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2023年第42卷第1期

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  • 全球氦气产业链分析与中国应对策略
    唐金荣,张宇轩,周俊林,李玉宏,牛亚卓
    氦气作为关系国家安全和高新技术产业发展的战略性稀有气体资源,在液体燃料火箭发射、深潜水等多个领域无可替代,深刻影响着“深空、深海、深地、深蓝”等领域的高质量发展。氦气产业链与创新链的融合发展是提高氦气资源供给安全的重要方式,对推动氦气供给侧结构性改革、构建氦气多元供应体系具有重要意义。从资源端、供给端、消费端、贸易端、技术端等方面梳理了全球氦气资源产业链与创新链发展态势,通过对中国氦气资源条件、产能建设、对外依存度、进口国集中度、进口企业集中度、未来供需趋势、产业技术链、管理机制等指标的梳理,分析了中国氦气产业发展现状和面临的问题挑战,探讨了相应的氦气产业发展路径。研究认为,全球氦气资源潜力巨大,但大多数国家勘探程度较低;全球氦气产能、供给、需求和贸易格局深刻变化,供需矛盾长期存在;氦气成藏理论与勘查开发技术尚不成熟,提氦装备不断完善;全球氦气产能发展总体态势良好,出现“氦热”潮,开发主体日益多元化,或将改变全球氦气供需格局。面对全球氦气资源产业链格局和产业发展新趋势,中国氦气发展挑战与机遇并存。中国必须开展补链强链工作,着力加强氦气资源调查评价,开展关键技术装备攻关,加大市场主体培育力度,推进多元供应体系建设,打造自主可控的创新链,形成稳定、有韧性的产业链,为高新技术产业发展提供氦气资源保障。
    2023  .  42(1):    1-13    [摘要](154)    [PDF](264)
  • 雄安新区牛东断裂带碳酸盐岩热储探测及其对地热勘探的启示
    汪新伟,郭世炎,高楠安,刘慧盈,王婷灏,魏广仁,雷海飞
    雄安新区在暂不考虑开采砂岩热储地热资源的前提下,探明碳酸盐岩热储东部边界断裂牛东断裂带的分布位置与地热资源品质,对新区地热资源开发利用规划的编制与整体能源利用布局均有着重要意义。以雄安新区高铁片区第一口碳酸盐岩热储勘探井D09孔的探测数据为依据,结合地震剖面解释成果,分析了牛东断裂带内碳酸盐岩热储的空间展布特征、储集层物理性质与单井产能参数,并简述其对地热勘探的指导意义。探测结果表明,牛东断裂带的碳酸盐岩热储主要为蓟县系雾迷山组含硅质的白云岩,分布在断裂西侧基岩宽缓背斜顶部,层状稳定,厚约2000m,顶板埋深1000~1200m,井口水温约70℃,单井水量约102m3/h。D09孔揭示,在距风化壳顶部678m的地层内共发育122个裂隙带,累计厚度达251.20m,裂隙发育率37%,平均孔隙度9.26%,裂隙发育率与平均孔隙度明显比断裂带外地热井高出50%。D09孔与牛东断裂带周缘地热井的地层地温梯度、地热水水化学特征、储集层导水系数等对比分析表明,垂直断距达7000m的牛东断裂带是一条导水导热的盆内隐伏型深断裂,其限定了雄安新区碳酸盐岩热储含水系统的东部边界,构成了西侧牛驼镇凸起的导水通道与东侧霸县凹陷油气运移的阻隔屏障,控制了牛驼镇凸起面积达1000km2的整装地热田的形成。
    2023  .  42(1):    14-26    [摘要](145)    [PDF](257)
  • 阿拉伯海北部莫克兰增生楔天然气水合物浅表层识别标志
    张振,邓希光,姚会强,于淼,王海峰,萧惠中,程园
