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期刊信息

吉林大学学报(地球科学版)
ISSN 1671-5888
CN 22-1343/P
主 任:蒋 函
编 辑:邱殿明 王晓丽
    刘 莉
电 话:0431-88502374
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2020年, 第50卷, 第4期 刊出日期:2020-07-26
上一期   
地质与资源
辽东弓长岭—岫岩地区古元古界辽河群变沉积岩的物源及构造背景
王成志, 董永胜, 王鹏森, 陈木森, 白雪瑞
吉林大学学报(地球科学版). 2020 (4):  941-956.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20190225
摘要 ( 70 )   [HTML] ( )
辽东弓长岭—岫岩地区位于胶—辽—吉造山带东段,区内发育厚层古元古代变质沉积岩系,本文对这些变质沉积岩进行了岩相学和U-Pb年代学等方面的研究。岩相学特征显示这些岩石变质程度普遍偏低,多为绿片岩相变质条件,未发现高级特征变质矿物。岩石中主要矿物颗粒为石英,其中北辽河群碳酸盐矿物较为发育。根据辽东弓长岭-岫岩地区古元古代变沉积岩碎屑锆石阴极发光(CL)图像,这些锆石普遍具有清晰的振荡环带和较高的Th/U值(>0.3),表明其原岩来自岩浆岩。结合LA-ICP-MS U-Pb年代学,得到里尔峪组、高家峪组、大石桥组和盖县组碎屑锆石分别呈现出2 159、2 500、2 189/2 530和2 044/2 197 Ma的年龄峰值,表明其沉积物来源于古元古代花岗质岩石和相邻的太古宙杂岩。结合前人资料,本文认为南、北辽河岩群形成于相同的环境并经历了相同的构造演化过程,古元古代弧-陆碰撞模式可能更适用于胶—辽—吉造山带的构造演化。
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致密砂岩层内强钙质胶结物成因机制及其意义——以鄂尔多斯盆地三叠系延长组长7油层组为例
崔景伟, 朱如凯
吉林大学学报(地球科学版). 2020 (4):  957-967.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20180260
摘要 ( 40 )   [HTML] ( )
通过岩心和薄片观察,利用荧光显微镜、阴极发光显微镜、同位素质谱仪、冷热台等设备,对鄂尔多斯盆地长7油层组强钙质胶结砂岩及其附近含油砂岩开展研究。结果表明:钙质胶结是致密砂岩储层含油非均质性的主要因素,胶结期次主要为一期;簇同位素揭示该期钙质胶结物的形成温度为18~42℃,对应地质时代为中晚三叠世—中侏罗世,为早成岩期产物,推测与盆地早期小规模构造运动相关;相邻的含油砂岩中油气包裹体伴生的同期盐水包裹体的均一化温度为90~120℃,结合盆地模拟揭示油气主要为一期充注,充注期为100~130 Ma,处于早白垩世;长7油层组不含油致密砂岩内钙质胶结物形成时间早于含油砂岩内石油的充注时间。
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西湖凹陷平湖组不同煤系烃源岩热解生烃差异及其在油气勘探中的应用
谭思哲, 侯凯文, 覃军, 汤睿, 杨敏
吉林大学学报(地球科学版). 2020 (4):  968-978.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20190168
摘要 ( 23 )   [HTML] ( )
本文以西湖凹陷平湖组不同煤系烃源岩(煤、炭质泥岩和暗色泥岩)为研究对象,通过封闭体系黄金管-高压釜生烃动力热模拟实验,查明了3种煤系烃源岩生烃产物、产率特征及生烃演化规律的差异。研究结果表明:在西湖凹陷平湖组煤系烃源岩中,煤、炭质泥岩和暗色泥岩均具有很高的产气态烃能力和较高的产液态烃能力,但不同岩性样品的生烃演化模式存在一定差异。炭质泥岩生烃最早,生烃强度最大;煤居次,生烃稍晚,生烃强度稍低;暗色泥岩生烃最晚,生烃强度最低。根据热解生烃特征,指出西湖凹陷具有煤成油的勘探潜力,西部斜坡带是找油的有利区域。
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鄂尔多斯盆地Y区块长6致密油层裂缝特征
康立明, 任战利, 张林, 魏斌, 王武兵
吉林大学学报(地球科学版). 2020 (4):  979-990.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20190131
摘要 ( 24 )   [HTML] ( )
