基于火山岩氧化系数分布特征的火山喷发环境判识——以三塘湖盆地马朗凹陷牛圈湖-牛东构造带上石炭统为例

受火山喷发沉积环境(陆上或水下)及岩浆酸度等因素的影响,火山喷发物的地球化学特征有很大差异,准确判识火山喷发环境是火山岩油气储层性质评价的重要地质依据。本文基于三塘湖盆地马朗凹陷牛圈湖-牛东构造带上石炭统58件火山岩样品主量元素地球化学数据,采用Fe₂O₃与FeO比值作为氧化系数,利用数理统计方法投点,根据上石炭统哈尔加乌组和卡拉岗组火山岩氧化系数分布特征判识其喷发沉积环境。统计结果表明,卡拉岗组34件样品氧化系数介于0.55～5.00,数值主要分布于1.0～3.0,说明火山喷发沉积环境复杂,非单纯的氧化环境;从部分单井垂向分布来看,氧化系数具有随埋深由深至浅呈明显增大的趋势,表示由弱还原环境逐渐向强氧化环境过渡。哈尔加乌组24件岩芯样品氧化系数介于0.25～0.94,数值主要集中于0.2～0.4,表明火山喷发沉积于贫氧的还原环境;从单井垂向分布来看,氧化系数受埋深影响极小,表示火山喷发沉积受水动力条件境影响小,沉积环境具有一定的水体深度。研究调研筛选了国内10个不同盆地108件火山岩样品数据资料,并充分考虑酸度对火山岩氧化系数的影响,建立了...     

火山岩陆上与水下喷发沉积环境的地球化学判识方法研究

陆上、水下两种不同喷发沉积环境火山岩储层特征差异明显,准确判识火山喷发沉积环境是火山岩储层评价的重要依据。研究使用Fe₂O₃/（Fe₂O₃+FeO）作为火山岩氧化系数,并充分考虑火山喷发期的地理环境、岩浆性质（岩石酸度）、构造成因环境、流体活动、风化淋溶作用、成岩后表生作用等影响因素,针对不同影响因素提出校正方法和合理的规避思路;建立及改进了基于火山岩氧化系数的喷发沉积环境判别图,得出消减带火山岩（活动陆缘和岛弧火山岩）陆上与水下喷发沉积环境的氧化系数判别标准。运用改进的图版及标准,对新疆三塘湖盆地马朗凹陷上石炭统卡拉岗组（C₂k）火山岩喷发沉积环境进行判识,结果表明,39件火山岩样品主要为陆上喷发沉积火山岩和水、陆过渡复杂环境沉积成因的火山岩。实际应用结果与前人基于卡拉岗组火山岩共生岩石与化石组合、风化壳、示底构造等典型标志得到的结果相符合;基于多因素分析法筛选样品,建立改进的判别图对喷发环境的指示意义具有普遍适用性,不受地质时代及区域地质条件的限制。     

火山喷发间歇期沉积岩层古沉积环境的地球化学示踪与判别

火山喷发堆积保存期古地理环境(陆上、水下)是影响火山岩油气储层发育的关键因素之一。基于火山喷发间歇期薄层沉积岩层具有沉积特征,其蕴含的微量元素地球化学特征与沉积期的氧化-还原环境密切相关,对古地理环境具有重要的指示意义。因此,通过火山喷发间歇期薄层沉积岩层岩心微量元素分析,可间接判断同一地质时期火山岩的堆积保存古地理环境(陆上、水下)。以新疆三塘湖盆地马朗凹陷上石炭统哈尔加乌组火山喷发间歇期薄层泥岩、粉砂岩等沉积岩层为实例,通过泥岩、粉砂岩等岩心主、微量元素分析,采用总结归纳的U/Th、自生U、V/Cr、Ni/Co、V/Sc、V/(V+Ni)、Cu/Zn、Fe³⁺/Fe²⁺、Sr/Ba、V/Zr和B/Ga等11项用以示踪判识细粒沉积物沉积古环境的主、微量元素地球化学参数图版标准,判断哈尔加乌组火山喷发间歇期沉积岩层沉积期的氧化-还原环境,从中推断哈尔加乌组火山岩喷发堆积保存时的古地理环境(陆上、水下)信息。对哈尔加乌组火山喷发间歇期泥岩、炭质泥岩和粉砂岩在纵向上演化特征类似的V/(V+Ni)、V/Sc、Sr/Ba、V/Cr、V/Zr、Cu/Z...     

