长江三峡地区成冰纪-埃迪卡拉纪转换时期微量元素和稀土元素地球化学特征

通过微量元素和稀土元素地球化学分析,对长江三峡地区陡山沱组层型剖面--田家园子剖面成冰系南沱组顶部和埃迪卡拉系陡山沱组下部102个岩石样品进行了地球化学研究。重点分析了氧化还原敏感元素(Zn,Co,U,Mo,Ni,V)的富集特征,并探讨其可能成因机制以及三峡地区成冰纪-埃迪卡拉纪转换时期的水体特征。结果表明:在南沱组顶部仅Zn和Co富集;在盖帽白云岩下部,氧化还原敏感元素均富集,而在盖帽白云岩上部,除Zn和V外,其他氧化还原敏感元素均亏损;在陡山沱组Ⅱ段下部,氧化还原敏感元素由最初的亏损,逐渐变为较稳定的富集。在陡山沱组下部,出现2次明显的富集峰值,分别出现在剖面的0.4m处(盖帽白云岩中间)和6.5m处(陡山沱组Ⅱ段下部)。整个剖面大部分样品具有Eu的轻微正异常(Eu/Eu^*＜1.6), 而在剖面0.4m和6.5m处,Eu具有明显的正异常,结合稀土配分类型、Y/Ho值、La异常、Ce异常等指标,推测这2次异常均可能受到深海热液流的影响,而缺氧海水的上涌造成水体缺氧,导致这些元素出现富集峰值。U/Th、V/(V+Ni)以及稀土元素指标综合指示,三峡地区南沱组顶部冰碛岩应为氧化环境下的沉积物;随着冰川消融,冰融淡水注入古海洋,陡山沱组盖帽碳酸盐的沉积受冰融淡水的影响,深部缺氧海水的上涌使沉积水体经历氧化-缺氧-氧化的转变,海水的分层性较强;而陡山沱组Ⅱ段下部沉积环境以分层性较弱的弱氧化环境为主。     

Matrix‐rich and associated matrix‐poor sandstones: Avulsion splays in slope and basin‐floor strata

A common facies observed in deep‐water slope and especially basin‐floor rocks of the Neoproterozoic Windermere Supergroup (British Columbia, Canada) is structureless, coarse‐tail graded, medium‐grained to coarse‐grained sandstone with from 30% to >50% mud matrix content (i.e. matrix‐rich). Bed contacts are commonly sharp, flat and loaded. Matrix‐rich sandstone beds typically form laterally continuous units that are up to several metres thick and several tens to hundreds of metres wide, and commonly adjacent to units of comparatively matrix‐poor, scour‐based sandstone beds with large tabular mudstone and sandstone clasts. Matrix‐rich units are common in proximal basin‐floor (Upper Kaza Group) deposits, but occur also in more distal basin‐floor (Middle Kaza Group) and slope (Isaac Formation) deposits. Regardless of stratigraphic setting, matrix‐rich units typically are directly and abruptly overlain by architectural elements comprising matrix‐poor coarse sandstone (i.e. channels and splays). Despite a number of similarities with previously described matrix‐rich beds in the literature, for example slurry beds, linked debrites and co‐genetic turbidites, a number of important differences exist, including the stratal make‐up of individual beds (for example, the lack of a clean sandstone turbidite base) and their stratigraphic occurrence (present throughout base of slope and basin‐floor strata, but most common in proximal lobe deposits) and accordingly suggest a different mode of emplacement. The matrix‐rich, poorly sorted nature of the beds and the abundance and size of tabular clasts in laterally equivalent sandstones imply intense upstream scouring, most probably related to significant erosion by an energetic plane‐wall jet or within a submerged hydraulic jump. Rapid energy loss coupled with rapid charging of the flow with fine‐grained sediment probably changed the rheology of the flow and promoted deposition along the margins of the jet. Moreover, these distinctive matrix‐rich strata are interpreted to represent the energetic initiation of the local sedimentary system, most probably caused by a local upflow avulsion.     

黔西北大方地区龙潭组海陆过渡相烃源岩特征及评价

黔西北大方地区龙潭组以泥页岩、煤层与砂岩交替互层发育为特点,具有典型的海陆过渡相特征。文章在剖面实测和样品采集的基础上,结合全岩和黏土矿物XRD分析、总有机碳(TOC)含量测定、岩石热解、干酪根显微组分及镜质体反射率(R_O)等分析,对研究区龙潭组烃源岩发育特征进行了研究和评价。结果表明: ① 龙潭组矿物以黏土矿物为主,具有较强的吸附能力,但黏土矿物含量与石英含量呈明显的负相关关系(R>0.8),尤其是泥页岩中70%以上的黏土含量以及较低的脆性指数增加了压裂开发的难度。 ② 龙潭组有机质丰度受岩性变化控制明显。煤层具有最高的TOC含量(平均值42.9%)和生烃潜量(平均值为2.68 mg/g),显示强大的煤层气生烃潜力;泥页岩生烃潜量均小于2 mg/g,但约有80%样品的TOC含量超过2%,页岩气资源潜力不及煤层气;粉砂岩生烃潜力最差,生烃潜量平均值为0.13 mg/g,TOC含量为1.4%~5.6%,显示一定的致密气潜力。 ③ 龙潭组有机显微组以壳质组和镜质组占主导,干酪根以Ⅲ型为主,Ⅱ₂型为辅,热演化程度高,处于高-过成熟的生干气阶段。 ④ 煤层更为发育的龙潭组中段是大方地区煤层气、页岩气和致密砂岩气联合勘探的有利层段。     

