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采灌均衡条件下地热资源潜力评价方法探讨——以雄安新区碳酸盐岩热储为例

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地质学报 2024年第6期98卷 1928-1940页

作者：李曼王贵玲蔺文静刘志明张薇马峰朱喜中国地质科学院水文地质环境地质研究所河北石家庄050061 自然资源部地热与干热岩勘查开发技术创新中心河北石家庄050061

回灌是保障地热资源可持续开发利用的关键手段,而采灌均衡条件下地热资源潜力评价方法研究对地热资源的可持续开发利用具有重要意义。本文通过引入热突破和考虑回灌条件下单井开采权益保护半径的概念,提出了回灌条件下地热资源可开采量... 详细信息

回灌是保障地热资源可持续开发利用的关键手段,而采灌均衡条件下地热资源潜力评价方法研究对地热资源的可持续开发利用具有重要意义。本文通过引入热突破和考虑回灌条件下单井开采权益保护半径的概念,提出了回灌条件下地热资源可开采量的评价方法,并以雄安新区雾迷山组碳酸盐岩热储层为例,分别计算了未考虑回灌条件和考虑回灌条件下的地热流体可开采量、可开采热量及折合标煤量。结果显示采用开采系数法计算的未考虑回灌条件下的可开采量要远小于考虑回灌条件下的可开采量;考虑回灌条件下三种方法的结果对比为:热突破法>考虑回灌条件下单井开采权益保护半径(消耗15%)>考虑回灌条件下单井开采权益保护半径(热储温度下降2℃),考虑地热资源的可持续性以及对热储环境严格保护要求,按照考虑回灌条件下单井开采权益保护半径方法计算的雄安新区雾迷山组热储地热开采量更为适宜。目前全国各地陆续出台相关政策要求实施地热回灌,该方法的提出为科学评价各地回灌条件下的地热可开采量提供了技术支撑。

关键词：地热资源潜力评价采灌均衡雄安新区

青藏高原及其周边三叠纪综合地层、生物群与古地理演化

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中国科学：地球科学 2024年第4期54卷 1171-1210页

作者：武桂春纪占胜 Gary GLASH 曾庆高姚建新中国地质科学院地质研究所自然资源部地层与古生物重点实验室北京100037 中国地质科学院自然资源部深地科学与探测技术实验室北京100094 Department of Geology and Environmental Sciences State University of New York-FredoniaFredoniaNY 14063USA 西藏自治区地质矿产勘察开发局拉萨850010

青藏高原三叠纪古生物化石丰富,目前已建立了以菊石、牙形类、双壳类、腕足类和放射虫化石为主的海相生物序列以及以孢粉类化石为主的陆相生物序列,为青藏高原三叠纪年代地层划分对比提供了生物标尺.青藏高原在三叠纪整体处于海洋沉积区... 详细信息

