内蒙古中部西乌旗晚石炭世辉长岩-花岗岩系列:岩石成因与地球动力学意义SCIEI北大核心CSCD

辉长岩和花岗岩组成的双峰式火成岩系列通常产出于威尔逊板块构造旋回的诸多伸展周期。基于其岩石地球化学特征示踪伸展地球动力学过程与相关壳幔相互作用的独特视角,本文报道了中亚造山带东段内蒙古中部西乌旗地区新近识别的晚石炭世猴头庙辉长岩-花岗岩系列。SIMS锆石U-Pb定年揭示辉长岩和花岗岩的侵位年龄分别为~307Ma和~305Ma。辉长岩主要由斜长石、辉石和角闪石组成;SiO 2含量介于50.4%~53.4%之间,呈现镁质、准铝质和钙碱性特征;富集大离子亲石元素,亏损高场强元素;并具有OIB型全岩Sr-Nd(I Sr(t)=0.704249~0.704330,εNd(t)=+1.73~+3.81)和锆石Hf(εHf(t)=+4.58~+15.16)同位素组成,其锆石δ18 O介于5.75‰~6.61‰之间。这些特征指示辉长岩可能源于俯冲板片流体交代的亏损地幔楔部分熔融。同期花岗岩主要由斜长石、钾长石、石英和黑云母组成;其SiO 2含量变化于76.3%~77.6%,高硅碱、贫铁镁、弱过铝、富钍铀、亏锶钡、Eu负异常,契合典型高分异I型花岗岩的元素地球化学特征;花岗岩具有中等放射性成因的全岩I Sr(t)(0.704923~0.704981)、εNd(t)值(-0.15~+0.57)和锆石εHf(t)值(-2.63~+7.40),以及高的锆石δ18 O(6.44‰~8.06‰)。鉴于元素和同位素特征指示的高分异特征和高演化源区,猴头庙高硅花岗岩可能衍生自中元古代和古生代多期增生物质所组成的复合中基性地壳的部分熔融及其后的结晶分异作用。综合区域石炭纪-早二叠世蛇绿混杂岩和岛弧岩浆岩时空展布格局,晚石炭世猴头庙辉长岩-花岗岩系列记录了内蒙古中部其时因洋脊俯冲引发的弥散性区域伸展事件。一方面,该事件既有别于建造西乌旗早-中石炭世弧-盆体系的板片回退阶段,又迥异于早二叠世大规模后碰撞伸展过程;另一方面,这些周期性伸展事件共同见证了中亚造山带东段晚古生代威尔逊造山旋回的完整历程。     

乌兰察布坳陷北西缘赛汉组下段氧化带发育特征与铀成矿关系

近些年,在乌兰察布坳陷北西缘地区赛汉组下段中发现了较好的铀矿化信息,铀矿化与氧化带的发育密切相关。文章以岩心、地质露头观测和岩石地球化学参数分析等手段,分析了研究区不同的岩石地球化学类型、氧化带的空间分布特征。根据该区不同的氧化带类型、空间展布及其与铀矿化之间的成因关系,划分了同沉积叠加后期改造泥岩型和潜水-层间氧化带砂岩型两种铀矿化类型,探讨并总结了研究区氧化带空间发育特征与铀矿化的分布规律,对今后在该区进行铀矿找矿提供重要的指导作用。     

基于叠前同时反演的致密砂岩储层预测及含气性识别——以苏里格S区块为例

苏里格S区块储层与围岩阻抗差异小、气水关系复杂,叠后纵波阻抗反演方法难以区分优质储层,通过研究区岩石物理分析可知,叠前参数纵横波比可以有效区分岩性和含气性。本文首先进行模型正演确定储层地震响应特征;然后通过适用于砂泥岩的Xu-White模型进行岩石物理建模及横波预测,建立岩石物理模板;其次采取线性去噪、剩余振幅补偿等处理方法对CRP道集进行优化;最后通过叠前同时反演定量预测储层厚度及含气性。结果表明：(1)储层顶界的地震反射特征为强波谷反射,底界反射不明显;(2)纵横波比小于1.68可有效划分砂岩,联合纵波阻抗小于12 200 g·cm^-3·m·s^-1预测储层,再由更低的纵横波比小于1.57识别含气性;(3)储层展布特征与含气性预测范围趋势相似,但在局部上存在差异,储层发育程度与其含气性不一定呈正相关。本文所提方法期望为下一步圈定有利含气储层面积及井位部署提供有力的技术支撑。     

