新疆西昆仑奥尔托喀讷什锰矿地质、地球化学及成因

近年来,西昆仑玛尔坎苏地区富锰矿找矿取得重大突破,新发现奥尔托喀纳什等大型锰矿床。该矿床层位稳定,厚度较大,Mn平均品位达35%以上,为中国最富的碳酸锰矿床,属于典型的海相沉积型锰矿床。锰矿体主要赋存于晚石炭世喀拉阿特河组地层中,该组岩性为一套浅海碳酸盐岩台地相沉积建造组合,可划分为台内浅滩、潮坪、开阔台地、局限台地等4个相类型。成矿分为三个期次,第一期为沉积成岩成矿期,矿石矿物由菱锰矿、锰方解石、硼锰矿组成;第二期为热液改造期,形成锰镁绿泥石、红锰矿、硫锰矿、锰方解石(脉)、重结晶菱锰矿、蔷薇辉石及滑石、石膏等;第三期为表生氧化期,发育少量软锰矿、水锰矿、硬锰矿等。锰矿石具有较低的Fe/Mn比值、V/(V+Ni)比值和强烈的Ce正异常,表明Mn是在氧化环境下,以氧化物或氢氧化物的形式沉积富集。含锰岩系顶、底板岩石中含较多成熟度较差的中酸性火山岩岩屑,以及具有较低Al/(Al+Fe+Mn)、Y/Ho、Co/Ni比值的锰矿石,说明其成矿物质来源于海底热水活动。奥尔托喀纳什锰矿具有"内源外生"的特点,锰矿石及菱锰矿具有负的δ~(13)C值(-23.3‰～-13.2‰),表明锰矿经历了先成锰氧化物或氢氧化物、再被还原转化成菱锰矿的过程。此外,有机质所导致的更为强烈的还原作用是本矿床富锰矿形成的重要机制。后期构造叠加致使矿体发生变形,矿体形态受褶皱控制。矿石受到强烈改造,形成锰镁绿泥石、红锰矿、蔷薇辉石等,晚期经历氧化淋滤作用形成软锰矿、水锰矿等。     

西昆仑穆呼锰矿晚石炭世含锰碳酸盐岩地质地球化学特征及其沉积环境

西昆仑玛尔坎苏地区晚石炭世发育一套碎屑岩—碳酸盐岩建造,近期研究成果揭示其具有巨大的菱锰矿找矿前景而备受关注。通过对穆呼锰矿含锰岩系剖面测量、薄片鉴定、电子探针、扫描电镜、地球化学分析和碳酸盐岩锶同位素测试,对其进行碎屑岩—碳酸盐岩岩相划分与沉积环境分析。研究结果表明,含锰岩系可以识别出八种碎屑岩—碳酸盐岩岩相:泥灰岩相、砂屑灰岩相、微晶碳酸锰相、微晶—粉晶灰岩相、砾屑灰岩相、含砾砂屑灰岩相、钙质砂岩相、钙质砾岩相和3种岩相组合。结合矿体及其顶底板岩石地球化学和锶同位素特征,指示古海水温度平均22.68 ℃,属于亚热带区。含锰岩系为海水较浅的碎屑滨岸相和浅海陆棚相沉积,矿体顶底板处于海水相对较浅的氧化—弱还原环境,菱锰矿则形成于海水相对较深的浅海陆棚沉积洼地,处于还原沉积环境,与海底火山热液有关。     

The geobiological formation process of the marine source rocks in the Middle Permian Chihsia Formation of South China

The Chihsia Formation is one of the four sets of regional marine hydrocarbon source rocks from South China.In the past two decades,detailed geochemical and sedimentological studies have been carried out to investigate its origination,which have demonstrated that the high primary productivity plays a primary role in the deposition of sediments enriched in the organic matter.However,the mechanism of this high productivity and the path of the deposition and burial of the organic matter have always been a mystery.Based on the previous studies on the Shangsi Section in Guangyuan City,Sichuan Province,we proposed that the development of the equatorial upwelling due to the sea level rise is responsible for the relatively high productivity in the Chihsia Formation.The sea waters with high nutrient were transported by the sub-surface currents along the equator.High organic carbon flux was deposited on the deeper shelf,and then decomposed by bacteria,leading to the occurrence of anaerobic respiration.The metabolism of the microorganisms consumed the dissolved oxygen in waters,which was in favor of the preservation of the organic matter.This suggested geobiological model integrating with paleoclimatology,paleoceanography and geomicrobiology will help us to understand the causes of this particular sedimentary sequence.     

