大巴山北缘鲁家坪组变质作用及其对页岩气储层的影响

大巴山北缘下寒武统鲁家坪组具有较好的页岩气发育物质基础,钻探显示了一定的页岩气资源潜力,但页岩含气性非均质性较强。针对鲁家坪组页岩气差异富集问题,以地质调查、钻探、实验测试等资料为基础,深入分析了鲁家坪组变质作用特征及其对页岩储集空间结构的影响。研究揭示,大巴山北缘在强烈的构造活动作用下,普遍发生了区域动力变质作用和区域动力热流变质作用。区域上差异构造作用决定了鲁家坪组页岩变质程度的差异性,部分地区只发生了极低级的动力变质作用;在受到岩浆侵入作用影响的范围(距侵入带约0.3～1.5km),主要表现为区域动力热流变质作用,并伴有不同程度的混合岩化,变质程度相对较高。大巴山北缘鲁家坪组储集物性表现为低孔低渗的特征,区域动力热流变质作用导致鲁家坪组物性明显变差,孔隙结构更加细小致密;动力变质并没有对鲁家坪组储集性能造成明显影响,但在动力变质程度较高的区域,往往构造挤压变形强烈、断裂发育、地层破碎,页岩气保存条件破坏严重。因此,针对大巴山北缘鲁家坪组页岩气勘探,需寻找局部动力变质程度较低的构造稳定区。     

秦岭造山带内宁陕断裂带构造演化及其意义

宁陕断裂是秦岭造山带内部发育的一条近东西向区域性断裂。研究表明,宁陕断裂运动学性质为左行走滑,变形早期为韧性变形,晚期叠加脆性变形。早期变形形成的同变形变质矿物的⁴⁰Ar-³⁹Ar定年结果显示,变形时代为169~162Ma左右,属于秦岭造山带碰撞后陆内变形阶段产物。宁陕左行走滑断裂的存在暗示着在中晚侏罗世之前,现今南秦岭构造带很可能分属于两个不同的构造单元。宁陕断裂北西侧具有古老变质基底,并有大量早中生代花岗岩体侵入;南东侧只发育中上元古宙浅变质火山-沉积组合,发育晚元古宙-早古生代基性侵入岩脉及一些碱性岩脉。中晚侏罗世-早白垩世期间,围绕着扬子地块西缘和北缘,发生过左行走滑变形,这可能与扬子地块在这个时期的顺时针旋转相关。     

北大巴山与志留纪火山作用相关的碳酸盐岩沉积学特征及形成环境

生物碎屑灰岩、生物礁是造山带内最为常见的岩石类型之一,它们可以形成于多种构造环境。研究这些岩石组合的结构组成及生物赋存状态可为古地理恢复及造山带演化提供依据。分布于北大巴山地区与富TiO2碱性火山岩紧密相关的碳酸盐岩组合长期以来被认为是被动陆缘台地相组合。该套碳酸盐岩组合主要由生物礁、生物碎屑灰岩、砂屑灰岩、泥质灰岩、角砾灰岩共同构成。砂屑灰岩及生物灰岩中常伴随有薄层凝灰岩夹层;同时这些碳酸盐岩中富含不同比例的火山碎屑成分,发育粒序层理、平行层理、波纹斜层理和滑塌构造。生物碎屑灰岩通常与凝灰质砂岩、泥岩构成韵律层,火山质碎屑在类岩石中主要表现为粒径0.5~3 mm的棱角状—次棱角状玄武岩和凝灰岩碎屑,具有近源沉积特征;生物礁中通常出现1~2.5 cm棱角状—次棱角状玄武岩碎屑,且在生物礁之间的砂岩夹层中含有丰富的0.5~1 mm的次圆状玄武岩碎屑;砂屑灰岩中含有棱角状—次棱角状玄武岩和辉石两类碎屑,其中辉石碎屑粒径通常为1~2 mm,同时该类岩石中还含有丰富的黄铁矿,这些黄铁矿通常因其粒径变化而发育粒序结构特征。角砾状灰岩可分别由砂屑灰岩、生物礁及生物碎屑灰岩构成,也可由三者共同构成,玄武岩碎屑仅出现于角砾状生物礁灰岩中。这些碳酸盐岩中的生物化石具有曾经历过明显的搬运改造特征,其中生物碎屑灰岩和砂屑灰岩中的化石碎屑以次圆状为主,生物礁中的生物化石平行于砂岩夹层分布且发生不同程度的压扁和挤压变形,岩石中普遍发育滑塌沉积构造。这些特征共同表明,该套碳酸盐岩与下伏的碱性玄武岩形成密切相关,二者共同构成了与现代大洋中典型洋岛/海山相一致的结构特征,且这些碳酸盐岩多沿着下伏玄武岩的周边沉积,具有深水—斜坡环境的沉积组合,同时因其中所包含的生物化石经历了一定距离搬运作用而发生再沉积,进一步表明这些生物发育时代可能要略微早于该套火山—沉积组合的形成时代。     

大巴山构造演化的石英ESR年代学研究

运用α石英热活化ESR定年法对大巴山构造带58件样品进行了研究。结果显示北大巴山经历了三个主要构造演化阶段,分别为2437～2015 Ma (晚印支期)、1656～912 Ma (中晚燕山期)、686 Ma至今(喜山期)。南大巴构造带则经历了170～160 Ma (早燕山期)、1473～941 Ma (中晚燕山期)、667 Ma至今(燕山末期-喜山期)三个构造演化阶段。南北大巴在变形时间上相关,显示南北大巴在构造变形上的耦合性。代表南大巴强烈变形的轴面劈理和破劈理主要发育于1472～941 Ma,显示主变形期在中晚燕山期,并具有明显的前展式变形特征。破劈理中石英脉ESR年龄还显示出南大巴构造带两端变形早(早燕山期即已卷入强烈变形),中间变形稍晚(中燕山期开始强烈变形)。喜山期(667 Ma至今)南大巴以构造隆升和右行走滑拉张为特点,构造活动渐趋稳定。ESR测年结果与区域构造响应及同位素年代学和沉积年代学结果一致。     