青藏高原三叠纪古生物化石丰富,目前已建立了以菊石、牙形类、双壳类、腕足类和放射虫化石为主的海相生物序列以及以孢粉类化石为主的陆相生物序列,为青藏高原三叠纪年代地层划分对比提供了生物标尺.青藏高原在三叠纪整体处于海洋沉积区,海相三叠系发育,主要沉积类型有滨浅海相碎屑岩、浅海台地相碳酸盐岩、半深海斜坡-深海相碎屑岩、硅质岩、海陆过渡相含煤碎屑岩、滨浅海或陆相火山碎屑岩.青藏高原各个地层区的沉积地层序列在垂向上明显分为4个阶段:(1)早三叠世初期广泛接受海侵,发育台地相碳酸盐岩和滨浅海相碎屑岩沉积;(2)中三叠世拉丁期至晚三叠世卡尼期海侵规模最大,与早三叠世相比,沉积相整体变深,发育半深海斜坡-深海相薄层碳酸盐岩、细碎屑岩、硅质岩沉积,部分地区岩浆活动强烈;(3)晚三叠世诺利期海退,沉积相整体变浅,大面积发育台地相碳酸盐岩沉积和滨浅海碎屑岩沉积,在秦-祁-昆一带多表现为陆相地层沉积或陆相剥蚀区;(4)瑞替期持续海退,发育滨浅海碎屑岩或海陆过渡相含煤碎屑岩沉积.根据沉积地层的横向展布和垂向变化,本文对青藏高原三叠纪的沉积古地理按早三叠世、中三叠世-晚三叠世卡尼期、晚三叠世诺利期和晚三叠世瑞替期4个时期进行了描述.整体上,青藏高原在三叠纪是以印度河-雅鲁藏布江缝合带为拉张中心,沉积相向南、北两侧由深变浅,形成了南部冈瓦纳古陆被动边缘沉积体系和北部欧亚古陆被动大陆边缘沉积体系.班公湖-怒江缝合带与南侧的冈底斯地块(或拉萨地块)和北侧的南羌塘地块在沉积特征上比较一致,不是裂解拉张中心.古生物区系研究同样显示印度河-雅鲁藏布江缝合带在三叠纪时期是一个重要的古生物地理区系分界线,班公湖-怒江缝合带在该时期则不具有古生物地理区系分隔的意义.三叠纪时期是潘吉亚超大陆(Pangea)裂解的高峰期,该事件在青藏高原的主要响应是早、中三叠世沿印度河-雅鲁藏布江缝合带发生伸展裂解.印支运动在青藏高原主要表现为晚三叠世地壳抬升引起的沉积相变,在秦-祁-昆一带表现为海相沉积变为陆相沉积或陆相剥蚀区,而在冈底斯至南羌塘的广大地区,表现为台地相碳酸盐岩变为滨浅海相碎屑岩或海陆过渡相含煤碎屑岩.

关键词：青藏高原三叠系生物地层岩石地层古生物区系沉积古地理

鄂尔多斯盆地东缘奥陶纪马家沟期边界断层的新认识及其对成钾凹陷的控制

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地球学报 2024年第5期45卷 678-690页

作者：桂宝玲张永生邢恩袁彭渊陈天宇毛亚辉张文君赵海彤蒋苏扬中国地质科学院矿产资源研究所自然资源部盐湖资源与环境重点实验室北京100037 中国地质科学院矿产资源研究所自然资源部成矿作用与资源评价重点实验室北京100037 中国地质科学院自然资源部深地科学与探测技术实验室北京100037 中国石油长庆油田分公司第二采气厂陕西榆林719000 中国石油长庆油田分公司油气工艺研究院陕西西安710018 中国石油华北油田分公司勘探开发研究院河北任丘062552

鄂尔多斯盆地陕北盐盆奥陶系马家沟组具备良好的成钾潜力,然而,当前仅勘探到薄钾石盐矿层和厚层钾石盐矿化段,大规模钾盐矿尚未发现。通过分析鄂尔多斯盆地东缘地震剖面的构造特征,认为盆地东缘晋西挠褶带西部马五6亚段沉积期存在活动... 详细信息

鄂尔多斯盆地陕北盐盆奥陶系马家沟组具备良好的成钾潜力,然而,当前仅勘探到薄钾石盐矿层和厚层钾石盐矿化段,大规模钾盐矿尚未发现。通过分析鄂尔多斯盆地东缘地震剖面的构造特征,认为盆地东缘晋西挠褶带西部马五6亚段沉积期存在活动边界正断层。在该断层作用下,形成东断西超的活动同沉积凹陷,富钾卤水大量汇聚于此。在持续干旱的强蒸发环境下,卤水持续浓缩,成钾窗口出现,钾石盐大规模析出,进而形成整装海相优质固体钾石盐矿床。侏罗纪末期,挤压应力导致成钾凹陷抬升,形成古凹今隆的格局,钾盐层抬升至较浅部位,有利于水溶法经济开采。

关键词：鄂尔多斯盆地东缘晋西挠褶带奥陶系马家沟组海相钾盐构造成钾古凹今隆

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中国铷铯资源、提取技术与开发利用研究

地球学报 2024年

作者：王云生郭娟刘喜方伍倩乜贞卜令忠余疆江中国地质科学院矿产资源研究所自然资源部盐湖资源与环境重点实验室自然资源部信息中心

铷、铯具有优异的物理化学性能,不仅在电子器件、催化剂、特种玻璃等传统领域中,在高科技新兴应用领域也有广泛的用途。我国铷、铯资源相对丰富,类型多样,不仅有固体矿,而且还有液体矿。本文介绍了国内铷铯资源、提取技术及特点、资源... 详细信息

