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鄂尔多斯盆地西缘奥陶系乌拉力克组页岩气地球化学特征与成因

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天然气地球科学 2024年

作者：李福奇王晓锋刘文汇黄正良张东东李孝甫李风娇陈晓艳中国石油长庆油田分公司勘探开发研究院西北大学地质学系大陆动力学国家重点实验室西北大学

近年来，鄂尔多斯盆地西缘奥陶系乌拉力克组海相页岩气勘探取得重大突破。乌拉力克组页岩TOC含量低，相关烃源岩地球化学指标并未达到海相页岩气勘探“甜点区”标准，因此明确乌拉力克组天然气成因及来源具有重要意义。通过气体地球化... 详细信息

近年来，鄂尔多斯盆地西缘奥陶系乌拉力克组海相页岩气勘探取得重大突破。乌拉力克组页岩TOC含量低，相关烃源岩地球化学指标并未达到海相页岩气勘探“甜点区”标准，因此明确乌拉力克组天然气成因及来源具有重要意义。通过气体地球化学研究手段，揭示了乌拉力克组天然气的成因类型与来源。研究结果显示，乌拉力克组天然气地球化学特征差异显著，成因类型主要分布于煤型气和海相油型气过渡区域，表现出混源气特征。其中ZP1井属于典型海相油型气，为“自生自储”页岩气，其他乌拉力克组天然气样品体现了不同程度煤型气的混合特征。乌拉力克组天然气成藏模式表现为由上古生界石炭系—二叠系的煤系烃源岩与下古生界奥陶系乌拉力克组海相烃源岩共同供烃，形成旁生侧储和自生自储2种模式的油气藏。

关键词：鄂尔多斯盆地乌拉力克组页岩气

鄂尔多斯盆地东南部太原组顶界地层厘定——来自宜川地区山西组、太原组碎屑锆石U-Pb年代学的约束

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沉积学报 2024年

作者：李玲香谷团弓虎军迟润龙刘婷西北大学地质学系中国石油辽河油田分公司勘探开发研究院西北大学大陆动力学国家重点实验室

【目的】为了重新厘定鄂尔多斯盆地宜川地区石炭系—二叠系太原组和山西组的地层界线，解决山西组—太原组界线附近的含煤系天然气砂泥岩层段的沉积年代归属问题。【方法】选取典型取心井宜120井内太原组与山西组过渡层段砂泥岩样品，... 详细信息

【目的】为了重新厘定鄂尔多斯盆地宜川地区石炭系—二叠系太原组和山西组的地层界线，解决山西组—太原组界线附近的含煤系天然气砂泥岩层段的沉积年代归属问题。【方法】选取典型取心井宜120井内太原组与山西组过渡层段砂泥岩样品，进行碎屑锆石U-Pb定年，利用最大沉积年龄（Maximum Depositional Age，MDA）估算方法，结合前人对华北板块太原组—山西组锆石年龄的研究成果，约束研究层段的沉积年龄。【结果】太原组顶部砂泥岩的最大似然年龄（Maximum Likelihood Age，MLA）298±2 Ma代表其地层最晚沉积的年龄，该层段沉积于早阿瑟尔期，与牙形类生物地层确定的阿瑟尔期沉积年代一致；山西组底部砂岩样品的MLA年龄为295±1 Ma，代表了其最早沉积的年龄，该层段沉积于中—晚阿瑟尔期。【结论】综合认为，研究区太原组和山西组分界线应处于太原组顶部砂泥岩层段之上，即研究区太原组顶部海相砂泥岩层应该属于太原组，这为研究区山西—太原组的划分提供了一定的依据。

关键词：鄂尔多斯盆地太原组碎屑岩锆石U-Pb年龄层序划分

砂岩型铀矿形成的新模式:来自深部有机流体的成矿作用

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地学前缘 2024年第1期31卷 368-383页

作者：刘池洋张龙黄雷吴柏林王建强张东东谭成仟马艳萍赵建社西北大学大陆动力学国家重点实验室地质学系陕西西安710069 西安石油大学地球科学与工程学院陕西西安710065 西北大学化学与材料科学学院陕西西安710069

已有的铀成矿模式大多认为,砂岩型铀矿是浅表层含氧水从盆地周邻蚀源区析出携带的外源铀汇入盆地而成矿。本研究发现,鄂尔多斯盆地北部伊盟隆起东部砂岩型铀矿矿集区的地质演化、地貌特征和铀成矿与此成矿模式相悖。其中令人困惑的关键... 详细信息

