地球科学与环境学报

新疆西准噶尔哈图岩体地球化学特征及其地质意义

2020年01月15 00:00

哈图岩体侵位于西准噶尔南部早—中泥盆世海相火山-沉积地层中,主要岩性为二长花岗岩、正长花岗岩及少量碱长花岗岩,是研究西准噶尔晚石炭世构造环境的理想对象。哈图岩体花岗岩中SiO₂含量(质量分数,下同)为72.06%～76.53%,全碱(Na₂O+K₂O)为7.80%～8.57%,CaO为0.20%～1.58%,MgO为0.07%～0.42%,明显具有高Si、富碱、贫Ca、低Mg的特征; 这些花岗岩的Al₂O₃含量为12.55%～14.06%,A/CNK值为1.06～1.15,A/NK值为1.15～1.36,显示其为弱过铝质—强过铝质花岗岩。此外,哈图岩体具有较低的稀土元素总含量((88.14～139.53)×10^-6)和高的轻、重稀土元素比值((La/Yb)_N值为3.04～6.50),在球粒陨石标准化稀土元素配分模式中显示为典型的右倾“V”字形且具有强烈的负Eu异常,表明源区可能有斜长石残留或出现斜长石的分离结晶作用; 在原始地幔标准化微量元素蛛网图中,这些花岗岩明显富集Rb、Th、U、K、Pb等大离子亲石元素,相对富集Zr、Hf,强烈亏损Sr、Ti、P,相对亏损Ba、Nb。以上特征及主量、微量元素特征和图解表明,哈图岩体为典型的弱过铝质—强过铝质A₂型花岗岩,其形成于造山后伸展阶段,是由洋壳和岛弧组成的新生地壳受上涌的幔源物质加热,在浅部低压条件下发生部分熔融,再经分离结晶作用的产物。

安徽南陵—宣城地区岩浆岩锆石U-Pb年龄及元素地球化学特征

徐晓春,安昱华,许心悦,傅仲阳 — 2020年01月15 00:00

安徽南陵—宣城地区是一个中—新生代火山-沉积盆地,位于长江中下游构造-岩浆-成矿带东北段的东南翼。对该区发育的岩浆岩开展了较为系统的LA-ICP-MS锆石U-Pb定年及岩石主量、微量和稀土元素分析,并与长江中下游构造-岩浆-成矿带其他地区岩浆岩进行对比,旨在确定岩浆岩的成岩时代、探讨岩浆岩成因及其与成矿的关系。南陵—宣城地区岩浆岩一部分侵入于盆地基底中,另一部分喷发形成盆地盖层,还有一部分产于盆地之上的推覆构造(体)中。侵入岩的岩性主要为花岗岩、花岗闪长岩、石英闪长岩、辉石闪长岩等,火山岩主要为英安质火山碎屑岩和熔岩。获得的侵入岩锆石U-Pb年龄主要为138～135 Ma,火山岩年龄均小于134 Ma,表明岩浆作用发生于晚中生代(燕山晚期)早白垩世。岩浆岩主量元素显示高Si、K的特征,为亚碱性高钾钙碱性系列岩石; 微量元素组成显示岩浆岩富集Rb、Th、U、K等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素,火山岩比侵入岩较为亏损Sr和P; 球粒陨石标准化稀土元素配分模式均表现为富集轻稀土元素的右倾模式和较弱的Eu负异常。元素地球化学特征指示区内岩浆岩具有壳幔混源且以幔源为主的特征。南陵—宣城地区既发育与长江中下游构造-岩浆-成矿带隆起区(如铜陵地区)同位素地质年龄和地球化学特征基本一致的侵入岩,又发育与凹陷区(如庐枞、宁芜等盆地)同位素地质年龄和地球化学特征基本一致的火山—次火山岩,显示该区晚中生代岩浆作用具有长江中下游构造-岩浆-成矿带隆起区和凹陷区的双重特征。岩浆作用的双重特征暗示与其有关的成矿作用也可能具有双重性,即既可能发育与隆起区侵入岩浆作用有关的斑岩型、矽卡岩型和脉型铜金等多金属矿床,也可能发育与凹陷区火山—次火山岩有关的玢岩型铁(硫)矿床。

四川广元地区朝天剖面上二叠统吴家坪组凝灰岩成因及其地质意义

2020年01月15 00:00

四川广元地区朝天剖面上二叠统吴家坪组凝灰岩位于茅口组顶部王坡层黏土岩之上,其成因可能对认识峨眉山大火成岩省火山活动时限具有重要意义。对朝天剖面吴家坪组2个凝灰岩样品进行全岩矿物含量、地球化学特征、锆石U-Pb定年、锆石微量元素和Hf同位素分析,探讨凝灰岩的成因,进而讨论其对峨眉山大火成岩省火山活动时限的启示。结果表明:广元地区朝天剖面上二叠统吴家坪组凝灰岩主要由黏土矿物组成,锆石U-Pb年龄为(260.1±2.8)Ma,并具有较高的Al₂O₃/TiO₂值(分别为37.90和31.49)、明显的Eu负异常(Eu/Eu^*值分别为0.13和0.06)及缺失Nb、Ta负异常; 凝灰岩样品中,锆石具有较高的ε_Hf(t)值(7.8～11.4)和较低的Th/Nb值(5.4～14.9),与宾川剖面峨眉山火山序列酸性熔结凝灰岩及上寺剖面上二叠统下部凝灰岩基本一致,而明显不同于清音阁王坡层黏土岩锆石ε_Hf(t)值和Th/Nb值。综上所述,四川广元地区朝天剖面上二叠统吴家坪组凝灰岩的形成与峨眉山大火成岩省酸性火山活动有关,且峨眉山大火成岩省的火山活动时限可能一直持续到晚二叠世早期。