    阿拉伯海北部的莫克兰增生楔是阿拉伯板块以低速、低角度俯冲到欧亚板块之下形成的主动陆缘构造,蕴藏着丰富的天然气水合物资源。依据2019年中国在莫克兰增生楔海域采集的高分辨率多道地震资料、浅地层剖面及多波束测深数据,并结合以往的调查成果,探讨莫克兰海域天然气水合物存在的浅表层识别标志。地震识别标志主要有似海底反射层(BSR)和振幅空白带2种标志,地形地貌标志包括海底麻坑、海底滑塌、丘状体、泥火山、冷泉系统等,水体标志主要为羽状流。在水深1000m和2900m的站位已分别钻获水合物样品。莫克兰增生楔丰富的水合物识别标志可能与低速、低角度的俯冲地质背景有关,使该区水合物存在指示兼具主动大陆边缘和被动大陆边缘的特征。综合研究区的异常标志分布特征,推测增生楔中部和西部的背斜脊及其附近区域是天然气水合物远景区。
    2023  .  42(1):    27-40    [摘要](143)    [PDF](262)
  • 新疆哈密新发现的铷矿床成因:来自矿床地质和地球化学的证据
    刘延兵,文美兰,吴彦彬,赵辰,郑超杰
    新疆哈密新发现的张宝山铷矿床是近年东天山地区典型的超大型稀有金属矿床。为研究花岗岩成矿作用、指导东天山地区稀有金属找矿工作,在详实的野外地质调查的基础上,开展了岩相学、矿物学和岩石地球化学研究,揭示矿床成因。地球化学研究表明,岩体高硅、富碱,且Na2O>K2O、高F(>2%)、高Rb,∑REE含量介于21.4×10-6~190.4×10-6之间,具强烈的负Eu异常特征。稀土元素配分模式具“M”型四分组效应。微量元素以富含Li、Rb、Cs、W、Sn、Nb、Hf、Th、Ga等稀有、稀散元素为特征,为稀有金属矿化提供了物质基础。岩浆演化不同相带中F含量高,且寄主于云母中,F与稀有金属元素形成络合物迁移到岩体中。电子探针分析表明,铷主要以类质同象赋存在造岩矿物钾长石及白云母中,且矿脉中Rb的品位与这2种矿物含量呈正比,含铷岩体先后侵入淡色花岗岩、含天河石花岗岩、天河石花岗岩、含黄玉天河石花岗岩、黄玉钠长石花岗岩、含天河石花岗伟晶岩脉。越演化到晚期,Rb品位越高。综合分析认为,张宝山铷矿经历了多阶段的演化过程,属岩浆结晶分异和交代成因,类型属岩浆-热液型矿床,形成时代为印支晚期。
    2023  .  42(1):    41-54    [摘要](146)    [PDF](270)
  • 华北克拉通宣龙式铁矿锆石U-Pb年龄及其对矿床成因的制约
    张旭升,杨秀清,赵军,梁婷,杨云,梁永生,杨国威,王晓青
    华北克拉通宣龙式铁矿是中国北方最重要的沉积型铁矿类型,形成于元古宙中期(1800~800Ma)。河北大岭堡地区鲕状赤铁矿石发育大量碎屑锆石,对这些碎屑锆石及庞家堡地区侵入串岭沟组的花岗岩脉进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄分析。鲕状赤铁矿石碎屑锆石获得了2组主要的峰值年龄,分别为1873Ma和2530Ma,记录了华北克拉通约1850Ma和约2500Ma两次构造热事件,结合前人研究,表明其与围岩具有基本一致的碎屑锆石源区,与北京十三陵地区串岭沟组源区略有差异,推测宣龙式铁矿可能为华北克拉通响应Columbia超大陆裂解的产物。花岗岩脉锆石U-Pb年龄为202.3±1.4Ma(n=27,MSWD=0.96),表明区内发育印支期岩浆侵入活动,暗示磁铁矿石可能并非前人认为的燕山期的产物,其成因还需要进一步深入研究。
    2023  .  42(1):    55-67    [摘要](144)    [PDF](259)
  • 地表基质调查的工作思路刍议:以海南岛为例
    李响,周效华,相振群,蒋仁,涂兵,周岱,鲁敏
