塔里木盆地塔中1井藻纹层白云岩与竹叶状白云岩成因--基于岩石学、元素与同位素地球化学的厘定

塔里木盆地寒武系—奥陶系底部发育了大量的白云岩,白云岩中赋存丰富的油气资源,但是由于塔里木盆地白云岩研究基础薄弱,限制了塔里木盆地白云岩型油气藏的勘探。本文选择塔中地区塔中1井下奥陶统藻纹层白云岩与夹层竹叶状白云岩作为对象,应用岩石学与地球化学方法对其成因问题进行了研究。藻纹层白云岩与夹层竹叶状白云岩的宏观构造与微观结构指示其可能形成于高能的潮坪环境;低有序度值(0.6)与塔北地区中寒武统阿瓦塔格组潮坪同沉积白云岩(有序度值0.61)特点一致,指示该白云岩结晶速率较快;同时,高Fe、Mn含量与低U、Mo含量也与氧化环境的潮坪相一致。藻纹层白云岩与夹层竹叶状白云岩δ18O值非常集中,变化在-7.4‰～-5.8‰;87Sr/86Sr组成变化很小,在0.709015～0.709276之间,与前人报道的晚寒武世-早奥陶世海水同位素特征一致,同时白云岩的稀土元素配分模式也与下奥陶统泥晶灰岩一致,指示了白云岩的沉积/成岩物质来源于蒸发海水;白云岩δ13C值变化从-2.5‰～+1.6‰,并有着随深度增加而升高的变化规律,可能指示了古海洋的碳同位素氧化。藻纹层白云岩与夹层竹叶状白云岩的构造特点具有原生沉积特征,同时白云岩CaO与MgO含量的正相关关系也支持该白云岩原生沉积特点。因此,塔里木盆地塔中1井钻遇的下奥陶统藻纹层白云岩与夹层竹叶状白云岩为潮坪环境下,从蒸发海水中快速沉积形成的。

多孔介质中天然气水合物稳定性的实验研究进展

勘探表明天然气水合物多产出于细碎屑沉积物中, 其分布和赋存形式受温度、压力、水化学条件等多种物理化学因素的影响。前人的实验研究表明不同孔径尺度中的甲烷水合物稳定性有别于块状、层状水合物, 同时孔隙表面的润湿性也是影响因素之一。在综合分析前人研究成果的基础上, 系统阐述了孔隙的孔径、孔隙内表面润湿性对所含天然气水合物稳定性的影响规律, 总结了可能的内在机理; 并指出了当前应当尽快建立包括空间效应、温度、压力和组分等因素的综合天然气水合物相图, 查明含天然气水合物沉积物的孔隙结构和表界面特征, 建立天然气水合物的稳定性模型, 将有助于精确预测天然气水合物的分布和规模, 对于水合物开发和甲烷存储技术的研发也有着重要的意义。

塔里木盆地塔中19井奥陶系蓬莱坝组云灰互层段的岩性旋回特征与“顶侵型”埋藏云化模式的建立

在塔里木盆地西部台地区奥陶系蓬莱坝组地层中,发育了厚层的白云岩与灰岩的互层段,其中塔中19井蓬莱坝组云灰互层段存在着相对固定的岩性旋回,每个旋回上段为泥晶灰岩,中段为粉晶云岩,下段为硅化砂屑灰岩。对旋回3段泥晶灰岩/粉晶云岩/硅化砂屑(球粒)灰岩进行了地球化学研究发现:1)微量元素组成上,相比于泥晶灰岩与砂屑灰岩,白云岩富集大多数种类的微量元素。一般来说,白云岩样品的稀土总量(6.17×10-6～18.62×10-6)都高于互层的灰岩样品(2.86×10-6～6.80×10-6),但在PAAS标准化图解上,两者的配分模式却很一致,指示了白云岩为灰岩云化的产物。2)白云岩化分为两个期次,分别形成了高钡云岩与低钡云岩。高钡云岩表现出了高S特征,指示了Ba以重晶石形式在白云岩中富存;同时高钡云岩其高Fe、Mn含量特征指示了高钡云岩云化卤水来自热液。3)高钡云岩与低钡云岩表现出了不同的碳、氧同位素特征,指示了两期白云岩化事件。高钡云岩δ13C值与灰岩相当,δ18O值较高(-6.0‰～-3.2‰),可能指示了交代流体来源于岩浆热液;低钡云岩δ13C值为-1.7‰～-1.5‰,高于泥晶灰岩,δ18O值变化为-9.7‰～-8.5‰,低于泥晶灰岩,推测交代流体为海水演化热液。4)灰岩87Sr/86Sr值变化很小,为0.708983～0.709039,粉晶云岩白云岩87Sr/86Sr值较高,并且变化范围较大,为0.708914～0.709409,可能由成岩作用演化造成。由于粉晶云岩沿低孔渗条件的泥晶灰岩下层分布,热液流体进入云化体系的方式只能为流体从底部通过裂缝向上运移,遇盖层封堵而沿盖层下层流动发生云化。我们将这种云化模式定义为"顶侵型埋藏云化模式",该模式下形成的白云岩与其上泥晶灰岩构成了良好的储盖组合,具有广阔的勘探前景。