博格达造山带东段早石炭世火山岩地球化学特征及构造属性

博格达造山带东段克孜库都克地区七角井组玄武岩和中酸性火山碎屑岩及少量流纹岩在时空上构成双峰式火山岩组合。玄武岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为331.0±3.0Ma,属于早石炭世晚期;Si O2含量为47.68%~48.82%,Ti O2含量(1.83%~2.17%)略高于N型大洋中脊玄武岩,高Al(Al2O3含量为15.56%~16.09%),富钠贫钾(Na2O/K2O=5.44~7.76),低Mg(Mg O含量为5.97%~7.17%,Mg#为43~47),表明其原始岩浆发生过明显的橄榄石和辉石的分离结晶作用。玄武岩具有近于平坦的稀土配分模式,轻微负Eu异常(δEu=0.89~0.93),相对富集Rb、Ba、P,亏损Th、Nb、Ta、Sr、Ti等不相容元素。火山岩岩石地球化学特征表明:研究区玄武岩可能是亏损尖晶石相地幔橄榄岩向石榴石相地幔橄榄岩过渡的产物,且在其上升过程中受到较弱程度的地壳物质混染,形成于陆内裂谷环境,其地球动力学体制可能与古亚洲洋壳向先存的准噶尔-吐哈陆块斜向俯冲,产生的侧向撕裂力拉张陆块有关。克孜库都克地区早石炭世玄武岩构造属性的确立进一步证实了博格达造山带在石炭纪时期处于大陆裂谷演化过程的观点,为进一步深入理解博格达地区石炭纪构造岩浆演化过程提供了新的地质与年代学依据。     

江西九瑞矿集区东雷湾矿区中酸性侵入岩及其铁镁质包体的成因:锆石U-Pb年代学、地球化学与Sr-Nd-Pb-Hf同位素制约

九瑞矿集区成矿与燕山期中酸性侵入岩体关系密切,但对该区东雷湾矿床的地质地球化学研究还相对较少.对东雷湾矿区中酸性侵入岩(花岗闪长斑岩、石英闪长玢岩)及其铁镁质包体进行了系统的锆石U-Pb年代学、矿物化学、岩石地球化学和Sr-Nd-Pb-Hf同位素研究,探讨其岩石成因.锆石LA-ICP-MS U-Pb定年表明:东雷湾中酸性侵入岩的成岩年龄为144.3~148.7 Ma,铁镁质包体的年龄为146.4~147.1 Ma,与寄主侵入岩花岗闪长斑岩的年龄一致.东雷湾侵入岩属准铝质范围,岩石的Mg#较高(42.5~68.0,平均56.0),并具有较高的相容元素含量,富集轻稀土,Eu异常不明显,富集大离子亲石元素,亏损高场强元素.暗色铁镁质包体呈细粒结构,常见针状磷灰石和钾长石斑晶.东雷湾样品的Sr-Nd同位素组成变化范围较小,初始87Sr/86Sr比值位于0.706 4 ~ 0.707 9,ε_Nd(t)值变化于-5.80~-3.31,t_2DM(Nd)为1.2~1.4 Ga,锆石ε_Hf(t)值为-15.9~-3.6.样品的206Pb/204Pb(t)、207Pb/204Pb(t)、208Pb/204Pb(t)值分别变化于17.333 3~18.260 0、15.513 5~15.621 0、37.404 1~38.395 4之间.详尽的元素和同位素地球化学特征表明,东雷湾铁镁质包体是由拆沉的加厚下地壳发生部分熔融,并在其上升过程中与地幔物质发生相互作用,进而与花岗质岩浆混合过冷结晶形成的.该区侵入岩的形成很可能是因为加厚下地壳拆沉入软流圈地幔后发生部分熔融,熔体与地幔橄榄岩相互作用后在上侵的过程分别形成了铁镁质岩石和花岗质岩石.      

