深层气理论分析和深层气潜势研究

近年来的一些文献表述深层气时在"深层"和"深部"名词概念上容易造成不必要的费解。就沉积层而言,宜将生油主带（生油窗）作为"深"的界限,从此界限开始到基底以上地层范围的天然气统统称为"深层气";就整个地球而言,宜将沉积层结晶基底和该基底以下的天然气统统称为"深部气"。当然,还应更多地注意来源于深部"深生浅储"的"深层气"。深层气的形成与地壳烃类形成的垂直分带性有关。在一定的历史时期和一定的沉积盆地油气形成分带性理论对勘探实践发挥了一定的指导作用,随着油气地质科研和勘探实践的发展,人们逐渐发现了油气形成分带性理论中油相消失和气相生成带开始门限指标的局限性。不同盆地有不同深度的生油主带,因而也有不同深度范围生气主带（干气带）。腐泥型有机质的演化需要更高的活化能,而需更高的温度和更大的深度,其生气主带深于腐殖型有机质源岩层的位置。生气主带有机质演化受多种因素控制,其中温度、深度和时间是重要因素,引起深层温度升高的条件有地球动力和深部热流等。古生界以前的重大生物地质事件为深层气形成准备了有机质及其演化条件,从物质基础上讲,深层气有巨大的资源潜势。油气形成的地球动力学观点及其他新观点为研究深层气提供了新的思路,岩石圈的烃类资源远未枯竭,被发现和开采的资源仅是其中的一部分,更多的需在深部去发掘。     

东北及内蒙古东部地区显生宙构造演化的有关问题

以国家油气资源战略选区项目研究成果为基础,结合近年来该区积累的大量区域地质调查资料和已发表的数据,对东北及内蒙古东部地区早古生代以来的大地构造性质及其演化进行综合对比分析。东北地区晚古生代以来的构造演化以稳定的大陆地块为主体,而非两大板块间多岛洋演化形成的造山带。东北地区的各地块均具有前寒武纪—早前寒武纪、甚至是太古宙的古老基底,它们在早古生代早期(490～510Ma)同时遭受了区域变质作用和花岗质岩浆侵入。350～450Ma,各地块均处于相对稳定的构造环境,以普遍缺失这一时期的花岗质岩浆活动记录为标志。从早古生代晚期开始,东北及内蒙古东部地区至少已存在2个早古生代早期固结的微陆块,即额尔古纳—兴安微陆块和松嫩—佳木斯微陆块,这2个微陆块向北分别与俄罗斯境内的额尔古纳微陆块和布列亚微陆块相连。二者在早石炭世沿北北东向展布的开鲁—嫩江—黑河—诺拉—索霍提(Nora-Soukhotin)一线碰撞拼合,形成统一的东北亚晚古生代大陆板块。西拉沐伦河断裂西端被北北东向构造所截,向东延至开鲁—嫩江断裂,并没有延伸到松辽盆地内,说明西拉沐伦河断裂可能与开鲁—嫩江碰撞带的形成有关。从晚石炭世开始,东北亚大陆板块整体处于伸展构造背景,至少在中国境内具有北陆南海的构造-沉积古地理格局,早期发育以火山岩为主的断陷盆地,到中二叠世演化成一个规模巨大的海相沉积盆地。中生代以来,东北地区的构造体制转换及物质成分演化不仅仅是古亚洲洋构造域和西太平洋构造域叠加转换的结果,蒙古—鄂霍茨克构造域的演化对该区现今构造体制的形成也具有重要影响。地质和地球物理综合证据显示,大兴安岭北部的得尔布干断裂、内蒙古中部的贺根山断裂和黑龙江省东部的跃进山断裂可能并不是具有一定深度规模的构造分区断裂。东北地区的中、新生代盆地之下并非都是变质结晶基底,而是存在一个规模巨大的晚古生代海相沉积盆地。     

