2024年, 第43卷, 第2期　
刊出日期：2024-05-25

  

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基础地质
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   北秦岭东段二郎坪单元辉长岩成因及其构造意义: 来自锆石 U-Pb 年代学、 地球化学和 Sr-Nd-Hf 同位素的制约

  王越,曹花花,赵淑娟,李玺瑶

  世界地质. 2024, 43(2): 153-170.

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   北秦岭造山带二郎坪单元的形成时代与构造属性一直是争论的焦点, 解决此问题的关键在于精 确约束与俯冲相关的岩浆作用的时限和性质? 本文对北秦岭东段二郎坪单元辉长岩开展了岩相学? 锆 石 U-Pb 年代学、全岩主微量元素地球化学和 Sr-Nd-Hf 同位素分析研究、 地球化学特征表明, 二郎 坪单元辉长岩具有较低的 w ( SiO2 ) (49. 61% ~ 50. 58% ), 表现出富 Na 贫 K 的特征 (Na2O/ K2O = 8. 44 ~ 14. 09); 稀土配分型式呈右倾型, 相对富集大离子亲石元素 (LILEs)、 亏损高场强元素 (HF- SEs), 具有 Nb-Ta-Zr-Hf 的负异常, Sr-Nd 同位素组成略微富集, 显示出岛弧岩浆岩的特征, 具 有 CAB 的性质, 其原始岩浆来源于含角闪石的石榴子石相地幔源区的部分熔融, 形成于岛弧环境, 岩浆源区经历了俯冲流体的交代、 利用锆石 SIMS U-Pb 定年手段获得二郎坪单元辉长岩加权平均年龄 为 (464 ± 2. 9) Ma, 限定其成岩时代属中奥陶世、结合区域地质资料和前人研究成果, 认为二郎坪 单元辉长岩是宽坪洋向北秦岭微陆块下南向俯冲的产物, 但不排除商丹洋向北秦岭微陆块下北向俯冲 带来的影响? 

   
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   大兴安岭北段呼玛地区晚侏罗世花岗闪长岩年代学 和地球化学特征: 对蒙古—鄂霍茨克洋 构造演化的制约

  孔金贵,张国宾,张文东,王七林,董佳松,陈兴凯,何云龙

  世界地质. 2024, 43(2): 171-192.

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   大兴安岭北段地区晚中生代花岗岩极其发育, 但该区岩浆活动期次? 岩石组合及成岩动力学机 制一直是地学界争议的科学问题? 笔者对大兴安岭北段呼玛地区中细粒花岗闪长岩进行了系统锆石 U-Pb 同位素年代学和全岩元素组成研究, 探讨岩石成因和岩浆源区, 分析成岩构造环境并尝试限定 蒙古—鄂霍茨克洋闭合时限? 研究结果显示, 花岗闪长岩成岩时代为 (149. 9 ± 1. 7) Ma, 属于晚侏罗 世? 花岗闪长岩具有富 Si? Al, 贫 Mg? Y? Yb ( w ( Y) ≤18 × 10 - 6 , w ( Yb) ≤1. 9 × 10 - 6 ), 高 Sr (w(Sr) > 400 × 10 - 6 ) 的特征, A/ CNK 为 1. 01 ~ 1. 15, 属于高钾钙碱性岩石系列, 相对富集 Rb? Ba? K? La? Ce? Sr 元素, 亏损 Ta? Nb? P? Ti? Y? Yb? Lu 元素, 微弱 Eu 正异常, 属于 “C” 型埃 达克岩? 结合区域岩浆锆石 Nd 同位素组成特征, 表明岩浆来源于新元古代晚期—显生宙新增生下地 壳角闪岩相物质的部分熔融? 综合年代学? 地球化学特征和区域构造演化, 认为大兴安岭北段呼玛地 区晚侏罗世花岗闪长岩形成于后碰撞隆起构造环境, 与蒙古—鄂霍茨克洋闭合作用密切相关? 

   
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   内蒙古武川地区早白垩世火山岩的年代学及其构造意义

  张椿林,曹花花,邵恩庆,部雪娇,王越

  世界地质. 2024, 43(2): 193-203.

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   以华北克拉通北缘西部内蒙古武川地区早白垩世火山岩为研究对象, 对其进行了 LA??ICP??MS 锆石 U??Pb 定年? 定年结果显示玄武粗安岩的形成年龄为 (123 ± 3) Ma (MSWD = 2. 63, n = 16), 时 代为早白垩世; 流纹岩的形成年龄为 (121 ± 3) Ma (MSWD = 0. 02, n = 13), 时代为早白垩世? 早 白垩世玄武粗安岩和流纹岩形成了典型的双峰式火山岩组合, 应形成于大陆板内裂谷环境, 该构造环 境主要是由于华北克拉通北缘薄弱地带受到早白垩世蒙古—鄂霍茨克造山带造山后重力垮塌事件的远 程作用而拉张, 与古太平洋板块的俯冲作用并未有直接关系?
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   渤海湾盆地临南洼陷沙三段辉绿岩地球化学特征 及其构造意义 

  李元哲,边伟华,赵兰全,季金礁,柏佳伟,陆国超

  世界地质. 2024, 43(2): 204-215.

