挥发分驱动的地球深部过程:实验岩石学的约束与启示

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作者 王煜 刘星成 +2 位作者 黄永胜 王锦团 高名迪 《岩石学报》 北大核心 2025年第12期4060-4091,共32页

挥发分在地球内部虽以微量形式存在,但构成了连接地球表层与深部、驱动全球物质与能量循环的关键纽带。本文基于近年来高温高压实验岩石学的突破性进展,系统阐述了挥发分如何从根本上重塑我们对地球深部过程的认知框架。研究揭示,挥发... 挥发分在地球内部虽以微量形式存在,但构成了连接地球表层与深部、驱动全球物质与能量循环的关键纽带。本文基于近年来高温高压实验岩石学的突破性进展,系统阐述了挥发分如何从根本上重塑我们对地球深部过程的认知框架。研究揭示,挥发分的作用远超传统“助熔剂”概念,而是通过改变熔体网络结构、控制矿物相关系和调节氧化还原平衡,深刻影响着从地幔熔融到地壳成矿的全过程。在多组分C-O-H-S-Cl体系中,不同挥发分间表现出复杂的协同与竞争效应,其相互作用产生的非线性响应挑战了基于单一组分外推的传统模型。此外,挥发分通过控制流体/熔体的连通性和物理性质,建立了深部地球化学过程与地球物理观测之间的定量桥梁,为解译地震层析成像和大地电磁异常提供了理论依据。这种“化学-物理”耦合机制不仅重新定义了我们对上地幔低速带、俯冲带高导异常等经典地球物理现象的理解,也为成矿作用提供了全新的理论框架。因此,挥发分研究已从传统的岩石学分支发展为地球系统科学的核心组成部分,其理论突破不仅有利于深化对地球宜居性形成机制的理解,也为预测和利用关键金属资源、评估地球深部碳、水等物质循环提供了坚实的科学基础。 展开更多

关键词 挥发分 实验岩石学 岩石熔融 物质循环 地球深部过程

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页岩成熟过程中微观力学性质演化的控制因素——以鄂尔多斯盆地长7段页岩模拟实验为例 被引量：1

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作者 施健飞 王建丰 +4 位作者 刘大永 吴凯 孔庆芬 王强 彭平安 《地球化学》 北大核心 2025年第2期224-233,共10页

选取鄂尔多斯盆地西北缘郭43井长7段低熟富有机质页岩的岩心样品,加工成柱状后,在320~500℃范围内设置10个温度点,通过半封闭体系模拟实验,获得了一系列不同成熟阶段(0.55%<R_(o)<2.95%)的页岩样品。对页岩样品开展有机地球化学... 选取鄂尔多斯盆地西北缘郭43井长7段低熟富有机质页岩的岩心样品,加工成柱状后,在320~500℃范围内设置10个温度点,通过半封闭体系模拟实验,获得了一系列不同成熟阶段(0.55%<R_(o)<2.95%)的页岩样品。对页岩样品开展有机地球化学、核磁共振及400 mN条件下的纳米压痕仪实验。结果表明:在成熟过程中,随生排烃作用的进行及有机大分子结构的演化,页岩弹性模量呈现320~400℃快速上升、420~440℃显著下降、在更高的温度点恢复高值并保持稳定的趋势;页岩硬度呈现先降后升的趋势。页岩中较高的残留烃含量会略微降低弹性模量与硬度。420~440℃弹性模量的显著降低与页岩有机质孔隙的大量形成有关。热成熟过程中,页岩力学性质的变化受总有机碳(TOC)含量、有机质大分子演化及生排烃特征的共同作用。 展开更多

关键词 页岩 热模拟实验 弹性模量 硬度 残留烃

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排油对深层烃源岩轻质油/凝析油生成潜力、组成和相关地球化学指标的影响——来自Ⅰ型干酪根热模拟实验的结果

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作者 王竞臣 陈键 +2 位作者 贾望鲁 詹兆文 彭平安 《地球化学》 北大核心 2025年第4期493-503,共11页

以轻质油/凝析油和天然气为代表的深层油气是我国目前油气资源勘探的重点领域之一。这些油气资源往往来自经历排油的深层成熟烃源岩。然而,排油在深层轻质油/凝析油生成演化中的作用研究较少。本研究选择松辽盆地青山口组Ⅰ型干酪根,设... 以轻质油/凝析油和天然气为代表的深层油气是我国目前油气资源勘探的重点领域之一。这些油气资源往往来自经历排油的深层成熟烃源岩。然而,排油在深层轻质油/凝析油生成演化中的作用研究较少。本研究选择松辽盆地青山口组Ⅰ型干酪根,设置排油干酪根、排出油以及未排油干酪根3个系列热解实验,通过对比排油过程对热演化晚期烃源岩轻质油/凝析油生成潜力和化学组成的影响,并检验用于母源和沉积环境指示、成熟度表征及油源对比的轻烃地球化学指标在深层阶段的适用性。结果显示,排油显著降低烃源岩在热演化晚期轻质油/凝析油的绝对生成量和相对生成比例,但在轻质油/凝析油中产生更高比例的芳烃化合物。排油使烃源岩的轻质油、凝析油气、湿气及干气阶段提前,凝析油气阶段范围变窄。在高-过成熟阶段,轻烃化合物大规模裂解,大多数轻烃地球化学指标发生显著变化而失去指示意义,但排油过程对大多数轻烃地球化学指标的演化规律没有明显影响。本研究对我国深层油气资源勘探具有一定指导意义。 展开更多

