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汉中地区构造演化及寒武系页岩气形成地质条件研究

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地质学报 2024年第6期98卷 1829-1839页

作者：韩伟蒋兴超王建强李玉宏郭望张云鹏陈高潮中国地质调查局西安地质调查中心(西北地质调查科技创新中心) 自然资源部岩浆作用成矿与找矿重点实验室陕西西安710119 长江大学油气资源与勘探技术教育部重点实验室湖北武汉430100 西北大学地质学系陕西西安710069

近年来陕南地区页岩气勘探取得了一定的成果,与其同属扬子板块北缘的汉中地区也被认为具有较好的页岩气资源前景。本文利用野外地质调查、二维地震、岩石学及有机地球化学等资料,对汉中地区构造演化及寒武系页岩气地质条件开展研究。结... 详细信息

近年来陕南地区页岩气勘探取得了一定的成果,与其同属扬子板块北缘的汉中地区也被认为具有较好的页岩气资源前景。本文利用野外地质调查、二维地震、岩石学及有机地球化学等资料,对汉中地区构造演化及寒武系页岩气地质条件开展研究。结果表明,汉中地区经历了南华纪—三叠纪海相演化、三叠纪末—白垩纪陆内演化和新生代断陷盆地三个演化阶段,寒武系牛蹄塘组和石牌组为海陆过渡相沉积,其中暗色泥岩有机质类型以Ⅱ1型和Ⅱ2型为主,TOC含量0.45%~2.79%,Ro为0.61%~1.21%,整体属于中等—好的成熟烃源岩,具备良好的生烃潜力;且牛蹄塘组灰黑色粉砂质泥岩中有机质较为丰富,石英等脆性矿物及黏土矿物含量较高,微裂缝及孔隙发育,有利于页岩气生成、赋存以及后期开发。综合分析认为汉中地区寒武系具备良好的页岩气资源前景,且东部地质条件优于西部。

关键词：汉中地区页岩气构造演化寒武系牛蹄塘组

鄂西鹤峰埃迪卡拉系灯影组叠层石及其生态环境讨论

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中国地质 2024年第2期51卷 623-631页

作者：王建坡危凯李越李启剑古生物与地质环境演化湖北省重点实验室中国地质调查局武汉地质调查中心湖北武汉430205 现代古生物学和地层学国家重点实验室中国科学院南京地质古生物研究所生物演化与环境卓越创新中心江苏南京210008

【研究目的】扬子区鄂中台地埃迪卡拉系灯影组赋存丰富的叠层石,但尚未有报道对其进行系统描述。通过识别台地西南端鹤峰白果坪剖面灯影组中的叠层石种类、分析沉积环境,阐述古环境对叠层石形态分布的控制,为后续开展鄂中台地埃迪卡拉... 详细信息

【研究目的】扬子区鄂中台地埃迪卡拉系灯影组赋存丰富的叠层石,但尚未有报道对其进行系统描述。通过识别台地西南端鹤峰白果坪剖面灯影组中的叠层石种类、分析沉积环境,阐述古环境对叠层石形态分布的控制,为后续开展鄂中台地埃迪卡拉纪的叠层石研究提供参考。【研究方法】通过剖面测量和镜下观察,于白果坪灯影组白云岩中识别出平直纹层、Stratifera层状、微波状纹层三种层状叠层石和一种Baicalia柱状叠层石。【研究结果】研究认为上述的叠层石类型分别对应周期性暴露(前两种类型)、潟湖(微波状)和潮间带—潮下带上部(柱状)的生态位。对比与白果坪剖面灯影组同期叠层石的形态及分布规律,可知形成叠层石的微生物群落强烈受控于古水深等环境条件。层状叠层石生态区间宽,柱状及其他形态叠层石仅见于局限地区,多样性较低。【结论】扬子区碳酸盐岩台地长期稳定的大范围潮坪环境造成的广泛分布浅水生态位和局限分布较深水生态位,是导致灯影组沉积期叠层石多样性低的主要原因。

关键词：埃迪卡拉系灯影组叠层石古环境浅水生态位地质调查工程鄂西

利用电荷分离调控S型异质结光催化氧化产物选择性

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Chinese Journal of Catalysis 2024年第4期59卷 185-194页

作者：谷苗莉杨祎程蓓张留洋肖鹏陈涛武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室湖北武汉430070 中国地质大学(武汉)材料与化学学院太阳燃料实验室湖北武汉430078 中国科学技术大学材料科学与工程系中国科学院能量转换材料重点实验室合肥微尺度物质科学国家实验室安徽合肥230026

