三水盆地古近系下部湖相沉积的稀土元素地球化学特征及其古气候意义

通过分析三水盆地古近系下部岩心的稀土元素丰度和分布模式,并结合其它地球化学指标(Fe/Mn,Mg/Ca),重建了古近纪早期的古气候条件。岩心中稀土元素总量(∑REE)变化于7.06～230.01μg/g之间,平均值为142.32μg/g。接近全球平均大陆上地壳成分(UCC),略低于北美页岩。沉积物显示轻稀土相对富集、右倾斜型、Eu中度亏损以及Ce异常不明显的稀土元素分布模式。岩心各深度处稀土元素分布模式非常相似,且与UCC的稀土元素分布模式基本一致。表明沉积物具有较为一致的物质来源和形成机理,而且源区具有大陆上地壳性质。岩心沉积时期古气候变化经历了较为干燥—温湿—温湿与干旱气候交替出现—以温湿气候条件为主的四个阶段。总体上显示明显的变湿趋势。

墨西哥湾北部上陆坡Green Canyon 140冷泉活动在自生碳酸盐岩中的地球化学记录

墨西哥湾北部上陆坡Green Canyon 140产出的冷泉碳酸盐岩可以分为结核结壳、生物碎屑结壳和块状结壳三类。三类结壳均以高镁方解石和文石为主要矿物,另外,结核结壳含少量白云石,生物碎屑结壳含少量低镁方解石。团粒、凝块、草莓状黄铁矿和生物钻孔等生物成因沉积组构发育,且含有以有孔虫和双壳类为主的生物碎屑。三类结壳的碳同位素值变化较大,^δ13C值为-36.1‰～5.1‰,指示了产甲烷残余CO2、海水源碳或热成因甲烷的混合碳源特征。结核结壳胶结的生物壳^14C年龄为46.5～25.8 ka BP,生物碎屑结壳为17.6～11.7 ka BP,块状结壳为-1.2 ka BP,显示了该地区冷泉活动的间歇性特征。

地电化学测量在河台金矿找矿中的试验研究

在河台金矿地质研究的基础上,对云西矿区AA′、BB′、CC′3条测线实施了吸附电提取法地电化学测量,通过对测量结果统计分析和地电化学地质剖面图的分析,结果表明,在赋存大规模矿体的9号糜棱岩带(ML-9)上Au含量较低,其原因可能是由于矿体的揭露致使金属离子的淋滤散失或(和)原地上伏土壤遭探采的破坏;而在19号糜棱岩带(ML-19)上Au含量有显著的高峰值。通过分析初步圈定了几个未知异常点,对河台金矿的外围找矿具有借鉴意义。

利用石英375℃热释光峰研究其受热历史的模拟实验

岩石中的石英矿物由于本身晶体缺陷以及微量杂质的存在而具有热释光现象。石英的热释光现象取决于该矿物晶体内陷阱所捕获电子的热逸出并与复合中心复合而发光的效率,这些陷阱电子严格受到地质环境中随时间、空间条件而变化的环境温度场和辐射场的制约,即陷阱中所捕获的电子数是辐射充填过程和受热逸出过程这两种作用平衡后的结果。虽然地质条件下的温度场和辐射场随时间、空间变化的复杂性,使得完全获得地质体的温度变化历史几乎不可能,但是在实验室条件下,采用模拟试验的方法研究石英矿物的热释光信号在不同温度-时间激活条件下的衰退规律,并由此近似推断矿物经历的温度变化历史,却是可行的方法之一。利用石英矿物的375℃热释光峰的等温衰退特性,探讨其应用于石英矿物受热历史的实验研究,就是这样一种尝试。研究认为,采用实验室内等温热激活(isothermal activation)的方法,研究石英矿物375℃热释光峰的等温衰退变化规律,有可能定量或者半定量获得石英矿物宿主岩石的受热历史信息。

南海北部冷泉碳酸盐岩和石化微生物细菌及地质意义

通过对2002年广州海洋地质调查局在南海北部海域拖网采集的碳酸盐岩样品进行岩石、矿物、微量元素和同位素特征的研究,证实在南海水合物远景区发育有冷泉碳酸盐岩。冷泉碳酸盐岩形态类似于烟囱,主要由方解石、伊利石、石英、黄铁矿和一种未知的矿物组成。保存了很可能是石化的甲烷氧化和硫酸盐还原细菌。碳酸盐岩矿物的δ13CPDB为-51.24‰--51.757‰。碳酸盐岩矿物的页岩标准化稀土元素配分模式具无Ce和Eu异常、微弱的轻稀土亏损和中稀土富集特征,表明形成于还原的缺氧环境,显示了冷泉碳酸盐岩的特征,指示在南海北部水合物远景分布区内冷泉活动的近海底可能发育有水合物。

