五家沟矿区5号煤中伴生元素地球化学特征

为了研究大同煤田南部煤中伴生元素的地球化学特征,运用矿物学、煤地球化学以及岩石学等学科的理论和研究方法,利用X射线荧光光谱分析(XRF)、电感耦合等离子质谱分析(ICPMS)、X射线衍射分析(XRD)、扫描电镜+能谱分析(SEM-EDS),对五家沟矿区5号煤中伴生元素的含量及赋存特征进行研究。结果表明,五家沟5号煤中常量元素Al、Si、Ca、Fe含量较高,占到灰分总量的95%以上。Al主要以高岭石的形式存在,Si以黏土矿物和石英的形式赋存于煤中,煤中Ca的主要载体是方解石,Fe在煤中主要以黄铁矿的形式存在。煤中微量元素Li富集,Ga、Sr、Zr、Nb、Hf、Ta轻度富集。锂和镓主要赋存于高岭石中;铌和钽赋存于黏土矿物中,部分可能赋存于伊利石中;锆和铪赋存于黏土矿物中,还有部分赋存于金红石内。     

准东煤田煤质特征及分布规律

对准东煤田主要勘探区钻孔可采煤层煤质资料分析,从煤岩学和煤化学方面初步总结了煤田的煤质特征和分布规律.煤田煤的化学组成以低灰分、中高挥发份率、低硫、低磷和低氯为特征.煤田东部煤中灰分和镜质组含量相对高于西部.分析准东煤富惰质组和低灰分含量成因,认为可能在泥炭沼泽形成时期,泥炭的生长速率约大于基底沉降速率,泥炭沼泽表面长时期处于沼泽的潜水面之上,具有相对氧化、物源碎屑影响小的高位泥炭沼泽环境条件所致.煤田东部基底沉降速率相对较快,物源碎屑供应相对充分.     

扬子克拉通早奥陶世古海水地球化学特征: 来自牙形石微量元素的证据

利用激光剥蚀电感耦合等离子质谱 (LA- ICPMS)对扬子克拉通宜昌三峡地区早奥陶世不同时期海相碳酸盐岩地层中的牙形石个体进行了原位分析,并与已发表的世界其他地区古海水的稀土元素 (REE)组成进行了比较,利用 REE和微量元素组成、δ Ce和 Sm/Nd比值等地球化学指标恢复了该时期古海水的地球化学性质.结果表明,该区早奥陶世牙形石的 REE和微量元素地球化学异常与海平面的升降、古环境的变化有关联,与已有的古生物地层、古地理研究结果一致.因此,牙形石的 REE和微量元素地球化学特征可以在古环境再造过程中发挥重要的作用.     

模拟CO_2埋藏的煤储层元素迁移实验研究

采用高压超临界CO2地球化学反应器对CO2在煤储层中的地质埋藏进行模拟,利用电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)以及电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)分别对淋滤液和煤样中的10种微量元素进行测试,对煤中微量元素在CO2的地质埋藏过程中的迁移进行了实验研究。结果表明:在CO2的地质埋藏过程中对煤的有机组成和无机矿物等均具有改造作用,从而影响到煤中微量元素的赋存和迁移特征,Cr、Zn、Cu等元素迁移能力相对较强,而Co、Ba、V等元素相对较弱;元素迁移能力大小顺序为:CrZnCuNiCdMnCoBaV。     

准格尔煤田串草圪旦煤矿5号煤中有害元素赋存状态与分布规律

为研究准格尔串草圪旦5号煤微量元素地球化学特征,采用光学显微镜、扫描电子显微镜和X射线衍射(XRD)方法观测煤中矿物组成及形态特征,应用电感耦合等离子质谱morphological feature(ICP-MS)方法测定煤中多种微量元素含量,运用数理统计方法研究微量元素在煤中的赋存特征。结果表明:5号煤中Be、F、U、Hg元素相对富集,含量高于研究区6号煤及华北煤中含量水平。5号煤中F、Se无机亲和性强,Be、As、U为亲有机元素;Hg与硫含量显著正相关。元素在煤中主要以有机结合态、无机结合态和硫化物结合态为主要赋存状态。     

