东昆仑东段加鲁河中基性岩体环石英捕虏晶角闪石和黑云母矿物学特征及其对岩浆混合过程的约束

加鲁河中基性岩体位于东昆仑造山带东段,岩体边部岩浆混合作用明显,富含暗色环边石英,是研究岩浆混合作用的理想地质体。本文在详细岩石学研究基础上,对寄主岩(香加南山花岗岩基)-包体-包体捕虏晶-暗色环边石英的矿物(黑云母和角闪石)进行电子探针成分分析。研究表明,不同类型黑云母的Fe~(2+)/(Fe~(2+)+Mg)比值基本一致,介于0.53~0.59,寄主岩黑云母的MgO含量较低(8.06%~8.29%),包体捕虏晶-暗色环边的黑云母MgO含量较高(分别为9.38%~9.45%和9.25%~9.52%);不同类型角闪石的(Ca+AlⅣ)较高,大于0.5,寄主岩角闪石具有较高的FeO~T含量(20.27%~21.01%)和较低Mg#值(45~47);包体-包体捕虏晶-暗色环边的角闪石具有较低的FeO~T含量(分别为18.31%~19.49%、18.11%~18.90%和18.01%~18.43%)和较高的Mg#值(分别为50~54、52~53和55~60)。寄主岩的角闪石(为铁浅闪石)和黑云母(为铁质黑云母)具壳型特征;包体-包体捕虏晶-暗色环边的角闪石(为镁角闪石)和包体-暗色环边的黑云母(为镁质黑云母)具壳幔型特征。寄主岩和包体捕虏晶的角闪石具有近似的成分和结晶环境,显示包体与寄主岩间存在成分交换。早期富水岩浆有利于磁铁矿和钛铁矿结晶,使晚期结晶的暗色环边矿物(黑云母和角闪石)具有较高的MgO含量和较低的FeO~T含量,以及最低的结晶温度和压力。     

煤系泥岩组分特征及其对岩石力学性质的影响

应用X-衍射、荧光光谱分析和力学试验研究方法,研究了淮南新集井田煤系泥岩的矿物组成和化学成分特征;建立了泥岩的力学性质与其化学成分之间的定性定量关系,其表现为:随着SiO2含量的增大,泥岩的单轴抗压强度和弹性模量总体呈增大趋势;而随着烧失量的增大,泥岩的单轴抗压强度和弹性模量总体呈减小趋势。      

Magma Mixing Genesis of the Jinchang Quartz Diorite in West Qinling Orogen,Western China: Petrographical and Geochronological Constraints and Their Tectonic Implications

位于西秦岭南部的金厂石英闪长岩岩体内含有大量镁铁质暗色微粒包体,包体大多呈浑圆状和水滴状,部分呈不规则拉长状,与寄主岩的接触界线截然或呈渐变过渡关系.石英闪长岩中的磷灰石呈短柱状,而包体中的磷灰石则呈细长针状,反映基性岩浆的快速冷凝结晶.石英闪长岩中的斜长石发育振荡环带,核部的斜长石An低,而边部斜长石An先急剧上升,复又下降;核部与边部之间存在明显的间断,同时斜长石边部包裹有暗色矿物,指示其形成时可能有更基性的岩浆注入.寄主岩中的角闪石大多为普通角闪石和镁普通角闪石,属SiO2饱和型,而包体中角闪石一部分为镁普通角闪石,属SiO2饱和型,一部分为韭闪石、韭闪石质普通角闪石,属SiO2不饱和类型.包体中的角闪石自核部到边部,Al2O3与TiO2含量急剧下降,说明核部和幔部相对于边部形成于更高温的环境.寄主岩中黑云母部分为铁质黑云母,部分为镁质黑云母,而包体中黑云母均为镁质黑云母,在∑FeO/(∑FeO+MgO)对MgO图解上寄主岩与包体中黑云母均落入壳-幔混源区.寄主岩和包体中的锆石均为典型的岩浆锆石,LA-ICP- MS锆石U- Pb定年表明它们的形成年龄分别为212±2 Ma及215±1Ma(2σ),在误差范围内基本一致,证明二者同时形成.综合以上岩相学和年代学证据认为,金厂石英闪长岩和镁铁质暗色微粒包体是幔源基性岩浆和壳源酸性岩浆混合作用的产物,形成于秦岭造山带中三叠世造山后伸展环境.结合区域上的研究结果认为,中—晚三叠世时期的幔源岩浆底侵和下地壳部分熔融在西秦岭广泛存在.     

