鄂尔多斯盆地伊陕斜坡东北部马家沟组马五5亚段白云岩地球化学特征及其成因

鄂尔多斯盆地伊陕斜坡东北部奥陶系马家沟组马五₅亚段优质白云岩储层发育,多口井在该层系钻获高产工业气流,展现出巨大的天然气勘探潜力,而关于该层系白云岩储层的成因机理至今未达成共识.为此,在岩石学特征分析基础上,通过对白云岩碳、氧、锶同位素及微量元素等测试资料的系统分析,深入探讨了鄂尔多斯盆地伊陕斜坡东北部马五₅亚段白云岩的成因机理.结果表明:研究区马五₅亚段主要发育泥、粉细晶白云岩和豹斑灰云岩3种类型,前者主要发育于马五₅亚段底部,后两者主要发育于马五微晶白云岩₅亚段中上部,是主要的天然气储集体;粉细晶白云岩和豹斑灰云岩白云石有序度均较低,平均值分别为0.86、0.68,δ13C值多数与同期海水一致,δ18O值均显著偏负;多数粉细晶白云岩87Sr/86Sr值较同期海水显著偏正,豹斑灰云岩与同期海水一致;总体具有高Fe、Mn、Na、K和低Sr含量特征,豹斑灰云岩Fe、Mn、Na含量介于泥晶灰岩与粉细晶白云岩之间;稀土元素含量总体较低,且稀土元素配分模式相似,轻稀土元素富集,重稀土元素亏损,具明显Eu负异常和弱Ce正异常.综上认为研究区白云石化流体主要为海源性流体,早期可能有大气淡水的混入,两类优质白云岩均应形成于局限台地潮间-潮下带环境中的浅埋藏期回流渗透作用阶段.基于上述岩石学和地球化学特征,建立了研究区马五₅亚段纵向的沉积与成岩序列模式,为研究区优质白云岩储层的预测提供了理论依据.      

鄂尔多斯浩勒报吉水源地开采地下水的环境影响分析

干旱半干旱区的地下水开发利用容易对原本脆弱的生态环境造成不利影响。内蒙古鄂尔多斯市浩勒报吉水源地属于半干旱区的地下水水源地。2009—2014年间,该水源地为满足工业供水需求开采地下水6.0×104~7.3×104 m3/d,产生了负面的生态环境后果。为核查环境变化与地下水开采的确切关系,调查分析了2004—2016年气象条件、地下水开采历程、地下水位、湖泊面积和植被指数的变化特征,建立定量指标进行了地下水开采的环境影响判别。结果表明,在2008—2014年期间,距开采区中心10 km范围的地下水位普遍下降1 m以上,奎生淖和敖各窖淖2个湖泊的面积萎缩约30%,水源地的植被指数对气候条件变化的敏感性增强。该水源地以往论证得到的可开采量偏大,应考虑生态环境约束将开采规模控制在3×104 m3/d以下。     

姬塬北地区延长组长7-长8油层组泥岩地球化学特征与地质意义

基于对鄂尔多斯盆地姬塬北地区上三叠统延长组长7、长8油层组泥岩样品微量元素和稀土元素的测试分析发现,长7、长8油层组泥岩REE富集,Eu总体上呈明显的负异常;REE分布模式图显示轻、重稀土元素分异明显,曲线在La-Eu段表现为斜率较大的"右倾型",在Gd-Lu段表现为斜率较小的"平缓型"。结合Sr/Cu、Sr/Ba、V/(V+Ni)、Ceanom等特征参数的分析发现,长7、长8油层组泥岩形成于温湿、微咸水、还原水体的沉积环境。泥岩(La/Yb)N地化指标显示悬浮物颗粒总体表现为沉降缓慢,沉积速率低,由下至上泥岩悬浮物沉积速率表现为由高到低的变化趋势。同时,δCe、δEu及La/Lb-∑REE判别图解,指示长7、长8油层组泥岩母岩以花岗岩为主,同时有少量碱性玄武岩的混入,源区构造背景为大陆边缘环境。     

