Laboratory Simulation of the Formation Process of Surface Geochemical Anomalies Applied to Hydrocarbon Exploration

The formation mechanisms and processes of geochemical anomalies used as proxies in surface geochemistry exploration (SGE) have not been well understood. Previous studies cannot realize 3D measurement of microseeping hydrocarbons from reservoirs to the surface, which made it difficult to understand the features and pathways of deep hydrocarbon microseepages. Understanding the processes of hydrocarbon microseepages will contribute to the acceptance and effectiveness of surface geochemistry. Based on a simplified geological model of hydrocarbon microseepages, including hydrocarbon reservoir, direct caprock, overlying strata and Quaternary sediments, this work established a 3D experimental system to simulate the mechanisms and processes of deep hydrocarbon microseepes extending to the surface. The dispersive halos of microseeping hydrocarbons in the subsurface were adequately described by using this 3D experimental system. Results indicate that different migration patterns of hydrocarbons above the point gas source within the simulated caprock and overlying strata can be reflected by the ratio of i-butane to n-butane (i-C4/n-C4), which follow diffusion and infiltration (buoyancy) mechanisms. This is not the case for vertical measurement lines far from the point gas source. A vertical gas flow in the form of a plume was found during hydrocarbon microseepage. For sampling methods, the high-density grid sampling is favorable for delineating prospecting targets. Hydrocarbon infiltration or buoyancy flow occurs in the zones of infiltration clusters, coupling with a diffusion mechanism at the top of the water table and forming surface geochemical anomalies. These results are significant in understanding hydrocarbon microseepage and interpreting SGE data.     

阿根廷米纳毕戈塔地区水系沉积物采样粒度试验研究

中国地质调查局与阿根廷地质矿产调查局合作在阿根廷西北部米纳毕戈塔地区进行1︰25万水系沉积物测量,该区属于干旱-半干旱高寒山区,为突出找矿效果,消除或减少风积物干扰,需要确定适合于该区的水系沉积物采样粒度。为此,在该区选择一个有已知矿床的1︰5万图幅进行采样粒度试验,分别选择10~60目、-60目、60~80目、-80目4个粒度级进行粒度试验;根据我国区域地球化学勘查规范,每个粒度分析39种元素。结果表明,大部分元素在4种粒度水系沉积物中的分布形态基本一致,都能够较好地反映出区内已知矿床,说明采用的采样方法可以有效地避免风成砂干扰;金、银、铜、锡等成矿元素在4种粒度中的分布略有差异,10~60目的金、铜和锡异常对已知矿体的反应更清晰准确。因此,本区水系沉积物地球化学测量的最佳采样粒度是10~60目。根据本次试验结果,中-阿地调局在本区联合开展1︰25万水系沉积物地球化学测量时采用了10~60目水系沉积物作为采样介质,取得了很好的效果。这是本区第一次进行水系沉积粒度试验,对本区将来的地球化学调查和研究具有指导意义。     

缅甸达贡山蛇绿岩体的地球化学特征及其成矿意义

缅甸达贡山蛇绿岩体是达贡―密支那缝合带的重要组成部分,受控于板块碰撞结合带。该岩体主要由蛇纹石化橄榄岩、斜方辉石橄榄岩等组成。变质橄榄岩具有低的A12O3和CaO含量,以富Mg、贫Ti、HREE为特征,显示一种残留地幔岩的稀土元素地球化学特征,与世界上典型蛇绿岩体中方辉橄榄岩的特征值一致。经估算,达贡山蛇纹岩原岩是原始地幔经过9%~14%部分熔融的地幔残留,初步研究认为,达贡山蛇纹岩原岩是洋内俯冲初始阶段上涌软流圈地幔部分熔融的地幔残留,受类SSZ型熔体交代作用而仍然富集轻稀土元素(LREE)及U、Nb,属类SSZ型地幔橄榄岩;达贡山蛇绿岩体可能形成于俯冲带(SSZ)环境。岩体的m/f平均值8.026.5,利于铬铁矿的成矿。     

综合物化探方法在铁及多金属矿勘查中的应用——以包恩亨地区为例

研究区位于内蒙古包恩亨一带,地表覆盖较厚,找矿标志不明显,综合物化探方法对发现和圈定铁及多金属异常起到了重要作用,取得了显著成果。总结异常区的地质、地球物理和地球化学特征,对处于同一成矿远景区的其他地段寻找该类型矿床,具有十分重要的意义,为寻找隐伏矿床提供了依据。     

河南萑香洼金矿地球化学分带模型研究

河南萑香洼金矿床作为典型的构造蚀变岩型金矿床,通过研究分析该矿床F985矿化带的Ⅰ号矿体各类元素组分在不同地质体的含量变化特征,原生晕异常分带特征和地球化学轴向分带特征,建立了该矿床完整的地球化学异常分带理想模型,得出矿床地球化学异常轴向分带序列确定为:烃类、Sb(前缘晕)→As、Hg(矿头)→(矿中晕)Au、Ag、Cu、Pb、Zn、W、Mn→(矿尾晕)Mo、Co、Ni、Sn,并总结出了找矿预测标志,为该矿区深部找矿提供了一定的科学理论依据。     

