岩石学报杂志

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岩石学报杂志 SCI期刊 北大期刊 CSCD期刊 统计源期刊

Acta Petrologica Sinica

  • 11-1922/P 国内刊号
  • 1000-0569 国际刊号
  • 2.84 影响因子
  • 1-3个月下单 审稿周期
岩石学报是中国矿物岩石地球化学学会;中国科学院地质与地球物理研究所主办的一本学术期刊,主要刊载该领域内的原创性研究论文、综述和评论等。杂志于1985年创刊,目前已被CSCD 中国科学引文数据库来源期刊(含扩展版)、北大期刊(中国人文社会科学期刊)等知名数据库收录,是中国科学院主管的国家重点学术期刊之一。岩石学报在学术界享有很高的声誉和影响力,该期刊发表的文章具有较高的学术水平和实践价值,为读者提供更多的实践案例和行业信息,得到了广大读者的广泛关注和引用。
栏目设置:岩浆岩石学、变质岩石学、沉积岩石学、岩石大地构造学、岩石同位素年代学和同位素地球化学、岩石成矿学、造岩矿物学

岩石学报 2004年第01期杂志 文档列表

中国大陆科学钻探工程的科学目标及初步成果1-8

摘要:中国大陆科学钻探工程的主孔位于苏鲁超高压变质带南部的东海县,其穿过的岩石曾位于板块会聚边界的地幔深处,是研究大陆深俯冲及地幔动力学的最佳地区.中国大陆科学钻探的科学目标旨在通过对钻孔中获取的全部连续岩心、液态和气态样品及原位测井数据进行的全方位测量与综合研究,建立5000 m孔深的各类多学科精细剖面,再造北中国板块与扬子板块会聚边界深部三维物质的组成和分布及三维结构构造;阐明板块会聚边缘的深部流体作用、壳-幔相互作用及地幔中物质循环和流变学;寻找超深地幔条件下形成的特征矿物,揭示超高压变质成矿机理;建立结晶岩地区地球物理理论模型和解释标尺;揭示超高压变质岩石的形成与折返模型及板块会聚边界的深部动力学机制.通过5km深孔营造的特殊地下空间,研究现代地壳的物理、化学及生物作用,并将建立亚洲第一个大陆科学钻探深孔长期观察实验站.中国大陆科学钻探工程已取得初步成果.主孔2000m岩心的深度和方位准确归位;建立了岩性、地球化学、构造、矿化、岩石物性、地下流体及各类测井等精细剖面;揭示了发现除超镁铁质岩外的各类岩石中的柯石英;通过SHRIMP测年准确确定超高压及退变质事件的年龄;初步揭示了超高压及退变质过程中流体的变化及水-岩作用;划分了构造岩片单元,确定了其边界的韧性剪切带性质,并发现早期构造信息;建立的随岩性变化的弹性波速度和热导率连续剖面对地震反射和热结构提供了岩石物性的制约;VSP地震剖面揭示了孔区深部的构造岩片结构,以及强地震反射层和大型韧性剪切带有关;发现地下特殊气体-甲烷、二氧化碳及氦气的异常,以及气体异常越往深部越频繁出现的规律.经DNA分析,在超高压岩心中发现在极端条件下形成的微生物.

