松辽盆地古龙凹陷页岩油储层中的纳孔纳缝及其原位成藏理论初探

古龙凹陷青山口组页岩油的,地质资源量达151亿t,是重要后备的油气资源。用电子背散射(HDBSD)发现了古龙页岩油储层中纳米孔和纳米缝非常发育,电子探针表明这些纳孔纳缝均被沥青充填。纳米孔的直径多在10～50 nm,中位数在20～30 nm,形态多不规则,多呈多角形,主要是一种E-F纳孔,其次为E-E纳孔,多与纳米缝联结。纳缝宽度多在10～50 nm,中位数也在20～30 nm。它们主要是由黏土片(黏土域)的F-F凝聚形成的。黏土的凝聚与有机质密切相关。黏土胶体由于同晶置换会带负电荷,使得其周围会吸附带正电的金属阳离子,形成一个带正电的黏土团。这种带正电的黏土团又会吸附带负电的腐殖酸(有机质)和初步降解的藻,形成一个有机黏土絮凝体。这种有机黏土絮凝体进入生排烃门限后,由于生排烃有机质体积会收缩,体积收缩最高可达87%。生排出的烃会就近充填在这种收缩形成的孔隙中,又由于纳孔纳缝的毛细阻力(约12 MPa)等使得排出的烃无法运移出去便形成了古龙页岩油的特殊连续原位油藏。     

西藏多不杂斑岩铜(金)矿床磁铁矿元素地球化学特征及其对成矿过程的指示

多不杂铜(金)矿床是西藏多龙矿集区重要的斑岩型铜矿床之一。详细的岩心编录和岩相学研究显示,多不杂铜(金)矿床发育4类磁铁矿:磁铁矿-1(Mt₁)反射色呈灰白色,它形粒状,部分颗粒包含在黑云母内部;磁铁矿-2(Mt₂)反射色呈粉棕色,半自形-它形粒状,边缘被赤铁矿交代,颗粒内部见少量黄铜矿;磁铁矿-3(Mt₃)反射色呈粉棕色,自形-半自形,粒度小,表面平整,主要产于角岩化蚀变内;磁铁矿-4(Mt₄)反射色呈深灰色,颗粒间隙被黄铁矿、黄铜矿交代。Mt₁、Mt₂属岩浆磁铁矿或岩浆-热液磁铁矿的过渡类型;Mt₃、Mt₄属岩浆-热液磁铁矿的过渡类型。Mt₁、Mt₂、Mt₄磁铁矿形成温度大致在300～500℃,Mt₃形成温度明显低于其他三类磁铁矿,大致在200～500℃。4类磁铁矿具有明显的地球化学差异,其中Mt₁具...     

松辽盆地西斜坡中—晚二叠世古沉积环境演化及油气地质意义

大兴安岭南部—松辽盆地西斜坡晚二叠世古沉积环境一直以来备受争议,关于该地区中—晚二叠世古环境演化方面的研究也鲜见报道。本文采用元素地球化学和有机地球化学相结合的研究方法,对松辽盆地西斜坡蒙科地1井中—晚二叠世古沉积环境演化特征进行综合研究。结果表明,中二叠世为明显的海相沉积,沉积水体相对较深,期间可能存在多次干热—暖湿波动,其中中二叠世ZSI晚期—ZSII早期较为明显,水体性质体现为咸水—微咸水—半咸水,水体还原性—偏氧化性—还原性,气候干热—温湿—干热。晚二叠世早期为微咸水—半咸水海相沉积,至晚二叠世晚期转变为淡水—微咸水海陆过渡相沉积,期间存在两次明显的气候环境波动,与中二叠世哲斯组沉积中期气候环境变化相似,表现为水体变浅、咸度降低、还原性减弱,气候由干热转向温湿。晚二叠世以来气候逐渐向温暖湿热转变,水体逐渐变浅,可能与二叠纪—三叠纪之交气候变暖有关。至三叠纪、侏罗纪时期,区域处于构造抬升阶段,沉积环境由海陆过渡相环境转变为陆相沉积。结合TOC、古生产力指标分析得出,中二叠世ZSI晚期—ZSII2早期、晚二叠世LXI晚期、晚二叠世LXII中期、晚二叠世LXIII沉积期偏湿润的气候条件和低咸度、弱还原—偏氧化性的沉积水体环境,是形成厚度较大、富有机质烃源岩的有利的气候环境条件。     

