湘西北北部地区黑色岩系铀多金属成矿环境研究

湘西北北部地区主要包括晓坪坳陷、慈利断陷盆地等区域,是湘西北成矿带上有用元素种类和矿物类型最为丰富的地区。文章通过对湘西北北部地区开展系统的地质调查评价和取样分析,研究表明区内铀多金属矿化形成环境主要为深水环境向浅水环境的过渡区域,海洋中的边缘浅海环境具有更佳的铀成矿条件。微量元素特征参数表明,研究区从震旦纪到寒武纪海洋环境是由相对富氧向缺氧环境的转变,寒武纪在海水缺氧的大背景下,发生过一到两次短时间小规模的充氧事件。对U、Th、稀土等元素的研究表明湘西北北部地区从震旦纪晚期到寒武纪早期U的富集速率明显加快,而后U富集速率逐渐降低,指示研究区在寒武纪早期海洋中的热水作用最为强烈,而后逐步减弱,且成矿作用过程中有深部物质的参与,矿化越好,受深部热水影响越强。对Ce的研究结果表明,研究区震旦纪到寒武纪在大的海退背景下存在3个较为明显的海平面“升-降”转化界面,可以将这段地质历史划分为4个海平面升降变化阶段,在海平面升高阶段,沉积物中Ce异常减小,海洋中还原性增强,有利于有机质和铀多金属元素的富集。研究区矿物学方面的发现与通过地球化学方法得出的结论具有较好的一致性,晶质铀矿、铀石等矿物的晶型、共生关系和所包含的Y、Se等元素指示寒武纪时期研究区黑色岩系成矿处于较高温度、强还原的条件下,且海底热流喷涌过程中携带有深源物质参与成矿。

湘西北黑色岩系中钛铀矿的结晶方式及对铀多金属成矿的指示意义

钛铀矿由于其特殊的矿物学性质,在自然界中基本均以变生态产出,因此其原始结构数据很难被准确测定。文章通过α粒子径迹蚀刻、扫描电镜背散射图像、能谱分析、元素面扫描等综合手段发现,湘西北地区黑色岩系中的钛铀矿大部分从成矿溶液中直接晶出,自形程度较高,主要呈针状、板条状;少部分以交代金红石、钛铁矿等早先矿物的方式形成,此种方式形成的钛铀矿晶型差,自形程度低,多数情况下还可见被交代矿物的残留晶形;少数钛铀矿以含矿溶液对含铀、钛的氢氧化物或氧化物进行热液改造和重结晶作用的方式形成,此种方式形成的钛铀矿矿物颗粒较为细小,大多呈针状,有时以放射状集合体的形式出现。以上发现不仅能为研究自然条件下的钛铀矿提供较为详实的实物样本,也能为开发利用黑色岩系中铀多金属的采冶工艺提供矿物学方面的依据。统计研究发现鲕粒状磷灰石,平均有机碳含量为21.18%;部分溶蚀磷灰石,平均有机碳含量为11.49%;重结晶磷灰石,大部分不含有机碳。结合黑色岩系矿物学方面的研究认为,海底喷流热水中所携带的矿化元素会通过出溶作用和还原作用在黑色岩系的微孔洞、微裂隙和矿物间隙中沉淀富集,生成钛铀矿、沥青铀矿、辉砷镍矿、方铅矿等不同类型的铀多金属矿物。

鄂尔多斯盆地含铝岩系天然气成藏主控因素与勘探启示

基于野外露头、岩心、录井、测井、试气及分析化验等资料,采用天然气成藏与铝土岩成矿一体化研究方法,分析鄂尔多斯盆地含铝岩系有效储层发育控制因素、煤系烃源岩与含铝岩系的源储配置关系,构建天然气成藏模式,对煤下含铝岩系天然气勘探潜力进行评价。研究表明:(1)鄂尔多斯盆地含铝岩系的有效储层主要为一水硬铝石含量超过75%,具有多孔状残余豆鲕、碎屑结构的蜂窝状铝土岩,溶蚀孔为主要储集空间;(2)铝土岩储层形成模式为夷平化作用提供含铝岩系发育的物质基础、岩溶古地貌控制含铝岩系发育、陆表淋滤作用改善储集性能;(3)晚石炭世—早二叠世,受湿热气候环境和海平面变化控制,古陆或古岛边缘的相对低洼带发育典型的煤-铝-铁三段式地层结构;(4)煤系烃源岩广覆式生烃,天然气在煤下含铝岩系储层富集,为源下成藏;(5)中国华北陆块的上石炭统—下二叠统含铝岩系气藏呈透镜状点群式聚集,勘探潜力大,有望成为华北克拉通上古生界重要的天然气勘探新领域。

