新元古时期中国华南和华北陆块的相对位置及构造意义

作者试图抛开Rodinia超大陆的概念,从我国现有的新元古-早古生代的古地磁数据出发,利用挪威地质调查所提供的"GMAP程序作图,探讨新元古时期华南和华北陆块的古位置及它们之间的关系,以及与澳大利亚的相对位置.     

中-晚二叠世上扬子地块(四川盆地区)裂解的沉积响应

中-晚二叠世,上扬子(四川盆地区)碳酸盐岩台地内发育三条北西-南东走向的裂谷,它们是重要的油气储集区带,如普光和元坝气田就产于开江-梁平裂谷两侧。但是对这些裂谷的开始时代和构造成因等关键地质问题,还缺乏详细的沉积学研究,且存在较大争议。本文通过大比例露头剖面和钻井岩芯测量以及详细的沉积相分析对比,对开江-梁平裂谷的构造沉积过程进行了深入细致的研究。调查发现,在开江-梁平裂谷北缘,中二叠统栖霞组上段至茅口组2段发育大规模斜坡相碳酸盐岩滑塌堆积,揭上扬子地块四川盆地区于中二叠世栖霞晚期开始发生伸展裂解。茅口组3段至上二叠统长兴组为超覆于滑塌堆积之上的硅质岩和碳-硅质泥岩等深水盆地相沉积,表明开江-梁平裂谷从中二叠世茅口晚期开始由伸展裂解转变为区域沉降,即开江-梁平裂谷经历了伸展裂解和区域沉降两个构造沉积阶段。伸展裂解阶段,开江-梁平裂谷是一个发育于碳酸盐岩台地内的不对称海相半地堑盆地,北侧为发育大规模碳酸盐岩滑塌堆积的下盘断斜坡带,南侧为发育缓斜坡生物碎屑滩和礁灰岩的上盘缓斜坡带;区域沉降阶段,开江-梁平裂谷表现为东翘西降的不均匀沉降,发育自东向西不断进积的潮坪-潟湖相和高能浅滩相沉积等。本文研究成结果对分析和圈定四川盆地区中-晚二叠世油气储集相带的时空分布具有重要科学意义,也为研究碳酸盐岩滑塌堆积提供了一个新范例。

     

无越流补给含水层对煤层气排采影响的数值模拟

沁水盆地南部煤层气井具有“高产水、低产气”的特征,然而也有部分井存在“高产水、高产气”的现象。一般来说,煤层气井高产水,多与沟通含水层相关。针对这种情况,基于沁水盆地柿庄南区块煤储层地质条件,结合煤层气直井排采的实际情况,利用数值模拟方法,采用气水两相多组分的三维煤储层模拟软件(SIMEDWin)模拟煤层气井排采中,沟通无越流补给含水层对储层压力变化及煤层气水产出规律的影响。结果表明：与无含水层影响的煤层气井对比,沟通无越流补给含水层的煤层气井远井地带压降幅度显著,高产气时间久,累积产气量多,排水量大,但见气时间较晚;含水层渗透率越大,气井日产气峰值越高;气井日排水量越大,产气速度也会越快,但产气速度在排水量达到一定值时不再增大。综合考虑,沟通无越流补给高渗透率含水层,增大日排水量到一定值更有利于柿庄南区块煤层气的增产。     

扬子陆块西缘四川黎溪地区约1.5 Ga变辉长岩与Columbia超大陆裂解

扬子陆块西缘黎溪—菜子园—通安地区前寒武纪地质体分布广泛,是探讨扬子陆块前寒武纪地质演化的重要载体。对会理黎溪地区变辉长岩开展岩石学、全岩地球化学及锆石U-Pb定年研究。结果显示,黎溪变辉长岩形成于1508±21 Ma;在岩石地球化学组成上,它们属于亚碱性拉斑岩石系列,总体上略微富集轻稀土元素,高场强元素Nb、Ta、Zr、Hf等无明显亏损,大离子亲石元素Ba、Sr等不同程度富集。通过岩石成因分析认为,岩浆在上升过程中经历了一定程度的分离结晶作用,但并未受到明显的地壳混染,母岩浆可能来自软流圈地幔。地球化学和区域地质特征综合分析表明,黎溪变辉长岩与富集洋中脊型玄武岩的地球化学特征相似,可能形成于洋中脊及附近的海山环境,是Columbia超大陆裂解在扬子陆块的响应。     

