北极斯瓦尔巴特群岛及邻区天然气水合物分解对气候、海洋环境和生物的影响

天然气水合物是一种潜在的巨量能源,但其分解释放的甲烷可能对全球气候与海洋环境产生巨大影响。然而,人们目前对天然气水合物分解产生的环境和生物效应的了解还不够全面。北极地区的斯瓦尔巴特群岛及邻区的海底和冻土层中蕴含大量甲烷,对气候变化十分敏感,是人们研究天然气水合物对气候变化的响应机制和其分解对生态环境影响的绝佳场所。系统总结了斯瓦尔巴特群岛及邻区水合物分解的气候与环境效应,发现目前研究区水合物分解产生的甲烷进入大气的年际通量不大,对全球气候的影响可能有限;水合物分解对海底滑坡起到催化剂的作用,但不是首要因素;海底水合物分解释放的甲烷能打破原有的化学平衡、生产力分布规律与输送机制、生物耦合关系甚至不同栖息地间的连通性,进而影响底栖生物群落。这些认识对研究天然气水合物开采对生态环境可能造成的影响和采取相应防治措施具有一定的借鉴意义。     

滇西芦子园远程矽卡岩Pb-Zn-Fe(Cu)多金属矿床流体包裹体初探及矿床成因探讨

滇西镇康芦子园是"三江"成矿带保山地块内迄今发现的唯一超大型Pb-Zn-Fe(Cu)多金属矿床,是区内系列同类层控热液铅锌矿床的典型代表。矿体呈似层状、脉状及透镜状产于寒武系碳酸盐岩建造的矽卡岩和大理岩层间破碎带,矿石构造以条带状、浸染状和脉状-网脉状为主要特征;围岩蚀变复杂、分带明显,由下至上依次为石榴子石-透辉石-透闪石-阳起石化带→绿泥石-绿帘石-阳起石-蔷薇辉石化带→碳酸盐-大理岩化带。矿床成矿流体从早期到晚期经历了多个矿化阶段。本文选取了该矿床早矽卡岩阶段、晚矽卡岩阶段、石英硫化物阶段和石英碳酸盐阶段的多种脉石矿物及闪锌矿进行了系统的流体包裹体研究。结果显示,早矽卡岩阶段发育微溶CO_2富液相和纯液相水溶液包裹体,并含大量K~+、Na~+、Ca~(2+)、F~-和Cl~-和少量SO_4~(2-),气相成分主要为H_2O、CO_2及少量CH_4和N_2,包裹体均一温度为233.6~315.6℃,盐度为10.6%~17.6%NaCleqv;晚矽卡岩阶段发育含CO_2和子矿物三相包裹体,均一温度214.9~388.0℃,盐度5.9%~16.4%NaCleqv;石英硫化物阶段发育含CO_2的水溶液包裹体,气相成分为CH_4、H_2O和少量CO_2,均一温度150.0~285.0℃,盐度为2.5%~13.8%NaCleqv;石英碳酸盐阶段为单一成分的水溶液包裹体,均一温度为105.0~187.5℃,盐度为0.5%~12.3%NaCleqv。结合H-O同位素研究表明,成矿流体最初来源于具中高温、中高盐度、高K、Na,富CO_2、Cl、F等特征的深部岩浆热液,在石英硫化物阶段开始有大气降水混入,演化为中阶段中低温、低盐度、贫CO_2的热液流体,至成矿晚阶段转化为以大气降水占主导。该矿床成矿环境的改变、流体混合以及流体的沸腾作用可能是导致成矿物质富集沉淀的重要机制。综合矿床地质特征、成矿流体包裹体和HO同位素研究认为,该矿床为与陆陆碰撞造山和深部隐伏岩体有关的远程矽卡岩成矿系统。     