贵州六枝、水城煤田晚二叠世煤的微量元素特征

通过对六枝和水城煤田 10个煤矿主要可采煤层的 45个煤样品的常量和微量元素系统研究 ,概括了这两个煤田煤中常量和微量元素的丰度和分布特征 ;阐述了煤中微量元素的亲合性。这两个煤田煤中的全硫含量在受海水影响的煤层中较高 (最高达 7.5 % ) ,而在非海水影响的煤层中较低 ( 0 .3% )。六枝煤田的全硫含量明显高于水城煤田。Ca-Mn-Ge的平均含量在六枝煤田较低 ,而在水城煤田相对较高。在这两个煤田和不同的煤层之间 ,煤中微量元素含量的变化较小。与世界烟煤中一般含量范围相比 ,这两个煤田的特征是 Mn,V,Cu,L i,Zr,Nb,Ta,Hf,T1,Th和 U的含量相对高。     

准格尔煤田串草圪旦煤矿5号煤元素地球化学特征

为研究准格尔串草圪旦5号煤微量元素地球化学特征,采用光学显微镜、扫面电子显微镜和X射线衍射（XRD）方法观测煤中矿物组成及形态特征,应用电感耦合等离子质谱（ICP MS）方法测定煤中多种微量元素含量,运用数理统计方法研究微量元素在煤中的赋存特征。结果表明：5号煤中Li、Be、F、U、Hg 5种元素相对富集,含量高于研究区6号煤及中国煤中含量水平。5号煤中Li、F、Ga、Se无机亲和性强,Be、As、U为亲有机元素;Hg与硫含量显著正相关。各元素在煤中主要以有机结合态、无机结合态和硫化物结合态赋存。     

辽宁省北票煤田煤中稀土元素地球化学特征

采用等离子电感耦合质谱（ICP－MS）测试了辽宁省北票煤田26个煤样的稀土元素含量，对稀土元素的分布模式、稀土元素来源及其赋存状态进行了探讨，发现北票煤田煤中稀土元素含量较世界平均值值高，与灰分关系密切，稀土元素分布模式图中存在一定的Eu负异常。     

彬长矿区侏罗统延安组4号煤微量元素地球化学特征

利用X射线荧光光谱(XRF)、电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)等方法对彬长矿区侏罗统延安组4号煤的23个煤样及8矸石样品进行了分析,探讨了煤及矸石中微量元素的地球化学特征,结果表明彬长矿区侏罗统延安组4号煤及矸石中Pb和Bi的含量略显富集,煤中多数元素间呈现出较高的相关性,表明具有类似的成因关系。     

宁武煤田轩岗矿区2#煤中锂的分布规律和来源分析

对宁武煤田轩岗矿区13个煤矿2#煤采集了98(含夹矸)个样品,运用煤地球化学以及沉积学等学科理论知识,结合X射线荧光光谱分析(XRF)、电感耦合等离子质谱分析(ICP-MS)等技术手段对样品进行测试分析。结果显示,宁武煤田轩岗矿区2#煤中锂的载体主要为硅酸盐矿物。锂元素含量总体变化呈北高南低的趋势,北部矿区沉积物源主要是来自北部阴山古陆和吕梁半岛的花岗岩、玄武岩和沉积岩类,南部矿区沉积物源主要是沉积岩类,相对于北部较为单一。     