陆上、水下喷发成因火山岩储层发育特征和成藏控制因素对比分析

火山岩油气藏的研究一般以陆上喷发沉积的火山岩体为主,事实上全世界四分之三的火山活动是在水下发生的,只是水下喷发沉积的火山岩在各个方面的研究还比较少,在勘探中尚未引起注意。本文以三塘湖盆地石炭系火山岩油藏为例,对比分析了陆上与水下喷发沉积形成的火山岩在岩性、颜色、结构构造以及储集空间特征和地震反射特征等方面的差异,指出了三塘湖盆地石炭系哈尔加乌组火山岩为水下喷发环境形成。通过对研究区两种类型的火山岩油藏系统的研究,总结出了水下喷发沉积的火山岩储层的形成机理以及其形成规模油气藏的条件,为今后的火山岩油气藏的勘探指出了新的方向。     

陆上、水下喷发成因火山岩储层发育特征和成藏控制因素对比分析

火山岩油气藏的研究一般以陆上喷发沉积的火山岩体为主,事实上全世界四分之三的火山活动是在水下发生的,只是水下喷发沉积的火山岩在各个方面的研究还比较少,在勘探中尚未引起注意。本文以三塘湖盆地石炭系火山岩油藏为例,对比分析了陆上与水下喷发沉积形成的火山岩在岩性、颜色、结构构造以及储集空间特征和地震反射特征等方面的差异,指出了三塘湖盆地石炭系哈尔加乌组火山岩为水下喷发环境形成。通过对研究区两种类型的火山岩油藏系统的研究,总结出了水下喷发沉积的火山岩储层的形成机理以及其形成规模油气藏的条件,为今后的火山岩油气藏的勘探指出了新的方向。     

基于氧化系数的火山喷发环境判别:以准噶尔盆地西北缘下二叠统为例

火山喷发环境的准确判别是火山岩储层评价的重要依据,准噶尔盆地西北缘下二叠统火山岩类型多,沿盆地边缘断裂带分布,是这一地区重要的油气储层类型。文章通过岩芯分析、薄片观察、地球化学元素分析等手段,对该区火山岩的喷发环境展开研究。基于75个火山岩样品数据,对火山岩的氧化系数进行分析,并充分考虑了喷发环境、岩浆性质、风化及埋藏作用等因素对氧化系数的影响,改进了传统的基于氧化系数的火山喷发环境判别图。实际应用结果与其他判别依据得到的结果进行对比,符合率达到92.86%,仅两例不符。这一判识图可供其他相似地质背景地区参考使用,所获认识为研究区火山岩储层评价提供了新思路。     