已有的铀成矿模式大多认为,砂岩型铀矿是浅表层含氧水从盆地周邻蚀源区析出携带的外源铀汇入盆地而成矿。本研究发现,鄂尔多斯盆地北部伊盟隆起东部砂岩型铀矿矿集区的地质演化、地貌特征和铀成矿与此成矿模式相悖。其中令人困惑的关键问题是铀成矿物质的来源。对研究区的代表性矿物铀石(形成于强还原环境)及其共生的矿物进行多种地球化学测试分析发现:铀矿区存在淡水低温和中高盐度热液两类截然不同的铀矿化环境;铀成矿年龄主体小于80 Ma。结合盆地煤系气源岩富铀、天然气耗散量巨大和在伊盟隆起发现大面积分布的多种与成熟煤型气耗散有关的蚀变产物和凝析油苗,综合相关模拟实验和测试分析,提出了铀源来自深部的铀成矿新模式:来自盆地中部深层富铀煤系地层中的溶气热流体,在向伊盟隆起东部高部位运移耗散过程中,萃取并携带母岩和沿途围岩富铀地层中的铀元素运移到浅层,随温压降低亮晶方解石与铀石相伴沉淀完成了热液成矿过程,被析出的大规模有机天然气则在浅表层低温成矿同时为铀矿的保存创造了还原环境。此铀成矿新模式拓展了盆地勘探铀矿的思路和领域,提升了多种能源矿产相互作用的成矿效应和综合评价预测的科学性。

关键词：铀成矿新模式深部铀源天然气耗散热流体成矿鄂尔多斯盆地北部伊盟铀成矿区

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川中地区金秋气田沙溪庙组致密砂岩有效储集岩石相形成与演化

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天然气地球科学 2024年

作者：王鸿蒂罗晓容王小娟曹斌风庞小婷潘珂张力升赵文晟西北大学大陆动力学国家重点实验室/地质学系中国石油西南油气田公司勘探开发研究院

有效储层是致密砂岩油气勘探开发关注的重点之一，整体低渗—致密条件下有效储集空间的形成机制和演化过程是认识有效储层的关键。以川中地区金秋气田沙溪庙组二段为研究对象，综合利用岩石矿物学、电子显微镜(SEM)、碳氧同位素等分析... 详细信息

有效储层是致密砂岩油气勘探开发关注的重点之一，整体低渗—致密条件下有效储集空间的形成机制和演化过程是认识有效储层的关键。以川中地区金秋气田沙溪庙组二段为研究对象，综合利用岩石矿物学、电子显微镜(SEM)、碳氧同位素等分析手段，分析储层岩石学和成岩作用特征及差异性，探究有效储集岩石相形成演化过程。针对沙溪庙组二段储层强非均质性的特点，依据岩石学组构、成岩程度与过程、孔隙特征等差异，划分出了3种砂岩岩石相。其中，贫塑性颗粒砂岩压实中等，胶结物类型丰富但总量低，溶蚀作用强烈，孔渗性好。富塑性颗粒砂岩和方解石致密胶结砂岩孔渗性较差，前者压实强烈导致岩石致密化，后者因孔隙中大量方解石连晶状胶结致密。原始沉积物组分和结构控制了储层中岩石成岩方式和过程，不同类型岩石相经历了差异化的成岩演化过程。富塑性颗粒砂岩和方解石致密胶结砂岩在成岩早期已变得致密，构成了储层中各个尺度的隔夹层。而贫塑性颗粒砂岩埋藏演化中流体活动及流体—岩石作用多期发生，成岩早期保留了大量原生孔隙，后期流体作用活跃，形成致密储层中孔隙空间较发育、物性较好的有效储集岩石相，该岩石相多分布在分流河道单砂体的中—下部。

关键词：成岩作用非均质性有效储层岩石相致密砂岩储层

北祁连东段白银岩群双峰式火山岩锆石U-Pb年龄、Hf同位素及地球化学特征

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地球科学 2024年第7期49卷 2490-2507页

作者：计波李向民时超余吉远王国强西北大学大陆动力学国家重点实验室陕西西安710069 中国地质调查局西安地质调查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710054

白银厂矿田的含矿岩系白银岩群位于北祁连造山带东南缘,为了揭示该火山岩系的形成时代、成因及其构造环境,运用岩石学、岩石地球化学、同位素年代学等分析测试方法对其进行了系统的研究.白银岩群中石英角斑岩和流纹岩的LA-ICP-MS锆石U-P... 详细信息