鄂尔多斯盆地东部上石炭统铝土岩系储集层特征及形成模式

基于岩心观察、岩石薄片、X射线衍射、扫描电镜、低温气体吸附和等温吸附等实验,分析鄂尔多斯盆地东部上石炭统铝土岩系岩性和孔隙特征,以揭示铝土岩系储集层形成演化过程。研究表明:(1)提出以铝的氢氧化物、铁矿物和黏土矿物三单元的铝土岩系岩石学命名分类方案;(2)铝质泥岩产状主要为致密块状和碎屑状,(泥质)铝土岩多呈致密块状、豆状、鲕状、多孔土状和碎屑状,溶蚀孔、晶间孔和微裂缝是主要储气空间,孔隙度一般小于10%,以介孔为主;(3)华北地区铝土岩系纵向上总体上可分为5段,即铁岩(山西式铁矿,A段)、铝质泥岩(B段)、铝土岩(C段)、铝质泥岩(含碎屑)(D段)和暗色泥岩-煤岩段(E段);(4)在岩溶平台、缓坡和洼地分别发育潜穴/漏斗状、透镜状、层状/块状铝土岩沉积,岩溶平台及缓坡处有利于地表水淋滤,岩溶改造作用强,孔隙发育,储集层厚度大且物性好,但连贯性差,低洼处物性较差但储集层相对连续稳定。铝土岩天然气富集受源岩-储集层-裂缝综合控制,相关认识可为该层段和类似铝土岩系天然气勘探开发提供地质依据。

河南卢氏地区黑色岩系沉积型褐铁矿及其伴生钼锌组分的工业价值探讨

沉积型铁矿床以赤铁矿和磁铁矿为主,罕见沉积型褐铁矿床。黑色岩系中富集Mo、Ni、V、PGE实例较多,但黑色岩系中发现有沉积型褐铁矿床的报道少见,更未见沉积型褐铁矿床中有Mo、Zn矿化的报道。河南卢氏地区震旦系东坡组黑色岩系中发育有褐铁矿化,并伴生有钼、锌元素大规模高强度异常,前人认为是“铁帽”,深部有找寻大型硫化物原生矿床的潜力。通过对铁矿床含矿建造的重新厘定和成矿环境的恢复,以及对成矿物质来源的示踪,达到了对成矿过程的精细研究,认为区内铁矿化原始成矿方式为沉积成矿,主要以褐铁矿形式沉积,赤铁矿次之,后期强烈的构造变形使矿体遭受强烈的风化淋滤改造,致使矿床成因信息受到掩盖,是“假铁帽”。钼、锌元素以离子形式被铁质胶体和有机质吸附、携载迁移,在特定部位共同卸载沉淀,无独立的钼、锌矿物产出,没有工业价值。

关于新疆奥尔托喀讷什锰矿含锰岩系成矿特征及找矿远景分析

新疆奥尔托喀讷什锰矿是我国近年来地质学界关注的热点之一。该矿区位于新疆维吾尔自治区克孜勒苏柯尔克孜自治州阿克陶县,拥有丰富的锰矿资源,其含锰岩系的成矿特征及找矿远景引起了广泛关注。未来,该地区有望成为我国重要的锰矿产地之一,为我国的经济发展提供重要的资源保障。基于此,本文将在对奥尔托喀讷什锰矿进行概述的基础上,详细分析了该矿区的成矿特征,并探讨其未来的找矿远景。