准噶尔盆地基底构造

我们已完成了穿越准噶尔盆地及其周边地区的I-I、II-II、III-III、IV-IV和额敏—哈密剖面5条综合地球物理剖面。通过综合研究,初步了解准噶尔盆地及邻近地区的地球动力学问题:准噶尔盆地基底由北部的乌伦古地体和南部的玛纳斯地体组成。两者的分界为西西北方向的滴水泉—三个泉缝合线。其西部与北东向Dalbutte缝合带相连,东部与北西向的Cranamary缝合带相连。准噶尔盆地北部的乌伦古地体基底为双层构造,上层为泥盆系和下石炭统组成的褶皱基底,大致表现为北厚(3~5 km)、南薄(1~2 km)。缝合线以南的玛纳斯地体为单层基底,即新元古代结晶基底。准噶尔盆地地壳厚度为44~52 km,北薄南厚。周边山区地壳厚度高于盆地地区。盆地及邻近地区地壳分为上、中、下层,并且中地壳一般较薄。盆地地区的地壳存在多条深断裂。南北方向发育了6条主要深断裂,分别为红车、德伦山、石溪、呼图壁、彩南和阜康。这些断层倾角较大,向上延伸至上地壳下部,向下切入地壳基底界面。壳内水平构造和构造面无明显垂向断层,似有“开放断层”特征。这些断层是上地幔物质挤入地壳的良好通道。此外,该地区还有两条主要的横向深断层。一是北西西走向的滴水泉—三个泉深断裂,它向南倾斜,具有逆断层性质,可能会破坏滴水泉—三个泉缝合带。另一条是近东西向的昌吉—玛纳斯深断裂,向南倾斜,主要发育在中下地壳,具有逆断层性质。这些深断裂对盆地构造发育具有一定的控制作用。准噶尔盆地西部的莫霍面基本连续地延伸到了天山的莫霍面,并且后者的莫霍面深度明显大于前者。但是,盆地东部的莫霍面与博格达山脉的莫霍面并不连续。前者以叠加关系延伸到后者之下,表明盆地东部的地壳向博格达山脉俯冲。这有助于解释天山东部构造活动相对减弱而博格达山脉向北推高的构造地貌现象。周边准噶尔盆地具有挤压盆地-山地构造耦合格局,尤其是南部边界东部博格达—准东盆地的山地-盆地构造耦合。现在将准噶尔盆地与吐哈盆地分开的博格达山脉是年轻的、仍在上升的山脉。博格达山的隆升是印支运动以来多次推覆造山运动的反映,其现貌是新近纪以来新构造运动的结果。准噶尔盆地盖层发育经历了3个阶段:与天山和松潘—甘孜造山带形成有关的二叠纪—三叠纪前陆盆地阶段,区域压缩较弱的侏罗纪—早始新世陆内坳陷阶段,以及新近纪晚期以来与天山抬升有关的活化前陆盆地阶段。     

准噶尔盆地东北缘石炭系火山岩形成机制:对准噶尔洋盆闭合时限的新启示

准噶尔古大洋作为古亚洲洋北部的重要分支及阶段性演化产物,其洋盆的俯冲、闭合时限以及盆地基底属性一直存在分歧。本文选取准噶尔盆地东北缘(乌伦古地区)石炭系火山岩来说明其岩浆来源及成因机制,通过主微量元素、Sr-Nd同位素分析结果,进一步阐明准噶尔洋盆在晚古生代的闭合时限。本次研究包括玄武岩、玄武质安山岩和安山岩三类火山岩,岩体显示低TiO₂(0.60%~0.84%)、较高的全碱K₂O+Na₂O含量(1.18%~8.59%),玄武岩为岛弧拉斑系列,安山岩类的钙碱元素含量高,具有火山弧火山岩特征。中-低⁸⁷Sr/⁸⁶Sr_(i)(0.703 250~0.704 559)、相对亏损的Nd同位素(+4.8~+6.8)以及t_DM2(483~625 Ma)值表明玄武岩、玄武质安山岩和安山岩同为亏损地幔熔融岩浆分异结晶的产物,安山岩为地幔熔融岩浆后期分离结晶形成;微量元素与同位素地球化学示踪暗示玄武岩、玄武质安山岩和安山岩含有洋壳俯冲过程的脱水流体交代上覆地幔楔的消减组分,安山岩在深部岩浆房经历了壳-幔混合作用,受地壳成分的混染程度更大。大离子亲石元素(LILE)Ba、Sr和轻稀土元素、不相容元素(Th、U、K)相对富集,高场强元素(HFSE)Nb、Ta相对亏损,以及Pb、Zr、Hf的富集,说明该区属于与俯冲消减带相关的构造背景;结合本套火山岩高Ba/La(30.14~208.86)值、低TiO₂(0.60%~0.84%)值,以及Ce/Nb比(8.71~12.05)、Th/Nb比(0.93~1.74)等,表明准噶尔洋盆于石炭纪沿着大陆板块下部持续俯冲,洋壳板片的俯冲脱水流体交代地幔楔后增生岛弧。该套中-基性火山岩建造佐证了准噶尔洋盆闭合时限为晚石炭世(ca. 305.5±4.4 Ma),结合区域地质资料分析,提出与俯冲带有关的岩浆通过岛弧拼贴增生到大陆地壳上,进一步为准噶尔盆地基底的岛弧拼贴成因提供了新依据。     

