鄂尔多斯盆地南缘上奥陶统赵老峪组岩石磁学研究

利用古地磁学手段定量约束华北板块早古生代古地理位置可为原特提斯造山作用及华北板块与冈瓦纳大陆的亲缘性研究提供重要科学依据。但华北板块早古生代以来经历了多期构造运动,其西部鄂尔多斯盆地含丰富油气资源,后期构造运动和油气运移均可能导致其早古生代地层遭受重磁化影响。对鄂尔多斯盆地南缘富平地区上奥陶统赵老峪组灰岩、凝灰岩样品进行了系统岩相学、岩石磁学及逐步退磁研究,包括光学显微镜鉴定实验、扫描电镜(SEM)实验、能谱分析(EDS)实验、饱和等温剩磁(SIRM)实验、三轴等温热退磁实验、磁化率随温度变化(κ-T)实验、磁滞回线实验、一阶反转曲线(FORC)实验、系统热退磁实验以及热-交混合退磁实验,探讨了各类岩石的主要载磁矿物及其是否具备记录原生剩磁信息的潜能。结果表明:灰岩及凝灰岩样品的主要载磁矿物为磁铁矿、磁黄铁矿和(或)胶黄铁矿,部分样品还含少量赤铁矿(含杂质)和针铁矿,矿物颗粒的磁畴类型同时含有SD(单畴)和MD(多畴)两种。结合岩相学及退磁实验结果认为这些主要载磁矿物可能是与后期流体作用(有机质成熟及运移等)有关的次生矿物,其携带的剩磁信号不能直接用于约束板块早古生代古地理位置,或可用于约束鄂尔多斯盆地南缘下古生界油气运移成藏过程。

羌北地块上志留统龙木措上组岩石磁学特征

开展羌北地块早古生代古地磁学研究,定量约束出其古生代以来的古地理位置,可为研究青藏高原古构造格局、显生宙特提斯演化和古地理重建等提供重要基础和关键制约。在进行古地磁研究之前,首先进行岩石磁学特征的研究,明确岩石中载磁矿物的组合类型和特征,为后续退磁实验方案的选择以及剩磁的原生性的讨论提供岩石磁学基础。对羌北地块上志留统龙木措上组灰岩和砂岩进行岩石磁学特征研究,包括等温剩磁获得曲线、磁化率随温度变化(χ-T)曲线、三轴等温系统热退磁实验、低温磁学性质测试以及扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS)等。实验结果表明,龙木措上组灰岩样品中的磁性矿物以磁铁矿为主,另外还有少量的磁赤铁矿和磁黄铁矿,砂岩样品中的磁性矿物较为复杂,主要为磁铁矿,可能还含有磁黄铁矿等其他磁性矿物。研究结果表明龙木措上组地层中灰岩样品可以分离出稳定的高温剩磁分量,适宜开展进一步古地磁学研究。

滇东地区寒武系第三阶沉积岩磁组构研究及其对古水流方向的启示

以滇东地区朱家箐剖面和古莲村剖面为例,对滇东地区寒武系第二阶石岩头组、第三阶玉案山组和红井哨组共计42个采点(319个样品)开展了岩石磁学和磁化率各向异性研究。结果表明,样品中载磁矿物包括磁铁矿、赤铁矿以及少量的针铁矿,而AMS主要由顺磁性矿物携带;两个剖面样品的磁面理均较为发育,各向异性度较低,表现出典型的沉积特征,但结合地层走向与椭球体主轴的分布情况,认为朱家箐剖面反映了后期近E—W向挤压应力作用造成的初始变形组构,古莲村剖面的样品则保留了原生的叠瓦状沉积组构,包括流动组构和横向组构。对古莲村剖面样品的形状因子q和叠瓦角β的进一步分析发现,自玉案山组到红井哨组沉积的数百万年间,水动力条件逐渐增强,古水流方向没有显著变化,均为SW—NE向,其物源应该来自于西侧的康滇古陆。

