中国-俄罗斯原油管道工程(漠河-大庆段)冻土工程地质考察与研究进展

在2005-2007年期间,先后3次对中国-俄罗斯原油管道漠河-大庆段沿线的冻土工程地质条件等进行科学考察,开展了冻土工程地质条件及其在气候变化和人类活动作用下的评价和预测研究.考察研究结果表明:管道沿线多年冻土在各类融区、季节冻土和水系等分隔作用下呈片状或岛状分布,沿线岛状、稀疏岛状及零星岛状占多年冻土区段的40%左右;管道沿线多年冻土随着气候的转暖和人类活动的影响不断退化.地形地貌单元、植被分布、地表水分条件的变化等局部因素对多年冻土的分布和地下冰的赋存产生重要的影响,管道沿线大约分布有50 km左右的沼泽湿地,其表层为腐殖质土及泥炭层,泥炭层下面分布着含土冰层或地下冰,是管道沿线最差的冻土工程地质地段;由于中俄原油管道沿线水系发育多,冻胀丘、冰椎和冰幔等不良冻土现象广泛分布.科学考察的成果为管道沿线冻土工程地质条件评价和预测、管道的稳定性影响分析以及后期的长期检测系统设置等研究奠定坚实的基础,进一步为即将开工的中俄原油管道漠河-大庆段工程的设计、施工提供科学依据.     

川中—川南地区上三叠统沉积相研究

综合分析岩心、露头剖面和测井资料,认为川中—川南地区上三叠统发育三角洲相和湖泊相,其中,三角洲相可进一步划分为三角洲平原、三角洲前缘和前三角洲三个亚相,湖泊相则可细分为滨湖和浅湖两个亚相。不同时期三角洲相和湖泊相发育程度不同。须一段、须三段、须五段和须六段以湖泊沉积为主,由东向西,水体逐渐加深。须二段和须四段以三角洲沉积为主,湖泊沉积分布范围较小。须二段发育时期,研究区北部构造活动强烈,沉积物供给充分,三角洲相主要由北向南延伸;须四段沉积时期,由于北部构造活动逐渐减弱,东南部沉积物供给增加,三角洲相主要由东南向西北方向延伸。随着周缘构造活动的变化,研究区沉积范围逐渐扩大。早期沉积范围仅局限于宜宾—泸州以北地区,中晚期沉积范围扩大,宜宾—泸州以南地区开始接收沉积。     

西藏冈底斯带措勤地区则弄群火山岩锆石U-Pb年代学格架及构造意义

大规模的则弄群火山岩呈带状近东西向展布于西藏冈底斯带中北部地区.对出露状况较好的措勤地区则弄群火山岩进行了锆石U-Pb定年,以建立其年代学格架便于区域对比.措勤地区则弄群火山岩多数锆石具有生长振荡环带,部分锆石显示核边结构.在措勤达雄北西部上覆于中二叠统下拉组灰岩的1件则弄群英安岩样品的LA-ICP-MS锆石U-Ph年龄为130±1Ma,1件则弄群流纹岩样品的SHRIMP锆石U-Pb年龄为129±3Ma;在措勤达雄北东部与下白垩统多尼组碎屑岩呈断层接触的1件则弄群英安岩样品中的锆石具有两组LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄,最年轻的一组(包括增生边)为121±1Ma,较老的一组(包括核部)为131±1Ma;在措勤南西部1件则异群流纹岩样品的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为111±1Ma,与措勤地区花岗岩类的侵位时代相当.这些高质量的锆石U-Pb年代学数据表明,措勤地区的则弄群火山作用很可能开始于约130Ma,停息于约110Ma,持续时间约20Ma.区域对比表明,东西延伸约1000km的则弄群火山作用同时发生在约130Ma.区域上目前的年代学数据结合同时代岩浆作用的分布特征表明,冈底斯带中北部地区早白垩世岩浆作用不太可能由新特提斯洋壳向北的低角度或平板俯冲产生.     

