华北克拉通北缘喀喇沁变质核杂岩早白垩世构造演化过程与形成模式

对于喀喇沁变质核杂岩早白垩世构造过程与形成模式长期以来存在着不同的认识。通过详细的野外构造观察及擦痕应力场反演,并结合前人年代学数据,有效地制约了喀喇沁变质核杂岩早白垩世的构造演化,并对其形成模式进行了分析。结果表明,起源于晚侏罗世的喀喇沁变质核杂岩,在早白垩世(141～100 Ma)再次经历了强烈的伸展与岩浆活动。在此伸展活动中,沿着核部杂岩两侧分别发育了NE走向、倾向相反的楼子店-八里罕和上店-东风大型正断层,进而控制两侧半地堑式的小牛与平庄盆地的发育。在这两条边界断层的伸展运动及随后的均衡隆升中,核部杂岩不断抬升与剥露,先后发育了NE-NNE向的伸展韧性变形带与脆性正断层。这些早白垩世韧性和脆性伸展构造一致指示拉张方向为NW-SE向。综合分析表明,区内早白垩世伸展活动经历了141～134 Ma的初始伸展与同构造岩体侵位阶段、133～126 Ma的边界断层强烈活动与核部快速抬升阶段以及125～100Ma的均衡隆升阶段。喀喇沁变质核杂岩在早白垩世的伸展活动中转变为地垒式伸展穹窿,其强烈伸展活动出现在华北克拉通破坏峰期,动力学背景是古太平洋板块俯冲导致的远场弧后拉张。     

华南板块西南缘中三叠统底部火山灰来源 ——以右江盆地者堡敢南一带凝灰岩为例

华南板块西南缘中三叠统底部普遍发育凝灰岩夹层,但对火山灰的来源存在不同认识。位于华南板块西南缘的右江盆地在早—中三叠世为连续海相沉积,较为完整的火山沉积记录为探讨火山灰的来源提供了基础。本文以右江盆地者堡敢南一带早、中三叠世之交凝灰岩为研究对象,在剖面测制基础上,对含凝灰岩层段灰岩进行生物地层分析,划分为4个牙形石带,分别为Neospathodus pakistanensis间隔带;Neospathodus waageni—N.abruptus组合带;Neospathodus homeri—N.triangularis组合带以及Chiosella timorensis间隔带,由此确定第17层凝灰岩为中三叠统底界凝灰岩。凝灰岩岩石学、地球化学分析结果显示为流纹质玻屑凝灰岩,属于亚碱性系列。稀土配分曲线显示为右倾轻稀土富集,明显的负Eu异常。大离子亲石元素(LILE)(Rb、U、Th和Ba等)富集和高场强元素(HFSE)(Nb、Ta、P和Ti等)亏损,整体表现出与弧相关的地球化学特征。在生物地层、同位素年代学对凝灰岩形成时代进行精确限定的基础上,通过华南板块西南缘中三叠统底界凝灰岩的区域分布、矿物组成、地球化学特征,结合右江盆地中—下三叠统火山岩层序特征进行详细对比分析,结果显示广西凭祥—十万大山一带火山岩是其主要来源。     

准噶尔盆地南缘天然气成藏及勘探方向

准噶尔盆地南缘地区与塔里木库车坳陷有着相似的沉积地层和构造演化历史,但是天然气勘探始终未取得重大突破。本文在南缘地区天然气成因类型与气源判识的基础上,分析该地区天然气成藏条件,探讨有利勘探方向与目标层系。结果表明,南缘地区天然气存在煤型气、混合气与油型气三类,且以煤型气和混合气为主;侏罗纪煤系为该地区主要的天然气源岩,其大量生气期与背斜构造形成期相匹配,构成最佳源灶-圈闭成藏组合;二叠系湖相和上三叠统湖相-湖沼相烃源岩也是重要的天然气源岩,其主要生气期在中部地区早于绝大多数背斜构造形成期,而在西部地区与背斜构造形成期相匹配。南缘地区生烃物质基础好于库车坳陷,只是主要气源岩侏罗纪煤系的成熟度略低于库车坳陷,盖层封盖性和储层发育规模略逊于库车坳陷,但仍具备形成大规模油气田的成藏条件。深层二叠系-侏罗系-白垩系成藏组合是最为有利的天然气勘探目标层系,西部是寻找和发现侏罗纪煤系和二叠系湖相油气藏的有利目标区域,中部是寻找和发现侏罗纪煤系天然气藏的有利目标区域。中浅层白垩系-新近系成藏组合是次要的天然气勘探目标层系,具有寻找和发现一定规模天然气藏的潜力。高探1井获得重大突破充分表明制约南缘天然气勘探大发现的因素不是气源规模、运移通道、储层物性和盖层封闭性,而是有效圈闭的落实、钻井工程技术及勘探工作量的投入。     

