天津市蓟县系雾迷山组地热流体地球化学特征

蓟县系雾迷山组是天津地区最重要的基岩裂隙型热储层。通过对天津市平原区不同构造单元的70组蓟县系雾迷山组地热流体样品的水化学测试,从其化学类型、特殊组分、热储温度及地热水成因等方面进行分析研究。结果表明,流体化学类型北部以HCO_3·SO_4-Na、HCO_3·SO_4·Cl-Na为主,往南变为Cl·HCO_3-Na、Cl·HCO_3·SO_4-Na、Cl·SO_4·HCO_3-Na为主,南部为Cl·SO_4-Na为主;地热流体中的氟、偏硅酸、偏硼酸、温度均达到了"有医疗价值浓度"或"命名矿水浓度"标准;由于雾迷山组地热流体水-岩之间未达到离子平衡状态,K-Mg温标不适用于本地区热储温度的计算,采用玉髓温标来预测热储温度的方法比较适用于本地区的热储。通过成因分析可知该热储属于贫溴的含岩盐地层溶滤水,具有陆相沉积水的特征。     

新疆西南天山阿万达金矿床成矿流体演化

阿万达金矿位于新疆阿克苏市拜城县, 属西南天山造山带, 是一新发现的中型金矿床。在简要总结矿床地质特征的基础上, 通过流体包裹体显微测温和毒砂地温计研究, 详尽地探讨了阿万达金矿成矿流体的演化。研究表明:矿化石英中存在含CO₂的三相和气液两相两类包裹体, 且以后者居多;气液两相包裹体均一温度为188~380℃, 呈双峰式分布, 盐度(w(NaCl))为6.9%~20.7%;含CO₂包裹体的最终均一温度为238~347℃, 盐度为2.8%~7.0%。综合分析认为, 阿万达金矿成矿流体经历了由高温向中低温两个成矿阶段的演化过程。高温阶段, 成矿流体均一温度为270~380℃, 捕获温度为345~420℃, 估算的捕获压力为74~142 MPa(按静岩压力估算成矿深度为2.8~5.4 km), 以中低盐度H₂O-CO₂-NaCl体系为主, 形成高温毒砂及其他硫化物;中低温阶段, 均一温度为188~270℃, 捕获温度为270~304℃, 捕获压力为52~104 MPa, 成矿流体成分向中低盐度H₂O-NaCl体系转变, 沉淀出低温毒砂及其他硫化物。综合阿万达金矿的矿床地质特征以及流体演化特点, 认为其成因类型属中浅成造山型金矿。     

Free Radicals in Organic Matter for Thermal History Reconstruction of Carbonate Succession

Geothermometer is one of the most useful methods to reconstruct the thermal history of sedimentary basins. This paper introduces the application of free radicals concentration of organic matter as a thermal indicator in the thermal history reconstruction of carbonate succession, based on anhydrous thermal simulation results of type I and H1 kerogen. A series of free radicals data are obtained under thermal simulation of different heating temperatures and times, and quantitative modds between free radical concentration （Ng） of organic matter and time-temperature index （TTI） for types I and type H1 kerogen are also obtained. This Ng.TTI relation was used to model the Ordovician thermal gradients of Well TZ12 in the Tarim Basin. The modeling result is corresponding to the results obtained by apatite fission track data and published data. This new method of thermal history reconstruction will be benefit to the hydrocarbon generation and accumulation study and resource assessment of carbonate succession.     