过渡族金属元素同位素分析方法及其地质应用

由于同位素分析方法的改进和多接收电感耦合等离子体质谱仪 (MC ICP MS)的应用 ,近年来过渡族金属元素 (Cu ,Zn和Fe)同位素地球化学有了长足进步 ,成为国际地学领域的一个前沿研究方向。Cu同位素在自然界中的变化最大 ,δ65Cu值为 - 3.70‰～ +2 .0 5‰ ;Zn和Fe同位素变化比Cu同位素变化小 ,δ66Zn值为 - 0 .6 4‰～ +1.16‰ ,而δ56Fe值为 - 1.6 2‰～ +0 .91‰。自然界中各种无机过程 (从高温到低温 )和生物有机过程均能使Cu ,Zn和Fe同位素发生分馏。Cu、Zn和Fe在自然界中广泛分布于各类矿物、岩石、流体和生物体中 ,并广泛参与成岩成矿作用、热液活动和生命活动过程。因此 ,这些过渡族金属元素同位素已在陨石和宇宙化学、矿床学 ,海洋学和生物学等领域的研究中取得了显著成效 ,并将成为地球科学中具有巨大应用前景的一种新的地球化学手段。

大厂锡-多金属矿床成矿流体来源的He同位素证据

对取自该矿床层状矿体和块状矿体的4件黄铁矿样品进行了流体包裹体的He同位素测定,3He/4He值为1.7～2.5R_a,反映了成矿流体中有地幔流体的混入,可能是海水与地幔流体混合的结果,类似于许多现代大洋底块状硫化物矿床.而与花岗岩有关的1件萤石样品的3He/4He值为0.7R_a,明显低于与层状矿体和块状矿体有关的成矿流体.两种流体可能具有不同的来源,因此层状和块状矿体的形成可能与花岗岩无成因联系.

攀西麻粒岩锆石U-Pb年代学:新元古代扬子陆块西缘地质演化新证据

攀枝花-西昌(攀西)麻粒岩一直被认为是扬子陆块西缘变质程度最高和最古老的结晶基底岩石。最近从麻粒岩中获得的单颗粒锆石U-Pb测年结果表明,攀西麻粒岩的原岩可能形成于古元古代晚期(1870±24 Ma)。17件锆石U-Pb的谐和年龄(858-778 Ma)可能是麻粒岩受新元古代地幔柱活动影响,在快速冷却和抬升过程中发生角闪岩相退变质作用的时代。这一时间正是全球Rodinia超大陆由汇聚转变为裂解地球动力学系统发生改变的重要时期。

江西雅山富氟高磷花岗岩中的磷酸盐矿物及其成因意义

江西雅山黄玉锂云母花岗岩属典型的华南富氟高磷花岗岩(P_2O_5=0.15％～0.55％),表现为富氟(F=1.07％～2.04％)、强过铝性(A/NKC=1.26～1.60),具有很高的Li、Rb、Cs、Be、Nb、Ta含量和很低的Y、REE含量。磷锂铝石是雅山黄玉锂云母花岗岩中的主要磷酸盐矿物,其产出与否同体系的Li、Rb、Cs含量密切相关;磷锂铝石和长石矿物都是雅山黄玉锂云母花岗岩中磷的主要贮体,并且相互之间呈互补关系,当出现磷锂铝石时,磷锂铝石为全岩磷的主要贡献者,当无磷钾铝石晶出时,长石矿物为全岩磷的主要贡献者。体系的强过铝性以及很低的REE、Y、Ca含量使得磷灰石、独居石、磷钇矿都难以达到饱和结晶。磷灰石为少量出现,并且大部分为晚期形成;独居石和磷钇矿都为极少出现,反映出雅山岩体演化过程中具有独居石、磷钇矿等稀土磷酸盐矿物的结晶分离。铍磷酸盐矿物——羟磷铍钙石的出现反映了雅山黄玉锂云母花岗岩存在岩浆期后的含Be、Ca热液流体的作用。

多接收电感耦合等离子体质谱(MC-ICPMS)测量铜、锌、铁的同位素组成及其地质意义

Cu、Zn、Fe同位素示踪是近年来发展起来的一项新兴的同位素地球化学方法。本文介绍了用多接收电感耦合等离子体质谱 (MC ICPMS)精确测量铜、锌、铁同位素比值的方法 ,发现这些元素的同位素组成在不同地质与成矿环境中有明显变异 ,因而它们在矿床学、古海洋学和生物学等诸多领域具有广泛的应用前景。

