滇东地区裂谷盆地内火山-侵入岩序列与金属成矿

碱性岩浆对金属成矿和金属矿集区有独特控制作用,因火山—侵入岩序列与金属成矿和岩浆叠加侵入构造系统识别难度大,长期制约了深部勘探和找矿预测。本文以云南东川铁铜金矿集区(元古宙陆缘裂谷盆地)和个旧锡铜钨铯铷多金属矿集区(三叠纪弧后裂谷盆地)为主,采用大比例尺构造岩相学填图新方法,解析研究了碱性岩浆活动有关的火山—侵入岩侵入序列与岩石组合、裂谷盆地演化和岩浆叠加侵入构造系统,揭示了它们与滇东地区铁氧化物铜金型(IOCG)、铜钴-金红石-稀土和锡铜钨铯铷多金属矿叠加成矿内在关系。研究认为:①云南东川铁铜金矿集区内,新太古代末期碱性岩类以方解石钠长岩(2520±14 Ma)和碱性铁质苦橄岩(2529±77 Ma)为主。新太古界—古元古界小溜口岩组(>2.50Ga)顶部古岩溶风化壳,受中元古代火山喷发—岩浆侵入构造叠加再造形成了特殊单元(独立填图单元,2.50~1.80Ga),它们是铜钴-金红石-稀土矿床的新找矿层位。②在中元古界因民组一段内,铁钠质碱性基性岩、铁钾质粗面岩和铁质碱性辉绿辉长岩等岩石组合形成于因民期火山断陷成盆期。因民组二段和三段是稀矿山式铁铜矿床储矿层位,铁铜矿层下盘铁钾质粗面岩为独居石型稀土成矿层位。在格林威尔造山期碱性钛铁质辉长岩(1097~1047 Ma)-碱性钛铁质闪长岩-碱性二长斑岩等碱性钛铁质侵入岩体,形成了白锡腊深部IOCG矿床和金红石富集成矿。③在个旧三叠纪弧后裂谷盆地内,三叠纪碱性苦橄岩和碱玄岩中形成了Sn-Cu-Zn-Li-Rb-Cs初始富集;在晚白垩世浅色花岗岩叠加成矿作用下,形成了金云母矽卡岩型锡铜钨铯铷矿床。④裂谷盆地内早期碱性岩中初始富集金属与后期富含成矿金属的碱性侵入岩叠加成矿可能是金属超常富集机理。在东川地区岩浆叠加侵入构造内,岩浆热液角砾岩筒对铜钴-金红石-稀土元素叠加富集成矿控制显著;在个旧地区,浅色花岗岩侵入于碱性苦橄岩-碱玄岩中,对金云母矽卡岩型锡铜钨钴铯铷矿床的叠加富集成矿控制显著。

四川盆地及周缘前震旦系裂谷特征与油气地质意义

四川盆地及周缘已被证实发育较大规模的前震旦系裂谷,但其在盆地内部的展布及发育特征尚不明确,因此在一定程度上制约了对盆地深部构造格局的认识。为此,在前人研究的基础上,利用最新的重磁电资料,通过联合解译和小子域滤波等新技术对新元古界构造形态进行了研究,同时结合区域地震大剖面的精细解释并辅以航磁资料进行验证,分析了新元古代裂谷的特征及其对上覆地层的沉积控制作用。研究结果表明:①盆地内部自西北至东南共发育3条近乎平行的前震旦系裂谷,其中以川中裂谷规模最大;②裂谷内部发育一系列与裂谷走向近平行的次级正断层,将裂谷内部结构复杂化,形成一系列断陷;③裂谷内断层在平面上呈平行/斜列式、相向/相背平行式及同向平行式组合,对应在剖面上呈阶梯式、垒堑式、地堑式及铲式半地堑式等组合特征;④盆地东北部盆缘露头揭示南华系—陡山沱组在裂谷内发育冰期—间冰期交互沉积,主要为三角洲、陆棚与斜坡盆地相碎屑岩和冰碛岩。结论认为,应用重磁联合解译+井震资料修订+露头剖面验证的新方法,证实四川盆地前震旦系裂谷的存在,且南华纪裂谷边界(主干)断裂控制了上覆地层沉积古地理格局和坡折带的发育,部分裂谷控制了寒武系或早古生界沉积中心的分布,并对后期沉降中心、构造圈闭的形成以及含油气系统有着极为重要的影响。