浅钻技术在若尔盖地区泥炭调查中的应用

泥炭是一种具有多种用途的宝贵自然资源,泥炭中的有机碳储量是研究全球碳库变化及碳循环过程的重要参数。由于泥炭多分布于沼泽中,且泥炭松软含水量大的特性,对于泥炭深度的调查、获取用于测试泥炭原状样品的质量不高,导致泥炭碳储量评价仍存在不确定性和偏差。笔者等在典型泥炭形成地若尔盖沼泽湿地地区,开展了浅钻泥炭调查取样工作,通过在泥炭斑块边缘及中心两种不同沼泽湿地地层开展的试验,验证了轻便钻机在难进入的沼泽湿地的适应性,配套的振动冲击工艺可高质量的获得无扰动的泥炭样品,同时查明了泥炭层的厚度。通过试验初步探索了采用轻便钻机配套振动冲击钻进工艺进行泥炭调查取样的有效性。浅层取样钻探作为泥炭调查取样的一种直接有效的技术手段,可以有效地提高泥炭调查效率和精度,为准确评价泥炭储量数据提供可靠的钻探技术服务支撑。     

The first discovery of axinite in the Furong tin deposit,southern Hunan: An important boron -bearing mineral and its implications for tin mineralizationSCIEI北大核心CSCD

世界上绝大部分锡矿床均与富F、Cl、Li、B等挥发份的高分异花岗岩有关,前人对F、Cl、Li等组份在花岗质岩浆演化及锡成矿过程中的作用已有较为深入的认识,但对挥发份B关注较少。南岭中段的芙蓉超大型锡矿床是我国重要锡矿产地,我们首次在该矿床发现了硼硅酸盐矿物中罕见的斧石,为研究挥发份B对锡成矿的作用提供了机会。通过详细的岩石学、矿物学和地球化学研究,揭示了斧石的产出特征、晶体结构和化学成分特征,进而探讨了挥发份B与该区花岗岩成岩成矿的关系。芙蓉锡矿床新发现的斧石为丁香褐色、块状构造、硬度较大,显微镜下呈无色、浅黄色等,主要为自形尖劈状的楔形、长条状等自形结构、正高突起、干涉色较低,与符山石、萤石、石榴子石、榍石等矿物共生。电子探针分析表明,芙蓉矿床的斧石属铁斧石,其平均化学式为Ca_(2.22)(Fe_(0.52),Mn_(0.41),Mg_(0.13))1.06Al_(2.11)B_(0.72)Si_(3.98)O_(15.5)。结合前人研究成果,芙蓉矿床斧石、电气石、硼镁铁矿等富B矿物的广泛产出,指示了骑田岭花岗岩富含挥发份B;硅酸盐熔体中挥发份B的存在,能降低岩浆粘度,增加岩浆的结晶分异程度,延长岩浆寿命,进而有利于Sn等不相容元素在岩浆演化过程中向残余熔体富集。B与锡成矿的关系密切,岩浆中的B能提高源区Sn的萃取效率,增加原始岩浆中Sn的含量;B能形成锡的络合物,有利于锡的长距离运移;B与Sn具有相似的地球化学行为,在岩浆演化过程中,富集于残余熔体中,进一步演化后富集于成矿流体中。此外,在芙蓉锡矿床,随着含B矿物的不断被发现,表明该矿床可能具有寻找伴生硼矿的潜力。     

Identification of Milankovitch Cycles and Calculation of Net Primary Productivity of Paleo-peatlands using Geophysical Logs of Coal Seams

Individual coal seams formed in paleo-peatlands represent sustained periods of terrestrial carbon accumulation and a key environmental indicator attributed to this record is the rate of carbon accumulation. Determining the rate of carbon accumulation requires a measure of time contained within the coal. This study aimed to determine this rate via the identification of Milankovitch orbital cycles in the coals. The geophysical log is an ideal paleoclimate proxy and has been widely used in the study of sedimentary records using spectral analysis. Spectral analyses of geophysical log from thick coal seams can be used to identify the Milankovitch cycles and to calculate the period of the coal deposition. By considering the carbon loss during coalification, the long-term average carbon accumulation rate and net primary productivity (NPP) of paleo-peatlands in coal seams can be obtained. This review paper presents the procedures of analysis, assessment of results and interpretation of geophysical logs in determining the NPP of paleo-peatlands.     