过渡型流体转换对洪水型重力流沉积研究的启示及地质意义

洪水型重力流是重力流沉积学的研究热点,以往研究认为洪水型重力流具有紊流支撑的流体性质,对于其流体性质转化及其沉积记录的识别不够深入。近年研究揭示重力流沉积过程中可形成多种过渡型流体,具有特殊流体转换机制和沉积特征。通过调研国内外最新文献,系统介绍了过渡型流体基本特征、沉积机制方面的研究进展,并讨论了其对洪水型重力流沉积研究的启示及地质意义。研究结果表明：在少量黏土矿物影响下,沉积物重力流流体的性质即可由紊流向层流转化,形成特殊的过渡型流体。转化过程主要取决于黏土矿物含量和类型控制的流体内聚力和流速控制的紊流应力二者之间的相互作用。过渡型流体可以产生大型流水沙纹（large current ripple）、砂质纹层—泥质纹层间互形成的低幅度沙波（low amplitude bed wave）等独特的底床类型。尽管实验研究揭示了过渡型流体可能形成的沉积底床特征,针对洪水型重力流沉积记录中过渡型流体的解释仍十分缺乏,尤其是过渡型流体转换机制及其沉积响应仍亟待深入探索。过渡型流体的沉积底形是研究洪水型重力流沉积动力机制的重要载体,可为深入理解洪水型重力流沉积过程提供新视角,同时可能具有更广泛的沉积学研究价值。     

湖北神农架年纹层石笋记录的YD与8.2 ka事件转型模式研究

基于青天洞两支年纹层石笋QT16和QT40高分辨率δ18O序列,重建了Younger Dryas(YD)和8.2 ka期间季风突变细节过程。结果显示,亚洲季风强度在YD和8.2 ka事件内部并不稳定。在年层时标控制下,季风强度在YD早期最弱,随后缓慢上升,其间叠加三次百年尺度次级振荡;在8.2 ka期间,季风强度整体较弱,内部出现一次持续40 a左右的强季风事件,曲线形态类似"W"结构。运用"方差法"和"RAMPFIT"法分析显示,在两事件开始,季风衰减均表现出缓慢特征(转型时间占据事件整体历时的40%~50%),但在结束期间季风迅速增强,相似变化模式得到了同区其他石笋记录的支持。与格陵兰冰芯记录对比发现,尽管高、低纬气候在两事件结束时段变化特征基本类似,但在两事件开始,亚洲季风衰减过程却显著长于北高纬气温变化。与低纬记录对比显示,热带水文变化在两事件开始阶段均表现出与亚洲季风基本一致的演化趋势,表明亚洲季风的突变过程可能具有鲜明的低纬特色。这些细节差异若得到更多高分辨率地质记录验证,将有利于进一步认识亚洲季风对突变事件的响应方式及其动力学机制。     

西页1井龙潭组海陆过渡相页岩含气性分析

目前,国内外在海陆过渡相页岩含气性方面的相关研究较少。位于贵州省毕节地区黔西县境内的页岩气参数调查井西页1井揭示了黔西北地区上二叠统龙潭组海陆过渡相黑色碳质页岩发育特征及其含气性特点。通过有机地球化学实验,获取了西页1井的有机地化参数:TOC含量分布范围为0.4%~17.85%,平均值为4.25%;Ro分布范围为2.68%~3.48%,平均值为3.06%。钻、录、测井资料分析显示该井钻遇上二叠统龙潭组富有机质页岩层系厚度为148.85m,在钻进过程中,共有6层出现气显示。利用测井资料、现场解吸和等温吸附实验数据分析和计算,认为龙潭组海陆过渡相页岩含气页岩层段多,具有良好的吸附能力,得到总含气量为1.40~19.60m3/t。通过以上结果分析表明:西页1井所揭示的上二叠统海陆过渡相龙潭组含气页岩具有层段数量多、单层厚度小、有机质分段富集、热演化成熟度偏高等特点,且含气性较好,故该区海陆过渡相龙潭组地层具有较大的页岩气资源潜力。     

Experimental evaluation of shear strength behaviour of plastic and non-plastic silts

