全球天然氢气勘探开发利用进展及中国的勘探前景

在全球能源脱碳背景下,天然氢气作为一种一次能源,因其零碳、可再生的优点而备受关注,但中国目前还未开展专门针对天然氢气的勘探工作。通过介绍全球已知高含量天然氢气(体积分数大于10%)气藏的主要形成地质环境及成因类型,系统总结了天然氢气富集的有利地质条件,并结合国外天然氢气的勘探开发现状,评价了中国天然氢气的勘探前景。研究结果表明:(1)全球高含量天然氢气主要发育于蛇绿岩带、裂谷和前寒武系富铁地层中,且以无机成因为主,富铁矿物的蛇纹石化过程是天然氢气最主要的成因来源,其次为地球深部脱气和水的辐解。(2)优质的氢源与良好的运移通道是氢气富集的前提,而盖层的封盖能力是天然氢气能否成藏的关键要素;天然氢气作为伴生气时,传统盖层对其具备封盖能力,但当其含量较高时,传统盖层可能难以形成有效封盖;裂谷环境、蛇绿岩发育区以及断裂发育的前寒武系富铁地层是富氢气藏的勘探有利区。(3)国外多个国家和地区已制定了天然氢气的勘探开发和利用计划,其中,马里已实现天然氢气的商业开采,美国、澳大利亚也已成功钻探天然氢气勘探井。(4)中国高含量氢气区与富氢地质条件高度匹配,天然氢气勘探前景良好,郯庐断裂带及周缘裂陷盆地区、阿尔金断裂带及两侧盆地区、三江构造带—龙门山断裂带及周缘盆地区的天然氢气勘探潜力较大;中国应尽快开展天然氢气普查工作,加强氢气成藏过程研究和潜力评价,并进行勘探技术、开采分离技术和储运技术的攻关,为天然氢气的大规模开发利用做好技术储备。

三江平原生长季沼泽湿地CH_4、N_2O排放及其影响因素

2003年6-9月采用静态箱-气相色谱法，对三江平原生长季不同淹水条件下沼泽湿地CH4、N2O的排放进行了同步对比研究，并探讨了影响气体排放的主要影响因素。结果表明，生长季沼泽湿地CH4和N2O排放具有明显的时空变化特征。长期淹水的毛果苔草（Carex lasiocarpa）和漂筏苔草（Carex pseudocuraica）植物带CH4的平均排放强度分别为259．2和273．6mg·m^-2·d^-1，高于季节性淹水的小叶章（Oeyeuxia angustitblia）植物带的排放强度（38．16mg·m^-2·d^-1）（P〈0．0001）；而生长季N20的平均排放强度分别为0．969、0．932和0．983mg·m^-2·d^-1，植物带间无显著差异（P=0．967）。相关分析表明，气温和5cm深地温对沼泽湿地CH4生长季排放通量的影响较大，而水位则是影响长期淹水沼泽N2O排放通量的主要因素；不同类型湿地间CH4平均排放强度的差异主要受水位的控制，而强烈的还原环境可能是导致不同类型湿地具有近似的N2O排放强度的原因。

三江平原水稻插秧适时性研究

通过理论分析和田间实验研究,推导出三江地区水稻插秧期适时性损失函数,同时获得该地区的最佳插秧时间。为水稻全程机械化实施的插秧机的配备提供了有价值的基础数据,对提高水稻生产机械化的经济效益,有着十分重要的实际意义和应用价值。

藏东三江构造带云南段α石英热活化ESR定年与新生代构造事件

运用α石英热活化ESR定年法(HAESRDQ)对三江构造带云南段49件样品定年结果的分析发现,该方法所获测年数据与地质事实及其他测年方法定年结果吻合,表明是一种普遍适用于中—新生代地质事件定年的方法。同时,证实三江构造带云南段是新生代陆内褶皱造山带,大量具“层控”特征的有色贵金属矿床的成矿时代也是新生代。

青藏高原东南缘壳幔结构探测研究新进展

青藏高原东南缘的岩石圈变形特征和动力学过程显著不同于以正向碰撞为主要形式的青藏高原本体。其变形样式在地壳浅部以侧向滑移为主,并伴随一系列尚待揭示的深部过程。毫无疑问,青藏高原东南缘的岩石圈结构探测研究是理解青藏高原碰撞造山、深部动力学过程不可或缺的重要环节。而揭示与侧向碰撞变形的深部过程相伴生的成矿带的岩石圈三维结构和深部动力学背景,对大陆碰撞成矿理论框架的完整性至为关键。通过对青藏高原东南缘的壳幔结构探测研究成果和基本认识进行了较系统的梳理,重点介绍青藏高原东南缘及邻区深部结构地震学探测研究近十几年的新进展、新认识,主要涉及壳幔结构的天然地震成像、人工源地震探测剖面和深部动力学等研究方向,供对青藏高原地学研究感兴趣的地质科研人员参考。

