淄博煤矿矿坑排水对地表水体的污染及对地下水水质影响的研究

以山东淄博煤田富硫煤（w（St＞2％）煤矿作为典型研究区,阐述了由于直接排放酸性、高SO4离子、高硬度和较高矿化度（TDS）的矿坑水导致的地表水体及地下水的污染。研究区内地表水体的水质主要受控于矿坑排水的质量,区内主要河流、水库已被污染。引用这种受污染的地表水进行灌溉,会引起浅层地下水的严重污染,并影响到饮用此类地下水的人们的身体健康。为揭示污水灌溉过程中水-岩相互作用及地下水污染的机理,进行了现场土柱模拟实验,分别模拟了污水灌溉和降水入渗过程。实验结果表明,污水灌溉过程中SO4-不会被吸附,也不会产生沉淀,因此,污水灌溉是污灌区地下水受污染的主要原因。降水入渗实验表明,污灌区土壤中的SO4-,Ca2+和Mg2+,也可以通过降水淋滤进入地下水,这是污灌区地下水受污染的另一条途径。就对水环境的影响而言,酸性煤矿矿坑排水的环境效应是负面的,应予以高度重视。     

新元古代晚期盖帽碳酸盐岩的成因与“雪球地球”的终结机制

新元古代晚期约635 Ma的地球发育了到达赤道附近的冰川作用，地质记录上表现为代表寒冷气候的冰期沉积杂砾岩，直接被代表温暖环境的碳酸盐岩层（常称盖帽碳酸盐岩）覆盖。由于盖帽碳酸盐岩奇特的岩石学和地球化学特征，引起了对其成因认识的巨大争论，提出了“雪球地球”和“甲烷渗漏”等假说。“雪球地球”假设可以解释一些令人困惑的地学现象，如低纬度和低海拔冰川沉积、盖帽碳酸盐岩、碳酸盐δ13C负漂移和条带状铁矿层等，但许多科学家对此提出了质疑。最近对盖帽碳酸盐岩的δ13C分析结果（最低达-41‰）、盖帽碳酸盐岩发育的类似现代冷泉碳酸盐岩沉积组构等似乎支持“甲烷渗漏”假说。     

东海天然气水合物地热研究及其环境意义

依据地热资料研究天然气水合物稳定带厚度在东海海域的分布情况。东海在地质构造上位于新生代环太平洋构造带西部边缘岛弧的内侧,又是欧亚板块、太平洋板块和菲律宾海板块的相互作用带。依据国际热流委员会(IHFC)提供的东海地热数据,经过统计确定出该区域的热流分布,热流平均值为121·0mW/m2,最小值为73·0mW/m2,最大值为168·0mW/m2。同时利用天然气水合物温压模型计算了稳定带厚度,数据显示稳定带厚度平均值为92·2m,最小值为1·4m,最大值为190·6m,薄于其他已经发现的海洋天然气水合物稳定带厚度(约400m)。天然气水合物大部分分布在条件适宜的陆坡和岛坡上,冲绳海槽底部水合物稳定带厚度相对较薄。统计分析表明本区热流值与水合物稳定带厚度相关性很差,相关系数仅有0·12。这是由于天然气水合物所在海域水深较浅时,海底温度的变化迫使运算所应用的非线性方程影响因子迅速积累,从而导致相关系数降低。最后结合东海陆坡的地质条件,探讨了在天然气水合物存在的情况下,陆坡失稳的可能性及其造成的环境影响。     

华北克拉通北部地区古-中元古代富碱侵入岩年代学及意义

本文报道华北克拉通北部燕辽三叉裂堑系和辽-吉拗拉谷内一系列古-中元古代富碱侵入岩的锆石U-Pb年龄。这些岩体整体呈近东西向分布，与该地区同期发育的其他非造山球斑花岗岩、斜长岩和大红裕组火山岩都形成于拉张性构造环境，并构成了一条长近千公里的迄今国内外最古老的富碱侵入岩带。该富碱侵入岩带具有东部较老（〉1．8Ga）和西部年轻（1．7Ga左右）的特点，它提供了华北克拉通在1．85—1．70Ga期间处于裂解构造格局的最好证据，丰富了全球性前寒武纪超大陆裂解的研究内容。     