川西沙坝麻粒岩的Sm-Nd和Rb-Sr同位素年龄及其地质意义

首次测定扬子板块西缘古老的结晶基底岩石沙坝麻粒岩Sm Nd矿物等时线年龄为 114 0± 110Ma ,代表中元古代末期麻粒岩相变质作用时代。Rb -Sr矿物等时线年龄为 2 18± 11Ma ,可能为晚古生代至早中生代基性岩浆侵入的热扰动改造年龄。其亏损地幔模式年龄TDM 为115 8Ma ,表明沙坝麻粒岩的原岩在成岩之后不久即经受麻粒岩相变质作用。根据上述年龄以及紫苏辉石中Nd同位素封闭温度和40 Ar/ 3 9Ar年龄等资料的计算表明 。

南极格罗夫山23个普通球粒陨石的化学群及岩石类型

对南极格罗夫山蓝冰地区收集的23个陨石进行了系统研究。经激光共聚焦显微镜观察,未查出碳质球粒陨石。经电子探针鉴定,也未发现顽火辉石球粒陨石。系统的研究确定这些陨石均为普通球粒陨石。运用X射线能谱仪进行全视域元素成分面分析方法,获得了23个陨石的化学成分。应用陨石中SiO_2、∑FeO、MgO、CaO的含量进行图解对比,划分出陨石的化学群,取得了初步的结果。又以电子探针测得的橄榄石、辉石矿物化学成分,采用Fa-Fs图解法进行化学群分类。这两种方法对23个陨石化学群的划分,取得了较为一致结果。陨石岩石类型的确定,主要根据陨石中球粒及基质的特征,参考其它标志,如橄榄石成分、辉石的结构、长石的特征等进行分类,效果较好。对于岩石类型为第3类的非平衡陨石,由于矿物成分变化较大,并可能有水等易挥发成分的存在,其化学群的划分不易确定。

锂同位素及其地质应用研究进展

锂同位素示踪是近几年发展起来的一门新兴的稳定同位素地球化学方法。锂有两个稳定同位素 :6Li和7Li。自然界锂同位素的组成变化很大 ,其δ6Li值变化幅度超过 6 0‰。现代大洋水的δ6Li值为 - 31.0‰。洋中脊玄武岩 (MORB)的δ6Li值为 - 4 .7‰～ - 3.4‰。由于锂同位素存在大的分馏和不同地质体中存在截然不同的δ6Li值 ,因此锂同位素地质应用前景十分广泛。目前 ,锂同位素在研究星云形成过程和宇宙事件、洋壳蚀变和海底热液活动、壳 -幔物质循环和板块俯冲作用过程。

Toba火山喷发在南海沉积物中的记录——ODP1143站钻孔火山玻璃的证据

ODP 1143站最上部的3层火山灰深度(mcd)分别为5.55 m(本文称之为A层)、42.66 m(B层)、48.25 m(C层), 其厚度均为-2 cm. 微古生物资料初步限定它们的年龄分别为-0.07 Ma、-0.80 Ma和-1.0 Ma. 这些火山灰层主要由70-150 μm的火山玻璃碎屑组成. 电子探针分析结果的对比表明, 这3层火山灰分别与Toba第四纪3次火山喷发物(YTT, OTT及HDT)相对应. Toba火山喷发物在南海的发现暗示其喷发作用多发生在为南海夏季风期间, 喷发强度可能要比原先估计的更强.

攀西微古陆块的变质演化与地壳抬升史——中基性麻粒岩的Sm-Nd,^(40)Ar/^(39)Ar和FT年龄证据

攀枝花-西昌(攀西)微古陆块是扬子陆块西部最古老的地体.代表其下地壳的岩石为中基性麻粒岩,相应的麻粒岩相变质作用发生于1186～1128 Ma.在地质年代方面,麻粒岩的形成可能与Rodinia超大陆中各微古陆块汇聚的碰撞造山作用有关.麻粒岩的角闪岩相退变质作用时代为877～825 Ma,在时间上与Rodinia超大陆裂解的时代相吻合.40Ar/39Ar和FT年代学研究表明,自新元古代中至中生代,古陆块的地壳垂直运动演化历史总体上表现为一种刚性地体的缓慢抬升过程.新生代,印度板块向欧亚板块的俯冲碰撞作用使青藏地块迅速隆起,后者又向东作侧向挤压运动.受此影响,攀西微古陆块也快速抬升,使得麻粒岩结晶基底最终出露地表.