关键词 排油 烃类生成 热模拟 轻烃 轻烃参数

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我国稀贵金属资源禀赋、成矿机制与找矿方向

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作者 秦克章 王焰 +8 位作者 苏本勋 周涛发 曹明坚 范宏瑞 唐冬梅 毛亚晶 邱正杰 范裕 潘彤 《岩石学报》 北大核心 2025年第12期4003-4028,共26页

稀贵金属(镍、钴、铬、铂族)是我国极度紧缺的关键金属,对外依存度高达85%~98%。它们具有相近的地球化学行为:通常在幔源岩浆中富集,但不同构造背景镁铁-超镁铁岩体成矿却显示明显的专属性;岩浆演化过程中稀贵金属发生了分离解耦;热液... 稀贵金属(镍、钴、铬、铂族)是我国极度紧缺的关键金属,对外依存度高达85%~98%。它们具有相近的地球化学行为:通常在幔源岩浆中富集,但不同构造背景镁铁-超镁铁岩体成矿却显示明显的专属性;岩浆演化过程中稀贵金属发生了分离解耦;热液改造加剧了其解耦与再富集。全球稀贵金属矿产的一些主要类型如层状岩体型在我国尚未发现,红土型、元古代裂谷型在我国不甚发育。在广泛调研国内外典型矿床与矿带和全面分析已有研究成果基础上,我们认为稀贵金属富集成矿机理方面的研究所存在的关键科学问题包括:(1)不同构造背景岩浆镍钴铬铂族的成矿专属性和潜力;(2)岩浆和热液过程中的镍钴铂族富集机理;(3)热液改造过程中的镍钴共生-分离。因此,亟待从地球演化和全球对比的视角,运用岩石学、矿床学、矿物学、地球化学、地球物理等方法,结合高温高压实验、热力学模拟和全球数据综合分析,揭示中国大陆稀贵金属资源禀赋与成矿特色,建立完整的镍钴铬铂族成矿理论体系、成矿模型与评价准则,优选出我国稀贵金属成矿新区带,从而在稀贵金属成矿理论与找矿选区两方面对新一轮找矿突破战略行动中Ni-Co-Cr-PGE选区勘查突破提供科学依据与支撑。 展开更多

关键词 稀贵金属成矿环境与富集机理 岩浆镍铜钴铂族矿床 蛇绿岩豆荚状铬铁矿 热液钴矿 成矿新区带 研究展望

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川南地区深层页岩孔隙水对纳米孔隙结构的影响及其地质意义

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作者 高海涛 程鹏 +3 位作者 吴伟 罗超 李腾飞 田辉 《地球化学》 北大核心 2025年第2期234-247,共14页

川南地区泸州区块五峰组–龙马溪组深层页岩是我国页岩气勘探的重要目标,但对该套页岩的含水性特征还缺乏深入认识。本研究对泸州区块钻井现场采集的一套新鲜页岩样品开展地球化学、含水性以及实取(含水)和干燥状态下的孔隙结构分析,系... 川南地区泸州区块五峰组–龙马溪组深层页岩是我国页岩气勘探的重要目标,但对该套页岩的含水性特征还缺乏深入认识。本研究对泸州区块钻井现场采集的一套新鲜页岩样品开展地球化学、含水性以及实取(含水)和干燥状态下的孔隙结构分析,系统研究该套深层页岩的含水性特征及其对纳米孔隙结构的影响。结果表明:该套页岩的孔隙含水量较低,介于5.53~9.33 mg/g之间,平均为7.44 mg/g;页岩孔隙含水量与黏土矿物含量呈显著的正相关关系,表明孔隙水主要储集在页岩无机孔中;孔隙水在不同孔径纳米孔中的分布不同,主要赋存在孔径<10 nm的孔隙之中,并且可能完全堵塞孔径<0.5 nm的微孔。泸州区块五峰组–龙马溪组深层页岩中孔隙水对不同孔径孔隙的影响程度存在显著差别。相对于干燥状态,实取状态下页岩有效孔比表面积平均占比77.90%,其中微孔和非微孔提供的有效比表面积基本相似,两者占比分别为37.13%和40.77%;有效孔体积占比74.74%,非微孔的贡献显著大于微孔,两者占比分别为66.20%和8.54%。因此,地质条件下页岩中的吸附气主要富集在微孔和非微孔之中,而游离气可能主要储集在非微孔中。 展开更多

关键词 孔隙水 深层页岩 孔隙结构 含水性模型 五峰组–龙马溪组

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沉积物中烯烃化合物的硫化反应机理——基于1-十六烯和角鲨烯的硫化反应模拟实验

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作者 马建华 廖玉宏 +1 位作者 蒋彬 史权 《地球化学》 北大核心 2025年第2期188-199,共12页