陆上与水下喷发火山岩的区别及其对储层的影响——以松辽盆地营城组为例

陆上与水下喷发火山岩在岩性、结构构造、蚀变特征、产状、与下伏地层接触关系、孔隙和裂缝发育特点等6方面有显著区别。陆上喷发火山岩包括各种熔岩、碎屑熔岩、火山碎屑岩和沉火山碎屑岩;熔岩流纹构造发育,火山碎屑岩除发育常见层理外,还可见反丘构造;同生蚀变弱;与下伏地层多呈角度不整合接触,古风化壳常见,常含有陆相植物;主要储集空间为原生孔隙和冷凝收缩节理缝、次生溶蚀孔、矿物解理缝和构造裂缝。水下喷发火山岩多为具玻璃质结构的熔岩和含晶屑玻屑的层/沉凝灰岩、膨润土/伊利石岩/蒙脱石岩/沸石岩;常具枕状、球状构造,水平层理、粒序层理、变形层理;蚀变强烈;水下熔岩呈穹隆状、透镜状,凝灰岩为层状,近火山口的膨润土/伊利石岩/蒙脱石岩/沸石岩呈松散团窝状并夹有火山弹;与下伏地层呈整合、假整合或侵蚀接触;原生气孔、杏仁体内溶蚀孔和炸裂纹,岩球岩枕间孔和粒间孔,基质和斑晶蚀变孔缝,后期构造缝是主要储集空间。松辽盆地营城组陆上、水下喷发火山岩均有发育。其陆上喷发火山岩的典型标志为流纹构造、柱状节理,含炭化木/硅化木,与下伏地层呈角度不整合接触。水下喷发火山岩典型标志为珍珠岩、玻璃质结构、枕状构造、纹层状凝灰岩和膨润土。松辽盆地营城组的储层火山岩以陆上喷发火山岩为主;水下喷发火山岩中侵出相内带亚相珍珠岩为优质储层。     

准噶尔盆地腹部早二叠纪-晚石炭纪火山岩的构造背景分析

从中生代到新生代,准噶尔盆地腹部地区连续沉积,缺少腹部地区的样品,因此准噶尔地区晚古生代构造演化的研究常集中于盆地周围的褶皱造山带。本文通过对早二叠纪-晚石炭纪钻井岩心样品的地球化学、岩石学特征进行研究。结果表明: 1)许多钻井的不同层位中,都发育着表明水上喷发环境的褐色凝灰岩; 2)准噶尔盆地腹部早二叠纪-晚石炭纪火山岩主要是碱性玄武岩、安山岩及少量的流纹岩,样品的大部分以高碱为特征,反映了喷发于陆上增厚地壳的构造背景; 3)岩心观察、薄片鉴定及主量和微量元素的分析结果表明,晚古生代准噶尔盆地腹部属于大陆构造背景。石炭系火山岩的底部也许存在许多的古老陆块基底。     

西藏比如盆地竟柱山组沉积-火山岩形成环境及构造意义

上白垩统竟柱山组为一套冲积扇-扇三角洲沉积体系的粗碎屑岩,间夹由英安岩、安山岩、石英粗安岩和流纹岩组成的中酸性火山岩。火山岩呈层状、似层状产出,与碎屑岩均呈整合接触关系。地球化学特征表明,竟柱山组火山岩形成于岛弧构造环境,是挤压背景下地壳增厚熔融的产物。竟柱山组沉积-火山岩的形成环境揭示了比如盆地的性质在晚白垩世已由弧后盆地转换为前陆盆地。     

内蒙古西部额济纳旗及邻区上石炭统—下二叠统阿木山组火山岩的地球化学特征

分析了上石炭统小独山阶—下二叠统紫松阶阿木山组玄武岩地球化学特征,对玄武岩类型、岩石特征、构造环境等进行了探讨,结合前人的研究成果,阐述了石炭纪—二叠纪盆地的基本性质。Zr/TiO2-Nb/Y、SiO2-TFeO/MgO和Zr-Y-Nb图解显示,玄武岩类型主要为亚碱性的拉斑玄武岩;稀土元素球粒陨石配分模式为右倾曲线,(La/Yb）N值较高,轻重稀土元素分馏较强,(Gd/Lu）N值相对较低,重稀土元素分馏较弱,δEu在0.87~1.11之间,无明显Eu异常;N-MORB标准化的微量元素蛛网图显示,K2O、Rb、Ba、Th等不相容元素富集,Hf、Nb、Y等亏损。Zr-Zr/Y和Ta/Hf-Th/Hf构造环境图解表明,该玄武岩产于陆内裂谷,指示晚石炭世—早二叠世额济纳旗及其邻区已进入了陆内演化阶段,为拉张作用下的陆内裂谷（裂陷）盆地。     

