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东南太平洋富稀土沉积早期成岩过程研究及其指示意义

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海洋学报 2024年第2期46卷 40-51页

作者：李杰军刘洪娜王小静李力石学法自然资源部第一海洋研究所海洋地质与成矿作用重点实验室山东青岛266061 崂山实验室海洋地质过程与环境功能实验室山东青岛266237 山东省深海矿产资源开发重点实验室山东青岛266061

富稀土深海沉积物作为一种潜在矿产资源,近年来备受关注。研究发现,稀土元素(REY)和钇(Y)元素的富集过程很可能发生在沉积物-海水界面(SWI),但目前针对富稀土沉积物的早期成岩过程研究较少。本研究采集了东南太平洋富稀土海区两个站位... 详细信息

富稀土深海沉积物作为一种潜在矿产资源,近年来备受关注。研究发现,稀土元素(REY)和钇(Y)元素的富集过程很可能发生在沉积物-海水界面(SWI),但目前针对富稀土沉积物的早期成岩过程研究较少。本研究采集了东南太平洋富稀土海区两个站位的沉积物短柱,解析了REY在SWI的早期成岩过程及其对REY在沉积物中富集机制的影响。孔隙水中较低的Fe、Mn和较高的Mo、U、V浓度表明研究区沉积物处于氧化环境。对比底层海水中REY,孔隙水中的REY呈中稀土(MREE)富集特征。沉积物中REY的主要富集相态为磷酸盐相,而孔隙水中REY及其配分模式可能受控于沉积物中磷酸盐的含量。本研究表明,在稀土元素早期成岩过程中,原本与铁锰相等其他相态结合的REY重新进入到孔隙水中,最终被磷酸盐相吸附和埋藏,早期成岩过程是深海沉积物中REY富集的重要机制。

关键词：早期成岩孔隙水稀土元素沉积物东南太平洋

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胶东型金矿

岩石学报 2024年第6期40卷 1691-1711页

作者：杨立强邓军张良杨伟谢东汪龙邱昆峰李大鹏中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室深时数字地球前沿科学中心北京100083 自然资源部金矿成矿过程与资源利用重点实验室山东省金属矿产成矿地质过程与资源利用重点实验室山东省地质科学研究院济南250013 山东黄金地质研究院济南250101

胶东是全球唯一已知赋存于前寒武纪变质地体中的晚中生代巨型金矿省,其成矿系统独具特色,具体表现为:(1)位于陆内复合构造域,经历了多期重大构造-热事件,大规模金成矿作用受控于120±2Ma古太平洋板块俯冲方向变化及其诱发的软流圈上涌... 详细信息

胶东是全球唯一已知赋存于前寒武纪变质地体中的晚中生代巨型金矿省,其成矿系统独具特色,具体表现为:(1)位于陆内复合构造域,经历了多期重大构造-热事件,大规模金成矿作用受控于120±2Ma古太平洋板块俯冲方向变化及其诱发的软流圈上涌、岩石圈改造和伸展-挤压变形交替及控矿断裂剪压-剪张转换;(2)多重控矿构造和多样赋矿建造联合控制了不同规模和类型金矿的发育,形成了三山岛、焦家、招平、栖霞、郭即和牟乳六条NE向金矿带和三山岛-栖霞EW向富金廊带,导致了金矿化类型(焦家式/破碎带蚀变岩型、玲珑式/石英脉型、蓬家夼式/蚀变砾岩±角砾岩型、辽上式/黄铁矿-碳酸盐脉型)及其地质-地球化学特征的多样性;(3)主要矿化元素Au、Ag、Cu、Pb和Zn均达到工业利用要求,并有多种共/伴生关键金属超常富集;(4)不同金矿带中硫化物Pb同位素组成与探明金资源储量及到郯庐断裂带的距离线性相关,反映距离幔源流体主通道越近、金属硫化物中放射性成因Pb含量和幔源组分占比越多、金成矿强度越大;(5)区域总体相对均一的Δ199 Hg(平均~0.012‰)及Δ199 Hg/Δ201 Hg与金品位呈线性负相关,表明成矿物质来源于富集岩石圈地幔、且地幔被俯冲洋壳及其上覆沉积物交代的程度控制了金品位的高低;(6)区域恒定的Δ33 S同位素组成(~0‰)排除了巨量金源自太古宙变质基底及其重熔花岗岩的可能,重的δ34 S(平均9.0±3.7‰)来源于俯冲的古太平洋板片及其上覆沉积物的脱挥发份;不同金矿带Δ33 S/δ34 S与探明金资源储量及其到郯庐断裂带距离线性相关,反映成矿期地壳伸展程度控制了金成矿强度;(7)区域He-Ar和H-O同位素组成显示壳幔混合特征,焦家式金矿的成矿流体组成更靠近地幔、玲珑式金矿位于地幔与地壳过渡带;三山岛、焦家和招平金矿带的成矿流体相对接近幔源流体,而郭即金矿带具有相对开放的构造环境;不同金矿带氢-氧同位素组成和探明金资源储量正相关,可能表征了从西到东成矿流体通量和流体-岩石反应强度逐渐降低。基于对上述特征的总结,提出了胶东型金矿的成因模式,明确了其成矿地球动力学背景和深部驱动、巨量金属和流体及络合物来源、输运通道和方式、源→汇过程和机制、成矿后变化和保存等成矿系统形成的关键因素,确立了“拆离断裂系与基底活化带及幔源流体通道复合控矿”的勘查思路和“四步式”的勘查模型。综上,胶东金矿不同尺度的鉴别特征及其形成的关键因素明显不同于全球已知的其他金矿类型,难以被已有成矿模式所涵盖,属于一种新的金矿类型——胶东型,其成因模式对华北、华南、西伯利亚、西澳伊尔岗、北美怀俄明和南美圭亚那等陆内金矿床具有普适性;系列找矿突破则验证了该成因模式与勘查模型的合理性和适用性。因此,本文认为胶东型金矿是全球研究热点和重要的金矿勘查方向,而该地区找矿的主攻目标是资源量大且品位和产状稳定的破碎带蚀变岩型金矿。

