上地幔超高压流体的金刚石压砧实验研究

地球深部流体主要是NaCl-H2O溶液,越到地球深部,它赋存的温度、压力越高,性质状态也不断变化,反之,亦然。当NaCl-H2O流体进入和脱离(上升过程)超临界状态时,其性质会发生截然不同的变化,影响着各种地质过程。使用金刚石压砧在高温高压下原位观测流体的实验,用谱学方法,结合同步辐射光源技术,成为定量化研究地球深部高温超高压流体的有效方法。作者使用同步辐射光源的红外谱研究了10GPa下的NaCl-H2O溶液;在地球化学动力学实验室研究了3GPa,650℃下的NaCl-H2O溶液红外谱,此测量方法可以提供温度压力和体积等数据,能研究其状态。NaCl-H2O溶液红外谱表明水分子主要振动谱受压力和温度影响是不同的。压力增加促使水分子主要振动谱向低波数变化。但是温度增加的效应相反。常温高压下水被压缩,结晶向紧密堆积变化。高温高压下的水有气、液、固和超临界流体各相。水分子间的氢键在近临界态开始减弱,氢键网络被破坏。     

伽师近场观测地震资料的三维Q值成像

为了研究震源区介质的物性特征,利用振幅谱拟合和有限差分三维Q值成像方法处理了伽师地震区临时台网的地震波形资料,获得了该地震区上地壳的S波三维Q值图像。结果表明:不同深度的Q值图像都存在低Q值带,主要展布方向为EW向、NNE向和NNW向,与研究区的柯坪断裂、羊达曼断裂和麦盖提断裂有一定的对应关系,并且NNE向的低Q值带与强震群分布和余震分布的条带位置接近,推测低Q值带可能是震源区的几条深部断裂。     

中国西北侏罗纪煤系显微组分生烃潜力、产物地球化学特征及其意义

从吐哈盆地侏罗纪煤中分离富集了藻类体、孢子体、角质体、镜质体、基质镜质体和丝质体6种主要显微组分,进行了热解及热模拟实验,并对各显微组分热模拟生成的产物热解油进行了碳同位素组成等分析。各显微组分热解生烃潜力及其热解产物热解油的碳同位素组成表明,煤系有机质中藻类体的生油潜力最高,生成的液态烃类的碳同位素组成最轻;孢子体、角质体等陆源富氢组分生烃潜力低于藻类体,生成的液态烃类的碳同位素组成重于藻类体生成的液态烃类,与煤系含油气盆地中原油的碳同位素组成基本一致。这些富氢显微组分应该是煤系有机质中主要的生油显微组分。镜质体和基质镜质体的生油潜力相对较低,其生成的液态烃类的碳同位素组成比一般煤系原油重得多,而且这些组分本身对液态烃具有较强的吸附力,尽管其在煤系有机质中所占的比例很大,仍然难以成为生成液态石油的主要显微组分,只能在高成熟演化阶段成为良好的生气显微组分。丝质体等惰性组分生烃潜力极低,不可能成为生油组分。此外,结合原煤的显微组分组成、生烃潜力和元素分析,提出仅仅以壳质组的含量高低来评价煤的生烃潜力不完全可靠,热解是经济、快速、有效的评价方法。     

中国大陆东部强震区和火山区人工地震探测研究综述

介绍了东北、华北、华东和华南的强震区和火山区的地震测深研究成果,揭示了强震区和火山区的地壳深部构造背景.分析表明,地壳深部断裂、中下地壳低速层、速度结构的差异、波速比异常、泊松比和岩性的不同、上地幔顶部隆起、莫霍界面较大的起伏、复杂的壳幔过渡带、滑脱构造、深部岩浆活动等构造特征与东部地区强震形成和发生有较为密切的关系.     

鄂尔多斯盆地中西部深部流体活动及其对奥陶系天然气形成的热作用

鄂尔多斯是一个非常稳定的克拉通盆地,深部流体一直被认为是禁区。通过构造学、火成岩岩石学、矿物学、同位素以及热史分析等方法,首次系统证实了鄂尔多斯盆地中西部发生过强烈的深部流体活动,并分析了其形成机制和对奥陶系天然气形成的热演化作用。在中生代晚期,祁连构造域的挤压作用导致盆地西缘发生强烈逆冲推覆、断裂活动及三次大规模的深部流体上涌。这些流体在构造应力作用下主要沿J/T、O/C不整合面运移至盆地中部。流体携带了大量深部热能,使奥陶系上部古地温升高约50℃,并将其中的碳酸盐岩生烃速度提高了至少32倍。最终,深部流体一方面导致奥陶系生烃量显著增加,另一方面也降低了天然气的散失,有助于其聚集成藏。深部流体使鄂尔多斯盆地中西部奥陶系天然气成因复杂化,另外它对深入探索铀和其它金属矿床的形成及盆地演化也具有重要意义。     

