一种含自生独居石富钾、富稀土的多硅白云母泥岩

1999年在《沉积学报》发表了“大连地区前寒武纪沉积岩中发现自生独居石及其意义”一文,此后又获得了国家自然科学基金的资助加以继续研究。含自生独居石的泥岩研究的新成果介绍如下 :①泥岩的特征化学成分 :K₂O11.94 %,Al₂ O₃ 16.4 7%,SiO₂ 6 1.91%;ΣREE 330.6 9μg/ g,Ce 130.80 μg/g;La(N) /Yb(N) 12.4 4,δEu 0.75,δCe1.17;②泥岩造岩矿物经电子探针能波和波谱分析和X-射线衍射曲线对比,认为是由伊利石转变成的多硅白云母,长期的成岩作用和中生代滑脱构造的压力促进了伊利石的转化;③自生独居石也经受了成岩作用及其后的影响,表现为矿物晶形包括 :散点状、单针状、晶簇状和连晶状等,大小由 1～ 6 0 μm;其晶形与产生自岩浆岩、变质岩和碎屑物中的短柱状单斜晶系独居石外形截然不同;由此得出结论认为该泥岩是一种罕见的特殊泥岩,富钾、富稀土元素和内部-外部环境创造了独居石的形成和生长条件。同时,本文强调在华北地台元古宙富稀土元素层位,有可能找到自生独居石并进而开展U、Th -Pb同位素地质测年研究;以及为华北地台北缘巨大稀土矿床矿源层探索提供依据     

西峡北部秦岭群变质沉积岩锆石SHRIMP定年:物源区复杂演化历史和沉积、变质时代确定

本文对秦岭群典型分布区西峡北部一个遭受高级变质作用的碎屑沉积岩样品(黑云斜长片麻岩)进行了锆石年代学研究。阴极发光图像显示锆石普遍具有核-边结构。在U-Pb年龄谐和图上数据点分散分布,年龄变化范围为>3.0Ga到~400Ma。结合以往研究,获得如下结论和认识:(1)秦岭群变质沉积岩的变质原岩形成于古元古代之后,其中一些可能形成于中元古代晚期甚至更晚,原秦岭群是由不同时代地质体组成,需进一步解体; (2)锆石特征表明,岩石遭受加里东期强烈变质,变质作用经历了高角闪岩相-麻粒岩相向角闪岩相的转变过程;(3)秦岭造山带及邻区存在长期复杂的早期演化历史。     

青海省兴海县日龙沟花岗闪长岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及地球化学特征

赛什塘-日龙沟以铜为主的多金属矿田位于东昆仑与西秦岭的交接部位,分布有大量中酸性侵入体,与成矿作用有密切关系。通过对日龙沟锡多金属矿区花岗闪长岩LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素和岩石地球化学研究,认为该岩体形成于中三叠世(230.7±1.5Ma),属于相对贫硅(Si O2含量为62.24%~63.67%)、偏碱(碱度率AR为1.73~1.88)、过铝(铝饱和指数A/CNK介于2.37~2.70之间)的花岗闪长岩。稀土元素总量较高(∑REE=111×10-6~164×10-6),稀土元素配分曲线呈轻稀土元素富集(LREE/HREE=9.83~16.95)的右倾曲线,(La/Yb)N介于16.5~34.32之间,Eu、Gd具有弱负异常(δEu=0.79~0.98,δGd=0.73~0.81),而Tb具有弱正异常(δTb=1.23~1.28)。微量元素显示,Rb、Ba、Th、U等大离子亲石元素相对富集,Nb、Ta、Dy、Y、Ho、Yb、Lu等高场强元素亏损。岩相学特征显示,岩体主要由斜长石、黑云母、石英及角闪石组成;镜下可见2组斜长石及包含结构。综合判断认为,日龙沟花岗闪长岩体属I型花岗岩,可能是二叠系中性火山岩部分熔融形成的。结合野外地质调查,初步认为赛什塘-日龙沟矿田具有2期成矿作用。     