与花岗岩有关的绿岩带再生型金矿床特征——以华北陆块北缘中段为例

华北陆块北缘中段广泛分布太古宙绿岩带 ,同时也是我国中生代岩浆活动最发育的地区。中生代强烈的陆内造山运动 ,对区内早期的绿岩带和其中的金及金矿床进行强烈的活化改造 ,形成壳源深熔花岗岩和有关的再生型金矿床。文中详细论述了区内与壳源深熔花岗岩有关的绿岩带再生型金矿床的地质特征 ,花岗岩和金矿床与太古宙绿岩带密切的空间分布和成因关系 ,并讨论了金矿的成矿模式。与成矿有关的花岗岩是造山带的产物 ,岩石富碱质、属钙碱性系列 ,形成深度较浅 ,塑性流变弱 ,常具似斑状结构 ,岩体常为多期次侵入 ,岩性多样 ,分异好 ,岩脉发育。硫、铅同位素组成显示花岗岩、金矿床和绿岩带具有亲缘关系。成矿流体富氯和富硫 ,盐度变化较大。金矿床形成在燕山早、中期。     

多场耦合作用下致密储层地应力场变化规律研究 ——以准噶尔盆地某区为例

地应力是储层改造方案设计、提高油气勘探开发效率的重要指标。致密储层所处环境复杂,需要综合考虑温度-应力-渗流多场耦合作用的影响。为此,以准噶尔盆地中部4区块某三维区致密储层为例,基于COMSOL Multiphyics软件,建立了温度-应力-渗流耦合控制方程,研究了多场耦合作用下研究区致密储层地应力场的变化规律。研究结果表明:研究区最大水平主应力范围在113~134 MPa之间,最小水平主应力范围在106~124 MPa之间,均表现为压应力;在油气开采过程中,最大水平主应力先增大后趋于稳定,随着油气开采的深入,应力变化范围逐渐由井口周围向附近断层延展,并且优先沿着断层的开裂方向发展;在断层的破碎过渡区应力值最小,断层核部应力值介于破碎过渡区与连续地层之间;随着油气开采的深入,致密储层会发生竖向变形,储层最大竖向变形出现在井口附近,位移量超过10 cm,随着距离变远,沉降量不断减小。      

扬子地块西北缘碑坝地区白玉~1.79 Ga A型花岗岩的发现及其对构造演化的制约

本文首次对扬子地块西北缘碑坝地区白玉花岗岩进行了锆石U-Pb年代学、全岩地球化学和锆石Hf同位素研究。锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄测定结果表明,白玉花岗岩形成于~1790 Ma。在全岩地球化学组成上,白玉花岗岩高Si,富碱,高FeO~T/(FeO~T+MgO)比值,低Mg、Ca、Mn和P,A/CNK介于0.92~0.96之间,显示为准铝质的特点;微量元素中富集Ga、Th、Zr、Y,贫Sr、P、Ti;稀土元素总量较高,轻重稀土之间分异较明显,并表现出强烈的负Eu异常;这些特点与A型花岗岩一致。锆石负的εHf(t)值(-12.66~-10.69)显示,白玉花岗岩来源于古老地壳物质的部分熔融。地球化学和区域研究成果分析表明,白玉花岗岩最有可能形成于陆内裂谷盆地;结合前人研究成果我们认为,华南存在与Columbia超大陆有关的俯冲、拼合和裂解记录:碑坝地区与弧有关的后河群花岗岩类岩石证实了扬子地块西北缘在~2.10Ga为活动大陆边缘环境;华南与Columbia超大陆拼合有关的碰撞发生于2.00~1.88Ga,宜昌崆岭地区发生陆陆碰撞作用的时间(2.00~1.94Ga)要早于浙西南地区(1.93~1.88Ga),扬子地块本身(西、东扬子地块)及华夏地块(至少是华夏地块西部)在古元古代Columbia超大陆汇聚时期就已经拼贴形成统一的块体;1.87~1.82Ga期间,华南的A型酸性岩形成于后碰撞的构造背景,是由碰撞后的大洋岩石圈拆沉所致;而在~1.79Ga,华南进入了陆内裂解阶段,与华北及其他大陆记录的Columbia超大陆陆内裂解时限较为一致。     