新疆北部的两类埃达克岩

新疆北部有两类埃达克岩，一是俯冲型，形成于早、中泥盆世-早石炭世晚期（≥320Ma），包括了埃达克岩、富Nb玄武岩、高（富）Mg安山岩。第二类埃达克岩是底侵型，形成于中晚二叠世（≤280Ma）。第一类埃达克岩分布于西天山的阿拉套山、博罗科努山，中天山的骆驼沟和巴仑台，东天山的土屋-延东，阿尔泰山陆缘南富蕴-青河南，准噶尔盆地中部陆梁，克拉玛依等地。在阿尔泰陆缘南，苦橄岩与埃达克岩、富Nb玄武岩和高（富）Mg安山岩密切组合。第二类埃达克岩分布于西天山的阿吾拉勒山和东天山的三岔口，未发现富Nb玄武岩和高（富）Mg安山岩组合。俯冲型埃达克岩、富Nb玄武岩和高（富）Mg安山岩的高Sr低Y、Yb、富Eu及高εNd（t）（＋1．5～＋10．0），低（^87Sr／^86Sr）；（〈0．7070）的同位素组成，均一致表明其源区物质为洋壳板片，部分为地幔楔、弧前棱柱，产于岛弧环境；而底侵型埃达克岩源于底侵的幔源玄武质物质，形成于后造山环境。两类埃达克岩及其组合岩石的地质及地球化学特点，展示了中亚型造山在本区晚古生代陆壳增生作用的多样性：在增生构造过程上，有洋壳板片的斜俯冲、俯冲板片的撕裂、板片窗、俯冲剥蚀及玄武质物质的底侵作用等；在增生方向上，有洋壳板片的侧向斜俯冲，也有玄武质物质垂向上底侵于壳-幔边界；在增生物质上，有洋壳板片、地幔楔、受地幔楔混染的洋壳板片熔体，弧前棱柱、地幔楔受板片熔体交代后形成熔体及底侵的幔源玄武质物质。与两类埃达克岩有关，尤其是第一类埃达克岩及其组合岩石，在本区广泛发育了Cu、Au成矿作用，其中部分达到大型-超大型规模。因此．对埃达克岩及其组合岩石的识别及相关Cu、Au成矿作用的找矿勘探应予以足够重视。     

TSR对深部碳酸盐岩储层的溶蚀改造——四川盆地深部碳酸盐岩优质储层形成的重要方式

四川盆地海相层系发现的大气藏部含或高舍硫化氢,都发育一定厚度的优质储层,而且优质储层与硫化氢分布具有密切的关系,即气藏硫化氢含量越高,储层性质越好,气藏产能也越大。研究发现,在 TSR(硫酸盐热化学还原反应)过程中,随着膏质岩类的溶解(为 TSR 反应提供 SO_4~(2-)),使储集孔隙初步得到改善;而 TSR 产生的硫化氢溶于水形成的氢硫酸,具有强烈腐蚀性,加速了储层中白云岩的溶蚀,形成孔隙极其发育的海绵状孔洞体系,并呈层状分布。电镜下可以清晰看到白云石晶面的溶蚀坑及溶孔中 TSR 产生的硫磺晶体。溶孔中自生碳酸盐的碳同位素在-10.3‰～18.2‰,而地层碳酸盐的碳同位素在 3.7‰～ 0.9‰,证实了 TSR 过程中有机-无机的相互作用,即有机成因烃类中的碳转移到次生碳酸盐岩中。包裹体分析表明,次生方解石中的包体富含硫化氢,且均一温度多数在160℃以上,具备 TSR 发生的温度条件;硫化氢和硫磺的硫同位素比地层硫酸盐的硫同位素偏轻8‰左右,是 TSR 作用的证据。因此高含硫化氢气藏的优质储层是在早期埋藏溶蚀作用的基础上,后期发生 TSR 及其形成的酸性流体对深埋碳酸盐岩储层再次进行深刻改造和强烈溶蚀作用的结果;同时可以运用硫化氢来预测碳酸盐岩优质储层的分布。     