鄂尔多斯盆地陇东地区二叠系太原组铝土岩系储层特征及勘探意义

近期,鄂尔多斯盆地西南缘陇东地区二叠系太原组铝土岩系天然气勘探获重大突破,开辟了盆地找气新领域。为系统探究铝土岩这一新的储层类型,基于岩心观察、测井、地震、岩石薄片、X射线衍射全岩分析、扫描电镜—能谱、高压压汞、低温氮气吸附等方法,详细研究了铝土岩系储层岩石学特征和孔隙结构特征,进而阐述了盆地铝土岩系储层的主控因素和勘探意义。结果表明:(1)岩性垂向上具有三段式的结构特征,上部和下部以铝土质泥岩为主,中部以铝土岩为主,溶蚀孔隙发育,是铝土岩系主要储层发育段;(2)太原组铝土岩系矿物组成以铝质矿物和黏土矿物为主,主要矿物为一水硬铝石、高岭石、伊利石及绿泥石,矿物晶体细小,以隐晶、微晶及隐晶质团块为主;(3)铝土岩储集空间主要是颗粒内溶孔、基质溶孔、粒间溶孔、晶间孔隙及微裂隙等,孔径主要介于20~200μm;储层主流喉道孔径介于150 nm~4μm,孔隙结构较好,退汞效率高,整体上以亚微米—微米级孔喉为主;储层物性孔隙度平均为10.6%,渗透率平均为4.04×10^(-3)μm^(2),大于0.3×10^(-3)μm^(2)以上的占到36%,储集条件较好;(4)沉积环境和古地貌控制了铝土岩储层的分布,潜坑和阶地型微古地貌富集铝土岩,是主要的勘探有利区。该研究成果可为华北等地区铝土岩天然气勘探提供借鉴。

华北克拉通东部胶北地体早前寒武纪表壳岩系:研究进展与综述

胶北地体是华北克拉通早前寒武纪基底岩系的代表性出露区,变质表壳岩系在该地体的分布较为普遍。由于这些表壳岩系对探究华北克拉通早前寒武纪地质演化历史、资源和表生环境演化等的重要作用,国内外学者从岩石单元划分、时代框架、变质演化、含矿性及对表生环境演化的启示等多个方面开展了研究工作,并取得很多重要的研究进展。但是由于研究者对这些表壳岩系的岩石单元划分提出了多个不同方案,造成了岩石单元定义不清、使用混乱的情况。对表壳岩的岩石类型、空间分布和时间格架的研究,也存在多种不同意见,其中对古元古代变质沉积岩形成时代的争议最大。本文对不同的岩石单元划分方案进行梳理,总结研究进展,并对研究中存在的问题和争议进行讨论,明确未来研究方向。传统观点认为,胶北地体早前寒武纪表壳岩系包括中太古界唐家庄岩群、新太古界胶东岩群以及古元古界荆山群和粉子山群。本文在综述相关研究进展的基础上,结合地质年代学研究结果和野外地质关系发现:(1)唐家庄岩群和胶东岩群的一部分岩石记录太古宙晚期和古元古代两期变质作用,表明这部分岩石的形成时代应该在新太古代之前,但是目前对两个岩石单元的原岩形成时代尚无明确约束;(2)唐家庄岩群变质级别普遍为麻粒岩相,而胶东岩群岩石大多显示角闪岩相矿物组合;(3)分布于昌邑-莱州一带的含铁岩系原来被划归古元古界粉子山群小宋组,一些学者依据新的定年结果提出小宋组的形成时代应该为新太古代(约2.7~2.5Ga),属于新太古界胶东岩群;(4)古元古代(约2.2~2.1Ga)的花岗岩和辉长岩在胶北地体较为常见,呈现双峰式岩浆特征,在一些地区识别出古元古代岩浆岩与小宋组含铁岩系、荆山群野头组变质沉积岩呈侵入接触关系,暗示两个岩石单元的形成时代应该早于~2.1Ga;(5)从野外产状特征来看,胶北地体唐家庄岩群和胶东岩群的很多变质基性-超基性岩的原岩可能并不是火山岩,而是侵入岩。基于胶北地体古元古代岩浆活动、表壳岩系与其底部岩系的接触关系,并综合考虑其沉积、变质和岩浆活动的时代框架,本文认为胶北地体古元古代表壳岩系形成的构造背景为克拉通伸展盆地,代表华北古元古代活动带在胶北地体的早期响应。虽然关于胶北地体早前寒武纪表壳岩系的研究取得很多进展,但由于多期变质变形的叠加改造,表壳岩原始结构和构造已经被后期变形样式置换,对其岩石单元划分、每个岩石单元的岩石组成、区域对比关系、年代学框架和构造含义等多个方面,仍然存在很多问题和争议有待于深入研究。

