昆仑古特提斯构造转换与镍钴锰锂关键矿产成矿作用研究

【研究目的】 特提斯构造域研究愈来愈显示为原特提斯、古特提斯和新特提斯三分的特点,其中古特提斯洋的形成演化及其成矿作用的研究较为薄弱。【研究方法】 本文根据东昆仑夏日哈木早泥盆世超大型镍钴硫化物矿床、帕米尔玛尔坎苏晚石炭世大型火山源沉积型富锰矿和西昆仑大红柳滩晚三叠世大型伟晶岩型锂铍矿床发现事实,将它们成矿的构造地质背景演化作为主线关联起来研究,提出它们分别代表了古特提斯裂解、大洋扩张和闭合后碰撞构造转换结果的认识。【研究结果】 认为与古亚洲洋同期的原特提斯洋于志留纪末碰撞闭合后,在冈瓦纳大陆北缘由于地幔柱作用改造的软流圈发生部分熔融而裂解,形成了以夏日哈木与裂解背景幔源镁铁—超镁铁岩有关的超大型岩浆镍钴硫化物矿床;随着进一步扩张,在早石炭世形成了古特提斯成熟大洋,由于大洋中脊喷发提供的成矿物质,在晚石炭纪随着大洋快速扩张向消减的转换,洋底碳酸盐岩沉积中形成了玛尔坎苏大型富菱锰矿矿床;古特提斯洋闭合后于中三叠世进入碰撞造山阶段,于晚三叠世后碰撞阶段地壳重熔形成的S型花岗岩高温热液流体,并造就了大红柳滩大型伟晶岩型锂铍矿床。早晚古生代之交是古特提斯洋裂解的开始,此时秦祁昆洋为代表的原特提斯主洋已经闭合,作为原特提斯洋弧后盆地的古亚洲洋尽管尚未闭合,但夏日哈木镍钴矿床则是原特提斯造山后陆壳再次裂解的产物,并非形成于原特提斯洋岛弧或后碰撞的环境;锰是亲石元素,岩浆作用中不富集,而在外生沉积作用中富集,说明古特提斯早石炭世新生洋壳是富锰的,淋滤出的锰离子在晚石炭世相对宁静洋底深处碱性环境中形成沉积型碳酸锰矿,代表了较为强烈的岩浆作用阶段向相对宁静的沉积环境的转换;大红柳滩S型花岗岩基及其大规模伟晶岩型锂铍矿的产出,则反映了强烈的碰撞造山作用导致的地壳重熔的地球动力学背景,应是古特提斯洋缝合造山后或后碰撞伸展的环境。【结论】 就已有的成矿事实,东昆仑康西瓦—阿尼玛卿古特提斯缝合带与南部巴颜喀拉的西金乌兰—金沙江和羌塘的龙木错—双湖古特提斯缝合带相比,更富有地质意义。     

基于煤层气井生产数据的储层含气量校正新方法

勘探实践发现沁水盆地潘庄、潘河区块及鄂尔多斯盆地保德区块煤层气井累计产量远远大于原始计算的地质探明储量。该现象对体积法计算的煤层气资源储量提出了挑战,同时为全面“上储增效”提出了新的方向。在采用体积法计算煤层气储量时,含气面积、含气量的准确性以及煤岩密度与煤层厚度的非均质特征都会对储量参数的准确性产生影响。其中,由于取心测试过程的局限性,煤层含气量的数值常存在一定的误差。本次研究基于鄂尔多斯盆地和沁水盆地的煤层气井生产数据并结合等温吸附实验结果提出了计算储层临界最低含气量的方法(临界最低法)。将校正后的临界最低含气量与实测含气量(基于美国矿业局直接法(USBM)和史密斯-威廉姆斯法)进行对比,并剖析含气量测试损失量的地质控制机理。结果表明:在中低至中高煤阶(R_o=0.7%~2.1%)范围,临界最低法计算的含气量总体高于其它两种方法计算的含气量,临界最低法在中低煤阶至中高煤阶具有较强的适应性。在高煤阶(R_o=2.1%~2.8%)范围,临界最低法计算结果可以与取心测试结果相互验证。总体上,煤层含气量测试(USBM法)损失量受不同煤阶煤岩孔裂隙发育特征、煤体结构、含气饱和度及逸散时间的影响。含气量测试损失量与孔渗发育特征、构造煤发育程度、含气饱和度及逸散时间呈正相关。此外,针对未取心的煤层气井,可以采用钻井岩屑测试等温吸附参数进而利用临界最低法求取储层含气量,为煤层气进一步的勘探开发提供数据基础。     

