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地质学报
中国地质学会
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中国地质学会

陈毓川

月刊

0001-5717

dizhixuebao@163.com

010-68312410

100037

北京阜成门外百万庄路26号

地质学报/Journal Acta Geologica SinicaCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊为学术性刊物。刊登地质学及其相关学科的领域的研究成果，涉及地层学、古生物学、矿物岩石学、地球化学、构造地质、水文地质、第四纪地质等方面。读者对象为地质科学研究人员及地质院校师生。
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    扬子地块北缘毕机沟岩体下部带堆晶岩结构定量化分析:对层状岩体冷却早期粒间熔体排出机制的约束

    王洁李中州王梦玺
    2110-2127页
    查看更多>>摘要：层状岩体冷却中—晚期晶粥中粒间熔体的排出被认为与铁钛氧化物的大量结晶关系密切,但在岩体冷却早期铁钛氧化物尚未大量结晶时,粒间熔体能否被有效排出、以及如何排出还需要深入探究.扬子地块北缘毕机沟岩体是我国目前发现的规模最大、分异程度较高且赋存有钒钛磁铁矿矿床的层状岩体.岩体下部带、中部带和上部带分别由斜长橄榄岩、辉长岩和闪长岩组成.本研究以下部斜长橄榄岩相带为对象,通过对斜长石和单斜辉石进行晶体粒度分布(CSDs)和空间展布形式(SDPs)分析,探讨层状岩体冷却早期粒间熔体的排出方式及其控制因素.模拟计算结果表明,样品中封闭粒间熔体比例(FTL)为9％～13％,暗示岩体冷却早期粒间熔体被有效排出.单斜辉石和斜长石的CSD曲线斜率主要为-3.36～-2.45和-2.99～-1.87,截距分别为0.45～3.35和1.06～2.83,均具有斜率一致而截距变化较大的特征,与机械压实的CSD曲线一致.单斜辉石和斜长石在SDP图解上均显示负相关关系,也与机械压实趋势一致.因此,毕机沟岩体冷却早期粒间熔体的排出机制为机械压实.在此基础上,我们将毕机沟与全球其他典型层状岩体从岩体规模、粒间熔体和堆晶矿物密度差、晶体堆积速率与压实速率以及晶粥层厚度等方面进行系统对比后发现,在层状岩体冷却早期没有岩浆补给和对流的情况下,当岩体规模相近时,压实受控于堆晶矿物与粒间熔体密度差,密度差越大压实越容易发生;而当岩体规模不同时,规模越大压实越容易发生.

    晶体粒度分布空间展布形式粒间熔体压实作用层状岩体

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    西大别造山带新元古代中期双峰式火山岩的发现对扬子陆块北缘构造演化的约束

    徐扬金鑫镖邓新刘浩...
    2128-2155页
    查看更多>>摘要：扬子陆块北缘新元古代中期的构造机制(是俯冲～增生造山、还是后造山-裂谷)是华南新元古代构造演化研究中长期争论的重要科学问题.本文在西大别造山带红安桃花地区新识别出双峰式火山岩,为进一步揭示扬子陆块新元古代中期岩浆-构造演化过程和动力学机制提供了新的制约信息.SIMS和LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明,桃花双峰式火山岩形成年龄为750～740 Ma.基性火山岩为拉斑玄武质,显示由正常洋中脊型玄武岩向弧型玄武岩演化的微量元素特征,且具有变化的全岩εNd(t)值(-0.05～+5.96).这些基性火山岩可能是亏损的软流圈地幔在减压条件下部分熔融的产物,岩浆经历了结晶分异和围岩混染.酸性火山岩中,徐门寨样品富硅(SiO2≥75％)和碱(K2O+Na2O≥7％),富集 REE 和 HFSE(如 Zr、Hf、Nb、Y),其 Zr+Ce+Y+Nb≥600 × 10-6,10000Ga/A1≥2.6,与分异A型花岗岩类相似.它们同时具有富集的Hf-Nd同位素组成,其锆石εHf(t)值主要集中在-12.32～-1.88,而全岩εNd(t)值为-13.29～-9.60,可能是区域上新元古代早期的岩浆岩在高温低压条件下部分熔融形成的产物.综合本文和前人的资料表明,南秦岭-桐柏-大别-苏鲁造山带在新元古代中期(780～635 Ma)的双峰式岩浆组合形成于一个软流圈上涌、岩石圈拉张减薄的大陆裂谷环境;高温-低压条件下的软流圈、岩石圈地幔和地壳的熔融及其相互反应,是这一时期不同性质岩浆形成的主要原因.