广西金秀寒武系黑色岩系中的热液脉状镍钴矿床超常富集规律与成矿条件

在华南地区的广西金秀寒武系黑色岩系中发现了热液脉状镍钴矿床,矿石品位超常富集,元素组合特殊,实属罕见,具有重要的科学价值和找矿意义。本文介绍龙华矿床的地质特征和矿石富集规律,以及矿物学和地球化学初步研究成果。含矿围岩是寒武系清溪组下段炭质泥岩,矿体可分为高品位热液脉状和低品位浸染状2类。主矿脉中出现镍-钴-砷和镍-钴-硫两类矿物组合,且两者呈分离状态,分别赋存在NWW向和NNW向断裂构造中。矿石成分主要是镍-钴砷化物、少量硫化物,以及石英和碳酸盐。采用电子探针方法分析了红砷镍矿、辉砷镍矿、硫镍矿、针镍矿、方钴矿、辉铋矿和自然铋矿物的元素含量,讨论了主要矿石矿物的Fe-Co-Ni三元图解。根据矿物内部结构构造和共生关系,厘清了矿物生成顺序,将矿石矿物的形成过程划分为内生热液作用期和表生作用期。元素面扫描分析结果表明,红砷镍矿内部Ni、Co、S元素具有显著的分带特征,可能是二次生长的结果。热液脉状镍钴矿床可能是加里东运动以前的古老地壳物质再循环的产物,花岗岩体与成矿作用的关系尚难评判,Ni-Co元素的超常富集可能主要来自于后期的构造-流体改造作用。

贵州铝土矿含矿岩系中锂的分布特征及富集机理

锂是我国关键矿产和高新产业发展的战略性资源之一。贵州铝土矿资源丰富,含铝岩系分布广,勘查发现铝土矿(岩)中伴生大量的锂资源。研究认为,全省含铝岩系中Li含量高,变化范围大(0.55×10^(-6)~2725.03×10^(-6)),平面上Li含量总体呈北东(务正道成矿区)、南西(修文-清镇成矿区)高,中间(播州-瓮安成矿区)低的分布态势;剖面上Li主要富集在矿系上部的致密状铝土岩(矿)中,Li含量一般>500×10^(-6),矿系中土状铝土矿(岩)Li含量一般<30×10^(-6);气候温湿、风化及淋滤作用强的陆相湖泊沉积环境,有利于高岭石为主的黏土矿物形成及Li+与Al^(3+)、Mg^(2+)、Fe^(3+)、Fe^(2+)发生类质同象,或被吸附进入黏土矿物层间构造同迁移同富集,Li与Al2O3含量呈正相关关系;成岩成矿后的次生改造阶段,古地磁测量及CIA显示为炎热潮湿的氧化环境,随着风化作用及脱硅富铝作用增强,大量Li、SiO_(2)流失,呈现Li与Al2O3含量呈负相关、与SiO_(2)含量呈正相关关系,Li的富集与其地球化学性质、古沉积环境及后生改造作用密切相关;Li主要来源于高背景的下伏地层,与铝土矿成矿母岩一致,部分还可能来源于上覆富Li地层;含铝岩系中Li富集特征显示,锂具有较好的找矿潜力。

利用Mo-U等多指标判别黑色岩系中硅质岩形成氧化-还原环境的可行性分析及意义

硅质岩作为一种重要的沉积岩类型,是研究前新生代古海洋环境的重要手段,但其缺乏在氧化-还原环境方面的应用;同时硅质岩是黑色岩系的重要组成部分,拓展硅质岩在该方面的应用,有利于加深对黑色岩系形成机理的认识。本文综述了硅质岩的现有研究方法、黑色岩系中黑色页岩和硅质岩研究的局限性和互补性,并论述了将Mo-U等氧化-还原敏感金属多指标判别方法应用于硅质岩,用来判断其形成的氧化-还原环境和盆地局限性等方面的理论可行性。在分析扬子地块及其周缘黑色岩系及硅质岩研究现状的基础上,认为将在黑色页岩使用成熟的氧化-还原环境研究方法应用于互层的(热水沉积)硅质岩,理论上具有可行性,并在扬子地块西北缘若尔盖地区奥陶-志留纪黑色岩系中互层的黑色页岩和热水沉积硅质岩岩性组合中得到进一步验证。该方法的应用可深化对扬子地块西北缘黑色岩系沉积环境特殊性及其中U-Au-Ni-Mo-V多金属矿源层形成机理的认识。