半导体光催化技术为太阳能的高效利用提供了巨大的潜力.尽管众多单一半导体材料,如TiO_(2),CdS,g-C_(3)N_(4)等,已被广泛制备并用于光催化反应,但在单一光催化剂中,光生电子和空穴常因强库仑引力作用而迅速复合,导致光催化效率较低,难... 详细信息

半导体光催化技术为太阳能的高效利用提供了巨大的潜力.尽管众多单一半导体材料,如TiO_(2),CdS,g-C_(3)N_(4)等,已被广泛制备并用于光催化反应,但在单一光催化剂中,光生电子和空穴常因强库仑引力作用而迅速复合,导致光催化效率较低,难以实现大规模产业化应用.针对这一问题,开发S型异质结光催化剂成为提高催化效率的有效途径之一.该异质结不仅能实现氧化还原位点在空间上的有效分离,同时保持了较强的氧化还原能力.然而,目前关于空间分离对光催化氧化产物选择性的影响研究较少.因此,深入探究S型异质结光催化剂中空间分离对产物选择性的作用机制,对于优化光催化过程、提高产物选择性具有重要意义.本文构建了具有良好暴露活性位点的2D/2D层状BiOBr/ZnIn_(2)S_(4)S型异质结(BOB/ZIS).实验发现,在纯ZnIn_(2)S_(4)体系中,由于无法实现空间上的有效电荷分离,氧还原反应(ORR)生成的H_(2)O_(2)在光生空穴的作用下进一步转化为•OH(羟基自由基),其氧化能力超过了体系中的光生空穴,导致2,5-呋喃二甲醛被过度氧化为经济性不高的产物呋喃二甲酸.在BOB/ZIS异质结中,我们实现了光生电子-空穴的有效转移和丰富的活性中心利用.ZnIn_(2)S_(4)价带上的电子通过ORR持续生成H_(2)O_(2)(1.15 mmol∙L^(-1),5 h),而BiOBr导带上的空穴则将5-羟甲基糠醛(HMF)氧化为具有高经济价值的2,5-呋喃二甲醛(有机合成中有价值的中间体).这一结果证实了S型异质结中光生电子-空穴的有效空间分离能够同时促进H_(2)O_(2)的产生和HMF的选择性氧化为2,5-呋喃二甲醛.这一发现不仅揭示了S型异质结在光催化反应中的优势,还证实了其相对于传统牺牲剂的经济可行性.原位光照X射线光电子能谱、飞秒超快瞬态吸收光谱和密度泛函理论计算均证实,在BOB/ZIS界面之间构建了S型电荷转移机制,加速了光生电子-空穴对的转移动力学.此外,通过原位傅里叶变换红外光谱研究了催化剂表面HMF氧化过程中官能团的变化,不仅加深了对纯ZnIn_(2)S_(4)体系中HMF过度氧化现象的认识,还揭示了S型异质结在选择性氧化HMF和原位生成H_(2)O_(2)中的独特光催化机制.综上所述,本文构建了2D/2D层状BiOBr/ZnIn_(2)S_(4)S型异质结,不仅实现了光生电子-空穴的有效空间分离,还提高了产物选择性和光催化效率.本文通过深入研究S型异质结在光催化反应中的作用机制,为调控光催化产物提供了新的见解,并为有机合成相关反应中S型异质结的设计提供了借鉴.

关键词： BiOBr/ZnIn_(2)S_(4) S型异质结过氧化氢制备 5-羟甲基糠醛选择性转化转化机理

江西甘坊洞上稀有金属花岗岩中铷矿化特征及成因机制

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地质通报 2024年第1期43卷 86-100页

作者：姜军胜郭欣然徐净田立明熊光强王力圆陈素余黄维坤中国地质调查局武汉地质调查中心(中南地质科技创新中心) 湖北武汉430205 中国地质调查局花岗岩成岩成矿地质研究中心湖北武汉430205 广东省地质科普教育馆广东广州510000 福州大学紫金地质与矿业学院福建福州350108 江西省地质矿产勘查开发局物化探大队江西南昌330000 福建冶地恒元建设有限公司福建福州350108

江西省宜丰县甘坊地区是一个重要的稀有金属成矿区,目前在甘坊岩体内发现了一系列锂铷稀有多金属矿床(点),但其成矿机制尚不明确。选择甘坊岩体内洞上花岗岩作为研究对象,采用电子探针技术对多种花岗岩中的长石和云母类矿物进行了精细... 详细信息