西太平洋海底海山富钴结壳惰性气体同位素组成及其来源

采用高真空气体质谱系统测定了西太平洋麦哲伦海山富钴结壳不同层圈及其基岩的惰性气体丰度和同位素组成,结果显示:(1)西太平洋富钴结壳主要是水成成因,其中惰性气体来源不同,He 绝大多数来自宇宙尘(IDPs),少量来自陆源风成微粒;Ar 主要来自海水溶解的大气,少量来自陆源风成微粒或沉积岩建造水;Ne 和 Xe 主要来自海水中溶解大气, 少量来自宇宙尘;(2)在具三层结构的结壳中,亮煤层(致密层)的惰性气体同位素相对外层和疏松层有较大的不同,显示大洋磷酸岩化对早期沉积的结壳惰性气体组成有较大的影响,如导致~4He 的升高和~3He/~4He 的显著降低;(3)太平洋富钴结壳玄武岩基岩的~3He/~4He 非常低,为0.0095～0.074Ra,与本区磷块岩基岩(0.087Ra)相似,而远低于正常海底玄武岩的~3He/~4He 比值,显示这些基岩曾与富含放射性成因~4He 和 P 的上升洋流或沉积物中建造水发生过水/岩反应,这个过程将释放出较多的成矿元素,有利于富钴结壳的形成,海底海山玄武岩中较低的 He 同位素组成可作为富钴结壳的找矿标志之一。     

构造控制型天然气水合物矿藏及其特征

构造环境是天然气水合物富集成藏的重要控制因素,增生楔、断裂体系、褶皱、(泥)底辟、滑塌等特殊构造体是影响天然气水合物成藏的主要地质载体。通过对这些特殊构造体与天然气水合物成藏关系的研究,结合流体活动对水合物形成的影响,总结出陆缘地区有增生楔型、盆缘斜坡型、埋藏背斜型、断褶型、滑塌型及底辟型等六类构造控制型水合物矿藏。南海位于欧亚板块、太平洋板块及印澳板块的交汇处,早期为活动陆缘,晚期演化为被动陆缘,其构造活动具有早期张裂、后期挤压的特点,这既不同于被动陆缘,也有别于活动陆缘,可视为“复合型”大陆边缘,兼具了“被动陆缘沉积速率高、活动陆缘构造活跃”的优点,从而形成了“增生楔型、断褶型、底辟型、滑塌型、盆缘斜坡型”等多种构造控制型水合物矿藏,是“复合型”大陆边缘水合物成藏地质模式的典型代表。     

南海含天然气水合物地层地震反射特征及可能分布研究

天然气水合物是当前能源与环境领域的研究热点之一,南中国海是天然气水合物赋存的有利区域。天然气水合物的存在改变了沉积地层的声学特征,这一性质使多道地震勘探成为发现海洋天然气水合物的主要手段。本文首先根据地震成像结果定性分析南海可能含天然气水合物沉积地层的地震反射特征,初步确定天然气水合物存在的可能性并指出地震成像关键技术。在无井条件下,构建虚拟井进行波阻抗反演得到定量的地层速度参数进一步证实这一可能性,最后将反演获得的速度场与ODP184 航次在此区域获得的地球物理、地球化学信息综合分析,可以确定此区域天然气水合物的存在及其空间展布。     

祁连山多年冻土区天然气水合物的形成条件

祁连山多年冻土区面积约10×104km2,年平均地表地温为-1.5～-2.4℃,冻土层厚度为50～139m.区内侏罗纪小型含煤盆地广布,产有丰富的煤层气.南祁连盆地是一潜在的油气盆地,存在下石炭统臭牛沟组、下二叠统草地沟组、中三叠统大加连组、上三叠统尕勒得寺组4套烃源岩,具有良好的生油生气潜力.在木里煤田33号钻孔的冻土层内发现有连续逸出的高含量烃类气体,井口点燃即可燃烧,简易采气分析结果表明甲烷含量高达38.07%～75.9%.根据该钻孔的气体组分、年平均地表地温、冻土层厚度、地温梯度等数据分析,这里基本具备形成天然气水合物的温压条件,计算结果显示水合物稳定带的顶界和底界埋深分别为171 m和574m,稳定带厚度为403m.