早成岩阶段,沉积有机质与无机还原硫之间的硫化反应是有机硫化物形成的主要途径之一。烯烃化合物是沉积有机质中的重要活性组分,也是硫化反应的重要前体物,但对于其硫化反应机理及动力学过程的研究较少。本研究以1-十六烯和角鲨烯作为... 早成岩阶段,沉积有机质与无机还原硫之间的硫化反应是有机硫化物形成的主要途径之一。烯烃化合物是沉积有机质中的重要活性组分,也是硫化反应的重要前体物,但对于其硫化反应机理及动力学过程的研究较少。本研究以1-十六烯和角鲨烯作为有机质底物,以硫单质、NaHS以及二者的混合物为硫源,模拟早成岩阶段沉积有机质的硫化反应过程,监测不同反应条件下有机质底物和硫化产物的组成和浓度的时间变化,并在此基础上分别计算1-十六烯和角鲨烯形成不同类型有机硫化物的动力学参数,分析硫化反应的影响因素,探讨沉积物中烯烃化合物的硫化反应机理。结果表明:在温和条件下,多价态无机硫混合物相对于硫单质或NaHS更活跃,可以与烯烃快速发生硫化反应;硫化反应中,单个或孤立的双键更容易形成硫醇,而共轭双键倾向于形成含硫杂环,如1-十六烯的硫化产物主要为十六烷基-2-硫醇,而角鲨烯的硫化产物主要为含有1~3个含硫杂环的化合物。除受双键数目的限制外,硫化反应速率与硫化产物类型还受空间位阻效应的影响;1-十六烯和角鲨烯与多价态无机硫混合物发生的硫化反应均符合一级反应动力学模型。角鲨烯的硫化反应呈现出阶段性特征,即先形成含硫杂环较少的化合物,然后形成含有多个含硫杂环的化合物,形成的产物中含硫杂环数量越多,反应速率常数越小。 展开更多

关键词 1-十六烯 角鲨烯 有机硫化物 硫化反应

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线理对长英质糜棱岩强度影响的实验研究

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作者 张洪通 郑小东 +2 位作者 姜哲轩 李建峰 宋茂双 《大地构造与成矿学》 北大核心 2025年第4期925-936,共12页

为探讨线理对长英质糜棱岩强度的影响,本次研究通过对面理面(xy面)内沿与线理方向(x方向)呈不同角度(0°、30°、45°、60°、90°)钻取圆柱样品,并在Paterson气体介质高温高压流变仪上进行轴向压缩变形实验。实验... 为探讨线理对长英质糜棱岩强度的影响,本次研究通过对面理面(xy面)内沿与线理方向(x方向)呈不同角度(0°、30°、45°、60°、90°)钻取圆柱样品,并在Paterson气体介质高温高压流变仪上进行轴向压缩变形实验。实验条件设定为:围压约300 MPa、温度850~975℃、应变速率3×10^(-6)~10^(-4)s^(-1)。变形过程中,稳态加载差应力范围为69~576 MPa;岩石强度受与x方向夹角控制:沿x方向压缩时强度最大,从x方向到与x方向呈30°夹角时压缩强度快速降低(~36.6%),随后从30°到60°方向压缩强度缓慢降低,而沿y方向的压缩强度较60°方向略有回升。利用幂律流变方程拟合岩石力学数据时,去除850℃下压缩方向为y方向和900℃下压缩方向为x方向的两个稳态差应力σ>300 MPa(围压)的数据后,获得的视应力指数na为4.9~7.9,且随温度升高而减小。显微结构观察显示,黑云母出现弯曲、褶皱现象,颜色变暗、解理模糊、颗粒细化,并发生脱水反应,同时诱导长石和石英部分熔融。结合视应力指数na>3的结果,表明长英质糜棱岩的主要变形机制为位错滑移和位错攀移,在低温高应力条件下伴随有脆性破裂的参与。 展开更多

关键词 线理 长英质糜棱岩 应力指数 位错蠕变

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实验测定Re在硅酸盐熔体中的溶解度

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作者 孙晶晶 李元 +1 位作者 张明东 刘志伟 《地球化学》 北大核心 2025年第2期308-316,共9页

通过使用活塞圆筒装置进行高温高压实验,探究还原条件下Re在含S硅酸盐熔体中的溶解度。并使用激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪(LA-ICP-MS)测量实验产物玻璃中的Re溶解度,利用激光信号谱图排除“nuggets”(金属中细小的粒状包裹体)对Re... 通过使用活塞圆筒装置进行高温高压实验,探究还原条件下Re在含S硅酸盐熔体中的溶解度。并使用激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪(LA-ICP-MS)测量实验产物玻璃中的Re溶解度,利用激光信号谱图排除“nuggets”(金属中细小的粒状包裹体)对Re溶解度的干扰。结果表明,温度为1400℃,压力为1.5 GPa时,当硅酸盐熔体中S含量从172μg/g增加至1332μg/g时,Re溶解度为3.2~5.4 ng/g。因此,在高度还原条件下,硅酸盐熔体中的S含量对Re溶解度基本没有影响。本研究还利用溶解度数据估算Re在金属和硅酸盐熔体之间的分配系数(D_(Re)^(met/sil))约为7×10^(8),证实了Re具有非常强的亲铁性。与现今上地幔的Re丰度相比,利用D_(Re)^(met/sil)计算的地球早期核幔平衡后,地幔岩中Re的理论含量亏损程度达7个数量级,富Re球粒陨石物质的加入能更合理地解释现今地幔中相对高的Re丰度,这一解释便是“后增薄层(late veneer)”模型最简单的描述。 展开更多

关键词 S含量 Re溶解度 金属硅酸盐分配系数 核幔分异

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准噶尔盆地沙湾凹陷油裂解生气动力学实验研究与油裂解生气转化率预测

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作者 米巨磊 李二庭 +6 位作者 张宇 白海枫 蔡航新 边圆圆 张泽伟 于双 潘长春 《地球化学》 北大核心 2025年第4期504-514,共11页