西昆仑玛尔坎苏锰矿带含锰岩系时代厘定及地质意义

西昆仑造山带新近发现的玛尔坎苏碳酸锰成矿带是我国锰矿资源勘查的重大突破。本文在梳理玛尔坎苏碳酸锰成矿带区域地层已有年龄的基础上,对含锰岩系含火山碎屑灰岩、砂质灰岩及凝灰岩夹层中的锆石开展U-Pb测年工作,厘定了含锰岩系的沉积时代,并结合同期区域构造及表生系统演化背景,探讨了玛尔坎苏锰矿带的地质意义。喀拉阿特河组含锰岩系第一岩性段含火山角砾灰岩和第二岩性段砂质灰岩中火山岩岩屑获得锆石U-Pb谐和年龄为(322.9±1.8)Ma,第三岩性段凝灰岩夹层最年轻的3颗锆石获得U-Pb谐和年龄为(322.0±5.3)Ma。结合新近发表的碳酸锰矿石Re-Os等时线年龄,可大致将该套含锰岩系的沉积时代限定为晚石炭世(约320 Ma)。喀拉阿特河组含锰岩系地层可能代表晚古生代古特提斯洋北向俯冲背景之下的弧后盆地沉积序列。含锰岩系沉积时恰处于晚古生代冰期之内(340~285 Ma),碳酸锰矿石亦具有类似现代海洋水成铁锰沉积物的(REE+Y)_(PAAS)配分形式,表明原始锰氧化物沉淀速率较慢且与海水呈平衡状态。这可类比全球新元古代与冰期有关的其他沉积碳酸锰矿床的形成过程,即冰川的逐渐消融导致溶解Mn^(2+)以锰氧化物的形式缓慢沉淀。据此推测晚古生代南半球Gondwana大陆发育的动态冰川活动对古特提斯海域Mn元素的地球化学循环产生一定影响。

相辅相成 相伴相生——黑色岩系中钒与有机质的地球化学特征与伴生机制

亿万斯年,地壳的发展演化一直遵循着特定规律,不停进行着物质循环和能量转化。其中,无机矿物与有机质之间的耦合作用关系,则远比人们之前的认识要丰富得多。本文以钒为例,详叙其与有机质的密切联系,一窥矿物成藏的谜底所在。与钒初识:钒的应用与分布钒(vanadium)是一种金属元素,因其化合物色泽鲜艳明亮,故而赋以北欧神话中的美丽女神“凡娜迪丝(Vanadis)”之名。它是具有战略意义的稀有金属,应用领域十分广泛。

贵州铝土矿含铝岩系中关键金属富集特征及资源潜力

贵州是我国重要的铝工业生产基地之一,铝土矿资源保有储量12.89亿吨,占全国资源总量的17%,位居全国第二,铝土矿中广泛富集锂(Li)、镓(Ga)、钪(Sc)、稀土(REE)等关键金属。通过对贵州铝土矿含铝岩系的地质特征及其中富集的上述关键金属研究,系统总结了关键金属的富集特征,并分析了其资源潜力。研究结果表明,贵州铝土矿含铝岩系中不同程度富集关键金属Li、Ga、Sc和REE。其中,Li在北部务正道矿集区含量相对较高,主要富集在含铝岩系中上部的致密状铝土矿中;Ga在北部务正道矿集区和中部遵义—瓮安矿集区含量相对较高,主要富集在含铝岩系中部的土状铝土矿和碎屑状铝土矿中;REE在北部务正道矿集区和南西部修文—清镇矿集区含量相对较高,主要富集在含铝岩系下部的绿泥石泥岩和铁质黏土岩中;Sc在含铝岩系平面上和垂向上含量变化较小,分布相对均匀。含铝岩系各类岩(矿)石中Li、Ga、Sc、REE的赋存状态可能主要以离子吸附和类质同象置换的形式赋存于黏土矿物、铝矿物以及副矿物的表面和晶格中,少量REE以独立矿物的形式存在。总体而言,贵州含铝岩系中关键金属Li、Ga、Sc、REE的资源潜力及潜在经济价值巨大,后续应加强系统研究和综合利用,以期实现最大化的经济效益和环境效益。