西藏浪卡子也金嘎波金矿地球化学异常特征及勘查标志

也金嘎波金矿位于冈底斯成矿带上。该矿是在区域化探发现Au、As、Ag等多元素组合异常的基础上,通过矿点检查、异常查证和地质普查等工作新发现的、具较大规模的热液型金矿床。Au元素为区域、矿区成矿指示元素,伴生元素有W、As、Sb、Ag、Bi、Pb、Hg、Mo等。金矿体受构造—岩浆岩带控制,围岩蚀变主要为硅化、绢云母化、碳酸盐化、高岭土化。该金矿床的发现对在高寒山区应用地球化学方法寻找新的金矿具有指导意义。     

东昆北成矿带冰沟南铜镍矿辉长岩地球化学特征

通过对东昆北成矿带冰沟南铜镍矿辉长岩的全岩地球化学进行分析,以确定该岩体的岩石成因及其形成的构造环境。冰沟南辉长岩SiO_2的含量为49.72%~51.58%,岩石系列为钙碱性。稀土元素球粒陨石分配模式为轻稀土略富集型,δEu为1.26~1.54,轻微正Eu异常。岩石富集大离子亲石元素(LILE)Rb、Ba、K,相对亏损P。岩体中的La/Sm、Th/La和Nb/U比值显示在就位过程中经历了一定程度的地壳混染。研究认为,岩体的岩浆源区为亏损地幔。结合区域演化,认为岩体形成于碰撞后伸展的背景。     

柬埔寨茅草田地区地球化学异常及找矿意义

对柬埔寨王国茅草田地区进行1∶5万土壤地球化学测量,以及对该区内的元素分布特征、单元素异常特征、元素相关性分析和相关元素组合异常研究,确定了找矿靶区;通过地表工程揭露,发现金矿体,验证了异常为矿致异常。     

兴蒙造山带—华北克拉通地球化学走廊带沉积物主成分的含量与空间分布研究

选取兴蒙造山带—华北克拉通地球化学走廊带上沉积物的SiO_2、Al_2O_3、CaO、MgO、Na_2O、K_2O、TFe_2O_3、FeO、TiO_2、MnO、P_2O_5、CO_2、H_2O~+、pH十四个指标,研究其在不同二级构造单元、地理景观、土壤类型、降雨量等级下的含量与空间分布特征,并讨论该地球化学走廊带上化学蚀变指数。结果表明:在兴蒙造山带—华北克拉通地球化学走廊带上,作为沉积物主体的SiO_2、Al_2O_3两者含量为明显负相关而空间分布表现出此消彼长的特征;CaO、MgO、CO_2高含量分布区则与碳酸盐岩地层或含碳酸盐矿物的土壤有关,而MgO的高含量还与走廊带上镁铁质基性-超基性岩有一定关系,表明了这三个指标的高含量受特定岩性或矿物的影响较大;Na_2O、K_2O含量除了受继承的基岩影响外,还受到后期的风化作用和气候及自身地球化学性质等复杂因素综合影响,对Na_2O来说尤为如此;TFe_2O_3、MnO、TiO_2、P_2O_5相对于在地质背景复杂地段,经过冲积平原的沉积物混匀后,含量差异更小;相对干冷的内蒙古半干旱草原的气候条件有利于FeO存在,使得其相对燕山地区含量差异较TFe_2O_3要小,在章丘以南相对温暖湿润地区更易被氧化而导致其含量整体较低;北方干冷气候条件下,沉积物H_2O~+含量普遍较低,局部高含量位于碳酸盐岩地层或第四系分布区;走廊带上的pH值反映了沉积物偏碱性的特征,而在章丘以南的地区随着降雨量的增加,相对温暖湿润的气候条件,沉积物pH值表现为中性-偏弱酸性;兴蒙造山带—华北克拉通地球化学走廊带沉积物的CIA值反映出在寒冷、干燥气候条件下低等的化学风化程度,兴蒙造山带沉积物平均风化程度相对华北克拉通沉积物的平均风化程度差异变化相对要小,显示兴蒙造山带的降雨量与温度等风化影响因素变化较小。作为反映元素的地球化学亲和性的量化指标,离子电位可以更好地帮助理解沉积物元素的含量和空间分布差异。     

WFSD-4S孔流体地球化学特征

本文开展汶川地震断裂带科学钻探现场流体研究,探讨了泥浆添加剂产生的化学反应以及钻孔中岩性变化引起的流体异常特征,并在排除这些影响因素的情况下,讨论地震期间流体的异常。研究表明在WFSD-4S钻进期间发生的两次较大地震前均伴有Rn、Ar、N2和O2等气体异常现象,其中氡的日均值均超出背景值的2.5倍。根据岩心观察得到WFSD-4S钻井地区主断层约在1084 m,而在断层之上931 m处开始出现了大量气体的高值异常,该异常可能是由于地震孕育过程中地下气体的运移通道被打开造成气体向上迁移,使断层气体的响应特征提前发生。