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   辉绿岩作为一种重要的非常规油气储集单元, 其形成和分布通常受控于大地构造背景? 笔者以 渤海湾盆地临南洼陷沙三段辉绿岩为研究对象, 采用岩石学? 地球化学和 Sr-Nd 同位素地球化学等方 法, 探讨辉绿岩地球化学特征及其地球动力学背景? 研究结果表明, 辉绿岩属于富钠碱性玄武岩系 列, 高铝低钛, 大离子亲石元素 (Rb? Ba? Pb? Sr) 和轻稀土元素富集, 高场强元素 ( Th? U) 相 对亏损, 显示 Eu 正异常? 研究区辉绿岩源于不同壳幔端元相互混合的软流圈地幔? 辉绿岩的形成与 板内岩浆活动有关, 且岩浆侵位过程中发生与地壳物质的混染, 是大陆伸展构造背景下的产物? 渤海 湾盆地新生代伸展属于主动裂谷环境, 软流圈地幔上涌与太平洋板块向欧亚板块俯冲和板内地幔柱的 形成密切相关? 

   
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   金川铜镍硫化物矿床 2 号矿体铂族元素地球化学特征 及其意义

  华照福, 陆继龙, 侯亚茹, 赵威, 李超, 孙小涵

  世界地质. 2024, 43(2): 216-227.

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   以金川铜镍硫化物矿床 2 号矿体为研究对象, 开展了主量元素? 微量元素以及铂族元素 (PGE) 地球化学特征研究, 探讨金川矿床岩浆演化和成矿机制? 结果显示, 研究区岩矿石 ( La / Yb) N 值为 4. 1, 富集轻稀土; (La / Lu) N 值为 3. 8, 轻重稀土分馏; 亏损高场强元素 Nb? Th 和 Zr, 表 明矿体形成过程中存在地壳混染? 2 号矿体矿石中 PGE 总量高于岩石, 是由于矿化作用导致 PGE 发 生富集? 岩矿石中存在 PGE 分异, 主要富集低熔点组 PGE (Rh? Pt? Pd)? 基于研究结果, 推测研究 区母岩浆为地幔中等部分熔融形成的玄武质岩浆, 主要成矿机制是深部熔离-贯入机制? 
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   珠江口盆地陆丰凹陷文昌组凝灰质砂岩储层成岩相 及发育模式

  李晓艳, 丁琳, 李小平, 肖张波, 吴琼玲, 张月霞, 刘金良

  世界地质. 2024, 43(2): 228-241.

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    陆丰凹陷文昌组深层砂岩储层是珠江口盆地珠一坳陷最重要的油藏储集岩之一, 而凝灰质发育 导致储层致密, 渗透率呈现低渗? 特低渗特征? 由于凝灰质影响, 该区成岩作用及其展布表现出特殊 性? 运用偏光显微镜在对凝灰质砂岩储层的成岩作用? 自生矿物转化及孔隙类型详细观察的基础上, 结合扫描电镜? 孔渗测试及测井资料分析, 对陆丰凹陷文昌组凝灰质砂岩储层成岩相及其发育模式进 行了研究? 结果表明, 凝灰质蚀变作用是影响储层物性的主要成岩作用, 其次是压实作用和溶蚀作 用? 依据各种成岩作用强度及其组合, 储层整体可以分为 5 种成岩相: ①中压实??弱胶结??凝灰质中等 溶解相 (Ⅰ类); ②中强压实??弱胶结??凝灰质强溶解相 (Ⅱ类); ③中强压实-磷灰石中强胶结-中等 溶解相 (Ⅲ类); ④中强压实-高岭石中强胶结-弱溶解相 (Ⅳ类) 和⑤强压实??弱胶结-弱溶解相 (Ⅴ 类)? 其中Ⅰ类成岩相为优质成岩相 (孔隙度均值为 13. 4% ? 渗透率均值为 5. 4 × 10 - 3 μm 2 ), Ⅱ类成 岩相为有利成岩相 (孔隙度均值为 15. 4% ? 渗透率均值为 1. 5 × 10 - 3 μm 2 ), Ⅲ类和Ⅳ类成岩相为潜 在有利成岩相 (孔隙度均值为 15. 0% ? 渗透率均值为 1. 0 × 10 - 3 μm 2 ), Ⅴ类成岩相为不利成岩相? 受大气水淋滤和有机酸溶蚀等影响, 陆丰凹陷文昌组深层砂岩储层主要发育Ⅱ-Ⅲ-Ⅳ-Ⅴ和Ⅰ-Ⅴ两种 成岩相组合模式? 成岩相与储层质量密切相关, 通过识别优质成岩相可以预测有利储层分布, 为油气 勘探提供地质依据?
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   四川盆地东部下寒武统有效烃源岩与有利油气聚集区预测

  孙自明,卞昌蓉,孙玮,刘光祥,董田

  世界地质. 2024, 43(2): 242-254.