鄂尔多斯盆地西南部晚三叠世辉绿岩年代学、地球化学及其构造意义

鄂尔多斯盆地西南部中奥陶统马家沟组灰岩内部发育多条辉绿岩脉。辉绿岩富集高场强元素(HFSE)Nb、Ta、Ti、Zr、Hf等,具有板内拉斑玄武岩的地球化学特征,其地球化学数据显示原始岩浆经历过比较强烈的结晶分异演化。对辉绿岩的锆石进行U-Pb LA-ICP-MS测年获得的²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄为750~195 Ma。根据峰值年龄并结合区域地质资料,本文把辉绿岩的形成年龄确定为224 Ma(晚三叠世)。辉绿岩反映鄂尔多斯盆地西南部在晚三叠世处于类似大陆裂谷的伸展构造环境,晚三叠世西邻陇山地区发生的强烈碰撞后伸展作用也可能有助于进一步强化鄂尔多斯盆地西南部的伸展构造环境。当时该地区岩石圈的稳定性相对较弱,为该地区后续的早侏罗世和早白垩世岩浆活动提供了物质基础。晚三叠世及后期的岩浆活动提高了鄂尔多斯盆地西南部的地温梯度并加快了该地区烃源岩的热演化进程,可能对该地区的油气成藏条件造成潜在影响。     

川北侏罗系大安寨段湖相混积层系沉积特征与发育模式*

四川盆地侏罗纪大安寨段沉积时期水体富营养化,形成了介壳灰岩—泥页岩的湖相混积层系,为混积岩沉积机制研究提供了“天然实验室”。综合利用岩心、测井、录井等资料,以川北仪陇—营山地区为研究区,对大安寨段的岩性分类与沉积相展布特征进行研究,并讨论了该湖相混积层系的沉积过程与控制因素。结果表明: 大安寨段湖相混积层系以介壳组分与细粒硅质碎屑(包含黏土矿物)的混杂与交替为主,整体上可划分为一个完整的湖侵—湖退沉积旋回,大一亚段与大三亚段沉积时期介壳滩分布面积较大,大二亚段则广泛发育半深湖—深湖亚相,此外浅水介壳灰岩可在重力流驱动下于深水环境中发生搬运与再沉积作用; 混积过程主要为相混合与间断混合模式,混积作用受控于湖平面升降变化、物质来源、地质营力等因素,湖平面的升降变化控制着不同沉积微相的分布,地震、风暴浪等触发机制引起的重力流沉积促使不同微相与物质来源的沉积物(陆源碎屑搬运、生物—化学碳酸盐沉积、远源细粒物质悬浮等)相互混合,增加了混积岩内部的杂乱程度并扩大了混积岩的平面分布范围。本次研究建立了仪陇—营山地区大安寨段湖相混积层系沉积过程模式,可为陆相页岩油气勘探和相似地质背景下混积作用的成因研究提供借鉴和参考。     

大庆油田古龙凹陷青山口组页岩油储层方解石脉中发现藻生物层

<正>顺层方解石脉是页岩油储层中比较常见的一种构造,虽然它的体量不大,但是携带的地质信息很多,近年来颇受重视,取得了很多成果(何文渊等,2022,2023;杨勇等,2023)。近期大庆油田在古龙凹陷青山口组获得了页岩油的资源量可达15.1 Gt,已引起广泛关注,但还有一些地质问题没有解决,严重地影响了页岩油的勘探开发。因此,对古龙凹陷青山口组页岩的基础地质进行深入研究具有重要意义。     

山西省冰雪运动气候适宜性评价

综合考虑温度、降雪量、风等因素,构建冰雪运动气候指数(ice-snow sport climate index,ISCI)评价模型,确定冰雪运动气候适应性分级标准。以山西省为例,定量评价冰雪运动的气候适宜性特征和空间分布状况。结果表明:全省冰雪运动气候指数平均值为5. 03,属于一般适宜等级; 38°N以北的大部分区域均适合发展冰雪运动产业,且未来气候适宜性呈现增强趋势。     

粤西河台金矿田糜棱岩XRD特征及其地质意义

粤西河台金矿田位于钦州湾—杭州湾（钦—杭）结合带南段的云开地区,是典型的受韧性剪切带控制的金矿。然而,对于剪切带中有利于金成矿的地质环境及其成矿过程仍然存在争议。本文在对河台矿区高村矿床进行详细野外地质调查的基础上,通过X射线衍射（XRD）对含金剪切带中各类糜棱岩系列岩石进行系统研究,建立应力变化—成分变异的对比序列,从而进一步揭示剪切变形与金矿化的关系。结果显示,剪切带中白（绢）云母的含量在9%~40%,并且在初糜棱岩、无矿糜棱岩、含矿糜棱岩、无矿超糜棱岩、含矿超糜棱岩中呈现出逐渐递增的趋势。白（绢）云母主要为2M1型,b0值在 0.55505~0.99002 nm之间,初糜棱岩＜无矿糜棱岩＜ 无矿超糜棱岩,分别指示低压、中压和高压环境。可见,从初糜棱岩到超糜棱岩,随着变形强度的增加,热液活动也随之增强,从而新生成了大量白（绢）云母。然而,在含矿的糜棱岩和超糜棱岩中还存在一些低压白云母,推测其可能是在后期脆性裂隙中由于流体活动所新形成的。因此,成矿可能经历了两个阶段,即早期的韧性剪切变形阶段导致金的初步富集,后期叠加的脆性破裂阶段形成具有工业品位的矿体。另外,无矿超糜棱岩的石英含量（29.8%）明显低于糜棱岩（44.2%）,推测在形成石英脉型矿体过程中,部分热液可能来自于其围岩超糜棱岩。因此,相对于初糜棱岩和糜棱岩,超糜棱岩中更有利于金矿的形成。     

