藏南库局淡色花岗岩锆石U-Pb年龄、岩石地球化学特征及地质意义

库局淡色花岗岩大地构造上位于喜马拉雅特提斯造山带中东部,淡色花岗岩呈不规则状、近椭球状侵位于古生代热拉岩组中。其中白云母二长花岗岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为21±0.3Ma(MSWD=4.3),时代为中新世。岩石具有高SiO_2、富Al_2O_3与K_2O,贫CaO、MgO、TiO的特征。A/CNK=1.03～1.15(平均1.13),3属于高钾钙碱性系列过铝质岩石。稀土元素球粒陨石标准化分布曲线总体显示向右倾斜的轻稀土富集Eu亏损型。大离子亲石元素Rb、Th、U、K富集,高场强元素Nb、Ta、Zr、Ti呈现低谷负异常,显示具同碰撞S型花岗岩特征,成岩岩浆源自地壳。结合最新资料及本文研究成果,初步认为库局淡色花岗岩形成于STDS启动之后的伸展减薄背景下,为印度板块和欧亚大陆碰撞过程中地壳物质部分熔融的产物。     

地球化学在沉积环境判别中的应用——以城口高山地貌褶皱冲断带构造水井沱组为例

为了准确判定城口区块水井沱组的沉积环境,运用岩石中硅氧化物与铝氧化物的比值判定城口区块水井沱组为被动大陆边缘的构造沉积环境,铝氧化物与铁铝氧化物的比值判定区块物源属于生物或热水作用的补充;微量元素硼反映当时为低盐度沉积环境,钒与镍、钒和的比值则发映缺氧还原环境,铬与铜的比值则反映了温湿的气候环境。研究认为:水井沱组属于深水浅海陆棚相,处于低盐度、温暖潮湿、缺氧还原的沉积环境,物源属于生物或热水作用的补充,构造处于被动大陆边缘(与先辈研究结果一致)。     

孤南洼陷孤南30井沙三段岩石地层特征与有利储集层研究

本文以岩石学及沉积学为理论指导,以孤南30井沙三段的岩心、钻井、测井、录井、试油等资料为基础,对孤南30井沙河街组沙三段岩石地层的划分展开了研究,并寻找其有利储集层。研究表明:孤南30井沙河街组沙三段主要发育河流和湖泊两种类型沉积相,可分为4个砂层组,10个小层;沙三段中下部沉积水体较深,泥岩与砂岩互层,砂体含量增高,有利于形成良好的储集层,又发育有厚层灰质油泥岩,形成了较好的生储盖圈闭。     

鄂尔多斯盆地东缘奥陶系马家沟组四段豹斑状云质灰岩特征及成因: 以关家崖剖面为例*

鄂尔多斯盆地东缘中奥陶统马家沟组发育豹斑状云质灰岩,因其分布广泛、成因复杂以及具有重要的油气储集意义而长期受到关注。文中以山西省兴县关家崖剖面马家沟组四段顶部为例,依据宏观、微观岩石学特征,结合碳氧稳定同位素、原位激光剥蚀的微量稀土元素等地球化学分析手段,分析了豹斑状云质灰岩的特征及其成因。研究表明,豹斑状云质灰岩的特征为: (1)常发育于(含颗粒)泥晶灰岩中,且向上白云石化程度增强,云质斑块内常伴有针状或板条状石膏假晶;(2)按产状可大致分为水平、斜交和不规则花斑3种类型,分别对应于向上变浅序列的下部、中部和上部,序列顶部多见近原地角砾化;(3)基质灰岩与云质斑块的δ¹³C、δ¹⁸O值较同期海水略显负偏,顶部不规则云质斑块负偏程度最大;(4)“豹斑”与基质灰岩均具有较低的Mn、Sr、Ba等含量和低Mn/Sr值;(5)“豹斑”的ΣREE含量较基质灰岩略低,且皆表现为轻稀土富集、重稀土亏损的稀土配分模式,δCe微弱负异常,δEu无异常。依据上述结果,推测关家崖剖面马四段豹斑状云质灰岩产状受到生物扰动和高频海平面驱动的早成岩期岩溶耦合控制,序列由下至上耦合改造由弱变强,形成下—中部以岩溶影响较小的水平和斜交虫迹为特征、上部叠合岩溶强改造形成不规则花斑的垂向序列组合;早成岩期的暴露岩溶不仅叠合改造生物潜穴,而且蒸发浓缩的有限重卤水沿叠合优势通道优先交代孔渗条件更好的区域,至埋藏时期白云石化作用进一步加强,从而形成了区内类型多样的豹斑状云质灰岩。研究结果还揭示出沉积期微地貌控制的早成岩期岩溶作用是马四段这类特殊的豹斑状云质灰岩或豹斑状云岩储集层形成的关键,且在很大程度上控制了这类储集层的分布,这一认识可为高频暴露驱动的早成岩期岩溶研究提供新的材料。     