Oxygen isotope geothermometers for metamorphic rocks

The Chicago mineral-carbonate oxygen isotope fractionation curves have been combined with mineral-water fractionation data for jadeite, zoisite and rutile and new data for grossular-water to provide a set of self-consistent mineral-pair calibrations. The A coefficients in the equation 1000 In α= A × 10⁶T^-2 of the new mineral-pair fractionations are
Jadeite Zoisite Grossular Rutile
Quartz 1.69 2.00 3.03 5.02
Jadeite 0.31 1.34 3.33
Zoisite 1.03 3.02
Grossular 1.99
The isotopic fractionation properties of natural pyralspite garnet [(Ca, Fe, Mg, Mn)₃Al₂Si₃O₁₂] can be approximated by those of the grossular end-member. Appropriate substitutions also yield coefficients for the solid-solution minerals: sodic pyroxene and epidote, e.g.
A _{quartz-sodic pyroxene}= 2.75 - 1.06X_jd,
A _{quartz-epidote}= 2.00 + 0.75X_ps
where X _Jd and X _Ps are the mole fractions of the jadeite and pistacite components, respectively.
The new data set is particularly suitable for the geothermometry of metamorphic rocks. δ¹⁸O data from minerals of the high-pressure metamorphic rocks of the Sesia Zone of Italy and Cyclades Complex of Greece yield well-constrained mean temperatures of 572 and 478 C, respectively. Type III blueschist metabasalts of the Franciscan Formation of California give mean quartz-garnet temperatures of 354 C.     

云母族矿物的氧同位素分馏

利用增量方法对云母族矿物的氧同位素分馏进行了系统的理论计算。结果表明，不同化学成分和结构状态的云母之间存在一定的氧同位素分馏，其１８Ｏ富集顺序在热力学同位素平衡时为：多硅白云母＞钠云母＞锂云母＞白云母＝珍珠云母＞海绿石＞铁云母＞金云母＞黑云母。在４００℃以上的高温条件下，云母－水体系的氧同位素分馏与温度之间的相关性不明显，并且云母相对于水亏损１８Ｏ达１‰－２．５‰。石英－云母体系的氧同位素分馏与温度之间具有显著的负相关性，因此，能够作为灵敏的同位素地质温度计。不过，石英－黑云母对的氧同位素地质测温往往给出岩石冷却过程中的退化再平衡温度，而不是岩石形成温度。     

西藏地热异常区热储温度及其地质环境效应

西藏水热活动区处于印度大陆与亚洲大陆碰撞造山带的关键地带,隶属于地中海—喜马拉雅地热带,水热资源丰富,作为了解地质构造演化、地热系统、气候变化的重要窗口之一,一直是地学界的研究热点。本文利用西藏地区336个温泉水化学数据,采用多种地球化学温标对区域内热储温度进行了评估,揭示了地热异常空间分布规律,并探究其地质环境效应。结果表明:泉口热水温度介于10.12~97.64℃,其中60℃以上占总样本的38.9%;热储温度介于87.12~277.64℃,其中87.12~120℃的占18.7%,在120~200℃的占40.5%,高于200℃的占40.8%,显示区内中高温地热系统分布广泛。高温热储区集中于藏南,有南强北弱特点,并沿着断裂带以"簇丛"状分布,可初略划分为狮泉河—玛旁雍区、措勤—搭格架区、当雄—羊八井—定日带、雅鲁藏布江大拐弯区4个区。温泉密度和高温热储区与SN向的断裂带及地震活动性在空间上有较好的匹配关系。     

Reviews in Garnet—Biotite Geothermometer：Its Versions,Inherent Problems of Accuracy and Precision,and Perspective for Further Research

This paper briefly introduces twenty-one versions of garnet-biotite Fe-Mg exchange geothermometry,points out the sources of systematic errors inherent in geothermometry.The sources lie in that:(1) ideal Fe-Mg mixing in garnet and biotite is assumed;(2)non-ideal properties of bot garnet and biotite are not considered completely;(3) minor elements-Mn, Ca in garnet,and Al^Ⅵ,Ti,Mn in biotite are almost neglected;(4)effects of pressure on equilibrium,although little,are almost not taken into consideration,and experiments were conducted at one fixed pressure;(5)the data used for egression analysis is too scarce in quantity;(6)internal consistency of the data used for empirical calibration is not fully guaranteed;(7) the authors take energy parameters W‘s(Margule‘s parametrs)independent of pressure and temperature,though the former are actually the functions of the latter items;and (8)the most important composition-activity relationship is not consistent with the mineral compositions used for calibration.Furthermore,it is believed that empirical calibrations cannot avoid the following problems;(1) effect of retrograde metamorphism;(2)inconsistent data set;(3)effect of pressure on temperature estimation;and (4)effect of Fe^3 calculation.Exact experimental work should be done in order to accurately calibrate the geotermometer in which the Margule‘s parameters should be treated as the functions of pressure,temperature,and mineral compositions.     