    地表基质调查是当前自然资源调查监测体系中的全新领域,如何开展还缺乏统一的行动指南。在初步总结地表基质调查现状的基础上,提出从全国、大区、关键地段3个层次、分阶段组织开展全国地表基质调查的总体思路。结合海南岛地表基质发育的地质背景和赋存条件,就南方强风化区地表基质调查工作进行了实例分析。建议按照分区逐级调查与分类补充调查相结合、调查与研究并重的原则,开展海南岛全域—流域—重点区段不同层级地表基质调查。针对地表基质分类补充调查提出基础调查指标、特征调查指标和评价指标,强调热带强风化条件下海陆交互作用、表生地质作用和多圈层相互作用对地表基质的控制与影响。在查清海南岛地表基质现状和演化规律的基础上,开展地表基质的综合评价和区划,探索形成热带强风化区地表基质调查的技术方法。
    2023  .  42(1):    68-75    [摘要](145)    [PDF](256)
  • 新疆西昆仑加勒万河一带早二叠世菊石化石的发现及岩相古地理意义
    何国建,陈建中,张密椋,姚建斌,陈浩鹏,胡为正
    在新疆和田县西南峡谷一带的加勒万河谷地区早二叠世地层中首次发现Prostacheoceras cf.KongaraquenseArtinskia sp.和Agathiceras sp.菊石化石。这3种菊石化石的时代为乌拉尔期,代表了特提斯型菊石组合,与华南的栖霞组相当。其中,Prostacheoceras为特提斯类型的主要属,Artinskia为空谷阶的特征属,Agathiceras则为中石炭世—早二叠世的世界性分布属。此三者同时出现在加勒万河一带加温达坂组中,丰富了加温达坂组的化石资料,对恢复西昆仑地区的古地理和与其他区域生物地层对比提供了重要的化石依据。
    2023  .  42(1):    76-83    [摘要](135)    [PDF](267)
  • 青海省玛多县“5·22Ms7.4地震”地表破裂与次生灾害发育特征
    周保,李五福,董福辰,王秉璋,张新远,刘建栋,王春涛,曹锦山,宋泰忠,张琨,陈丽娟
    2021年5月22日2时04分在青海省果洛藏族自治州玛多县发生7.4级地震,为了查明此次地震产生的地表破裂和伴生次生灾害发育特征,调查组采用遥感解译和实地调查方式对地震影响区进行了调查。调查结果显示,在玛多-甘德断裂和昆仑山口-江错断裂之间形成了一条宽约75km、长约230km的活动断裂带,地表新发现地裂缝653条、砂土液化和喷砂冒水点1237个、地震鼓包97个、塌陷坑2个。地表破裂总体呈北西—南东向展布,自西向东出现马尾状分支的现象,东段与玛多-甘德断裂带以一定角度斜交,地裂缝整体走向与昆仑山口-江错断裂走向高度一致。地震地表破裂发育特征显示,此次玛多Ms7.4级地震的发震断裂为昆仑山口-江错断裂,断面整体南倾,性质为左行走滑。此次大地震的发生是在印度板块向青藏高原挤压背景下,巴颜喀拉地块强烈向东挤出构造作用导致其北部走滑断裂发生左旋运动的结果。调查结果为地方政府关于灾区地震灾害损失评估及灾后重建提供了第一手基础资料。
    2023  .  42(1):    84-91    [摘要](124)    [PDF](275)
  • 西藏谢穷地区晚白垩世淡色花岗岩体和岩脉年龄及地球化学特征:对班公湖-怒江带后碰撞背景的制约
    梁肖肖,高睿,刘函