陕西凤太矿集区多金属成矿作用的构造控制

陕西凤县-太白(简称凤太)矿集区铅、锌、金、银、铜多金属资源丰富,已发现二十余个大中小型矿床。在大地构造位置上,凤太矿集区位于南秦岭造山带北缘,紧邻商丹缝合带。以往的工作缺乏对矿集区整体的构造研究,本次工作通过比较系统的构造测量和解析,提出在南秦岭晚三叠世碰撞造山过程中,凤太矿集区南北两条边界断裂带的左行走滑运动导致在区内衍生了NNE向主压应力场,从而形成了NWW向复式褶皱、脆韧性剪切带、断裂和节理(纵向破裂)、B型线理,以及NNE向断裂和节理(横向破裂)、劈理、张裂隙等一系列构造组合,所有构造形迹都是在统一构造应力场下随着构造层次不断抬升,脆韧性和脆性递进变形叠加的产物,共同构成了一个大型压扭性走滑双重构造变形系统。在构造几何学上,凤太矿集区整体上表现为一个隔档式复式褶皱,由一组NWW向紧闭复背斜和一组相对宽缓复向斜组成。区内的多金属成矿作用、岩浆活动、动力变质变形作用的同位素年龄数据集中于230~190Ma。综合地质演化和成矿作用的研究成果,提出在南秦岭碰撞造山过程中引发的动力变质变形作用和岩浆活动提供了成矿元素和成矿流体,在温压梯度以及浮力效应的驱动下向上运移至走滑双重构造变形系统中的有利扩容空间中发生充填型和交代型矿化,即凤太矿集区多金属矿床是区域大规模变形变质-岩浆活动-流体作用的产物,是在构造作用这一主导因素控制下形成的一个多金属后生热液成矿系统。     

单斜构造区岩溶倾斜洞穴发育趋势与岩层产状相关性识别

通过构建岩溶倾斜洞穴发育趋势面和岩层倾向面,探讨在单斜构造区岩溶倾斜洞发育趋势与岩层产状的相关性。首先,根据洞穴探测导线长度、方向、倾角等要素,以测量初始点为原点建立空间直角坐标系,将测量空间方位角转换为平面直角坐标系中的方向角,将测量数据投影在平面直角坐标系上,运用向量加法原理求出各测点平面向量及坐标,结合各测点的相对高差,运用趋势面分析方法进行一次拟合,构建洞道空间展布平面方程;其次,根据岩层产状信息在空间坐标系中构建平面方程;最后,通过计算两平面法向量的夹角,来判断洞穴空间展布平面和岩层产状平面的重合度,同时求出两平面与同一水平面的交线所成角来判断洞穴空间展布趋势面与岩层面的倾向关系。通过实例证明,该方法用于探讨单斜构造区岩层产状对倾斜洞穴发育趋势的影响识别具有一定的实用性。      

香溪河流域岩溶洞穴发育与分布特征

结合1∶5万水文地质调查,对香溪河岩溶流域溶洞特征进行了探究,统计其溶洞的规模、形态、发育地层、发育方向及分布高程,结果表明:该区洞穴规模中等,受岩性的控制,溶洞的发育表现出对碳酸盐岩岩组类型的选择性,其中寒武-奥陶系地层溶洞发育程度最高;溶洞的发育方向多为北北东和北北西向,与区域构造线一致,同时受本区构造运动间歇性抬升的影响,溶洞集中发育于4个高程区;从溶洞发育的构造部位来看,溶洞主要分布在宽缓向斜的东南翼及向斜核部,平面分布表现出分带性;该区溶洞多发育至早期就停止进一步发育,其规模、类型、分布特征等与鄂西南地区溶洞均存在差异。      

青海南山地区角孔变质岩地质特征、年代学及其地质意义

青海南山达不祖乎山北部一带的角孔变质岩系原划为早中三叠世隆务河组。通过野外实测地质剖面和路线地质调查,查明该套地层单元野外产出状态及岩石组合特征,并对其物质来源和形成时代进行分析,对进一步研究该区晚古生代-早中生代的构造演化具有重要意义。该套变质岩系为一套长石石英岩、石英岩、大理岩和黑云石英片岩组合,由下向上划分为3个岩段,叠置厚度大于3186.3m。根据碎屑锆石年龄分布特征,可大致划分为5个年龄组段,分别为250～304Ma、405～546Ma、649～1077Ma、1402～1620Ma和1861～2990Ma,其中250～304Ma可进一步划分为250～269Ma和289～304Ma两个亚组。综合前人研究资料与区域构造岩浆活动,将青海南山地区角孔变质岩的沉积时代限定为二叠纪,物源主要来自祁连造山带加里东期和晋宁期岩浆弧,柴北缘构造带海西期岩浆弧也提供了部分物质,晚古生代—早中生代经历了陆内裂陷、洋盆拉张及俯冲碰撞的构造演化过程。     

