Automated Extraction of a Five‐Year LA‐ICP‐MS Trace Element Data Set of Ten Common Glass and Carbonate Reference Materials: Long‐Term Data Quality,Optimisation and Laser Cell Homogeneity

LA‐ICP‐MS is increasingly applied to obtain quantitative multi‐element data with minimal sample preparation, usually achieved by calibration using reference materials (RMs). However, some ubiquitous RMs, for example the NIST SRM 61× series glasses, suffer from reported value uncertainties for certain elements. Moreover, no long‐term data set of analyses conducted over a range of ablation and tuning conditions exists. Thus, there has been little rigorous examination of the extent to which offsets between measured and reported values are the result of error in these values rather than analytically induced fractionation. We present new software (‘LA‐MINE’), capable of extracting LA‐ICP‐MS data with no user input, and apply this to our system, yielding over 5 years of data (~ 5700 analyses of ten glass and carbonate RMs). We examine the relative importance of systematic analytical bias and possible error in reported values through a mass‐specific breakdown of fourteen of the most commonly determined elements. Furthermore, these data, obtained under a wide range of different ablation conditions, enable specific recommendations of how data quality may be improved, for example the role of diatomic gas, the effect of differential inter‐glass fractionation factors and choice of transport tubing material. Finally, these data demonstrate that the two‐volume Laurin ablation cell is characterised by no discernible spatial heterogeneity in measured trace element ratios.     

合肥盆地安参1井前侏罗纪基底地层的孢粉组合特征与时代归属

大别山北缘的安参1井是合肥盆地最深的一口参数井,钻遇前侏罗纪基底地层达千米以上,为一套不含煤层(线)或灰岩以泥岩为主的地层,与周缘华北陆块和大别造山带等构造单元的地层对比困难。因缺少宏观化石记录和明确的定年依据,其时代归属一直存在争议,制约了对这一套特殊地层所反映的地质信息的进一步挖掘。为进一步明确该套特殊地层的地质时代,本项研究对安参1井4160~5152m井段大量岩心和岩屑样品进行了微古化石分析,在其中5块样品中发现了保存良好的孢粉化石647粒,共计23属51种及部分未定种。根据对孢粉化石的类型、属种和含量的分析,将其自下而上划分为两个孢粉化石组合:Ⅰ.Densosporites reynoldburgensisLaevigatosporites perminutus;Ⅱ.Triquitrites-Macrotorispora media。孢粉组合Ⅰ中蕨类植物孢子以平均含量87.67%占绝对优势,代表分子有Laevigatosporites perminutus,Lycospora rotunda,Patellisporites meishanesis等,裸子植物花粉均为单囊粉属Florinites;孢粉组合Ⅱ中,蕨类植物孢子平均含量降低至53.78%,其中蕨类孢子Lycospora rotunda消失,Leiotriletes adnatus,Triquitrites,Crassipora等含量下降,并有特征分子大一头沉孢属Macrotorispora出现,裸子植物花粉含量和丰富度明显增加,以柯达粉属Cordaitina为主。经过与华北其他地区孢粉组合特征的对比分析,上述两个孢粉组合分别与华北陆块晚古生代二叠系太原组和上石盒子组具有明确的相似性,与早期和中晚期华夏植物群面貌相一致,反映了裸子植物逐渐繁盛、属种越来越丰富的过程,孢粉组合Ⅰ和Ⅱ的地质时代分别为晚石炭世晚期至早二叠世早期和晚二叠世,为安参1井前侏罗纪基底存在石炭—二叠系提供了直接证据,也为合肥盆地沉积环境和古气候分析提供了新资料。     

北淮阳东段西汤池岩体地球化学特征、锆石U-Pb定年及成因

西汤池岩体位于安徽北淮阳地区舒城县西汤池一带。西汤池似斑状二长花岗岩具高硅、富碱质特征,为铝饱和碱性系列岩石。稀土元素含量中等,(La/Yb)_N与HREE/LREE值较高,重稀土相对轻稀土亏损明显,Eu呈弱负异常,属轻稀土富集型。大离子亲石元素(Rb、K、La、Nd等)明显富集,而高场强元素(Nb、Ta、P、Ti等)亏损。通过LA-ICP-MS锆石U-Pb定年,获得西汤池二长花岗岩~(206)Pb/~(238)U年龄为(125.5±1.6)Ma,为早白垩世岩浆活动的产物。基于前人关于北淮阳地区区域地质背景方面的研究成果和本次地球化学构造环境判别方面的研究,认为西汤池二长花岗岩属A_1型花岗岩,形成于后碰撞的伸展构造环境。     