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   为了评价四川盆地东部震旦系—下寒武统天然气勘探前景, 在区域沉积??构造背景分析基础上, 利用实测烃源岩总有机碳含量 (TOC)? 测井和二维地震数据, 预测了下寒武统有效烃源岩; 综合分 析中三叠世末震旦系顶面古构造和下寒武统生烃中心分布, 预测了有利油气聚集区? 研究结果表明: 晚震旦世至早寒武世强烈的沉积??构造分异导致在中上扬子地区形成台内断陷/ 裂陷槽? 台内凹陷和台 内凸起; 四川盆地东部主要位于台内凸起, 有效烃源岩厚度为 50 ~ 150 m; 习水—南川—石柱一带厚 度小于30 m, 有效烃源岩发育较差; 平面上围绕四川盆地东部发育4 个由裂陷槽和台内凹陷控制的烃 源岩厚度中心及其对应的生烃中心, 能够为震旦系—下寒武统提供充足的油气; 四川盆地东部天然气 勘探前景较好, 川中古隆起及其围斜区是有利油气聚集区?
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   水下就位熔岩流相结构模式和储层意义: 以义县地区白垩系义县组为例 

  张莹,刘志峰,朱文奇,王剑,卞海越,张津铭,唐华风

  世界地质. 2024, 43(2): 255-262.

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   水下就位熔岩流是盆地充填的重要类型, 但相结构模式? 储层分布规律和潜力特征还不清晰? 为了阐明这些关键要素, 本研究选取义县地区出露的义县组水下就位熔岩流作为研究对象, 利用地质 调查? 岩矿鉴定和图像分析等方法开展岩石类型? 岩相和储层特征研究? 结果表明: ①水下就位熔岩 流岩性主要由熔岩和玻质碎屑岩组成, 为喷溢相水上喷发水下就位熔岩流亚相, 具体包括复合熔岩流 和原地碎屑堆积两种微相, 微相叠置关系呈现以复合熔岩流微相为主体? 以原地碎屑堆积微相为主体 和两种微相比例相当三种; ②垂向上相序有原地碎屑堆积微相??复合熔岩流微相和只有原地碎屑堆积 微相两种, 横向上相序为复合熔岩流微相-原地碎屑堆积微相; ③在研究区共识别出 4 类 8 型孔隙, 复合熔岩流微相储层以气孔和淬火缝为主, 原地碎屑堆积微相储层以次生溶蚀孔为主, 面孔率分析结 果显示原地碎屑堆积微相的储层好于复合熔岩流微相的储层, 推测水下熔岩流前缘部分可能好于其 根部? 

   
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   松南中央隆起带聚热机制 及对青山口组地热资源开采影响 

  徐小红,肖杭州,李迎九,贾雪峰,赵容生

  世界地质. 2024, 43(2): 263-270.

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   通过岩心热物性测试? 地热井生产数据分析, 结合数值模拟技术对松南中央隆起带青山口组聚 热机制? 地热井温度恢复规律等方面开展研究, 对比不同构造部位? 不同埋深的地热储层及生产井的 共性与差异, 笔者总结了盆地型地热资源聚热机制及其对生产井的影响规律? 结果表明: 青山口组中 部温度在 45 ~ 165 ℃之间, 凸起部位温度明显高于凹陷部位, 温度最大相差达 100 ℃ ; 同时地热井开 采模拟显示, 持续开采30 a 凸起部位较凹陷部位井的流体温度降低更为缓慢, 降幅相差约7 ℃ ? 综合 地质结构? 断裂系统? 构造格局分析, 认为凹凸相间的构造格局是松南中央隆起带青山口组储层主要 聚热机制, 并且在相似条件下, 构造凸起部位在地热井开采过程中, 温度降低幅度较构造凹陷部位缓 慢, 可持续开采的时间更久? 

   
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   基于物性一致性的重力及其梯度数据协同反演方法 

  李丽丽, 何照坤, 马国庆, 王泰涵, 李宗睿, 孟庆发

  世界地质. 2024, 43(2): 271-281.

