新疆西天山智博铁矿岩浆-热液成矿作用—来自安山岩矿物学的证据

本文以智博铁矿区内的安山岩为研究对象,通过详细的野外地质调查,并利用电子显微镜和电子探针,对安山岩中的主要矿物进行了系统的岩相学观察和矿物学研究。研究表明,智博安山岩中斜长石主要为Na-高钠长石,具低TiO2,高Na2O和Al2O3的特点;辉石主要为普通辉石,具高TiO2,高Al2O3的特点;角闪石主要为镁角闪石和阳起石,具低TiO2和Al2O3,高MgO的特点;副矿物磁铁矿具高TiO2,低MgO和Al2O3的特点。辉石、角闪石矿物化学特征表明,智博铁矿安山岩的母岩浆属于壳幔混源的玄武质岩浆,构造环境为火山岛弧环境。智博安山岩中单斜辉石结晶温度为1225℃左右,结晶压力约0.795GPa,结晶深度约26km。智博铁矿后期的热液作用也参与了磁铁矿成矿,对智博铁矿的成矿有一定的贡献。     

五河杂岩的变质岩石学及P-T条件分析钻孔的研究

五河杂岩是华北克拉通东部陆块东南缘最重要的岩石单元。然而,直至今日,人们对于该组杂岩一直缺乏足够的研究,特别是对于其形成的变质条件分歧较大。本文通过对蒙城南ZK02钻孔中五河杂岩的构成和地质特征详细研究表明五河杂岩分为上、下两段。上段主要为一套由云母片岩、大理岩和花岗片麻岩组成的变质表壳岩系,下段为一套基性变质岩,主要岩性为斜长角闪岩、角闪岩、石榴斜长角闪岩和少量的混合岩。同时,针对下段特征岩石（石榴斜长角闪岩）,进行了较为详细的岩相学和矿物化学分析,并应用不同的温压计进行P-T条件评价和比较,结合岩相学限定和前人的研究成果,认为五河杂岩的主体普遍经历了高压角闪岩相变质作用,其温压范围为：T=671 ℃～700 ℃和P=0.82～0.95 GPa,地温梯度约为25～28 ℃/km,与典型陆壳地温梯度类似。与同邻区主要岩石单元的变质级别相比,五河杂岩应当形成于板内变质环境,并不具备造山带变质特征。     

食盐析出实验对盐湖盆地沉积研究的启示

将物理模拟实验结果与地震、岩芯资料相结合,对东濮凹陷盐岩沉积的古地理位置、成因机制提出新的认识。研究认为:洼陷带的边缘、中央隆起带等浅水部位是盐岩沉积较早的部位,可以沉积厚度大、粒度小的单盐层,而靠近湖盆中心,矿物结晶时间充分,沉积的盐岩粒度大,单盐层厚度可大可小,甚至可以缺失,盐岩沉积的古地理位置受古盐度影响明显;盐湖盆地绝大多部分地区,湖水有一定深度时便已形成湖底盐层,湖水变浅时盐层已具备一定厚度,保证了其下部泥页岩的还原环境,盐岩沉积后基本保持了原有的构造形态,其上可以再次接受泥页岩沉积;湖盆边缘的渗滤带在湖水退去以后仍可以沉积盐岩,该处盐层最薄、粒度细小,下部地层常见氧化环境标志。     

渤海湾盆地东濮凹陷膏盐岩与油气的关系

从东濮凹陷蒸发岩系的地质特征出发,系统分析了膏盐岩对油气成藏诸要素的影响及其对油气分布的控制作用。研究结果表明,东濮凹陷烃源岩与膏盐岩共生,膏盐岩-砂泥岩过渡带烃源岩有机质丰度最高;膏盐岩发育区烃源岩有机质类型以Ⅱ₁型和Ⅰ型为主;膏盐岩的高热导作用使盐上烃源岩生烃门限深度降低和盐下烃源岩过成熟门限深度增加,有效地扩大了生烃窗范围。膏盐层下部砂岩储层孔隙度相对正常压实地层而言整体偏大,且具有随深度增加表现为先增加后减小,孔隙度最大值出现在膏盐层下部一定距离内。膏盐层不仅对油气具有很强的封堵能力,而且易于形成盐下、盐间、盐上及盐岩边缘等多种圈闭类型。膏盐层厚值区形成的异常压力明显大于膏盐层边缘区,油气更易于在膏盐层的遮挡下向膏盐层边缘区运移。综合分析认为,东濮凹陷膏盐层边缘区不仅具有良好的供烃和圈闭条件,而且具备油气充注的通道和动力条件,是最有利的油气聚集区。     