白银厂矿田的含矿岩系白银岩群位于北祁连造山带东南缘,为了揭示该火山岩系的形成时代、成因及其构造环境,运用岩石学、岩石地球化学、同位素年代学等分析测试方法对其进行了系统的研究.白银岩群中石英角斑岩和流纹岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄分别为473.0±1.7 Ma和473.9±2.1 Ma,表明白银岩群火山岩形成于早奥陶世.玄武岩具有高Al2O3、低K_(2)O、TiO_(2)和P2O5特征,属亚碱性低钾拉斑系列;流纹岩SiO_(2)含量(>70%)较高,FeO^(T)/MgO比值(2.44~2.80)与稀土元素含量较低(32.1×10^(-6)~44.3×10^(-6)),显示湿冷氧化性流纹岩特征.玄武岩与流纹岩不相容元素Ba、Th、U等相对富集,高场强元素Nb、Ta、Ti明显亏损,Eu负异常不明显(δEu=0.76~0.92),显示岛弧岩浆特征.流纹岩锆石ε_(Hf)(t)值变化于-4.14~14.78,二阶段模式年龄为1707~505 Ma.上述结果表明白银岩群玄武岩是受俯冲流体改造的亏损地幔部分熔融的产物,并在岩浆上升过程中受到地壳混染;流纹岩与玄武岩具有不同的岩浆来源,其主要来自地壳物质的部分熔融,并混入了少量幔源物质.白银岩群双峰式火山岩形成于岛弧向弧后盆地过渡的环境,是早奥陶世北祁连洋向北俯冲的产物.

关键词：白银岩群双峰式火山岩锆石U-Pb定年 Lu-Hf同位素北祁连岩石学

基于HPLC和MC-ICP-MS的植物叶绿素镁同位素测试方法

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岩矿测试 2024年第3期43卷 476-486页

作者：安子涵张宏宇殷佳欣张攀姚敏黄康俊西北大学地质学系大陆动力学国家重点实验室陕西西安710069 中国科学院广州地球化学研究所同位素地球化学国家重点实验室广东广州510640

叶绿素a和叶绿素b是植物光合作用时吸收光能的主要色素,其中叶绿素b能帮助叶绿素a扩展吸收光谱促使其吸收更多光能,叶绿素a和叶绿素b比例的改变有助于植物适应光照变化。准确测定叶绿素a和叶绿素b的镁同位素值对研究叶绿素形成过程中镁... 详细信息

叶绿素a和叶绿素b是植物光合作用时吸收光能的主要色素,其中叶绿素b能帮助叶绿素a扩展吸收光谱促使其吸收更多光能,叶绿素a和叶绿素b比例的改变有助于植物适应光照变化。准确测定叶绿素a和叶绿素b的镁同位素值对研究叶绿素形成过程中镁的生物合成路径等问题具有重要意义,其中将叶绿素a和叶绿素b分离并收集是使用多接收电感耦合等离子体质谱仪(MC-ICP-MS)准确测定两者镁同位素值的关键。高效液相色谱(HPLC)是分离叶绿素的常用仪器,但目前HPLC分离叶绿素的方法主要聚焦于细菌和藻类叶绿素分离。因此,需开发一套能将植物叶绿素a和叶绿素b分离的方法,且该方法分离的样品适用于MC-ICP-MS的镁同位素测定。本文基于665nm检测波长和C18色谱柱(7.6mm×250mm,5μm),以三因素三水平正交设计优化HPLC条件,分析影响样品运行因素间的关系,得出符合要求的参数条件。经过优化的HPLC方法柱温为25℃,流速为1mL/min,流动相为甲醇-丙酮(80∶20,V/V)。结果表明:通过外标法定量分析叶绿素a和叶绿素b所得标准曲线在5~50mg/L浓度范围内的相关系数均大于0.9996,检测限为0.40~1.09mg/L,定量限为1.22~3.31mg/L,相对标准偏差(RSD)小于8.10%,样品加标回收率介于91.92%~111.11%。采用该方法对样品进行分离后,再利用MC-ICP-MS对前处理后的样品进行镁同位素测定,标准-样品间插法测定的数据表明镁同位素测试结果可靠,证明本文建立的方法为植物叶绿素a和叶绿素b的分离提供了技术支撑,且分离样品可用于镁同位素测定。

关键词：镁同位素标准-样品间插法高效液相色谱法流动相叶绿素a 叶绿素b

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峡东寒武纪第二期三管缠绕形壳Anabarites ***的螺旋手性

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地质学报 2024年第7期98卷 2025-2040页

作者：彭佳欣赵晓芳郭俊锋强亚琴宋祖晨孙洁韩健长安大学地球科学与资源学院西部矿产资源与地质工程教育部重点实验室陕西西安710054 西北大学地质学系大陆动力学国家重点实验室陕西省早期生命与环境重点实验室陕西西安710069

在现生生物和化石记录中螺旋手性十分常见,然而,其发生机制一直悬而未决,尤其是寒武纪早期小壳化石。阿纳巴管类(anabaritids)是一类广布于寒武纪纽芬兰世地层中呈明显三辐射对称的管状化石,前人对该类化石中螺旋扭转属种的研究大多仅... 详细信息