滇西施甸地区卧牛寺组火山岩的地质时代及喷发环境

前人将施甸地区卧牛寺组火山岩与北部保山地区卧牛寺组火山岩等同起来,认为是海相喷发的产物。本次调查工作揭示,施甸地区卧牛寺组缺乏沉积夹层,与北部保山地区卧牛寺组火山岩喷发环境存在明显差异,其岩石学、地球化学、宏观地质特征均表明,施甸地区卧牛寺组火山岩具大陆溢流相喷发机制,为陆相喷发产物。同时,年龄测定结果（264 Ma）及其与下伏和上覆地层的接触关系表明,卧牛寺组火山岩的喷发时期为早二叠世,为卧牛寺组地质时代的确定提供了重要依据。     

Progress on Sedimentation of Subaqueous Volcanic Eruption

In recent years, more and more originally regarded as black oil and gas-bearing shales have been found, whose formation has close relationship with subaqueous volcanic activities, with much more fundamental research work on tight oil in China. However, our study of sedimentations of subaqueous eruption has not been well studied since their sediments are very tiny, not easy to be sampled, and extremely difficult to differentiate from mud-size clastic sediments. This paper reviewed the advances of the processes of fragmentation, transportation, and deposition of sediments originated by subaqueous eruption, on the basis of publications and research experience on some special intervals in interlaminated shales and dolostones in Permian Lucaogou Formation in Santanghu Basin. Three main features and their implications were documented. ① Minerals in those intervals were angular with a low component maturity, and some of them were shard-like, suggesting volcanic-eruptive origin. ② Intervals were laminated and thin bedded. The former had a sharp erosional base, and was internal normal graded, and showed crude orientation of elongate grains parallel to bedding plane, suggesting deposition of lateral tractive current; the latter showed messy accumulation without internal structure, suggesting deposition of dense granular flow. ③ Intervals were localized and repetitive in stratigraphy, indicating origin from episodic-pulsating volcanic activities. We preliminarily interpreted those intervals as sedimentations of subaqueous volcanic-hydrothermal activities (phreatomagmatic/hydrovolcanic deposition). Then, the relationship of intraclasts, extraclasts, and deep-derived clasts, the difference of sedimentary rocks formed by subaqueous between subaerial eruptions, and the terminology of these eruptive rocks were discussed. Finally, macro to micro scale observation, micro-texture of minerals, attaching importance on hydrothermal exhalative sedimentations, and multidisciplinary studies were suggested for future research on those rocks.     

火山喷发机制、气候效应及火山地球工程

火山是地球内部与表层系统连接的纽带,是地球充满生机活力的体现.减轻大型火山喷发对全球气候和环境的影响是地球科学的重大研究主题.提出探索岩浆储库的累积组装和演变规律,研究火山喷发的触发机制,聚焦地球内、外层圈的相互作用,认识火山活动与全球气候和表层环境变化的互馈关系,构建火山地球工程的理论体系和技术框架,是减轻火山灾害对全人类不利影响的关键.其中,基于岩浆动力学和火山学的岩浆通道系统研究,将会为火山活动的预测和监测提供新的理论依据.火山活动的影响是全球性的.所以,我们要抢占先机,在深化火山喷发机制理论研究和构建减轻火山灾害影响的工程技术体系等方面有所作为.      

火山射气岩浆喷发研究新进展

射气岩浆喷发是一种特殊类型的火山活动,水在这类火山活动中起着至关重要的作用,其喷发产物———低平火山口和基浪堆积物在中国乃至全世界都很常见。国际上对射气岩浆喷发的研究始于1921年。本文在前人研究基础上,以中国南方北部湾周边第四纪火山区大量射气岩浆喷发成因的低平火山口和基浪堆积物为研究对象,综合了近几年中国学者的研究成果,深入讨论了基浪堆积物的地质特征、射气岩浆喷发形成的基本条件、喷发过程的动力学机制,以及基浪流的搬运过程等重要问题,提出有待解决的难点,揭示了这类火山活动的特有属性。     