沉积相的一些术语定义的新思考:基于迈尔(Miall,1985)的文章

近年来,《古地理学报》(中文版及英文版)连续收到一些来稿,其作者根据迈尔(Miall,1985)文章的观点和方法,把他们研究地区碎屑岩剖面中的每个岩层中的岩石挑出来,归纳出一些岩石类型,如砾岩、砂岩、细粒岩等,并称它们为岩相(lithofacies)。这不符合沉积相的定义。我曾写过几篇文章,即冯增昭(2018,2020)及Feng(2019),指出这些问题,希望国内外的作者、尤其是国内的作者,不再继续盲目地引用和传播迈尔(1985)文章的观点和方法。迈尔是第1个称岩石(实际上是沉积物)为岩相的人,他的观点和他提出的相分析方法误导了沉积相的正确定义及正常的相分析方法。本文主要讨论迈尔(Miall,1985)文章中的问题,即他把沉积物当作岩相并用岩相分析相。不讨论他文章的贡献及建筑单元中的一些术语欠严谨的问题。在这里,必须申明,本文中的相,是沉积岩石学中的相,不是火成岩岩石学、变质岩岩石学、古生物学、地层学、地球物理学、地球化学等地质学分支学科中的相。岩相、相和沉积相是同义的术语。当然,这些术语的定义是有争议的,希望遵循“百花齐放和百家争鸣” 的方针和地质实践,逐步地解决这些争议。     

陕西秋树坪金矿似斑状奥长花岗岩脉锆石U-Pb年龄、地球化学特征及地质意义北大核心CSCD

陕西秋树坪金矿床发育花岗岩脉,其形成年代及岩石成因背景尚不清楚。本次研究表明,其岩石类型为似斑状奥长花岗岩脉,锆石LA-ICP-MS U-Pb定年研究揭示其成岩年龄为881.9±9.6 Ma。奥长花岗岩脉w(SiO_(2))为72.91%~74.40%,w(K_(2)O)为0.38%~1.18%。稀土元素含量为51.45×10^(-6)~104.16×10^(-6),稀土元素配分曲线右倾,表现出LREE富集,HREE亏损的特点。(La/Yb)_(N)的值为8.06~27.76,平均值为21.06,轻重稀土分馏程度较高。根据主微量元素特征,认为似斑状奥长花岗岩脉形成于火山弧环境。岩脉具有高Sr含量,高Sr/Y比值、贫Yb和Y以及Eu正异常,推测其源区残留相可能为石榴子石和金红石,无斜长石,部分熔融程度相对较低,且板片流体影响较小。脉体内可见浸染状黄铁矿化、褐铁矿化,为金矿化体,暗示研究区新元古代有形成斑岩型金矿的可能。     

西藏萨嘎地区布朵淡色花岗岩岩石化学、年代学研究及构造意义

西藏萨嘎地区布朵淡色花岗岩位于喜马拉雅造山带中,属北喜马拉雅造山带的花岗岩。本次研究的萨嘎布朵淡色花岗岩,具高SiO₂（72. 26% ~ 73. 05%）、富Al₂O₃（14. 61% ~ 14. 98%）、高K₂O（3. 65% ~ 4. 09%）和Na₂O（3. 47% ~ 3. 76%）、低P₂O₅（0. 09% ~ 0. 12%）的特征,K₂O／Na₂O = 1. 00 ~ 1. 08、A／CNK = 1. 18 ~ 1. 24,属高钾、过铝质钙碱性S型花岗岩。岩石微量元素变化较大,∑REE = 98. 87 × 10^-6 ~ 124. 51 × 10^-6、LREE／HREE = 11. 24 ~ 16. 12、Rb = 187 × 10^-6 ~ 234 × 10^-6、Sr = 311 × 10^-6 ~ 409 × 10^-6、LaN／YbN = 19. 96 ~ 40. 28、δEu = 0. 89 ~ 0. 99。 布朵淡色花岗岩结晶时间为16. 15 Ma,与区域上的其他的北喜马拉雅淡色花岗岩结晶时间一致,均是形成于陆陆碰撞造山后的伸展背景,代表印度—欧亚大陆后碰撞期的产物,对喜马拉雅造山带的研究有一定的指导意义。     