    双峰式火山岩新元古代大陆裂谷西大别造山带

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    不同构造环境下蛇纹岩化作用的对比——以西南天山和北祁连造山带为例

    姚永祥肖媛媛林晋炎吴升莹...
    2156-2172页
    查看更多>>摘要：蛇纹石含水量约为13％,是地球上重要的含水矿物,广泛分布于洋底、俯冲带、弧前等环境.同时,海水、俯冲带衍生流体中的活动性元素(B、Li、As、Sb、Pb、Cs、U、Sr、Ba)也可随蛇纹石化作用而富集在蛇纹石中.因此,蛇纹石可以作为流体和流体活动性元素的载体参与不同的地质过程.然而,不同的构造环境有不同的温度压力、水岩比值、流体性质、氧化还原条件.不同环境下的蛇纹石化作用,不仅会形成不同种类的蛇纹石(例如利蛇纹石,叶蛇纹石),也有可能会导致蛇纹石的元素富集特征不同,这就需要进一步研究流体活动性元素的地球化学行为和元素富集特征.基于对世界范围内不同环境蛇纹岩数据资料的整理分析,结合西南天山和祁连山两个典型造山带的蛇纹岩样品,我们发现深海蛇纹岩与俯冲带蛇纹岩,B、Ba、Cs表现出不同的富集特征:①深海蛇纹岩具有明显更高的B元素含量,可能反映了 B在低温下更容易进入到蛇纹岩中;②俯冲带以及弧前环境下形成的蛇纹岩由于可能有沉积物的输入,Ba、Cs的含量相对较高.这一结论有助于以后通过蛇纹岩的元素地球化学特征反演其相对的构造环境.

    蛇纹岩流体活动性元素深海俯冲带弧前地幔楔

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    构造序次及其在找矿预测中的应用——以华南热液型铀矿床为例

    陈柏林
    2173-2192页
    查看更多>>摘要：构造序次是地质力学和构造地质学的重要概念.构造序次是指在同一场地壳运动中,岩块或地块在遭受同一时期、同一动力作用方式持续作用下,所形成的不同性质和排列方位的各项结构面先后出现的次序,或者是由于边界条件的局部改变,各项构造形迹挨次控制关系.构造序次强调了构造形迹之间的成生联系,是厘定构造型式、建立构造体系的基础.构造序次关系是非常多见的,它不同于构造级别,不同序次构造之间具有时差性、派生性、绝对性、可隐性等特点,低序次构造往往展布在高一序次构造所影响的范围内,受局部构造应力场控制.控矿构造研究要从低序次到高序次,从含矿构造入手,开展力学性质和组合规律分析,厘定控矿构造型式,总结构造控矿规律;找矿预测要从高序次到低序次,根据构造控矿型式和序次的挨次控制规律,分析低序次含矿构造可能出现的位置和方向,开展找矿预测.通过控矿构造的序次分析,认为江西相山邹家山铀矿床不是受NE向的邹家山-石洞断裂控制,而是受NEE向、中-低倾角倾向NNW的隐性构造带控制,找矿方向是沿现有矿带SWW方向、中等倾角的深部.长江铀矿田不是受棉花坑断裂和油洞断裂控制,而是受NNW(近SN)向陡倾角构造带控制,浅部次级断裂含(储)矿、其下延归并的主构造带起导矿、运(配)矿作用,找矿方向是沿NNW(近SN)向含矿构造的延伸、延深部位以及地表矿带内空白区的深部.在进行构造序次分析时要特别注意构造形迹的成生联系,也要注重构造期次,更要区分成矿前、成矿期和成矿后构造,对具体的矿田、矿床或矿化带,对导矿、运矿(配矿)、储矿(含矿)构造间的关系(也即控矿构造与含矿构造的关系)要进行客观分析,厘定控矿构造型式,构建构造控矿模型,指导找矿预测实践.