江西省宜丰县甘坊地区是一个重要的稀有金属成矿区,目前在甘坊岩体内发现了一系列锂铷稀有多金属矿床(点),但其成矿机制尚不明确。选择甘坊岩体内洞上花岗岩作为研究对象,采用电子探针技术对多种花岗岩中的长石和云母类矿物进行了精细的结构和成分分析。结果表明,云母类矿物是铷的主要载体(Rb_(2)O矿物中Rb含量低(Rb_(2)O岩、伟晶岩和细晶岩中的多硅白云母-铁锂云母类,其中铷可能主要通过与钠双置换云母结构中的层间钾离子存在。矿物结构特征显示,洞上花岗岩经历了明显的岩浆结晶分异和流体交代作用。结晶分异作用可能是洞上花岗岩Rb富集成矿的关键机制,而后期流体交代蚀变过程对铷的聚集作用有限。结合前人研究成果,笔者认为甘坊地区具有较好的锂、铷等稀有金属成矿潜力,后续的找矿勘查应注重与早白垩世—晚侏罗世(140~150Ma)高分异花岗岩相关的锂、铷等稀有金属矿床的找矿工作。

关键词：稀有金属花岗岩铷洞上花岗岩甘坊岩体江西矿产勘查工程

鄂北耿集-板桥地区新元古代变火山岩系地层归属——来自锆石U-Pb测年、Hf同位素的证据

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吉林大学学报（地球科学版） 2024年第2期54卷 516-530页

作者：苑东洋石威刘德民黄天统徐龙生陈超孔令耀核工业二三〇研究所长沙410007 湖南省伴生放射性矿产资源评价与综合利用工程技术研究中心长沙410007 湖北省地质局第三地质大队湖北黄冈438000 中国地质大学地球科学学院武汉430074 湖北省地质调查院武汉430034

扬子克拉通北缘、鄂北枣阳市耿集-板桥地区震旦系—奥陶系中相间出露两套变火山岩系,其地层归属存在武当群和花山群的争议且长期缺乏深入研究。耿集-板桥地区野外调查、变火山岩系LA-ICPMS锆石U-Pb测年、Lu-Hf同位素分析结果表明:耿集... 详细信息

扬子克拉通北缘、鄂北枣阳市耿集-板桥地区震旦系—奥陶系中相间出露两套变火山岩系,其地层归属存在武当群和花山群的争议且长期缺乏深入研究。耿集-板桥地区野外调查、变火山岩系LA-ICPMS锆石U-Pb测年、Lu-Hf同位素分析结果表明:耿集地区变火山岩系主要为浅灰色、灰白色变酸性含砾晶屑岩屑凝灰岩、晶屑凝灰岩、玻屑凝灰岩、粉砂岩,与打鼓石群硅质条带叠层石白云岩共生,其中变酸性晶屑凝灰岩锆石年龄为821.7 Ma、ε_(Hf)(t)值为-2.44~9.70,其可能是扬子克拉通前南华纪基底青白口系花山群组成部分;板桥地区变火山岩系主要由灰白色变酸性晶屑岩屑凝灰岩、火山凝灰岩、酸性火山岩、粉砂岩组成,内部发育大量基性侵入岩,其中变酸性火山岩锆石年龄为741.2 Ma,ε_(Hf)(t)值为4.62~9.56,其应归属为南秦岭造山带南华系武当群,可能是印支期逆冲到扬子克拉通盖层上的残块。

关键词：扬子克拉通新元古代花山群武当群锆石U-Pb测年 Lu-Hf同位素

川东北地区五峰组–龙马溪组页岩地球化学特征及有机质富集模式

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煤炭科学技术 2024年第8期52卷 124-138页

作者：张治波郭英海郑伟清曾春林李岩赵迪斐张家明中国矿业大学资源与地球科学学院江苏徐州221116 中国冶金地质局一局环境科技有限公司河北雄安071703 自然资源部页岩气勘探重点实验室(重庆市地质矿产研究院) 重庆401120 页岩气勘探开发国家地方联合工程研究中心(重庆地质矿产研究院) 重庆401120 中国地质调查局花岗岩成岩成矿地质研究中心湖北武汉430205