川西南荥经坳陷川荥页1井奥陶系沉积相与古生物特征及地层厘定

对川西南荥经坳陷内三口页岩气井尤其是川荥页1井奥陶系开展了系统的岩心观察和分析。三口钻井在梁山组之下均发育十余米厚的灰黑色泥岩,其中川荥页1井灰黑色泥岩厚近16m。沉积相分析认为灰黑色泥岩为浅水陆棚相,泥岩之下发育的大套砂岩为滨岸近滨亚相,总体向上海水逐渐变深。砂岩中发育丰富的沉积软变形构造及波状交错层理、浪成沙纹层理、平行层理、斜层理等构造。川荥页1井上部泥岩中见大量三叶虫、笔石和腕足等化石及其碎片,鉴定表明含有代表中下奥陶统的常见生物分子,如对笔石(Didymograotus sp.)、大洪山虫(Taihungshania sp.)等。该套砂泥岩组合在沉积相及古生物化石等方面明显区别于荥经坳陷周缘奥陶系五峰组—志留系龙马溪组,与研究区及邻区中下奥陶统红石崖组、湄潭组、大湾组、大官山组中段等层位相当。     

渤海湾盆地南堡凹陷南部深层沙一段优质碎屑岩储层特征及成因机制

利用岩芯、薄片、扫描电镜和分析化验等资料,对南堡凹陷南部深层古近系沙一段（沙河街组一段）优质碎屑岩储层特征进行了分析并揭示其成因机制。研究表明：①南堡凹陷南部沙一段优质碎屑岩储层属于低孔中渗储层,发育原生孔隙、次生孔隙和微裂缝;②沙一段沉积期处于强水动力沉积环境,辫状河三角洲前缘水下分流河道砂体普遍发育,岩性主要为中粗砂岩、含砾砂岩和砂砾岩等粗岩性,岩石类型主要为岩屑长石砂岩,石英、岩浆岩岩屑等刚性组分含量高,储层在强压实作用下仍保留了局部原生残余粒间孔,部分刚性组分强压条件下形成微裂缝;③沙一段与东三段为区域不整合接触,大气水的酸性流体在成岩初期以及烃源岩成熟之后产生的有机酸在成岩后期通过油源断裂和不整合面进入储层,造成长石、易溶碎屑等组分溶蚀形成次生孔隙,溶蚀作用不仅增加孔隙空间,而且扩大喉道宽度。结论认为：粗岩性和高刚性颗粒含量为原生孔隙的保存提供了物质基础;油源断层、不整合面为酸性流体的进入提供路径,促进了次生孔隙发育。     

浅水三角洲沉积体系与储层岩石学特征

浅水三角洲已经成为当前沉积学研究和油气勘探的重点领域,浅水三角洲常规和非常规砂岩储层中发现了丰富的油气资源。鄂尔多斯盆地中—古生界发育大型浅水三角洲沉积,结合岩芯、测井、分析化验等资料,对盆地西部地区山1—盒8段浅水三角洲的母岩特征、沉积充填、砂体展布与储层岩石学特征进行研究,为研究区常规砂岩储层和致密砂岩油气勘探提供地质依据。分析表明,研究区南部和北部砂岩重矿物组合相似,以锆石和白钛矿为主。综合La/Yb-REE与Dickinson三角图解、稀土元素配分模式和碎屑锆石定年分析认为,北部物源主要来自盆地西北部阿拉善古陆太古界和元古界花岗岩、片麻岩、石英砂岩,向南影响到陇东地区北部;南部物源主要来自盆地南部北秦岭地区太古界、元古界花岗岩、片麻岩和片岩,向北影响陇东地区中南部。山1段发育曲流河三角洲,盒8段发育辫状河三角洲,孤立型与垂向叠置型水下分支河道砂体是主要的砂体类型。盒8段沉积时期,古湖泊可能萎缩;南北物源形成的三角洲在研究区中部环县东南一带交汇混合。砂岩类型主要为岩屑质石英砂岩、石英砂岩和岩屑砂岩,结构成熟度中等—较差。砂岩成岩改造强烈,水—岩反应复杂,压实作用是储层致密化的主因,多期胶结作用使砂岩的孔喉结构变得十分复杂。孔隙类型以微米—纳米级的岩屑溶蚀孔、剩余粒间孔和高岭石晶间孔为主,整体上属于非常规致密砂岩储层。砂体分布与“甜点”预测是研究区致密油气勘探的关键。     

四川盆地开江地区WT1井震旦系陡山沱组物源分析及构造背景判断*

为厘清四川盆地开江地区WT1井震旦系陡山沱组地层发育的构造背景,重塑其原型沉积盆地,为重建古地理及油气进一步勘探部署工作提供科学依据,利用岩石学、岩石地球化学及碎屑锆石U-Pb年代学手段对该井陡山沱组物源进行了分析。岩石地化结果表明WT1井陡山沱组沉积物源岩为中基性火山岩类且经历了中等程度化学风化作用;碎屑锆石U-Pb年龄主要记录了915~850Ma、794~714.5Ma以及622~700Ma 3个阶段的构造岩浆活动,与扬子克拉通北缘及邻区Rodinia超大陆的裂解演化过程有关,该构造活动背景下的中基性火山岩是WT1井陡山沱组沉积的主要物质来源。结果表明四川盆地开江地区的陡山沱组发育于拉张伸展构造背景,属克拉通内裂陷盆地沉积,有利于烃源岩层的发育;同时为Rodinia超大陆的裂解演化过程提供了重要的年代学演化证据。该成果对深入认识四川盆地的地质结构、沉积-构造演化以及油气勘探的战略部署等具有极为重要的科学意义。     

