穿地壳岩浆系统改变岩石圈流变和热结构

以山东东部穿地壳岩浆系统为例,通过研究岩石圈流变结构和热结构,结合已有野外探勘及地球物理数据,对山东东部地壳演变进行还原和解释,并且进一步建立穿地壳岩浆系统的岩浆深部热效应模型,考察岩石圈深部动力学演化机制。初步估算靶区地温,对山东东部地区超过6 km岩石圈结构及其地热储集体展布进行预测,进一步阐述山东东部深部地热储集体形成理论模型。结果表明:华北克拉通太古宙形成具有稳定刚性的陆壳,花岗岩主要以未变质或浅变质的表壳岩为主;中生代以来受华北克拉通基底不稳定,经历强烈构造-岩浆活动,产生强烈构造变形,岩石圈地幔发生拆沉和置换;晚中生代山东东部由于深部构造活动剧烈,穿地壳岩浆沿大型断裂上涌至喷出地表,伴随热隆效应及同化混染;岩石圈厚度减薄,地幔上涌至上、中地壳,伴随表壳岩熔融,其中富含不相容的放射性元素随岩浆再次上涌,不断向浅部地壳输送生热的放射性元素,从而使得岩石圈热结构及流变结构改变。

山东地区中生代岩浆岩中放射性元素富集规律及其对大地热流异常的指示意义

为进一步了解岩浆岩中放射性元素富集与大地热流异常的相关性,以山东地区中生代岩浆岩为研究对象,从岩石类型、元素含量、岩石形成年龄、放射性生热元素Th、U丰度、大地热流等方面进行分析。结果表明:区内正长岩Th、U丰度最高,酸性岩和碱性岩的Th、U含量相对较高;Th、U元素与Si、K元素含量存在正相关,与Fe、Mg等其他主量元素存在负相关,与Nb、Ta、Pb及稀土元素也存在较为明显的正相关;放射性元素丰度与大地热流存在一定的正相关,但还受到地壳厚度等多种因素的影响;研究进一步揭示放射性元素、岩浆岩及地热之间的关系,对山东地区地热资源的开发和利用具有一定借鉴意义。

华北克拉通中生代幔源岩浆岩放射性元素生热率的时空差异与主控因素

华北克拉通地热资源与中生代岩浆活动关系密切。然而,地热资源的成因、分布与岩浆作用之间的内在联系尚不明确。为研究华北克拉通中生代岩浆活动对地热资源的影响,在厘清中生代幔源岩浆岩期次、岩性、成因和分布的基础上,利用632组幔源岩浆岩的U、Th、K生热元素数据,计算不同时期岩石放射性生热率,探究华北克拉通中生代幔源岩浆岩放射性生热率时空差异及其主控因素。结果表明:幔源岩浆岩岩石类型是影响生热率的直接因素,霞石正长岩、辉石岩、正长岩和煌斑岩的生热率高于辉长岩、辉绿岩和玄武岩;幔源岩石成因是放射性生热率高低的基础,与伸展构造背景相比,碰撞环境下岩石生热率较高;不同破坏机制下岩石生热率差异较大,热-化学侵蚀岩石圈破坏地区的岩石生热率普遍高于拆沉作用地区。

青岛大珠山高分异花岗岩地球化学特征与含矿性分析

青岛大珠山位于莱州湾南西,小珠山南西侧,属于中生代晚燕山期酸性侵入花岗岩体,岩性以中粗粒钾长花岗岩和花岗斑岩为主。前人对小珠山地球化学特征已有研究,但大珠山花岗岩地球化学研究尚处空白阶段。对所取的十件样品进行岩相学、全岩主微量及稀土元素、Li同位素、锆石U-Pb测年、斜长石电子探针原位分析。结果显示:岩相学表明研究区花岗岩含有锂辉石,有明显伟晶岩脉,岩石类型为I—S型花岗岩;样品为高硅花岗岩(SiO2=66.97%~74.97%);全碱含量高(Na2O+K2O=8.70%~10.73%),属于过铝质高钾钙碱性系列;Eu负异常明显(δEu=0.25~0.56)。计算高分异花岗岩常见指数:铝饱和指数(A/CNK=0.91~1.01);分异指数(DI)为87.07~96.65;锆饱和温度为836.3~862.6℃;锆石Ti温度计反映岩浆结晶温度为698.5~738.9℃。年代学表明样品年龄为113.1±0.36 Ma,为早白垩世崂山期花岗岩。研究区花岗岩具有明显稀土元素四分组效应(TE1,3=1.04~1.15)和较高氧逸度,表明研究区花岗伟晶岩具有锂矿的成矿潜力。花岗岩分异过程经历斜长石、锆石、磷灰石等矿物的分离结晶。岩浆沿岛弧和大陆碰撞俯冲带裂缝上涌,形成具有成矿潜力的高分异花岗岩。