    藏东左贡地块的晚白垩世侵入岩鲜有报道。对谢穷地区侵入于新元古界酉西岩群中的花岗岩体和岩脉进行了岩石学、地球化学及锆石U-Pb测年研究,揭示其岩石成因及形成环境。岩体岩石类型为含电气石白云母二长花岗岩,岩脉岩石类型为细粒花岗质岩脉,二者的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄分别为88.5±0.7Ma和85.8±2.3Ma,均侵位于晚白垩世。岩体与岩脉含白云母,无角闪石,均具有高硅(SiO2=74.17%~78.88%)、富碱(K2O+Na2O=5.92%~9.00%)和富铝(Al2O3=12.61%~15.13%)的特点,铝饱和指数(A/CNK=1.11~1.40)和里特曼指数(δ<3.3),指示二者均属于过铝质钙碱性系列;均富集Rb、U、K、P和Pb,亏损Nb、Ti和Ba,具强烈的负Eu异常(δEu=0.18~0.56),表明为一套强过铝质亚碱性S型花岗岩,具有电气石型淡色花岗岩的特征。其可能为地壳缩短增厚挤压环境向地壳伸展环境转换过程中,构造减压导致的上地壳变质泥岩中含水矿物(白云母)脱水部分熔融的产物,为班公湖-怒江缝合带在东部的后碰撞演化过程提供了新的制约。
    2023  .  42(1):    92-106    [摘要](140)    [PDF](277)
  • 青藏高原周缘的河流纵剖面特征及其对构造地貌演化的启示
    邢宇堃,刘静,王伟,张金玉,李金阳,曾宪阳
    河流水系是改造地表地貌的主要外动力,其形态样式记录了造山带和高原的生长和演化。目前对于青藏高原周缘的河流剖面研究主要集中在南缘、东南缘及东缘。相比而言,对于流经高原其他边缘河流的纵剖面特征仍然缺乏分析,不同位置的高原边缘河流发育是否存在相似性或差异性及其内在原因尚未开展相关研究。选取青藏高原北缘西昆仑—阿尔金地区、东北缘祁连山地区、东南缘三江地区和南缘喜马拉雅等典型区域,通过开展河流地貌对比研究,利用河流纵剖面的关键地貌参数定量分析了高原周边地貌边界带的空间特征及相关的构造与气候因素。结果表明,在青藏高原周缘地貌边界带上,河流陡峭度指数最大值与区域地形起伏最大区域一致,河流流经高原边缘时陡峭度有显著升高,而在高原边缘两侧陡峭度均相对较低,且河流向高原内部的溯源侵蚀十分有限,而且河流裂点均出现在区域地形起伏较高的地貌部位。其中青藏高原北缘、东北缘与南缘,地形起伏最大的区域与构造边界所围限的高原边界一致,并大致对应最新构造活动的强隆升区,而青藏高原东南缘的高原边界较模糊,地形起伏度变化最明显的区域出现在雅砻逆冲断裂两侧,与前人提出的古高原边界一致,暗示该区河流裂点的形成可能与雅砻逆冲断裂的早期活动有关。基于研究结果认为,对于青藏高原这样大尺度或经历长时间构造演化过程的地貌单元,基于稳态假设下的河流形态分析高原隆升时间可能存在较大偏差。青藏高原东南缘的高海拔低起伏地貌面可能是在较平缓的内流水系作用下形成的,在随后的河流袭夺等过程中演变为现今的外流河状态。
    2023  .  42(1):    107-121    [摘要](147)    [PDF](319)
  • 新疆西昆仑独尖山地区黄羊岭组碎屑锆石U-Pb年龄及其对特提斯洋构造演化的指示
    唐名鹰,张宇,崔霄峰,何玉良,丁正江,董振昆,丁文洁
    新疆西昆仑独尖山地区巴颜喀拉盆地北部发育黄羊岭组,岩性为一套灰色长石岩屑砂岩、灰白色石英砂岩、灰黑色粉砂岩等细碎屑岩组合,中部夹大量凝灰质成分,局部夹碳酸盐岩透镜体,含丰富的生物化石,指示时代为中二叠世。为进一步查明区域上黄羊岭组沉积时代及沉积区物质来源,在黄羊岭组一段顶底采集了2件碎屑岩样品,利用LA-ICP-MS对锆石U-Pb年龄及微量元素含量进行分析。其中,碎屑锆石206Pb/238U年龄主要集中于264~276Ma、292~317Ma、369~373Ma、500~503Ma、694~702Ma五个区间,最年轻的锆石峰值年龄为266.1±0.89Ma,表明该地区黄羊岭组开始沉积的时间为中二叠世中期。