准噶尔盆地沙湾凹陷油裂解气资源日益受到石油公司的高度重视。本研究对沙湾凹陷沙排3井湖相油样进行裂解生气动力学模拟实验及重复实验,两次实验甲烷最高产率分别为420.8 mg/g和425.5 mg/g,总气态烃(∑C_(1~5))最高产率分别为482.5 mg/... 准噶尔盆地沙湾凹陷油裂解气资源日益受到石油公司的高度重视。本研究对沙湾凹陷沙排3井湖相油样进行裂解生气动力学模拟实验及重复实验,两次实验甲烷最高产率分别为420.8 mg/g和425.5 mg/g,总气态烃(∑C_(1~5))最高产率分别为482.5 mg/g和489.1 mg/g。依据两次实验的产率数据,应用生烃动力学软件Kinetic 2000,求取油裂解生成∑C_(1~5)动力学参数:频率因子均为1.0×10^(15)s^(-1),活化能加权平均值分别为63.05 kcal/mol和63.68 kcal/mol。将油裂解生成∑C_(1~5)转化率10%~80%定义为“裂解窗”,在地质条件下(升温速率1℃/Ma),SP3油样处于“裂解窗”的温度范围为176~207℃,成熟度范围为Easy R_(o)=1.60%~2.42%。依据沙排3井油裂解生气动力学参数,推算准噶尔盆地沙湾凹陷沙湾1井圈闭构造石炭系(C)、二叠系佳木河组(P_(1)j)和风城组(P_(1)f)储层油裂解生气转化率现今均高于80%,越过原油“裂解窗”,只能找到气藏。而中二叠统夏子街组(P_(2)x)和下乌尔禾组(P_(2)w)中间层段储层油裂解生气转化率现今分别为50%和27%,处于原油裂解窗中期和早期,仍以油藏为主。 展开更多

关键词 油裂解实验 油裂解生气动力学 油裂解窗 准噶尔盆地沙湾凹陷

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高纯石英的矿床概念、矿床类型与资源评价 被引量：1

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作者 周浩阳 《岩石学报》 北大核心 2025年第10期3289-3301,共13页

高纯石英通常指杂质元素总量<50×10^(-6)、且各元素含量均符合特定标准的石英,主要应用于半导体、光伏、光纤、卤素灯及石英坩埚制造等新兴产业领域。本文系统阐述了石英中主要杂质元素组成和高纯石英的矿床学概念,梳理了全球... 高纯石英通常指杂质元素总量<50×10^(-6)、且各元素含量均符合特定标准的石英,主要应用于半导体、光伏、光纤、卤素灯及石英坩埚制造等新兴产业领域。本文系统阐述了石英中主要杂质元素组成和高纯石英的矿床学概念,梳理了全球高纯石英矿床的主要类型,介绍了世界著名高纯石英矿山的地质特征,并评述了高纯石英资源评价的一些关键问题。石英中主要的杂质元素包括Al、Ti、Li、Na、K、Ca、Fe、P、B和Ge,以晶格替代、矿物包体和熔/流体包裹体的形式存在。石英中的矿物包体和熔/流体包裹体可以通过加工提纯适当去除,而晶格杂质几乎无法去除,高纯石英的晶格杂质含量决定了高纯石英砂的品质上限。石英的杂质含量和熔融行为在评估高纯石英时候同等重要。全球的高纯石英矿床主要可归为四类,包括白岗岩型、伟晶岩型、热液脉型和石英岩型,其中世界上产品品质较好的高纯石英砂著名产地包括美国北卡罗莱纳州的SprucePine白岗岩和挪威北部TysfjordNb-Y-F伟晶岩群等矿山。当前研究集中于伟晶岩型矿床,提出Nb-Y-F型伟晶岩形成叠加变质改造是重要成矿机制,亟待建立不同矿床类型的成矿模型与找矿标志。高纯石英资源储量规模划分不能参照一般硅质原料的标准,亟需建立基于高纯石英工业需求的划分方案。 展开更多

关键词 高纯石英 杂质元素 矿床概念 矿床类型 资源评价

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末次冰盛期深海海水盐度的模拟研究及其应用

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作者 王浩岚 陈毅凤 《海洋地质与第四纪地质》 北大核心 2025年第5期140-150,共11页

末次冰盛期古盐度重建对于理解海洋环流格局和全球气候变化具有关键作用。然而深海古盐度替代指标缺乏,其重建相当困难。近年来,基于一维扩散-移流模型对深海上层沉积物孔隙水氯离子浓度([Cl^(−)])深度剖面的模拟,为重建末次冰盛期深海... 末次冰盛期古盐度重建对于理解海洋环流格局和全球气候变化具有关键作用。然而深海古盐度替代指标缺乏,其重建相当困难。近年来,基于一维扩散-移流模型对深海上层沉积物孔隙水氯离子浓度([Cl^(−)])深度剖面的模拟,为重建末次冰盛期深海盐度提供了突破性方法。本文综述了一维扩散-移流模型重建深海海水盐度的研究进展,总结了模型中孔隙度、有效扩散系数和移流速率等参数的计算方法及其适用条件,并分析了模拟结果的不确定性及其影响因素。现有模拟结果表明,末次冰盛期南大洋深层水盐度显著高于北大西洋,驱动南极底层水向北大西洋扩张;末次冰盛期太平洋深海盐度的梯度证实了末次冰盛期太平洋深层水的环流路径与现今基本一致。末次冰盛期深海盐度数据不仅验证了古海洋环流模型的可靠性,还为量化末次冰盛期经向翻转环流强度及深层水输送量提供关键约束。未来该研究可以拓展到中层海水及边缘海古盐度的重建,同时还应该增加南大洋和西北太平洋的深海盐度重建研究,以深化对末次冰盛期海洋-气候相互作用机制的理解。 展开更多