岩石内应力的X射线-中子散射测量方法

岩石内应力的储存和释放对深地资源和能源开发具有重要约束。矿物晶格间距的动态变化是揭示岩石内应力演化的重要指示。X射线衍射法是当前获取矿物晶体结构的主要手段,可以准确测定矿物的特征衍射峰。但是,对于具有复杂结构和矿物组成的岩石,X射线在穿透过程中携带的统计信息,难以反映矿物晶格间距的细节特征。中子射线的能量高、穿透深度大,且与原子核反应,因而能更准确地刻画矿物元素位置和结构细节,但中子的波长较长、校准困难,结果具有不确定性,导致中子射线在岩石内应力研究中未能发挥应有作用。在分析X射线、中子技术优势和固有局限的基础上,提出了岩石内应力的X射线-中子衍射测量方法,重点剖析了该方法的基本原理,提出了该方法的关键技术与研究前景。得出了如下结论:利用X射线在确定岩石矿物晶格参数的优势,结合加热处理等技术,可实现岩石矿物无应力条件下晶格间距的标定; 采用中子衍射技术可精确测量岩石矿物的衍射偏移峰,实现岩石内应力深度轮廓的精准刻画; 结合X射线与中子的优势,可实现岩石内应力绝对值的精确测量。提出的技术手段有利于揭示岩石内应力的微观储存和释放过程,以及长期存留的物质条件和物理力学机制,并有望为岩石矿物组成和微观结构研究提供一种新的技术方案。     

高地应力“强度 & 应力”耦合判据及其分级标准

众多地下工程建设始终处于高地应力环境中,岩体初始应力是地下工程围岩变形破坏的先天条件和主导因素。“高地应力”术语及概念出现和地下工程围岩特殊破坏现象紧密联系,属于工程概念范畴。随着地下工程数量越来越多并逐渐向深部发展,高地应力诱发的围岩破坏现象日益显著,严重影响工程稳定性。现有的高地应力定量分级判据多采用强度应力比值形式,没有充分考虑岩石强度、应力两个指标的绝对值大小和耦合关系。本文在讨论现有分级判据、收集实际工程案例数据以及分析高地应力破坏现象显现过程的基础上,提出了高地应力“强度& 应力”耦合判据及其定量分级标准。高地应力“强度& 应力”耦合判据的表现形式为3条考虑岩石饱和单轴抗压强度R_c以及和初始最大主应力σ₁耦合的边界线,边界线以内的区域为高地应力区、边界线以外的区域为低地应力区。该判据特点是既考虑初始最大主应力、岩石饱和单轴抗压强度的绝对值边界条件,同时也考虑两者耦合区间。研究结果表明:基于二维尺度提出的“强度& 应力”耦合判据,针对86个典型地下工程的高地应力判别结果和工程现场高地应力显现形式完全相符,可以在实际地下工程中推广应用。基于“强度& 应力”耦合判据的高地应力区分级标准能较好地判别围岩破坏现象的剧烈程度,可为工程灾害的预防提供参考。     

祁连山地区花岗质岩浆作用及构造演化

祁连山在构造上是一条经历了多期构造旋回叠加的早古生代复合型造山带,花岗质岩浆作用研究对揭示其构造演化具有重要意义。锆石U-Pb年代学统计结果表明,祁连地区花岗质岩浆活动可以分为7个大的阶段,包括古元古代早期(2 470~2 348 Ma)、古元古代晚期(1 778~1 763 Ma)、中元古代晚期-新元古代早期(1 192~888 Ma)、新元古代中期(853~736 Ma)、中寒武世-志留纪(516~419 Ma),泥盆纪-早石炭世(418~350 Ma)以及中二叠世-晚三叠世(271~211 Ma)。其中古元古代早期发育强过铝质高钾钙碱性S型和准铝质低钾拉斑-高钾钙碱性I型花岗岩,记录了早期的陆壳增生及改造事件。古元古代晚期为准铝质-弱过铝质高钾钙碱性-钾玄质A型花岗岩,是Columbia超大陆裂解事件的产物。中元古代晚期-新元古代早期以过铝质-强过铝质钙碱性-钾玄质S型花岗岩为主,新元古代中期以准铝质-强过铝质钙碱性-高钾钙碱性A型花岗岩为主,分别对应Rodinia超大陆的汇聚和裂解事件。中寒武世-志留纪花岗岩是洋陆转换过程中的产物,约440 Ma加厚基性下地壳部分熔融形成的低Mg埃达克岩的广泛出现指示祁连地区全面进入碰撞造山阶段。泥盆纪-早石炭世花岗岩代表后碰撞伸展阶段岩浆岩组合,发育准铝质-强过铝质低钾拉斑-钾玄质等一系列花岗岩。中二叠世-晚三叠世花岗岩以准铝质-弱过铝质钙碱性-高钾钙碱性I型花岗岩为主,有少量弱过铝质高钾钙碱性A型花岗岩,是宗务隆洋俯冲消减以及碰撞后伸展过程的产物。