“双一流”背景下资源勘查工程一流专业建设与探索

随着深入实施科教兴国战略、人才强国战略、创新驱动发展战略,高等教育必然要担当起新的使命和时代重任,而专业建设是高等教育体系的重要支柱,是人才培养的基础平台,资源勘查工程专业关系着我国能源资源安全,为此,在充分分析河南理工大学资源勘查工程专业建设基础上,查找目前存在的问题,对标“一流专业”和“新工科”建设要求,结合河南理工大学特色优势,探索“双一流”背景下资源勘查工程专业的建设路径,总结取得的一些成效,以期进一步促进资源勘查工程专业内涵式发展,同时为我国其他兄弟院校相关专业建设提供借鉴,为实现地球科学强国目标贡献科技和人才力量。

华北板块南缘寒武系苗岭统碳酸盐岩硬底:缺乏生物扰动背景下的早期海底胶结作用

华北地台南缘寒武系苗岭统碳酸盐岩硬底发育在核形石灰岩和鲕粒灰岩之上,并明显截断下伏的碳酸盐沉积物。本文通过对硬底界面之下颗粒间的放射纤维状方解石胶结物和等厚环边的微晶胶结物分析,表明其形成于早期海底胶结作用,该时期早期胶结区靠近沉积物—水界面,易受潮汐和波浪冲刷而暴露海底,并在持续搅动的高能环境中经历磨蚀和平整,形成硬底。由于硬底形成后几乎没有受到强烈改造和持续生物侵蚀的影响,通常表现出简单、平坦的表面形态。研究区馒头组二段含硬底层段形成于低、高能交替的潮间—潮下水道环境,以微晶方解石为主要的胶结剂沉淀;张夏组含硬底层段形成于台内鲕粒滩高速建造期,以物理化学沉淀和早期海底胶结作用为主。研究区出现的硬底表明,该时期海水化学条件和海底生态环境利于碳酸盐沉积物的早期胶结。硬底作为早期海底胶结作用的突出证据,对于研究碳酸盐沉积物的早期成岩作用及岩化特征具有重要意义,其形成过程及成因也为古海洋化学条件和底栖生态系统的变化提供了主要依据。

河南鹤壁地幔捕掳体内磷灰石的发现及地幔交代作用

目的地幔交代作用是岩石圈演化的重要方式之一。显性交代作用以出现交代成因的地幔矿物为特征,可为地幔交代作用提供直接证据,磷灰石是地幔中交代成因的典型矿物。中生代以来,太行山构造带东侧的华北板块岩石圈明显减薄,而西侧仍保留较厚的岩石圈,太行山构造带是华北克拉通东部被破坏区与西部稳定区的过渡带。因此,太行山构造带的地幔包体对研究华北克拉通破坏具有重要意义。鹤壁地区位于太行山构造带上,发育有金伯利岩等深源岩浆岩。方法本文以金伯利岩携带的地幔包体为研究对象,探讨鹤壁地区岩石圈地幔的性质。通过人工重砂的方法,从地幔包体中分选出数粒磷灰石和一粒被辉石包裹的磷灰石。结果体视显微镜下,磷灰石无色,透明,具玻璃光泽,呈短柱状;扫描电镜能谱分析表明,被包裹的矿物主要由Ca,P,O,F元素组成,寄主矿物主要由Si,Fe,Mg,Al,O元素组成;电子探针结果表明,磷灰石中w(CaO)为53.525%~56.514%,w(P_(2)O_(5))为37.372%~40.851%;实验岩石学研究认为,顽火辉石+方解石→橄榄石+透辉石+CO_(2),磷灰石等作为副矿物产出。因此,辉石包裹磷灰石的矿物组合属于地幔交代成因,指示了显性交代作用。结论磷灰石这种显性地幔交代成因矿物的发现,为华北克拉通岩石圈地幔经历显性交代作用提供了直接证据。