泸州深层页岩气水平段钻井提速关键技术

四川盆地泸州区块深层页岩气储层具有地层温度和压力高的特点,致使旋转导向仪器故障率高,四开平均钻井周期长;同时受井眼轨道“低造斜点+高造斜率”设计和长水平段轨迹频繁调整的影响,起下钻和下套管摩阻大。针对上述难题,通过现场试验,形成了降钻井液密度控压钻井、地面降温系统、旋转下套管等关键技术。现场应用表明：钻井液密度从2.20 g/cm³降至1.82 g/cm³,旋转导向仪器故障率从50%下降至30%;四开井段平均机械钻速从8 m/h提高到11.44 m/h,提高了43%;平均钻井周期从55.2 d降低到27.1 d,降幅51%;钻井提速提效显著。本文试验形成的关键技术对泸州深层页岩气水平井钻井工程提速提效具有良好的推广和借鉴意义。     

华北地台南缘苏-鲁-皖地区中-新元古界的重新划分与对比

近些年来,燕山地区青白口系下马岭组斑脱岩锆石SHRIMP法U-Pb测年获1366~1380 Ma,下马岭组的时代已属中元古代。华北地台南缘苏-鲁-皖地区与下马岭组相当的地层当属徐淮群上部史家组至望山组,也有属中元古代的可能。淮北地区出露大面积的基性岩墙群,并侵入于徐淮群中,辉绿岩单颗粒锆石SHRIMP法U-Pb年龄为976土24~1038土26 Ma,徐淮群的时代显然老于该年龄。据此,苏-鲁-皖地区“青白口系至震旦系”的地层格架应重新进行划分与对比。结合宏观藻类化石Chuaria-Tawuia组合与蠕形类化石Pararenicola-Paleolina组合等资料,笔者将本区原“青白口系至震旦系”的地层重新划分为中元界长城系-蓟县系的徐淮群下部,金州系的徐淮群上部,新元古界下部的淮南群和新元古界上部的南华系。本区凤台组冰碛岩与劳伦古陆西缘750 Ma的拉皮坦群冰碛层似可对比;与五岗集组相当的陕西罗圈组上段泥质岩Rb-Sr年龄为722 Ma;凤台组冰碛层出现古磁极倒转,与扬子地台也有磁极倒转的古城组冰碛层大体相当,围干组-凤台组-五岗集组分别可与扬子地台的莲沱组-古城组-大塘坡组对比,其时代应划归南华纪为宜。据此,笔者全面调整了苏-鲁-皖区中-新元古界的划分与对比,并首次将华北地台南缘的冰碛层划归南华系下部,实现了华北地台与扬子地台南华系的直接对比与衔接,初步解决了华北地台与扬子地台南华系-震旦系长期悬而未决的重大地层对比问题,为重新建立我国以蓟县剖面为代表的中-新元古界地层格架提供了坚实的地层基础,此建议无疑具有重要的地层学意义和地质年代学意义。另外,该区新元古界亦可与劳伦古陆加拿大新元古界麦肯齐山超群-铜旋回和拉皮坦群冰碛层对比,进一步表明华北地台与劳伦古陆曾处在Rodinia超大陆范围内的可能。     

西藏阿翁错地区早白垩世花岗闪长岩——班公湖—怒江洋壳南向俯冲消减证据

对拉萨地块北部阿翁错地区花岗闪长岩进行了年龄分析、岩石地球化学研究。锆石LA-ICP-MS定年测得花岗闪长岩U-Pb年龄为(114.4±1.9) Ma,属于早白垩世晚期岩浆活动的产物。花岗闪长岩地球化学特征表明,其具有典型镁安山岩/闪长岩(MA)的地球化学特征,所有样品均具有较高Mg~#值(45.42～54.29),低的TFeO~*/MgO值(1.58～2.26);所有样品都显示轻稀土元素富集,富集大离子亲石元素,亏损高场强元素的特征。研究表明,阿翁错花岗闪长岩是班公湖—怒江洋壳在俯冲消减背景下,由俯冲洋壳脱水熔融产生的溶体与地幔橄榄岩发生交代作用的产物,为晚中生代班公湖—怒江洋盆的南向俯冲消减提供了直接的岩石学、地球化学、年代学证据。