柴达木盆地北缘中新生代地层的磁组构特征及其沉积—构造学意义

柴达木盆地沉积地层记载着青藏高原东北部的构造演化信息.对该盆地路乐河地区上中生界-新生界地层系统采样,获得千余块定向岩心样品.岩石磁学研究表明样品中的磁性矿物主要为赤铁矿和磁铁矿;磁组构研究表明为初始沉积磁组构特征.磁组构特征指示了自中侏罗统大煤沟组(J2d)至早中新统下油砂山组(N12y)7个地层单位沉积时期,古水流方向共经历了4次阶段性的变化,表明柴达木块体相应地发生了4次旋转.在中-晚侏罗世块体逆时针旋转约22°;至早白垩世,块体又顺时针旋转约65°;在65.5~32 Ma期间块体旋转方向再次改变,逆时针旋转约63°;到32~13Ma阶段块体又发生约50°的顺时针旋转.柴达木块体的旋转及其方向的转换,可能与其南的羌塘块体、拉萨块体和印度板块阶段性北向碰撞挤压紧密相关.拉张环境与挤压环境的多次转换可能与中特提斯的关闭、新特提斯的张开和闭合、高原快速隆升后其边部松弛相联系.

瓦斯水合物形成过程的电阻特性

为获取煤体中瓦斯水合物形成动力学规律和饱和度分布情况,利用瓦斯水合电阻测试实验装置,在添加质量浓度为0、500 mg/L的SDS溶液、Na Cl溶液的质量分数分别为3%、6%和9%条件下,进行煤体中瓦斯水合动力学实验。结合数学模型计算瓦斯水合物生长速率和饱和度。结果表明:电阻变化规律可以界定煤体中瓦斯水合物的形成特征;根据电阻变化趋势,4组实验体系中瓦斯水合物主要集中形成于实验釜内的上层位与中层位;随Na Cl溶液质量分数升高,瓦斯水合物生长速率和饱和度呈降低变化趋势。Na Cl-SDS混合溶液体系能够增大水合物生长速率,提高煤体中瓦斯水合物的饱和度。

青藏高原北羌塘块体中—晚三叠世古地磁研究

对采自羌塘块体腹地中—晚三叠世图地层的87块样品(9个采点)进行了系统的岩石磁学与退磁实验,以探究羌塘地块的运动学过程与古—新特提斯洋转换等重大地质事件的相关性。结果表明,湖组火山岩样品中,主要载磁矿物为磁铁矿,而菊花山组灰岩样品中含有一定量的赤铁矿。大部分样品的退磁曲线具有双分量特征,除低温(场)分量之外,还获得了一中—高温(场)分量,通过与北羌塘块体已有的古地磁数据对比,推测该分量可能为早白垩世时期的重磁化结果。

羌北地块早-中志留世古地磁学初步研究结果及其构造意义

本文报道羌北地块早-中志留世龙木措组灰岩古地磁研究初步结果,据此探讨羌北地块早-中志留世的古位置及其起源问题.在日土县龙木措北岸(34.4°N,80.3°E)龙木措组中采集了10个采点,共125块古地磁独立定向样品.岩相学与岩石磁学结果表明样品中主要载磁矿物为磁铁矿.系统热退磁与交变退磁显示,退磁曲线具有双分量或单分量特征,单分量方向与双分量中稳定趋向原点的高温/高场分量方向一致,在采点水平下的平均方向为Ds=321.8°,I_(s)=41.7°,k_(s)=31.1,α_(95)=10.1°,N=8,该平均方向在样品水平下可通过C级倒转检验,对应的古地磁极位置(λ_(p)=-55.3°N,φ_(p)=163.3°E(dp/dm=7.6°/12.4°))显著区别于羌北地块晚古生代以来可靠的古地磁极位置,可能代表了岩石形成时的原生剩磁方向.结合地质学证据,本文提出羌北地块早-中志留世位于南半球低纬度地区(古纬度为24.0°S),此时羌北地块可能与华南地块位置接近,位于冈瓦纳大陆的印度板块北侧古大洋中.

煤心定向的古地磁方法初探

煤层渗透性是影响煤层气含量及能否持续高效抽采的重要因素,裂缝是煤层气藏主要的渗流通道,识别出煤层裂缝空间展布可为研究煤层气储量以及煤层气开采生产井密度和位置、布置注水井网、控制注水压力及注水量等提供重要的参考依据。本文结合油气勘探中岩心定向方法,提出一种将古地磁岩心定向技术用于煤层气勘探开发中的新思路。结果表明,通过获取黏滞剩磁(VRM)来对煤心定位的方法可以实现。本文提出的研究方法具有可定量化、操作简单、成本低、针对性强的特点,可为我国煤层气的勘探和开发技术创新提供新的参考依据。