关键词 末次冰盛期 深海盐度 孔隙水[Cl^(−)] 一维扩散-移流模型

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高温地质过程硅同位素分馏作用:研究进展与展望

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作者 欧阳一帆 郭锋 《地球化学》 北大核心 2025年第4期595-606,共12页

硅(Si)是地球上丰度第三高的元素,存在3个稳定同位素(^(28)Si、^(29)Si和^(30)Si)。由于3个同位素之间存在较大质量差异,在地质过程中容易发生同位素分馏作用。岩浆演化过程会导致Si同位素的平衡分馏,即高硅较低硅岩石具有更重的Si同位... 硅(Si)是地球上丰度第三高的元素,存在3个稳定同位素(^(28)Si、^(29)Si和^(30)Si)。由于3个同位素之间存在较大质量差异,在地质过程中容易发生同位素分馏作用。岩浆演化过程会导致Si同位素的平衡分馏,即高硅较低硅岩石具有更重的Si同位素组成(如δ^(30)Si)。尽管如此,由于Si仅具有一种价态(Si^(4+)),而且Si不容易形成挥发性化合物,因此相对于低温环境下的分馏,Si在高温环境下的同位素分馏程度有限。随着处理方法和分析仪器的发展(碱熔法、LA-MC-ICP-MS和SIMS原位矿物分析等),高精度Si同位素(δ^(29)Si和δ^(30)Si)分析取得长足进步,分析精度(2σ)已优化到0.10‰,能够探测到高温地质过程中发生的细微Si同位素分馏。与此同时,矿物原位Si同位素分析技术的发展为开展Si同位素在固体地球科学的应用提供了技术支撑。近年来,Si同位素地球化学在高温地质领域的应用取得许多进展和突破,如太阳系星云形成与演化、冥古宙水-岩作用记录、太古宙TTG成因和俯冲带物质循环过程等。本文简单回顾Si同位素地球化学性质、Si同位素测试方法的发展和近十年来运用Si同位素示踪高温地质过程等方面的研究进展,并对高温岩浆过程中Si同位素分馏的应用前景和未来研究方向进行展望。 展开更多

关键词 硅同位素 同位素分馏 高温地质过程 进展与展望

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库车坳陷博孜–大北地区白垩系储层地层水的来源及演化历史 被引量：2

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作者 莫涛 陈键 +3 位作者 陈乃东 贾望鲁 史玲玲 彭平安 《地球化学》 北大核心 2025年第3期317-325,共9页

油气田的地层水和油气藏的关系密切,其地球化学特征在一定程度上可以指示油气的来源、油气藏的封闭性和后期改造过程。塔里木盆地库车坳陷是我国天然气的主要产区,其地层水的地球化学特征缺乏系统研究。为明确地层水来源和演化历史,并... 油气田的地层水和油气藏的关系密切,其地球化学特征在一定程度上可以指示油气的来源、油气藏的封闭性和后期改造过程。塔里木盆地库车坳陷是我国天然气的主要产区,其地层水的地球化学特征缺乏系统研究。为明确地层水来源和演化历史,并为后续油气勘探和评价提供依据,本研究以库车坳陷博孜–大北地区白垩系气藏为研究对象,对生产井产出水的主量离子和δD、δ^(18)O开展分析。结果表明,白垩系储层地层水由大量溶解石盐的古大气降水和少量古蒸发海水混合而成。古大气降水可能在库车期之前(>5 Ma),即早期油藏调整改造阶段向下淋滤库姆格列木群中的石盐后侵入储层。古蒸发海水可能在库车期(<5 Ma)随着油气充注一起从深部地层侵入储层。此外,研究区地层水普遍受不同程度的凝析水混入。与地层水相比,凝析水具有极低的离子含量,普遍含有更高比例的SO_(4)^(2−)、HCO_(3)^(−)、K^(+)、Ca^(2+)和更低比例的Cl^(−)、Na^(+),同时具有较低的δD和δ^(18)O值。因此,凝析水混入显著改变了地层水原有的化学特征,影响水的类型划分和来源判断。在评估气藏封闭性时,须考虑凝析水组成对地层水比例系数的影响。 展开更多

关键词 库车坳陷 白垩系 地层水 凝析水 水化学

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青藏高原由海变陆的历史——构造与海平面双重奏

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作者 胡修棉 马安林 +8 位作者 王建刚 蒋璟鑫 张世杰 许艺炜 赖文 邓涛 薛伟伟 安慰 王成善 《沉积学报》 北大核心 2025年第5期1569-1591,共23页