关键词：矿床地质-地球化学特征成矿系统时-空结构成矿动力学控矿因素成因及勘查模型胶东型金矿

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海洋沉积物碳循环过程数值模型的研究进展

地球科学 2024年第4期49卷 1431-1447页

作者：徐思南吴自军张喜林孙伟香耿威曹红翟滨孙治雷中国地质调查局青岛海洋地质研究所自然资源部天然气水合物重点实验室山东青岛266237 同济大学海洋地质国家重点实验室上海200092 青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室山东青岛266237 青岛市城市排水监测站山东青岛266002

海洋沉积物不仅是各种不同来源有机碳的重要埋藏场所,也是一个十分活跃的生物地球化学反应器,在全球海洋碳循环中扮演着重要角色.相对传统的地球化学测试和定性描述方法,数值模型可以突破时间和空间的限制,定量获取海洋沉积物中各个碳... 详细信息

海洋沉积物不仅是各种不同来源有机碳的重要埋藏场所,也是一个十分活跃的生物地球化学反应器,在全球海洋碳循环中扮演着重要角色.相对传统的地球化学测试和定性描述方法,数值模型可以突破时间和空间的限制,定量获取海洋沉积物中各个碳循环过程的反应速率及其通量,因此日益受到学界的重视.海洋沉积物有机质降解是驱动碳循环最为关键的生物地球化学过程,其释放进入周围孔隙水的溶解无机碳一部分可扩散至沉积物上覆水体,另一部分可与钙、镁等离子沉淀形成自生碳酸盐矿物.首先综述目前主要的3类沉积物有机质降解模型(离散性有机质降解模型、连续性有机质降解模型和Power模型)的建模过程及其在全球海洋沉积物有机质降解过程中的应用;接着从有机质降解相关的初级与次级反应出发,介绍沉积物中与有机质降解相关的地球化学过程反应速率模型的刻画方法,并从碳酸盐平衡体系和同位素质量平衡模式角度,探讨了沉积物有机质降解过程对自生碳酸盐形成及其碳同位素的影响;最后分析了当前阶段数学模型在描述有机质降解过程和自生碳酸盐形成中存在的问题和不足,并在此基础上展望未来亟需加强的研究要点,希企为深入理解海洋碳循环与全球气候变化相互反馈,建立可靠的海洋碳循环和生物地球化学预测系统提供有益的科学支撑.