湖南省主要内生成矿事件的构造格局控矿特征及动力机制

2020年01月15 00:00

湖南省内生矿产资源丰富,内生成矿事件主要有加里东期(以志留纪为主)、印支晚期(晚三叠世)、燕山中晚期(晚侏罗世—早白垩世)等3期。以区域矿产资料为基础,结合大地构造、成岩成矿年龄、矿床成因机制等研究成果,对上述3期内生成矿事件的构造格局控矿特征和动力机制进行探讨。①受加里东运动自东南向西北扩展以及深部岩石圈结构差异控制,加里东期湖南省自东南往西北分为成矿特征有别的3个构造带。湘中—湘东南构造岩浆带(Ⅰ)发生后碰撞花岗质岩浆活动,于局部产生与岩浆活动相关的W、萤石等成矿作用; 雪峰构造带(Ⅱ)东部的雪峰冲断带(Ⅱ₁)形成了以构造活化成因为主的金矿和锑金矿; 雪峰构造带(Ⅱ)西部的武陵低缓褶皱带(Ⅱ₂)及湘西北构造抬升带(Ⅲ)内形成了与寒武纪同沉积断裂活动、加里东运动后的伸展活动以及相应的热液活动有关的汞铅锌矿。②印支晚期受深部岩石圈结构差异控制,湖南省自东南至西北分为3个构造带:湘中—湘东南构造岩浆带(Ⅰ)因后碰撞减压熔融而发生大规模花岗质岩浆活动,从而于其东南部形成钨锡铅锌多金属矿床,西北部形成锑金钨多金属矿床; 雪峰构造带(Ⅱ)可能无内生热液成矿作用; 湘西北褶皱带(Ⅲ)发育小型脉型铅锌矿。③燕山中晚期,湖南省自东南往西北分为3个构造带:湘中—湘东构造岩浆带(Ⅰ)受岩石圈拆沉、软流圈上隆、陆内碰撞后期增温减压、俯冲板块崩塌等深部构造作用控制而发生大规模花岗质岩浆活动,形成了大量的有色金属矿床和金矿床; 雪峰西部构造带(Ⅱ)成矿作用弱,局部存在Au、Hg成矿作用; 湘西北褶皱带(Ⅲ)发育少量低温热液充填型萤石矿和砷矿。

新疆阿尔泰别也萨麻斯稀有金属矿床含矿伟晶岩与花岗岩围岩成因关系

2020年01月15 00:00

别也萨麻斯矿床是目前新发现的分布在新疆北阿尔泰以Li矿化为主的花岗伟晶岩型稀有金属矿床,具有独特性和代表性。矿区发育Li-Nb-Ta矿化和Nb-Ta矿化两类伟晶岩,二云母二长花岗岩是含矿伟晶岩脉群的直接围岩。在系统的野外地质特征调查(包括野外露头和钻孔岩芯赋矿岩系、矿化特征、蚀变类型等的详细观察)基础上,对含矿伟晶岩和二云母二长花岗岩开展了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年和原位Hf同位素研究。获得锆石²⁰⁶Pb/²³⁸U加权平均年龄分别为(151.0±1.8)Ma和(449.0±4.2)Ma,含矿伟晶岩形成于晚侏罗世,二云母二长花岗岩则形成于晚奥陶世。含矿伟晶岩和二云母二长花岗岩的ε_Hf(t)值分别为0.62～1.30和1.35～6.07,二阶段Hf模式年龄为1 161～1 118 Ma和1 345～1 037 Ma。含矿伟晶岩的ε_Hf(t)值较花岗岩小得多,二阶段Hf模式年龄与形成年龄的差值较花岗岩大得多,表明两者是阿尔泰造山带在不同演化阶段下的产物。悬殊的年龄差、不同的大地构造背景与不同的形成物源表明别也萨麻斯稀有金属矿床含矿伟晶岩与二云母二长花岗岩在成因上并无联系,近矿花岗岩围岩并非含矿伟晶岩脉的真正母体。