【意义】重建青藏高原地区海洋消亡的时限和过程对于理解高原地貌隆升、气候—环境演变及生物多样性演化具有重要意义。【进展】本文系统汇编了青藏高原中生代以来最年轻海相地层及其年代学资料,根据盆地形成机制,将最年轻海相盆地划分... 【意义】重建青藏高原地区海洋消亡的时限和过程对于理解高原地貌隆升、气候—环境演变及生物多样性演化具有重要意义。【进展】本文系统汇编了青藏高原中生代以来最年轻海相地层及其年代学资料,根据盆地形成机制,将最年轻海相盆地划分为两类:一类为大洋消失后残留的大陆边缘海盆,称为残留海,其沉积记录分布于缝合带及两侧陆缘;另一类为海侵淹没早先陆地而新形成的浅海,称为陆表海,其沉积记录位于陆块之上。青藏高原地区3个残留海由北向南依次消亡,其中金沙江残留海消亡于三叠纪末期,班公—怒江残留海消亡于侏罗纪末期—早白垩世,雅鲁藏布残留海消亡于中始新世,分别受控于青藏高原主要地体羌塘的拼贴、拉萨—羌塘碰撞、印度—亚洲碰撞事件。青藏高原6个陆表海的形成和消亡主要反映全球海平面变化,其中北羌塘陆表海、甘孜陆表海存在于中—晚侏罗世,北拉萨陆表海存在于早白垩世,阿克赛钦陆表海存在于晚白垩世,塔里木陆表海存在于晚白垩世—始新世,低喜马拉雅陆表海存在于中始新世。这些陆表海发育的时期是全球海平面高位期,而陆表海的消亡时期对应于全球海平面低位时期。【结论与展望】构造作用和全球海平面变化共同控制了青藏高原地区的海陆变迁,进而影响了该地区的气候—环境变化。 展开更多

关键词 青藏高原 残留海 陆表海 高原隆升 古地理 古气候

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海南蓬莱碱性玄武岩^(40)Ar/^(39)Ar定年

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作者 张万峰 汪俊杰 +3 位作者 郑德文 徐义刚 崔泽贤 张彦强 《岩石学报》 北大核心 2025年第9期3190-3197,共8页

海南蓬莱锆石巨晶具有均一的U-Pb年龄(4.4±0.1Ma,95%置信度),而其寄主岩浆喷发形成的碱性玄武岩,具有较为分散的放射成因同位素年龄(K-Ar定年,4.4~3.6Ma)。变化较大K-Ar年龄与一致的U-Pb年龄形成鲜明的对比,预示着该套碱性玄武岩K... 海南蓬莱锆石巨晶具有均一的U-Pb年龄(4.4±0.1Ma,95%置信度),而其寄主岩浆喷发形成的碱性玄武岩,具有较为分散的放射成因同位素年龄(K-Ar定年,4.4~3.6Ma)。变化较大K-Ar年龄与一致的U-Pb年龄形成鲜明的对比,预示着该套碱性玄武岩K-Ar定年结果的不确定性。本研究通过优化仪器参数及样品分析流程,提升测试自动化程度,建立年轻玄武岩^(40)Ar/^(39)Ar定年方法,并对海南蓬莱地区碱性玄武岩开展阶段升温^(40)Ar/^(39)Ar定年分析,以期获得蓬莱碱性玄武岩的高精度年龄。2个样品坪年龄分别为4.36±0.05(0.05)[0.19]Ma(2s,MSWD=0.53)和4.35±0.06(0.06)[0.19]Ma(2s,MSWD=1.32),其反等时线所计算的空气氩初始值分别为296.5±1.5(2s)和297.7±1.1(2s),样品不存在过剩40 Ar的干扰。一致的^(40)Ar/^(39)Ar年龄表明2个样品是同时形成、K-Ar体系封闭且未受后期热扰动,该结果可代表海南蓬莱玄武岩的喷发年龄。本研究不仅获得了海南蓬莱地区碱性玄武岩高精度^(40)Ar/^(39)Ar年龄,而且该结果与具有不同封闭温度的年代学方法(U-Pb法及U-Th/He法)所获放射成因同位素年龄在2 sigma范围内一致,表明海南蓬莱地区碱性玄武岩未受后期热事件影响,具有一致的喷发年龄。 展开更多

关键词 海南 蓬莱 碱性玄武岩 ^(40)Ar/^(39)Ar定年

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陆内造山型斑岩铜矿成矿岩浆系统:以长江中下游武山铜矿为例

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作者 李武显 黄小龙 +1 位作者 张三衡 杨东生 《矿物岩石地球化学通报》 北大核心 2025年第2期275-287,I0004,I0005,共15页

斑岩铜矿是世界铜金属资源最重要的来源,通常形成于加厚的(地壳厚度大于35 km)岛弧/活动大陆边缘环境(岛弧型),并伴随长期的岩浆活动和成熟的穿地壳岩浆系统。中国的斑岩铜矿多形成于非岛弧环境(如碰撞造山环境、陆内造山环境和活化克... 斑岩铜矿是世界铜金属资源最重要的来源,通常形成于加厚的(地壳厚度大于35 km)岛弧/活动大陆边缘环境(岛弧型),并伴随长期的岩浆活动和成熟的穿地壳岩浆系统。中国的斑岩铜矿多形成于非岛弧环境(如碰撞造山环境、陆内造山环境和活化克拉通及边缘),其穿地壳岩浆系统的运行方式与机制尚不清楚。本文对长江中下游中生代陆内造山型斑岩铜矿的典型矿床武山铜矿开展了系统的岩相学、岩石地球化学分析和矿物化学研究,构建了武山铜矿穿地壳岩浆系统模型,并在此基础上对比了岛弧型和陆内造山型斑岩铜矿的岩浆系统及其演化特征,揭示了两类斑岩铜矿与岩浆岩时空分布关系的差异性。 展开更多