关键词：海洋沉积物碳循环有机质降解自生碳酸盐形成数值模型海洋地质学

中全新世以来连云港滨海地区沉积物碳埋藏通量及来源解析

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中国地质 2024年

作者：苟富刚龚绪龙朱锦旗欧健蔡露明江苏省地质调查研究院自然资源部地裂缝地质灾害重点实验室

【研究目的】海岸带及陆架区碳埋藏影响因素及其驱动机制是全球的研究热点之一，以往的研究一般局限于土壤总有机碳(TOC)的单孔研究，较少进行总碳(TC)与TOC的系统研究，本文对连云港中全新世以来沉积物碳埋藏及保存影响因素进行了系... 详细信息

【研究目的】海岸带及陆架区碳埋藏影响因素及其驱动机制是全球的研究热点之一，以往的研究一般局限于土壤总有机碳(TOC)的单孔研究，较少进行总碳(TC)与TOC的系统研究，本文对连云港中全新世以来沉积物碳埋藏及保存影响因素进行了系统研究，可以为评价区域碳储能力服务。【研究方法】通过对连云港滨海地区中全新世以来沉积物TOC、TC、TN(总氮) 含量及δ13C的测定，结合AMS14C测年、X衍射、易溶盐、有孔虫、粒度、密度、比重、含水率等数据，分析了连云港滨海地区碳埋藏的时空分布特征、碳来源及碳埋藏的主要影响因素。【研究结果】采用历史地理学结合14C测年数据进行了年代地层划分，分为三个沉积阶段：阶段Ⅰ 为6325 a BP～722 a BP期间，为陆架沉积环境，TOCBF(TOC埋藏通量)平均值为8.1 g．m-2．a-1，TCBF(TC埋藏速率)平均值为24.9 g．m-2．a-1。阶段Ⅱ 为722～205 a BP期间，为滨海陆架-海滨海环境，TOCBF平均值为57.00 g．m-2．a-1，TCBF平均值为271.8 g．m-2．a-1。阶段Ⅲ 为205～0a BP期间，为潮间带环境，TOCBF、TCBF数值与阶段Ⅱ 相当。阶段Ⅰ 的沉积物TOC虽较阶段Ⅱ、Ⅲ含量稍高，但阶段Ⅱ、Ⅲ受黄河夺淮后物源补给的影响，沉积速率增长了5～9倍，TCBF与TOCBF分别增长了8倍及11倍。【结论】海相软土TC含量主要受到东亚强季风控制的现代环流影响，TC主要有IC组成，平均占比约70%，最高占比达84%。在6325～3000 a BP期间TC含量较低，或与在此期间强烈的东亚强季风有关，此阶段平均粒径数值也较其他沉积阶段大。TOC来源主要为海源，约占67%，陆源占比约33%。浅表TOC数值较高，这与浅表有TOC藏时间较短，部分TOC尚未完全矿化分解以及人类活动影响有关。

关键词：有机碳无机碳有孔虫埋藏速率沉积环境环境地质调查工程连云港江苏省

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页岩气藏中硫化氢成因研究进展

石油学报 2024年第2期45卷 461-476页

作者：李乐胡远清彭小桂王伟余浩宇崔亚圣湖北省地质科学研究院湖北武汉430034 资源与生态环境地质湖北省重点实验室湖北武汉430034

传统观点认为页岩气藏中不含硫化氢或含有微量的硫化氢,然而在近10年的勘探开发实践中,已有9个页岩气藏发现了低—特高含量硫化氢,其中,高—特高含量的硫化氢多出现于钙质页岩气藏中。根据硫化氢形成时间的先后顺序,通常将"地质天然"和... 详细信息

传统观点认为页岩气藏中不含硫化氢或含有微量的硫化氢,然而在近10年的勘探开发实践中,已有9个页岩气藏发现了低—特高含量硫化氢,其中,高—特高含量的硫化氢多出现于钙质页岩气藏中。根据硫化氢形成时间的先后顺序,通常将"地质天然"和"施工人造"视为硫化氢出现在页岩区带中的两大主因,前者侧重于论证地质历史中天然地质作用所生成的原生硫化氢在气藏内的残留或运移过程;后者强调施工作业(钻井、水力压裂)过程中带入的微生物和化学物质在复杂井底环境中发生多类别作用后形成的后生硫化氢在气藏中的新生出现。"施工人造"因素的提出为解读页岩气藏中出现的硫化氢提供了新的思路,但目前尚未得到普遍关注;同时,其与"地质天然"因素间的互斥或互补的关联尚未梳理清晰。未来的工作应进一步开展页岩气藏中硫化氢的原生供给能力评价研究,同时应基于现场生产数据深入发掘及建立系统的后生硫化氢成因判别标志和产出预测,以深化认识页岩气藏中硫化氢的成因机制,为后续的页岩气勘探开发提供理论支撑。