中西非裂谷系富油凹陷石油地质特征与勘探方向

基于地震、钻井、烃源岩测试分析等资料,对中西非裂谷系主要盆地富油凹陷石油地质特征进行研究,并探讨未来油气勘探方向。研究表明:中非裂谷系发育下白垩统湖相优质烃源岩,西非裂谷系发育上白垩统陆源海相优质烃源岩,两类烃源岩为中西非裂谷系油气富集提供了物质基础。中西非裂谷系发育包括基岩在内的多套储集层,并存在下白垩统、上白垩统和古近系3套区域盖层。晚中生代以来,受中非剪切带右旋走滑作用等地球动力学因素的影响,中西非裂谷系不同方向的盆地在裂谷作用期次、区域盖层发育层段、圈闭类型及成藏模式等方面存在差异。其中,北东—南西向盆地主要保存了早白垩世一期裂谷层序,区域盖层位于下白垩统裂陷期地层内,形成反转背斜、花状构造及基岩潜山等圈闭类型,发育“源储一体、源内成藏”及“源上储下、源下成藏”两种成藏模式;北西—南东向盆地具有多期裂谷叠置特征,发育上白垩统和古近系区域盖层,形成披覆背斜、断背斜、反向断块等圈闭类型,以“源下储上、源上成藏”为主要成藏模式。多期叠置裂谷盆地的源内成藏组合、强反转盆地的源内岩性油藏及页岩油是中西非裂谷系盆地未来勘探的重要领域。

藏南霍尔巴—仓木错裂谷的主要活动断层与最新地震地表破裂特征

霍尔巴—仓木错裂谷是藏南几大裂谷系之一,整体走向N20°E,全长约200 km,包含20个平行或斜列分布的次级断裂带和地堑-半地堑系。新近纪以来,裂谷中断层活动性强,地震频发,研究裂谷的活动与成因机制对理解青藏高原晚新生代的隆升过程和变形机制以及预防地质灾害具有重要意义。本文通过遥感影像解译的方法,对裂谷内主要正断层与同震地表破裂的发育和空间展布进行研究,综合地貌特征与现今地震数据,讨论其原因和变形机制。裂谷内集中分布近南北向正断层,整体呈现全新世活断层高密度发育的特点,断层发育程度由东向西递减,断裂数量与地表破裂密度自北向南递减。裂谷内最新地表破裂发育在隆格尔雪山东麓,错动全新世地貌,破裂分布密度与断层的空间展布和历史地震具有紧密联系。结合历史资料,裂谷北段雪山地堑区为地震空区,未来可能发生强震。

非洲Okavango裂谷及邻区三维剪切波速度与径向各向异性结构研究

非洲Okavango裂谷是东非裂谷系最年轻且仍处于发育初期阶段的裂谷,研究其地下结构及变形特征有助于深入了解东非裂谷系裂解初期结构构造特征,并进一步完善对裂谷系裂解动力学机制的认识.本文收集Okavango裂谷区域内41个宽频地震台站的连续波形数据,采用背景噪声技术获取Rayleigh和Love波相速度频散数据,进一步通过直接成像技术获得研究区地下50 km深度范围内的三维剪切波速度和径向各向异性结构.剪切波速度和径向各向异性结果显示,Okavango裂谷的中地壳具有低速和负径向各向异性(V_(SH)<V_(SV))的特征,支持裂谷地壳内存在熔融物质的观点.然而,裂谷的下地壳及上地幔顶部呈现较高的剪切波速度,表明地壳内的熔融物质可能并非源自地幔,因而不支持幔源物质侵入地壳诱发裂谷发育的机制.裂谷的下地壳及上地幔顶部呈现正径向各向异性(V_(SH)>V_(SV))的特征,结合前人资料,本文认为Okavango裂谷的发育可能是在先存构造薄弱带上由板内相对运动所提供的水平方向构造应力诱发的.此外,我们的结果还显示,在邻区Zimbabwe克拉通西南部,中、下地壳呈现出负径向各向异性,这一观测支持Okavango岩墙群侵入地壳导致该区域地壳增厚的认识.