大巴山陆内造山带高压古流体及其运移动力学机制研究

陆内造山带普遍存在的高压流体与金属矿产与油气形成与分布关系十分密切。大巴山陆内造山带发育有大量同构造期方解石脉,碳氧同位素反映其为围岩碳酸盐岩成岩流体产物。通过对方解石脉中盐水包裹体分析测试,应用包裹体p-T-X相图确定的大巴山构造带同构造期古流体压力自北而南由高变低,即从大巴山逆冲构造带、大巴山前陆构造带到大巴山前陆坳陷古流体压力分别为240~270 MPa、220~240 MPa和170~190 MPa,而恢复的古流体压力梯度分别为2.2 MPa/100m、2.3 MPa/100m和2.0 MPa/100m,明显高于正常静水压力,表明大巴山陆内造山期古流体为典型异常高压流体。综合分析表明,大巴山陆内造山带和四川盆地自古至今普遍存在异常高压流体。结合区域地质研究认为,处于大巴山推覆体前缘、受志留系泥岩滑脱层和逆掩断层控制的高压体系具有压力封存箱特征。大巴山陆内造山带高压流体是在埋藏过程中形成的,其形成深度在2 800m左右,异常高压是大巴山构造带驱动流体迁移的主要动力之一。     

神农架国家地质公园

位于湖北西北边缘的神农架林区的南部,属于大巴山山脉东南延伸的中高山区,总体地势西南高,东北低。平均海拔1800米以上,号称"华中第一峰"的神农顶高达3105.4米。总面积1700平方公里,主要地质遗迹面积50平方公里。公园地质遗迹内容丰富,有山岳、冰川、流水及岩溶等多种地貌景观;动植物种类丰富,原始森林景观保存完好;"野人"之谜至今未解;同时还有白化动物奇观、远古人类旧石器遗址等。     

论大巴山西段晚二叠世地层发育规律

本文介绍了陕南西乡峡口地区上二叠统地层问题,着重研究了其在大巴山西段的发育规律。据其组合类型,可划分出台地相区、台坡相区和台沟相区等三个沉积相区。对长兴期的大隆组与吴家坪组的相变问题,本文则进一步提出:在横向上,它们是同期异相;在纵向上,它们在过渡的台坡相区内表现为大隆组在上,并随着背离台地相区距离的增加,大隆组的厚度比增大。根据(竹蜒)和有孔虫的产出,对晚二叠世地层提出了分带意见,并依据岩性、岩相、古生物以及沉积间断现象存在与否,指出了二叠系与三叠系在台地相区是平行不整合,在台坡或台沟相区是整合的结论。     

南大巴山冲断构造及其剪切挤压动力学机制

南大巴山是一个形成于T3－K1，滑脱深度小于8－10km 的扬于板块北缘薄皮冲断锲它主要由发育在显生宙地层中台阶状逆断层及断层相关褶皱构成的逆冲岩席、双重推覆体和冲起构造等组成。变形扩展以前列式为主。经平衡地质剖面制作，因冲断南大巴山地壳缩短率平均达49.3％。并以每年约1.28mm 的速率总体缩短约64km，它的成因受控于秦岭碰撞造山过程中扬于板块北缘A型俯冲所提供挤压应力，在向南扩展时，由于古大陆边缘形态不一所诱发的右旋剪切挤压动力学机制。     

地理分界线——秦岭

广义的秦岭西起甘、青两省边境，东到河南省中部，包括秦岭、岷山、大巴山、伏牛山、桐柏山、大别山等，全长约1500千米，其山势西高东低。狭义的秦岭在陕西境内，海拨在1500-2500来之间。     

陕西紫阳柞木沟铁矿床岩石地球化学特征及成矿指示意义

陕西紫阳县柞木沟矿床位于北大巴山腹地,赋矿岩体岩性为辉绿岩,从岩体的下盘到上盘,未见大规模层状侵入体所具有的层状构造及堆晶结构。矿体赋存于岩体中部暗色含矿带内,矿体的产状与赋矿辉绿岩体产状一致,矿石为典型浸染状构造。矿石矿物为钛磁铁矿、钛铁矿,脉石矿物为辉石、斜长石、角闪石、黑云母等,蚀变矿物为绿泥石、绿帘石、钠长石及榍石等。本文运用全岩岩石地球化学分析,对柞木沟矿床赋矿岩体和矿石分别进行主量元素和微量元素分析。赋矿辉绿岩与矿体具有相似的矿物组成,微量元素、稀土元素及地幔源区特征相近,二者具有相近的岩浆来源,为同一岩浆作用下的产物。矿区的地幔源区性质为软流圈地幔与富集岩石圈地幔混合源区,且指示矿区岩浆活动可能与俯冲消减作用存在着内在的成因联系。矿床地质特征、矿石结构构造特征以及岩石地球化学特征共同指示柞木沟矿床属于岩浆型铁矿床。矿床形成构造环境为弧后板内拉张环境,早志留世弧后拉张作用导致下部岩浆上涌进而完成该矿床的成矿作用。