关键词：硫化氢页岩气藏天然地质作用施工人造微生物化学物质原生供给能力

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海洋地质信息化建设研究进展与展望

海洋地质与第四纪地质 2024年第3期44卷 71-81页

作者：苏国辉魏合龙孙记红王诏林文荣刘京鹏李刚严杰中国地质调查局青岛海洋地质研究所青岛266237 自然资源部海洋油气资源与环境地质重点实验室青岛266237 中国地质大学(武汉)国家地理信息系统工程技术研究中心武汉430074 中国地质调查局广州海洋地质调查局广州440100

回顾了海洋地质信息化建设历程,介绍了海洋地质信息化的顶层设计框架,归纳总结了20年来海洋地质信息化建设在海洋地质信息技术标准、网络体系、数据资源建设、数据共享与信息服务、海洋地质调查全流程信息化等方面取得的成果,认为海洋... 详细信息

回顾了海洋地质信息化建设历程,介绍了海洋地质信息化的顶层设计框架,归纳总结了20年来海洋地质信息化建设在海洋地质信息技术标准、网络体系、数据资源建设、数据共享与信息服务、海洋地质调查全流程信息化等方面取得的成果,认为海洋地质信息化成果丰硕,为海洋地质工作的现代化打下了坚实基础,发挥了较好的支撑作用。分析了当前海洋地质信息化存在的人员融合力度不足、感知设备不足、对成果的快速产出支撑力度不足、大数据分析和人工智能技术应用不足等问题,提出了海洋地质信息化工作今后应加强观念转变、落实行动促进人员深度融合、加强感知-计算-分析能力、拓展全流程软件生态、推进大数据分析、进一步加强人工智能在海洋地质调查研究的应用等。

关键词：海洋地质信息化发展历程发展方向大数据

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新疆和田玉子料表皮次生矿物谱学研究

光谱学与光谱分析 2024年第1期44卷 169-175页

作者：刘淑红王露丝王礼胜康志娟王磊徐麟刘爱琴河北省地质实验测试中心河北保定071051 河北省矿产资源与生态环境重点实验室河北保定071051 河北地质大学国际翡翠研究院河北石家庄050031

和田玉子料是经过长期的河流冲刷、搬运、沉积而成的和田玉次生矿石,因独特的皮色特征深受消费者喜爱。一段时期以来,和田玉子料价格不断上涨导致市场上出现不少人工制作的和田玉仿子料。对和田玉子料与仿子料的鉴别成为了消费者、从业... 详细信息

和田玉子料是经过长期的河流冲刷、搬运、沉积而成的和田玉次生矿石,因独特的皮色特征深受消费者喜爱。一段时期以来,和田玉子料价格不断上涨导致市场上出现不少人工制作的和田玉仿子料。对和田玉子料与仿子料的鉴别成为了消费者、从业者乃至鉴定实验室经常面临的难题。选用一组具有代表性的新疆和田玉子料样品开展研究,这些样品来源可靠并根据形态学和皮色分布特征进行了子料属性的确认,在此基础上通过宝石显微镜观察、激光拉曼光谱测试、红外光谱测试、 X射线粉晶衍射光谱测试和紫外-可见光漫反射光谱测试对和田玉子料表皮的次生矿物进行了研究。宝石显微镜观察结果表明,和田玉子料表皮除了可见红-黄色皮及棕褐色树枝状矿物集合体外,可见裂隙内存在平行排列的片状矿物集合体,表皮凹坑内存在纤维状矿物、具极完全解理面矿物和不均匀薄膜状分布矿物等次生矿物。拉曼光谱测试表明,和田玉子料表皮基础矿物与其内部主要矿物一样仍为透闪石。和田玉子料表皮拉曼光谱的荧光强度和被测试区域的风化程度有关,强烈风化作用产物的荧光不仅使次生矿物的拉曼谱峰被掩盖,甚至使表皮原生矿物透闪石的次要谱峰也被弱化。红外光谱和X射线粉晶衍射测试显示,和田玉子料样品裂隙内、凹坑内等表皮部位存在的片状集合体、纤维状、具极完全解理以及呈薄膜状分布的次生矿物均为斜绿泥石。红、黄色皮紫外-可见光漫反射光谱的一阶导数谱图具430 nm附近和520~541 nm附近的谱峰,部分样品有575 nm附近的谱峰,指示着致色矿物为针铁矿和赤铁矿。子料的表皮次生矿物谱学研究表明,子料在大气、水等地质营力的长期作用下经历了一系列表生地质作用,形成了斜绿泥石、针铁矿等次生矿物,为子料和仿子料的鉴别提供了科学依据。