准噶尔盆地构造演化分析新进展

准噶尔盆地由准噶尔地体演化而来。准噶尔地体的前寒武系结晶基底,至少形成于800Ma前。准噶尔盆地基底具有“双层结构”,局部存在强烈减薄现象,整个下古生界,准噶尔地体一直存在稳定的地体演化机制,它经历了地体与板块并存、前缘推覆－洋壳消减和地体与板块拼贴的三个阶段后演化为盆地。根据准噶尔盆地构造分层,并结合盆地地质研究的进展,将准噶尔盆地形成及演化过程划分为6个阶段：（1）地体形成阶段;（2）地体发展演化阶段;（3）地体、板块拼贴、准噶尔盆地雏形形成阶段;（4）前陆盆地阶段;（5）陆内坳陷阶段;（6）再生前陆盆地阶段。后三阶段与油气关系密切。     

准噶尔盆地南缘白垩系原油成藏特征

准噶尔盆地南缘地区的油气勘探与石油地质研究长期以来以二叠系和侏罗系含油气系统为主。本文在前人工作基础之上,从烃源岩、油源和油气运聚三方面,首次比较系统地剖析了本区的白垩系原油成藏特征。研究结果表明,白垩系烃源岩的生烃和油气聚集中心位于玛纳斯—呼图壁一带,烃源层系最大厚度可超过250 m,有机质类型以Ⅰ—Ⅱ1型为主,在古近纪末进入成熟排烃阶段,是本区不可忽视的一套重要烃源岩。白垩系原油纵向上主要聚集于古近系安集海河组到白垩系吐谷鲁群储层流体系统,可能存在三期油气运聚,第一期在早更新世晚期,以流体系统内部的白垩系原油运聚成藏为主,第二期是在中更新世晚期至晚更新世早期,白垩系原油,以及成熟度相对较低的古近系原油在此流体系统内部发生混合,第三期在晚更新世末期,以油气(并以侏罗系天然气为主)在垂向上沿断层的调整为特征,最终形成了复杂的多源、多层系油气分布态势。综合认为,需要充分重视白垩系原油在本区的勘探和研究。     