考虑方位漂移的水平井井眼轨道设计

目前,深层页岩气水平井在钻井过程中经常出现方位漂移的问题,方位漂移严重影响了水平井的井眼轨迹控制,进而影响水平井的准确中靶。在现场施工中,通常根据施工区以前的钻井经验,在进行定向造斜时,先估计出一个“方位超前角”,这种现场的做法有着很大的不确定性,并且可能出现较大误差。本文提出了考虑方位漂移的水平井井眼轨道优化设计的方法,解决了仅凭现场经验给出的“超前角”不准确的问题。考虑方位漂移的水平井井眼轨道优化设计按照井段划分,将地层因素与井身剖面结合起来求取井段的平均方位漂移率。根据该方法研制开发了考虑方位漂移的水平井井眼轨道优化设计软件,并通过举例进行了验证,证明了方法是可行的。     

崩塌堆积体启动坡面泥石流判别与防治 ——以北川县开坪乡平石板泥石流为例

强震区地震后大量的崩塌堆积体堆积于高陡斜坡中上部,堆积体远离居民点,一旦诱发为坡面泥石流,形成新的次生地质灾害,将严重威胁下方居民的生命财产安全。本文以北川县开坪乡平石板坡面泥石流为例,平石板沟“5.12”地震崩塌堆积体在2010、2013年强降雨作用下失稳转变为坡面泥石流淤积场镇。在平石板泥石流暴发特征介绍基础上,通过粒径不均匀系数、堆积体启动判别指标、后缘汇水面积等来分析崩塌堆积体启动条件及影响因素,并针对此类灾害发育特征,提出了通过上游稳拦固源方法进行治理的防治思路。以期为研究高陡斜坡堆积体的启动机制及防治提供一定的借鉴意义。     

川西坳陷新场构造带须家河组超压演化与流体的关系

沉积盆地超压体系是油气勘探与开发过程中一个不容忽视的问题,不仅影响了地质流体的运移和聚集,更为勘探带来安全隐患。以实测地压和油田水化学数据为基础,对川西坳陷新场构造带须四段和须二段现今地层水矿化度与现今压力系数关系进行比较,结合地层水特征系数和阴阳离子关系,综合前人研究结果,对须四段和须二段压力演化史与地层水演化过程进行分析,考察川西坳陷须家河组超压系统演化与地层水演化的耦合关系。结果表明,须家河组超压发育与地层水具有密切的联系:(1)须家河组储层段压力分布范围较广,在弱超压至超强压之间,须二段属于中超压而须四段属于超高压,平面分布中须二段探测井中矿化度随压力系数增加而减少,须四段则相反;(2)在压实过程中,由于流体排驱受阻导致"欠压实"超压的产生,随着超压的不断积聚,局部出现裂缝,导致地层水更加强烈的混合作用和运移;(3)生烃作用导致自生压力增大,地层水离子水岩作用强烈,造成流体包裹体与现今地层水离子成分分异;(4)构造挤压抬升过程中,须四段裂缝不发育,压力进一步升高,须二段则产生泄压,出现了凝析水和水侵现象,造成须四段和须二段现今地层水特征的差异。     

内蒙古赤峰地区早二叠世花岗岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及地球化学特征

以赤峰地区铭山复式岩体、尖山子岩体为研究对象,通过锆石U-Pb年龄、地球化学研究,确定了其形成时代,探讨了岩石成因和岩浆源区性质及其形成的构造背景。LA-ICP-MS锆石~(206)Pb/~(238)U测年结果表明,铭山复式岩体中灰白色斑状黑云二长花岗岩、尖山子岩体中浅肉红色细粒正长花岗岩分别形成于284.4±7.9Ma、294.7±8.5Ma,为早二叠世。根据地质体间接触关系可知,铭山复式岩体中的二长花岗岩岩体和尖山子岩体均为复式岩体,有待进一步解体。斑状黑云二长花岗岩SiO_2含量较高,K_2O+Na_2O含量较高,A/CNK1,属于高钾钙碱性I型花岗岩。细粒正长花岗岩Al_2O_3含量为14.32%~15.14%,Na_2O/K_2O=0.71~0.99,A/CNK=1.17~1.20,在标准矿物中出现刚玉分子。二者微量元素特征相似,富集大离子亲石元素,亏损高场强元素Nb、Ta,具Sr、P、Ti的负异常,表现出岛弧岩浆岩类特征。结合岩石地球化学、区域地质特征,认为赤峰地区早二叠世岩体形成于岛弧/活动大陆边缘构造背景,其形成与古亚洲洋向南俯冲有关。