区域构造分析与GIS技术在湘中地区锑矿成矿预测中的应用

本文从区域构造分析和ＧＩＳ技术两个方面,对湘中地区锑矿找矿前景进行了概略评价,指出了找矿目标与找矿远景地段。     

湘中杏枫山金矿床流体包裹体特征及其对矿床成因的指示

杏枫山金矿是湘中盆地典型的石英脉型金矿床,矿床位于白马山复式岩体的外接触带,主要赋存于新元古界板岩—千枚岩中。为了查明杏枫山金矿床的成矿流体特征,并揭示其矿床成因,本文在对该金矿的矿床地质特征、矿物共生关系进行了野外调查和室内镜下研究的基础上,利用岩相学、显微测温以及激光拉曼显微探针分析等技术手段,对该金矿的不同期次石英中的包裹体开展了系统研究。研究结果表明：成矿期石英脉呈席状产出,其流体包裹体以富液相为主,含少数富气相包裹体和CO2包裹体,流体包裹体的均一温度在220~420℃范围内,盐度为0. 35%~11. 94% NaCleqv;成矿后石英中流体包裹体的均一温度和盐度均明显小于成矿期。该金矿床的成矿流体属中高温、贫CO2的还原性H2O—NaCl(±KCl)—CO2—CH4—N2体系,减压沸腾作用造成成矿流体的氧逸度、pH值改变,是导致该区金矿石沉淀的主要原因。湘中杏枫山金矿的成矿温度高,成矿压力较小,成矿流体及地质特征均明显有别于国内外典型的造山型金矿床。结合其围岩蚀变类型和矿物共生组合等特征,可推断杏枫山金矿床属于与侵入岩有关的金矿体系(IRGS)。     

湘中—湘南烟溪组沉积特征及页岩气勘探潜力

湖南地区,尤其是湘中—湘南区域奥陶系烟溪组是我国新发现的页岩气勘探层位,该地层具有岩性变化大、有机碳含量高、成熟度高的特点。通过野外露头资料、钻井资料分析表明烟溪组岩性以硅质岩和碳质页岩为主,砂质页岩和砂岩次之。根据岩性、沉积构造以及纵向上岩石组合特征分析,认为烟溪组沉积相类型多样,包括深水盆地相、浅水盆地相、浅水陆棚相和浊积扇相等。研究表明:深水盆地相分布在湘南,浅水盆地和浅水陆棚相分布在湘中中部,而浊积扇相分布在湘中西北部、北部和东部等区域,沉积相的分布规律决定了烟溪组页岩气的勘探方向。横向上,湘南深水盆地硅质岩和碳质页岩TOC含量较低,而湘中浅水盆地相碳质页岩TOC含量高、厚度大,是烟溪组最有利的勘探区域;纵向上,烟溪组第三岩性段碳质页岩有机质丰度最高,脆性矿物含量高,是页岩气勘探的“甜点”层位。     

湘中锡矿山矿区与成矿有关的角砾岩及其形成机制

湘中锡矿山锑矿床的角砾岩广泛发育,可以分为同生角砾岩、古岩溶角砾岩、断层角砾岩、液压致裂角砾岩等类型。本文主要对与成矿有关的角砾岩进行了深入研究,在详细的野外调研与定性研究基础上,应用分形几何的定量描述方法,确定了其角砾颗粒大小分布维数D_s和形态分布维数D_r以及D_l等参数,并在此基础上,探讨了该区角砾岩的形成机制。研究表明,与矿有关的角砾岩主要可分为两类:方解石胶结的角砾岩和硅质胶结的角砾岩;含矿方解石胶结弱硅化灰岩角砾主要为液压致裂的物理成因,而含矿硅质胶结的强硅化灰岩角砾既有物理致裂作用,又伴有热液参与的化学溶蚀作用;液压致裂是锡矿山矿区角砾岩形成的重要机制。     

湘中龙潭组北型沉积相及聚煤特征

湘中地区晚二叠世龙潭组北型地区为一套灰黑色泥岩、粉砂岩、细砂岩、煤层等沉积组合,具有砂泥薄互层层理、透镜状层理、水平层理及大型交错层理等沉积构造。根据野外剖面及岩心沉积学分析,在龙潭组中识别出残积平原-潟湖、潮坪和滨外陆棚沉积体系,总体上反映为海平面持续抬升、水体逐渐变深的沉积过程。煤层的形成受古构造和古环境等因素控制,煤层发育于煤系沉积早期的渴湖环境（2煤）和中期的潮坪环境（1煤）,从西向东2煤厚度减小,硫分及灰分产率增大;1煤仅在部分地区可见,其硫分、灰分产率均比2煤高,说明受海水影响较大。     

湘中下石炭统测水组煤层气储层特性研究

从煤岩煤质、含气性、吸附特征、裂隙发育及渗透性等方面对湘中下石炭统测水组煤层气储层(煤储层)特性进行论述。研究表明煤储层为明显的富镜质组煤,随温度、压力的增加吸附量增大。区内煤层最大含气量为41.91m3/t,以新化芦毛江至金竹山一带为中心,包括芦毛江、冷水江、渣渡、金竹山等矿区,高富集区基本呈东西向展布。但受煤阶的影响,煤层内生裂隙发育程度明显低于龙潭组煤层,同时由于煤层煤体结构连通性差以及多起构造运动形成细小的煤粉常充填于构造裂隙中,降低了煤层的渗透性。针对上述煤储层特点,指出加强对具有上封下开裂隙系统以及原生结构煤和碎裂煤整层发育地区的煤层气勘探尤为重要。     