内蒙古东乌旗葛根敖包石英闪长岩岩体年代学、地球化学及其地质意义

内蒙古东乌旗地区新近发现的葛根敖包铅锌矿,成矿与赋矿岩体石英闪长岩关系密切,对石英闪长岩进行系统的LAICP-MS锆石U-Pb定年及锆石Hf同位素分析,并对石英闪长岩进行主量、微量和稀土元素分析。锆石U-Pb定年结果显示,石英闪长岩2个样品的锆石U-Pb年龄分别为299±1Ma和301±1Ma,均为晚石炭世。岩石主量、微量及稀土元素分析显示,石英闪长岩具有典型的富硅、富碱特征,Na_2O/K_2O值为1.14～1.93,平均1.39,明显富钠高钾,属高钾钙碱性系列;铝饱和指数A/CNK值为0.79～0.95,为准铝质或铝不饱和花岗岩类;轻、重稀土元素分馏显著,球粒陨石标准化稀土元素配分模式表现为明显的右倾,显示岩浆源区可能有石榴子石残留;并有微弱负Eu异常,δEu=0.80～0.91,δCe=0.89～0.96,均靠近1,指示源区无斜长石残留;同时具低Sr、高Yb特征;并指示高场强元素U、La、Nd、Zr相对富集,而Th、Nb、Sr、P、Ti相对亏损,且大离子亲石元素Rb、Ba、K相对富集,Nb/Ta值低,指示岩浆源区可能为幔源为主。锆石Hf同位素分析显示,εHf(t)值全部为正值,+10.8～+13.6(全部大于10,较高),TDM2介于440～629Ma之间,相对集中,明显大于其锆石U-Pb年龄,其年轻的TDM2年龄和较高的εHf(t)值表明,岩浆中有相当大的幔源物质的贡献。结合区域构造演化,认为葛根敖包石英闪长岩岩浆源区可能为亏损地幔物质部分熔融并在上升过程中受到少量壳源物质的混染,为活动陆缘弧环境的产物。     

内蒙古因格井坳陷湖相白云质泥岩地球化学特征及地质意义

本文对内蒙古巴音戈壁盆地因格井坳陷下白垩统音戈壁组上段湖相白云质泥岩进行了地球化学分析,据此探讨了其 对构造背景、源岩属性及古沉积环境重建的意义。研究表明：白云质泥岩具有富Ca,Na,Sr,U,V 元素,贫K,P,Ba, Rb,Sc,Th,Zr 元素的特点;稀土元素总量变化范围大（59.29×10-6~283.80×10-6）,轻、重稀土分异明显,δEu 为中等偏 强的负异常（平均值0.62）,δCe 无异常（平均值1.01）。构造判别图解及δEu 异常特征共同指示白云质泥岩源岩具有大陆岛 弧和主动大陆边缘构造背景。稀土配分模式及源岩属性判别图解指示白云质泥岩源岩以上地壳长英质岩石为主。垂向上巴 音戈壁组上段整体为干旱、厌氧、偏强还原的咸湖环境。古气候、古盐度及氧化还原指标在巴音戈壁组上段中部和下部界 面变化明显。在下部（K1b2-1） 干热环境下出现过相对湿冷的沉积过程,古盐度、氧化还原环境也均与干热-冷湿演化具有 耦合性,即在厌氧的、偏强还原的咸湖沉积环境下存在短暂的氧化环境。     

从岩石组合特征分析库-满坳拉谷的发育史

由于地幔柱的作用,新元古代晚期至古生代早期在塔里木板块东北部曾发育一个坳拉谷,称之为库满坳拉谷。在库鲁克塔格和满加尔凹陷地区,从早震旦世到奥陶纪发育中酸性和基性双峰火山岩建造、深水碳酸盐岩和复理石沉积体系,具坳拉谷盆地沉积特征;志留系-石炭系具有坳陷盆地沉积特征;上石炭统-二叠系缺失;中生代发育陆相沉积体系,标志着强烈造山运动盆地隆起消亡。这些地层层序构成了典型的坳拉谷盆地沉积体系,完整地记录了库满坳拉谷从产生至消亡的构造发育史。     