四川盆地是我国页岩气开发的主力产区,川东北地区作为四川盆地的页岩气开发的接替区,备受关注。为了探究川东北地区上奥陶统五峰组–下志留统龙马溪组富有机质页岩的控制因素及富集模式。采用电感耦合等离子体质谱(ICP–MS)方法对川东... 详细信息

四川盆地是我国页岩气开发的主力产区,川东北地区作为四川盆地的页岩气开发的接替区,备受关注。为了探究川东北地区上奥陶统五峰组–下志留统龙马溪组富有机质页岩的控制因素及富集模式。采用电感耦合等离子体质谱(ICP–MS)方法对川东北地区五峰组–龙马溪组14件页岩进行元素分析,并结合测井曲线特征,探讨五峰组–龙马溪组沉积体系、氧化还原条件、陆源碎屑输入、初级生产力和古气候关系。识别出了3个三级层序(SSQ1,SSQ2和SSQ3),海平面经历了由高—低—高—低的过程,结合页岩元素的w(V)/w(Cr),w(V)/w(V+Ni),w(Ni)/w(Co),w(Sr)/w(Cu),w(Sr)/w(Ba),T(℃)等参数,指示了五峰组-龙马溪组,经历了氧化—贫氧—缺氧还原—贫氧—氧化的淡水环境;气候经历了温暖湿润—干旱寒冷—温润湿润—干旱寒冷—温暖湿润演化过程,温度经历了降低—升高—降低—升高的过程。川东北地区五峰组-龙马溪组有机质富集模式可划分为Ⅲ阶段模式,第Ⅰ阶段,五峰组到龙马溪组底部沉积时期,有机碳逐渐增高阶段;第Ⅱ阶段,龙马溪组中部,有机碳富集阶段(甜点段);第Ⅲ阶段,龙马溪组上部,有机碳逐渐降低阶段。期望为川东北地区页岩气的勘探提供依据,下一步,将开展研究区重大地质事件对有机质富集的资源响应研究,深化页岩气富集模式。

关键词：页岩沉积体系地球化学沉积环境古气候五峰组–龙马溪组川东北

湘中涟源凹陷佘田桥组页岩气成藏过程与保存条件

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地质论评 2024年第S1期70卷 289-292页

作者：苗凤彬罗胜元张保民巩磊张国涛陈林古生物与地质环境演化湖北省重点实验室武汉430205 中国地质调查局武汉地质调查中心武汉430205 东北石油大学地球科学学院黑龙江大庆163318

湘中地区是四川盆地外围页岩气勘探开发的重要区域,构造上位于扬子板块和华夏板块的结合带(李智等,2019),为下古生界变质岩系基底上发展起来的一个以上古生界碎屑岩和碳酸盐岩沉积为主的准地台型坳陷。涟源凹陷为其内北部的一个次级构... 详细信息

湘中地区是四川盆地外围页岩气勘探开发的重要区域,构造上位于扬子板块和华夏板块的结合带(李智等,2019),为下古生界变质岩系基底上发展起来的一个以上古生界碎屑岩和碳酸盐岩沉积为主的准地台型坳陷。涟源凹陷为其内北部的一个次级构造单元,大致呈北西西向展布,经历了以挤压逆冲改造为主的多期构造活动.

关键词：涟源凹陷佘田桥组页岩气成藏过程保存条件

江陵凹陷古近系新沟嘴组下段原油芳烃馏分地球化学特征及油源对比

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沉积学报 2024年第1期42卷 266-281页

作者：李梦茹唐友军杨易卓于瑾中国地质调查局武汉地质调查中心(中南地质科技创新中心) 武汉430205 油气地球化学与环境湖北省重点实验(长江大学) 武汉430100 中国石油大学(北京)地球科学学院北京102249 中国石油玉门油田分公司甘肃酒泉735000

【目的】油气来源对比是油气勘探的基础,为扩大江陵凹陷油气资源勘探领域。【方法】基于前期饱和烃分析结果,利用色谱—质谱分析技术对江陵凹陷古近系新沟嘴组下段原油的芳烃馏分进行了分析研究,对原油来源进行了探讨。【结果】研究区... 详细信息

