Deep structure of the northeastern Japan arc and its implications for crustal deformation and shallow seismic activity

Seismic tomography studies in the northeastern Japan arc have revealed the existence of an inclined sheet-like seismic low-velocity and high-attenuation zone in the mantle wedge at depths shallower than about 150 km. This sheet-like low-velocity, high-attenuation zone is oriented sub-parallel to the subducted slab, and is considered to correspond to the upwelling flow portion of the subduction-induced convection. The low-velocity, high-attenuation zone reaches the Moho immediately beneath the volcanic front (or the Ou Backbone Range) running through the middle of the arc nearly parallel to the trench axis, which suggests that the volcanic front is formed by this hot upwelling flow. Aqueous fluids supplied by the subducted slab are probably transported upward through this upwelling flow to reach shallow levels beneath the Backbone Range where they are expelled from solidified magma and migrate further upward. The existence of aqueous fluids may weaken the surrounding crustal rocks, resulting in local contractive deformation and uplift along the Backbone Range under the compressional stress field of the volcanic arc. A strain-rate distribution map generated from GPS data reveals a notable concentration of east–west contraction along the Backbone Range, consistent with this interpretation. Shallow inland earthquakes are also concentrated in the upper crust of this locally large contraction deformation zone. Based on these observations, a simple model is proposed to explain the deformation pattern of the crust and the characteristic shallow seismic activity beneath the northeastern Japan arc.     

川东北地区长兴组生物礁成礁类型及分布

目前在川东北地区发现了龙岗、普光、黄龙、五百梯等多个生物礁气藏,它们具有储层较厚、面积较大、储量丰度高等特点,展示出了广阔的滚动勘探开发前景。本文根据野外露头与钻井资料,结合前人研究成果,通过对生物礁的造礁生物古生态特征研究,按照生物礁所处的古地理位置、礁体的形态和礁岩的特征,归纳总结出川东北地区长兴组生物礁主要分为台地边缘礁和台内点礁,其特征差异明显。台地边缘礁主要表现为规模较大,礁组合相带完整,礁体旋回较少,水体能量强,其分布受古地理位置、古地貌环境控制,主要沿海槽两侧呈串珠状分布;台内点礁主要表现为规模较小,水体能量较弱,造礁生物个体较小,无礁前礁后沉积,礁体旋回较多,发育有凝块石,主要发育在长兴组中下部,分布规律性不强,主要受古地貌影响,沿台内局部高地随机分布。     

流体包裹体方法在油气源追踪对比中的应用——以四川盆地碳酸盐岩大型气田为例

本文运用流体包裹体方法，基于薄片观察和岩矿学研究，探讨了四川盆地碳酸盐岩大型气田的气源。首先对包裹体的生源属性、多期捕获和后生变化进行了精细的鉴别分析。在此基础上，通过成岩自生矿物微量元素、包裹体相组成、均一温度、初熔温度等参数鉴别多期演化的油气充注。通过烃类包裹体化学成分初步鉴别出煤成气和油型气。根据烃类包裹体的相组成鉴别有机质可能来源于腐泥型源岩还是腐殖型源岩。最后根据同期包裹体生物标志物确定某一期次的油气所对应的烃源层。结果表明研究成果符合地质实际，为传统的油气源追踪对比研究提供了一个重要有效的辅助方法。     

海相沉积成因的黑滑石矿床及其找矿方向

海相沉积成因的黑滑石矿床是近年来在我国发现的新的成因类型矿床，本文除着重介绍在川东南发现的海相沉积成因的黑滑石矿床地质特征和矿床成因外，还引进非金属矿床含矿建造和成矿系列的概念，提示黑滑石矿及与其共生伴生的其它非金属矿的找矿方向。     

四川盆地水热型地热资源构造成因模式

地处青藏高原东缘的四川盆地是一个群山环绕的叠合型沉积盆地,蕴含着丰富的地热资源。四川盆地具有突变型和渐变型两类盆山结构,二者的构造样式存在明显差异,对盆地及周缘的水热型地热资源分布具有明显的控制作用。通过解析盆地及周缘地质构造,明确了盆地不同构造单元的构造样式;详细对比分析已有的地热勘查案例的异同性,提出了褶皱型、单斜型和褶皱—断裂复合型等3大类水热型地热资源的构造成因模式;认为四川盆地形成与演化过程中,构造运动与水热型地热资源的形成密切相关,主要表现在：1）频繁不均匀升降运动导致构造—沉积格局分异,控制着地热储盖层岩性、组合及区域展布;2）构造抬升形成的不整合面和古岩溶作用极大改善了地热储层的孔渗物性和流体输导能力,形成了优质的碳酸盐岩孔洞型热储;3）断裂可能是地下热水的补给通道和输导系统,亦或是阻隔屏障,取决于断裂类型和断层两盘岩性配置关系;4）地下热水易于沿具走滑分量断层和张性断层进行补给和输导。