中国大陆科学钻探工程主孔及周边地区花岗质片麻岩的地球化学性质和超高压变质作用标志的识别9-26

摘要:花岗质片麻岩是中国大陆科学钻探工程主孔0~2000m深度范围内出露的主要岩石类型之一,集中分布于1113.14~1596.22m之间,而在0~1113.14m和1596.22~2000m深度范围内主要以'夹层'形式赋存于副片麻岩和(退变)榴辉岩中,夹层的厚度为0.54~5.82m左右.花岗质片麻岩累计厚度430.98m,占2000m岩心的21.55%左右.地球化学研究结果表明,主孔中花岗质片麻岩SiO2含量普遍偏高,为71.55%~77.18%之间,Al2O3含量为11.54%~13.57%.TiO2、Fe2O3、FeO、MnO和MgO含量则明显偏低,其中Fe2O3+FeO总量为1.05%~2.94%,MgO=0.06%~0.59%.CaO含量为0.30%~2.65%.Na2O和K2O含量变化相对较大,分别为0.29%~4.06%和2.90%~6.67%之间,且大多数样品K2O含量高于Na2O含量.稀土元素配分模式具有右倾式的特点,轻稀土相对富集,而重稀土相对亏损,具有强烈的负Eu异常,Eu/Eu*=0.21~0.26之间.在标准化蛛网图上,则显示Ta、Nb、P和Ti的明显亏损以及中等-强烈的负Ba异常,Ba/Ba*=0.25~0.64之间,平均值为0.45左右.上述主元素、稀土元素和微量元素特征与中国大陆科学钻探预先导孔CCSD-PP1岩心以及东海及其邻区地表露头的花岗质片麻岩的化学成分十分相似,具有A型花岗岩的地球化学特征.采用激光拉曼技术,配备阴极发光测试,确认中国大陆科学钻探工程主孔的花岗质片麻岩及榴辉岩、斜长角闪岩和副片麻岩锆石微区中均隐藏以柯石英为代表的超高压矿物包体.地表露头及中国大陆科学钻探工程预先导孔CCSD-PP1和-PP2岩心样品锆石中的超高压矿物包体也具有类似的特点,表明苏鲁地体由榴辉岩及其围岩的原岩所组成的巨量陆壳物质曾普遍发生深俯冲,并经历了超高压变质作用.SHRIMP U-Pb定年结果表明,中国大陆科学钻探工程主孔中花岗质片麻岩锆石微区记录了十分复杂的年代学信息.其中继承性岩浆结晶锆石的核部所记录的年龄为663~750 Ma,表明原岩锆石曾经�

中国大陆科学钻探工程主孔(100~2050m)榴辉岩岩石化学研究27-42

摘要:中国大陆科学钻探工程主孔位于江苏东海县,即大别-苏鲁超高压变质带的东部.该钻孔100至2050m井段钻遇的岩石主要是超高压变质的榴辉岩、副片麻岩、正片麻岩、石榴石橄榄岩,以及少量的石英岩和片岩,其中榴辉岩的总厚度达1200m.这些榴辉岩具不同矿物组成和不同的全岩化学成分,据此可划分为高硅型、高铝型、高钛型、高钛铁型、高镁型和正常型榴辉岩.正常型榴辉岩SiO2=55%~43%,TiO2<2%,Al2O3<18%,MgO<11%,Na2O+K2O=1.5%~8.2%,CaO=4.2%~13.1%和FeOT=5.3%~18.1%,多呈LREE富集的REE型式;高Si榴辉岩具较高SiO2(55%~63%)和Na2O+K2O(2.9%~7.8%)含量,REE配分型式为LREE富集的正Eu异常型;高Mg榴辉岩与石榴石橄榄岩共生,特征是富MgO(12.2%~17.1%),贫Na2O和K2O,具有较低的REE含量;高Al榴辉岩的Al2O3含量大于18%,REE配分型式为LREE富集型,且多具有正Eu异常;高Ti榴辉岩具有较低的SiO2(<45%),较高的TiO2(3%~6%)含量;高Ti-Fe型榴辉岩具异常的化学成分,具有最低的SiO2含量和最高的TiO2和FeOT含量,以及很低的REE总量,并呈LREE和HREE亏损,MREE富集的配分型式.研究显示,榴辉岩的原岩是多成因的,很可能是起源于不均匀的地幔源区,而且强烈的结晶分异作用又使其成分发生明显的变化.同时,很可能存在的变质分异和变质交代作用也对部分榴辉岩的成分再次进行了改造.大多数榴辉岩总体上具有大陆玄武岩的构造亲缘性.