青藏高原新生代形成演化的整合模型——来自火成岩的约束

深部过程是青藏高原演化的主导因素,其他地质过程都可以看作是对深部过程的响应。因此,一个构造旋回(阶段)的地球动力学事件链可以概括为深部地质过程—幔源岩浆活动—壳源岩浆活动—陆壳增厚—地表隆升—表层剥蚀与沉积,其中幔源岩浆活动的研究成为追索青藏高原演化历史的关键环节。据此,青藏高原演化的关键性时间坐标为80、45、27、17、9和4Ma。青藏高原新生代火成岩具有三种展布形式:与雅鲁藏布缝合带平行的岩浆带、沿深大断裂展布的岩浆带和藏北离散性岩浆分布区,它们分别受控于大陆碰撞、大规模走滑和岩石圈拆沉构造体制,且都受控于印度—亚洲软流圈汇聚过程。据此,文中提出了一个描述青藏高原演化的整合模型:南北向地幔对流汇聚控制了岩石圈块体的相对运动,并最终导致印度—亚洲大陆的碰撞和沿碰撞带的大规模岩浆活动;碰撞之初(白垩纪末期),大陆岩石圈块体的刚性属性有利于应力的远程传递和块体旋转,沿块体边界分布的大型走滑断裂控制了岩浆活动的发生;随着挤压过程的持续进行,岩石圈块体的受热和变形,高原岩石圈的重力不稳定性增加,最终导致拆沉作用和软流圈物质的大规模上涌以及藏北高原的离散性岩浆活动。在高原演化中,岩石圈拆沉作用具有重要意义,许多地质事件的发生都与此有关。同时,软流圈的汇聚还导致软流圈物质的向东挤出,并因此造成青藏高原岩石圈的向东挤出和晚新生代的伸展构造。     

白云鄂博矿床东矿段深部及白云向斜核部探矿的可行性探讨

白云鄂博东矿（铁矿石）已属于轻度危机矿山,解决白云鄂博东矿的资源接续问题已迫在眉睫。依据老地质资料和生产过程中的新发现,参考多位矿床成因研究专家的成果,笔者等认为在白云鄂博东矿体深部及白云向斜核部探矿是可行的。     

页岩型氦气富集机理与资源潜力——以四川盆地五峰组-龙马溪组为例

中国氦气资源严重依赖进口.富铀钍、富有机质页岩储层普遍含氦,丰度虽低但储量较大,有效开发利用页岩型氦气资源是提升中国氦气资源保障水平的现实途径.本文以四川盆地及周缘五峰组-龙马溪组页岩为研究对象,基于氦气成因机制和分布地质特征,分析了页岩型氦气的生成机理、来源与含量、运移方式和通道、富集主控因素、分布规律及资源潜力,提出了页岩型氦气资源的勘探开发对策.结果表明:四川盆地五峰组-龙马溪组页岩U、Th含量高,具备良好的生氦能力,生成的氦气为典型的壳源氦气,具有自生自储、大面积分布特征,氦气资源潜力受其含量和伴生天然气资源量共同控制.持续供氦和有效保存是控制页岩型氦气富集的主要地质因素.经初步评价,四川盆地及周缘五峰组-龙马溪组已探明页岩气储量中氦气储量为10.8×10⁸m³,为特大型氦气田,每年因页岩气开发而附带的氦气产量为0.0912×10⁸m³.建议尽快开展全国页岩型氦气资源潜力、富集机理与分布规律研究,攻关贫氦-含氦天然气的提氦技术,避免氦气资源浪费,提高氦气自我保障能力.     

榆神矿区小保当二号井2-2煤开采对风化基岩含水层的影响预测

榆神矿区地处毛乌素沙漠地带,生态环境脆弱,水资源短缺。煤炭开采时对水资源的保护备受关注。以榆神矿区小保当二号井田为研究区,采用物理相似材料模拟实验,确定了小保当二号井2^-2煤层开采导水裂隙带发育高度,在此基础上,通过对比煤层至风化基岩含水层之间的距离与导水裂隙带发育高度的差值,并结合保水采煤试验与采动损害监测结果,引入保护层厚度指标,预测2^-2煤层开采对风化基岩含水层的影响程度。研究结果表明：小保当二号井2^-2煤层开采后导水裂隙带发育带发育高度约为150m,裂采比约25倍。将2^-2煤层开采对风化基岩含水层的影响程度划分为无影响、轻微影响、一般影响、严重影响4种类型,研究区为无影响区和轻微影响区,其中,轻微影响区占全井田范围的0.03%。     

江汉平原古生界构造结构特征及油气勘探方向

江汉平原古生界具有北西—南东向分为三块、北东—南西向分为三带及纵向上多层楼的构造结构特征。三个区块为当阳—京山构造区、荆州—仙桃构造区及鄂城—大冶构造区,每个区块均可划分出三个次级构造带,并在全区形成三个构造变形分带。这三个分带在变形强度、构造样式等方面具有特征性差异:北东侧的构造分带受东秦岭—大别山造山运动产生的挤压应力的直接作用,显示以逆冲推覆结构为主要特征;南西侧的构造分带在三个构造区有差别,在当阳—京山构造区形成斜坡稳定带,在另两个构造区则以推覆叠瓦构造为特征;中部构造分带一般显示前缘断褶或复合叠加构造。当阳—京山构造区东部和鄂城—大冶构造区应以逆冲推覆体为勘探对象;荆州—仙桃构造区的仙桃地区应以上古生界油气藏为勘探目标;当阳—京山构造区西部宜昌稳定带和荆州—仙桃构造区的珂理—簰洲地区则应以下古生界油气藏为勘探目标。