应用多重分形滤波技术提取致矿地球化学异常:以西南“三江”南段Cu、Zn致矿异常提取为例

西南“三江”南段位于印度板块与扬子板块的结合带,是特提斯-喜马拉雅成矿域的重要组成部分.在多旋回的构造岩浆活动过程中,形成了复杂的成矿地质地球化学背景和丰富的有色金属和贵金属矿产.正是这种复杂的地质地球化学背景,使得应用地质统计学方法提取致矿地球化学异常遇到了挑战.为此,多重分形滤波技术被引进,试图从复杂的多重地球化学背景中有效地分离与成矿有关的Cu、Zn异常.研究表明:(1)由于研究区存在多重地球化学背景,克里格方法揭示的Cu、Zn剩余异常通常是受区域线形构造控制的区域异常,多重分形滤波技术则揭示了与矿化有关的Cu、Zn局部致矿异常;(2)Cu致矿异常的提取表明,多重分形滤波技术能够克服某些岩性(譬如玄武岩)引起的Cu高背景的影响,并从多重地球化学背景中有效提取致矿异常,包括低背景中的弱异常和隐蔽异常;(3)运用多重分形滤波技术清晰揭示了一系列Zn原始数据图上没有显示的、规模不等的NNE向Zn矿化异常带,其中那条穿越整个研究区的Zn矿化异常带含有金顶巨型Pb-Zn矿床和一系列矿床、矿点、矿化点.整个研究工作是基于MORPAS3.0软件系统实现的.

湘桂交界地区三江断裂带的变形时代及对泛非构造热事件的响应

文章对三江断裂带的湘西通道长界橄榄辉石岩进行年代学研究,讨论了岩体的侵位时代、断裂变形时限及对泛非事件的响应。长界蚀变橄榄辉石岩侵入于丹洲群合桐组,发生强烈的绿泥石化、蛇纹石化和透闪石化蚀变。显微镜下,晚期绿泥石脉穿切早期蚀变矿物,显示多期蚀变的特征,暗示成岩后至少遭受两期构造热事件的影响。锆石U-Pb测年结果集中在441.0±11.0 Ma、546.5±8.5 Ma、774.3±3.9 Ma和820~1000 Ma。结合锆石阴极发光图像和稀土微量元素特征,进行锆石成因类型研究,774.3±3.9 Ma的锆石为最年轻的岩浆锆石,其年龄代表长界蚀变橄榄辉石岩的形成时代。820~1000 Ma的锆石为岩浆侵位过程中捕获物质的年龄。441.0±11.0 Ma的锆石为热液锆石,该年龄与区域NNE向断裂的变形时代一致,代表三江断裂带的活动时代。546.5±8.5 Ma的锆石亦为热液锆石,该年龄与泛非构造热事件的时代一致,表明研究区曾遭受到泛非构造热事件的影响。

云南三江造山带近东西向构造特征及其研究意义

对地球物理位场进行处理分析的结果表明 ,在云南三江造山带近南—北向为主的构造框架背景中 ,存在有多处与之相互正交或斜交的近东—西向构造 ,这些近东西方向展布的构造呈现出隐伏或深部构造特点。在布格重力异常影像中表现为大波长、幅值低的深部构造带特征 ;地质上表现为一系列近东—西向出现的断裂、岩体和矿床的成带分布 ;遥感解译结果则表现出在三江造山带内有多条平行展布的浅埋深东西向隐伏构造带。本文结合地质、地球物理地震波速信息等资料 ,对该区近东西向构造特征及分布规律进行探讨后提出三江地区存在的近东西—向展布的近东西向构造可能是青藏高原主碰撞造山后 ,各块体物质向东南挤出的深部物质流变构造的反映 ,也可能是在三江造山带挤压碰撞及走滑拉张环境下的伸展构造或老构造的再活化。它的形成机制可能类似于青藏高原南部南—北向伸展构造 (裂谷 )。近东—西向构造的深入研究和成因再认识对于深入分析云南三江地区复杂的地质构造 ,区域地壳演化历史 ,特别对是重新认识区域成矿规律。