青藏高原东北缘尖扎盆地沉积物矿物特征及其古环境意义

2020年01月15 00:00

应用X射线衍射对青藏髙原东北缘尖扎盆地加让剖面11.8～5.8 Ma的地层沉积物进行矿物分析,结果表明加让剖面沉积物矿物组分主要包括碎屑矿物、碳酸盐矿物和黏土矿物。其中,以碎屑矿物居多,主要是石英、斜长石、云母类矿物(白云母、黑云母),及少量尖晶石、辉石类矿物(普通辉石、锰钙辉石及顽火辉石等)、金红石、刚玉、磁铁矿、钛磁铁矿、榍石、霞石,偶见锆石、石榴子石、锐钛矿; 碳酸盐矿物以方解石居为主,白云石占比较少; 黏土矿物中,绿泥石占比最高,还有少量赤铁矿、蛭石和沸石。以全岩矿物指标研究为主,结合加让剖面沉积相演化特点,并以磁化率变化为参考,进行系统的矿物学研究,获得了尖扎盆地在11.8～5.8 Ma蕴含的古气候环境演化大致可分为4个阶段:11.8～10.0 Ma,气候干冷期; 10.0～8.6 Ma,气候暖湿波动期; 8.6～6.2 Ma,气候温暖湿润期; 6.2～5.8 Ma,气候干冷期。在约10.0、8.6、7.2 Ma附近,主要矿物占比及组合特征有明显改变,当时的古环境状况发生急剧变化,可能揭示青藏高原东北缘在10～8 Ma期间广泛发生了一系列较强烈的构造运动,来源于周边山脉的剥蚀使得研究区沉积的近源物质增多,约7.2 Ma之后的古环境演化过程主要受青藏高原构造隆升以及全球气候变冷协同影响。

复杂岩性油藏精细描述研究进展

2020年01月15 00:00

复杂岩性油藏作为目前油田开发中十分重要的油藏类型之一,其精细描述一直受到研究者的关注和重视。为了给有效开发和调整部署提供依据,系统梳理了目前复杂岩性油藏精细描述中存在的主要问题、主要研究内容和技术发展方向,并总结复杂岩性油藏研究进展。从国内复杂岩性油藏精细描述研究现状入手,总结了该项研究存在的6项主要问题,主要包括岩性岩相识别与分类、储层地质成因分析难度大、地层精细划分与对比具有特殊性、裂缝表征难度很大、测井精细二次解释精度低、地质建模井间储层预测准确率低等。基于文献调研和综述,结合科研实践,认为复杂岩性油藏精细描述核心内容包括岩性岩相识别与分类、储层地质成因机制分析、储集空间识别和描述、储层物性精细测井解释和储层地质建模等5个方面。在此基础上,指出了该项研究的发展趋势,主要包括地层精细划分与对比、微观孔隙结构表征、储层裂缝表征、储层综合定量评价和流体识别等。

黔北镇远地区三丘田剖面寒武系明心寺组上段滨岸相沉积特征及其地质意义

2020年01月15 00:00

沉积环境分析是古地理重建的核心内容,黔北地区寒武系明心寺组沉积环境研究存在较大争议,以致对中上扬子地区明心寺组沉积期古地理格局的认识不能统一。选取寒武系明心寺组发育齐全、出露良好的黔北镇远地区三丘田剖面为研究对象,通过野外剖面观察、室内薄片鉴定及碎屑岩粒度分析等方法对三丘田剖面明心寺组岩石学特征、沉积构造、沉积演化序列、沉积相类型进行了详细分析。结果表明:黔北镇远地区三丘田剖面寒武系明心寺组上段发育大套的石英粉—细砂岩,沉积构造以低角度冲洗交错层理为主,碎屑颗粒的成分和结构成熟度均较高; 三丘田剖面明心寺组上段砂岩以双次跳跃组分为主,悬浮组分含量较少,纵向剖面自下而上显示为浅水陆棚→临滨→前滨→后滨演化序列,呈典型的陆棚相向滨岸相变化。综上所述,黔北镇远地区三丘田剖面寒武系明心寺组上段的沉积相为滨岸相。黔北镇远地区明心寺组滨岸相沉积的出现,指示了黔北地区区域上重新认识明心寺组沉积相的必要性,将直接影响对黔北地区乃至中上扬子地区寒武纪古地理格局及其大地构造背景的认识。

基于水化学数据的矿山涌水水源识别:主成分分析与残差分析

2020年01月15 00:00

涌水是矿山安全生产的重要威胁之一,掌握涌水的水源是预防这类灾害的重要依据。基于多期次的水化学监测数据,提出了利用主成分分析(PCA)和残差分析来识别涌水的水源数量和水源类型。主成分分析能够充分提取高维数据的结构信息,消除变量冗余。残差分析利用主成分分析结果,提取不同的主成分个数重构离子浓度,得出重构离子浓度和原始离子浓度之间的残差,利用残差的结构性信息来判断可能的涌水水源数量和水源类型。结果表明:随保留主成分个数的增加,重构离子浓度的精度越高,离子残差的结构性得到消除且表现出随机性。在实例应用中,通过利用5个主成分重构离子浓度消除了所有主要离子残差结构性,保证了信息的最大程度提取,因此,确定研究矿山涌水水源数量为5个; 同时,利用每个主成分对残差结构性的影响程度及离子相关性分析,确定了这5个水源类型为海水、第四系孔隙水、富钙基岩水、富镁基岩水和淡水。