张家口中生代火山盆地火山喷发对古气候的影响

本文在详细地研究了张家口中生代火山盆地火山喷发物的基础上,利用岩石学及大气环境化学的基本原理,提出了一套系统估算火山喷出气体及气溶胶总量的程序与方法,并对张家口中生代火山喷出气体的种类、总量及气溶胶总量进行了估算;分析了火山硫化物气体转化为火山硫酸盐气溶胶的光化学过程及可能途径。在分别研究了本区火山喷发导致的“阳伞效应”与“温室效应”的基础上,探讨了该区火山喷发对地表温度的综合影响。初步结果表明：张家口中生代火山盆地火山喷发向当时大气圈中输送了约９．９６×１０１０ｋｇ的硫酸盐气溶胶,它们能导致当时北半球范围内太阳总幅射率降低０．８１％～３．６０％,最终造成地表温度下降约０．８１℃～３．６℃。     

从神话、传说与文字记录中探索中国活火山喷发的信息

火山喷发文字记录资料的考证可以给出历史上火山喷发的最为准确的时间限定，对喷发过程、灾害效应也都可给出极为详细、准确的措施。长白山天池火山喷发的满语资料是除了汉语、朝语之处另一种极为重要的资料来源，目前已从有关满语神话传说中得到了若干有重要意义的火山与火山学信息。本文列出了3类、14条天池火山喷发的神话与传说，从中可以得知数千年以来天池火山发生过多次猛烈的与温和的周期性的喷发。天池火山喷发与火山泥石流、喷发后洪水泛滥有密切关系，泛滥物波及到距离天池火山460km以过的嫩江流域及珲春一带。在中国近代史上还有若干次火山喷发记录，经考察较为确定的1951年昆仑山西部于田县卡尔达西火山喷发是一次地下岩浆上侵、地表汽爆炸与喷发的火山喷发事件。     

燕山造山带中生代火山喷发及岩浆演化

燕山造山带是中国东部中生代火山活动最强烈的地区之一,火山喷发主要有早侏罗世南大岭阶段、晚侏罗世髫髻山阶段、早白垩世东岭台阶段和东狼沟阶段。多阶段火山喷发可分为早侏罗世近EW向喷发带、晚侏罗世NE向喷发带和早白垩世NNE向喷发带。火山—沉积盆地主要有早侏罗世继承性坳陷盆地、晚侏罗世继承性断陷盆地、早白垩世新生性上叠式断陷盆地。火山喷发主要有南大岭阶段夏威夷型喷发、髫髻山阶段斯特朗博利型喷发、东岭台阶段普林尼型喷发3种类型。岩浆成分变化规律为：早侏罗世南大岭阶段以基性岩浆为主, 晚侏罗世髫髻山阶段中性岩浆规模大, 早白垩世东岭台阶段酸性岩浆活动强烈。     

西天山乌孙山地区大哈拉军山组火山岩岩石组合与喷发序列研究进展

新疆西天山地区伊犁地块南北缘以及地块内部广泛分布着大哈拉军山组火山岩系。笔者在前人研究基础上,以乌孙山一带出露的大哈拉军山组火山岩为主要研究对象,通过路线地质调查、剖面测制和岩相学等方面的系统研究,厘定了大哈拉军山组的岩石组合、地层序列及其变化规律。大哈拉军山组火山岩总体由玄武岩、安山岩、英安岩、流纹岩,以及中酸性火山碎屑岩组成。乌孙山-塔斯巴山地区以安山岩为主,占50%,玄武岩、英安岩和流纹岩比例相近。火山岩地层喷发序列上,乌孙山-塔斯巴山一带底部为中酸性火山岩,向上为中基性与中酸性火山岩的交替喷发,可划分出5~7个喷发旋回,火山活动整体上具有裂隙式-中心式喷发的特征。     

电英质火山岩——西藏岩的发现

世界不少斑岩矿床内都发育有隐爆爆破角砾岩筒,其胶结物是电英岩;这些电英质胶结物一直被视为单一电英岩化产物。基于浅凝相岩浆电英岩（佤山岩）的发现,我们设想过自然界存在一类富硼的酸性岩浆（佤山岩浆）,可以在浅成—超浅成、地表和良好封闭条件下,分别形成电...