豫北卫辉地区寒武系馒头组含铁鲕粒的特征及形成机制

鲕粒灰岩是寒武纪重要的碳酸盐岩沉积类型之一,其以方解石质和白云石质鲕粒最为常见,成因已有诸多研究。然而,含铁鲕粒灰岩或铁鲕岩在寒武纪却很少见有报道,该类鲕粒的形成机理仍不清楚。基于此,文中综合运用沉积学与沉积古地理、矿物学和地球化学方法,对豫北卫辉地区馒头组的含铁鲕粒进行了详细的分析。研究区含铁鲕粒包括微亮晶含铁鲕粒和亮晶铁质鲕粒2类,形成于晋豫局限海鲕粒浅滩与滩后微生物丘礁的过渡地带。地球化学测试和显微观察表明含铁鲕粒中的铁矿物为形态不规则且发育锯齿状边缘的赤铁矿自形晶体,未见其他含铁矿物;样品的主量元素Ca、Fe、Al和Si含量较高,且Fe与Al元素之间有显著的正相关;微量元素呈现与地壳类似的丰度和变化规律;稀土元素总量较高,总体偏向于轻稀土相对亏损、重稀土相对富集且无明显Eu异常;这些特征说明含铁鲕粒的含铁矿物来自陆源。矿物学和沉积古地理分析表明,含铁矿物很可能以Fe(OH)3胶体溶液的形式自鄂尔多斯陆随径流南下进入研究区。研究区馒头组含铁鲕粒的形成需要具备3个条件:陆源不断供给的Fe(OH)3胶体、近岸半封闭海湾环境对铁的富集及规律性搅动的水动力条件对铁矿物的持续氧化。在鲕粒形成过程中,来自陆地风化的铁源的周期性供给会形成含有赤铁矿(包括少量伊利石)的方解石纹层,并与不发育赤铁矿的方解石纹层交替发育组成微亮晶含铁鲕粒;如果铁源供给充分,则形成以赤铁矿纹层为主、偶夹方解石纹层的亮晶铁质鲕粒。上述结果有助于揭示其形成时期的古海洋环境与大气环境,对铁矿床的开发和利用具有重要的理论意义与实际价值。

古环境、古气候分析对P-T之交灭绝事件的启示——以豫西济源孙家沟组为例

二叠纪—三叠纪之交,海洋和陆地均经历了地球历史上最严重的生物危机,大灭绝事件前后沉积环境的恢复及古气候的重建是生物大灭绝事件研究的基础。济源盆地位于华北板块南缘,二叠纪—三叠纪陆相地层发育完整且接触清晰,是研究华北板块二叠纪—三叠纪之交古气候和沉积环境演化的良好区域。以豫西济源大峪镇剖面孙家沟组为研究对象,综合运用岩石学、沉积学、古生物学和地球化学方法对研究区进行了系统研究。结果表明:济源孙家沟组从下部曲流河环境逐渐过渡为滨湖环境。孙家沟组下、中段地化数据表明当时的年降水量较低,古温度与化学风化强度较高,反映了干旱—半干旱为主的气候特征,可能为全球性巨型季风影响的结果,并由此导致了“济源动物群”的消失和微生物成因沉积构造(MISS)的发育。中段沉积期末期气候向湿润转变,到上段顶部干旱气候再次占据主导地位并持续至早三叠世。整体上,孙家沟组沉积期呈湿润—干旱—半湿润—干旱的气候变化,干旱炎热的气候可能是研究区陆地生态环境遭到破坏的重要原因,环境的退化加剧了陆相生物灭绝;根据岩性特征、古气候、古环境、MISS等,综合推测P-T之交灭绝事件发生在孙家沟组沉积期早期。

PTME后华北板块南缘生物复苏后期古环境特征:来自豫西登封中三叠统二马营组的证据

三叠纪是二叠—三叠纪生物大灭绝(PTME)之后生态系统恢复的重要时期,也是构造格局的重要转型期。中三叠世生态系统已逐渐恢复,处于生物复苏的后期,该时期的古环境特征、古生物面貌都对生态系统的恢复具有重要意义。本研究通过对豫西地区登封白坪中三叠统二马营组剖面的详细实测和样品的测试分析,运用沉积学和地球化学等方法,进行古环境特征分析。结果表明:(1)二马营组下段以黄绿色细粒长石砂岩与紫红色泥岩不等厚互层为主,发育曲流河的4个沉积旋回;中段底部以厚层黄绿色长石石英砂岩为主,上部出现频繁的砂泥互层,为滨浅湖沉积;二马营组中下段经历了由粗组分为主向细组分为主的多次转变,后期由河流相逐渐转变为滨浅湖相沉积。(2)地化样品中Mg/Ca以及Sr/Cu值(1.8~5.2,均值为3.5)均较低,显示二马营组整体处于温暖湿润的气候条件;Sr/Ba(0.15~0.42,均值为0.29)、∑LREE/∑HREE、Ce异常指数以及氧化还原敏感元素U、V、Cr、Ni、Co等的比值均显示二马营组沉积期为氧化条件为主的陆相淡水沉积环境。综上所述,豫西登封二马营组为一套典型的河湖相沉积,与下伏和尚沟组相比,在古气候方面出现明显的转变,由干旱炎热逐渐转变为温暖湿润的气候,为生态系统的恢复起到了重要的作用。