Organic geochemical characterization and depositional paleoenvironments of the Devonian strata in Guizhong region,Guangxi, China

Devonian strata in the Guizhong region, Guangxi, China consist mainly of marine deposition carbonates (limestones and dolomites) as well as restricted clastic rocks. The strata thickness is measured as 2041m and classified into 14 formations. An integrated field geological, petrographic, sedimentological, palaeobiological, and geochemical study of these strata reveals that the depositional paleoenvironments were carbonate tidal flat, restricted platform, open platform, shelf, platform margin slop, and algal herm. The total organic carbon (TOC) of sedimentary organic matter ranges between 0.07% and 1.96% with average of 0.21%. The organic matter types are Type I and Type III. The vitrinite reflectance (R ₀) of kerogen ranges between 0.99% and 2.03%, indicating the maturated and highly maturated stages. The analytical results of the representative samples collected from shelf and subtidal facies show that the differences of organic matter type and biological diagnostic compounds are related to the types of source rocks deposited in different paleoenvironments.

     

塔里木盆地西部一间房露头区奥陶系台缘储层沉积体系分析

碳酸盐岩台地边缘优质储层相带预测一直是石油勘探家关注的焦点,露头沉积体系精细结构分析及其储集性能研究是总结预测模型的一把关键钥匙。在塔里木盆地西部一间房露头区,通过详细的野外地质调查、沉积体横向追踪与对比、典型沉积体系剖面写实、系统取样和室内测试分析等方法,对中奥陶统一间房组台缘生物礁-滩沉积体系、上奥陶统良里塔格组底部的台缘斜坡-斜坡扇沉积体系进行了系统的沉积体系内部成因相构成及其储集性能研究。研究认为台缘沉积体系具有复杂的内部构成,其成因相具有相对固定的空间配置格架和品质迥异的储集性能。在台缘靠近台地一侧往往发育生物礁-滩沉积体系,由生物礁、生物碎屑滩和台缘背景沉积等3种成因相组合构成。生物碎屑滩产出于生物礁周围,礁前则具有特征的砾质滩。由内侧滩向外侧滩沉积物颗粒变细、分选性变差、生屑含量和亮晶胶结物减少。而在台缘靠近盆地一侧,则往往台缘斜坡-斜坡扇沉积体系,主要由斜坡、斜坡扇、扇面水道和滑塌体等4种成因相组合构成。扇面水道通常切割斜坡扇,滑塌体周围往往伴生有小型斜坡扇体。由斜坡扇或者扇面水道的近端向远端,沉积物由砾质逐渐转变为砂质。在上述两种台缘沉积体系中,礁前内侧砂质滩和礁后内侧砂质滩、远端砂质斜坡扇具有良好的储层品质。比较而言,台缘生物礁-滩沉积体系的潜在储集性能总体上优于台缘斜坡-斜坡扇沉积体系。     

钪矿床主要类型与成矿机制

全球范围内钪(Sc)金属资源丰富,主要集中于俄罗斯、中国、乌克兰、美国、菲律宾、澳大利亚等国家,但易选取、高品位的钪矿床非常稀缺。钪金属资源属于中国优势关键矿产资源,其储量占全球的33%,且中国供给全球90%的钪金属。钪元素因其独特的地球化学性质导致其形成的独立矿床较为稀少,主要以伴生矿产的形式产出。依据钪矿床成因类型,可以分为2大类:第一大类为与内生成矿作用相关的钪矿床,包括:Ⅰ.花岗伟晶岩型钪矿床;Ⅱ.碱性-超基性岩型磷、稀土(Sc)矿床;Ⅲ.基性-超基性岩型钒、钛、铁(Sc)矿床;Ⅳ.第二大类为与外生成矿作用相关的钪矿床,包括:Ⅳ.沉积型钪矿床;Ⅴ.风化淋滤型钪矿床。其中,在与内生成矿作用相关的碱性-超基性岩型磷、稀土(Sc)矿床和基性-超基性岩型钒、钛、铁(Sc)矿床中,钪金属主要作为副产品被回收利用,是全球钪金属的主要来源;而与外生成矿作用相关的沉积型钪矿床和风化淋滤型钪矿床开采成本较低,其中钪以离子态形式赋存、易选取、回收率高,因此,欧洲、澳大利亚、美国等钪资源研究团队认为该类型钪矿床有望改变全球钪资源的分布格局。对于钪载体矿物的研究表明,独立钪矿物主要发育于花岗伟晶岩和碳酸岩中,部分发育于热液石英脉或表生风化环境中。除独立钪矿物以外,钪主要赋存于铁镁质矿物:如辉石;富高场强元素(HFSE)矿物:如斜锆石;表生风化矿物:如针铁矿、黏土类矿物;稀土矿物:如磷钇矿等。其中,热液或岩浆成因的辉石是最重要的载体矿物之一。关于钪赋存状态的研究表明,与内生成矿作用相关的钪矿床中,除独立矿物相以外,钪主要以类质同象的形式赋存于矿物晶格中;而在与外生成矿作用相关的钪矿床中,钪主要以类质同象和离子吸附2种形式赋存。对于钪矿床成矿机制的研究表明,硅酸盐岩浆体系中钪的富集与铁镁质造岩矿物密切相关,推测岩浆的结晶分异过程可能不利于钪的富集;相比而言,热液过程对于钪的再次迁移和富集更为关键。     