鄂尔多斯盆地南缘上二叠统——中下三叠统地球化学特征及其古气候、古环境指示意义

为探索陆相湖泊环境记录中二叠纪—三叠纪之交古气候演化的信息,以鄂尔多斯盆地南缘陕西铜川石川河剖面上二叠统石千峰组(P3s)和三叠系的刘家沟组(T1l)、和尚沟组(T1h)、纸坊组(T2z)为研究对象,对界面上下地层开展了系统的矿物学、岩石学和地球化学研究。通过主量和微量元素、碳氧同位素以及TOC测试对古盐度、古氧化还原环境和古气候演化规律进行分析。测试结果显示在二叠系—三叠系(P/T)界线附近主、微量元素和碳、氧同位素发生较明显的变化,气候环境代用化学指标的波动指示了从晚二叠世至早中三叠世鄂尔多斯盆地的古气候、古环境的变化。研究结果表明上二叠统石千峰组形成于河流-三角洲沉积环境,氧化程度相对低,古气候相对温暖湿润;下三叠统刘家沟组与和尚沟组的紫红色砂泥岩代表水体较浅的河流-三角洲相,强氧化环境,气候干旱炎热;而到中三叠统纸坊组沉积期,湖平面上升,元素的迁移作用加强,氧化程度变弱,气温降低,气候转为半干旱半湿润气候。碳同位素分析结果显示,鄂尔多斯盆地陆相P/T界线上δ^13CPDB存在显著负偏,与全球范围内的海相P/T界线具有一致性,说明在华北地台陆相P/T界线上同样存在气候突变和生物灭绝等重大地质事件的沉积记录,与海相地层可对比。     

西藏拉萨地块盐湖石英闪长岩成因：锆石SHRIMP U- Pb年代学、地球化学及Sr- Nd- Pb- Hf同位素的制约

西藏阿里盐湖地区发育不同类型的火成岩,通常被认为形成于班公湖-怒江特提斯洋南向俯冲板片发生断离的构造背景。本文报道了盐湖石英闪长岩的锆石SHRIMP U-Pb年龄,全岩地球化学以及Sr-Nd-Pb-Hf同位素数据。盐湖石英闪长岩的锆石~(206)Pb/~(238)U加权平均年龄为118.5±1.9Ma,属早白垩世晚期。石英闪长岩样品主量元素表现为富钠的钙碱性岩石系列,A/CNK值介于0.84～0.89之间,属准铝质。微量元素富集Rb、K、Th、U等大离子亲石元素(LILE)和轻稀土元素(LREE),强烈亏损Nb、Ta、Zr、Hf、P、Ti等高场强元素(HFSE)和重稀土元素(HREE),无明显的Eu异常(δEu=0.81～0.98),无白云母和碱性暗色矿物,属准铝质未分异的I型花岗岩。盐湖石英闪长岩的(~(87)Sr/~(86)Sr)_i值为0.7045～0.7048,ε_(Nd)(t)值介于+0.5～+2.1之间,ε_(Hf)(t)值介于+7.9～+13之间,Hf同位素模式年龄t_(DM2)变化于283～674Ma之间。基于同位素以及岩石地球化学数据,表明盐湖石英闪长岩很可能是具亏损地幔印记的新生下地壳在角闪岩相发生部分熔融作用形成的。结合本文以及区域上的研究资料,盐湖石英闪长岩的形成时代和岩石地球化学特征与盐湖复式岩体中的花岗岩存在较大差异,具较低的锆石饱和温度(596～614℃),表明该岩体的形成尚未受到幔源物质上涌带来的热作用影响,很可能形成于板片断离前,班公湖-怒江特提斯洋持续南向俯冲的板片发生折返,俯冲角度变陡的深俯冲背景。     