南海北部神狐海域天然气水合物成藏演化分析研究

南海北部陆坡具备天然气水合物成藏的基本地质条件,神狐海域天然气水合物是当前我国海洋天然气水合物勘探开发研究的重点靶区.然而,神狐海域水合物集中分布在水合物稳定带的底部薄层中,饱和度高,其水合物特征与典型的低甲烷通量控制的水合物分布有很大差异,对其成藏机理和控制因素尚不明确.本文构建了针对神狐水合物成藏过程的一维动力学模型,模型包括沉积压实作用、甲烷溶解度、以及水合物生成和沉积体渗透率,模拟计算的主控参量为海底沉积速率和水流通量,在孔隙水中甲烷浓度一定的情况下,水流速率决定了溶解甲烷的迁移速率和稳定带中甲烷的供给速率,并以此模型计算了神狐海域水合物聚集成藏的动力学过程.模型讨论了特定沉积速率和水流通量条件下水合物成藏与分布特征,并与实际观测数据进行比较研究.研究发现,基于当前沉积速率和水流通量条件模拟的水合物形成演化过程,与神狐海域实际水合物分布特征存在很大差异,但在假定系统中水合物饱和度初值达16～20%时,模拟的水合物饱和度分布特征与观测数据吻合,并因此推测在早期地质历史上,神狐海域存在更加丰富的甲烷水合物,当前的水合物分布特征是在对早期水合物继承基础上发展而成的,而且神狐海域水合物含量正逐渐减少.

海底冷泉渗漏气体流量原位在线测量技术研究

海底冷泉渗漏气体原位在线测量装置是采用体积排空法的原理测定海底冷泉天然气渗漏通量。原位在线测量装置是由气体流量收集测定系统、数据存储控制系统和数据提取、分析、处理软件系统组成。气体流量收集测定系统用来测定冷泉天然气渗漏通量,数据存储控制系统用来存储数据和控制电磁阀的打开与关闭,数据提取、分析、处理件系统用来读取、分析、处理存储的流量数据和设置原位在线测量装置的运行时间。通过实验测试获得了原位在线测量装置的各项参数,其流速测定范围为0—15300mL.min 1,测量误差为±1%,为研究海底冷泉天然气渗漏流量变化提供了新的技术和方法。

南海北部陆坡天然气水合物存在的地球物理和地球化学特征

南海北部陆坡海域具有十分有利的水合物生成和赋存的构造、沉积等条件,从地球物理勘探和地球化学勘探2个方面对近期南海北部陆坡的水合物勘探工作和成果进行了综述。南海北部陆坡水合物存在的地球物理证据主要包括:地震剖面出现BSR、阻抗空白带、速度及振幅结构(VAMP)异常等;地球化学证据有:沉积物孔隙水氢氧同位素、孔隙水离子浓度、酸解烃、自生矿物及碳硫同位素等地球化学指标的异常。这些证据显示南海北部陆坡的西沙、东沙和台西南等海域具有较好的水合物勘探前景。

哀牢山-金沙江碱性岩带南段云南金平八一村钾质碱性花岗岩锆石SHRIMP U-Pb年龄

云南省金平县八一村钾质碱性花岗岩中的锆石由岩浆锆石和岩浆复合型锆石(老核新壳锆石)组成,以后者居多。锆石定年结果表明,岩浆锆石和岩浆复合型锆石的新壳SHRIMPU-Pb年龄为37Ma,反映岩浆上侵定位时的结晶时间,相当于始新世晚期。锆石老核获得的最大年龄为510Ma和177Ma,相当于晚寒武世和中侏罗世,表明该岩体保存有寒武纪和侏罗纪地质事件信息,而42～48Ma年龄可能是混合年龄。最后对锆石的成因和花岗岩的成岩机制等进行了初步探讨。