中国大陆科学钻探主孔100~2000米超高压变质岩岩相学特征与变质变形史43-52

摘要:中国大陆科学钻探工程的实施,为超高压变质带的研究打开了新的生面,加深了对苏鲁超高压变质带的认识.从100~2000米获得的岩心的岩石学观察,得知主要岩石类型有:(1)榴辉岩及石榴辉石岩;(2)榴辉岩质片麻岩;(3)石榴橄榄岩;(4)黑云(角闪)二长片麻岩和(5)碎裂岩等.榴辉岩可分幔源和壳源两类,壳源榴辉岩在钻孔中分布较广,上部最为集中;幔源榴辉岩,包括石榴辉石岩,在空间上与超镁铁岩有密切共生关系.榴辉岩质的片麻岩是一种中酸性的超高压岩石,与壳源的榴辉岩共生,显微镜下可以追索出它们之间的结构演化关系.石榴橄榄岩以石榴单辉橄榄岩为主,是俯冲带上部地幔楔加入于俯冲板片变质而成.石榴橄榄岩中的石榴子石富镁,单斜辉石为绿辉石并常含钛斜硅镁石,说明其经过超高压变质的过程.从变质岩石的组合,面理和线理产状的差异,地震反射面和构造角砾岩带的发育,发现以1600米为界,可大致分为2个岩片.上部岩片中多金红石榴辉岩而且出现频率很高,下部岩片中多为多硅白云母榴辉岩出现频率较低.由于隆升进入腚中下地壳,超高压变质岩普遍发生退变质.榴辉岩的早期退变质成为具后成合晶结构的石榴角闪岩,榴辉岩质片麻岩退变质形成绿帘黑云(角闪)斜长片麻岩,变质条件为角闪岩相,它可以部分熔融或受到钾交代作用而转变为黑云角闪二长片麻岩.后期的伸展造成了局部碎裂和角砾岩带,新生矿物为绿泥石,方解石和赤铁矿、绿帘石等,属绿帘角闪岩相和绿片岩相.主孔100~2000米的超高压变质岩石组合的确定,进一步说明了巨量的地壳物质可以深俯冲进入地幔并迅速折返;超高压变质岩石记录了陆壳俯冲折返和壳幔相互作用的过程,它们是板块下覆构造和地幔动力学的信息载体.

中国大陆科学钻探主孔1200米构造柱及变形构造初步解析53-72

摘要:在利用成象测井资料准确地恢复岩心空间位置的基础上,建立了位于江苏省东海县毛北村的中国大陆科学钻探主孔岩心1200m精细构造柱.划分了由榴辉岩与超镁铁质岩组成的第一岩性-构造单元及由副片麻岩夹榴辉岩与超镁铁质岩透镜体组成的第二岩性-构造单元,自上而下岩石的面理产状由向东陡倾变为向南东缓倾.第一岩性-构造单元的榴辉岩与超镁铁质岩是毛北榴辉岩杂岩体的组成部分,在榴辉岩中发现以南北向拉伸线理及由北往南的剪切指向为特征的超高压变质岩早期变形举止.位于第二岩性-构造单元下部(770-1130m深度)300多米厚的韧性剪切带是地表出露的毛北韧性剪切带在孔下的延伸,剪切应变及石英组构分析表明,在伴随的退变质角闪岩相→绿帘角闪岩相→绿片岩相的转换过程中,剪切应变由自SE往NW的"逆冲"转为NW向SE的正向滑移.结合钻孔围区地质,重塑了上部由毛北榴辉岩杂岩体与副片麻岩围岩组成的轴面向SE倾斜的同斜倒转褶皱系,以及下部为韧性剪切带的构造模型.钻孔验证了VSP地震反射剖面中850-1200m深度的强反射层与韧性剪切带相吻合.结合苏鲁超高压变质地体的折返构造的研究,提出该构造模型的成因与折返阶段超高压变质地体的斜向上的挤出及后折返阶段的穹隆形成有关.