苏鲁造山带白垩系青山群流纹岩石泡构造的矿物学与地球化学特征:对石泡流纹岩成因的指示意义

石泡构造是酸性火山岩中的一种特殊原生构造,常见于流纹岩中。石泡构造成因的研究对认识流纹质岩浆性质和喷发环境都具有重要意义。然而,关于形成石泡构造的岩浆性质、形成机理及其影响因素的研究仍比较薄弱。本文以苏鲁造山带白垩系青山群流纹岩石泡构造为研究对象,通过矿物学、岩石学、地球化学等方法,对石泡构造的发育规律、石泡和石泡间胶结熔浆的矿物组成、元素变化进行了系统研究。结果表明,石泡构造流纹岩主要发育于溢流相上部亚相,石泡可划分为实心型和空心型两类。地球化学特征显示石泡流纹岩与流纹构造流纹岩属同源岩浆,石泡流纹岩经历了更高程度的分异作用。石泡构造流纹岩胶结熔浆中水含量高于下部流纹构造流纹岩的玻璃质,导致溢流相上部亚相挥发分逸出趋势相对明显,受限于富硅岩浆的高黏度,挥发分未能顺利逸出,在逸出点猝冷形成石泡壁,受瞬时应力作用和过冷程度影响,形成形态多样的空腔。随着结晶温度下降,空腔内部残余岩浆依次冷凝结晶形成玉髓或石英。石泡构造的形成意味着岩浆作用过程或者喷发环境水的加入,对于研究酸性岩浆的演化和火山喷发机制具有重要意义。

硅质岩研究进展与思考

硅质岩具有独特的物理与地球化学性质,能够较好地保留形成时的古地理、古环境和沉积相带等信息,可以为解决硅质岩的硅质来源、成因模式及沉积环境等地质问题提供有利条件,同时也可以为找油、找矿提供重要指导与借鉴。国内外硅质岩研究主要集中在硅质岩沉积与成岩作用、成因类型、硅质源区和环境示踪等方面,研究手段主要有岩石学特征、地球化学分析等传统方法以及扫描电镜、流体包裹体、阴极发光等新方法。阐述了硅质岩的岩相学特征及沉积成岩作用,总结了主量元素、微量元素、稀土元素及硅氧同位素等地球化学特征的研究现状,系统探讨了硅质岩不同成因模式及其沉积环境,指出了当前研究中存在的问题,并对未来的硅质岩研究工作提出了若干思考。

东营凹陷民丰地区深部储层成岩环境变化研究

通过薄片鉴定、激光拉曼光谱分析、全岩和粘土矿物分析以及流体包裹体测试等手段,结合埋藏史分析,研究了东营凹陷民丰地区深部储层成岩环境的特点。分析认为,东营凹陷民丰地区深部储层成岩现象丰富,表现出不同成岩环境相叠合的特征,存在酸性、碱性和酸性碱性交替等多重成岩环境。着重利用不同成岩环境代表矿物中的流体包裹体分析成岩环境的变化,结果显示,3 000-3 200 m是碱性流体活动的重要深度。东营凹陷民丰地区深部储层在埋深过程中由浅到深大致经历了（弱）碱性（小于1 750 m）→酸性（1 750-3 200 m）→酸碱交替（3 200-4 000 m）→碱性（4 000-5 000 m）→弱碱性到弱酸性（大于5 000 m）多重成岩环境的变化,从而形成了现今复杂的成岩现象。埋深和温度是成岩环境变化的宏观主导因素,但并非绝对控制因素,局部流体性质的变化更能直接导致成岩环境的变化。