通过锆石微量元素判别图解对锆石的成岩类型进行判别,结合所取得的年龄数据,综合比对区内特提斯洋构造演化,认为264~276Ma碎屑锆石来源于海西运动中昆仑造山带内的花岗质岩石和基性火山岩,292~317Ma碎屑锆石来源于北侧喀什塔什地区石炭系—二叠系托库孜达坂岩组内的火山岩建造,500~503Ma碎屑锆石来源于古特提斯洋主体形成时的岩浆构造演化,694~702Ma碎屑锆石则来自于原特提斯洋北侧的塔里木陆块或大洋中的北羌塘微陆块,而369~373Ma的碎屑锆石来源于晚泥盆世古特提斯洋裂解初期小规模的火山活动。
    2023  .  42(1):    122-135    [摘要](129)    [PDF](278)
  • 内蒙古阿拉善北部雅干构造带白山组火山岩年龄、地球化学特征及其对区域构造演化的约束
    白宇明,薄海军,胡浩远,雷聪聪,李成元,于洋
    阿拉善北部雅干地区古生代火山岩发育,研究其形成时代和地质特征,对探讨中亚造山带中段南缘北山弧盆系的演化具有重要的意义。对雅干地区原划奥陶系火山岩进行了同位素年代学与地球化学研究,获得流纹岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为298.4±1.5Ma,时代为早二叠世初期,结合岩石组合特征和区域对比,将其重新厘定为上石炭统—下二叠统白山组。该套火山岩富SiO2、高K2O、低TiO2,属于钙碱性系列;相对富集Rb、Pb、K等大离子亲石元素,明显亏损Ta、Nb、P、Ti等高场强元素;呈现为轻稀土元素相对富集、重稀土元素相对亏损的的右倾特征,具有较明显的负Eu异常,显示出陆缘弧火山岩的地球化学特征。上述证据表明,雅干地区白山组火山岩形成于古亚洲洋向明水-旱山地块北缘俯冲的陆缘弧构造环境。
    2023  .  42(1):    136-145    [摘要](144)    [PDF](265)
  • 黑龙江漠河盆地漠河组砂岩碎屑锆石U-Pb年龄、地球化学特征及其对构造背景的制约
    王久懿,孙彦峰,周传芳,乔牡冬,徐立明,王远超,韩风,姜平,冯嘉,张起鹏
    漠河盆地位于兴蒙造山带北东端、额尔古纳地块北部。通过对漠河组开展碎屑锆石测年、岩石地球化学、现代地层学、古生物和重矿物研究,探讨其沉积时代、物质来源和大地构造背景,为研究漠河盆地演化提供科学依据。根据岩石地球化学、重矿物组合ATi(89.51~100.00,平均98.69)和GZi(39.76~100.00,平均64.50)指数分析:漠河组主要产于活动大陆边缘和大陆岛弧背景下,物源为上地壳长英质岩石、变质岩和沉积岩,并混有深部即下地壳或地幔的基性岩;岩石CIA(50.35~60.37,平均53.50)和ICV指数(0.91~1.79,平均1.40)及Rb/Sr(0.08~0.67)和Th/U(5.05~5.81,平均5.55)值指示漠河组源区母岩经历了较弱程度的风化过程;重矿物ZTR指数反映物源碎屑具有近源搬运特征;漠河组中发现早侏罗世—早白垩世古植物化石,结合碎屑锆石LA-ICP-MSU-Pb年龄(最小年龄为156±3Ma),厘定漠河组沉积时代为晚侏罗世;碎屑锆石年龄集中在3个时期:1841~2462Ma(n=4,古元古代)指示额尔古纳地块存在古元古代结晶基底;311~480Ma(n=56)是额尔古纳地块与西伯利亚板块拼合造山后的伸展背景下花岗质岩浆形成的记录;156~242Ma(n=48)是蒙古-鄂霍茨克洋俯冲于额尔古纳地块背景下岩浆侵入的证据。
    2023  .  42(1):    146-167    [摘要](131)    [PDF](289)
  • 广州南沙厚覆盖区近地表地层结构分析:基于二维地球物理多方法探测结果