中国大陆科学钻探主孔2000米以上脆性变形构造应力场73-80

摘要:在主孔2000米之内,存在复杂的脆性破裂系统和构造应力场.根据其充填物的特征,可划分为由石英、方解石和绿泥石等矿物充填的微破裂,发育石英、方解石等矿物薄膜或擦痕线理的微破裂和既无矿物充填、也无矿物薄膜的微破裂等3种不同类型的脆性应变现象,它们依次代表早、中、晚和深、中、浅3个不同构造层次的脆性变形.初步分析表明脆性变形阶段存在有以南东东-北西西向为主导的挤压作用、北东-南西向的区域挤压作用、南北向挤压作用和垂向伸展作用等4期构造应力场.郯庐断裂东侧的现代构造应力场在区域上具有极大的稳定性.在脆性和脆-韧性转换带,制约苏鲁高压-超高压变质带侵位的主导应力作用方式为自南东东往北西西方向的挤压,它在时间和空间上具有一定的稳定性.

中国大陆科学钻探主孔100~2000m岩石弹性波速度:对地震深反射的约束81-96

摘要:在常温常压条件对中国大陆科学钻CCSD主孔岩心的700样品进行了弹性波速度测量,并建立了主孔2000m的波速(VP和VS)连续剖面,为检验地球物理模型的合理解释提供了岩石物理学方面的宝贵资料.主孔中新鲜榴辉岩纵波速度(VP)最大(7.86km/s),正副片麻岩波速最小,又分别为5.53km/s和5.71km/s,榴辉岩的波速随着退变质作用的增强而明显减小.主孔2000m总平均VP速度为6.2km/s,它与地球物理探测方法获得的大别-苏鲁造山带上地壳具有6.2~6.3km/s高速层结论是一致的.大部分岩石具有明显地震波各向异性.水饱和度使岩石纵波(VP)速度和剪切波速度(VS)分别增加19%和6%,而使VP的各向异性降低3%~4%.不同岩性界面的反射系数(RC)是产生地震反射的主要原因.金红石榴辉岩与片麻岩之间具有很高的反射系数(0.24~0.31).韧性剪切带中糜棱岩化片麻岩和面理化榴辉岩使岩石各向异性和反射强度明显增加.岩石微裂隙与主孔原位波速变化有密切关系.饱水岩石速度(VP和VS)可以代表CCSD主孔原位状态的地震波速度.上述成果为本区地震反射体成因提供了重要的岩石物理性质约束.

韧性剪切带中片麻岩和超高压榴辉岩变形特征及其与地震波速各向异性的关系:来自中国大陆科学钻探(CCSD)680~1200米岩心的证据97-108

摘要:中国大陆科学钻探(CCSD)680~1200米区段发育了多个韧性剪切带,带中主要岩石类型包括片麻岩和超高压榴辉岩.片麻岩中的变形石英、面理化榴辉岩中的拉长石榴石和绿辉石的应变轴比都表现为X>Y>Z,Flinn系数分别为0.11~0.27、0.22~0.23和0.23~0.24.随着糜棱岩化作用的增强,变形石英的C轴组构由Z轴极密逐渐向Y轴极密和叶理面上的大圆环带转变.在常温常压下测试了样品的波速,计算出片麻岩Vp和Vs的各向异性分别为30.17%~60.97%和11.52%~35.79%,榴辉岩Vp和Vs的各向异性分别为0.17%~11.19%和2.41%~6.70%.影响各向异性的主要因素有岩石的结构构造、矿物的晶格优选方位(LPO)、形态优选方位(SPO)和定向微裂隙.随着糜棱岩化作用的增强,岩石的P波各向异性逐渐升高.变形岩石中的黑云母、石英、绿辉石的LPO和SPO是地震波各向异性的主要控制因素.饱水后的片麻岩样品的P波各向异性明显低于干燥片麻岩样品.在东海钻井中的强反射带主要是由于不同岩层之间的波阻抗差异而造成的,榴辉岩/强退变榴辉岩和黑云斜长片麻岩之间的接触界面会产生较强的地震深反射.此外,与LPO相关的地震波各向异性会增强地震波的反射,所以韧性剪切带中的糜棱岩化片麻岩可能是地震反射的良好载体.韧性剪切带中岩石弹性波速度的强各向异性对地震反射成果的解释提供了重要的约束.

