银额盆地石板泉西石炭系白山组碳酸盐岩地球化学特征及其环境意义

对银额盆地石板泉西石炭系白山组碳酸盐岩进行详细的地球化学分析,探讨各特征元素对古环境、古气候的指示意义。地球化学测试结果显示：除样品CH3外,其余样品主量元素中的Al及微量元素中的Ti、Zr、Th等典型陆源特征元素的含量较低,Y/Ho平均值为45.58,反映研究区白山组碳酸盐岩较少受陆源物质输入的影响;δCe与δEu、w（ΣREE）、（La/Sm）_N未见良好的相关性,也不具备Eu正异常,说明研究区白山组碳酸盐岩受成岩作用和热液作用的影响也较为有限。碳酸盐岩中所含微量元素主要为海水自生成因,能够反映原始沉积环境。根据特征元素对古水深、古盐度、古气候、古氧相和古水温进行研究,显示研究区白山组碳酸盐岩段虽然岩性较为单一,但其地球化学特征可以反映早晚的沉积古环境差异。研究区白山组碳酸盐岩总体经历了1个大的海侵海退旋回,沉积于正常海水,气候潮湿,弱氧化—弱还原环境,古水温为8.51~27.10℃,早期水温低,晚期水温升高。     

二叠系火山碎屑岩气藏天然气地球化学特征及气源分析——以四川盆地成都—简阳地区永探1井为例

2018年12月底,在四川盆地二叠系火山岩发育地区部署的风险探井永探1井测试获得22.5万m³/d的高产工业气流,实现了二叠系火山碎屑岩的重大勘探突破,展现了火山碎屑岩气藏的巨大勘探潜力。本文根据该钻井成果资料,应用分析化验数据,采用不同地区气-气对比方法,开展了成都—简阳地区天然气地球化学特征分析、源-储接触关系解剖及气源综合对比。在此基础上,对二叠系火山碎屑岩气藏天然气成因进行了鉴别,对天然气来源进行了判识。结果表明：永探1井火山岩气藏天然气均为典型的干气,干燥系数达0.997,CH₄质量分数高,平均为99.03%,C₂H₆质量分数低,平均为0.35%,C₃H₈几乎没有,不含H₂S;天然气甲烷、乙烷碳同位素值均较轻,甲烷碳同位素平均值为-32.17‰,乙烷碳同位素平均值为-34.27‰,且岩心及镜下可见大量残余沥青,天然气成因鉴别分析表明永探1井火山岩气藏天然气为原油二次裂解气;通过源-储接触关系解剖以及天然气甲烷、乙烷碳同位素对比分析,表明永探1井火山碎屑岩气藏天然气主要来源于德阳—安岳台内裂陷内发育的巨厚下寒武统筇竹寺组优质烃源岩,部分来源于中二叠统。     

冀东峪耳崖金矿区闪长岩脉地球化学特征及其地质意义

冀东地区位于华北板块北缘燕山造山带东部,矿产资源丰富,是中国金矿的主要产地之一,尤其是热液型金矿。峪耳崖金矿床是冀东众多热液型金矿床的典型代表,金矿主体赋存于侏罗纪峪耳崖花岗岩体内,少部分赋存于侵入花岗岩体的侏罗纪闪长岩脉中。闪长岩脉元素地球化学分析显示：w（SiO₂）为51.99%~61.88%、Mg^#值为0.37~0.64,w（Na₂O+K₂O）为5.07%~8.89%,A/NK为1.37~2.26,A/CNK为0.73~0.96,属准铝质高钾钙碱性系列;富集轻稀土元素和大离子亲石元素Rb、Ba、K、Sr,亏损重稀土元素和高场强元素Nb、Ta、Ti。锆石原位Hf同位素测试表明,ε_Hf（t）为负值,介于-16.5~-6.5之间。综合研究认为：峪耳崖金矿区侏罗纪闪长岩浆源于俯冲流体交代的富集岩石圈地幔,岩浆上侵过程中受到华北板块古老下地壳物质的有限混染;成矿期闪长岩浆为金成矿提供了部分物质来源;峪耳崖金矿区闪长岩脉形成于古太平洋板块向欧亚大陆俯冲的动力学背景。     

