乌干达Albert湖凹陷北部沉积特征及油气成藏模式

乌干达Albert湖凹陷是世界上最年轻的生烃凹陷,受构造和沉积控制,油气多分布于北部构造调节带。为分析Albert湖北部构造调节带内部油气成藏特征,笔者利用地震、钻井、测井和孢粉等资料,开展北部构造调节带沉积特征研究,进而分析北部构造调节带的油气成藏模式。研究表明,由于边界正断层持续活动,北部构造调节带两侧沉积特征存在差异,研究区西部发育曲流河-三角洲沉积体系;东部发育冲积扇-扇三角洲沉积体系。由于北部构造调节带西部三角洲砂体向南推进至湖盆中心,与深湖相烃源岩直接沟通,成为Albert湖盆最有利的油气汇聚区。     

基于深部地球物理信息的构造变形岩相分类研究

“构造变形岩相”填图方法的创立和应用为老矿区深部及外围的找矿工作指明了方向,在实践中取得了显著的效果,需要大力推广和深入研究。对于构造变形岩相带的深部结构认识,需要依靠地球物理信息的解译。与地球物理场性质相类似,构造变形岩相带也是一个现存的地质体;物探工作目的是要探测和揭示构造变形岩相带的埋深、轮廓、内部结构构造等特征,为确定其形成时间和演化过程提供依据。由于地质与地球物理的复杂时空关系,如果仅以新鲜岩石标本物性参数的差异作为判别标志,难以提高地球物理方法的分辨率和有效性。结合构造变形岩相进行综合解译,更能提高解释推断成果的多学科融合性。作为终极勘探目标,需要紧密结合构造控矿级序,建立构造变形岩相带的三级分类标准,提取对应的地球物理信息:一级构造变形岩相带为目标物所处的构造单元及构造应力场,及其所对应的区域地球物理场特征,如隆凹构造相间的伸展构造域;二级构造变形岩相带为目标物所处的控矿构造体系,及其所对应的矿田地球物理场特征,如岩浆核杂岩隆起-拆离构造系统;三级构造变形岩相带为目标物所在的有利成矿构造部位,及其所对应于关键剖面的地球物理特征,如侵入岩体与围岩的接触带或者含矿断裂带等。选择国际流行的典型金属矿床类型,介绍了三级构造变形岩相带的地球物理组合信息特征及其分级利用操作流程,为有效应用地球物理勘探方法开展深部找矿预测提供了范例。     

伊拉克A油田白垩系孔隙型生屑灰岩高渗透层成因及分布特征

伊拉克A油田白垩系孔隙型碳酸盐岩高渗透储层具有分布普遍、类型复杂、成因多样等特征。岩石类型主要为泥晶生屑砂屑灰岩、亮晶生屑砂屑灰岩及泥晶生屑灰岩;生物扰动加剧了碳酸盐岩储层非均质性,导致高渗透储层在全油田广泛分布。通过岩心观察、常规薄片和铸体薄片的观察和测量,孔隙度、渗透率和毛管压力的测定,综合区域地质研究成果,发现高渗层的形成受层序演化、次级相对海平面变化、沉积环境、硬底形成、生物扰动及(准)同生期暴露淋滤等复杂多因素共同控制。高渗透储层形成模式表现为Khasib组沉积时期为晚高位域期,在Kh2-1-2L段上部沉积过程中,发生首次次级相对海平面下降,形成沉积间断。沉积间断期间硬底和区域规模性的生物扰动同时发育,在Kh2-1-2L段硬底尚未被胶结的相对疏松的基质中掘穴,形成厚几十厘米、迂曲状互相贯通的生物扰动通道。沉积间断结束后,在晚期高位域层序背景下,次级相对海平面上升,松散生屑砂屑充填扰动通道。由于沉积物堆积速率较快,限制了胶结作用的发生,使扰动通道内充填物能够发育连通性好的粒间孔,而后次级相对海平面再次下降,发生(准)同生期暴露淋滤。由于扰动部位连通性好,成为溶蚀流体优势通道,导致沿扰动部位发育溶孔及扩溶缝,形成了“粒间孔+溶孔+溶缝”高渗透网络。A油田高渗透储层物性表现出发育强烈生物扰动的部位具有明显高渗特征,其孔喉较粗,排驱压力低,孔喉配位数高、连通性好。高渗层全区稳定发育,由西至东厚度逐渐增大,高渗层的分布对油田单井产量、含水上升和油田采出程度影响较大。     