中国大陆科学钻探主孔100~2000m岩石热导率及其各向异性:对研究俯冲带热结构的启示109-118

摘要:系统研究了中国大陆科学钻探工程主孔100~2000米岩石的热导率和生热率特征.初步研究了岩石热导率随矿物组成的变化关系、岩石热导率的各向异性及其影响因素.主孔2000米的岩心热导率介于1.873~4.062 Wm-1 K-1之间,平均热导率2.967 Wm-1 K-1.整体上热导率出现的频率主峰分布在2.8~3.0 Wm-1K-1.榴辉岩热导率随着其退变质程度的增加而降低,新鲜榴辉岩热导率集中分布于3.6~3.7 Wm-1K-1,角闪石化榴辉岩的热导率分布在3.1~3.2 Wm-1K-1,强退变的榴辉岩热导率分布于2.4~2.5Wm-1K-1.片麻岩热导率主要分布于2.8~3.0Wm-1K-1.从垂向上看,主孔100~735米主要由榴辉岩组成,热导率整体比较大,平均3.265 Wm-1K-1;1200~1600米主要以花岗质片麻岩为主,热导率比其它层位偏低,平均2.755 Wm-1K-1.通过对面理发育的样品进行测试,东海地区各类岩石的热导率具有较明显的各向异性.榴辉岩和片麻岩热导率的各向异性平均值分别为4.66%和22.99%,超基性岩的热导率平均值为3.322Wm-1K-1,各向异性16.08%.岩石热导率在垂直于面理的方向上具有最小值,在平行于面理的方向上具有最大值.上述资料对超高压地体热结构特征的研究提供了重要数据基础.

中国大陆科学钻探主孔100~2000米超高压变质岩中的钛矿化119-126

摘要:中国大陆科学钻探工程100~2000 m的岩心、矿心的观察、编录揭示主要有经济价值的含钛相是金红石,其次是钛磁铁矿.主要含矿岩石是普通金红石榴辉岩和石英金红石榴辉岩,其次有多硅白云母金红石榴辉岩,蓝晶石金红石榴辉岩,金红石黑云绿帘纤闪石岩(退变的石榴辉石岩)和金红石-含钒钛磁铁矿榴辉岩.划分了四个矿化层位.金红石在矿层中的含量一般为2%~5%(体积),多者高达8%~10%.金红石的TiO2含量在95%(重量)以上,多产于石英榴辉岩、多硅白云母榴辉岩中.钛磁铁矿的TiO2含量在49%~55%(重量),钛磁铁矿多见于黄铁矿-金红石-钛磁铁矿榴辉岩(546~608 m岩性段)中,含钛磁铁矿5%~25%,石榴单辉橄榄岩(608~683 m岩性段),含钛磁铁矿达5%~10%和第三含矿层中局部黑云绿帘角闪岩夹层内,含钛磁铁矿可达6%.30个榴辉岩和超铁镁质岩中8种主要造岩矿物148个点的电子探针分析结果揭示:榴辉岩可分为壳源和幔源两大类,钛磁铁矿富含V、Ni、Cr说明来自幔源,大部分金红石则来自壳源榴辉岩,它们的原岩是曾经居留地表的基性火成岩,在深俯冲的过程中经超高压变质成为含柯石英的榴辉岩.岩石薄片中金红石和柯石英的假像共存于同一石榴石或绿辉石晶粒中,也见金红石粒内有"柯石英"假象,这清楚说明金红石结晶于超高压的峰期变质阶段,在后继的变质地体隆升过程中,钛磁铁矿和金红石都有退变质成为钛铁矿和榍石的种种岩石记录,因此,退变质作用势必导致钛矿品位的降低.