扬子板块西北缘早中泥盆世构造演化：来自略阳地区踏坡组岩石学、锆石年代学和微量元素组成的约束

碧口地块北缘下中泥盆统踏坡组的物源长期被认为来自碧口地块新元古界基底——碧口岩群,但一直缺少碎屑锆石物源数据的支持。本文对略阳地区泥盆系踏坡组不同层位的3个碎屑岩样品开展了系统的岩石学、锆石岩相学及其U-Pb定年和微量元素组成研究。锆石晶体特征对比分析显示,研究样品存在两种类型的锆石:普遍发育变质增生边的碎屑锆石(剖面北段样品)和不发育变质增生边的典型岩浆成因的碎屑锆石(剖面南、中段样品)。前者显示2个年龄峰值(～2.5 Ga主峰、～2.0 Ga次峰),还形成了2473±24 Ma的上交点年龄和359±84 Ma的下交点年龄,而后者两个样品有着一致的年龄峰值(～2.0 Ga主峰、～2.5 Ga次峰和～1.39 Ga微小峰值)。3个样品的谐和年龄均大于1.3 Ga,并不能限定踏坡组的沉积时代,且均不支持其物源主要来自碧口岩群的传统认识。碎屑锆石地球化学判别图解指示它们的源岩主要为形成于造山带环境中的花岗岩类(花岗闪长岩和英云闪长岩)、基性岩和钾镁煌斑岩。基于样品中的岩屑类型,结合区域地质、古流向、锆石年龄对比和源岩判别,认为踏坡组的原始物源来自位于扬子板块北缘的太古宙—古元古代基底(鱼洞子杂岩和崆岭杂岩),并且鱼洞子杂岩在踏坡组沉积后期曾大面积出露/抬升。同时表明碧口地块可能至少在早中泥盆世就与扬子板块拼合在一起了。     

逆冲断层位移—长度关系解析 ——以杭锦旗断裂带为例

为了揭示鄂尔多斯盆地北部杭锦旗断裂带在晚石炭世—中三叠世逆冲断层生长的位移模式和位移—长度关系,本文通过地震剖面解释、地层回剥分析和断层古位移测算来厘定古断层的末端位置,明确断裂生长连接历史,并结合幂律关系,探究了断层生长模式以及断裂带岩性组合、运动学、反转和断层系统内在特征等方面的影响。研究表明,杭锦旗断裂带的构造演化受基底断裂的分段性制约。其北东走向的分段(泊尔江海子断裂东段)形成较早;在垂向上,断裂中部的位移大,向两端递减;在平面上,断裂末端与东西走向的分段(泊尔江海子断裂西段)叠覆,导致局部位移增大,最终发生硬连接。东西走向的三眼井断裂形成于晚石炭世,先后经历了断层分段、横向扩展和连接的演化阶段。乌兰吉林庙断裂作为调节带断裂,其活动相对较弱且局部发生反转。根据断层位移—长度剖面的几何形态和断层演化阶段分析,可将杭锦旗断裂带的逆冲阶段的位移模式分为4种类型:①近对称的三角状或椭圆状,代表独立断层;②左右极不对称的锯齿状或双峰状,代表断层之间发生软连接作用;③不规则波状,反映多条小型断层的连接作用;④异常尖峰状,代表大型断裂后期位移的调整。杭锦旗断裂带的D_(max)/L数据集与全球其他地区比较,要低一个数量级,可能与断裂带的后期反转有关。最后,针对杭锦旗断裂带在不同时期的构造演化和D_(max)/L变化特征,提出了断裂带逆冲阶段演化的路径模式。     

渭北区块煤层气井抽油杆腐蚀影响因素

为明确鄂尔多斯盆地东缘渭北区块H矿区煤层气井腐蚀影响因素,以抽油杆为研究对象,通过对实际开采过程中产出气、采出水、抽油杆表面腐蚀产物成分和抽油杆质量损失检测分析,总结了抽油杆腐蚀类型和腐蚀强度,并对比分析了不同排采阶段、开发层系和采出液矿化度对抽油杆腐蚀的影响。研究结果表明:渭北区块煤层气井抽油杆主要受到CO₂和H₂S的腐蚀,其来源主要为5号煤和11号煤。在初期排水阶段抽油杆腐蚀程度低,主要是由少量CO₂溶解气引起;憋套压和产气之后,抽油杆受到产出的酸性气体CO₂和H₂S的共同腐蚀作用,且腐蚀不断增强;同时地层水矿化程度对抽油杆腐蚀有明显的促进作用。由于腐蚀影响因素复杂且强度不断变化,因此,对抽油杆表面进行包覆或涂上防腐层是直接有效的防腐手段。