混合成因模式——中国南方二叠-三叠系界线地层元素地球化学及其启示

本文通过对中国南方9条二叠—三叠系界线剖面样品的微量元素地球化学及其异常的研究,提出一个关于二叠—三叠系界线粘土层成因的混合模式。即认为界线粘土岩层是小行星撞击事件和中、酸性火山喷发事件的混合产物。在其物质来源上,撞击溅射产物与火山灰的比例大体为3:7。

日青威盆地桃林地区白垩纪热流体活动特征及其对储层物性的影响

山东东部日青威盆地为近年来新发现的裂陷盆地,盆内广泛发育深水重力沉积岩并且有机质含量丰富,具有非常规油气勘探远景。为了查明盆地内热流体活动的发育特征及其对储层物性的改造作用,以桃林地区长玢岩及其围岩为研究对象,通过岩相学观察及X-射线衍射、流体包裹体、物性测试等实验分析方法,探讨了热流体活动特征及其对储层物性的影响。研究结果表明:闪长玢岩与围岩的岩性组合主要有2种类型:闪长玢岩+砂岩(下部)、闪长玢岩+角砾岩+火山碎屑岩+砂岩+粉砂岩(上部);热流体活动对围岩的影响主要体现在独特的脉体特征、碎屑颗粒的热液蚀变、黏土矿物出现异常变化、流体包裹体均一温度出现异常高值4个方面;桃林地区热流体活动在砂岩储层中以横向运移为主,随着距离侵入体距离的增加,热流体对储层物性的影响减弱,但在地层中部出现物性相对好的区域,推测是多期次热流体以及次生断裂作为运移通道的叠加结果。

山东东部日青威盆地晚中生代沉积岩元素地球化学特征及沉积环境

发育在苏鲁造山带上的山东东部日青威盆地是晚中生代以来形成的规模较大的裂陷盆地,其独特的沉积特征有别于周缘其他同期陆相断陷盆地,备受沉积学界的广泛关注。为了解日青威盆地沉积期(包括莱阳期和青山期)古盐度、古气候和氧化还原条件等沉积环境特征,对盆地灵山岛、崂山、诸城桃林、海阳丁字湾和即墨周戈庄5个典型剖面沉积岩样品开展主量、微量和稀土元素地球化学分析。5个典型剖面的沉积岩SiO_(2)和Al_(2)O_(3)含量较低,平均值分别为52.13%和13.06%,而Fe_(2)O_(3)含量较高,平均值为6.14%;ΣREE平均值为199.15×10^(-6),稍高于澳大利亚后太古宙页岩(PAAS),富集轻稀土元素,相对亏损重稀土元素,具有弱铕(Eu)正异常;相对于上地壳(UCC),样品富集大离子亲石元素,亏损过渡族元素。Sr/Ba和Mg/Ca值表明,自莱阳期至青山期,沉积水体趋向于由咸水/半咸水向微咸水环境的变化;Sr/Cu值、∑(Fe+Mn+Cr+V+Ni+Co)/∑(Ca+Mg+K+Na+Sr+Ba)值和SiO_(2)-(Al_(2)O_(3)+K_(2)O+Na_(2)O)双变量图解表明,莱阳期和青山期均为干燥气候;V/(V+Ni)和Ce异常表明,莱阳期和青山期沉积水体环境以分层不明显的还原环境为主。综合以上研究表明:日青威盆地莱阳期-青山期古盐度的转变以及干燥气候和还原环境对于揭示盆地的沉积演化过程有着重要的地质意义。

间断面缺失时间的计算问题——以贵州紫云上二叠统台地边缘礁剖面为例

本文以贵州紫云上二叠统碳酸盐台地边缘礁剖面为例,运用宇宙化学的概念,讨论了化学层序地层学研究中一个至关重要的问题,即各种间断面缺失时间的估算,由此而提出一系列有关化学层序地层理论的新概念,包括时间凝缩面、时间间断面、相对压实因子和时间缺失因子等。最后还恢复了具线性时标的紫云地区晚二叠世相对海平面变化定量曲线。