Experimental Simulation Study of the Dominant Enrichment Area of Terrestrial Organic Matter in the Shallow-Delta Sedimentary System of the Yacheng Formation in the Qiongdongnan Basin

Shallow-delta sedimentary systems receive both terrestrial and marine organic matter. As oil and gas exploration activities determine that the source rocks of the deep-water area of the Qiongdongnan Basin, northern South China Sea, are generally rich in and even dominated by terrestrial organic matter, this has led many researchers to examine the rules governing terrestrial organic matter enrichment in shallow-delta sea sedimentary systems. However, the deep burial of source rocks in deep-water areas and the relatively small amount of drilling undertaken have greatly restricted the study of these rules. In this study, the ‘forward modeling’ research method was used to observe and analyze the deposition and preservation of terrestrial organic matter through flume experiments, where the depositional results were carefully depicted and sampled. The total organic carbon content of selected samples was measured and when combined with qualitative observations and quantitative comparison results, the dominant enrichment areas of terrestrial organic matter were identified. The experimental results show that the overbank parts of the delta front, the dune countercurrent surface, the low-lying parts, the delta front slope area and the shallow-prodelta sea area are where terrestrial organic matter is predominantly enriched. This provides an important basis and guidance for the prediction of the development areas of marine source rocks with terrestrial input in the deep-water areas of the Qiongdongnan Basin.     

伟晶质岩浆的同化混染与分离结晶(AFC)作用及铀成矿效应:以纳米比亚湖山铀矿为例

纳米比亚湖山铀矿位于达马拉造山带的中央南部地区,工业铀矿物为晶质铀矿,属于伟晶岩型铀矿床。关于不同矿石中铀元素的富集与沉淀机制还存在一定争议。为了揭示伟晶质岩浆演化与铀矿化作用的关系,本文对矿区内不同矿物组成的伟晶岩型矿石开展了岩石和矿物地球化学研究。野外及镜下鉴定结果显示,矿化伟晶岩可以分为“简单类型”矿体和“复杂类型”矿体。前者具有正常的花岗伟晶结构,晶质铀矿均匀分布于造岩矿物之间,矿化程度低到中等;后者表现出非均匀的结构特征,且矿化程度极高,晶质铀矿在成因上与大量黑云母团块有明显的空间联系。地球化学研究表明:在“简单类型”伟晶岩中,铀元素主要通过伟晶质岩浆的分离结晶作用富集;“复杂类型”伟晶质岩浆的演化则明显受控于同化混染作用,其铀矿化为岩浆同化混染与分离结晶(assimilation-fractional crystallization,AFC)作用产物。具体而言,外来基性组分(FeO,MgO,TiO₂,MnO)的混入导致“复杂类型”熔体中矿物的结晶顺序发生改变,长石类矿物的“延后”结晶为黑云母提供了更加有利的结晶空间和条件,促使黑云母以团块状聚集的形式产出。黑云母的大量析出会引发残余岩浆中UF_m^4-m络合物的水解,导致晶质铀矿在团块黑云母内部或周围沉淀。因此,本文有关“简单类型”和“复杂类型”产铀伟晶岩的研究,有效地揭示了岩浆演化过程与铀矿化机制,丰富了伟晶岩型铀矿床理论,为后期勘查开发提供了科学依据。     

岩溶关键带水文地球化学研究进展

岩溶关键带处于岩石、水、土壤、大气、生物五圈交汇地带。正确认识岩溶关键带的结构、特点及其水文地球化学过程是当前地球关键带与岩溶水科学研究的重点问题。本文基于对国内外相关研究成果的归纳整理,剖析了岩溶关键带水文地球化学内涵、岩溶关键带水动力垂向分带、岩溶关键带框架下的水文地球化学过程与机制, 探寻变化环境下岩溶关键带水文地球化学过程演变的规律与驱动机制。指出了当前研究中存在的薄弱环节:目前工作仅停留在传统岩溶地下水科学工作范畴,未从岩溶关键带框架体系的角度考虑植物冠层至岩溶含水层之间水文地球化学过程及其耦合关系,未考虑新污染物持续输入、地球大数据科学工程深入实施、全球碳排放路径逐渐改变等时代因素对岩溶水文地球化学研究的潜在影响。进一步的研究可以从以下方面开展:基于岩溶关键带框架体系的新污染物水文地球化学研究,基于大数据框架体系的岩溶水文地球化学研究,“双碳战略”下的岩溶水文地球化学研究,岩溶关键带水文地球化学驱动的物质转化与能量迁移过程及其耦合以及高分辨率监测、评估与模拟手段的综合应用。