河南鹤壁地区地幔捕虏体中铁质小球特征及其成因探讨

为探究地幔捕虏体中铁质小球特征和成因,以河南鹤壁地区蒋家顶金伯利岩携带的橄榄岩捕虏体中铁质小球为研究对象,对小球进行体式显微镜照相、扫描电镜表面形态照相和化学成分能谱分析。结果表明:小球呈圆球形,直径0.5~1 mm,部分小球带有乳状突起;小球成分以铁质为主,根据Fe质量分数大致可分为低Fe小球和高Fe小球两组;随着小球中Fe质量分数升高,Al,Si,Ca,Ti等亲石元素质量分数逐渐减少,O质量分数随Fe质量分数变化关系不明显;低Fe小球中Mg质量分数随Fe质量分数升高逐渐增加,高铁小球中Mg质量分数随Fe质量分数升高逐渐减少;根据铁质小球来源、形态和成分特征,推测小球为捕虏体中辉石绝热减压少量熔融的产物。小球记录了地幔捕虏体随金伯利岩侵位至近地表发生的减压熔融→快速冷凝的短暂地质过程,对研究地幔非平衡熔融和初始岩浆的化学成分等基础地质问题具有重要意义。

豫西济源地区中下三叠统遗迹网络分析

豫西济源地区下三叠统和尚沟组和中三叠统二马营组均为陆相河湖相沉积,本研究在和尚沟组和上覆二马营组中下段分别识别出遗迹化石5属6种和7属9种,这些化石材料成为探究大灭绝事件后陆地造迹生物复苏的良好材料。运用遗迹网络分析方法构建了和尚沟组和二马营组中下段遗迹网络,相关参数显示自早三叠世和尚沟组沉积期至中三叠世二马营组中下段沉积期,遗迹网络节点增加,平均度、平均加权度和图密度有所降低,网络直径、平均聚类系数和平均路径长度呈明显增加趋势,遗迹网络复杂化以及造迹生物对恶劣环境适应性的增强,这些可能是二叠纪—三叠纪之交灭绝事件(Permian-Triassic Mass Extinction,PTME)后生物复苏的潜在标志。推测PTME后华北地区生物复苏和生态恢复可能遵循着类似的模式,但后续研究仍需陆相实体化石证据的佐证与补充。

河南寒武系苗岭统微生物成因构造与后生动物扰动构造的交替发育

河南寒武系苗岭统发育了大量微生物成因构造(叠层石和凝块石)和后生动物扰动构造(遗迹化石)。登封馒头组三段下部以叠层石灰岩及含垂直潜穴鲕粒灰岩的交替发育为特征,常被风暴作用导致的凹凸不平界面所分隔,叠层石形成于中等能量的滩间坪环境,而垂直潜穴发育于持续搅动的高能鲕粒滩环境;登封张夏组底部以凝块石灰岩和生物扰动构造灰岩的交替发育为特征,常以厚薄不均的泥岩层为分界面,二者均形成于正常浪基面之下的深水低能环境;卫辉崮山组以叠层石灰岩和生物扰动构造灰岩的交替发育为特征,二者以凹凸不平的界面或薄泥岩层相分隔,叠层石保存于中等能量的潮间坪沉积,而生物扰动构造则形成于低能的台地缓斜坡。当环境条件有利于微生物成席时(如清洁的水体、稳定的水动力条件和坚硬的底质),微生物成因沉积构造和微生物席底会大量发育。当环境条件不适合微生物席发育时(如浑浊的水体、交替变化的水动力条件和松软的底质),后生动物便开始在沉积物中掘穴,留下各类后生动物扰动构造和混合底。

豫西济源地区中三叠世油房庄组遗迹组构及其环境解释

河南济源地区中三叠世油房庄组发育了一套滨浅湖相的砂泥岩沉积,在该组上段紫红色与黄绿色砂泥岩沉积中发现了大量的遗迹化石。其中高能砂质滨湖沉积中识别出6种遗迹组构:斑状生物扰动组构、Skolithosisp.-Pl-anolites montanus组构、Skolithos verticalis组构、Planolites beverleyensis组构、Skolithosisp.组构和Palaeophycus annulatus遗迹组构,它们可归入陆相Skolithos遗迹相;极浅湖泥岩夹粉砂岩沉积中识别出3种遗迹组构:Skolithos linearis遗迹组构、Taenidium barretti遗迹组构和植物根迹组构,它们可归入陆相Scoyenia遗迹相。