三江平原地下水资源可持续利用初探

对黑龙江省三江平原地下水系统特征进行了深入分析与研究,提出了黑龙江省三江平原地下水资源可持续利用井群分段适度取水的构想。

青海三江北段拉地贡玛地区印支期花岗岩地球化学特征及地质意义

拉地贡玛地区花岗岩处于金沙江缝合带内,区域上隶属西金乌兰—金沙江缝合带的物质组成部分,在研究区属通天河构造岩浆岩带。据出露岩石类型,将其划分为3个单元:拉地贡玛花岗闪长岩(T_3γδ)、日阿日曲石英闪长岩(T_3δο)、缅切英云闪长岩(T_3δi)。岩浆侵位时代为晚三叠世;侵入岩体是以高硅富铝、多碱质和挥发组分为特征的兼具I型和S型花岗岩,属过铝质花岗岩;轻重稀土分馏程度明显,轻稀土富集,Eu、Ce呈弱负异常,Rb、Th、Ba等元素富集,Y、Yb、Cr等元素亏损,具I型和S型花岗岩的特点,与火山弧钙碱性花岗岩特征相似。研究区花岗岩形成构造环境与晚三叠世多彩—当江构造混杂带的俯冲作用有关,是与俯冲汇聚构造环境有关的大陆碰撞弧型花岗岩。

三江平原地区农业气候区划的数学方法

运用多元统计分析方法对三江平原地区农业气候区划工作进行探讨,取得了与实际较为吻合的结果。

青海治多县多彩铜铅锌矿床蚀变矿化分带性与成因类型

多彩铜铅锌矿床位于"三江"多金属成矿带北段青海省南部的治多县,是目前该地区新发现的唯一一个与古特提斯火山作用有关的大型矿床。矿体产于晚三叠世巴塘群火山岩地层中,直接赋矿围岩为英安质凝灰岩。矿区内主要发育硅化、绢云母化、黄铁矿化、绿泥石化、重晶石化、白云石化、方解石化等蚀变,矿化类型以块状及浸染状铜铅锌矿化和纹层状及星点状铜矿化为主,其次为细脉状铜铅锌矿化等。蚀变矿化在空间上具有明显分带性,以白云石-重晶石固结壳为界,下盘依次出现硅化-重晶石化-块状及细脉状矿化带、硅化-黄铁矿化-稠密浸染状矿化带、黄铁矿化-硅化-绢云母化-稀疏浸染状矿化带、硅化-弱绿泥石化带、绿泥石化带。上盘则多为成矿后中低温蚀变组合,如弱硅化-弱绢云母化-绿泥石化等。成矿演化上,矿床经历了3期主要成矿作用:火山沉积-气液矿化期、海底喷流热液矿化期及表生期。矿床地质特征、蚀变矿化分带及成矿演化等的综合分析表明,多彩铜铅锌矿床与日本黑矿及同一构造带的"三江"中段川西呷村VMS矿床极为相似,属于火山岩容矿的块状硫化物矿床。

云南景谷正兴铜铅锌多金属矿床地质特征及找矿标志

景谷正兴铜铅锌多金属矿床位于三江特提斯成矿区,兰坪—思茅Cu、Pb、Zn、Ag多金属成矿带,为一中—大型矿床。该区二叠系—白垩系有多组地层为Cu、Pb、Zn矿的形成提供了丰富的物质来源,主要的导矿构造为大文育—跑马田大断裂。首先结合相关地质工作成果,分析了区域地质背景、矿区地质特征及矿体地质特征,认为矿体主要赋存于二叠系地层中,其中,羊八寨组中的层状凝灰岩为区内铜矿重要的赋矿岩层之一,硅化、褐铁矿化与成矿有直接关系;然后通过对该矿床进行地质填图、槽探、钻探及物化探等工作,并结合区内矿产地质特征、物化探异常特征的综合分析结果,讨论了矿床控矿因素,认为该矿床应属受构造、地层、岩性联合控制的中—低温热液型铜铅锌多金属矿床。在上述分析的基础上,系统总结了矿床的构造、岩性、围岩蚀变、地球物理、地球化学等找矿标志,供区内进一步开展铜铅锌多金属矿找矿工作参考。