《岩土力学》2014年第8期被EI收录论文(40篇,收录率100%)

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岩石脆性预测在吉木萨尔凹陷致密油勘探中的应用

岩石的脆性是非常规油气藏勘探开发中需考虑的关键岩石力学参数之一。岩石脆,压裂过程中易产生缝网,从而有效改造储层,达到提高单井产量的目的。基于岩石弹性参数的归一化杨氏模量和泊松比方法,是当前广泛采用的可用于地震预测的岩石脆性评价技术,但其结果受归一化参数取值的影响较大,适用性受到影响。利用杨氏模量和泊松比的商作为脆性评价指标,并用大量岩石力学实验刻度,大大提高了岩石脆性判别的可信度。利用地震叠前弹性参数反演,开展吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组致密油岩石脆性预测,指导水平井部署。为保证更好的储层改造效果,在水平井轨迹设计过程中不但考虑了储层物性,还充分考虑了岩石脆性。在优选的有利区钻探水平井,并实施了体积压裂,微地震监测结果显示压裂产生了缝状网,储层改造效果理想。该水平井试油获得了稳定高产工业油流。     

日喀则蛇绿岩研究中的几个问题

日喀则蛇绿岩是中国最著名的蛇绿岩,但是,许多问题存在争论,许多现象没有搞清楚。文中讨论了日喀则蛇绿岩中一些重要的现象以及对目前发现的许多矛盾如何考虑的问题。例如,(1)日喀则蛇绿岩中是否存在席状岩墙群?是否存在席状岩床群?本文认为,席状岩墙群应当是存在的,因为有不对称冷凝边出现。而席状岩床群可能是有问题的,岩床作为侵入体可以出现在许多地方,但是,蛇绿岩中不可能出现席状岩床群,尤其还把它作为蛇绿岩岩石组合的一个单元。笔者认为,所谓的席状岩床群可能是席状岩流群,它不是一个独立的单元,是玄武岩单元下部的成员。(2)日喀则蛇绿岩是否统统是蛇绿岩是一个需要考虑的问题,雅鲁藏布江东西两段出现的岩石组合及其产出背景与日喀则地区的蛇绿岩明显不同,其中有些可能未必是蛇绿岩。(3)自1972年彭罗斯会议以来,蛇绿岩研究发展到现在,可能已经进入了一个关键时期。文中回顾了蛇绿岩的定义及其构造意义,指出1972年彭罗斯会议关于蛇绿岩的定义仍然是适用的。蛇绿岩可以概括为洋壳+地幔,这个洋壳来自板块扩张脊,是年轻的;这个地幔是大洋岩石圈地幔,也可能保留有古老岩石圈地幔的印记。蛇绿岩产于板块扩张脊,这是蛇绿岩构造含义的唯一解,蛇绿岩不存在多解性。(4)日喀则蛇绿岩的许多基本观点主要是法国学者提出来的,如关于岩床群的见解,慢速扩张的见解等。但是,上述见解是否都是对的是需要思考的。日喀则蛇绿岩具有得天独厚的条件,我们应当很好利用这个条件,努力把我们的研究做好,为全球蛇绿岩研究贡献我们的一份力量。     

胶北地块变质基底超镁铁岩的矿物岩石地球化学特征

胶北地块变质基底的蛇纹岩、蛇纹岩化尖晶石方辉橄榄岩、尖晶石橄榄斜方辉石岩、角闪石岩自形成以后,经历了早期的高角闪岩相和晚期绿片岩相的变质作用,因而记录了三个阶段的矿物组合:早期的Opx1+Ol1+Spl1;中期的Opx2+Ol2+Spl2+Amp2和晚期的Amp3+Srp3+Mag3+Cal组合。超镁铁岩中普遍存在的角闪石,具有粒状变晶结构特征,形成于角闪岩相和绿片岩相的变质作用过程。蛇纹石没有受到应力作用的迹象,显示其形成于晚期非挤压环境的交代变质作用过程。尖晶石橄榄岩中斜方辉石的矿物化学以及尖晶石橄榄岩的高Mg O含量都表现出克拉通橄榄岩的性质。角闪石岩的稀土元素配分图解的(La/Sm)N的比值1.11~1.41,(La/Yb)N的比值0.91~1.61,超镁铁岩多元素图解显示无高场强元素异常,都表明胶北地块变质基底的超镁铁岩形成的构造背景或是裂谷环境。尖晶石矿物的Mg#0.72~0.79、Cr#0.06~0.12表明交代变质成因。方辉橄榄岩橄榄石的Fo值88.42~90.50、超镁铁质岩石全岩主元素的分散性、较大的∑REE含量变化以及Si/Al-(Mg+Fe)/Al和Mg/Ti-Fe/Ti主元素的比值图解所表现出的超镁铁岩与角闪石岩具有成因联系等,都表明胶北变质基底的超镁铁岩可能是具有堆晶成因的一套幔源岩浆系列。高MgO含量(16%~42%)表现出前寒武纪变质基底的橄榄岩地幔性质;高水含量反映出漫长地质历史时期变质作用过程。     