裂谷热病毒截断的Gn蛋白在E.coli中的表达与多克隆抗体的制备

目的为避免作为中和试验病原的裂谷热病毒(RVFV)存在生物安全隐患,探索建立RVFV假病毒中和试验方法.方法利用pET-30a原核表达载体,构建重组质粒含有截短的Gn蛋白片段,转化BL21(DE3)感受态细胞,诱导表达目的蛋白通过异丙基-β-D-硫代半乳糖苷(IPTG),表达蛋白的正确与否通过SDS-PAGE和Western Blotting检测,纯化表达蛋白通过带his标签的镍柱.将RVFV Gn蛋白纯化后免疫小鼠,抗体效价通过ELISA检测,多克隆抗体对G蛋白的特异性通过Western Blotting检测.结果成功获得表达目的蛋白,RVFV Gn蛋白纯化后诱导小鼠产生的Gn多克隆抗体水平较高,并且多克隆抗体对G蛋白的特异性较强.结论利用PET30a载体构建了可表达RVFV截短的Gn蛋白的大肠杆菌(E.coli)BL21(DE3),并且制备的多抗对全长G蛋白的特异性较好,将蛋白纯化免疫Balb/c小鼠,经ELISA检测制备的多克隆抗体,抗体滴度较高.

板内裂谷盆地构造反转驱动机制以及对油气的影响——以中非Bongor盆地为例

陆内裂谷盆地裂后反转的驱动机制一直存在争论,主要集中于垂直地幔上涌还是远端板块间相互挤压作用导致。解决这一问题的关键所在是精确限定盆地埋藏—抬升的时间和幅度,以及与同时期构造事件的匹配关系。笔者等采取磷灰石裂变径迹和热历史反演分析,识别出盆内两期主要反转事件:晚白垩世显著抬升,以及随后的始新世抬升剥蚀,均可以与区域不整合面对应。

羊八井-谷露裂谷地热水锂空间分布规律及其成因的统计分析

位于西藏羊八井-谷露裂谷中的地热水锂含量高于西藏温泉平均水平,但其水化学成因仍有争议,主要原因之一为该区域地热水中锂的空间分布规律不明。常见的空间规律分析方法为普通克里金法(Ordinary Kriging)和协同克里金法(CO-Kriging),但前者精度不高,后者难以获得合适的辅助变量。为此,提出2种确定辅助变量的方法:一是采用与锂相关性最强的物理化学指标Cl^(-)浓度作为辅助变量;二是采用主成分分析综合指标F作为辅助变量。将2种辅助变量分别耦合进CO-Kriging中,形成Cl^(-)-CO-Kriging和F-CO-Kriging方法,用以分析西藏羊八井-谷露裂谷中的地热水锂分布规律。结果表明,相比于Ordinary Kriging,F-CO-Kriging和Cl^(-)-CO-Kriging预测精度有明显提高;其中F-CO-Kriging的E_(MA)和E_(RMS)平均提高30.3%,Cl^(-)-CO-Kriging的E_(MA)和E_(RMS)平均提高28.5%,而且显示地热水中的锂与断裂在空间分布上具有一致性,在谷露地热区锂有明显的富集现象。进一步采用系统聚类和因子分析方法,探究影响地热水中锂空间分布的水化学成因发现,高温、高TDS、低Ca^(2+)浓度、低Mg^(2+)浓度、高硼浓度的碱性环境中锂浓度更高。研究成果为探讨青藏高原地热水中的高锂乃至其他稀有金属的成因和资源评价奠定基础。