关键词：和田玉子料次生矿物光谱学研究斜绿泥石针铁矿赤铁矿

柴达木盆地北缘西段下石炭统物源和构造背景:来自碎屑岩U-Pb年代学与地球化学的约束

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地质学报 2024年第4期98卷 1056-1067页

作者：胡俊杰施辉马立成马寅生王嘉琦钟畅中国地质科学院地质力学研究所北京100081 自然资源部古地磁与古构造重建重点实验室北京100081 中国地质调查局油气地质力学重点实验室北京100081

为查明柴达木盆地北缘西段早石炭世沉积物来源和构造背景,本次研究采集小赛什腾山怀头他拉组沉积岩进行碎屑岩锆石U-Pb年代学和全岩微量元素地球化学分析。研究表明:测试样品微量元素蛛网图呈平坦型,富Th、U、Hf,贫Co、Sc、Ni、V元素;... 详细信息

为查明柴达木盆地北缘西段早石炭世沉积物来源和构造背景,本次研究采集小赛什腾山怀头他拉组沉积岩进行碎屑岩锆石U-Pb年代学和全岩微量元素地球化学分析。研究表明:测试样品微量元素蛛网图呈平坦型,富Th、U、Hf,贫Co、Sc、Ni、V元素;砂岩轻重稀土元素分馏明显,属轻稀土富集型,具有中等负Eu异常;Cr/Zr、Sm/Nd、Th/Sc及Th/U等微量元素比值和判别图版显示研究区怀头他拉组为上地壳长英质物源区。沉积岩微量元素、稀土元素含量及特征比值显示,研究区样品与大陆弧环境砂岩具有极为相似的地球化学特征,相关构造环境投图同样表明怀头他拉组沉积环境以大陆弧为主,兼有主动大陆边缘特征。怀头他拉组碎屑锆石U-Pb年龄可划分出3个年龄区间,480~402 Ma,1493~900 Ma和1908~1803 Ma。年龄谱呈早古生代单峰值特征,峰值年龄为414 Ma,反映物源区与柴北缘加里东期构造带内早古生代晚期的岩浆作用关系密切。结合前人区域上古地理、古水流证据,综合分析认为小赛什腾山下石炭统怀头他拉组物源主要来自于柴北缘高压—超高压变质带。

关键词：小赛什腾山怀头他拉组地球化学特征碎屑锆石U-Pb年代学构造背景

高精度小三维地震采集技术在深水天然气水合物勘探中的应用

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地质学报 2024年第9期98卷 2678-2685页

作者：周大森杨册曾宪军勾丽敏姚庆旺胡童颖自然资源部海底矿产资源重点实验室中国地质调查局广州海洋地质调查局广东广州511458 天然气水合物勘查开发国家工程研究中心广东广州511458 中国地质大学(北京) 北京100083 天津大学精密测量技术与仪器国家重点实验室天津300072

本文针对常规二维地震探测和传统油气三维地震探测均无法满足水合物高分辨率勘探和矿体精细描述的需求的问题,研发了一套高精度小三维地震采集系统,以及与之匹配的小三维地震观测系统和施工技术方法。经过多次海试不断改进优化,最终形... 详细信息

本文针对常规二维地震探测和传统油气三维地震探测均无法满足水合物高分辨率勘探和矿体精细描述的需求的问题,研发了一套高精度小三维地震采集系统,以及与之匹配的小三维地震观测系统和施工技术方法。经过多次海试不断改进优化,最终形成一套满足深水浅层水合物矿体高精度、高分辨率成像需求的天然气水合物小三维地震采集技术,并在生产工区完成满覆盖50 km^(2)的三维地震采集作业。该技术采集数据质量高,具有更高的空间采样率,叠加剖面在横向、纵向分辨率上相对常规三维地震都有显著提升,在300 m以浅地层细节刻画能力更强,成像清晰度优。该技术的研发打破了天然气水合物勘查开发核心技术装备受制于人的被动局面,为我国天然气水合物精细勘查开发提供了技术支撑。

关键词：天然气水合物高精度小三维地震勘探系统清晰成像天然气水合物精细勘查

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