    构造序次成生联系控矿构造型式构造控矿模型找矿预测华南热液型铀矿

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    黔桂地区下石炭统富有机质页岩的页岩气勘探意义

    梅冥相陈基瑜张英杰
    2193-2215页
    查看更多>>摘要：一套总厚度接近300 m的富有机质页岩,总有机碳含量(TOC)普遍大于2％是其基本特征,主导着下石炭统杜内阶至维宪阶的鹿寨组,集中发育在黔桂地区所在的华南板块滇黔桂盆地的台间盆地相带之中的三级海平面上升期,代表着一套重要的潜在性页岩气勘探目的层.更为重要的是,特殊的形成发育时代,从深水台间盆地相的鹿寨组向浅水连陆台地中的深水陆棚相英塘组的相变和穿时减薄,而且结束于一套煤系地层主导的三角洲沉积体系的沉积过程之中;这些特征不但将这套富有机质页岩特征化,而且代表着一个与欧美地区泛大陆上的下石炭统(密西西比亚系)存在差异巨大的早石炭世沉积序列;因为在泛大陆上,只有石炭系的上部(上石炭统:宾夕法利亚亚系)储存着大量的煤,石炭系下部(下石炭统,或密西西比亚系)则包含着不同寻常的大套灰岩.这一套可以归为缺氧盆地相的下石炭统富有机质页岩,其中的有机质堆积作用,主要为以下3个因素之间复杂的相互作用所形成,即:①得到增强的生产率;②与还原条件相关而得到增强的有机质保存作用;③得到较低沉积作用速率导致的减弱的有机质稀释作用;而且这3个因素还直接受到海平面波动控制.但是,除了这3个因素之外,细粒植物碎屑的"生物碳泵(The biological carbon pump)",也应该是这一套富有机质页岩中有机质富集的另外一个重要机制,尽管还存在许多细节问题需要进一步研究.

    富有机质页岩页岩气勘探早石炭世沉积序列黔桂地区

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    准噶尔盆地南缘四棵树凹陷超深层构造演化与油气成藏过程

    吴海卓勤功柳少波张亚丽...
    2216-2232页
    查看更多>>摘要：准噶尔盆地南缘下组合近年取得了重要勘探突破,随着勘探持续深化,在工业油气流圈闭附近的构造却钻探失利,下组合区域差异较大,成藏过程复杂.通过对高泉地区构造进行平衡地质剖面恢复,结合流体包裹体、埋藏史、热史和油气运聚数值模拟研究,揭示了高泉地区下组合的构造演化与成藏过程,并分析了部分井失利的原因.结果表明,高泉构造在前侏罗纪已经存在,为一宽缓古隆起,新生代早期受喜马拉雅造山运动影响,分割为若干断块构造,分割后的圈闭成藏过程具有差异性.高泉构造总体经历了 3期油气充注和晚期的调整改造:第一期为中新统塔西河组沉积时期(约16 Ma)的低熟原油充注,对应包裹体荧光为黄色;第二期为独山子组沉积中期的成熟原油充注(约7 Ma),对应的是石英颗粒愈合缝内蓝色、蓝白色荧光油包裹体;第三期为上新世(约3 Ma)以来的天然气充注,天然气来源主要为四棵树凹陷,高泉地区本地烃源岩主体并未进入生气阶段.四棵树凹陷近端和远端圈闭成藏潜力和勘探远景具有较大差别,凹陷周边圈闭晚期多经历改造和调整,近端圈闭具有距离油源近、供烃充足等优势,应作为优先勘探目标,远端圈闭改造后油气源补充不足,具有较大勘探风险.

    深层油气成藏包裹体高泉地区四棵树凹陷准噶尔盆地

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    准噶尔盆地玛湖凹陷风城组云质泥页岩储层成岩作用及其对储层发育的指示意义

    赵伟全杨磊磊何文军姜振学...
    2233-2244页
    查看更多>>摘要：准噶尔盆地玛湖凹陷风城组页岩油资源潜力巨大,成岩作用对储层的发育至关重要.然而在成岩过程中受构造运动和深部流体作用等众多因素的综合影响,导致其储层成岩演化过程复杂,成岩作用阶段及其对储层物性的影响尚未明确,限制了页岩油资源的勘探开发.本研究针对玛湖凹陷风城组典型云质泥页岩储层,通过薄片鉴定、碳氧同位素、阴极发光、扫描电镜、矿物成分等分析测试,结果表明,风城组云质泥页岩储层为封闭咸水湖泊环境,沉积后经历了机械压实/压溶—溶蚀—多期次胶结—多类型交代综合交替的成岩过程.对储层孔隙度影响较大的成岩作用主要为压实作用、胶结作用和溶蚀作用.其中压实作用和胶结作用是储层物性变差的主要原因,溶蚀作用是改善储层物性的主要因素.研究明确了成岩作用对风城组云质泥页岩储层物性的影响,为风城组泥页岩储层的发育机制研究提供了理论支持,有利于提高页岩油勘探精度.