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   重力及其梯度数据可有效反映地下密度变化? 为获得高分辨率的密度结果, 笔者基于重力及其 梯度数据的物性一致性特征, 提出一种重力及其梯度数据协同反演方法, 该方法将单分量数据的反演 结果作为重力及其梯度数据联合反演的约束项, 能够更好地结合不同分量数据的分辨率特征? 模型实 验表明, 与单分量反演和交叉梯度反演方法相比, 所提出的方法可以得到更高分辨率的反演结果, 并 且具有较强的抗噪能力? 证明了基于物性一致性的重力及其计算梯度数据协同反演仍然可以得到高分 辨率的结果? 将该方法应用于长白山卫星重力及其计算梯度数据, 获得的密度反演结果揭示了该地区 的岩浆系统? 

   
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   基于多源遥感数据的吉林省地表植被生物量模拟

  巩丽玮,杨学刚,吴琼

  世界地质. 2024, 43(2): 282-289.

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   地表植被生物量是表征土壤碳储量的重要指标, 为明确吉林省地表植被生物量时空分布变化及 主要驱动因素, 笔者基于多源遥感数据计算了吉林省地表植被生物量, 以归一化植被指数? 地表温 度? 土壤湿度? 土地覆被数据? 数字高程模型? 坡度和坡向为驱动因素, 通过 2010-2015 年及 2015-2020 年的地表植被生物量变化利用随机森林与元胞自动机耦合的模型分别模拟了 2020 年和 2025 年吉林省地表植被生物量的空间分布, 随机森林的重要性排名表明归一化植被指数? 地表温度? 土壤湿度及土地覆被是影响吉林省地表植被生物量分布的关键驱动因素? 

   
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   重力勘探在银川平原活动断裂构造调查中的应用 

   

  张媛,安百州,朱丹, 陈少泽,闫照涛, 陈晓晶,孙博洋

  世界地质. 2024, 43(2): 290-298.

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   活动断裂是地震? 滑坡等地质灾害的直接诱因? 为进一步查明活动断层的空间分布对浅地表活 动的影响, 评估地质灾害危险性以及城市建设区域选址, 本文以银川平原 1 ∶ 20 万重力数据为基础, 采用小波分析手段在研究区内截取 6 条重力剖面, 选取的剖面穿过区内主要断裂构造, 运用边界识 别? 欧拉反演? 人机交互反演等多种方法对重力异常数据进行处理? 根据处理结果对研究区内断裂构 造进行解释, 明确了区内银川断裂和芦花台断裂的顶面埋深? 倾角和位置等具体参数, 进一步补充? 完善了对银川平原断裂体系的认识? 
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   反循环气动潜孔锤进气端分流引射接头设计 及结构参数分析 

   

  李苓豪,王清岩, 范黎明, 盛洁,钟蔚岭

  世界地质. 2024, 43(2): 299-307.

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   为解决反循环气动潜孔锤在钻进过程中岩石重复破碎及排渣效率低下的问题, 笔者基于 NGQ- 320 反循环气动潜孔锤设计了进气端分流引射接头? 该接头可实现潜孔锤供气量的动态调节, 其引射 结构可以将部分压缩气体引入中心通道, 对井底流场产生泵吸作用的同时改善冲击机构的动力供给; 同时采用 CFD 技术研究了分流引射接头局部流场, 分析了喷射孔夹角? 喷射孔开口深度? 喷射孔直 径和喷射孔偏转角度等参数对中心通道抽吸性能的影响, 确定了各项结构参数的较优取值? 结果表 明, 分流引射接头在喷射孔开口深度 320 ~ 330 mm? 喷射孔夹角 30° ~ 35°? 喷射孔直径 12 mm? 喷射 孔偏转角 11° ~ 13°的情况下具有较好的抽吸性能? 

   
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   铁磁性颗粒辅助微波加热分解南海神狐海域 天然气水合物实验研究 

   

  李旭晖,刘宝昌,朱月,彭赛宇,赵闯,戴文昊

  世界地质. 2024, 43(2): 308-317.

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   南海北部陆坡神狐海域是中国天然气水合物首次试采区, 90% 以上的水合物储存在泥质粉砂地 层中? 为实现天然气水合物的高效开发, 必须提高泥质粉砂中天然气水合物的平均产气速率和能量效 率比? 笔者以泥质粉砂作为水合物合成基底, 对合成的甲烷水合物开展了微波加热分解实验, 研究了 加入不同种类铁磁性颗粒对甲烷水合物分解的影响规律? 试验结果表明, 在平均产气速率和能量效率 比方面, 加入铁钴合金粉末的实验组表现最佳, 相较空白组提高 22. 66% ? 加入纳米钡铁氧体颗粒对 反应前期分解效率具有显著促进作用, 纳米颗粒的小粒径和大比表面积有助于其均匀分布, 优化了润 湿性和表面张力, 降低了 “贾敏效应”? 经 Avrami 模型分析表明, 铁磁性颗粒对微波分解水合物具有 良好的促进作用, 其中纳米钡铁氧体效果最显著?