滇西哀牢山变质杂岩中含石墨岩石的变形-变质温度、构造特征及流变弱化意义

前人研究表明石墨化作用与变质温度具有良好的相关性,同时室内摩擦实验研究认为少量石墨就能够有效地降低断层摩擦阻力,进而被认为对断层弱化起着重要的固体润滑作用而开始受到大家的关注。但是由于技术手段的限制,我们对天然断裂带中含石墨岩石的宏观-微观构造、变形机制、变形-变质环境以及对岩石流变行为的贡献仍然还不是很清楚。本文在详细的野外地质观测的基础上结合室内实验分析,对新生代红河-哀牢山走滑断裂带内哀牢山深变质杂岩东南侧边界发育的含石墨岩石开展了深入的研究。其中主要侧重利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)以及拉曼光谱(Raman Spectra)技术方法和手段,对宏观及显微构造变形行为、石墨拉曼温度、矿物晶格优选定向(LPO)以及其变形-变质环境进行了综合分析。结果表明,含石墨岩石显微构造特征表现为典型的塑性到超塑性流动构造特征,通过石墨拉曼光谱地质温度计,获得了哀牢山杂岩东部边界与上盘未变质岩石接触的含石墨岩石变形-变质的石墨拉曼温度为462～505℃;而靠近深变质岩含石墨岩石的石墨拉曼温度在511～529℃。基质中强烈细粒化的石墨、石英及长石具有明显的晶格...     

碳酸盐岩层系热历史恢复的有机质自由基古温标研究

古温标是恢复沉积盆地热演化历史的重要指标之一。目前,有众多的古温标用于碳酸盐岩层系热历史的恢复,既有沥青反射率(Rb)、牙形石色变指数(CAI)、镜状体反射率、有机质自由基浓度(N)、激光拉曼光谱等有机质古温标,也有矿物的裂变径迹热定年、岩石声发射、伊利石结晶度等矿物古温标,但他们都有不同的适用范围。本文针对有机质自由基浓度作为古温标在碳酸盐岩层系热历史恢复中的应用进行了探索研究。根据不同受热时间和加热温度下的热模拟试验,分析了型和型有机质的自由基浓度的热演化特征,得到了自由基浓度与时间-温度(TTI)的定量关系;由此建立了自由基浓度(N)与时间-温度(TTI)的定量模型并将之应用于塔里木盆地TZ12井的热历史研究。依据自由基浓度古温标模拟得到的TZ12井区奥陶纪时期的古地温梯度为3℃/100m左右,该结果与前人对该地区热史研究的结论及本研究中依据磷灰石裂变径迹模拟的结果相一致。对于经历了多期构造运动的下古生界碳酸盐岩层系的热史恢复,最好是多种古温标并用,多种方法综合运用,才能精确地恢复有机质的热演化史。     

泥岩埋藏成岩过程中绿泥石的演化途径及意义

粘土矿物是泥质沉积岩重要的组成部分。在温度、压力、阳离子及水/岩比值等多种因素的共同作用下,埋藏成岩过程常常伴随着不同粘土矿物间的相互转化:蒙脱石、伊利石、高岭石和磁绿泥石等矿物均可发生绿泥石化。但各种矿物发生绿泥石化条件及反应机制不同,形成的绿泥石在化学成分及构型方面也有很大差异,通过X-射线衍射(XRD)、电子探针(EMPA)和高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)等测试手段可识别出不同类型的绿泥石,区分不同转化序列并分析其转化机制。不同转化序列形成的绿泥石,不仅受温度的控制,还受阳离子类型和浓度的控制,在利用绿泥石作为地温计时需慎重;不同转化序列绿泥石化过程中都有水的参与,并伴有氢离子释放或消耗,这将会对有机质生烃产生影响。因此,关注泥岩埋藏成岩过程中绿泥石演化途径的差异,对拓宽绿泥石化的地质应用领域,特别是粘土矿物—有机质的协同作用具有重要的意义。