汇聚背景下的多幕裂陷作用及其迁移机制:以南海北部珠江口盆地为例

南海的形成演化受控于印-澳、欧亚以及太平洋板块的相互运动,为研究汇聚背景下板块碰撞及其远程效应提供重要窗口。为了揭示该汇聚背景下的多幕裂陷过程,本文选取地质信息丰富的整个珠江口盆地为典型区,利用三条高精度地震剖面,对盆地各地质单元进行断层活动速率和构造沉降速率的定量计算及综合分析。结果表明盆地裂陷期东部、中部和西部主要控凹断层的平均活动速率分别为96 m/Ma、223 m/Ma和124 m/Ma,且其平均沉降速率依次为8.5 m/Ma、34 m/Ma和12.7 m/Ma,盆地整体呈现中部裂陷作用最强,其后向西部和东部逐渐减弱的特征。本文认为这与先存断裂以及初始地壳厚度有关:盆地东部和中部存在NE向先存断裂,并且东部先存断裂更加活跃,因此在新生代拉伸应力下东部更易表现为裂陷作用最强的区域,其次为中部和西部;而受前新生代时期俯冲作用的影响,岩浆的底垫作用引起盆地东部地壳增厚,东部裂陷作用强度急剧降低,造成裂陷作用强度的东西差异。此外,盆地南段凹陷裂陷期的断层活动和沉降速率发生激增,裂陷作用存在向南迁移的现象。本文推测在深度相关的伸展模式的影响下,南段凹陷地壳温度升高,强度减弱,因而在伸展应力下发生快速的拉伸减薄,导致裂陷中心向南迁移及岩浆物质上涌。同时,侵入的岩浆物质导致高角度正断层转换成低角度正断层,进一步促进裂陷中心向南迁移。     

青藏高原错那—沃卡裂谷中部电性结构及其动力学意义

藏南裂谷作为青藏高原最显著的伸展构造样式之一,是研究高原生长过程的重要窗口,但目前其深部成因机制仍存在较大争议。本文利用沿错那—沃卡裂谷中部的大地电磁数据,分析裂谷区域的大地电磁测深曲线特征和相位张量,并通过三维大地电磁反演获得邛多江地堑和沃卡地堑深部电性结构。三维大地电磁反演结果显示,沃卡地堑和邛多江地堑深部存在一条连续的显著高导异常,并呈现“俯冲”形态,且上覆高阻结构体,而在邛多江地堑两侧浅部则分布低阻异常。结合早期的研究结果,本文支持错那—沃卡裂谷深部的高导异常为地壳部分熔融,可能与南向地壳流相关,并研究认为在南北向持续挤压作用下,裂谷下方的弱地壳层,通过解耦上地壳和下部地壳,促进了藏南裂谷系的发育。     

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。     

胶东半岛乳山地区低角度韧性剪切带几何学、运动学特征:对中国东部岩石圈减薄作用的启示

大规模伸展构造是华北克拉通东部岩石圈减薄的重要表现形式。部分低角度韧性剪切带是地壳伸展变形后所展现的构造形式。本文研究了王格庄韧性剪切带的岩石学、几何学、运动学等特征显示:韧性剪切带走向近南北向,剪切带断层面倾向多变(倾向西、西南、西北方向)。大部分区域面理低角度倾向西,矿物拉伸线理近东西向,不对称旋转碎斑及S-C组构指示顶端指向西的剪切特征。结合研究区西侧与伸展构造相匹配的半地堑伸展盆地证据:本研究认为伸展构造的形成可能与西太平洋板块的后撤相关,即大规模伸展构造作用引发了华北克拉通东部的地壳减薄作用。     