山东省灵山岛下白垩统青山群火山地震软沉积物变形构造特征及成因机制

近年来,针对山东省灵山岛地区软沉积物变形构造的研究呈现热潮,但研究层位主要集中于下白垩统莱阳群的浊积岩,对下白垩统青山群未见详述。利用野外露头与镜下薄片资料,详细描述了灵山岛地区下白垩统青山群的岩性特征、岩相组合、软沉积物变形构造类型与特征,指出研究区青山群软沉积物变形构造主要宿主岩层为陆相扇三角洲沉积,其沉积水体逐渐变浅,并伴随多次火山爆发。软沉积物变形构造类型主要有负载构造、球—枕构造、泄水构造、挤入构造、水塑性褶皱、塑性砂岩团块包卷构造、火山地震落石构造和"V"型地裂缝等,形成原因主要为火山爆发引起的古火山地震作用,成因机制主要分为地震波、火山碎屑物重力及惯性作用与瞬时差异气压效应3种,这与莱阳群浊积岩层位的软沉积物变形构造主要为滑塌与构造古地震机制不同。通过分析火山碎屑流堆积层位与软沉积物变形构造发育层位的关系,建立了青山群软沉积物变形构造的分布模式,即随着与火山口距离的变化,近源易见的脆性变形逐渐消失,中源以液化软沉积物变形与塑性变形为主体,远源呈现弱的液化软沉积物变形,且软沉积物变形构造的规模与距离呈负相关。

中国南方二叠-三叠系界线及其附近粘土层稀土元素地球化学研究

本文对广泛发育于中国南方,连续的二叠-三叠系海相界线及其附近粘土层(蒙脱石—伊利石粘土岩)进行了稀土元素地豫化学的研究。查明了REE分布特征;REE沿粘土层垂向上的变化,比较了界线粘土与非界线粘土在REE分布上的差异。讨论了界线粘土的成因,根据稀土模式所作的综合分析,提出了由中酸性山火山岩和代表冲击溅射产物的上部地壳物质组合的混合新模式。

水下收缩裂隙沉积模式及定量化研究

通过野外实地考察测试、室内实验分析、数据处理等,对水下收缩裂隙的形成过程、裂缝充填模式、定量分级、各参数之间的拟合关系、微小扰动对裂缝形成的影响等进行了详细讨论,并且建立了水下收缩裂隙产生的地质理论模型以及对未来研究方向提出的几点建议。这些对于定量描述裂缝形态、结构、变化规律,预测区域性裂缝规模、分布范围,判别区域沉积环境具有十分重要的理论意义和现实意义。

华北寒武、奥陶系灰岩潮汐韵律与地月轨道参数的演化

通过对采自华北地区寒武、奥陶系灰岩样品进行磨光、涂漆等处理 ,在放大镜下读取小层厚度数据 ,进行傅立叶频谱分析 ,识别出相对应于日、双周、月的潮汐周期的记录 ,得到寒武、奥陶纪每个太阴月有 2 9.9,2 9.8d ;参考生物化石研究成果 ,对寒武、奥陶纪地月轨道参数进行计算 ,得到寒武、奥陶纪每年分别有 384 .5 ,381.7d ,每天分别有 2 2 .798,2 2 .96 3h ;寒武、奥陶纪地月距离分别为 5 8.76 ,5 8.96个地球半径及月球后退速率分别为 4 .2 5 ,4 .18cm/a等地月轨道参数 .研究结果表明从寒武纪到奥陶纪 ,具有地球旋转速度变慢、地月距离增大、月球后退速率减小等变化趋势 .