东准噶尔石炭系火山岩的形成机制及其对准噶尔洋盆闭合时限的制约

扎河坝石炭系火山岩出露于东准噶尔扎河坝蛇绿岩带北侧的上石炭统巴塔玛依内山组地层内,主要为玄武岩及玄武安山岩,Mg~#介于64～73,中等的TiO_2(＜0．85%)和Al_2O_3(13．75%～16．88%)含量,相对低的CaO(4．51%～7．28%)和FeO~T(5．82%～7．71%)含量,显示初始岩浆特征。样品富Na(Na_2O/K_2O＞1),具有较高的全碱含量(K_2O+Na_2O)=4．4%～7．1%)。样品富集大离子亲石元素(LILE),相对亏损高场强元素(HFSE),具有较低的Nb含量(0．8×10~(-6)～2．6×10~(-6))和明显的Nb-Ta负异常,显示典型的消减带岩浆特征。样品显示微弱的轻稀土富集(La/Yb)_N=1．0～2．1,无明显的重稀土分馏(Gd/Yb)_N=1．1～1．3,无明显的铕异常(δEu=0．94～1．08)及铈异常(δCe=1．00～1．06)。此外,样品具有较高的(~(87)Sr/~(86)Sr)_i(0．705282～0．705420)和ε_(Nd)(t)值(+6．59～+7．58)。上述特征与样品低的Th及Pb含量(Th＜0．55×10~(-6),Pb＜3．52×10~(-6))和较高的Ce/Pb比值(4～79)可以排除陆壳混染,说明其形成于消减带环境。样品较高的Ce/Th(18～32),Ce/Pb,Ba/Rb(21～76)和Ba/Th(＞179)比值,ε_(Nd)(t)值接近亏损地幔,并缺乏明显的负铈异常,说明源区没有明显的消减沉积物加入。样品的微量元素特征及Sr-Nd同位素组成说明其形成于热液交代的洋壳俯冲脱水使上覆地幔楔部分熔融。而样品相对贫Pb的特征,可能与源于高温角闪岩相俯冲板片特殊的贫Pb流体有关。这套火山岩说明东准噶尔晚石炭世仍存在洋内的消减俯冲环境,准噶尔大洋的闭合应当发生在晚石炭世之后。     

准噶尔盆地成藏动力学系统划分

本文在对成藏动力学系统的概念重新描述的基础上,选择经历了多旋回构造与沉积演化的准噶尔盆地进行成藏动力学系统划分。准噶尔盆地发育6套烃源岩、多套储集层、2套区域性盖层和数个局部盖层,它们构成6套生、储、盖组合。同时,钻井揭示盆地超压发育,结合测井与地震资料,将地层压力在垂向上划分为2个常压系统和3个超压系统。该盆地垂向通道众多,构造活动期流体上下连通性好,整体可划为一个复杂的成藏动力学系统。然而,断裂活动具幕式特征,相对盆地演化史,大部分时期处于静止封闭状态。因此,进一步将准噶尔盆地划分为6个成藏动力学子系统:①二叠系自源超压半封闭型成藏动力学子系统;②三叠系他源超压半封闭型成藏动力学子系统;③侏罗系混源超压半封闭型成藏动力学子系统;④白垩系—侏罗系混源常压开放型成藏动力学子系统;⑤古近系—白垩系混源超压封闭型成藏动力学子系统;⑥新近系他源常压开放型成藏动力学子系统。不同的子系统,成藏条件、成藏动力和成藏规律不同。     

A-type granites induced by a breaking-off and delamination of the subducted Junggar oceanic plate,West Junggar,Northwest China

The A-type granites with highly positive ε_Nd(t) values in the West Junggar, Central Asian Orogenic Belt (CAOB), have long been perceived as a group formed under the same tectonic and geodynamic setting, magmatic sourceq and petrogenetic model. Geological evidence shows that these granites occurred at two different tectonic units related to the southeastern subduction of Junggar oceanic plate: the Hongshan and Karamay granites emplaced in the southeast of West Junggar in the Baogutu continental arc; whereas the Akebasitao and Miaoergou granites formed in the accretionary prism. Here the authors present new bulk-rock geochemistry and Sr-Nd isotopes, zircon U-Pb ages and Hf-O isotopes data on these granites. The granites in the Baogutu continental arc and accretionary prism contain similar zircon ε_Hf(t) values (+10.9 to +16.2) and bulk-rock geochemical characteristics (high SiO₂ and K₂O contents, enriched LILEs (except Sr), depleted Sr, Ta and Ti, and negative anomalies in Ce and Eu). The Hongshan and Karamay granites in the Baogutu continental arc have older zircon U-Pb ages (315–305 Ma) and moderate ¹⁸O enrichments (δ¹⁸O_zircon=+6.41‰–+7.96‰); whereas the Akebasitao and Miaoergou granites in the accretionary prism have younger zircon U-Pb ages (305–301 Ma) with higher ¹⁸O enrichments (δ¹⁸O_zircon=+8.72‰–+9.89‰). The authors deduce that the elevated ¹⁸O enrichments of the Akebasitao and Miaoergou granites were probably inherited from low-temperature altered oceanic crusts. The Akebasitao and Miaoergou granites were originated from partial melting of low-temperature altered oceanic crusts with juvenile oceanic sediments below the accretionary prism. The Hongshan and Karamay granites were mainly derived from partial melting of basaltic juvenile lower crust with mixtures of potentially chemical weathered ancient crustal residues and mantle basaltic melt (induced by hot intruding mantle basaltic magma at the bottom of the Baogutu continental arc). On the other hand, the Miaoergou charnockite might be sourced from a deeper partial melting reservoir under the accretionary prism, consisting of the low-temperature altered oceanic crust, juvenile oceanic sediments, and mantle basaltic melt. These granites could be related to the asthenosphere’s counterflow and upwelling, caused by the break-off and delamination of the subducted oceanic plate beneath the accretionary prism Baogutu continental arc in a post-collisional tectonic setting.©2022 China Geology Editorial Office.     

