内玄武质火山岩的地球化学特征截然不同。结合区域构造演化及火山岩时空分布分析,认为巴音戈壁组和苏红图组火山岩均为中生代银额盆地陆内伸展、岩石圈减薄和恩格尔乌苏断裂重新活动的产物,但两期火山岩来源于不同的岩浆源区。巴音戈壁组火山岩表现出的岛弧火山岩特征可能是由于地幔源区受到早期俯冲消减事件带来的流体影响。两期火山岩岩浆在上升过程中均未受到明显的地壳物质混染,但巴音戈壁组火山岩存在明显的镁铁质矿物和一定的斜长石结晶分离,结晶分异程度远高于苏红图组火山岩。     

浙西北建德地区休宁组沉积时限的厘定:来自凝灰岩锆石U- Pb年代学的制约

浙西北建德地区休宁组(原称志棠组)是华南新元古代的重要地层单元之一,但其沉积时限和区域对比关系长期存在争论。本文对采自休宁组下部和上部的凝灰岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年,获得两件凝灰岩样品的形成年龄分别为785.0±2.8Ma(MSWD=0.85,n=37)和727.5±7.3Ma(MSWD=0.64,n=7)。结合前人研究成果认为,休宁组沉积时限为～800Ma至～728Ma;野外沉积学研究表明,休宁组沉积构造发育,主体属于正常气候条件下的冲积扇和滨浅海(湖)沉积,非南华冰期地层;区域上,休宁组与板溪群及其相当地层的中上部、莲沱组、苏雄组/开建桥组、澄江组沉积时限基本相当,与下冰期(Sturtian冰期)长安组不存在对比关系,应明确为华南"四堡造山运动"不整合面之上、南华冰期之下的一套裂谷充填序列。     

青藏高原地壳地震纵波速度的层析成像

本次研究利用地方地震台站的数据开展青藏高原地壳地震波速度的三维层析成像研究,得到分辨率达到1°×1°×20 km的地壳纵波三维速度结构,揭示了青藏高原地壳内部地壳波速结构特征。结果表明,青藏高原P波波速随深度产生巨大变化,说明地壳内部发生了大规模的层间拆离和水平剪切,用传统的地块运动不能准确地描述地壳物质运动。从P波波速扰动图上看到,青藏高原上地壳和上地幔的P波波速扰动为大范围正异常区,可以认为青藏高原在同碰撞和后碰撞期频繁的岩浆活动和结晶作用,造成了现今相对比较坚固的上地壳和岩石圈地幔,使青藏高原保持一个整体。分布在可可西里和羌塘北部的高钾质和钾质火山岩带,反映为青藏高原地壳的P波波速扰动负异常带,从上地壳到下地壳都有分布。说明由于大陆碰撞使三叠纪的东昆仑缝合带重新破裂,造成大量地幔流体物质上涌和火山爆发,对高原的形成和隆升都有一定的贡献。通过地震层析成像取得的三维地壳波速图像,进一步证实了由密度扰动三维成像指出的存在青藏高原下地壳流和新生代裂谷深部到达了中地壳底部的结论。     

西藏新生代裂谷系成因的探讨

通过区域重力场的三维密度扰动成像和地震层析成像研究,我们确定西藏新生代裂谷系反映为上中地壳低密度带,延深可达到42 km;同时,青藏高原下地壳也有低密度和低地震波速的物质蠕动流。和东非大裂谷等其他裂谷带不同,西藏新生代裂谷通常是多条平行裂谷组成的裂谷系,它的形成机制也是特殊的,可称为陆—陆俯冲型裂谷系。印度板块的陆—陆俯冲造成的正交方向拉张与西藏新生代裂谷系形成密切相关。地震变形空白区和陆—陆俯冲型裂谷带空间分布之间有一定的对应关系,即裂谷带的源头指向地震变形空白区。陆—陆俯冲型裂谷系的发育过程可分为以下四个环节:①陆—陆俯冲造成前沿带的地壳破裂和地震;②地震变形空白区地应力集中;③挤压地应力向俯冲带前方发散并且转化为張应力,造成前沿带正交方向的地壳破裂和地震;④大地震后应力释放,产生的回跳继续使地壳变形,每一次地震都促使裂谷的进一步发育。青藏高原的下地壳物质蠕动流对中上地壳产生的底辟作用,也促进了西藏新生代裂谷系的形成。地壳拆离面前端上中地壳的成倍加厚使温度升高,造成下地壳流向上挤出,从而使上中地壳張裂。特提斯大洋板块俯冲下去的残块在软流圈下沉也使软流圈上涌,也导致下地壳物质蠕动和西藏新生代裂谷系的形成。     