关键词 穿地壳岩浆系统 陆内造山型斑岩铜矿 武山铜矿 长江中下游成矿带

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汇聚板块边缘镁铁-超镁铁质岩浆作用与铜镍硫化物矿床成因

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作者 王焰 魏博 +3 位作者 曹勇华 高剑峰 暴宏天 杨军辉 《大地构造与成矿学》 北大核心 2025年第4期753-776,共24页

中亚造山带在中国境内可分为东、中、西三段,东段和西段主要为洋内型汇聚板块边缘,中段主要为安第斯型汇聚板块边缘,均发育大量志留纪-三叠纪的镁铁-超镁铁质岩体。但是,赋含具经济价值的铜镍硫化物矿床的岩体主要集中在早二叠世-晚三叠... 中亚造山带在中国境内可分为东、中、西三段,东段和西段主要为洋内型汇聚板块边缘,中段主要为安第斯型汇聚板块边缘,均发育大量志留纪-三叠纪的镁铁-超镁铁质岩体。但是,赋含具经济价值的铜镍硫化物矿床的岩体主要集中在早二叠世-晚三叠世,笔者对中亚造山带早二叠世-晚三叠世镁铁-超镁铁质岩体的地幔源区性质、辉石岩组分参与地幔部分熔融的作用、地幔源区和幔源岩浆氧逸度、岩浆硫化物饱和机制,以及差异性成矿的控制因素等开展系统研究,总结出汇聚板块边缘铜镍硫化物矿床形成的几个主要特点。首先,通过对比西段额尔齐斯构造带的构造演化过程和喀拉通克地区含矿岩体的形成过程,发现成矿作用具有爆发性,表现在含矿岩体的形成时代与区域平行造山带伸展构造完全同期,其形成与持续碰撞挤压过程中局部地区出现的短暂伸展构造有关,促使幔源岩浆快速侵位至地壳浅部,抑制深部橄榄石分离结晶造成的岩浆镍丢失,从而有利于成矿。这一认识与通常认为这些含矿岩体形成于碰撞后长期伸展阶段不同。其次,通过对不同岩体超镁铁质岩相中橄榄石的成分研究,发现辉石岩组分参与地幔部分熔融有利于幔源岩浆富Ni,但其参与程度与熔融压力有关:在洋内型汇聚板块边缘,约10%的辉石岩组分参与地幔熔融,就能明显提高岩浆Ni含量,有利于成矿;而在安第斯型汇聚板块边缘,古老交代岩石圈地幔的部分熔融虽然有可能造成更多辉石岩组分的参与,但其地幔部分熔融程度低且熔出的岩浆量少,仍不利于成矿。第三,通过计算不同岩体的岩浆氧逸度,发现含矿岩体普遍具有高于MORB地幔的氧逸度值,这与交代地幔部分熔融形成的岩浆普遍含水有关。通过硫化物原位S同位素和矿石C同位素组成分析,发现这种高氧逸度岩浆可能携带了足够成矿的幔源硫,其硫化物饱和主要是由于外来的地壳有机碳加入所造成,氧化的岩浆被有机碳还原从而导致岩浆中硫溶解度降低。同时,这种富水岩浆易于形成特殊的网脉状和角砾状矿石构造。总之,汇聚板块边缘背景下产出的铜镍硫化物矿床与板内拉张背景下产生的同类矿床具有不同的特点,总体上表现为矿体规模相对较小、含矿岩体成带分布、成矿具爆发性、矿石构造特殊。汇聚板块边缘背景形成的造山带构造演化复杂,有些地区覆盖严重。因此,在汇聚板块边缘寻找含矿岩体应具有不同的思路和方法。 展开更多

关键词 铜镍硫化物矿床 镁铁-超镁铁质岩体 中亚造山带 汇聚板块边缘

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粤中白云山(广州‒博罗)片麻状花岗岩锆石U-Pb年代学和Hf-O同位素特征

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作者 杨东生 傅斌 程浩 《大地构造与成矿学》 北大核心 2025年第3期739-751,I0028,I0029,共15页

华南早古生加里东造山运动产生了大量的过铝质花岗岩,对这些花岗岩形成与壳幔相互作用关系的认识仍存在分歧。白云山地区是联系云开地体和武夷地体的重要枢纽,地表露头分布着众多加里东期片麻状花岗岩。本文对两个片麻状花岗岩进行了LA-... 华南早古生加里东造山运动产生了大量的过铝质花岗岩,对这些花岗岩形成与壳幔相互作用关系的认识仍存在分歧。白云山地区是联系云开地体和武夷地体的重要枢纽,地表露头分布着众多加里东期片麻状花岗岩。本文对两个片麻状花岗岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年和Hf-O同位素分析,旨在明确有关岩体母岩浆的深部源区属性及地幔对成岩的物质贡献。广州帽峰山和博罗下峒的花岗岩形成年龄分别为449.5±2.5 Ma和426.0±4.7 Ma,结合前人资料,白云山地区加里东期岩浆活动的时间可大致约束在450~430 Ma之间,对应加里东造山带构造转换(约400 Ma)的前后时间段。下峒花岗岩中3个锆石捕虏晶的年龄为496±8.5 Ma,有关的岩浆活动或地壳深熔作用代表着华南早古生代郁南运动在白云山地区的响应。帽峰山花岗岩锆石ε_(Hf)(t)值和δ^(18)O值分别为–4.4~–0.9和3.58‰~7.26‰,反映其母岩浆衍生自区内中元古代中期地壳物质的部分熔融。下峒花岗岩中岩浆锆石ε_(Hf)(t)值和δ^(18)O值分别为–20.4~–1.8和8.32‰~11.2‰,且含丰富的残留锆石和少量捕虏晶锆石,表明其岩浆源区主体为新太古‒早中元古代地壳,但有更晚形成地壳物质的明显同化。 展开更多