中国大陆科学钻探孔区三维地震资料的初步解释127-138

摘要:利用中国大陆科学钻探岩心、测井与VSP资料来标定地震反射体,大大提高了大陆科学钻探孔区地质构造解释的可信度.超高压变质带地壳波速特征主要表现在上地壳顶部的高速层,其厚度一般小于10km;其下方正常的中下地壳波速结构反映了中新生代地壳的拉张与伸展.孔区三维地震拱形反射由榴辉岩及切穿它们的晚期破碎带共同形成的.在CCSD主孔东南方深部重力高部位有多个这样的拱形反射,预示在地表陡倾榴辉岩的延伸方向还有多个一定规模的隐伏榴辉岩体.孔区广泛发育韧性剪切带,韧性剪切带产生强反射的主要机制是韧性剪切复合岩套,由糜棱岩和经剪切错动产生的表壳岩片互层组成.三维地震调查提供了三维的反射地震波场,使揭示孔区三维的地质构造成为可能.450ms以上的时间切片与地表地质构造和地磁异常相关,而1000~1200ms的时间切片与深部重力异常相关,主要反映由隐伏榴辉岩体产生的反射波场.根据上述研究结果,编制了沿三维地震主剖面的推断地质构造图.

中国大陆科学钻探孔区反射地震剖面的数值模拟与分析139-148

摘要:本文初步分析了苏鲁超高压变质带大陆科学钻探孔区的地震波速度结构,在此基础上对在东海孔区三维反射地震勘探过井孔的NNW-SSE主剖面和该周围地区的DH99二维反射地震剖面进行了数值模拟分析.结果表明,数值理论模拟结果与三维反射主剖面地震波到时吻合良好,模拟法能实现有效的时深转换,也表明数值模拟中采用的速度结构是合理的.东海钻井孔区实施反射地震勘测,所得地震记录剖面图是单一P波记录,在超高压变质岩区反射地震记录图中S波的影响甚微.DH99二维反射地震剖面的模拟结果表明东海孔区2000米深度以上的密度,波速结构不随深度加大而变化;而且苏鲁超高压变质岩区地表浅层的地震波速和密度较高,是高速高密地区.岩心结果反映的反射地震阻抗差大的地段,数值模拟的理论剖面上强反射面与孔区反射地震剖面图中的强反射体基本吻合.它意味着在非沉积层的结晶岩区,反射地震勘测手段是研究地下复杂结构的有效方法.数值模拟方法可以进一步提取地震反射记录信息,是利用地震反射方法研究地球构造的一种有效的方法.

苏鲁造山带区域地壳山根结构特征149-156

摘要:本文利用苏鲁大别造山带及其邻区的三维P波速度资料,详细对比研究了苏鲁与大别超高压变质带莫霍面深度和深部P波速度结构分布特征.结果表明,尽管苏鲁、大别超高压变质带都具有上地壳明显高速且上凸;中地壳增厚;下地壳埋藏较深且下凹等共同的P波速度结构特征,与大别地区相比较,苏鲁超高压变质带还存在着独特的区域性特征.从地貌上看,苏鲁地区山脉已经基本消失.苏鲁超高压变质带的地壳厚度为32~33公里,深于其周围地区2~3公里,但是莫霍面下凹程度远不如大别地区,造山带地壳山根已逐步趋向消失.苏鲁地区上地壳P波速度高于大别,比其周围地区约快1~1.2km/s,有可能显示了该区有更多高速、高密度的超高压变质岩折返到上地壳与地表的岩石物性效果.大别造山带山脉依然存在,莫霍面下凹更明显,沿NWW向串状残留地壳山根最深为37~38公里,深于其周围地区3~4公里.对比研究结果表明,由于区域构造运动的作用,苏鲁大别造山带中的不同地段,在其造山、演化过程中也存在着差别.苏鲁的造山运动起始虽略晚于大别,但结束的更快,比大别更早进入了造山运动的后期.分析促使苏鲁造山运动进程加速的主要构造原因可能有两点,郯庐断裂带的左旋走滑运动以及通过中国华北区域的大范围NW-SE向扩张应力场的影响.大区域构造背景加速了苏鲁造山带地表高山侵蚀过程的同时,随着山根浮力的不断减弱,地壳深部山根逐渐趋向消失.地壳速度结构特征有可能反映了苏鲁造山带的地壳山根随着地表山脉的侵蚀而减弱,趋向消失的过程.