干水对煤层气固化形成水合物动力学特征的影响

为探寻基于水合物法安全高效快速固化储运煤层气的方法,添加干水体系,利用合成煤层气水合物实验设备,在2℃、5.1MPa条件下研究干水对煤层气水合物形成过程的动力学特征的影响,通过计算获取了水合物生长速率、水合物含气量等关键参数。结果表明:在相同温度压力条件下,针对同种煤层气干水体系中水合物的形成速率与含气量均高于纯水体系,分析可知,干水能够高度分散的液态水增大气液接触面积,加快了煤层气水合物的形成过程,干水能够提高水合物法固化储运煤层气的效能。

青藏高原北羌塘地块下泥盆统平沙沟组古地磁学研究

泥盆纪时期各板块的古地理重建缺乏可靠古地磁数据,以至于古特提斯洋在泥盆纪的演化过程存在争议,而高质量的古地磁数据定量限定板块的古纬度位置是解决上述问题的关键.本文对北羌塘地块早泥盆世平沙沟组灰岩进行了古地磁学研究,提供了一个较为可靠的古地磁数据.镜下观察及岩石磁学实验结果表明平沙沟组灰岩样品中的主要载磁矿物为磁铁矿和赤铁矿,并且没有重磁化的特征.系统热退磁与混合退磁实验结果表明,样品的天然剩磁强度较低,从54块样品中获得了较为集中的特征剩磁分量,在样品水平下的平均方向为Dg=358.5°,Ig=22.8°,kg=17.7,α95=4.6°,Ds=8.8°,Is=-0.9°,ks=18.1,α95=4.5°,通过了C级倒转检验,对应的古地磁极为λp=54.8°N,φp=251.2°E,(dp/dm=2.3°/4.5°),这一极位置与石炭纪以来可靠的古地磁极位置存在差异,很可能代表了早泥盆世的原生剩磁方向.结合古生物学和地质证据,本文提出北羌塘地块早泥盆世位于古赤道附近(古纬度为0.5°S),此时北羌塘地块与华南板块位置接近,古特提斯洋可能已经存在.

拉萨地块中二叠统洛巴堆组岩石磁学及其地质意义

拉萨地块是研究班公湖—怒江特提斯洋和雅鲁藏布江特提斯洋演化过程的关键,但印度—亚洲大陆的碰撞可能导致拉萨地块遭受不同程度的重磁化影响,为寻找理想地层进行古地磁研究,本文对拉萨地块中二叠世洛巴堆组砂岩、火山岩及灰岩样品进行详细的岩石磁学研究,以确定各类岩石是否具备记录原生剩磁信息的能力.结果表明砂岩样品中主要载磁矿物为磁黄铁矿,火山岩及灰岩样品中主要为磁铁矿或赤铁矿.结合区域地质资料和部分样品退磁实验,本文认为砂岩样品可能遭受林子宗群火山和岩浆活动所提供的区域热扰动影响,记录了古近系重磁化信息;火山岩和灰岩样品可能记录了岩石形成时期的原生剩磁信息,有望从中获得可靠古地磁数据.

青藏高原拉萨块体北缘晚白垩世竟柱山组红层古地磁学研究及其构造意义

作为亚洲大陆晚白垩世时的最南缘,拉萨块体古纬度对研究印度—亚洲大陆碰撞过程具有重要意义.本文对采自拉萨块体北缘晚白垩世竟柱山组红层35个采点415块定向样品进行了详细的古地磁研究.岩石磁学结果显示样品中主要载磁矿物为赤铁矿.通过逐步热退磁可从22个采点中获得一组稳定的高温分量方向,同沉积校正后该方向在95%和99%置信区间内均通过了McElhinny和McFadden褶皱检验,表明该方向(D_(c)=335.6°,I_(c)=31.2°,k_(c)=52.8,α95=4.3°)应为原生剩磁,其对应的古地磁极为63.3°N,329.4°E,A_(95)=3.6°.等温剩磁各向异性分析显示拉萨块体北部尼玛和班戈地区晚白垩世竟柱山组红层中可能并不存在磁倾角浅化现象.结合前人的研究成果限定了拉萨块体晚白垩世古纬度为16.6±2.1°N(参考点31.8°N,87.7°E),晚白垩世以来青藏高原北部可能发生了960±400 km的南北向构造缩短.