陆内裂谷湖相火山-热液沉积型白云岩研究进展

以富有机质黑色页岩为代表的页岩油、页岩气资源近年来成为全球范围内油气勘探、开发领域的研究热点。该岩性在中国陆相湖盆中主要为来源复杂的细粒沉积岩,其中发育有一类特殊的纹层状泥晶白云岩。该类白云岩的岩石学、矿物学微观特征和地球化学特征既区别于常见的次生白云石化成因白云岩,又与微生物成因白云岩不同,被定义为一类新型的火山-热液沉积型白云岩。在研读大量国内外文献的基础上,综述了现代湖相白云石全球分布及形成环境特征,并展示了白云岩成因模式研究进展。重点选择了均在拉张构造背景下所形成的三塘湖盆地和准噶尔盆地芦草沟组、酒西盆地下沟组和二连盆地腾格尔组发育的火山-热液沉积型白云岩为研究对象,并进行对比研究。发现该类白云岩的特征:(1)保留有完好的原始微米级纹层结构和微晶晶体,后期受到的成岩作用较弱;(2)与半深—深湖黑色泥页岩互层且缺乏蒸发作用特征,并含有不同比例的火山-热液矿物;(3)锶同位素显示成岩流体具有深源(壳-幔混合)特征;(4)含有丰富的有机物质,并与油气分布展现出较强的耦合关系。最后,提出应加强该类白云岩研究、利用其蕴含的特殊地质信息进行构造背景示踪及探讨其与油气生成关系。

正断层阶区现今连接模式综合研究——以山西裂谷系口泉断裂禅房阶区为例

正断层阶区有软连接(soft-link)和硬连接(hard-link)2种端元连接模式。判定正断层阶区现今的连接模式不但有助于理解正断层的生长演化过程,也能指示未来正断层上发生的地震是否会在阶区内形成地表破裂,这对于评价阶区内工程场地的地震安全性具有重要意义。判定正断层阶区内是否存在活动的连接断层是区别正断层阶区现今连接模式的直接方法。然而,在多数情况下,由于正断层阶区内的变形量相对小,加上人类活动对阶区内地貌的改造,导致在本以硬连接模式生长的正断层阶区内也很难直接看到断层陡坎,这为判定正断层阶区内是否存在活动的连接断层带来了困难。山西裂谷系是东亚大陆显著的活动裂谷带,也是中国重要的强震带。口泉断裂位于山西裂谷系北部,是大同盆地的西缘边界断裂。口泉断裂在禅房村附近发育一个正断层阶区,文中称之为禅房阶区。文中以口泉断裂禅房阶区为例,通过构造地貌野外调查、地貌数据分析和地质雷达探测研究禅房阶区的连接模式。结果显示,口泉断裂禅房阶区内部存在活动的连接断层,说明禅房阶区的连接方式为硬连接模式。文中研究基于构造地貌野外调查、地貌数据分析和地质雷达探测的综合方法,可有效定位弱活动断层的空间展布,降低单一方法的不确定性。

太岳山17.9亿年英安斑岩的发现及其对华北克拉通南部裂谷系成因的约束

熊耳群火山岩系主要分布于华北克拉通南部地区,主体喷发时限是1.75~1.80Ga。作为华北克拉通早期板块构造调整阶段的首次大规模岩浆活动,该火山-侵入岩系的形成时限、时空分布规律和地球动力学背景尚有争议,制约了对华北克拉通中元古代构造演化的进一步认识。本次研究在华北中部太岳山地区识别出中元古代英安斑岩,与古元古代花岗质片麻岩围岩呈侵入关系,无明显变质变形。锆石U-Pb年龄分析结果表明,该英安斑岩形成于1.79Ga,属于熊耳期岩浆活动的产物。样品中约90%的锆石显示出~1.92Ga和~2.16Ga两期年龄峰值,推测其为围岩的捕获锆石。英安斑岩SiO_(2)含量为65.12%~66.11%,A/CNK=0.91~1.05,全碱(K_(2)O+Na_(2)O)含量为6.85%~7.28%,Na_(2)O/K_(2)O=0.48~0.54,属于钾玄岩系列。样品稀土元素含量较高,亏损Nb、Ta、Zr、Hf等高场强元素,富集Rb、Ba、La等大离子亲石元素,与华北克拉通南部地区熊耳期英安-流纹斑岩的地球化学特征完全一致,指示板内伸展环境。太岳山熊耳期英安斑岩的发现,贯通了中条山地区的熊耳群火山岩系、吕梁地区汉高山群和小两岭火山岩系,完善了熊耳三叉裂谷系北支的空间分布范围,是华北克拉通中部地区开启中元古代裂陷作用演化的重要岩浆记录。