二叠系—三叠系界线层型及重大事件

古、中生代之交是显生宙地质历史上最重大的转折时期,除了最大的生物绝灭事件外,它也是各种稀有重大事件的集聚时期     

朝鲜半岛北部显生宙花岗岩成因研究及地质意义

朝鲜半岛北部图们江褶皱带和冠帽地块发育大面积的花岗岩,长期被认为形成于晚古生代二叠纪-早中生代三叠纪。采用锆石原位微区U-Pb测年技术(SIMS U-Pb),对6个代表性岩体的16个样品进行了侵位年龄测定,结合早期发表的年代学数据,确定朝鲜北部花岗岩主要形成于中生代的侏罗纪(199~173Ma),少部分为晚二叠世(265~263Ma)和早三叠世(248~240Ma)。岩石学及地球化学特征表明,朝鲜北部花岗岩以钙-碱性岩石系列为主,其成因类型为I型,且少数为高分异I型。锆石Hf-O同位素特征明显分为两类:图们江褶皱带及冠帽地块中的侏罗纪花岗岩、冠帽地块中晚二叠世片麻状花岗岩具有正的εH f(t)值(4.7~13.5)和年轻的二阶段Hf模式年龄(367~784Ma),O同位素组成δ~(18)O集中分布在5.7‰~7.4‰,表明其源区物质为新生地壳,且该地壳物质来自于亏损型的软流圈地幔;而冠帽地块中晚二叠世和早三叠世花岗岩通常具有负的εH f(t)值(-10.9~3.8)和古老的二阶段Hf模式年龄(889~1651Ma),O同位素组成变化较大,δ~(18)O分布在5.6‰~9.2‰,推测其主要为古老地壳物质重熔的产物。区域对比研究表明,图们江褶皱带和冠帽地块具有相同的地质演化历史,应归属于同一个整体,其上发育的花岗岩与我国吉黑造山带花岗岩在年代学格架、岩石学及地球化学特征、成因类型及岩浆源区都具有极大的相似性,可以进行对比。由此可见,朝鲜北部图们江褶皱带和冠帽地块为中亚造山带的组成部分,且朝鲜北部晚二叠世-早三叠世花岗岩形成于古亚洲洋闭合阶段,由于西伯利亚板块与华北板块的碰撞拼合,在华北地台北缘形成了同碰撞型花岗岩。侏罗纪中国东北及朝鲜开始进入环太平洋构造域演化阶段,在太平洋板块俯冲的挤压体制下形成大面积花岗岩。     

中国东北地区显生宙岩浆作用和洋-陆格局及其与气候演变的关系SCIEI北大核心CSCD

显生宙期间,地球经历了温室-冰室气候的周期性交替变化。在数百万年的时间尺度,这种古气候的转变被认为是碳源和碳汇过程耦合的结果,但一直以来关于两者贡献程度的认识尚不明确。通过全球统计分析,不同学者提出大陆弧火山脱气模型和热带弧-陆碰撞模型用于解释整个显生宙古气候的演变,分别强调了碳源和碳汇的一级控制作用。为了检验上述模型,更好地理解古气候的转变机制和演化细节,本文系统总结了中国东北地区显生宙岩浆作用-矽卡岩型矿床的时空展布和构造背景,以及弧-陆碰撞的时代、规模和古地理位置,通过数据统计和作图对比,发现东北地区岩浆作用-矽卡岩成矿峰期、弧-陆碰撞缝合带的时空迁移与大气圈CO_(2)浓度和大陆冰川沉积有很好的对应关系,暗示东北显生宙构造-岩浆过程和古气候演变的内在联系。综合东北地区及全球的研究进展,本文提出如下倾向性认识:1)洋-陆俯冲过程中火山-变质脱气的强度决定了CO_(2)排放量,而热带区域弧-陆碰撞缝合带的规模决定了全球硅酸盐风化速率和CO_(2)吸收量,在地质演化过程中两者紧密联动,共同控制了显生宙古气候的演变;2)大陆弧岩浆作用的全球爆发不一定能造成温室气候的出现,如果缺乏充分矽卡岩变质脱碳反应,大陆弧CO_(2)排放通量与岛弧、大洋中脊和板内并无显著区别;3)SO_(2)属于短期效应气体,理论和实例研究均暗示爆发式火山作用难以诱发大冰期的形成,火山作用之于长期气候应该仍是促使地球升温而非变冷。     