铷、铯具有优异的物理化学性能,不仅在电子器件、催化剂、特种玻璃等传统领域中,在高科技新兴应用领域也有广泛的用途。我国铷、铯资源相对丰富,类型多样,不仅有固体矿,而且还有液体矿。本文介绍了国内铷铯资源、提取技术及特点、资源开发利用现状。国内铷铯资源以固体矿为主,铷、铯的储量分别为116万t（Rb2O）和14万t（Cs2O）。利用酸法从固体矿提取铷铯已实现工业化,萃取法和离子交换法在液体矿上更具有应用前途。广东天堂山铷矿开发项目在近年来备受关注。指出盐湖及地下卤水中的铷铯资源更具发展潜力,建议加强国内铷铯资源调查、勘查和低品位固体矿、液体矿资源综合提取技术攻关,拓宽铷铯产品新性能和应用领域。

关键词：铷铯资源提取技术开发利用建议

柴北缘尕海南山晚志留世—晚泥盆世火山岩浆组合对早古生代造山后伸展时限的约束

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地质力学学报 2024年第3期30卷 506-518页

作者：高万里王宗秀吴林江万钱涛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

柴达木盆地北缘(柴北缘)构造带经历了早古生代的大洋俯冲到大陆俯冲,形成了广为人知的柴北缘超高压变质带。早古生代造山带何时开始垮塌一直存在争论,火山岩和侵入岩作为深地岩石探针能为约束地壳活动提供关键制约。应用锆石LA–ICP–M... 详细信息

柴达木盆地北缘(柴北缘)构造带经历了早古生代的大洋俯冲到大陆俯冲,形成了广为人知的柴北缘超高压变质带。早古生代造山带何时开始垮塌一直存在争论,火山岩和侵入岩作为深地岩石探针能为约束地壳活动提供关键制约。应用锆石LA–ICP–MS U–Pb年代学和Lu–Hf同位素方法对柴北缘东段尕海南山地区出露的牦牛山组火山碎屑岩和侵入其中的花岗岩开展研究。锆石U–Pb年代学结果显示,牦牛山组火山碎屑岩的形成时代约为423 Ma,侵入其中的花岗岩的形成时代为370 Ma,表明火山岩喷发的年龄在晚志留世,后期侵入的花岗岩结晶年龄为晚泥盆世;锆石Lu–Hf同位素结果显示,晚志留世熔结凝灰岩ε_(Hf)(t)值集中在–11.5~–8.3,其两阶段Hf模式年龄集中在1945~2133 Ma,显示火山岩主要源于古老地壳物质熔融;而晚泥盆世侵入的花岗岩的ε_(Hf)(t)值分布在3.9~9.1,其两阶段的Hf模式年龄集中在792~1118 Ma,显示花岗岩主要源于中—新元古代地壳物质的部分熔融。结合对区域地质、岩石学等资料的综合分析认为,晚志留世—早泥盆世时期,大陆深俯冲导致的强烈造山作用造成柴北缘地壳发生明显加厚,加厚的欧龙布鲁克地壳基底发生部分熔融,形成了该时期的火山岩;晚泥盆世时期,加厚地壳的拆沉作用导致软流圈地幔上涌,引发区域地壳伸展,上涌的软流圈物质与地壳相互作用并发生部分熔融作用。因此区域牦牛山组形成时代跨度较大,不能笼统地用牦牛山组代表造山结束的时限,晚泥盆世岩浆岩的出现才预示着柴北缘地区进入显著的地壳伸展状态。