关键词 华南加里东造山带 白云山 花岗岩 锆石U-PB年代学 HF-O同位素

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羌塘东部玉树地区阿多中三叠世A型流纹岩地球化学特征、成因及其地质意义 被引量：1

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作者 许传兵 王强 +7 位作者 王军 但卫 刘金恒 李五福 王秉璋 李善平 王春涛 王子龙 《大地构造与成矿学》 北大核心 2025年第3期712-723,共12页

本文报道了羌塘东部玉树地区阿多流纹岩的锆石U-Pb定年和岩石地球化学分析结果。锆石SIMS定年结果为244.6±4.4 Ma(MSWD=0.5,n=17),表明其形成于中三叠世。流纹岩富硅(SiO_(2)=69.31%~73.42%),贫镁(MgO=0.27%~0.45%),富碱(Na_(2)O+K... 本文报道了羌塘东部玉树地区阿多流纹岩的锆石U-Pb定年和岩石地球化学分析结果。锆石SIMS定年结果为244.6±4.4 Ma(MSWD=0.5,n=17),表明其形成于中三叠世。流纹岩富硅(SiO_(2)=69.31%~73.42%),贫镁(MgO=0.27%~0.45%),富碱(Na_(2)O+K_(2)O=7.42%~10.00%),富集轻稀土元素以及Zr、Hf、Th和U等元素,亏损Sr、Eu、Nb、Ta、P和Ti等元素。岩石具有高的10000×Ga/Al(3.25~4.66),Zr(566~725μg/g)、Zr+Nb+Ce+Y(744~1532μg/g)以及锆石饱和温度(平均927℃),表明其具有A_(2)型花岗质岩石的地球化学特征。流纹岩具有比较均一且正的ε_(Nd)(t)值(+0.52~+1.01)和较年轻的两阶段Nd同位素模式年龄(939~977 Ma),显示其源区有新生地壳组分,可能来自新生地壳物质的部分熔融。结合区域地质资料,认为该流纹岩可能形成于古特提斯洋板片北向俯冲引起的弧后拉张环境。 展开更多

关键词 锆石U-PB定年 A型流纹岩 古特提斯洋 羌塘东部 青藏高原

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鲁西地区中生代高镁闪长岩辉石和角闪石的成分与结构特征:华北克拉通陆内岩石圈改造作用记录 被引量：1

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作者 郭军 黄小龙 +1 位作者 贺鹏丽 钟军伟 《大地构造与成矿学》 北大核心 2025年第3期661-677,I0016-I0022,共24页

本文对鲁西地区早白垩世金岭辉长闪长岩中的辉石和角闪石进行了详细的成分与结构研究,以限定其岩浆演化过程,并探讨华北克拉通陆内岩石圈的组成、性质及中生代改造作用。反环带单斜辉石边部与无环带单斜辉石具有相似的主量元素组成,与... 本文对鲁西地区早白垩世金岭辉长闪长岩中的辉石和角闪石进行了详细的成分与结构研究,以限定其岩浆演化过程,并探讨华北克拉通陆内岩石圈的组成、性质及中生代改造作用。反环带单斜辉石边部与无环带单斜辉石具有相似的主量元素组成,与无环带斜方辉石和正环带斜方辉石边部具有相似的Mg^(#)值,它们应结晶于成分相似的镁铁质岩浆。反环带单斜辉石幔部与正环带斜方辉石核部也具有相似的Mg^(#)值,且分别具有与鲁西地区高镁闪长岩中的堆晶辉石岩捕虏体的单斜辉石和斜方辉石相似的主量元素组成,表明幔源镁铁质岩浆曾在中‒下地壳侵位和固化,导致形成新的下地壳组分。反环带单斜辉石幔部的Ti/Fe^(3+)和Al^(Ⅳ)呈负相关关系,表明其平衡熔体来源于富水高氧逸度的地幔源区,而无环带单斜辉石和反环带单斜辉石边部呈正相关,其平衡熔体可能形成于贫水低氧逸度地幔源区的部分熔融。另外,反环带单斜辉石核部与女山下地壳麻粒岩包体的单斜辉石具有相似的主量元素组成,可能为岩浆上升过程中捕获自华北古老下地壳的捕虏晶,而碎斑状斜方辉石在主量元素成分上类似于华北麻粒岩残留体斜方辉石,指示研究区中生代下地壳可能存在经历过熔体抽离的麻粒岩残留体。岩浆成因单斜辉石均具有相似的、变化的结晶温度(997~1128)℃和压力(0~5.39 kbar),应形成于中‒上地壳的岩浆通道系统。辉长闪长岩中的角闪石呈基质或为辉石的增生边,具有相似的成分特征,记录了相似的T-p-fO_(2)-H_(2)O条件,其平衡岩浆中存在地壳组分贡献。鲁西中生代高镁闪长岩具有不均一的岩浆源区,并在地壳经历了复杂的岩浆演化过程。本文研究表明,华北克拉通破坏峰期的岩石圈地幔高度不均一,下地壳也经历了岩浆注入、部分熔融和镁铁质岩浆堆晶等改造作用,不同程度地影响了陆内高镁闪长岩的成分。 展开更多

关键词 辉石 角闪石 岩石圈地幔 大陆下地壳 华北克拉通

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