【目的】油气来源对比是油气勘探的基础,为扩大江陵凹陷油气资源勘探领域。【方法】基于前期饱和烃分析结果,利用色谱—质谱分析技术对江陵凹陷古近系新沟嘴组下段原油的芳烃馏分进行了分析研究,对原油来源进行了探讨。【结果】研究区原油可分为两大类:Ⅰ类原油取自万城断裂构造带和公安单斜带,其母源形成于一般还原环境并且水体具有一定盐度的半深湖相沉积环境,萘系列及三芳甾烷系列高碳数异构体比值体现其母质类型较好以及陆生高等植物输入较少的特点,该类原油整体处于成熟—高熟阶段,其中万城断裂构造带中的万13井和万12井和公安单斜带中的耀5井是高成熟原油,推测处于各自构造单元中最接近油藏充注点的位置;Ⅱ类原油取自荆州背斜带,成熟度低于Ⅰ类原油,母质类型以低等水生生物输入为主但相较于Ⅰ类原油接受了更多的陆生高等植物输入,形成于高盐度、强还原的深湖相沉积环境,且位于荆州背斜带中部及东南部的Ⅱ2类原油相较于荆州背斜带西北部的Ⅱ1类原油成熟度更低、陆生高等植物输入更多。【结论】万城断裂构造带的Ⅱ油组和Ⅲ油组为Ⅰ类原油的主要烃源岩,同时存在来自荆州背斜带Ⅰ油组的贡献,高的成熟度特征可能指示该类原油还存在除本文外的其他区域或层位的贡献;Ⅱ类原油主要来自荆州背斜带和万城断裂构造带的Ⅱ油组,同时存在荆州背斜带北部Ⅲ油组的贡献。

关键词：芳烃化合物成熟度沉积环境母质来源油源对比江陵凹陷

湘西前陆坳陷区五峰-龙马溪组黑色岩系沉积环境与有机质富集机制:以TD2井为例

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地球科学 2024年第7期49卷 2330-2345页

作者：蔡全升胡明毅杨智邱小松张保民李海胡忠贵邓庆杰长江大学非常规油气省部共建协同创新中心湖北武汉430100 长江大学地球科学学院湖北武汉430100 中国地质大学构造与油气资源教育部重点实验室湖北武汉430074 中国地质调查局武汉地质调查中心湖北武汉430023 中国石油勘探开发研究院北京100083

受地层剥蚀和强烈构造活动的影响,对中扬子东南缘前陆坳陷区五峰-龙马溪组黑色岩系关注较少,该区黑色岩系沉积特征与有机质富集规律尚不清楚.利用近年来新获取的常德TD2井岩心资料,基于岩石学、沉积学以及地球化学分析,对湘西前陆坳陷... 详细信息

受地层剥蚀和强烈构造活动的影响,对中扬子东南缘前陆坳陷区五峰-龙马溪组黑色岩系关注较少,该区黑色岩系沉积特征与有机质富集规律尚不清楚.利用近年来新获取的常德TD2井岩心资料,基于岩石学、沉积学以及地球化学分析,对湘西前陆坳陷区五峰-龙马溪组黑色岩系的发育特征、沉积环境及有机质富集机制开展了深入研究.结果表明,湘西前陆坳陷区TD2井五峰-龙马溪组黑色岩系厚度较大,TOC>2%的富有机质页岩厚约21 m,岩性以硅质页岩与碳质页岩为主,基于岩性差异自下而上可划分为四个沉积单元,富有机质页岩主要集中凯迪阶至鲁丹阶下部,而鲁丹阶上部-埃隆阶下部黑色岩系TOC含量普遍偏低且呈间断发育.综合研究认为,前陆坳陷区五峰-龙马溪组黑色岩系的形成主要受构造、海平面以及陆源碎屑供给等因素的综合控制.凯迪晚期-鲁丹早期,受区域构造挤压和全球海平面上升的影响,湘西地区经历了显著的构造沉降及相对海平面上升等事件,极大地促进了坳陷区强还原条件的形成以及古生产力的提高,使得该时期研究区黑色岩系中的有机质大量富集.然而,随着鲁丹晚期区域构造挤压活动的加剧,研究区由构造沉降向构造隆升转变,持续的构造抬升与风化作用增强,导致了研究区陆源碎屑供给大量增加和相对海平面不断下降,并最终使得研究区富有机质页岩的形成发育在埃隆早期被终结.值得注意的是,埃隆早期的全球冰川型海平面上升在研究区也有响应,促进了龙马溪组黑色页岩的二次发育.据此,提出了湘西前陆坳陷区奥陶-志留纪之交富有机质页岩的发育模式,以期为该区五峰-龙马溪组页岩气勘探及奥陶-志留纪之交重大地质事件沉积响应研究提供参考.

关键词：前陆坳陷五峰-龙马溪组黑色岩系沉积特征有机质富集湘西地区石油地质