碎屑岩系不同沉积体系的沉积正演方法综述

随着沉积学研究向定量化、过程化、体系化发展,沉积正演日益受到重视。首先阐述了目前沉积正演的主要输入和输出数据,梳理了输入参数的确立方法。随后综述了沉积正演分类的方法,分类原则包括模拟原理、模拟过程数量、模拟结果类型、模拟维度、模拟尺度、忠实数据程度、是否包含源-汇系统的源区等。然后介绍了不同碎屑岩系沉积体系的沉积正演方法,包括山坡地形、河流和深水水道、三角洲、朵体和滑坡。通过介绍各个体系的某一典型模拟程序,说明这一体系需要重点模拟的沉积特征及其对应的模拟原理,并尽量涵盖多种模拟方法,扩宽对于沉积正演的认识。最后对沉积正演的发展进行了展望,认为其将向三维可视化、多过程融合、多学科融合方向发展,并建议加强计算机、数学、力学、地学的复合人才培养;加强沉积正演假想实验研究来研究沉积理论;尝试多种模拟方法;以及由应用为主转向以研发为主。

湘西北凤凰地区黑色岩系地球化学特征及地质意义

震旦系留茶坡组-寒武系牛蹄塘组在湘西北地区广泛分布,是重要的铀多金属富集层。文章通过微量元素分析与扫描电子显微镜相结合的技术手段,对凤凰地区黑色岩系微量元素与铀存在形式进行了分析,结果表明:Ni、Mo、V等多金属富集层位基本相同,且多与铀异常层重叠。V/(V+Ni)值为0.66~0.97,U/Th值为3.31~144.75,V/Sc值为28.62~4155.05,V/Cr值为1.54~25.15,δU值为1.82~2.00,均指示缺氧-硫化环境;凤凰地区Ni-Co-Zn三角图解显示出热水沉积特征,稀土元素分析显示Eu正异常(δEu值为1.12~1.39)和Ce负异常(δCe值为0.32~0.77),Sr/Ba值小于1,样品发育较多重晶石,结合微量元素特征与重晶石成因,认为沉积过程有海底喷流作用的参与。化学与生物化学作用使得铀多金属初步富集,海底喷流作用带来大量成矿物质,并对前期预富集的矿物溶蚀、萃取,在晶粒间或微裂隙重结晶,形成钛铀矿、紫硫镍矿和辉钼矿等独立矿物,同时在有机质作用下吸附各种多金属元素,形成钒系水云母矿物、硫钼矿集合体和针镍矿等多金属矿物(集合体),最终固结成岩形成铀多金属矿化层。

河南省鲁山—舞钢地区含石墨岩系岩石地球化学特征及其地质意义

为研究含石墨岩系的岩石地球化学特征,并揭示孔兹岩系变质原岩的物源成分和沉积环境,通过研究含石墨岩系岩石的常量、微量和稀土元素特征,对含石墨岩系的变质原岩、成岩物质来源以及源区环境进行了分析。结果表明:含石墨岩系具低铝的特点,Al_(2)O_(3)、K_(2)O、Na_(2)O的平均质量分数分别为11.91%、2.76%、1.67%;微量元素中大离子亲石元素含量变化相对小,高场强元素含量变化则相对较大;稀土元素呈富轻稀土的分配模式,轻、重稀土有一定分异,(La/Yb)_(N)平均值为11.50,Ce异常不明显,δEu为0.45~1.89。从而认为:区内孔兹岩系为特殊的低铝孔兹岩,岩石地球化学具有陆壳岩石特征。其变质原岩主要为碎屑沉积岩,为一套陆源海相沉积建造,物源是活动构造环境下的首次沉积,其化学风化程度较低。

鄂尔多斯盆地西南部上古生界风化壳型铝土岩系发育过程及优势储层分布规律

鄂尔多斯盆地西南部陇东探区上古生界二叠系太原组铝土岩系天然气勘探近期取得重大突破,开辟了新的勘探领域。但是目前对于铝土岩系分布及储层发育特征认识不清,制约了勘探进程。基于岩心观察、薄片、测录井及地震等资料,通过分析铝土岩系的物源、沉积环境及形成过程并探讨铝土岩系储层特征及形成机理,建立了铝土岩系形成分布模式及储层发育模式。研究认为:(1)陇东地区铝土岩系物源主要来自下古生界马家沟组碳酸盐岩。(2)铝土岩系发育在海退背景下温热多雨的沉积环境,垂向结构包括漏斗状、透镜状及似层状3种岩性组合类型,不同成因组合类型受岩溶的容积空间和淋滤程度等因素影响。平面上分布受古地貌控制,高地岩溶潜坑区发育漏斗状铝土岩系,垂向厚度大。斜坡区岩溶阶地以连续透镜状铝土岩为主,且横向分布具有一定范围。洼地区发育似层状铝土岩系。(3)岩溶负地形是控制铝土岩系发育的重要因素,泄水通道的存在是控制优势储层发育的关键因素。高地潜坑和斜坡阶地微古地貌单元是理想的铝土岩系优势储层发育区。该研究成果可为盆地内寻找铝土岩系优质储层提供依据,对新类型天然气勘探提供借鉴。