基于多源遥感影像的长春市城市建成区提取

夜光遥感影像记录的城市灯光与人类活动密切相关,已广泛应用于城市信息提取。珞珈一号作为新一代夜光遥感数据源,比以往的夜光数据具有更高的空间分辨率和光谱分辨率,可以更清晰地表达城市建成区范围和内部结构。本文利用珞珈一号夜光遥感影像,通过人类居住指数（human settlement index, HSI）、植被覆盖和建筑共同校正的城市夜光指数（vegetation and build adjusted nighttime light urban index, VBANUI）及支持向量机（support vector machine, SVM）监督分类3种方法对长春市城市建成区进行提取,并与利用NPP/VIIRS（suomi national polar-orbiting partnership/visible infrared imaging radiometer suite）夜光遥感影像、采用同样方法得到的结果对比。结果显示：本文提出的VBANUI提高了传统植被覆盖校正的城市夜光指数（vegetation adjusted nighttime light urban index, VANUI）的提取精度,使用珞珈一号夜光遥感影像通过VBANUI提取的城市建成区结果最优,其Kappa系数为0.80,总体分类精度为90.74%;使用珞珈一号和NPP/VIIRS夜光遥感影像通过HSI按最佳阈值提取城市建成区的Kappa系数分别为0.75和0.72,总体分类精度分别为88.27%和86.54%;复合数据的SVM监督分类法中Landsat-NDBI、Landsat-NDBI-VIIRS、Landsat-NDBI-LJ和Landsat-NDBI-LJlog的Kappa系数分别为0.602、0.627、0.643和0.681,总体分类精度分别为81.11%、81.52%、82.25%和84.48%。研究结果表明：3种提取方法下,均为使用珞珈一号夜光遥感影像的结果优于使用NPP/VIIRS夜光遥感影像的结果,证明相比于NPP/VIIRS夜光遥感影像,珞珈一号夜光遥感影像更适用于城市尺度的建成区范围提取。     

二叠系火山碎屑岩气藏天然气地球化学特征及气源分析——以四川盆地成都—简阳地区永探1井为例

2018年12月底,在四川盆地二叠系火山岩发育地区部署的风险探井永探1井测试获得22.5万m³/d的高产工业气流,实现了二叠系火山碎屑岩的重大勘探突破,展现了火山碎屑岩气藏的巨大勘探潜力。本文根据该钻井成果资料,应用分析化验数据,采用不同地区气-气对比方法,开展了成都—简阳地区天然气地球化学特征分析、源-储接触关系解剖及气源综合对比。在此基础上,对二叠系火山碎屑岩气藏天然气成因进行了鉴别,对天然气来源进行了判识。结果表明：永探1井火山岩气藏天然气均为典型的干气,干燥系数达0.997,CH₄质量分数高,平均为99.03%,C₂H₆质量分数低,平均为0.35%,C₃H₈几乎没有,不含H₂S;天然气甲烷、乙烷碳同位素值均较轻,甲烷碳同位素平均值为-32.17‰,乙烷碳同位素平均值为-34.27‰,且岩心及镜下可见大量残余沥青,天然气成因鉴别分析表明永探1井火山岩气藏天然气为原油二次裂解气;通过源-储接触关系解剖以及天然气甲烷、乙烷碳同位素对比分析,表明永探1井火山碎屑岩气藏天然气主要来源于德阳—安岳台内裂陷内发育的巨厚下寒武统筇竹寺组优质烃源岩,部分来源于中二叠统。     

冲-洪积平原1:5万区域地质调查技术方法探索

首都地区规划建设工作主要分布于平原松散地层之上,第四纪地质研究显得尤为重要。依托近几年来在北京地区开展的平原覆盖区1:5万区域地质调查和活动断裂专项调查项目成果,系统总结了平原区第四纪区域地质调查与评价的主要工作手段和技术方法,及其在解决第四纪基础地质问题及生态环境中所起的作用。通过平原区区域地质调查工作,可查明第四纪精细地质结构、含水层分布特征,精确厘定活动断裂位置及其活动时限,探讨自然环境演化序列与人类活动关系等,为城市规划、重大工程建设和应急水源地水资源合理开采提供基础地学数据。研究成果对首都城市减灾防灾、生态环境演变研究具有重要地学支撑作用。