珠江三角洲PRD05孔的高分辨率介形类记录与晚第四纪古环境重建

对珠江三角洲西江河口附近PRD05孔(113°11′02″E,22°31′24″N)的岩性和介形类的高分辨率分析表明,受海平面变化和河流作用的影响,研究区晚第四纪经历了多次环境变化。26600aBP以前为河流环境,底部为河道沙砾沉积,随后水动力条件减弱,发育河漫滩沉积。26600—13400aBP前期发育泛滥平原相沉积,后期受末次冰期的影响,本区暴露地表遭受风化剥蚀,泛滥平原相沉积的上部风化成杂色黏土。珠江口地区冰后期海侵应开始于约13400aBP。13400—9000aBP为海侵初期,本区形成沼泽相沉积。9000—4850aBP为全新世大海侵时期,本区为持续的河口海湾环境,发育以海相—半咸水型为主的介形类动物群,发生了3次小规模的海平面波动,导致水体条件发生变化,从而影响了介形类动物群的组成和丰度。最大海侵发生于7500—7140aBP之间,PRD05孔主要介形类属种的丰度在这一阶段达到全新世最大值。4850aBP以来为持续海退期,河流作用增强,本区逐渐转变为上三角洲平原环境。

莺歌海盆地海底麻坑的形成与泥底辟发育和流体活动的关系

麻坑作为海底冷泉流体活动的标志,普遍分布于莺歌海盆地中央坳陷区和莺东斜坡带。莺歌海盆地单个麻坑面积5×8—24×26m2,坑深一般在0.5—6.7m之间,形状为圆形或椭圆形,个别为长条状,最大的面积达300×580m2,坑深为117m。麻坑的形成与泥底辟多期次活动和气藏中天然气等流体的向上运移和喷发有关。麻坑发育区常伴有泥火山形成。地震剖面上有古麻坑(被掩埋的麻坑)的发育,表明历史时期曾发生过冷泉流体的喷发。在同一渗漏通道内由同一泥底辟形成的2次麻坑表明历史时期发生了2次间歇性的泥底辟上侵活动。依据莺歌海盆地麻坑深度,估计向上渗漏导致麻坑形成的深部气藏中的游离气层厚约16—94m。

江西相山邹家山-石洞断裂带及其控矿作用

邹家山-石洞断裂构造带（又称邹-石构造带）由几组大致平行的断裂组成，总体走向为30°～40°．倾向Nw或SE，倾角65°～85°，深切基底达10km，属区域性NE向走滑断层。根据断裂构造的发育程度、构造联合控矿作用等特点，自北向南将邹-石构造带分为石马山段、邹家山段、书塘段和石洞段。研究构造带的铀矿化蚀变特征及构造控矿规律发现，邹-石构造带在不同地段控矿形式不同，按容矿位置可分为两类，即主断裂容矿和旁侧次级断裂容矿。邹-石构造带的铀矿化作用明显分为两期，邹-石构造带附近的铀矿床均存在铀-赤铁矿型矿化蚀变，表明邹-石构造带对成矿的重要作用。相山矿田各矿床内矿带的展布表明，主要矿带走向的法线方向总是指向相山盆地的特定区域。在总结已知矿床规律的基础上，笔者认为邹-石构造带仍然是相山盆地最具找矿潜力的地区之一，书塘地区是邹-石构造带的首选找矿靶区。

水合物层下伏游离气渗漏过程的数值模拟及实例分析

海洋环境中天然气水合物层是理想的毛细管封闭层,游离气被抑制在水合物层下,游离气层的气体压力随气体聚集和气层厚度的增加而升高,当气压超过封闭层的毛细管力时,游离气会克服毛细管进入压力、刺入上伏封闭层孔隙空间,毛细管封闭作用随之消失,从而形成水合物下伏游离气向海底的渗漏.通过对该过程进行的数值模拟计算表明:渗漏气体是以活塞式驱动上伏沉积层中的孔隙水向海底排出,水合物稳定带内流体渗漏速度随水流柱高度的减小而增加,当水流阻抗大于相应沉积层段的静岩压力时,沉积层将转变为流沙,流沙沉积被海流移除后便在海底留下凹陷麻坑.麻坑形成后流体运移通道演化为气体通道,气体快速排放.麻坑深度主要取决于游离气层的厚度和水合物封闭层(底界)的深度,而与沉积层的渗透率无关,麻坑深度一定程度上指示了渗漏前水合物层下伏游离气层的资源量.对布莱克海台海底麻坑深度的数值模拟计算表明,形成4m深的海底麻坑需要至少22m厚的游离气层.