基于构造导向的叠后处理技术——以渤海湾盆地A油田为例

对地震资料进行叠后解释性处理时,往往只是单纯的数学运算很少受到地质条件的约束。当地下岩层为水平地层时,这种方法会获得较好的效果。但地下岩层具有一定的倾角,这时就可能会发生分辨率降低、信噪比下降或资料失真等现象。针对这个问题,引入构造导向体来约束叠后资料的处理过程。首先根据原始地震资料生成包含倾角和方位角信息的构造导向体;其次在构造导向体的控制下以相似性为判断条件对原始地震资料进行构造导向的中值滤波或扩散滤波;最后通过原始地震资料和相干体等对处理前、后的资料品质进行了综合的分析对比。方向信息的引入使运算沿着构造的走向进行,消除了地层倾斜的影响,最大程度保证资料真实性的同时使资料的品质得到极大地提高,有效指导了A油田井位的设计和实施。     

海南岛新生代玄武质熔岩源区中再循环物质及其年龄的限定:来自Hf-Sr-Nd-Pb同位素的制约

再循环洋壳和沉积物在壳.幔循环过程中扮演着重要的角色。前人研究指出板片俯冲与海南地幔柱形成关系密切,然而地幔柱源区中是否存在再循环沉积物仍然不得而知。本文将首次报导海南岛新生代玄武质熔岩的Hf同位素,并将新的Sr-Nd-Pb同位素与前人数据相结合,限定再循环物质的组成及其年龄。与同位素地幔趋势相比,给定εNd时,海南岛玄武质熔岩的εHf值更低;而且Eu/Eu*>1、Sr/Sr*>1,与Al2O3、MgO都不存在相关性,说明Eu和Sr的正异常是继承了源区的特征,指示源区中存在再循环洋壳物质的参与。海南岛玄武质熔岩的Ce/Pb与εNd、εHf呈正相关关系,Nd/Pb与87Sr/86Sr呈负相关关系,它们都指向了沉积物端元。根据εHf-εNd模型和Pb同位素演化模型,推断源区中再循环洋壳和沉积物相对年轻,其年龄应小于1.0Ga。这些再循环洋壳和沉积物将进入深部地幔,并与地幔中的橄榄岩反应形成二阶段辉石岩,随着海南地幔柱不断上升而发生熔融,最终熔体喷发至地表形成海南岛玄武质熔岩。     

压裂支撑剂密度测定方法及应用研究

论证了支撑剂体积密度、视密度和绝对密度的概念与内涵,降低概念混用现象的发生。结合SY/T5018-2006和SY/T5018-2014两个标准,重新设计了测定视密度的方法、步骤和计算式。分析得出100 ml规格密度瓶是50 ml规格密度瓶测量值稳定性的7倍以上;用纯水做测试液比煤油的测量值稳定性高出2倍左右;选用100 ml规格的密度瓶,样品质量大于40 g后,会使测量值更趋稳定。支撑剂的密度指标主要用于压裂施工中的产品优选、压裂液携砂能力、地层造缝能力和变密度加砂压裂等方面。建议除非支撑剂为典型的亲油性物质,否则宜选择纯水、100 ml规格密度瓶、40 g左右支撑剂样品组合开展实验为宜。