     

四川盆地西北部中二叠统栖霞组白云岩特征及成因探讨

白云岩特征及其形成机制的研究对白云岩化理论与白云岩储集层勘探具有重要意义。本文以四川盆地西北部中二叠统栖霞组白云岩为研究对象,通过野外剖面及岩心观察并采用铸体薄片、阴极发光、地球化学分析等方法对该段白云岩特征及成因进行研究。结果表明川西北地区栖霞组白云岩主要表现为块状晶粒白云岩、角砾状白云岩及斑状白云岩3种类型;碳同位素为正低值,氧同位素为负值,反映出其成岩过程中伴有早期淡水参与。结合工区构造沉积背景,对比以往经典白云岩化模式,发现四川盆地西北部中二叠统栖霞组白云岩化成因模式具有一定自身特点。通过对Folk “镁笼效应”理论进行延伸,认为栖霞组白云岩化模式在纵向上分为淡水渗流带、混合渗流带、混合潜流带及海水潜流带4个区带,其中混合渗流带和混合潜流带是白云岩发育的主要位置。在混合渗流带中,淡水与海水交替进入,未完全成岩的海洋沉积物质在成岩过程中受到淡水冲洗导致大量镁离子随淡水流入下部地层,而后又有海水携带镁离子进行补给,这为白云石形成提供了有利条件;混合潜流带内不断进入的混合流体携大量镁离子使得该带具有较高Mg/Ca值;而地幔上涌造成的地温升高克服了白云石形成的动力学屏障,有效促进了白云岩的形成。     

四川盆地东部下古生界页岩储集空间特征及其对含气性的影响

四川盆地东部下古生界海相页岩是一套有利的页岩气储层,通过野外泥页岩剖面及井下岩芯观察、电镜扫描、常规物性及微孔隙结构测试、等温吸附实验等技术方法,对页岩气储层空间特征进行了研究分析,发现下古生界页岩的孔隙可分为三大类六小类,裂缝可分为两大类五小类,具有颗粒细小、致密、大孔发育少、微孔发育多、具有一定孔隙度、渗透率小、喉道细、连通性差的特征。页岩总孔体积主体是由孔径小于200nm的微孔隙提供的,纳米级孔隙和微裂缝是页岩主要的储集空间,页岩有机质孔对于孔隙度具有一定贡献,是富有机质页岩的主要微孔隙类型。页岩的微孔隙结构决定了页岩气的赋存状态和流动方式,孔缝发育程度在一定程度上决定了页岩的含气性及其渗透性能,但大型或巨型裂缝的发育,将给页岩气的有效保存带来破坏。有机质(干酪根和沥青质)和黏土颗粒内的微孔隙表面是吸附态页岩气赋存的主要空间,但有机质孔提供了大部分具吸附性的孔比表面,是控制页岩吸附性能的主要因素,而黏土矿物的作用是次要的。     