鄂尔多斯盆地东胜铀矿床成矿特征与成矿模式

东胜铀矿床产于中侏罗统直罗组下段的辫状河道沉积砂体中,铀矿体受灰色砂岩与灰绿色砂岩的接触带控制。灰绿色砂岩的化学成分中硅酸盐矿物二价铁含量高是该类型砂岩呈现绿色的重要原因。在矿物组成上,灰绿色砂岩主要表现为粘土矿物总量高,特别是绿泥石含量高。岩石学、矿物学和地球化学的证据表明,东胜铀矿区存在后生还原作用。灰绿色砂岩是控矿的古氧化岩石遭受还原性流体改造的产物,后生还原作用掩盖了古氧化蚀变带,并在一定程度上起到了保矿作用。东胜地区后生还原作用在时间上和成因上与河套断陷盆地的产生和形成具有密切联系。铀在矿石中主要呈铀矿物和吸附形式存在。通过电子探针和X射线粉晶分析鉴定,确定东胜铀矿床矿石中的主要铀矿物为铀石,并含有少量钛铀矿和沥青铀矿。富矿石样品中铀石单矿物的铀铅同位素年龄集中分布于20~10 Ma之间。通过研究,建立了鄂尔多斯盆地东胜铀矿床的“多阶段铀成矿模式”,即“成岩期预富集层间渗入成矿再改造富集油气还原保护”的多阶段、多成因流体长期富集改造的铀成矿模式。     

考虑不同尺度孔隙压缩敏感性的砂岩渗透特性研究

以往的研究多是从宏观层面建立孔隙压缩敏感性与渗透率之间的关系,缺乏砂岩不同尺度孔隙结构改变对渗透率演化规律的认识。从细观孔隙层面来看,不同尺度孔隙在应力作用下闭合程度差异明显,考虑不同尺度下孔隙压缩敏感性对准确预测渗透率演化至关重要。因此,利用多场耦合核磁共振试验平台开展了砂岩渗流-应力耦合试验,获得了不同应力作用下砂岩渗透率以及孔径分布曲线的变化规律,将孔径分成大孔(>1μm)、中孔(0.1～lμm)、小孔(<0.1μm)3类,计算了砂岩不同尺度孔隙压缩系数及其转化因子,提出了考虑不同尺度孔隙压缩敏感性的砂岩渗透率计算公式。结果发现:砂岩不同尺度孔隙的压缩性差异明显,大尺度孔隙的压缩敏感性更强;考虑不同尺度孔隙压缩敏感性的渗透率公式与试验值具有较好的一致性。     

东昆仑阿拉克湖地区第四纪水系演化过程及其趋势

根据第四系沉积物的沉积时代、沉积类型及盆山耦合与迁移规律,将东昆仑阿拉克湖地区第四纪水系变迁划分了4个阶段：早更新世小型内陆盆地无序水系阶段;中更新世冰川水系与东流水系阶段;晚更新世柴达木盆地内陆水系向南溯源侵蚀阶段;全新世黄河外泄水系形成与发展阶段。根据研究区及相邻地区黄河水系和柴达木盆地内陆水系的溯源侵蚀发展历史及趋势分析,认为研究区未来水系发展趋势不一定是加鲁河袭夺鄂陵湖、扎陵湖两湖及黄河水系,而可能是黄河加快下蚀作用和溯源侵蚀,鄂陵湖和扎陵湖将逐渐消失成为河流,黄河水系最终将袭夺柴达木内陆盆地水系。     

微生物-CMC无固相钻井液固壁作用与机理初探

松散破碎性地层孔壁失稳一直是困扰钻探工程界的难题之一,增强该类地层的胶结性,提高其力学性能是有效解决孔壁失稳的技术关键。本文将微生物诱导碳酸钙沉积（MICP）技术与CMC无固相钻井液相结合,构建微生物-CMC无固相钻井液体系。通过岩心浸泡实验、X射线衍射实验（XRD）以及扫描电镜分析两种微观分析手段对微生物-CMC无固相钻井液的固壁作用与机理进行了初探。结果表明：微生物-CMC无固相钻井液对松散破碎性地层具有较明显的加固作用,且作用时间越长,初始菌种浓度越高,钙源浓度越大,固壁效果越好。在固壁过程中,微生物随钻井液渗透进入试样内部,在松散颗粒之间诱导生成碳酸钙晶体,填充孔隙空间,将松散颗粒胶结成整体,并具有一定的力学强度,从而达到加固孔壁的目的。本研究结果为解决松散破碎性地层孔壁失稳提供了新的钻井液技术方案。