Silt is available in many parts of the world in combination with sands and clays. However, due to lack of clear understanding of its engineering behaviour, most of the time it is interpreted in terms of either sands or clays. Structures that are usually built on silty soils are designed to take into account design procedures developed for sandy or clayey soils. Presence of silts in combination with varying amount of sand and clays produces silt that is either plastic or non-plastic in nature. Silt is available in and around the Delhi region, in a majority mixture along with fine sands, which is non-plastic in nature. On the other hand silty deposits found in offshore Bombay High region are found in abundance along with significant amounts of clays and are termed as plastic silts. In this paper a comparison of the stress-strain behaviour of plastic and non-plastic silts is carried out under triaxial compression loading during both drained and undrained conditions. Two representative samples each from Delhi and Bombay High regions were considered for this comparison and results of stress-strain under four sets of confining pressure are discussed in detail. It is observed from this study that behaviour of silts is mainly dependent on the composition and structure of the resultant soil matrix. It is concluded from the results that shear strength parameters as well as volume change/pore pressure response of silty soils is dominated by the constituent soil present along with the silt. It is seen from the comparative behaviour of non-plastic and plastic silts that the presence of sand and clays has a governing effect on pore pressure development and the resultant friction angle. The study also corroborated that the nature of silt is transitional both in the case of plastic and non-plastic forms.     

湘中邵阳凹陷二叠系龙潭组页岩含气性特征与气体成因

针对湘中地区邵阳凹陷二叠系龙潭组页岩气资源评价,部署了页岩气调查井2015H-D3井,通过现场解析气等相关样品测试定量分析了页岩含气性特征及其影响因素,并借助气体稳定碳、氢同位素对气体成因进行了初步探讨.结果显示:钻深从150m处开始出现气显,随深度增加,解析气含量呈现先逐渐增大后减小的趋势,300～425m为最高含气层段,累计厚度达125m,现场解析气含量全部大于0.5m^3/t,最高为2.35m^3/t,平均1m^3/t,证实龙潭组具良好页岩气资源潜力.当埋深大于300m时,解析气含量受有机碳含量控制,而埋深小于300m时,解析气含量并不简单受控于有机碳含量,而是受到保存条件的严重制约.气体碳、氢同位素测试显示δ13C1介于-29.87‰～-36.82‰,平均为-34.52‰,δ¹³C_2介于-29.45‰～-31.02‰,平均为-30.09‰,δD1介于-131.20‰～-178.40‰,平均为-167.40‰.气体成因分析揭示龙潭组页岩气属热成因中的油型气类型.基于沉积现象判断龙潭组为海陆过渡相环境,与氢同位素判断结果基本吻合,但目前还无法确定具体判定区间.     

中国南北过渡带范围的地理表达及定量探测

气候变化下中国南北过渡带的动态变化及地域范围探测是识别农业生产敏感区、研究农业适应行为的基础。前人基于“自上而下”或“自下而上”的方法,采用不同的划界指标对中国南北过渡带的范围进行了探索,但对气候变化下南北过渡带范围的地理表达及其地域范围的定量探测较少涉及。采用1951—2018年2400多个国家气象站点气温和降水的逐日观测数据,以800 mm等降水量线、1月0℃均温、日均温≥10℃积温、日均温≥10℃日数和干燥度指数0.5为划界指标,运用ArcGIS栅格计算和均值-标准差对中国南北过渡带进行地理表达。结果表明,中国的南北分界是一条宽窄不一的过渡带,各划界指标的等值线在气候变化下变动明显,各气象要素的大致变动范围西南段较东北段更为稳定,日均温≥10℃积温和干燥度指数的变化幅度大于800 mm等降水量线和1月0℃均温。确定的中国南北过渡带的极端最北界自西向东依次穿过礼县、耀县、韩城、安泽、涉县、静海县;极端最南界自西向东依次穿过北川、宁强、西乡、房县、淅川、罗山、商城、定远、临安县。该范围内提取的637个县域中,位于南北过渡带气候变化稳定区的县域256个,位于气候变化敏感区的县域187个。研究可为中国南北过渡带农业生产适应气候变化提供科学依据。     

中国大都市区高新技术产业分叉过程及动力机制——以武汉生物产业为例

以演化经济地理学为理论基础,综合经济地理学、产业经济学等相关研究成果,认为中国高新技术产业的形成与发展是本地要素与全球力量、历史条件与现实努力、技术创新与制度变革共同作用的结果,并构建了基于多尺度、多要素的中国高新技术产业分叉动力机制分析框架。同时,以武汉市作为案例区,通过梳理武汉市生物产业形成和演化历程,总结影响其生物产业发展的要素和作用形式。研究发现：生物产业与本地光电子产业之间的技术联系、高校和研究所、以及企业本身仅仅是决定生物产业在武汉市形成的一部分因素,地方政府、跨国公司和留学归国人员等主体也是促成生物产业“生根发芽”的重要主体,它们在武汉生物产业发展的各个阶段,作用程度是不同的。这一点是区别于欧美发达国家以技术为核心的产业分叉研究的,也在一定程度上反映出中国目前的高新技术产业发展仍然停留在“量的扩张”阶段,与欧美发达国家以“质的提升”为主的发展本质有所不同。