贵州兴义雄武背斜菁角地区龙潭组含铀砂岩地球化学特征及其意义

菁角地处于兴义市雄武背斜核部南东翼南西段,大地构造位置位于扬子板块与华南板块的结合部.前人主要对该地区的金矿进行了矿点地质特征、构造特征、矿体形态等方面的研究,但对岩石学特征、铀的赋存形式以及地球化学特征研究较少.本次研究利用TIMA扫面、显微镜下观察、地球化学分析等方法对矿石、围岩的岩石学特征、地球化学特征、风化作用和分选、源区岩石类型、铀的赋存形式等方面进行探究.TIMA扫面以及显微镜下观察的结果表明铀的赋存形式是以弥散状充填进黏土化(高岭石)裂隙中.菁脚地区地球化学分析显示,龙潭组砂岩中w(SiO2)为51.30％～91.55％,围岩主要类型为亚岩屑砂岩,矿石以及矿化岩石为岩屑砂屑岩,CIA(73.83～82.53)以及ICV指数表明矿石及矿化岩石较围岩成熟度高、风化程度强.测试样品均有较强的U正异常,含量为4.78～772.00×10-6,且U与∑REE,Sb元素呈现明显正相关,Zr与∑REE呈强的正相关(R=1).菁角地区铀的来源是热液在上升过程中萃取围岩中的铀,沿着层间构造破碎带充填进成熟度较高的黑色砂岩中富集而成,结合菁角地区岩石学特征、地球化学特征以及铀的赋存形式,推测菁脚金(铀)矿床为低温热液矿床.     

喜马拉雅东部三叠系涅如组地球化学和碎屑锆石U-Pb年代学特征及构造意义

喜马拉雅中—新生代地层沉积于印度被动大陆边缘,三叠系沉积物物源分析是冈瓦纳大陆裂解和古地理研究的重要载体.特提斯喜马拉雅东段上三叠统涅如组碎屑岩的物质来源和沉积背景具有较大的争议,本次研究采集隆子县斗玉乡晚三叠世粉砂质板岩进行碎屑锆石U-Pb年代学和全岩主微量元素地球化学分析.涅如组碎屑锆石年龄具有两个明显的峰值:206～224Ma(峰值213 Ma)和462～567Ma(峰值512 Ma),表明涅如组沉积时代为晚三叠世诺利期.涅如组w(SiO2)含量较低(平均值为57.7％),w(Al2O3)值较高(17.2％),轻稀土元素富集,重稀土元素亏损,轻稀土/重稀土元素平均值为8.1.高场强元素中Nb,Ta,Ti亏损,Zr,Hf,Th,U富集;大离子亲石元素中Ba,Sr亏损,Rb和K富集.综合分析认为源区岩石以酸性岩浆岩为主.本次研究认为上三叠统涅如组浊流相沉积形成于裂谷环境,代表新特提斯洋的打开;标志着拉萨板块从冈瓦纳大陆北缘裂解,并开始向北漂移.     

北极多年冻土区埋地输气管道周边温度场数值分析

以北极规划输气管道工程为依托,建立埋地管道与冻土热交换相互作用数值计算模型,探究了埋地管道在连续多年冻土区、非连续多年冻土区和季节冻土区内,按照不同操作温度(5、-1和-5℃)运行情况下管道周围冻土温度演化过程.计算结果表明:同一区域不同管温对冻土上限值影响差异较大,尤其是在非连续多年冻土区,无论管道是正温输送还是负温输送,由于管道的运营,极大地影响了冻土上限值.5℃正温管道将导致冻土上限下降1～3倍管径;-1℃和-5℃负温管道将有助于提高冻土人为上限.建议在连续多年冻土区管道采用-1℃输送温度;在非连续多年冻土区冬季采用-1℃输送温度,夏季可以是正温,接近环境大气温度,但全年输气平均温度要小于0℃;在季节冻土区,若按照负温输送,反而容易引起管基土冻胀,建议输气温度不作特别控制,与温带地区管道类似,正温输送.希望能够为北极多年冻土区天然气管道建设提供新的思路.     

昌宁—孟连结合带北端癞痢头山岩体地球化学特征及其对成岩成矿作用的启示

位于昌宁—孟连结合带北端的癞痢头山岩体,主要由中粗晶花岗闪长岩(MGG)和细晶花岗闪长岩(FG)组成,形成于中三叠世(232 Ma).MGG和FG岩相学特征相似,无明显空间分带关系,呈过渡渐变关系.它们具高硅(w(SiO2) =66.2％～68.2％,平均67.0％),富钾(K2O/Na2O=1.04～2.59,平均1.64),贫碱(w(Na2O+K2O)=5.45％～7.31％,平均5.99％)、低钠(w(Na2O)=1.54％～3.58％,平均2.38％),高镁值(Mg#=47.3～58.7,平均51.5)和过铝质(A/CNK=1.41～2.17,平均1.65)特征,属过铝质高钾钙碱性系列.二者轻、重稀土元素含量比值介于6.91～12.1,表现为轻稀土元素相对富集、重稀土元素相对亏损.岩石富集w(Rb) (54.7～176×10-6),w(U)(1.10～4.77×10-6),w(Th) (9.33～35.30×10-6)等大离子亲石元素,亏损w(Ta) (1.22～1.51×10-6),w(Nb)(14.9～18.5×10-6),w(Zr)(78.4～171.0×10-6)等高场强元素,以及δEu(0.35～0.57)和"TNT"负异常特征,表明初始岩浆以陆壳成分为主并有幔源组分的加入.癞痢头山岩体样品具有较高的A/CNK值(1.41～2.17)和刚玉分子含量(1.87％～8.67％),以及Nb/Ta比值(11.03～13.76)和Zr/Hf比值(23.13～47.85)分别与平均地壳和壳源岩石相应比值一致,显S型花岗岩特征.综合分析,认为癞痢头山岩体属于S型花岗岩,起源于古老地壳物质(贫黏土的古老杂砂岩)部分熔融岩浆和底侵作用带入的幔源岩浆的混合岩浆,是保山—思茅地块陆陆后碰撞阶段力学性质由挤压向伸展转化动力学背景下的产物,具备成矿作用发生的物质基础,有一定的找矿潜力.     