准噶尔盆地的侏罗系

简介了准噶尔盆地周边侏罗系各岩组的沉积特征及所含生物群面貌。根据生物群纵向演变规律和横向对比，将八道湾组的时代归于早侏罗世早期，不排除其底部为晚三叠世的可能；三工河组为早侏罗世晚期至中侏罗世早期；头屯河组与盆地东北缘五彩湾组相当，属中侏罗世晚期。早、中侏罗世准噶尔盆地气候温暖潮湿，盆地边缘以河流沼泽相为主，是重要成煤时期，中侏罗世晚期以后，盆地开始抬升，盆地边缘以河流相为主，气候变干热，除东北缘外，生物贫乏；晚侏罗世时，盆地受燕山运动影响，激烈抬升，边缘形成河流相或山麓河流相粗碎屑沉积，伴随有强烈的火山活动。     

西准噶尔晚古生代岩浆活动和构造背景

西准噶尔作为中亚造山带的一部分,吸引了大量学者的关注。蛇绿混杂岩带、花岗岩、中基性岩墙在本地区广泛出现,表明西准噶尔晚古生代构造演化极为复杂。但是在许多方面仍存在很多争议,例如西准噶尔蛇绿混杂岩带的形成时代、岩石组合和岩石成因;I型和A型花岗岩的岩石成因,构造背景和热机制;中基性-酸性岩墙群的年代学、岩石成因、构造背景和古应力场;西准噶尔晚古生代年代学格架和构造背景;西准噶尔显生宙地壳增生;西准噶尔基底特征和西准噶尔晚古生代构造演化等。笔者通过搜集前人的资料和数据,对西准噶尔区域发育的蛇绿混杂岩带、地层、古地理环境、花岗岩体和中基性岩墙群的总结,结合项目组野外与室内数据的研究,得到以下认识:(1)达尔布特和克拉玛依蛇绿混杂岩的形成环境为与俯冲相关的弧后盆地,源区来自含尖晶石二辉橄榄岩高程度部分熔融作用;(2)早石炭世花岗岩形成于俯冲环境,晚石炭世-早二叠世花岗岩形成于后碰撞环境,中二叠世花岗岩形成于板内环境;(3)I型花岗岩的成因与俯冲密切相关,而A型花岗岩和中基性岩墙产于后碰撞环境下;(4)A型花岗岩是下地壳受地幔底侵发生部分熔融并高度分离结晶的产物,中基性岩墙群普遍具有埃达克质岩的地球化学特点,可能产于受流体(或熔体)交代的残余洋壳板片的部分熔融;(5)中基性岩墙群稍晚于寄主岩体而形成,但两者均形成于后碰撞构造背景。在晚石炭世-早二叠世,西准噶尔处于近南北向的拉张应力体系;(6)西准噶尔在泥盆纪为洋盆体系;早石炭世,俯冲-碰撞过程结束;晚石炭世-早二叠世属于后碰撞环境;中晚二叠世处于板内环境。