豫西登封地区寒武系第三统鲕粒和鲕粒灰岩演化及其意义

豫西登封寒武系第三统灰岩中的鲕粒自下而上个体直径与鲕核逐渐变小、形态变得更加浑圆、鲕粒间胶结程度更高,反映了从深水不稳定鲕粒灰岩到浅水高速建造鲕粒滩的演变过程。研究区鲕粒灰岩发育可以分为3个阶段:(1)台地深斜坡鲕粒灰岩建造阶段(A段),主要发育放射鲕及同心—放射鲕,鲕粒形态多样、粒径大,粒间多为灰泥充填;(2)滩前缓斜坡鲕粒灰岩建造阶段(B段),主要发育同心—放射鲕、同心鲕,鲕粒含量极不稳定,粒径差异大,粒间由微亮晶及亮晶方解石胶结;(3)台内鲕粒滩高速建造阶段(C段),主要发育白云化的同心鲕和微晶鲕,鲕粒含量极高、粒径极小,鲕核也很小,粒间由亮晶方解石胶结。由A段到C段,相对水深逐渐变浅,成鲕环境变得成熟而稳定,鲕粒沉积规模逐渐扩大。

豫西济源中三叠世油房庄组曲流河岩相类型及沉积相分析

豫西济源中三叠世油房庄组下部发育曲流河沉积,以细砂、粉砂和粉砂质泥岩为主,局部含泥砾和粗砂岩。根据Miall的岩相分类法,油房庄组发育有17种岩相,主要有Sts、Sps、Sws、Fh、Fr、Fc、Ch和Cr等,可归纳为代表曲流河不同发展阶段的7种岩相组合类型。根据岩相类型和沉积构造特征,曲流河沉积识别出3个沉积亚相和8个沉积微相,其中河道亚相包括河道滞留沉积微相和边滩沉积微相;堤岸亚相包括天然堤沉积微相和决口扇沉积微相;洪泛平原亚相由近端洪泛平原沉积微相、远端洪泛平原沉积微相、永久性河漫湖泊微相和暂时性河漫湖泊微相组成。研究区河流曲率P为0.64,属于低弯度曲流河沉积。

豫西渑池地区寒武系第三统馒头组二段的核形石

豫西渑池地区寒武系第三统馒头组二段主要由紫红色、褐黄色页岩夹叠层石灰岩、核形石灰岩和鲕粒灰岩组成,其下部灰岩中富含核形石,形态和纹层结构多不规则,可见弯曲、不分枝的葛万菌(Girvanella)管状体呈密集而不规则的网状缠绕于核心和暗色纹层中,在亮纹层中则少些。含核形石地层呈薄层或透镜状夹于鲕粒灰岩之间或被潮上带泥岩覆盖,形成于低能的滨岸鲕粒滩滩间或滩后洼地。从核形石的特征可以看出,后生动物的匮乏或衰退是渑池地区馒头组二段核形石产生的决定性因素,不同的水动力条件造就了核形石形态类型的多样化,持续动荡的高能条件和大量泥质(陆源物质)供应直接导致了核形石消亡。

河南泌阳凹陷古近纪核桃园组遗迹化石组合及其环境意义——兼论深水湖泊遗迹相特征

南襄盆地泌阳凹陷古近纪核桃园组湖泊沉积中发育大量遗迹化石,含5个遗迹组合,形成于从滨湖到深湖的不同沉积环境中。Taenidiumserpentinum遗迹组合反映稍有覆水并周期性暴露的低能滨湖环境;Skolithos linearis遗迹组合代表湖泊中上临滨环境;Planolites montanus遗迹组合与低能浅湖环境有关;Skolithos verticalis遗迹组合形成于浅湖的远源风暴沉积中;Semirotundichnus dongyingensis遗迹组合发育在贫氧的半深湖-深湖沉积环境中。

河南卫辉地区寒武系第三统馒头组二段中的核形石及其沉积特征

为重建河南卫辉地区寒武纪古环境,揭示微生物岩的成因及演化规律,对河南卫辉地区寒武系第三统馒头组二段中的核形石进行了野外地质调查和室内微观分析。识别出2种不同类型的核形石,其中椭圆形核形石由较小的核心和不规则的明、暗纹层组成,与大量不规则泥质条带伴生,形成于高、低能交替的潮间水道;帽状—圆状核形石发育较大的核心和规则的明、暗纹层,与缓波状叠层石伴生,形成于高、低能交替的潮间—潮下水道。馒头组二段含核形石灰岩垂向序列自下而上呈潮上—潮间带泥、灰坪—潮间—潮下带水道、近岸鲕粒浅滩相的变化规律,反映了海平面向上缓慢上升、水动力逐渐增强的过程。