华北克拉通太古宙研究若干进展

华北克拉通存在3.8 Ga以上的地质演化历史。本文对近年来我们在鞍本、冀东、鲁西、胶东和阴山地区研究取得的进展作了简要介绍。在鞍山,深沟寺杂岩获得~3770 Ma,3600–3660 Ma,~3450 Ma,3310–3330 Ma和~3120 Ma锆石年龄,与白家坟杂岩和东山杂岩的岩浆事件十分类似。在冀东,对曹庄杂岩副变质斜长角闪岩和石榴黑云片麻岩定年,发现大量3.5–3.8 Ga碎屑锆石,并获得~2.5 Ga变质锆石年龄,冀东地区很可能存在始太古代岩石,可把曹庄杂岩形成时代限定在2.5 Ga和3.4 Ga之间。在鲁西,把太古宙基底从东北到西南依次划分为A、B、C三个岩带:A带主要为新太古代晚期的壳源花岗岩,B带主要为新太古代早期的岩石,C带主要为新太古代晚期的新生岩浆岩。鲁西是华北克拉通新太古代早期岩石分布最广泛的地区,也是华北克拉通确认新太古代早期和晚期表壳岩系共存的唯一地区。在胶东,规模巨大的2.9 Ga岩浆热事件被识别出来,它是强烈地幔添加作用的产物。可能作为岩浆板底垫托作用的结果,2.9 Ga岩石与2.7 Ga岩石一道,在新太古代晚期(~2.5 Ga)遭受强烈变质改造。在阴山地块,除2.5 Ga表壳岩和侵入岩外,还存在2.7 Ga英云闪长岩和2.6 Ga花岗岩。新获得的资料表明阴山地块与华北克拉通东部陆块具有类似的早前寒武纪地质演化历史。还对华北克拉通太古宙变质基底的锆石年龄和Hf同位素组成及全岩Nd同位素组成进行了统计研究。结合前人工作,初步总结了华北克拉通太古宙地质演化特点。认为华北克拉通与其它克拉通类似,新太古代早期—中太古代晚期是陆壳形成增生的主要时期,但最强烈广泛的构造热事件存在于新太古代晚期。在我们新提出的构造区划中,划分出了三个古陆块(2.6 Ga),即东部古陆块、南部古陆块和中部古陆块。     

热采锅炉结垢模拟及其成分、微形貌研究

为减少湿蒸汽热采锅炉结垢对油田生产造成的损失,设计了模拟湿蒸气发生器来模拟热采生产中的蒸汽产生过程,重点研究锅炉的结垢情况。对模拟油田产生蒸汽的模拟炉中水垢的粉末X射线衍射(XRD)、电子探针波谱成分分析(EP-MA)和扫描电子显微镜(SEM)的研究表明,辐射段水垢主要由蒙脱石、针钠钙石和锥辉石组成,它们形成于相近的水热条件。水垢的XRD研究表明,蒙脱石和针钠钙石垢遍布整个水管,而锥辉石垢主要出现在水管尾部。形成锥辉石中的铁主要来源于水管的腐蚀,当水管表面形成一层水垢后,进水中的微量Fe成为另外一个重要来源。     

考虑时变性影响的盾构壁后注浆浆液固结及消散机制研究

在盾构管片壁后注浆时,由于浆液渗透压的存在,浆液会向外渗透,浆体本身逐渐固结,作用在管片上的注浆压力逐渐消散。考虑到浆液往周边地层渗透过程中由于黏度的变化会引起地层渗透系数的变化,推导了基于浆液黏度时变性的浆体固结变形方程和浆液压力消散方程,分析了浆液固结、消散及浆液压力沿管片外壁分布规律,为精细化分析施工阶段管片受力提供了计算依据。计算结果表明：浆液从注浆口喷出后,浆液黏性的增大使浆液流动性减小,注浆压力消散幅度减小,浆液消散持续时间变短。浆液配比与围岩渗透系数变化对注浆压力消散幅度及消散持续时间存在一定影响。现场实测结果与理论计算结果较为一致。在进行壁后注浆时,应充分考虑时变作用下浆液消散作用的影响。     

不同煤阶煤应力敏感特征及其控制机理

煤储层应力敏感降低储层渗透率,进而影响煤层气井产能,如何降低排采中的应力敏感性影响值得深入研究。为了弄清不同煤阶煤储层的应力敏感性特征及差异性,分别采集樊庄高煤阶煤、保德中煤阶煤和二连低煤阶褐煤的样品,系统开展加载和卸载过程中不同煤阶煤的应力敏感性实验,并对应力敏感的产生机理进行分析。结果表明,随煤阶的升高,煤样的应力敏感性逐渐增强,含明显裂缝的样品敏感性更强。加载有效应力10 MPa条件下,相比初始渗透率,二连低煤阶褐煤样品渗透率下降79.26%,卸载后不可逆渗透率损害率平均33.4%;保德中煤阶煤样渗透率下降79.4%,卸载后不可逆渗透率损害率平均51.4%;樊庄高煤阶煤样加载后渗透率下降92.33%,卸载后渗透率只能恢复30%左右。产生这种差异的机理主要是由于不同煤阶煤的物质组成、孔裂隙结构以及渗流通道不同造成的。低煤阶煤变质程度低,主要发育大、中孔隙,割理–裂隙不发育,为基质孔隙–喉道渗流,渗透率主要受连通喉道控制,应力加载时主要是大、中孔压缩变形严重,而尺度较小的喉道受压缩变形小,因而其应力敏感性相对弱;而高煤阶煤孔隙以微、小孔为主,镜质组含量高,割理–裂隙发育,控制其渗透性,应力加载时微、小孔难以被压缩,而裂隙抗变形能力弱,易发生韧性变形破坏或闭合,卸载后也难以恢复,表现出强应力敏感特征。考虑到高煤阶煤储层埋深更大、应力更高,因此其应力敏感性对产能伤害大,排采初期宜以较小强度进行,降低不可逆渗透率伤害,扩大压降范围;而低煤阶煤储层本身应力低、渗透率较高,应力敏感对产能影响相对较小,排水期可适当加快速度,提高排水效率。      