胶州湾李村河口沉积物中硫化物形成的控制因素

在胶州湾李村河口,对多个短柱状岩芯沉积物中的有机质(有机碳和有机氮)、酸可挥发性硫化物(AVS)、黄铁矿及活性铁等进行了分析。结果表明,样品的有机质含量较高,有机碳含量为0.16%～3.21%,有机氮含量为0.002%～0.2%;6个短柱状样的AVS含量变化较大:198.4～0.4μmol/g,平均35.6μmol/g;活性铁含量为47.5～169.3μmol/g,平均91.4μmol/g;黄铁矿含量为14.8～41.0μmol/g,平均28.7μmol/g。通过计算沉积物中活性铁的黄铁矿化度(DOP)与硫化度(DOS)指标,及分析各参数间相关性,发现以下现象:(1)胶州湾李村河口沉积物中的活性铁被转化为硫化物的程度较高,被转化为黄铁矿的程度较低,沉积物中的黄铁矿得到了较好保存。DOP不适宜用作河口区氧化还原状态的判断指标,DOS对氧化还原状态的响应更加灵敏;(2)距河口较近的区域,受李村河河水的影响较大,易分解有机质供应充足,AVS大量形成,其向黄铁矿的转化并不充分,活性铁成为硫化物形成的控制因素。距河口较远的站位,活性铁含量相对充足,有机质含量相对不足,因此有机质含量成为硫化物形成的控制因素,AVS向黄铁矿的转化比较充分;(3)有机质尤其是易分解有机质含量是李村河口硫化物形成、活性铁富集及其黄铁矿化度的主要控制因素。AVS的形成主要受到有机氮的限制,而黄铁矿的形成主要受到有机碳的限制。因此,河流输入物质对河口区沉积物中C、S和Fe的循环具有显著的影响。

琼东南盆地东西部块体流沉积内部结构特征的差异性

利用南海北部琼东南盆地的高精度2D和3D地震资料,对盆地不同区域里的陆坡到深水盆地的块体流沉积特征进行了研究。结果发现,琼东南盆地东部和西部陆坡体系发育的块体流沉积表现出不同的特征:盆地东部陆坡体系下块体流沉积头部以变形程度较小的滑移体的广泛发育为特征,整体规模较小;盆地西部块体流沉积头部以变形强烈的杂乱反射为特征,侵蚀作用强烈,规模较大,同时在其趾部变形强烈的地层中发育有一系列平行、亚平行的逆冲断层。琼东南盆地东西部块体流沉积特征差异性产生的原因有:1)盆地东西部陆坡沉积格架不同,西部的陡倾陆坡比东部的宽缓陆坡更加有利于块体流沉积的发育;2)盆地地貌特征对块体流沉积发育的制约,琼东南盆地南部隆起对块体流沉积起到遮挡的作用,阻止了西部块体流的运动。陆架边缘断层活化相关的地震活动是块体流沉积的一个重要触发机制。

南黄海部分典型海域沉积物粒度特征

为了研究南黄海不同典型海域沉积物的粒度特征及其对沉积环境和水动力条件的响应特征,对南黄海海域6个柱状样沉积物进行了激光粒度测试,得到样品的粒度概率分布曲线、平均粒径、分选系数、偏度和峰度等粒度参数,初步探讨了南黄海不同海域特征水动力条件下粒度的响应特征。结果表明,山东半岛东侧海域具有沿岸流水动力条件强,黄河物质输入量大,导致沉积物具有粒径较粗、极正偏和单峰分布的粒度特征;在山东半岛更靠东的海域,水动力条件减弱,受沿岸流和冷水团的共同作用,沉积物具有粒径较细及双峰分布的粒度特征;靠近冷水团中心的沉积物主要受冷水团的作用,沉积物具有垂向均匀且较细、负偏及单峰分布的粒度特征,与此处非常弱且单一的水动力条件相关联;老黄河口外的水下三角洲主要受到沿岸流的侵蚀与改造作用,在一定范围内,改造作用的强度随离岸距离的增加而随之增强,沉积物粒度也由细变粗;以沿岸流侵蚀作用为主的南黄海西部海域,沉积物粒度较粗,概率分布曲线呈粗端多峰分布。因此,沉积物的粒度特征很好地记录了南黄海不同的典型沉积环境中的水动力条件状态和特征。

