新疆三塘湖盆地牛东区块晚石炭世一二叠纪火山岩特征与构造环境分析

为探讨三塘湖盆地牛东区块晚石炭世一二叠纪火山岩类型、成因特点及区域构造背景,系统研究了其岩石学和地球化学特征,结果显示,火山岩属中-基性岩类.玄武岩主要组成斑晶矿物是斜长石、辉石和少量橄榄石,为钠质碱性系列.安山岩主要组成矿物是斜长石、少量辉石,为低钾-中钾钙碱系列.火山岩稀土元素含鼍较高,w(ΣREE)在104.60×10-6-203.28×10-6,w(LREE/HREE)比值为6.92～18.75,LaN/YbN比值为7.07～35.18,属轻稀土元素富集型.稀土元素分布模式为右倾曲线,无Eu负异常,δEu为0.88～1.05.δCe为0.91～1.04.火山岩富含LILE(特别是Ba,K)和LREE,强烈亏损HFSE(Nb,Ta),具很高的LREE/HREE比值.判别图解表明,研究区晚石炭世一二叠纪岩浆活动既显示板内演化特征,又有陆缘弧火山岩地球化学痕迹.综合区域地质资料和前人研究成果,推断研究区晚石炭世一二叠纪火山岩可能是弧火山岩浆在造山后期伸展裂陷环境中的喷发产物.     

天池火山三期浮岩气孔结构局域化特征与喷发动力学初探

本文在长白山天池火山野外地质工作基础上,对天池火山黄色浮岩(50000年前大喷发)、灰白色浮岩(千年大喷发)和黑色浮岩(八卦庙期喷发)等三期空降浮岩开展了扫描电子显微镜高精度结构分析以及浮岩气孔结构的局域化定量研究。三期浮岩洛伦茨分析表明:黄色浮岩和黑色浮岩气孔均一化程度基本一致,而灰白色浮岩均一化程度更高,反映了千年大喷发在岩浆演化程度和喷发动力学行为上的特殊性,推测可能与幔源岩浆注入地壳岩浆房的动力过程有关。气孔大小幂律分布以及气孔形态分形特征的复杂性分析表明,50000年前大喷发的浮岩幂指数和分形维数最高,揭示了其自组织临界态程度最高,对外界环境触发最为敏感,而另外两期浮岩幂指数和分形维数呈现出标准的幂律衰减,据此我们推测三期喷发可能均处在天池火山系统逐渐稳态恢复的大周期中。     

天池火山三期浮岩气孔形态的复杂性及其动力学成因

爆炸式喷发过程中,火山碎屑物气孔记录了挥发分出溶、膨胀和合并等信息,其大小、形态、数量密度、空间分布等局域特征是推断火山喷发动力条件的重要参考。文章基于天池火山三期喷发(50 000年前大喷发的黄色浮岩、千年大喷发的灰白色浮岩和1668年八卦庙期喷发的黑色浮岩)野外地质工作,以非线性火山喷发动力学为指导,开展了火山通道内气泡生长的流体动力学研究,揭示出岩浆流体黏性力和界面张力的共同作用对于岩浆减压和气泡生长过程的约束。在浮岩气孔结构的定量化分析基础上,进一步研究了天池火山三期喷发的浮岩气孔参数,通过气泡生长流体动力学方程得到了千年大喷发灰白色浮岩毛细管数Ca值为253, 明显高于50 000年前大喷发黄色浮岩(Ca值为94)和八卦庙期喷发黑色浮岩(Ca值为111),表明了千年大喷发曾发生过明显的成分变化,推测可能与幔源基性岩浆注入有关;而50 000年前大喷发黄色浮岩气孔不规则形态参数(1-Ω)值为0.098,大于后两期喷发(分别为0.052和0.064),可能意味着天池火山系统动力学平衡的弛豫周期变小或浮岩气泡生长受动力学、流变学改造过程减弱,这可为进一步研究天池火山活动规律提供参考。三期浮岩毛细管数Ca量级为102,气孔不规则形态参数(1-Ω)量级为10-1,从动力学上首次证实了天池火山属于普林尼型或超普林尼型喷发。     

黑龙江镜泊湖地区蛤蟆塘火山空落堆积物形成机制研究

火山碎屑物的粒度、粒形和分布特征蕴含着其形成机制和喷发的环境信息。基于镜泊湖地区蛤蟆塘火山的一个空落堆积剖面的野外地质和岩相学,以粒度分析和分形理论定量研究了火山碎屑物的粒度分布、粒形几何及其分形特征。蛤蟆塘火山空落碎屑粒度分布均为单峰式,由岩浆爆炸形成的空落浮岩粒度峰值较小,而由射气岩浆喷发形成的含细花岗岩碎屑夹层的碎屑粒度峰值较大。空落浮岩颗粒的类球度、长宽比和凸度都小于含细花岗岩碎屑夹层的数值,表明空落浮岩颗粒相对不规则的特点。利用多段幂律方法拟合了蛤蟆塘火山空落碎屑颗粒分布规律,发现空落浮岩颗粒存在四个幂律分布段（即对应四个分形维数）,这是由于岩浆初始破碎、火山通道内的二次破碎以及风力筛选作用等造成的;含细花岗岩碎屑夹层的碎屑分布有两个幂律分布段（对应两个明显不同的分形维数）,即浮岩和花岗岩碎屑的形成是因不同破碎机制造成的。     