冈底斯新近纪钾质火山作用:消减沉积物折返的地球化学与Sr-Nd-Pb同位素证据

在冈底斯岩浆岩带的羊八井地区,林子宗火山岩系上部出现小规模的粗面质火山岩.岩石学与地球化学研究表明粗面岩与时空密切相关的大体积安山质-英安质-流纹质火山岩属于不同的火山岩系:碱性钾质系列与钙碱性系列.详细的地球化学研究证明林子宗晚期小体积钾质岩具有独立的岩浆源区,而非早期钙碱性系统低压岩浆过程演化的产物.粗面质熔岩SiO2含量为62.91%～64.63%,具有高K2O(7.52%～8.05%)、Al2O3(16.64%-17.35%)、低TiO2(0.59%～0.68%)与MsO(0.15%～0.77%).钾质熔岩富集LILE与LREE,亏损HFSE,具有高Rb/Sr(1.1～2.3)、Th/La(0.59～0.80)、Th/U(6.3～10.9)和低Ce/Pb(4.1～6.2)与Ba/Th(4.3～14.5)比值,其同位素组成变化范围分别是87Sr/86Sr(I)=0.7068～0.7075、143Nd/144Nd(I)=0.51241～0.51252、206Pb/204Pb=18.87～18.95、207Pb/204Pb=15.63～15.70和208Pb/204Pb=39.24～39.68.粗面岩的地球化学与同位素特征表明冈底斯新近纪钾质火山岩来源于角闪岩相的消减沉积物熔融.因此,羊八井新近纪钾质火山熔岩提供了印度-亚洲大陆碰撞早期消减沉积物折返的证据.     

柴达木盆地北缘侏罗系两类不同有机质丰度泥岩的 生物标志物特征对比研究

在柴达木盆地北缘地区,分别选取有机碳含量很低和较高的侏罗系泥岩样品,对比分析了它们在生物标志物组成上的差异。结果发现,高有机质丰度泥岩的生标组成与我国西北地区侏罗纪煤系有机质的特征差异不大,相比而言,低有机质丰度泥岩的正烷烃以前主峰为特征,Pr/Ph比值在1.0左右,三环萜烷和伽马蜡烷丰度较高,并在部分样品中检出了25 降藿烷系列。结合泥岩的有机岩石学特征,认为这些差异可能反映了泥岩沉积环境和生烃母质的不同:高有机质丰度泥岩的有机显微组分以相对弱还原条件下的形态有机质为主,包括藻类体、孢子体和角质体等,而低有机质丰度泥岩的有机显微组分以相对强还原条件下的矿物沥青基质为主,其母质可能来源于低等显微菌藻类。进一步通过对比不同有机质丰度泥岩,以及区内原油生标组成之间的相互关系,讨论了研究区的油源问题。     

藏南地区中生代硅质岩的地球化学特征及其成因意义

藏南地区中生代硅质岩包括蛇绿岩套硅质岩(与蛇绿岩共生)和非蛇绿岩套硅质岩两大类.本文重点分析日喀则地区彭错林、夏鲁以及泽当地区的罗布莎、江孜盆地宗卓组及四个剖面的硅质岩.其中,彭错林、夏鲁和罗布莎硅质岩与蛇绿岩共生,江孜盆地宗卓组为非蛇绿岩套硅质岩.分析表明:(1)藏南地区硅质岩剖面地球化学特征鲜明,具有一致性和多样性特点;(2)与蛇绿岩共生的彭错林、夏鲁、罗布莎硅质岩普遍具有高Si、高Fe、低Al特征,大部分微量元素相对于克拉克值亏损,稀土元素总量低,经北美页岩标准化后,Ce异常明显或不明显,重稀土相对轻稀土富集.硅质泥岩的∑REE要明显高于硅质岩;(3)非蛇绿岩套宗卓组硅质岩SiO2含量稍低,Al2O3、TiO2则相反.V、Th、Hf、Ta等不相容元素上亏损程度较小,部分样品含量可接近克拉克值.稀土总量相对较高,页岩标准化配分模式上体现为弱Ce正异常,负Eu异常,轻重稀土分异不明显的平坦型曲线图;(4)地球化学特征指示了,藏南地区硅质岩多数具有明显的热水沉积成因属性,同时有正常陆源组分的加入.其中,夏鲁硅质岩的热水沉积地球化学特征较为典型,而宗卓组硅质岩则表现出受陆源物质加入的影响显著的地球化学特点.     

准噶尔盆地周缘山脉抬升-剥露过程的FT证据

本文主要通过磷灰石裂变径迹测年结果结合温度.时间热模拟反演的研究,探讨准噶尔盆地周缘造山带的抬升.剥露作用过程及其差异性特征.研究结果表明,准噶尔周缘造山带自晚三叠世至新近纪至少经历三次大的抬升-剥露事件,结合样品位置分析,推测准噶尔盆地周缘造山带的抬升-剥露作用具有明显不均一特征.始于晚三叠-早侏罗世的山脉抬升作用范围有限,仅局限于准噶尔东北缘;但是,发生在中-晚白垩世(～115～95Ma)的这期构造抬升作用在盆地周缘的所有山系都有记录;古近纪早期(～60～50Ma)在准噶尔盆地北缘有一期隆升事件,但该事件也仅仅局限于盆地北缘;新近纪～25Ma以来发生在巴里坤(博格达山)的局部抬升冷却事件,仅仅局限于天山北缘,而此时准噶尔盆地的东西两侧山脉可能相对稳定.推测该期抬升事件应是印-亚碰撞的远程效应在天山地区的构造表现.     