上通流对大陆岩石圈地幔-地壳热结构模式的潜在影响

本文以多孔介质中大尺度传热问题为基础,结合热平衡理论分析与数值计算,探讨了上通流对大陆岩石圈地幔-地壳热结构模式的潜在影响.根据大陆岩石圈中孔隙波传热概念模型的初步理论分析结果,指出了采用理论分析和数值模拟相结合的方法在研究大陆岩石圈地幔-地壳热结构模式时的重要性.理论分析方法可用来确定岩石圈尺度范围内大陆岩石圈的厚度和大陆地壳相关的边界条件,从而为地壳范围内数值模型的建立提供一些重要信息.数值模拟方法可以用来模拟地壳尺度范围内地壳的详细结构和复杂几何形状.如果地壳内的热分布是所考虑的主要因素,采用具有地壳尺度的合理数值模型可以有效减少计算机工作量.利用理论分析方法求出的岩石圈尺度范围内大陆岩石圈厚度与地幔传导热流之间关系的理论解,不仅可以用来验证模拟大陆岩石圈内传热问题所采用的数值方法,而且可以用来初步研究大陆岩石圈内热分布的基本规律,为研究岩石圈地幔热事件中大陆岩石圈热减薄过程提供相应的边界条件.本文从理论分析的观点初步探讨了中国大陆不同构造背景下大陆岩石圈的热结构模式,其结果与从地球物理和地质资料中获得的大陆岩石圈热结构模式十分吻合.研究结果表明由大陆岩石圈中孔隙波传播所导致的上通流是影响大陆岩石圈地幔-地壳热结构模式及大陆岩石圈地幔与地壳之间物质和能量交换的可能机制之一.

墨西哥湾深水下陆坡区冷泉碳酸盐岩中的环烷烃及单环芳烃的特征与来源

研究了墨西哥湾水深约2 200 m的下陆坡Alaminos Canyon 645区块(AC 645区)冷泉碳酸盐岩中含量较高的烷基环戊烷、烷基环己烷、直链烷基苯及苯基烷烃化合物的组成和分布特征。烷基环戊烷和烷基环己烷以低碳数烃占绝对优势,主峰碳分别为C14和C15,目前发现的烷基环己烷主要来源于嗜热嗜酸的细菌或藻类直链脂肪酸经环化作用的产物。烷基苯碳数分布范围为C13—C23,以C13—C20的低碳数烷基苯为主,主峰碳为C16,具有明显偶碳优势,很可能来源于冷泉渗漏环境中的喜盐细菌。

海底天然气渗漏区热传递对天然气水合物形成的影响

天然气水合物的沉淀/分解作用是一种放热/吸热反应,海底天然气渗漏是从高温区向低温区运移而且携带热量,这2种热量(水合物生成热和渗漏天然气热容热)会导致海底温度场的变化并影响水合物的形成。以美国墨西哥湾布什山水合物丘为例,应用渗漏天然气形成水合物的动力学模型,探讨了水合物生成热和渗漏天然气热容热对水合物稳定性的影响:在布什山,水合物天然气渗漏量为1.8 kg/(m2.a)和10%的渗漏天然气沉淀为水合物条件下,10 ka内水合物生成热和渗漏天然气热容热使海底表层的地温梯度增加了3℃/km,在1 km深处的沉积层地温梯度则降低了1.4℃/km左右,温度最大的扰动发生于400 m左右深的沉积层里(增加了0.4℃),这样的温度场变化使水合物稳定带厚度减少了12 m,使0.06 kg/m2的水合物分解。

东昆仑造山带拆沉作用的数值模拟

在构建东昆仑造山带晚古生代—早中生代地质-物理模型的基础上,利用FLAC软件模拟了幔源岩浆底侵后形成的榴辉岩岩石圈拆沉作用及动力学机制,结果表明,东昆仑造山带在幔源岩浆底侵后确实发生过岩石圈拆沉作用,昆北、昆中、昆南地区的拆沉量差异较大,并形成以橄榄岩、榴辉岩和中酸性麻粒岩为源区的岩浆活动;柴达木地区未发生拆沉作用,而是下沉,同时在高密度层(榴辉岩)的顶部存在较多的断裂。文章探讨了拆沉作用与大规模岩浆活动、盆地形成、C型埃达克岩的关系,认为镁铁质岩石的特殊性质是导致拆沉作用发生的直接动力,岩石圈拆沉之后的深部约束受拆沉的量及范围控制;论证了东昆仑造山带的岩石圈拆沉作用触发了柴达木盆地的形成,并形成一系列热液矿床。