超级喷发(超级侵入)后成矿作用

本文仿照超级喷发的概念定义了超级侵入,并将超级火山对应于大型岩基.文章聚焦于这样一个科学问题:为什么大规模成矿作用发生在紧接着超级喷发和超级侵入之后？为此,首先探讨了峨嵋山地幔柱系统的活动规律.尽管少数学者对玄武质岩浆大规模喷出之前的千米级地壳隆升提出了质疑,峨嵋山火山岩系第一旋回底部玄武岩直接覆盖在喀斯特之上的新观察支持千米级隆升的认识.这表明,峨嵋山地幔柱快速上涌之初期,岩石圈子系统在相当长一段时间没有作出伸展响应,尽管局部已经发生了地壳岩石的部分熔融.因此,岩浆通道形成之后,首先喷出了巨厚层玄武岩,并且后者裹挟了部分长英质岩浆.此后,岩浆喷发的规模振荡性减小,直至消失和地表沉降.斜长石巨斑玄武岩和苦橄岩中橄榄石斑晶与基质间的不平衡表明这些晶体属于循环晶,暗示岩浆曾经在深部岩浆房滞留了相当长的时间,这将导致岩石圈受热膨胀和再次隆升以及岩浆的冻结.因此,下一阶段岩浆活动的开始要求有一个冻结岩浆房的活化机制.依据野外地质学和岩相学观察,文章详细描述了流体活化机制,并强调了提出这种机制的必要性.虽然多数作者偏好升温活化机制,流体活化机制对长英质和镁铁质岩浆成矿系统都是必需的.进而,结合地幔名义无水矿物的H₂O丰度及其对岩浆产生过程的贡献,提出岩浆产量与减压速率正相关而与流体产量反相关的观点.尽管水流体可以有效降低地幔橄榄岩的固相线温度从而有可能提高岩浆产量,新生代玄武岩中橄榄岩包体依然含有未分解的角闪石和云母且名义无水矿物依然含有较多的H₂O,表明快速减压条件下含水暗色矿物的分解反应和名义无水矿物的脱水作用都是低效的.将这种认识与峨嵋山地幔柱系统的振荡性运动结合在一起,结合成矿作用的基本解是成矿金属从流体中析出的认识,可以得出超大型矿床必然形成于超级喷发和超级侵入之后.攀枝花式铁矿的观察表明,两类代表性矿床都具有铁矿浆侵位发生在成矿系统演化最后阶段的特点.因此得出结论:超大型矿床的形成取决于岩浆通道向流体通道的转换.如果岩浆通道在尚未完全封闭之前被含矿流体所利用,大规模流体快速上升将产生超大型矿床.含矿流体透过残留于通道中的熔体上升,不仅冲刷通道中的残留熔体并使其聚集在火山岩系之下或侵位于其下部形成含矿小岩体,而且持续注入于小岩浆体中的含矿流体可以导致岩浆强烈分异形成层状岩体.当通道中残留熔体被消耗殆尽,沿着通道上升的只有含矿流体.这些含矿流体充填在自生长裂隙中并强烈排气,最终可形成矿浆型富矿体.考虑到通道的规模与关闭速率的关系,推测超级喷发/侵入发生时的岩浆主通道更容易转换为含矿流体通道,因而是圈定找矿靶区的首选目标.该模型似乎与观察结果相吻合,并可与岩浆成矿系统的复杂性、小岩体成大矿理论、透岩浆流体成矿理论和通道成矿假说有机地结合在一起,较合理解释了超级喷发/侵入后成矿作用的地球动力学背景和成矿过程.由于长英质和镁铁质岩浆系统中均可见岩基,我们建议将这类成矿作用统称为岩基后成矿作用.     

坡折带控制下的砂质碎屑流对油气勘探的意义——以四川盆地上三叠统须家河组为例

坡折带近年来日益受到重视,它明显控制了上覆地层分布、岩性岩相变化和油气藏的分布。通过层序地层法恢复古地貌,在川中-川西过渡带识别大型地貌坡折带,川西地区晚三叠世接受其西部和东部两个方向的物源供给。在大量岩心观察、地震资料和测井资料研究基础上,认为在坡折带控制下,龙泉山断裂带以西须二、须四段发育砂质碎屑流重力流沉积,分析其基本特征和储集性能,最后指出砂质碎屑流储层物性总体优于川西地区南部其它类型砂体,是新型的勘探对象,具有一定的勘探潜力。     

四川盆地下寒武统膏盐岩发育特征与封盖有效性分析

四川盆地下寒武统广泛发育一套膏盐岩,主要沉积于早寒武世龙王庙期。基于四川盆地深井及实测剖面中膏盐岩的识别和统计,发现下寒武统有川南和鄂西两大聚盐区,最厚达690.40m;川南聚盐区西部以含泥含云质石膏岩类和含膏砂泥岩类为主,东部及颚西聚盐区主要为含膏白云岩类。结合前人研究,认为膏盐岩发育于浅水缓坡沉积环境,有潮上萨布哈和缓坡蒸发两类成因。通过对川南聚盐区储盖匹配关系及后期构造与膏盐岩封盖性分析,表明下寒武统膏盐岩与盐下震旦系优质的白云岩储层在空间上具有良好的匹配关系;四川盆地边界大断裂及边界外寒武系的抬升暴露让膏盐岩在盆地外封盖性失效,而在盆地内膏盐岩的封盖性较好。威远气田解剖表明有膏盐岩分布的威远地区成藏,而无膏盐岩分布的资阳地区气藏被破坏,显示了下寒武统膏盐岩在四川盆地油气成藏中具有重要的作用。