南华北地区石炭-二叠系砂岩和泥岩中粘土矿物的形成与转化

区内砂岩中的粘土矿物主要是自生的高岭石、绿泥石和伊蒙混层，而泥岩中的粘土矿物是伊蒙混层和高岭石，少量绿泥石。未见蒙脱石。砂岩和泥岩中粘土矿物的转化具有相似的水介质和地温条件，都反映出在中—晚成岩期形成，而且与烃类的排出和运移密切相关。泥岩中粘土矿物转化和脱水作用为砂岩输送流体和释放溶解物质。而且泥岩中有机质的脱羟基向砂输送酸性水，促进砂岩中骨架颗粒溶解、次生孔隙的产生。     

内蒙古东部索伦地区中二叠世哲斯组古环境与海平面相对升降的地球化学记录

根据研究区哲斯组的岩性特征、沉积构造特征,结合泥岩微量元素和饱和烃有机地球化学等地球化学参数,综合研究索伦地区哲斯组的沉积环境,进而解释海平面的相对升降,为研究区哲斯组油气地质条件评价提供依据。结果表明研究区哲斯组沉积环境的水体为半咸水,古盐度范围为18.55‰~28.72‰,古气候以温湿为主。B(硼元素)和微量元素比值Sr/Ba、B/Ga等可以反映的古盐度与古水深的变化,两者受海平面升降变化影响;利用定量计算的古盐度和反映古盐度的Sr/Ba值、B/Ga值和Rb/K值等编制了海平面相对变化曲线,显示研究区哲斯组剖面发生了2次海侵、海退沉积旋回,海侵发生在哲斯组底部和中部。据沉积相分析,结合地球化学指标V/(V+Ni)值、稀土元素Ce异常值饱和烃气相色谱,表明研究区哲斯组主要为缺氧、还原的浅海陆棚沉积环境,该环境有利于有机质保存和烃源岩发育。     

内蒙古中部四子王旗大庙岩体时代及成因

华北北缘的内蒙古中部地区出露大量晚古生代-早中生代花岗岩类,在空间上构成一条巨大的东西向花岗岩带.四子王旗大庙岩体作为一个典型的代表,以花岗闪长岩为主,其内部普遍发育暗色微粒包体(MMEs),是认识花岗岩岩石成因和演化的关键.本文对包体及寄主岩进行了同位素测年、岩相学、矿物化学、全岩主量元素和微量元素分析.寄主岩石中的锆石LA-ICPMS U-Pb年龄平均为265±7Ma(2σ),包体中单颗粒黑云母Rb-Sr年龄为253±5Ma(MSWD=0.85),属晚二叠世-早三叠世岩浆活动的产物.包体具塑性外形及岩浆结构,存在多种不平衡矿物组合;MME中的斜长石An组分及黑云母斑晶中MgO成分呈多期震荡,同时总体上均显示出幔部高于核、边部的特征,暗示斑晶可能为围岩捕虏晶,这种相似的成分变化指示包体与寄主岩相互作用引起的结晶环境改变,标志着岩浆成分的变化,是岩浆混合的标志之一;主量和微量数据进一步证明岩体的岩浆混合成因.Rb/Sr-K/Rb变化关系反映包体非结晶分异或黑云母堆晶的产物,而Ce/Pb-Ce、Ba-δEu和P_2O_5-δEu图及其他微量元素比值图等均表明花岗闪长岩体发生了岩浆混合作用,这也得到岩浆物理化学条件的支持.岩浆底侵和岩浆混合作用是该区岩体形成的主要机制和方式.岩石地球化学特征表明该岩体不同于加厚地壳和俯冲洋壳熔融的TTG和埃达克质岩石,而黑云母矿物化学和岩石地球化学显示其构造背景很可能为同碰撞环境.     