陕西省紫阳县下寒武统黑色岩系有机地球化学特征

陕西省紫阳县下寒武统黑色岩系富含大量有机质和丰富的金属元素(Ba、V、Cr、Ni、Mo、Au等),但对黑色岩系的有机地球化学特征仍缺乏应有的认识。本研究借助偏光电子显微镜、扫描电镜形貌观察,有机碳分析和饱和烃气相色谱-质谱分析等实验方法,针对研究区黑色岩系的有机质与无机质耦合关系、有机质来源、成熟度和沉积环境开展了系统探讨。研究结果表明:研究区有机质质量分数较高,有机质呈分散态和聚集态两种方式赋存,其中分散态的有机质与黏土矿物关系密切。总有机碳(TOC)质量分数均值为2.95%,岩性差异、黄铁矿含量及类型均会影响TOC质量分数的变化。黑色岩系样品富含正构烷烃、类异戊二烯烃、萜类化合物、甾类化合物等生物标志化合物,其中:正构烷烃碳数分布范围为C14—C34,呈明显的双峰式分布特征,且无明显奇偶优势;类异戊二烯烃指征显示具明显的植烷优势,具较低的Pr/nC17值(0.36)和Ph/nC18值(0.50);萜类化合物的丰度由高到底顺序为三环萜烷>五环三萜烷>四环萜烷,少量γ-蜡烷,三环萜烷C21-C23-C24呈不对称倒“V”字型分布,具较低的Tm/Ts值(1.03);甾类化合物中规则甾烷分布呈C29>C27>C28的不对称“V”字型分布,具较低的C27重排甾烷/C27规则甾烷值(0.18)和孕甾烷/C29-20R甾烷值(0.84)。综上所述,有机质母体主要为海相低等生物(如菌藻类、微生物)和浮游生物,部分岩石(如硅质岩)中有机质来源有少量陆源低等植物的参与;岩石整体有机质具有较高的成熟度,但未达到过成熟的阶段;黑色岩系来自半封闭—封闭缺氧还原的偏碱性海水环境,盐度较低。

破译结核中的沉积环境和同沉积构造活动信息——以黔湘边界地区黑色岩系为例

黑色岩系赋存油气、煤、页岩气等能源资源和铁、锰、磷、钡等多种固体资源,沉积成藏和沉积成矿条件的恢复是资源预测的基石,古沉积环境和同沉积构造的恢复因而受到额外重视。在黔湘边界地区的黑色岩系中有大量结核,而结核对原始记录有封存特性,因此,在对野外露头剖面观察和室内显微分析的基础上,通过沉积作用—构造作用的一体化分析,发现不同层位的结核在矿物成分和结构类型上差别很大:(1)上震旦统—寒武系纽芬兰统留茶坡组(Z-C l)的结核是重晶石、钙质、磷质和硅质等多成分的集合体,砾屑或砂屑结构;两层结核的胶结温度不同,直接覆盖重晶石矿的结核层温度较高;(2)寒武系第二统杷榔组(-C_2p)的结核以黄铁矿为主要成分,发育三期生长构造:核心层呈草莓状结构,外面两层呈肾状结构;(3)寒武系第二统乌训组(-C_2w)结核的矿物成分为钙质和黄铁矿,并以钙质为主,黄铁矿呈星点状散布其中,有四期生长构造,第一和第三期黄铁矿含量较高。从不同层位的结核中分别破译出不同的古沉积环境条件和同沉积构造的活动信息:(1)留茶坡组含重晶石结核属低温热液成因,还原环境局限在断裂带附近;(2)杷榔组黄铁矿结核形成于氧化还原界面附近,环境具备高浓度活性铁的介质条件;(3)乌训组钙质—黄铁矿结核形成于低浓度铁的周期性还原环境,推测为基底的幕式陷落引发频繁的相对海平面变化,从而导致水介质氧化还原性的频繁变化。因此,结核研究有助于重建黑色岩系的介质条件,对资源预测有重要意义。