显生宙全球海水化学成分演化及其对蒸发岩沉积的约束

通过搜集显生宙以来不同地质时期内海相碳酸盐岩鲕粒及胶结物矿物成分、钾盐矿床矿物种类及组合特征、蒸发岩盆地中石盐流体包裹体成分,并利用这些资料与人工海水模拟实验得到的石盐中Br分配特征的对比,得出海水成分在5.5亿年以来的显生宙期间,经历了五个阶段:其中晚元古代至寒武纪早期、二叠纪早期至中生代早期、新生代早期至现今,这些时期的原始海水组成特征系数m(SO_4~(2-))+m(HCO_3~-)/2m(Ca~(2+)),为Na-Mg-K-SO_4-Cl型海水,此期间沉积的钾盐矿床的钾镁盐矿物主要为钾盐镁矾、无水钾镁矾、杂卤石、硫酸镁石等含MgSO_4矿物,海相鲕粒和碳酸盐胶结物矿物成分为文石;而寒武纪早期至石炭纪、中生代早期至新生代早期,原始海水组成特征系数m(Ca~(2+))m(SO_4~(2-))+m(HCO_3~-)/2,为Na-Mg-KCa-Cl型海水,此期间沉积的钾镁盐矿物主要为光卤石和钾石盐,甚至含有溢晶石,海相鲕粒和碳酸盐胶结物矿物成分为方解石。根据石盐流体包裹体成分计算得出:显生宙期间,海水K+含量大部分时间变化幅度较小,为9.3～11.5mmol/kg H_2O(除了石炭纪和晚元古代),平均为10.55mmol/kg H_2O。Mg~(2+)含量在早寒武世≥67mmol/kg H_2O、晚志留世至中泥盆世31～41mmol/kg H_2O、晚古生代≥48mmol/kg H22O、晚白垩世34mmol/kg H_2O和现代55.1mmol/kg H_2O。Ca~+含量在晚元古代至古生代早期≤11mmol/kg H_2O、古生代早期至石炭纪22～35mmol/kg H_2O、石炭纪至中生代早期≤17mmol/kg H_2O、中生代早期至新生代早期19～39mmol/kg H_2O及新生代早期至今7～21mmol/kg H_2O。SO_4~(2-)含量在晚元古代至古生代早期≥23mmol/kg H_2O、古生代早期至石炭纪5～17mmol/kg H_2O、石炭纪至中生代早期13～22mmol/kg H_2O、中生代早期至新生代早期5～19mmol/kg H_2O及新生代早期至今12～29.2mmol/kg H_2O。海水Ca~(2+)与SO_4~(2-)含量的相对变化是控制海相钾盐矿床钾镁盐矿物类型的基本因素。同时,利用以上数据计算得到的显生宙各时期海水[m(Mg~(2+))+m(SO_4~(2-))]/[m(K~+)+m(Ca~(2+))]的变化与各时期海相蒸发岩系石盐层底部的Br含量变化具有同步性,进一步验证了显生宙期间海水成分是不断变化的,是约束海相蒸发岩钾盐矿物类型的主要因素。海水成分变化的控制因素为洋中脊热液和陆地水,其中洋中脊热液起主要作用,而控制这些因素变化的根本原因为板块构造运动。     

显生宙中东及北非地台的垂向构造运动——有关大陆台地波动的驱动机制的指示

中东及北非地区广袤的显生宙沉积盖层沉积于稳定的大陆台地之上，这一大陆台地是伴随泛非造山运动而逐步稳定的。显生宙的沉积盖层的形成经历了数次的沉积和剥蚀，每一次都清晰地记录了垂向构造运动的样式（例如，波长、几何形态以及沉降／剥蚀速率）。长期的地层沉积记录的是连续构造运动叠加累积的结果，这些连续构造运动由深成作用过程所驱动，也可以由海平面的波动所引起，但最终构造活动的影响是其主导。沉积盖层的发育史能够很好的帮助解译作用于大陆台地的地球动力学过程。     

晚弗拉斯期缺氧事件——弗拉斯-法门阶动物危机的原因？

弗拉斯-法门期(晚泥盆世)动物灭绝事件是显生宙五次主要生物事件中的一次，在此事件中，大约有21％的海洋生物科和50％的生物属消亡，低纬度热带生物礁生态系和浅水海洋动物所受影响最为严重，而高纬度生态系，深水生物和陆地动、植物群仅受到微弱影响，对于该事件的持续时期和最终原因存在广泛分岐。     

大洋钻探计划钻取到“冰室”沉积物

关于显生宙全球海平面变化的年代、幅度和作用机制尚在争议．当人们能够通过地震剖面的地层记录客观地识别被不整合面分割开的沉积体时，必须根据经验研究和模式比较，来确认这些沉积体与海平面的相关关系．为了评估海平面变化对被动大陆边缘碎屑沉积物的影响，大洋钻探计划150航次于1993年5月28日至7月25日重返新泽西滨外区调查．