青藏高原高寒沼泽化草甸群落生物量及地下CNP对积雪增加的响应

以青藏高原多年冻土区高寒沼泽化草甸为研究对象,采用雪栅栏诱导方式模拟积雪厚度增加,结合植物地上、地下根系以及土壤养分变化,分析了高寒沼泽化草甸对积雪厚度增加的响应。结果表明：积雪厚度增加后,0~20 cm浅层土壤温度和水分含量增加;植物群落高度和土壤表层0~10 cm根系生物量显著增加,植物群落组成和地上生物量没有变化;地下0~20 cm土壤碳（C）、氮（N）、磷（P）总储量降低,根系中C、N、P储量增加;土壤表层0~10 cm总N∶P比显著增加,但是有效磷含量在0~10 cm和10~20 cm土层均显著增加。可见,积雪厚度增加并不影响沼泽化草甸植物群落的组成和地上生物量,仅增加植被高度;增加土壤表层总N∶P比意味着积雪厚度增加可能会减轻沼泽化草甸土壤中氮限制,从而减缓沼泽化草甸的氮匮乏状况。结论可为高寒生态系统响应积雪变化研究提供样地尺度的观测数据,并为冰冻圈生态系统应对未来气候变化的模型估算提供数据支撑。     

中国东部气溶胶在天气尺度上的辐射强迫和对地面气温的影响

本文应用WRF-Chem(Weather Research and Forecasting—Chemistry)模式研究中国东部地区气溶胶及其部分组分(硫酸盐、硝酸盐和黑碳气溶胶)在天气尺度下的辐射强迫和对地面气温的影响。5个无明显降水时间段(2006年8月23～25日、2008年11月10～12日、2008年12月16～18日、2009年1月15～17日和2009年4月27～29日)的模拟显示,气溶胶浓度呈现显著的白天低,夜间高的日变化特征,且北方区域(29.8°～42.6°N,110.2°～120.3°E)平均PM_2.5近地面浓度(40～80 μg m-3)高于南方区域(22.3°～29.9°N,109.7°～120.2°E,30～47 μg m-3)。气溶胶对地面2 m温度(地面气温)有明显的降温效果,在早上08:00(北京时,下同)和下午17:00左右最为显著,最高可降低约0.2～1 K,同时气溶胶的参与改善了模式对地面气温的模拟。本文还通过对2006年8月23～25日一次个例的模拟,定量分析了气溶胶及其部分组分(硫酸盐、硝酸盐和黑碳气溶胶)的总天气效应(直接效应+间接效应)、直接效应和间接效应分别对到达地面的短波辐射和地面气温的影响。北方区域平均气溶胶直接效应所造成的短波辐射强迫要高于南方区域,分别为-11.3 W m-2和-5.8 W m-2,导致地面气温分别降低了0.074 K和0.039 K。南方区域平均气溶胶间接效应所产的短波辐射强迫高于北方区域,分别为-14.4 W m-2和-12.4 W m-2,引起的地面气温的改变分别为-0.094 K和-0.035 K。对于气溶胶组分,硫酸盐气溶胶的直接效应和间接效应的作用相当,其总效应在北方和南方区域平均短波辐射强迫分别为-7.0 W m-2和-10.5 W m-2,对地面气温的影响为-0.062 K和-0.074 K,而硝酸盐气溶胶的作用略小。黑碳气溶胶使得北方和南方区域平均到达地表的太阳短波辐射分别减少了6.5 W m-2和5.8 W m-2,而地表气温则分别增加了0.053 K和0.017 K,相比于间接效应,黑碳气溶胶的直接效应的影响更加显著。     

2007—2012年夏季中国青藏高原以东地区MCC的分布特征

用FY-2D和FY-2E地球静止卫星相当黑体温度资料,对2007—2012年夏季(6—8月)中国青藏高原以东地区的中尺度对流复合体(MCC)进行普查分析,并分为MCC和类MCC(偏心率在0.5~0.6之间),共计190个MCC和62个类MCC。西南和华南地区的MCC和类MCC占总数的60%,华东和华中地区占总数的27%,东北、华北和西北地区最少。两类MCC的生成源地和消散地的海陆性质相同。东北和华北地区MCC主要向东北移动,华中和华东地区MCC向东南移动。华南和西南地区的MCC移动方向具有多样性,大多为不移动类型。从月际变化来看,MCC在6月份最多,类MCC在7月份最多。MCC的日变化具有区域性特征,西南地区的MCC在22:00—23:00是形成高峰,03:00—04:00达到成熟,06:00—08:00开始消散。东北、华北、华中和华东地区的MCC形成高峰在16:00—18:00,19:00—23:00和02:00—03:00是成熟高峰,21:00—01:00消散。华南地区的MCC主要形成在23:00—03:00,11:00—14:00成熟,14:00—15:00消散。