内蒙古北山地区芨芨台子-小黄山蛇绿岩构造属性及与成矿关系: 来自阿民乌素地幔橄榄岩印证

阿民乌素地幔橄榄岩属芨芨台子-小黄山蛇绿岩带一部分,该构造带南北两侧地质体无明显差异,不具分界断裂的构造特征。本文对阿民乌素地幔橄榄岩与月牙山地幔橄榄岩进行岩石化学、地球化学对比分析,为芨芨台子-小黄山蛇绿岩构造属性提供新依据,并对阿民乌素蛇绿岩成矿潜力进行分析研究。笔者所在团队在地幔橄榄岩上部的辉长岩中获得LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素年龄值为462.5±3.2 Ma,属中奥陶世。其上发育奥陶纪-志留纪公婆泉组岛弧拉斑玄武岩。该期地幔橄榄岩轻重稀土之比LR/HR＝1.63~3.68, (La/Sm)N＝1.70~6.92,(Gd/Yb)N＝0.36~0.52,表明岩石轻稀土略富集,稀土配分曲线呈不规则“U”型,估算其为原始地幔橄榄岩经过10%~20%部分熔融的残留物。原始地幔标准化蛛网图富集高场强元素U、Zr、Hf、Yb和大离子亲石元素Rb、Sr,亏损高场强元素Nb、Ti和大离子亲石元素Ba。与月牙山地幔橄榄岩标准化蛛网图对比,最大区别在于阿民乌素地幔橄榄岩明显亏损高场强元素Ti。初步研究认为阿民乌素地幔橄榄岩属SSZ型、高压型蛇绿岩,是岛弧裂谷的产物。该橄榄岩具有形成大型铬铁矿的成矿构造背景,是寻找蛇绿岩型铬铁矿的有利部位。     

Rodingites from the Veria-Naousa ophiolite (Greece): Mineralogical evolution,metasomatism and petrogenetic processes

In the Veria-Naousa ophiolitic complex (north Greece), rodingite appears mainly in the form of cross cutting dykes within serpentinised peridotites. It is distinguished into three types, based upon the provenance of its protoliths, textural characteristics, mineralogical assemblages and geochemical affinities. Type I rodigites were derived from boninitic diabasic protoliths and their mineralogical assemblage include garnet + clinopyroxene + chlorite. Type II rodingites were formed at the expense of gabbroic precursors, comprising clinopyroxene + garnet + vesuvianite ± quartz, whereas Type III rodingites replaced diabasic tholeiitic protoliths comprising of garnets + vesuvianite + clinopyroxene + chlorite. Rodingitisation resulted in desilification, decrease of alkalies, Al, Fe, Mg and increase in Ca contents. In Type I rodingites the MREE (middle rare earth elements) and HREE (heavy rare earth elements) were slightly reduced. Type II rodingites experienced LREE (light rare earth elements) depletions, whereas MREE and HREE remained fairly stable. Restricted mobility of REE in Type III rodingites is assigned to shallow-level rodingitisation under decreasing pH.Rodingitisation occured in two distinct stages at fore-arc settings. The first stage occured under mildly oxidising conditions and enhanced CO₂/H₂O ratios. This stage affected the protoliths of all rodingite types. The second rodingitisation stage occured under more oxidising conditions and lower CO₂/H₂O ratios, which corresponds to the exhumation stage of the serpentinite-rodingite formations. Types II and III rodingites were subjected to further rodingitisation under the increasing influence of slab-derived hydrous phases at shallower depths, leading to the formation of late-stage andradite and vesuvianite. All stages of rodingitisation are estimated to have occurred under relatively moderate temperatures and pressure (~300 to 450 °C; ~2–6 kbar respectively).     

Origin and variability of resource-grade marine ferromanganese nodules and crusts in the Pacific Ocean: A review of biogeochemical and physical controls

Marine ferromanganese nodules and crusts containing Mn, Cu, Ni and Co in the most promising resource-grade concentrations and quantities, together with Fe and Zn (all elements of biogeochemical importance) are found far from land on the deep seafloor of the Pacific Ocean. The biogeochemical, chemical and physical mechanisms contributing to their formation, distribution, abundance and – for these six elements – variability in their concentrations in these deposits, are the main focus of the present review. The mechanisms addressed include biological productivity, sedimentation types and rates, bottom water characteristics, the Calcium Carbonate Compensation Depth, the depth and intensity of the oxygen minimum zone, and biogeochemical characteristics of the six focal elements. Particular attention is given to comparisons between the deposits found in the north and the south Pacific, in order to present an overarching view of our current understanding of the mechanisms that apply to both nodules and crusts in both oceanic hemispheres, including examination of the possible existence of a marine ferromanganese oxide continuum. The renewed interest in the commercial exploitation of these deposits has stimulated a welcome increase in scientific research that is essential to informing the public discourse on seabed mining. We briefly reflect on the work addressed in this review in that context.