薄互层地层震电波场响应特征

震电耦合产生的伴随震电场(CS)和震电界面场(IR)具有不同的强度,且能够反映地下地质体界面信息的震电界面响应一般较弱,而震电界面响应场可能在薄互层地质背景下能够出现较强的振幅值.目前还未有针对薄互层震电波场响应特征分析,且纵波引起的震电界面响应场是否对薄互层敏感有待探究.本文基于体积电荷密度的震电耦合理论数值模拟了平行薄互层(VTI)和倾斜薄互层(HTI)地质背景下的震电波场响应特征.结果表明,伴随纵波传播而产生的CS震电场几乎不受平行薄互层和楔形薄互层的影响.纵波在界面处诱导产生的IR震电场对垂直薄互层不敏感,但水平薄互层和楔形薄互层模型的厚度和薄互层的层数均能影响IR震电信号,薄互层单层厚度减小和薄互层层数增加会导致IR信号的增强.结果有力证明了纵波引起的震电界面响应场在薄互层地质体处会产生振幅异常,而水平和垂直薄互层的震电波场差异也有将助于探究层理方向有显著差异的页岩等储层中产生的震电信号.     

北山造山带花牛山岛弧东段钨矿床成矿时代和成矿动力学过程

北山造山带位于中亚造山带最南缘,为多期岛弧、蛇绿混杂岩拼贴而成的增生型造山带;晚古生代,北山造山带的构造活动引发强烈的花岗质岩浆活动,伴随有广泛的钨(钼)成矿作用;本文对北山南带花牛山岛弧三个典型含钨花岗岩体:盘陀山、鹰嘴红山及玉山岩体进行详细的锆石U-Pb年代学、全岩地球化学研究。SIMS锆石U-Pb定年结果表明该区成矿花岗岩分为两个侵入期次:(1)晚志留世月牙山-洗肠井蛇绿混杂岩南段出露花岗岩,其中,盘陀山二长花岗岩422.0±1.5Ma;盘陀山钾长花岗岩417.0±1.7Ma;鹰咀红山钾长花岗岩424.0±1.3Ma;(2)晚二叠世柳园蛇绿混杂带北侧玉山花岗岩体,定年结果为280.8±3.0Ma。岩石地球化学研究表明盘陀山-鹰嘴红山花岗岩带为过铝质S型花岗岩,玉山岩体为A型花岗岩。岩体稀土含量较高,具右倾型稀土配分模式,LREE分异强烈,HREE分异不明显,样品Eu亏损强烈。原始地幔标准化蛛网图中总体显示较为一致的分布模式,大离子亲石元素Ba、Sr呈现明显负异常,富集Th、U、Pb、Zr、Hf等元素而亏损高场强元素Ta、Nb、Ti、P。结合晚古生代北山构造演化过程,推断国庆-鹰嘴红山钨矿为公婆泉岛弧与花牛山岛弧碰撞阶段形成,而玉山钨矿床为晚华力西期弧后伸展构造背景的产物。     

地质流体中络合物同位素平衡分馏系数的第一性原理计算

地质流体中不同络合物之间的稳定同位素平衡分馏系数是利用稳定同位素示踪地质流体演化过程的必要前提.但由于受实验条件的限制,流体中部分元素不同络合物之间的同位素分馏系数难以通过实验精确测定.基于第一性原理的理论计算是获得溶液中不同络合物之间稳定同位素平衡分馏系数的一种重要手段,能够获取各种极端条件下同位素分馏系数.在应用第...     

慢度平方三角网格模型VTI介质二维QP波各向异性立体层析反演

基于慢度平方三角网格剖分模型下的各向异性射线扰动理论,建立了具有垂直对称轴的横向各向同性(VTI)介质中二维QP波立体层析所需的FRECHET导数矩阵,实现了慢度平方三角网格模型的VTI介质二维QP波各向异性立体层析.考虑到各向异性参数是影响地震波运动学特征的次一级因素,制定了先反演慢度再反演各向异性参数的反演策略.由于慢度平方三角网格模型的稀疏性,使得数据空间对模型空间的FRECHET导数矩阵规模被大幅压缩,在降低了计算成本的同时也很好的保证了界面位置、背景慢度、各向异性等各个参数的反演精度.理论数据算例证实了 FRECHET导数的正确性和反演策略的合理性.