上地幔三维S波速度结构与大别苏鲁超高压变质带俯冲折返机制探讨157-164

摘要:本文分析了中国东部的上地幔剪切波速度结构及其与超高压变质岩带之间关系的构造意义.结果表明,在华北块体下面150km深处的速度高于扬子块体的速度值.大别-苏鲁造山构造带下面存在着一条地震波速度变化带.苏鲁、山东半岛下面的速度分布与大别造山带下面的速度分布处于同一个速度等值区域上.横跨大别造山带的南北走向速度结构剖面上,在100km以上的地壳和上地幔区域,华北块体下与扬子块体下面的速度均略低平均值.100km以下,大别造山带南北两侧的扬子与华北块体下面的速度结构分布形态大相径庭.华北下面的波速高于扬子块体下面的波速.大别造山带下呈现速度异常,界线的南侧,有一个略低于零速度的负波速异常区,呈现由南向华北块体的下方斜冲形态,下冲角度大约为30°,其先端部位下冲深达300多公里,其零速度等值线的分布区,斜向下延伸超过400km.在速度结构变化分界线的北侧,一个零速度值的分布区带,呈现出从由100多公里深处从北向南朝地表面斜上冲形态.这些速度结构成像的几何形态可能意味着200Ma前大别超高压变质岩带的形成与演化的俯冲、折返的构造运动在上地幔和岩石圈中留下的'痕迹'.

中国大陆科学钻探主孔(0~2000m)地球物理测井165-178

摘要:中国大陆科学钻探测井使用了先进的ECLIPS5700成象测井设备,20多种测井方法,原位获取了钻孔剖面岩石的各种物理化学参数、钻孔几何形态、钻孔几何形态参数和井壁图像.建立了结晶变质岩各种测井物性参数剖面.主要有:三种探测深度不同的电阻率[双侧向(RD、RS)、微球聚焦(RMSF)]、自然电位(SP)、自然伽马(GR)、自然伽马能谱(U、Th、K、SGR、CGR)、岩性密度(DEN,Pe)、中子孔隙度(CNL)、多极阵列声波(Vp、Vs、Vst)、超声成象(CBIL)、微电阻扫描成象(MFI伽马(GR)、自然伽马能谱(U、Th、K、SGR、CGR)、岩性密度(DEN,Pe)、中子孔隙度(CNL)、多极阵列声波(Vp、Vs、Vst)、声成象和微电阻扫描成象(STAR-Ⅱ)、井温(T)、磁化率(MS)、井液电阻率(Rm)、井径(CAL)和井斜(DAZ、DEV)等.测井响应特征分析研究表明,测井响应变化明显,丰富多彩.可根据测井响应分析发现、识别超基性岩、榴辉岩、角闪岩和正、副片麻岩等主要岩性、分层和恢复岩心缺失井段岩性,研究变质岩源岩和变质环境.包括自然伽马、自然伽马能谱、岩性密度和中子孔隙度(含氢指数)测井的核测井系列在识别和重构变质岩剖面中扮演着举足轻重的角色.科学准确地解决了利用成象测井资料恢复岩心空间位置的难题,国内首次完成了长井段(CCSD-MH孔100~2000米)岩心深度和方位测井归位.给出了钻孔剖面岩层的面理、裂隙、断层和脉体的大小、深度和方向各种构造参数.成果为研究超高压变质带的折返等地下构造问题提供重要的基础资料.还利用测井资料探讨了地震反射体的性质、地应力的大小和方向,及地温梯度、热产率和热流值的分布等.