关键词：青藏高原晚古生代柴达木盆地北缘火山-侵入岩构造背景

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中国铷铯资源、提取技术与开发利用研究

地球学报 2024年

作者：王云生郭娟刘喜方伍倩乜贞卜令忠余疆江中国地质科学院矿产资源研究所自然资源部盐湖资源与环境重点实验室自然资源部信息中心

关键词：铷铯资源提取技术开发利用建议

柴达木盆地北缘新生代沉积物再旋回作用研究:以大红沟剖面为例

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中国地质 2024年第2期51卷 606-622页

作者：桑胜萍卢海建叶家灿潘家伟李海兵中国地质科学院地质研究所自然资源部深地动力学重点实验室北京100037 南方海洋科学与工程广东省实验室广东广州511458

【研究目的】近来,越来越多的研究显示沉积物再旋回作用在构造事件反演、沉积物源区识别以及风尘沉积溯源等方面具有重要作用。【研究方法】为了探究柴达木盆地新生代沉积物再旋回作用,本文对柴北缘大红沟剖面的砂岩进行了薄片鉴定、碎... 详细信息

【研究目的】近来,越来越多的研究显示沉积物再旋回作用在构造事件反演、沉积物源区识别以及风尘沉积溯源等方面具有重要作用。【研究方法】为了探究柴达木盆地新生代沉积物再旋回作用,本文对柴北缘大红沟剖面的砂岩进行了薄片鉴定、碎屑颗粒统计和重矿物等分析,以及对泥岩进行了主微量与稀土元素、黏土矿物等分析。【研究结果】大红沟剖面泥岩的主微量元素与稀土元素分别表现出相似的大陆上地壳(UCC)和球粒陨石标准化配分模式,可能表明沉积物已完全混合或发生再旋回作用;砂岩的主要成分为石英以及少量的长石和岩屑,其中岩屑主要由沉积岩屑组成,表明其源区主要为再旋回造山带;剖面上部稳定重矿物的含量和锆石、电气石和金红石(ZTR)指数突然降低,这表明后期可能主要为近源堆积;相反,黏土矿物中易发生分解的绿泥石的含量在剖面上部突然增加,这也表明此时的物源区更近,有更多的绿泥石保存下来。【结论】综合已有的地层沉积相、砂岩薄片以及碎屑锆石U-Pb年龄等资料,认为柴北缘逆冲褶皱带内广泛分布的侏罗系和白垩系沉积岩曾经历过大规模的沉积物再旋回作用,是盆地新生代地层的重要源区之一;近来的碎屑磷灰石裂变径迹分析表明,柴北缘新生代沉积岩在9~7 Ma经历了显著的沉积物再旋回作用;随着逆冲褶皱作用进一步向盆地内部扩展,~3 Ma以后盆地北部的隆起区沉积岩再次经历沉积物再旋回作用,可能成为柴达木盆地第四纪湖泊以及中国黄土高原黄土的重要源区。

关键词：地球化学分析碎屑颗粒统计重矿物分析沉积物再旋回作用大红沟剖面沉积盆地柴达木北缘地质调查工程

青藏高原东北缘红寺堡盆地晚更新世沉积物元素地球化学特征及其环境指示意义

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地质通报 2024年第1期43卷 33-45页

作者：刘博华吴芳张绪教崔加伟董晓朋中国地质大学(北京)地球科学与资源学院北京100083 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 自然资源部活动构造与地质安全重点实验室北京100081

红寺堡盆地位于青藏高原东北缘弧形构造带最前缘与鄂尔多斯高原西部的交界位置,区域生态环境脆弱,但由于地表覆盖严重,缺乏完整的露头剖面,一直制约着生态环境演变过程的研究。本文基于红寺堡盆地窑山凹陷ST1钻井序列,采用光释光测年的... 详细信息