Sr和Yb两个元素对花岗岩理论的重要意义——花岗岩研究的哲学思考

花岗岩研究已有几百年的历史,可是花岗岩却没有形成自己独立的理论体系,也没有系统的花岗岩分类。花岗岩非常复杂,如何化繁为简,归纳出花岗岩最本质、最核心、最关键的标志,是一个非常棘手的任务。本文从哲学的角度出发,发现Sr和Yb可能是两个具有特殊含义的元素,特殊在于,它们不仅具有一般微量元素的特点,还具有特殊的功能,关键是它们的行为与花岗岩部分熔融后残留的变质矿物组成(如石榴石、斜长石等)有关。可能正是由于这个因素,才使Sr和Yb具有其他微量元素所不可匹敌的功能。本文按照Sr、Yb的排列组合提出了一个系统的花岗岩分类。对于花岗岩的地球动力学意义,学术界一直有争论,本文认为板块构造只能影响到大陆边缘,影响不到大陆内部。大陆演化研究最重要的任务是恢复大陆地质历史上的变化,如大陆地质演化不同时期曾经发生过的伸展和挤压(有的还有旋转,是挤压的副产品)、抬升和垮塌、造山与盆地、加厚与减薄等。如何识别上述变化及其过程,目前在方法学上还十分困难。依靠Sr、Yb及其与残留相平衡的理论则提出了一个方案,能够解决或大体解决上述问题。例如,埃达克岩(高Sr低Yb)代表加厚地壳,南岭型(非常低Sr高Yb)代表减薄地壳,浙闽型(低Sr高Yb)和广西型(高Sr高Yb)代表正常厚度的地壳,喜马拉雅型花岗岩(低Sr低Yb)代表中压与高压过渡的状况。因此,按照Sr和Yb的变化,即可大致恢复地质历史时期大陆地壳温压条件的变化,推测大陆地貌的变化(平原、丘陵、高原、山脉),探讨构造应力的变化(挤压导致加厚,伸展导致减薄)等。此外,不同类型花岗岩还与成矿有关,大体是:埃达克岩与金铜有关,南岭型与钨锡有关,喜马拉雅型与金有关,而浙闽型、广西型基本上是不利于成矿的。但是,实践中也有金铜钨锡在空间上共生的实例,则金铜与钨锡可能成因上或成矿时代上或控矿因素上有所不同。问题还很复杂,还有许多现象很难解释,笔者只是从宏观角度给出了一个思路,一个概念,很多细节并不清楚。研究表明,科学与哲学是密切相关的,哲学是科学的高度概括。本文尝试从哲学的角度对纷繁复杂的花岗岩进行归纳和简化,只是一个初步的尝试,还有更多问题需要认真研究。     

浅钻岩石地球化学测量在皖东江山金矿的应用及找矿预测

江山金矿是皖东浅覆盖区内的典型隐伏矿床,常规化探采集的表层土壤样品异常不明显.利用浅钻在江山金矿区内采集了运积物覆盖层之下的岩石样品.江山金矿岩石地球化学异常明显,根据江山金矿的地球化学特征总结了异常模式.在研究区内共圈定了5处异常区.其中III号组合异常为江山金矿的矿致异常.江山金矿外围的组合异常具有寻找Au、Pb多金属矿的良好前景.可在II号组合异常内开展进一步的矿产勘查工作,争取找矿突破.     

鲁西地区角闪石岩地球化学、矿物学特征及其地质意义

基性-超基性岩脉群通常形成于伸展构造背景,是示踪地幔源特征以及大陆和超大陆破裂的重要标志.鲁西地区角闪石岩为研究古元古代岩浆源和构造演化提供了一个窗口.本文对鲁西地区角闪石岩进行了岩相学、全岩地球化学及角闪石、黑云母电子探针原位分析.角闪石岩具板内构造环境,来自富集地幔.通过角闪石、黑云母成因分析,均具有幔源成因,角闪石结晶温度为702～781℃;结晶压力为29.8～228.8 MPa,结晶深度1～7.5 km,结晶时氧逸度变化范围在NNO+2.68到NNO+3.35之间.结合本次获得角闪石岩磷灰石U-Pb年龄为(1817±35)Ma,认为鲁西地区(1817±35)Ma处于板内拉伸环境,存在幔源岩浆上侵,已进入大陆裂解阶段.