豫西登封地区寒武系第二统朱砂洞组生物成因的豹斑构造

豫西登封地区寒武系第二统朱砂洞组发育了大量形态极具特色的豹斑状构造。豹斑为灰-深灰色,呈管状、斑块状或网状分布,主要成分为半自形-自形的白云石;而基质为灰白-浅灰色,主要成分为微晶方解石,与豹斑界限明显。根据其形态及发育特征,这些豹斑构造可分为条带状、花斑状、网格状3种类型。根据白云石及方解石含量,含有这3类豹斑构造的岩性分别定名为云斑状灰岩、灰质斑状白云岩、斑状白云岩。研究表明,豹斑是由Thalassinoides造迹生物对沉积物扰动改造形成复杂的潜穴系统,并在成岩期优先发生白云岩交代作用所致。朱砂洞组发育的豹斑自下而上从条带状经花斑状演化为网格状,反映其沉积时的水动力逐渐降低、环境更加稳定,潜穴系统趋于复杂化、生物扰动强度增大,后期白云化程度也逐渐增强。

第9届国际遗迹组构专题研讨会综述

第9届国际遗迹组构专题研讨会于2007年8月13—18日在加拿大卡尔加里大学召开。从会议报告、展板、论文摘要集和野外地质考察可以看出:自1983年遗迹组构概念提出以来,一些新思维、新方法的应用极大地拓宽了遗迹学的研究领域,其已经被广泛应用到地层学和沉积学的诸多领域,并随着油气的勘探与开发得到了迅速发展。海相、陆相遗迹组构分析及其在储集层沉积环境和高分辨率层序地层学精细研究中的应用仍然是当前遗迹学的主题,遗迹组构的CT成像技术和三维可视化模拟在地下水勘查和油气勘探中正在发挥越来越大的作用。

寒武纪底质革命:从微生物席底到生物扰动混合底

前寒武纪生态系以微生物的繁盛为特征,以叠层石和微生物成因沉积构造的大量发育为标志.后生动物及其遗迹化石出现在新元古代"雪球事件"之后,并与微生物席组成"埃迪卡拉花园".新元古代的海底以发育完好的微生物席底和微弱的垂向生物扰动为特征,沉积物含水量低、沉积物-水界面平滑稳定;到寒武纪,由于垂向生物扰动的大量增加,微生物席底逐渐衰弱,"显生宙式"的海底沉积物含水量高、上下层沉积物易于混合和悬浮、沉积物-水界面模糊.自寒武纪开始,随着后生动物活动在浅海环境中不断地增多,遗迹化石习性类型趋于多样化和复杂化,微生物席底开始向较深的陆架乃至深海迁移并逐渐消亡.

塔里木盆地下志留统塔塔埃尔塔格组痕迹化石与海进期沉积及海进体系域

在层序地层学研究中，海进（transgrssion）常被认为是快速形成的，序列简单，并以少量沉积为特征。对塔里木盆地下志留统塔塔埃尔塔格组痕迹化石及沉积特征研究表明，海进期沉积及海进体系域比人们想象的要复杂，由三类沉积组成：（1）与海进侵蚀有关，包括海进滞留沉积，发育固底控制Glossifungites痕迹相；（2）与海进初期的海面缓慢上升或总体海进过程中的静止期有关，包括前滨和临滨砂泥岩，发育Skolithos痕迹相和近端Gruziana痕迹相；（3）与海面快速上升有关，包括滨外泥岩，发育远端Gruziana痕迹相。

北京昌平青白口系痕迹化石

北京昌平青白口系长龙山组和景儿峪组发育有丰富的痕迹化石，其中长龙山组产有Ｈｅｌｍｉｎｔｈｏｐｓｉｓｓｐ ．，Ｃｏｃｈｌｉｃｈｎｕｓｓｐ．，代表潮下低能环境；景儿峪组产有Ｓｋｏｌｉｔｈｏｓｓｐ ．和Ｍｏｎｏｃｒａｔｅｒｉｏｎ ｓｐ ．，代表高能潮间环境。景儿峪组的Ｓｋｏｌｉｔｈｏｓ 和Ｍｏｎｏｃｒａｔｅｒｉｏｎ 是目前所报道的最古老的垂直潜穴，这些垂向潜穴的出现，为后生动物更好地适应环境开辟了新的途径。