湖南骑田岭花岗岩及其暗色微粒包体的地球化学与壳幔岩浆的混合作用

骑田岭岩体是南岭地区燕山早期具幔源组分贡献的花岗岩典型代表。其主体岩性为角闪黑云二长花岗岩和(角闪石)黑云正长花岗岩,其中发育暗色微粒包体和由暗色矿物组成的团块或条带。暗色微粒包体具有岩浆混合的大部分岩相学证据。如包体的浑圆状外形、塑性形变、冷凝边、斜长石An的“双峰式”分布、似环斑长石、针状磷灰石等。包体属于准铝质(A/KNC=0.72～1.00,平均0.85)钾玄岩系列岩石,寄主岩石为准铝或弱过铝质(A/KNC=0.89～1.06,平均0.97)高钾钙碱性系列的岩石。二者在主量和微量元素上表现出岩浆混合成因的演化趋势。包体与寄主岩石的同位素组成具趋同性,它们的ISr和εNd(t)值分别为0.71041～0.71263、-6.9～-5.3和0.70854～0.71416、-9.2～-5.1,均表现出壳幔混源花岗岩类岩石的特点。包体K-Ar年龄为152Ma,与其寄主岩石的形成年龄(155～161Ma)接近,显示岩浆混合作用发生的时间大致为晚侏罗世早期。对包体及其寄主岩石产出的构造背景和地球化学特征的综合分析表明,该岩体中的暗色微粒包体是在伸展作用的大地构造背景下,上涌的幔源基性岩浆及其诱发的长英质酸性岩浆混合作用的产物。     

东昆仑约格鲁岩体暗色微粒包体特征及成因

对东昆仑约格鲁花岗岩体中暗色微粒包体的形态、大小、成分和分布等主要特征进行了较详细地研究。发现包体形态多样,以强烈的塑性流变为特征;包体大小悬殊,多数直径为几十厘米,最大者长轴达4m;包体成分以闪长质为主,结构总体上比寄主岩石的粒度细,岩体中不同部位的包体成分和结构都有所变化;包体分布不均匀,经常呈族状、条带状密集分布,具定向性。镜下研究发现,在包体中经常见到针状磷灰石、石英捕虏晶和斜长石的自形内核环带及增生边等现象,显示了岩浆混合成因的特点。     

老挝龙湖钾盐矿床沉积碳酸盐碳、氧同位素组成及其对成钾环境的初步指示

碳、氧同位素作为反映古沉积环境、成矿物源和水–岩反应等良好的稳定同位素指标,被广泛应用。通过对老挝龙湖钾盐矿区ZK309、ZK301、ZK311和ZK004四个钻孔农波组盐岩上覆泥岩碳、氧同位素组成的分析,讨论了盐岩上覆泥岩沉积的碳、氧同位素组成变化特征及其指示的沉积环境。经分析,所测碳、氧同位素基本代表了碳酸盐碳、氧同位素组成,初步推测这些碳酸盐均为当地自生,受后期改变很少,δ13C和δ18O平均值分别为-5.1‰和-4.6‰,其中δ13C值略高于一般陆相碳酸盐碳同位素最大值–5.69‰,δ18O值介于–2.71‰~–10.8‰之间,ZK309和ZK301钻孔碳、氧同位素相关系数均小于0.7,初步指示盐岩沉积之后沉积环境为陆相。δ13C值略高于–5.69‰,推测是后期盐岩层被淋滤,泥岩层受淋滤后的残余卤水影响的结果,这也解释了蒸发岩沉积层序异常(钾石盐覆盖于光卤石之上)的沉积特征。因此,在本研究中,大气水在泥岩碳、氧同位素的变化中扮演了重要角色。     

弹塑性致密泥岩用新型尖齿PDC钻头的研制与应用

分析了常规复合片钻头钻遇弹塑性致密泥岩钻进效率低的主要原因,并在此基础上研制了适用于该种地层的新型尖齿PDC钻头。通过对PDC切削齿几何结构的改进、切削结构和水力结构的优化设计而研制的新型钻头,在现场试验中取得了良好的钻进效果。平均寿命高达300 m,平均钻进时效3～4 m,解决了弹塑性致密泥岩钻进效率低的难题,为类似地层的钻探施工提供了一种高效实用的新产品。