基于新常态下三江平原的治水理念

在20世纪50年代,三江平原是以"北大荒"而盛名天下。自60—70年代,历经以兵团农垦队伍开发为主,在该区域挖了大量的排水沟,疏干了沼泽湿地,开垦了大量荒原变为耕地。至80-90年代又打了许多机电井把旱田变为水田。21世纪之后,又以三江河流为水源,开发了不少大中型水田灌区。以此文章论述了三江平原治水过程及其对水循环的影响,指出当前治水理念要适应新常态下供给侧结构性改革的需要;要适应气候变化;要适应国家主体生态功能区定位要求,要符合生态保护要求,决不可超越红线。

1990-2015年三江平原生态功能区生态功能状况评估

基于1990年、2000年、2010年和2015年四期的遥感影像提取土地覆被信息,以此为基础,依据《生态环境状况评价技术规范》(HJ/T192-2015)对三江平原生态功能区生态功能状况及其变化趋势进行评估。结果显示:三江平原生态功能区生态功能状况指数(FEI)逐年减小,生态环境逐年变差,但有放缓之势。1990年和2000年FEI分别为57.43和54.44,生态功能状况为一般;2010年和2015年FEI分别为47.96和47.70,生态功能状况评级为较差,生态功能状况为自然生态差,存在明显的生态环境问题,生态类型结构单一,生态功能不稳定。1990-2015年间,生态功能状况变化度(△FEI)为-9.73,生态功能状况变化度评级为显著变差。从1990-2000年间到2000-2010年间,△FEI<0,且︱△FEI︱增大,1990-2010年间生态功能状况变差加剧;从2000-2010年间到2010-2015年间,△FEI<0,且︱△FEI︱减小,说明2000-2015年间生态功能状况变差状况有所缓解。人类扰动上升,气候变暖、变干也是该区生态功能状况变差的因素。

三江平原东方白鹳幼鸟的重要活动区特征

掌握离巢的水鸟幼鸟的活动区特征,对水鸟保护具有重要意义。于2016年7月,在三江平原,利用卫星追踪了4只东方白鹳(Ciconia boyciana)幼鸟,采用最近邻域法(nearest neighbor method)和100%最小凸多边形(minimum convex polygon,MCP)方法等,研究其选择的重要活动区、重要活动区的面积和其在重要活动区中生境的特征。研究结果表明,2016年7月6日至10月下旬,在三江平原,4只东方白鹳幼鸟共选择了10处重要活动区,其主要分布在兴凯湖、挠力河、浓江、黑龙江和松花江的沿岸地带;10处重要活动区的平均面积为468.92 km^(2);在重要活动区内,4只东方白鹳幼鸟的最主要生境是沼泽,其次为水田、河流和湖泊。未来,应该重点加强对东方白鹳幼鸟重要活动区的保护和管理,减少东方白鹳幼鸟重要活动区内的人类活动,严格控制自然保护区内的旱地面积。

三江侧向碰撞带地质构造与岩石圈各向异性

位于青藏高原东南缘的三江侧向碰撞带是研究青藏高原物质东流和印度板块东向下插等科学问题的关键区域,地质构造复杂,变形强烈,地震活动频繁,分布有丰富的金属矿床.为了更好的认识三江侧向碰撞带内复杂的岩石圈结构和强烈的变形特征,本文对三江侧向碰撞带岩石圈地震各向异性进行梳理,结合断裂分布、地震活动、地壳变形、应力分布及深部结构,得到以下认识和结论.研究区内地表运动方向整体上呈现出绕喜马拉雅东构造结顺时针旋转的变化形态,深部构造复杂,地壳厚度发生剧烈变化,速度结构横向变化明显.岩石圈范围各向异性特征具有横向分区、垂向分层特征;上地壳快S波优势偏振方向为近NS方向,但在局部范围呈横向分区特征,与地表变形、主压应力方向有较好的一致性;中下地壳介质有着与上地壳大致相同的各向异性对称轴,快S波对称轴呈近NS向或NNW向;岩石圈各向异性呈南北分区特征,26°20′N是一个重要的分界线,北侧的地壳各向异性与岩石圈各向异性的快S波对称轴都为NS方向,总体一致,南侧的地壳各向异性与岩石圈各向异性快S波对称轴不一致,岩石圈各向异性快S波对称轴为EW方向.26°20′N以南,上地幔各向异性可能与受到印度板块东北部东向下插到中国陆地下方有关,揭示三江侧向碰撞带南部的地壳与上地幔之间存在解耦现象.多种资料和方法的各向异性综合分析,可以弥补单一方法可能的垂向分辨率不足的问题,探讨区域垂向分层与不同尺度(即多圈层)特征.