下地壳非均质性对裂谷构造演化的影响——以南大西洋中段裂谷盆地为例

南大西洋中段共轭大陆边缘的基底形态从南向北沿走向存在差异,最北部的卡马穆-加蓬盆地共轭大陆边缘为不对称的窄裂谷边缘,最南部的桑托斯-纳米贝盆地共轭大陆边缘为极不对称的超伸展裂谷边缘。关于盆地结构的不对称性,目前存在争议,因此,文中开展了基于有限元方法求解黏塑性连续介质本构方程的数值模拟实验,以探究下地壳非均质性对裂谷构造演化的影响。实验结果表明,由于地壳的横向非均质性,在靠近克拉通具有较强下地壳的一侧可形成较窄盆地,靠近造山带具有较弱下地壳一侧,则形成较宽的盆地。当靠近造山带一侧具有更厚的下地壳时,地幔在上涌过程中可改变壳幔耦合性,在靠近造山带岩石圈一侧形成夭折裂谷,影响盆地的演化。地壳流变学性质会决定盆地的基本形态,同时,当下地壳厚度发生变化时,壳幔耦合程度会发生变化,影响应变的传播方向,进而影响盆地的形成。

强震裂谷区隧道及大跨桥场地潜在断错位移预测

与线性工程相交的断裂的抗断设计参数需要提供断裂展布与断裂活动方式、破碎带宽度、未来发生破坏性地震事件的可能性和单次事件的平均位移。该文以存在大量活动断裂的实际工程肯尼亚内马铁路Ngong隧道及DK40大桥场地为例,利用相关原则、构造类比原则、安全原则对跨越隧道及大桥场地的活动断裂单次事件潜在断错位移进行了预测,同时也探讨、分析了断裂展布与断裂活动方式、破碎带宽度、未来发生破坏性地震事件的可能性。该实例能够对环太平洋带强震地区跨越活动断裂的线性工程抗断设计参数获取提供参考价值。

东非大裂谷的地壳和上地幔密度结构

利用卫星重力场数据和小波多尺度分析方法对东非大裂谷进行三维密度结构成像,取得了东非大裂谷地壳和上地幔多个深度等效层上的密度扰动图像,为东非大裂谷岩石圈结构和动力学的研究提供了重要佐证。结果表明,东非大裂谷中段的西支裂谷与东支裂谷的幔源熔体同源,但是西支裂谷发育较不充分、形成较晚。东非大裂谷的动力学模式为熔流体上涌的树形分叉模式,其要点包括:(1)低密度流体在软流圈大面积上涌;(2)流体在岩石圈继续上涌,部分转化为基性岩浆岩,平面面积缩小;(3)进入地壳后上涌熔流体分叉成多支,平面总面积进一步缩小;(4)熔流体上涌到上地壳后仅在裂谷带活动,反映为火山链和玄武岩带。

北山裂谷大峪口子铜金矿矿床地质特征及控矿因素研究

铜金矿区位于塔里木板块东北缘,窑洞努如-公婆泉志留纪早古生代岩浆弧带上。华力西中晚期,岩浆热液沿构造薄弱区大量侵入,并携带了大量的Cu、Pb、Zn、Ag和Mo等元素,局部富集形成火山热液型铜矿化。通过勘查发现,矿区西矿段构造较复杂,矿石品位不稳定,各类系数变化较大,矿床类型与公婆泉铜矿相似,找矿远景较好;矿区东矿段矿体规模较小,矿体单一,矿区构造简单,矿石以热液(石英脉)型为主,矿石品位极不稳定。通过研究大峪口子铜金矿矿床地质特征及控矿因素分析,总结了找矿标志,为同类型矿床的勘查提供依据。

昆阳裂谷边缘刺穿构造力学特征及其与成矿关系厘定

昆阳裂谷位处杨子地台西南缘,历经元古代以来的构造改造活化形成近南北向分布的裂陷格局。易门铜矿床处于昆阳裂谷西部,以刺穿构造广泛分布为特征。本文以矿床所处大地构造背景为基础,从矿区凤山铜矿和狮子山铜矿刺穿构造控矿特征为切入,以控矿构造分析和平面构造统计分析为研究依据,应用矿田地质力学方法对裂谷边缘刺穿构造的发生―发展―复合―转变过程等特点进行分析研究,结合构造实际特点探索刺穿作用的发生、发展与就位,从刺穿体与矿体空间分布关系和统一的力学体系探讨刺穿过程中的成矿条件和矿产分布规律。