塔里木盆地西北缘柯坪地区油气勘探前景再认识

柯坪地区地面油苗分布层系多、范围广,发育寒武系、奥陶系、石炭系、二叠系多套烃源岩,该区经历了大规模油气成藏过程和强烈的破坏作用,油气勘探最关键的风险因素是保存条件。从保存的角度看,寒武系膏盐岩是一套优质盖层,膏盐层与盐间及盐下碳酸盐岩、玉尔吐斯组烃源岩构成良好的生储盖组合。青松采石场奥陶系轻质油流揭示现今可能有碳酸盐岩残留油气藏存在,美国中部地台区辛辛那提隆起奥陶系浅层油藏就是例证。地面油苗中,石炭-二叠系碳酸盐岩中的出露点最多,且礁灰岩储集性能好,在埋藏区可能得到保存。基于地面调查难以进一步深化认识和推动勘探,建议评价选择地质目标实施钻探。目前经济技术条件下比较现实的目标为:萨拉姆布拉克背斜构造,落实寒武系膏盐岩及玉尔吐斯组烃源岩,了解盐间及盐下含油气性;青松采石场奥陶系碳酸盐岩残留油气藏分布区;皮羌村西南哈拉峻盆地石炭-二叠系礁灰岩目的层。     

壳幔岩浆混合作用与陆内环境高Sr/Y斑岩的形成及成矿：实例与探讨

产于陆内环境的含矿斑岩往往具有高Sr/Y特征,多数学者认为与岩浆起源于加厚或拆沉的下地壳有关。然而,目前这一模式仍存在较大争议。本文以敖仑花斑岩矿床为例,新报道了矿区内不成矿岩体的岩石学和地球化学特征,与同期成矿岩体进行对比,探讨含矿斑岩高Sr/Y原因及控制是否成矿的可能因素。相对于含矿斑岩,敖仑花贫矿黑云母花岗岩具有高SiO2(74%~78%)、低MgO(0.2%)和CaO(0.2%~1.1%)、贫Sr(30×10-6~251×10-6)和Cr(1×10-6~6×10-6)的特征,显示准铝质到过铝质性质(A/CNK=0.9~1.2),Mg#值(2~30)与玄武岩实验熔体成份相似,说明岩浆可能主要来自基性下地壳源区的部分熔融。而已有的研究表明含矿斑岩为壳幔岩浆混合成因,富集地幔起源的偏基性岩浆的加入提升了寄主长英质岩浆的Mg#值、大离子亲石元素(Sr、La等)含量及其氧逸度(fO2)。我们认为幔源岩浆的混合可能是导致陆内环境含矿斑岩高Sr/Y及有利成矿的根本原因;相反,来自纯壳源的花岗质熔体因缺乏富水、高fO2幔源岩浆的参与而不利于形成斑岩Cu±Au±Mo矿床。     

安徽庐江泥河铁矿矿床地球化学特征及其对成因的制约

泥河铁矿位于长江中下游成矿带庐枞中生代火山岩盆地中,矿床具有典型玢岩型铁矿的地质特征,是研究玢岩型铁矿成因的良好对象。本次工作在详细的野外观察及室内研究的基础上,对泥河铁矿主成矿期矿石矿物的稀土元素、硫同位素及铅同位素进行了分析测试工作。主成矿期磁铁矿、黄铁矿稀土元素配分模式呈现LREE富集、HREE曲线平直、Eu轻微负异常的特征,与赋矿砖桥组熔岩、闪长玢岩的稀土元素配分模式较为一致,结合矿石矿物与围岩的铅同位素特征,推测成矿金属元素主要来源于赋矿的火山-次火山岩,可能有少量壳源物质的加入。黄铁矿与硬石膏的硫同位素表现出双峰式分布的特征,说明岩浆活动与三叠纪膏盐层均对硫有所贡献。三叠纪膏盐层在泥河铁矿的成矿过程中,不仅仅是重要的矿化剂,同样是铁质沉淀的氧化剂。综合矿床地质与地球化学特征,认为泥河铁矿是由次火山岩体演化产生的含矿高温热液在闪长玢岩穹窿顶部,通过交代充填作用形成的玢岩型铁硫矿床。     