    风城组页岩油储层成岩作用储层发育玛湖凹陷准噶尔盆地

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    基于断层量化隐伏型煤矿基岩含水层水化学空间演化机制研究

    陈陆望郑忻张杰张苗...
    2245-2257页
    查看更多>>摘要：地质构造是控制地下水化学场形成的关键因子,但由于其类型、性质和组合方式存在较大差异,致使定量表征地质构造对含水层水化学空间演化是个难点问题,亟待解决.本文以典型隐伏型煤田——淮北煤田袁店一矿的二叠系主采煤层砂岩裂隙含水层(简称"煤系")和石炭系太原组灰岩岩溶裂隙含水层(简称"太灰")为研究对象,基于主成分分析和离子比例分析,阐明控制含水层水化学空间演化的关键因素,利用断层复杂系数量化地质构造对地下含水层水-岩作用的影响,揭示袁店一矿水化学空间演化机制.研究结果表明,袁店一矿煤系主要水-岩作用为阳离子交替吸附与脱硫酸,太灰主要水-岩作用为碳酸盐溶解与黄铁矿氧化.袁店一矿东部断层复杂系数平均值为0.56,中部为0.61,西部为0.71.随着断层复杂系数平均值的增加,断层愈发育,煤系在袁店一矿主要水-岩作用阳离子交替吸附与脱硫酸有向非碳酸盐溶解转变的趋势;太灰在袁店一矿主要水-岩作用碳酸盐溶解与黄铁矿氧化有进一步增强的趋势.研究成果为研究华北隐伏型煤田地下水化学演化的构造控制机制提供了新思路,奠定了良好的理论基础.

    隐伏型煤田水-岩作用水化学特征断层量化

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    煤层反射槽波三维正演模拟

    韩建光谷丙洛王硕杨顺...
    2258-2268页
    查看更多>>摘要：煤炭资源是我国重要的基础能源.我国煤矿开采地质条件较为复杂,随着煤田开采深度及强度不断加大,对煤田微幅构造精细探测的需求日益增加.槽波勘探技术因其探测精度高、抗干扰能力强、波形特征易于识别等优点,是目前获取煤层工作面精细地质构造信息的有效勘探手段.但井下煤层中的波场复杂,反射槽波的波场特征尚待深入研究.本文对煤矿井下三维槽波数值模拟技术进行研究,设计不同类型的含断层三维煤层地质模型,采用三维交错网格高阶有限差分算法模拟反射槽波,分析了反射槽波的波场特征,探讨了不同倾角以及不同断距断层对反射槽波的影响.通过切除干扰波技术,获得有效反射槽波,进而对反射槽波的同相轴进行包络叠加处理,较好地压制了槽波的频散,同相轴明显收敛,能量更为集中,为后续成像处理提供了良好的数据基础.

    煤层反射槽波断层数值模拟三维

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    玛曲谷地3 ka以来气候变化对黄河一级阶地土壤发育过程的影响

    庞奖励黄春长周亚利查小春...
    2269-2280页
    查看更多>>摘要：青藏高原东部若尔盖盆地不同地貌位置发育了较好的黄土-古土壤序列,但目前关于这些风积物的时间序列、空间分异及其对地表过程的指示意义尚不十分清楚.本文根据野外考察所获资料和实验室数据,针对这些问题进行分析论述,成果可为准确理解若尔盖古湖泊消亡后,该地区风沙活动的盛衰变化、风化成土强度变化和气候变化规律及其他们之间的关系提供直接证据.选择黄河一级阶地玛曲老桥西(LQX)剖面为探究对象,对其剖面构型、磁化率、地球化学、微形态等进行研究,用光释光(OSL)方法进行测年断代.研究认为:在若尔盖盆地普遍发育多周期土壤,但不同地貌位置发育的黄土-古土壤序列的时间序列和构型并不相同.LQX剖面具有MS0-MS1-L-MS2-L构型,为近3.0 ka以来连续发育所成,风沙活动强度变化是影响土壤连续发育的主要原因;矿物组合、CIA、Rb/Sr比值、磁化率等数据指示该剖面整体处于低级风化强度阶段,土壤层风化成土强度有所增加,但增强的幅度有限;5～4 ka形成的黄河一级阶地为风成堆积和保存提供了有利条件,3.0 ka前后区域气候转向较干旱,风沙活动较强形成了黄土 L.1.5ka前后,气候向较湿润方向转化,降水增加,地面的水热条件有利于草甸类植物生长,形成土壤层MS2.0.6 ka前后,出现短暂的气候较干旱时段,土壤发育中断,风尘堆积加剧形成约30 cm厚的黄土.0.3/0.4 ka始,气候干旱降低,风沙活动减弱,土壤又重新发育,形成MS1+MS0.

    若尔盖盆地黄河一级阶地多周期土壤微形态气候变化

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