    陈松,陈长敬,罗士新,刘圣博,赵信文,曾敏,西永在
    广州南沙地区的第四系覆盖层埋深、隐伏构造分布、下伏岩性特征直接影响该区重大基础工程建设。因地层结构成像地球物理方法适用性各不相同,基于该区域已有的工作基础,优选了高密度电法、微动、音频大地电磁测深(AMT)3种方法,辨识地层分布特征。基于各方法的采集参数试验、数据处理原理及处理步骤,以及探测南沙新区重点开发地区下的地下空间试验,总结了适合于探测该区域地下空间的3种物探手段。①高密度电法可较准确地分辨覆盖层与基岩分界面,反演的覆盖层深度与多处钻孔资料较吻合,可用多条剖面控制研究区的覆盖层厚度空间分布特征;②AMT探测深度大,在试验中有效探测深度达500m,横向分辨率高,反演的电阻率断面可确定深部断裂和隐伏岩体分布;③微动探测抗干扰能力强,对特殊场地背景可进行无损探测,解译的视S波速度分层结构,剖面反映的分层效果好。结合剖面内的钻孔资料,采用高密度电法、微动、AMT探测,可从电阻率、横波速度多参数准确地辨识地下空间地层结构特征,为城市地下空间开发提供基础资料。
    2023  .  42(1):    168-179    [摘要](143)    [PDF](265)
  • 内蒙古东乌旗角闪辉长岩年龄、地球化学特征及其对晚古生代构造演化的约束
    张夏炜,程银行,李英杰,滕学建,王少轶,李影,刘海东
    兴蒙造山带东部内蒙古东乌旗地区晚古生代构造岩浆活动复杂,是解决兴蒙造山带晚古生代构造演化的关键地区。对东乌旗地区新识别出的角闪辉长岩进行了系统的地质特征、岩相学、LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学、Hf同位素和岩石地球化学研究。东乌旗角闪辉长岩主体呈包体状产出,主要由斜长石(55%~60%)、角闪石(15%~20%)、辉石(10%~15%)和少量磁铁矿等组成。获得角闪辉长岩样品的锆石U-Pb年龄为299±3Ma,表明岩体形成于晚石炭世。6件样品的地球化学数据显示,SiO2含量为49.88%~51.98%,TiO2含量为1.2%~1.86%,MgO含量4.42%~7.41%,Al2O3含量为15.55%~16.84%,MnO含量为0.12%~0.17%,CaO含量5.67%~6.52%,Na2O+K2O含量3.35%~4.63%,m/f值为0.41~0.49,Mg#值为52.56~60.82,TFeO值为7.12~9.18;稀土元素球粒陨石标准化配分模式表现为轻稀土元素(LREE)相对于重稀土元素(HREE)富集的平坦右倾型,轻、重稀土元素比值(LREE/HREE)为4.96~6.92,岩石富集大离子亲石元素Rb、Ba、K等,相对亏损高场强元素Nb、Ta、Ti,LREE/HREE值较稳定,δEu值为0.87~0.98,显示具有弱的正Eu异常。角闪辉长岩中锆石εHf(t)值为5.1~11.25,单阶段地壳模式年龄(TDM1)为1039~604Ma。结合区域地质演化,认为东乌旗角闪辉长岩可能是由于受到洋壳的俯冲,上覆亏损地幔发生部分熔融,产生钙碱性岩浆,且在上升侵位的过程中受到地壳物质较弱程度的混染,形成于古亚洲洋俯冲环境。东乌旗地区在晚石炭世—早二叠世存在少量的基性岩浆活动,标志着构造背景由俯冲造山向造山后伸展转变。
    2023  .  42(1):    180-192    [摘要](125)    [PDF](255)

ISSN 1671-2552
CN 11-4648/P

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