红寺堡盆地位于青藏高原东北缘弧形构造带最前缘与鄂尔多斯高原西部的交界位置,区域生态环境脆弱,但由于地表覆盖严重,缺乏完整的露头剖面,一直制约着生态环境演变过程的研究。本文基于红寺堡盆地窑山凹陷ST1钻井序列,采用光释光测年的方法,建立了晚更新世地层年代格架,同时系统分析了70个样品的主量、微量元素组成,依据地球化学指标重建晚更新世以来的气候环境演变过程。研究认为:马兰黄土与萨拉乌苏组的界限年龄约为67.57±7.88 ka,预示着由古湖向风成环境的过渡,区域生态环境逐步恶化。元素地球化学特征也记录了该时期的气候环境变迁过程,CIA值、Al_(2)O_(3)/Na_(2)O、K_(2)O/Na_(2)O值及粘土矿物含量指示了红寺堡盆地晚更新世经历了干旱-温暖-干旱的古气候演化过程;Rb/Zr、Sr/Ba值反映红寺堡盆地萨拉乌苏组沉积时期为封闭的湖盆环境,沉积水体深度自萨拉乌苏组一段开始加深,在萨拉乌苏组二段达到最大深度,萨拉乌苏组三段水体逐步变浅直至马兰黄土沉积时期古湖彻底消亡。该研究成果从元素地球化学的角度为青藏高原东北缘晚更新世地层的沉积环境演化提供了新依据。

关键词：晚更新世沉积环境马兰组萨拉乌苏组元素地球化学红寺堡盆地青藏高原

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云南墨江金矿区内凝灰岩的成因及对金成矿作用的意义

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岩石学报 2024年第8期40卷 2503-2518页

作者：郭娜欣刘善宝李万平王成辉赵晨辉中国地质科学院矿产资源研究所自然资源部成矿作用与资源评价重点实验室北京100037 墨江县矿业有限责任公司普洱654899

云南墨江金厂金矿是哀牢山金矿带内的一个大型金矿床,矿床受剪切带控制,矿体赋存于古生代浅变质岩中,其成矿物质来源一直是争论的焦点。为进一步精确约束赋矿地层的形成时代和大地构造背景,探讨其与金成矿物质来源和成矿作用之间的关系... 详细信息

云南墨江金厂金矿是哀牢山金矿带内的一个大型金矿床,矿床受剪切带控制,矿体赋存于古生代浅变质岩中,其成矿物质来源一直是争论的焦点。为进一步精确约束赋矿地层的形成时代和大地构造背景,探讨其与金成矿物质来源和成矿作用之间的关系,本文对古生代浅变质岩中的凝灰岩开展了年代学、地球化学、黄铁矿成分和同位素特征研究。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果(256.6±2.3Ma)表明墨江金矿区内存在晚二叠世火山碎屑岩。锆石稀土元素含量较高,Ce正异常(δCe=2.02~32.98)和Eu负异常明显(δEu=0.06~0.38)。岩石具有低钛(TiO_(2)=0.47%~0.71%)、较高铝(Al_(2)O_(3)=10.96%~16.33%)、富铁(Fe_(2)O_(3)T=3.21%~9.12%)和硫(S=0.95%~3.92%)等特征,属于英安质-流纹质凝灰岩;此外,所有样品轻重稀土元素分馏显著((La/Yb)_(N)=7.50~15.7),Eu异常明显(δEu=0.54~0.68),亏损Nb、Ta、Ti、Sr、Ba,富集K、Pb,显示出弧火山岩的地球化学特征。Nd同位素(ε_(Nd)=-9.24~-9.61)显示富集特征,二阶段钕模式年龄为1.61~1.79Ga。凝灰岩中富含黄铁矿,黄铁矿属铁亏损型(S/Fe=2.00~2.09),存在Ni对Fe、As对S的类质同象置换;S主要来自地壳(δ^(34)SV-CDT=-8.8‰~-9.7‰);Co、Ni含量高但没有相关性,指示其为火山成因,后期受到了富Ni流体交代;黄铁矿的Au含量偏高,但未发现独立金矿物,推测可能存在纳米金。全岩地球化学特征、Nd同位素特征和锆石微量元素特征指示墨江金矿区凝灰岩形成于陆缘弧构造背景,为古特提斯洋俯冲消减过程中玄武质岩浆底侵导致古元古代变质基底重熔的产物,岩浆形成过程中伴有地幔物质的加入,同时存在金的初始富集,形成含金黄铁矿,并在随后的区域变质作用及构造热事件中发生金的活化迁移,为金矿床的最终形成提供成矿物质。晚二叠世弧岩浆作用对于墨江金矿的形成具有重要意义。

关键词：凝灰岩晚二叠世陆缘弧墨江金矿区哀牢山金矿带

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