在现生生物和化石记录中螺旋手性十分常见,然而,其发生机制一直悬而未决,尤其是寒武纪早期小壳化石。阿纳巴管类(anabaritids)是一类广布于寒武纪纽芬兰世地层中呈明显三辐射对称的管状化石,前人对该类化石中螺旋扭转属种的研究大多仅限于形态描述,其手性机制讨论甚少。本文依托湖北宜昌寒武系纽芬兰统岩家河组中111枚右手螺旋手性的小壳化石——Anabarites ***,探讨该类化石右手螺旋模式生长机制,认为螺旋扭转原因并非外部环境所致(水流变化、埋藏作用、科里奥利力),而应从生物自身因素(功能形态学、分子发育生物学)出发探究其固定的右旋不对称性机制。

关键词：螺旋手性功能形态学分子发育生物学 Anabarites cf.tripartitus 寒武系第二阶

康滇古陆东缘筇竹寺组沉积物源的风化特征——以云南省楚雄市武定县乌龙村剖面为例

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沉积学报 2024年第1期42卷 324-341页

作者：杨永祯郭岭方泽鑫徐凯张寰萌师宇翔武芳芳陶威西北大学大陆动力学国家重点实验室西安710069 西北大学地质学系西安710069

【目的】扬子地区筇竹寺组是目前页岩气勘探的重要层位,为了揭示康滇古陆东缘筇竹寺组沉积岩的风化程度、古气候、构造背景以及物源等。【方法】选择位于康滇古陆东缘的武定县乌龙村剖面进行采样,并对样品的主量元素和微量元素进行分析... 详细信息

【目的】扬子地区筇竹寺组是目前页岩气勘探的重要层位,为了揭示康滇古陆东缘筇竹寺组沉积岩的风化程度、古气候、构造背景以及物源等。【方法】选择位于康滇古陆东缘的武定县乌龙村剖面进行采样,并对样品的主量元素和微量元素进行分析,研究了康滇古陆东缘乌龙村剖面筇竹寺组沉积岩的风化程度、源区古气候、构造背景以及物源特征。【结果与结论】(1)筇竹寺组沉积岩的母岩经历了强烈的化学风化作用,物源区在该时期处于温暖湿润的气候;(2)筇竹寺组沉积岩主要形成于被动大陆边缘环境,沉积岩源岩形成于大陆岛弧环境;(3)筇竹寺组沉积岩主要来自康滇古陆元古界东川群、会理群和汤丹群的凝灰岩、凝灰质砂岩、凝灰质板岩、花岗岩以及基性岩。

关键词：康滇古陆筇竹寺组风化程度古气候物源特征构造背景

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典型降雨诱发型堆积层滑坡机理研究

西北大学学报（自然科学版） 2024年第1期54卷 101-110页

作者：叶旭光王新刚刘凯王友林罗力薛晨西北大学地质学系/大陆动力学国家重点实验室陕西西安710069 陕西省水工环地质调查中心陕西西安710068

以柞水县小岭镇罗庄三组滑坡为研究对象,在野外地质调查的基础上开展室内土工试验,利用大型直剪试验和数值模拟手段,研究不同含水率条件下滑带土的剪切力学特性,进而在此基础上揭示降雨诱发堆积层滑坡的形成机理和变形过程。大型直剪试... 详细信息

以柞水县小岭镇罗庄三组滑坡为研究对象,在野外地质调查的基础上开展室内土工试验,利用大型直剪试验和数值模拟手段,研究不同含水率条件下滑带土的剪切力学特性,进而在此基础上揭示降雨诱发堆积层滑坡的形成机理和变形过程。大型直剪试验表明:在试验前期,剪切应力与剪切位移呈线性关系,随剪切位移增大曲线呈现出非线性特征;在其他试验工况相同时,剪切应力与含水率呈负相关规律;当含水率相同时,剪切应力随法向荷载的增大而增大。数值模拟结果表明:堆积层坡体在降雨因素的作用下,容易发生失稳;随着降雨强度和时长的不断增大,土体含水量增加或饱和后易产生破坏,坡体稳定性系数不断减小。降雨条件下,堆积层滑坡滑体变形较强烈,其变形过程一般经历蠕动变形→加速变形→滑动破坏3个阶段,破坏运动形式以推移式为主,通过推挤作用对威胁对象产生破坏效应,从而造成人员和财产损失。该研究成果对秦巴山区堆积层滑坡的机理研究与防灾减灾具有一定的参考意义。

关键词：堆积层滑坡降雨大型直剪数值模拟滑坡机理