击实状态下钙质砂的细观结构定量研究

通过对不同含水率下的钙质砂进行击实实验, 利用黏合剂制取击实后钙质砂原状砂样, 对击实后不同含水率下的砂样进行电镜扫描图像的定量分析, 探讨钙质砂细观结构和干密度之间的关系。研究结果表明钙质砂击实曲线分为干密度初始下降区、干密度增长区、干密度二次下降区3个阶段。通过电镜图像可以看出:击实后的钙质砂试样大颗粒多形成骨架状结构, 颗粒间为点-边接触, 小颗粒间接触关系为边-边。击实后钙质砂干密度的变化的过程就是颗粒间孔隙的变化过程, 孔隙度的大小影响着干密度的大小, 孔隙度越大, 砂样的干密度越小。确定在试样中占较大比例且在不同含水率和击实功下其颗粒活动性较弱, 对砂粒间结构影响较小的粒组0.1～0.25mm粒组为本次钙质砂的控制性粒组。     

北祁连民乐二道沟口中-下泥盆统老君山组砂岩化学组分特征及其地质意义

祁连山泥盆系包括中—下泥盆统老君山组和上泥盆统沙流水组。老君山组广泛分布在古祁连山的山前和山间盆地,主要为冲积扇粗碎屑沉积。碎屑岩中的碎屑组分和地球化学特征直接反映物源区和沉积盆地的构造环境。民乐二道沟口老君山组的碎屑岩化学组分特征指标为：K2O/Na2O值为0.13～8.13,Al2O3/ SiO2值为0.15～0.28,LREE/HREE值为3.49～8.71,Eu/Eu*值为0.63～0.91,(Gd/Yb)N值为1.13～1.56,化学蚀变常数(CIA)为50～87。各项化学参数分布范围较广泛,结合多种物源判别图分析可以知道：该套碎屑物质主要来自南侧造山带并接受了盆地北侧的大陆区碎屑来源,具有前陆盆地的二元物源特征;早—中泥盆世北祁连处于前陆盆地晚期磨拉石阶段。     

内蒙古大青山地区早前寒武纪变质岩的锆石Hf同位素组成和稀土模式

本文报道了内蒙古大青山地区早前寒武纪变质岩石的锆石Hf同位素和稀土组成。两个古元古代晚期（1.9～2.1 Ga）变质碎屑沉积岩样品中碎屑锆石的(n(176Hf)/n(177Hf))c、tDM1(Hf)和tDM2(Hf)分别为0.281079～0.281502、2548～3000 Ma、2612～3153 Ma和0.280916～0.281451、2533～2717 Ma、2600～3404 Ma; 一个古元古代早期（2.37 Ga）变质辉长岩样品中岩浆锆石的εHf(t)和tDM1(Hf)分别为1.50～6.68和2449～2647 Ma,表明大青山及邻区在新太古代晚期—古元古代早期存在强烈的构造岩浆热事件,既有地幔添加又有壳内再循环作用。三个样品的边部变质锆石εHf(t)、tDM1(Hf)和tDM2(Hf)分别为-9.49～3.91、2201～2686 Ma、2285～2887 Ma;-7.29～-2.42、2350～2540 Ma、2499～2740 Ma和-5.46～-0.53、2319～2507 Ma、2443～2687 Ma,Th/U比值普遍小于01。与核部锆石相比,边部变质锆石tDM2(Hf)变小,Th/U比值和稀土含量降低,但稀土模式十分类似。研究表明,变质锆石增生边的形成及其Hf同位素、稀土和U—Th组成受核部锆石和变质作用的双重制约。变质增生边的形成至少部分与核部锆石溶解以后的再结晶有关,变质流体起了重要作用。