长白山天池火山气象站期晚期碱流质熔岩的岩石学研究

通过野外火山堆积物的相分析、岩石显微鉴定和造岩矿物化学分析,可以确认气象站期晚期碱流质熔岩是典型的溢流熔浆冷却固结形成的,不是碎成熔岩。熔岩流的顶部和底部是黑曜质碱流岩的表壳相,中部是致密厚层与薄层相间产出的、具有塑性变形的碱流岩的内部相。组成熔岩流的岩石具有斑状和聚斑结构,从表壳相向内部相基质依次发育玻璃质结构、（微）球粒结构和霏细结构。斑晶矿物钠透长石、钙铁辉石、铁橄榄石和少量石英出现在熔岩流的所有岩相中,而钠铁闪石、铁钠透闪石和钛铁矿则作为内部相基质中的显微斑晶出现。气象站期晚期碱流质熔岩是过铝质、过碱性的钠闪碱流质熔岩,属于碱性系列,与意大利潘泰莱里亚岛碱流岩相比,富Si、Al、K、Mg、Ca和P而贫Fe、Na、Mn和Ti。     

北京沿河城地区东岭台组酸性火山碎屑流的碎屑分形特征及其成因

火山碎屑岩中的碎屑颗粒形态、分布和显微结构保存着岩浆房内岩浆的结晶状态、火山爆炸过程中的岩浆气泡化和碎裂作用以及火山碎屑堆积和变形过程的大量物理信息。为揭示北京西山沿河城地区东岭台组酸性火山碎屑流形成的物理过程,本文以东岭台组第三岩性段的酸性熔结火山碎屑岩的火山地质、岩相学研究为基础,应用分形理论和方法对酸性熔结火山碎屑岩中的碎屑形态的分形特征开展了定量研究。不同类型碎屑的表面和边界盒维数的数值范围大小具有一致性。玻屑变幅较大,石英晶屑和岩屑变幅较小,这说明碎屑的塑性和流变性对碎屑形态多样性的影响较大。在几类碎屑中,熔蚀石英的边界盒维数和周长-面积法获得的分形维数最大,说明熔蚀作用对石英斑晶边界形态复杂性的影响超过了其它机制对火山碎屑形态复杂性的影响。东岭台组酸性火山碎屑岩中的熔蚀石英、石英碎屑、长石碎屑、玻屑和岩屑的分形特征有明显差异,反映了火山喷发过程中围岩和岩浆性质、物理化学条件以及火山作用机制的差异。火山碎屑形态的分形特征和幂率规律,证明火山爆炸过程是一种自组织临界条件下发生的。     

五大连池老黑山火山弹和喷发柱动力学模拟

火山喷发是一个气体、液体和固体混合物的复杂的流体动力学过程。正确理解这个过程是研究火山喷发的关键因素。Eject和Plumeria软件可以很好地模拟现实火山喷发过程中火山弹和喷发柱的动力学过程。在详细调查五大连池老黑山地区火山弹、火山碎屑物和整理已有数据的基础上,运用Eject和Plumeria软件对老黑山火山的火山弹和喷发柱进行了动力学模拟。结果表明:老黑山火山喷发的火山弹喷射最大高度为530 m,喷射角度45°时喷射水平距离最远为1 000 m,喷发柱最大高度为4.7 km,喷发柱半径为2.3 km。通过对其喷发规模和火山灰构成比例的探讨,认为老黑山火山喷发属于镁铁质火山小型喷发,对环境的影响范围有限。     

沉积成岩环境对白云岩储层的影响

塔里木盆地寒武-下奥陶统广泛发育深层碳酸盐岩,白云岩储层中的溶孔、裂缝和溶洞极为发育,是最具储集潜力的缝洞型储层,其发育与否对油气储集有重要影响.为深入研究深层白云岩储层发育条件,利用钻井岩心、沉积相、地球化学等资料,从白云岩岩石学特征和储集空间类型出发,从原始沉积相带、白云石化类型、白云石化程度、构造裂缝发育及深埋岩溶作用几方面,分析了影响白云岩储层质量的主要因素.通过综合分析研究,认为塔里木盆地深层白云岩具有形成优质储层的条件.     

镜泊湖地区杏山火山群的火山岩特征及其岩浆演化

镜泊湖火山区是我国陆内新生代玄武岩研究的一个重要窗口。东南部的杏山火山群研究不足且前人的研究否定了其岩浆经历过同化混染作用。笔者等对杏山火山群的玄武岩开展了系统的岩石学、岩石地球化学和Sr—Nd—Pb同位素的研究,认为杏山火山群主要为碧玄岩和粗面玄武岩,原生岩浆在上升过程中发生了橄榄石和单斜辉石的分离结晶,并在上地壳区域发生了同化混染作用,但同化混染—分离结晶作用较为微弱。将杏山火山群与同期的镜泊湖玄武岩对比发现,两个地区的玄武岩都来源于石榴子石橄榄岩的部分熔融,杏山火山群的部分熔融程度略低于同期的镜泊湖玄武岩。在岩浆源区方面,杏山火山群的岩浆源区为普通地幔与全硅酸盐地球端元的混合源。岩浆源区的不均一性和岩浆演化过程中所经历的同化混染作用是造成杏山火山群和镜泊湖火山群的岩性差异的主要影响因素。