湘中盆地基底的时代格架:来自锡矿山碎屑锆石U-Pb年龄的证据

湘中盆地中部锡矿山晚古生代沉积地层中含有大量碎屑锆石,U-Pb同位素年龄显示这些锆石形成于3400~350Ma。在年龄谱系图上它们呈多个时间区段分布,反映出湘中地区对华南大陆所经历的印支运动之前的各期重要构造变革均有物质响应。根据不同时段锆石年龄范围,结合区域构造演化特征,厘定出湘中盆地的垂向物质组合从下向上主要包括:结晶基底(1.9Ga)、变质基底(1.9~0.54Ga)、微(或未)变质基底(0.54~0.41Ga)以及表层的沉积盖层(0.41Ga),并根据不同层锆石的年龄组合特征,以及岩层发育过程中对应的构造事件,对盆地基底-盖层框架中各物质层的形成环境进行了阐述。此外,通过对比煌斑岩与其围岩锆石的U-Pb年龄结构,结合野外地质特征以及前人的研究结果,得出该煌斑岩中锆石是熔体形成期间残留的锆石,而非其上升过程中捕获自围岩。由这些锆石大多形成于840~700Ma断定,锡矿山煌斑岩主要的物质来源是盆地的中上部变质基底,明确了煌斑岩熔体及与之相关流体获取物质补充的层位在基底-盖层框架中的位置。这些工作可为进一步探讨超大型Sb成矿作用与岩浆作用的耦合关系提供理论基础。     

湘中坳陷晚古生界储层成岩演化与天然气成藏

湘中坳陷是晚古生代南华陆表海盆在湘中的一个负向构造单元, 先天成油气地质条件优厚, 目前发生气喷井18口, 岩心检测储层物性整体表现为低孔低渗, 属于物性较差的致密储层。本文通过铸体薄片、电镜扫描、粒度图像、粒度孔隙等资料开展成岩组构镜下详细观察及孔隙演化特征分析。结果表明: 该区储层类型主要是孔隙型、裂缝型和孔隙-裂隙型, 其中次生溶蚀孔和后期构造产生的破裂缝为主要储集空间。下石炭统致密储层在距今约290 Ma时形成, 成岩作用对储层孔隙影响较大, 压实作用是使碎屑岩孔隙变差的主要控制因素, 压溶作用、溶蚀作用、破裂作用对储层物性有所改善, 后期的胶结作用使储层致密性加强。结合流体包裹体测温资料及区域地质背景与地层埋藏史、油气充注期, 指出该区天然气藏为先致密后成藏的天然气成藏模式, 深盆气为勘探主要潜力目标。     

湘中锑矿床空间分布的分形特征

本文运用分形理论对湘中锑矿床（点）的空间分布特征进行了研究,结果表明,锑矿床的空间分布可以认为具有统计自相似性,分形几何学可以描述矿田分布规律。应用计盒维数法计算了锑矿床空间分布的分维值,对不同区块的分维特征进行了比较,探讨了分维值的地质意义。实际资料计算结果显示,盒子数目与尺度有很好的相关性,其相关系数均达０．９９以上     

湘中涟源凹陷上二叠统龙潭组和大隆组海陆过渡相泥页岩孔隙结构特征及对比

以湘中坳陷涟源凹陷上二叠统龙潭组和大隆组海陆过渡相泥页岩为研究对象,重点选取12块典型泥页岩钻井岩心样品开展有机碳含量、岩石热解、X射线衍射、密度法孔隙度、高压压汞、二氧化碳和氮气吸附等测试分析,利用氩离子抛光-场发射扫描电镜（FE-SEM）观察了泥页岩孔隙特征,通过定性描述和定量测定相结合的方法研究了海陆过渡相泥页岩纳-微米级孔隙结构特征及孔隙发育影响因素.研究结果表明:龙潭组和大隆组泥页岩有机碳含量均较高,热演化程度处在凝析油和湿气生成阶段早期,对应R_o为1.22%~1.43%;泥页岩孔隙类型主要为粒间孔、粒内孔、有机孔和微纳米缝.龙潭组与大隆组样品在孔隙形态、孔隙大小和影响因素上均有差异:龙潭组样品氮气吸附滞回环开口宽,有机孔形态多为圆形和椭圆形,孔径较大;大隆组样品氮气吸附滞回环开口窄,有机孔形态多为不规则状,孔径较小;龙潭组泥岩和大隆组泥页岩样品有机碳含量与黏土矿物含量呈正相关关系,2套样品的微孔孔隙积体与有机碳和黏土矿物含量均呈正相关性;龙潭组样品介孔+宏孔的孔隙体积与有机碳和黏土矿物含量呈正相关性,与石英+长石含量呈负相关性;大隆组样品中的碳酸盐矿物对其孔隙性有明显影响,大隆组样品介孔+宏孔孔隙体积与有机碳、黏土矿物和石英+长石含量相关性不明显.