中国大陆科学钻探主孔0~2000米的N2、Ar和He流体地球化学179-184

摘要:CCSD主孔泥浆中He的含量在0.0006~0.029%之间变化,平均含量是9.7×10-4%,N2的含量在75.5~88.7%之间变化,平均含量是81.10%,Ar的含量在0.126~1.13%之间变化,平均含量是0.94%,N2/Ar比值在71.11~622.22之间变化,平均值为86.72.依据泥浆解吸气体中的N2、Ar、He浓度和N2/Ar比值与井深关系曲线,300m以下的主孔剖面可以分为6个区段:300~469m,469.5~891 m,891.5~1174 m,1203.5~1492 m,1520~1773 m,1773.5~2045 m.300~469m和1520~1773 m区段未见明显的外来流体加入,469.5~891 m、891.5~1174 m、1203.5~1492 m和1773.5~2045 m泥浆流体中可能有地下流体异常存在.根据N2/Ar比值的变化,首次报道了大陆科学钻钻进过程中存在N2、Ar异常.泥浆中N2、Ar和He含量的地球化学特征表明,泥浆的主要成分是富Ar的浅部循环大气降水(大气混染泥浆),大气N2、Ar的带入占泥浆气体的主要部分.从300 m到2045 m的钻进过程中,由于深部地震-构造作用,可能导致多种来源地下流体加入.

中国大陆科学钻探主孔0~2000米流体剖面及流体地球化学研究185-191

摘要:地下深部流体的来源与演化的研究已成为国际地球化学领域的探索前沿和研究热点之一,中国大陆科学钻探(CCSD)为开展深部流体地球化学研究提供了珍贵的样品,构建了探索地下流体的研究平台.文中给出了中国大陆科学钻探(CCSD)主孔He、Ar、N2、O2、H2、CH4、CO2流体地球化学剖面.CCSD主孔CH4浓度的变化与H2浓度的升降没有显著相关性;CO2浓度的变化与钻井条件下的氧含量无显著相关性;CO2浓度与CH4浓度的关系有三种情况:CO2浓度与CH4浓度不相关、CO2浓度与CH4浓度负相关、或CO2浓度与CH4浓度正相关;氦浓度的增加与CO2和CH4浓度的上升呈现一定的正相关.大气中N2、O2、Ar浓度太高,掩盖了井中N2、O2、Ar气体组分浓度变化,通常情况下N2、O2、Ar浓度变化难以作为深源气体的判据.CCSD流体与KTB流体中氧-氮关系基本一致,氧、氮线性相关(r=0.97),表明这两种气体主要来源于大气.KTB中的CH4与乙烷、N2表现出非常强的线性关系,而在CCSD流体中CH4与乙烷、N2之间不存在线性相关性.两个地区间的流体成因、围岩相互作用机理等方面可能有所不同.在CCSD主孔中,目前已发现存在大量的CO2,及少量CO、CH4、C2H6、C3H8、C4H10和He、N2等气体.已确定300~2000米主孔出现多处来自于地下的气体异常,包括甲烷和C2~C4等烃类气体,一氧化碳与二氧化碳,稀有气体氦.根据流体各组分间相关性研究,可以判定异常中氧主要来源于大气,N2、Ar和CO2有一部分源于大气,一部分来源于地下.在流体显著异常时,甲烷等烃类气体、氦、一氧化碳和绝大部分CO2来源于地下.出现显著地下流体异常处,在岩石中存在裂隙、晶洞、破裂面、断层;它们作为流体迁移通道或存储空间,可能是流体存在的必要条件.某些CO2和He气异常与碳酸盐和铀矿石等围岩密切相关.

《岩石学报》投稿须知192-192