山东东部晚中生代构造-岩浆活动及原型盆地恢复

山东东部近海地区花岗岩及变质岩中出露一套由陆源碎屑岩、火山碎屑岩和火山熔岩组成的沉积地层,其形成时代、地层属性及沉积背景争议较大。文中选取了青岛崂山垭口、灵山岛、唐岛湾,五莲大尚庄,诸城山东头村等剖面进行了详细的地层沉积特征描述,并对灵山岛老虎嘴处流纹岩及崂山垭口凝灰质铝土岩进行LA-ICP-MS测年,获得锆石U-Pb年龄分别为(119.2±2.2)和(118.9±3.3)Ma,恰好对应胶莱盆地青山群火山活动初始阶段。根据沉积构造特征推断,山东近海晚中生代存在一个规模较大的NE向展布的裂陷盆地,呈凹隆相间的构造格局。系统总结了山东东部地区晚中生代构造-岩浆活动及区域构造应力场的演化,发现裂陷盆地与胶莱盆地具有很好的对比性,莱阳期两盆地相连通,青山期由沿五莲-青岛、牟即断裂带分布的火山弧将两个盆地分割,并对近海裂陷盆地晚中生代原型盆地进行恢复。

中子活化技术在层序地层学中的应用

中子活化分析是一种重要的核分析技术，具有灵敏度好、精密度和准确度高、多元素分析、免除试剂的空白、基体效应小、不损坏样品等优点，在地学研究领域具有广阔的应用前景。笔者将它应用于层序地层学的研究中。通过对地层中宇宙化学特征元素（如Ｃｏ，Ｉｒ等）及ＲＥＥ元素丰度值的测定，建立了一套计算海相地层的沉积速率、相对海平面变化、间断面的精细时间结构的定量计算方法，并成功地运用于贵州紫云海相地层的层序地层学研究，恢复了该地区晚二叠世具线性时标的相对海平面变化定量曲线。

灵山岛沉积物软变形构造特征

为了研究灵山岛的沉积物软变形构造特征,利用野外露头考察、沉积岩石学、地球化学等方法,根据形态学、驱动力、沉积物液化及变形机制等因素进行了深入分析。识别出多种类型沉积物软变形:卷曲变形、液化底辟、负载构造、挤入构造、液化角砾岩、球—枕构造、泄水构造,并详细描述了这些沉积物软变形的表面特征和分布规律。依据各种地质记录,本区构造活动频繁、附近的五莲—烟台断裂于早白垩世是最活跃的时期,认为本文所描述的沉积物软变形是由地震触发引起的。根据不对称负载构造受横向剪切力分析,验证了吕洪波[1]推断早白垩世盆地古斜坡方向SE高NW低的观点。早白垩世巨厚白色凝灰岩可能系本区存在深切至下部岩浆囊的大断层所致,在这个深切过程中诱发一系列地震活动与沉积物的软变形。

月球的起源与地球内部结构极早期演化

基于地球内部结构模型 (EISEM) ,建立了一个模型 (IAMTM)来模拟地球早期绝热压缩过程中的地球内部角速度的转移。计算的时间范围是从地球吸积完成开始 5Ma。改变不同的参数 ,模型得出结论 ,当t=1 85Ma时 ,由于地心引力不稳定性 ,地球外层的熔融层从地球赤道甩出。抛射过程持续了 0 0 5～ 0 15Ma ,抛射出的物质质量为 1 2～ 2 5M0 (M0 是现在的月球质量 ) ,这些物质碎片相互碰撞聚集逐渐在Roche极限附近形成月球。随着物质分异和地核的逐渐增大 ,地球的半径在抛射后减小到最小值 (R =5 0 75 16km)。随着潮汐摩擦力和地球体积的增大 ,地球自转角速度变慢。 2Ma后地球和月球之间的距离增大到

岩石压裂过程中的声发射信号研究

当岩石受力变形和断裂时，会产生声发射现象（弹性波），对其声发射事件的分析，可用来研究岩石裂纹形成机制和断裂过程。本文利用MEMS传感器对花岗岩单轴压裂过程的声发射事件进行研究，发现岩石试样破裂失稳可划分为四个过程。在整个应力加载过程中，声发射事件次数随岩石应变先呈增长趋势，后在岩石发生宏观断裂前呈减少趋势；声发射能量一直呈增长趋势，在岩石宏观断裂时达到最大；其声发射信号的频率一般为200～700Hz，随断裂的发生有降低的趋势。研究同时也表明，可通过对事件本身的定位（微震源定位）来研究岩石断裂位置。因此，MEMS传感器可应用于煤矿、水库和油田压裂等微地震的监测。