中甸红山矽卡岩铜矿稳定同位素特征及其对成矿过程的指示

红山铜矿床位于三江地区义敦岛弧南端的中甸弧,是在晚三叠世甘孜-理塘洋盆向西俯冲过程中形成的一个中型规模的矽卡岩矿床.通常,矽卡岩体就是铜矿体或铜矿化体,主要呈似层状、层状、脉状及透镜体状产于大理岩与角岩接触带或局部在角岩中,未见其与侵入岩直接接触.通过对不同成矿阶段所形成的石榴石、磁铁矿、磁黄铁矿、黄铁矿、黄铜矿、方解石等典型矿物以及大理岩的稳定同位素特征研究,发现矽卡岩的最主要组成矿物石榴石的δ18OSHOW范围为6.2～8.3‰,反映了矽卡岩可能直接继承隐伏斑岩体的氧同位素组成.根据磁铁矿的氧同位素组成(5.5～7.1‰)所计算的磁铁矿化阶段成矿流体的δ18OSHOW为13.1～14.7‰(400℃)或12.5～14.1‰(500℃),暗示有富集δ18O的CO2溶入到成矿流体中.硫化物的δ18SCDT范围4.45～6.20‰,说明矿床具有高度均一的硫源,并且在硫化物的结晶沉淀过程中,流体中硫同位素分馏很弱.由此推测主成矿期成矿流体的δ18S∑S为5.6±0.6‰.矿床中的大理岩的δ13CPDB为2.0～2.2‰,δ18OSMOW为24.0～24.8‰,说明大理岩是由海相碳酸盐岩经重结晶作用而成.成矿晚期阶段形成的方解石脉的δ13C范围是-2.4～1.7‰,δ18OSMOW范围是16.3～22.4%o,表明其C和O主要来源于大理岩.总之,我们推测红山矽卡岩很可能主要是由中酸性岩浆浅成侵位时局部同化碳酸盐围岩所形成的一种富含钙质成分的次生岩浆就位于碎屑岩与碳酸盐岩之间的构造薄弱带冷凝固结而成,矽卡岩型矿化与深部斑岩型矿化具有共同的成矿物质和成矿流体来源.     

西藏搭格架热泉型铯矿床矿物学与矿石组构特征及地质意义

在查明搭格架铯矿床产出的地质背景、成矿阶段及其年龄、地球化学与同位素组成的基础上,本文较为系统地研究了硅华的矿物学与组构特征,加深了对硅华形成演化过程的认识.研究表明成矿早期,矿石中存在大量的石英,晚期全为蛋白石.粒状蛋白石自早到晚均有出现,胶状蛋白石主要出现于晚期.早期矿石出现脱水造成的菜花状、粗粒块状与粗大孔隙状构造及溶蚀结构.晚期出现细粒块状与细小孔隙状构造.在第3阶段存在硅藻Denticula属,体现出低温阶段的特征.由早到晚,矿石的SiO2呈降低趋势,而(Na2O Al2O3 K2O CaO)与Cs2O呈升高趋势,是随着矿石中SiO2有序度的降低而其它成分被保留在晶格中所致.     

四川大陆槽稀土矿床碳酸岩-英碱正长岩锆石U-Pb年代学和Hf同位素性质及其地质意义

川西冕宁-德昌稀土成矿带是中国最重要的稀土成矿带之一,所有稀土矿床均与碳酸岩-正长岩杂岩体有关.前人研究表明,牦牛坪、木落寨和里庄碳酸岩-碱性杂岩体成岩年龄与其相应矿床的成矿年龄基本一致,而大陆槽正长岩年龄与REE矿床的成矿年龄相差甚远.本文对大陆槽碳酸岩、英碱正长岩进行了SHRIMP U-Pb锆石年代学和LA-MC-ICPMS锆石Hf同位素原位测量,它们的形成年龄分别为12.99±0.94Ma、14.53±0.31Ma,表明两者是同时形成的,且与其成矿年龄基本一致.碳酸岩和正长岩的εHf(t)值、Hf模式年龄与它们的εNd(t)值、Nd模式年龄所展现出来的特征一致,说明在其形成过程中有地壳物质的加入.