华北克拉通怀安陆块新太古代低铝和高铝TTG片麻岩的地球化学特征与成因

英云闪长岩-奥长花岗岩和花岗闪长岩(简称TTG)是太古宙高级变质地体的主要物质组成,对深入理解早期大陆生长及其机制具有重要的科学意义。目前,人们对其成因过程与机制仍有不同认识。本文以怀安陆块中广泛分布的TTG片麻岩为例,探讨其成因演化和机制。研究区位于华北克拉通中北部,主要由新太古代英云闪长岩及少量奥长花岗岩、花岗闪长岩组成。我们从该区识别出富硅富重稀土和负铕异常的低铝奥长花岗质片麻岩,形成时代与广泛分布的高铝TTG质片麻岩一致(锆石SHRIMP U-Pb年龄2.53Ga)。岩石地球化学数据显示,低铝奥长花岗质片麻岩的主量元素具有富SiO 2(76%~79%),低Al2O3(11.01%~12.61%)、CaO(1.27%~1.59%)、MgO(0.74%~0.24%)和Mg#(18~53)等特征,而广泛分布的高铝TTG岩系的主量元素含量变化大,例如,SiO 2=63%~77%、Al2O3=13.2%~17.77%、CaO=1.8%~5.78%、MgO=0.18%~3.84%和Mg#=35~64。微量元素方面,低铝奥长花岗质片麻岩具有Eu/Eu*负异常(除1个样品为弱正异常1.38外,其余样品分布在0.59~0.44),富集重稀土((La/Yb)N=4~7,(Gd/Yb)N=0.36~1.27),而高铝TTG岩系从弱负铕异常到正异常(Eu/Eu*=0.8~5.35),轻重稀土分馏明显((La/Yb)N=10~103、(Gd/Yb)N=1.97~5.72)。在微量蛛网图中二者的区别除重稀土明显存在区别外,低铝奥长花岗质片麻岩显示出Ba、Sr的相对亏损,而高铝TTG岩系则相反。二者Lu/Hf比值差异明显,低铝奥长花岗质片麻岩变化在0.1~0.16,而高铝TTG岩系变化在0.01~0.07。在Lu/Hf与相关元素以及SiO 2与相关元素哈克图解中,二者差异更加明显,表明它们之间不存在直接的成因联系。综合锆石U-Pb、Lu-Hf同位素特征以及岩石地球化学特征,我们认为低铝奥长花岗质片麻岩是低压下由新太古代新生基性地壳物质低程度部分熔融而成,源区残留矿物相以辉石+斜长石为主,岩浆可能存在过独居石的分异作用。高铝TTG岩系主要由新生基性地壳在相对高压下部分熔融而成,源区残留相以石榴石+辉石+角闪石以及无或少量斜长石为特征。岩浆经历过角闪石和辉石分离结晶作用,铕正异常增大的现象可能与斜长石堆晶有关。本区同时形成高铝和低铝TTG岩系的机制还需深入研究。俯冲机制、地幔柱机制以及二者共同作用等机制均能解释TTG的成因。依据本区同期还形成大量辉长质-闪长质岩浆和稍晚(2.5~2.45Ga)形成的钾质花岗岩类岩浆的侵入活动,我们认为本区高铝和低铝TTG岩系分别来自底侵作用导致的下地壳不同深度不同程度的部分熔融有关。引起底侵作用的机制可能与地幔柱或地幔柱与板块俯冲共同作用有关。