内马铁路穿越大型裂谷工程地质特征及设计方案研究

为了选取合适的穿越活动断裂带铁路隧道安全防控措施,以东非大裂谷东翼地区恩贡隧道为例,采用现场地质调查及理论分析方法,对隧道穿越的断裂带范围内地层结构进行针对性研究,对其地质特征及断裂活动进行总结评价,进而推断出对隧道工程的影响,制定隧道专项设计原则及方案。研究表明,该隧道工程区域内的活动断裂以正断层陡坎形式分布,当7级强震发生时,隧道穿越的断裂带会发生0.9 m平均垂直位移,针对这些裂谷区域可预见的地质灾害,应在设计初期阶段进行规避或预防。研究结果表明,(1)线路应尽可能地规避地质不利地层,若无法绕避,则应采用易于修复的隧道、路基等结构大角度通过;(2)考虑震后的可修复性,应在线路平纵曲线要素的设计上留有足够的富余量,以满足震后调坡需求;(3)应在建设初期对隧道二衬结构内轮廓进行包容性设计,使其灾后隧道内轮廓仍满足列车正常通行的限界要求;(4)针对震后修复需求,对隧道内部轨下结构形式、接触网悬挂方式、水沟电缆槽形式及隧道分节段的结构形式进行特殊设计,使隧道在震后拥有快速恢复正常使用的能力。

东非大裂谷:地球的“壮丽伤痕”

在非洲大陆的东部,隐藏着一道自然奇观--东非大裂谷。它是全世界大陆上最长的断裂带,相当于地球周长的1/6。东非大裂谷被誉为“世界地理的奇迹”“全球最美的地方之一”……这里不仅有火山、悬崖、湖泊、草原、瀑布构成的壮丽景观,也是野生动植物的“乐活”天堂。

东尼日尔Termit盆地叠置裂谷的演化:来自构造和沉积充填的制约

东尼日尔Termit盆地是中西非裂谷系中典型的中—新生代裂谷盆地。在充分应用钻井和地震解释资料的基础上,根据构造、沉积充填及主要区域性不整合面的特征,分析了该盆地的演化过程。盆地内主要发育两类断层,第一类断层形成于早白垩世,于古近纪发生继承性活动,第二类断层为形成于古近纪的新生断层。全盆地普遍存在4个主要区域性不整合面,分别位于下白垩统、上白垩统、古近系、新近系—第四系底部。下白垩统和古近系沉积特征受断层活动控制明显,上白垩统和新近系沉积中心位于盆地中部,在其沉积时构造活动较弱。构造和沉积充填特征表明,Termit盆地经历了白垩纪和古近纪—第四纪两期裂谷旋回叠置的演化过程。下白垩统和古近系沉积于同裂谷期,沉积充填受断层活动控制;上白垩统和新近系—第四系沉积于后裂谷期,以热沉降拗陷作用为主。

扬子地块北缘晚古生代-早中生代裂谷系统的分布及成因分析

晚二叠世长兴期-早三叠世印度期,在扬子地块的西北缘发育了一系列北西向展布的深水盆地区。根据成因分析证实,它们为伸展背景下形成的裂谷系统或者裂谷盆地群。平面上各裂谷盆地彼此近于平行,与北侧的南秦岭造山带在走向上呈正交和大角度斜交的排列,自西向东依次为开江-梁平裂谷、城口-鄂西裂谷和荆门-当阳裂谷。其中的开江-梁平裂谷东西两侧发现了巨大的天然气田而引起石油勘探家和地质学家的关注。本文对于这些控制油气资源储备的裂谷体系的分布和形成机制进行研究后,认为它们形成于南秦岭洋闭合时的碰撞作用,是南秦岭造山带和扬子地块拼合时同生的巨型"碰撞裂谷系统"。