大兴安岭地区扎兰屯变质杂岩的碎屑锆石U-Pb年龄及其大地构造意义

兴安地块位于额尔古纳和松辽地块之间,长期存在着是稳定陆块和造山带等不同的认识。本文针对兴安地块南部扎兰屯地区出露的原兴华渡口群进行了专项研究,结合前人的研究成果,对该变质杂岩的形成时代、碎屑锆石年龄谱进行了研究,研究成果对该地块的大地构造属性具有重要的制约作用。(1)扎兰屯地区变质杂岩主要为绿片岩-低角闪岩相变质的碎屑岩-火山碎屑岩系,其形成时代晚于481Ma,为早古生代晚期。岩石组合、变质程度与年代学研究表明其与北部的典型兴华渡口群不同,两者不能作为同一地层单元,应该予以解体。(2)扎兰屯变质杂岩碎屑锆石年龄谱主要分为三期:481~580Ma,峰期年龄为529Ma;699~998Ma,峰期年龄为833Ma和1213~3200Ma峰期年龄为2000Ma,分别记录了泛非期Gondwana、新元古Rodinia两期重大地质事件和变质基底的年龄信息。(3)兴安地块以发育兴华渡口群为标志,存在时代为新元古代甚至为太古代的变质结晶基底,因此兴安地块应为一稳定的微陆块,而非夹持于额尔古纳和松辽地块之间的造山带。     

五台杂岩晚太古代花岗质岩石中斜长角闪岩包体的年代学和地球化学研究

华北克拉通中部造山带被认为是由东西部陆块碰撞而产生的陆陆碰撞带,而恒山-五台-阜平地区位于中部造山带的中部,是该地区最大也是最具代表性的基底岩石剖面。总体上,五台杂岩可以分为变质表壳岩和花岗质岩体两大类,前者又被划分为五台群和滹沱群,而后者可划分为2560~2520Ma侵位的强烈变形的闪长岩-英云闪长岩-奥长花岗岩-花岗闪长岩系列、2176~2084Ma侵位的弱变形的斑状正长-钾质花岗岩以及约1810Ma侵位的未变形的A型花岗岩。在晚太古代花岗岩中普遍发育有斜长角闪岩包体,它们在露头上不连续分布,呈绿色到黑色,强烈拉伸成扁条状或透镜状,直径一般在几米到十几米之间。根据地球化学特征恢复它们的原岩为拉斑玄武岩。锆石U-Pb定年结果表明它们的结晶时代为2.7Ga,变质时代为1.85Ga。全岩εNd(t)值为-3.1~+3.5,亏损地幔模式年龄为2.83~3.65Ga。原始地幔均一化蛛网图解上,斜长角闪岩具有明显的Nb、Ta和Ti的负异常,而在球粒陨石均一化稀土元素配分图解中它们具有轻稀土弱富集[(La/Yb)N=1.36~3.52]以及重稀土平坦[(Gd/Yb)N=0.94~1.38]的特征。地球化学以及同位素特征表明它们很可能来自于受到俯冲板片流体改造的轻度富集地幔中尖晶石二辉橄榄岩的部分熔融。更重要地,这些斜长角闪岩包体的锆石U-Pb年龄与全岩Nd亏损地幔模式年龄相似,都为27~28亿年左右,这说明在华北克拉通中部造山带很可能存在过大量的27亿年左右的新生地壳岩石,它们代表了一期重要的地壳生长事件。     

浸泡作用下砂岩断裂力学特性及劣化机理

岩石的断裂韧度对于定量评价工程的安全及稳定具有重要意义, 而岩石的破坏常常有水参与, 在库水长期浸泡作用下, 岩石的断裂力学特性将如何变化值得深入研究.基于此, 以库岸边坡典型砂岩为研究对象, 设计了长期浸泡试验, 并基于断裂韧度、变形破坏特征和微观结构变化进行综合分析.试验结果表明: (1)浸泡作用下, 砂岩的断裂韧度具有明显的劣化趋势, 而且劣化幅度有一个先增大后减小的趋势, 浸泡5~6月后, 劣化趋势逐渐减缓;(2)砂岩三点弯曲试验的P-CMOD关系曲线可以比较明显地分成3个阶段: 弹性阶段、屈服阶段、裂纹开展及破坏阶段, 随着浸泡时间的增长, 弹性阶段逐渐变短, 屈服阶段逐渐变长, 裂纹开展阶段曲线下降趋势逐渐变缓, 而且达到开裂峰值荷载对应的切口张开位移逐渐增大, 砂岩有逐渐“变软”趋势, 脆性逐渐减弱, 塑性逐渐增强;(3)浸泡作用导致的润滑、软化和砂岩内部微观结构的变化, 特别是微观裂纹、裂隙的发展是导致砂岩断裂韧度及其他力学参数劣化的根本原因.研究成果对于把握库水长期浸泡作用下砂岩断裂力学特性具有比较重要的参考价值.