长6致密油层是鄂尔多斯盆地Y区块的主力产层,裂缝发育。目前单井产能低,水淹和水窜现象严重,部分水井注水困难,严重影响了开发效果。为了解决影响开发效果较为严重的裂缝问题,本文通过野外露头和岩心宏观、微观观察,注水指示曲线和压力降落试井资料分析,应力测定,停泵压力梯度与上覆应力梯度关系研究,结合沉积环境,对天然裂缝、人工裂缝发育特征,人工裂缝影响因素,天然裂缝对人工裂缝性质的影响、人工裂缝形态及分布规律等方面进行研究。结果表明:研究区长6油层宏观裂缝主要是以垂直缝为主的区域性构造裂缝,微裂缝主要是以水平缝为主的成岩缝;人工裂缝主要受控于天然裂缝,天然裂缝主要受控于砂体厚度与泥质体积分数,砂体厚度越薄越易形成天然裂缝,泥质体积分数越高越易形成变形构造。
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临兴地区山西组致密砂岩气开采潜力地质评价方法
吴蒙, 朱超, 秦云虎, 秦勇, 申建, 赵恒, 朱士飞
吉林大学学报(地球科学版). 2020 (4):  991-1002.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20190151
摘要 ( 28 )   [HTML] ( )
为了进一步开发煤系致密砂岩气,对影响致密砂岩气开采潜力的各种因素进行了综合研究,确立了临兴地区山西组致密砂岩气开采潜力评价的3个二级指标(富集、高渗及可采性)及10个三级指标。根据层序地层体系域发育程度,采用模糊决策两两矩阵和灰色关联分析相结合的方法建立了致密砂岩储层评价模型,利用层序地层单元对砂岩储层进行评价,实现了有利储层的精细划分。结果表明:两两矩阵方法与灰色关联分析方法相结合既提高了"高渗"类别6个三级指标数据之间的关联性,又减少了两两比较法的主观性对参数权重产生的误差;结合层序地层体系域中煤、砂体展布规律,使储层划分、评价更加准确。研究区西南部为山1段开采潜力富集区,东北部为山2段开采潜力富集区。
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基于数字岩心分形特征的渗透率预测方法
杨坤, 王付勇, 曾繁超, 赵久玉, 王聪乐
吉林大学学报(地球科学版). 2020 (4):  1003-1011.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20190148
摘要 ( 17 )   [HTML] ( )
基于数字岩心技术,对岩心CT扫描图像进行处理,结合分形理论求取数字岩心的分形特征参数并通过构建数字岩心的等效分形介质模型对岩心渗透率进行预测。首先对两块砂岩岩心进行了微米CT扫描,提取岩心孔隙网络模型,分析岩心孔隙结构特征,结果表明岩心的孔喉半径分布与孔喉配位数分布对岩心渗透率有一定影响;其次利用MATLAB、Image J等软件对CT扫描得到的数字岩心及帝国理工学院网站公开的数字岩心进行处理,基于分形理论求取数字岩心分形维数、迂曲度、迂曲度分形维数和最大孔隙直径等参数;最后基于分形渗透率模型对岩心渗透率进行预测。结果表明:预测渗透率与岩心渗透率具有良好的相关性,相关系数大于0.97。因此,基于数字岩心技术,通过构建数字岩心等效分形介质模型,可以有效预测岩心渗透率。
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胶东牟乳成矿带范家庄金矿床成矿流体特征及其地质意义
王勇军, 刘颜, 黄鑫, 徐昌, 沈立军, 张业智, 张兆民
吉林大学学报(地球科学版). 2020 (4):  1012-1028.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20180339
摘要 ( 20 )   [HTML] ( )
牟乳成矿带是胶东半岛金矿集区三大金成矿带之一,但带内金矿床的成矿流体来源仍存在着较大分歧。范家庄金矿床是近年在该成矿带内新发现的金矿床,其成矿流体的研究较为薄弱。鉴于此,本文从流体包裹体和H-O同位素研究入手,结合矿床地质特征,对范家庄金矿床的成矿流体和矿床成因进行探讨。金矿体主要产于侏罗纪弱片麻状黑云母二长花岗岩内,呈脉状、透镜状,受断裂构造控制明显。该矿床热液成矿期可分为3个成矿阶段:石英-粗粒黄铁矿阶段(成矿早阶段)、石英-金-多金属硫化物阶段(主成矿阶段)、石英-碳酸盐阶段(成矿晚阶段)。流体包裹体岩相学特征显示,矿床中的原生包裹体以气液两相包裹体和纯液相水溶液包裹体为主,另有少量含CO2三相包裹体。显微测温结果显示,成矿早阶段和主成矿阶段的均一温度分别为167.2~297.5℃和168.4~253.6℃,盐度(w(NaCl))分别为3.55%~22.65%和2.58%~12.05%,密度分别为0.77~1.06 g/cm3和0.84~1.02 g/cm3,具有中低温、中低盐度、低密度的特征,与中温热液成矿系统流体特征相一致。对成矿压力和深度的估算表明,主成矿阶段的成矿压力为45.8~68.7 MPa (平均为52.8 MPa),成矿深度为5.38~6.71 km (平均为5.93 km),显示出中浅成成矿的特点。成矿流体H-O同位素示踪显示,成矿早阶段流体的δDH2O-SMOW值介于-96.9‰~-89.0‰之间,δ18OH2O-SMOW值介于-4.3‰~4.5‰之间;主成矿阶段的δDH2O-SMOW值介于-90.7‰~-85.3‰之间,δ18OH2O-SMOW值介于-5.4‰~-0.2‰之间。由此认为,范家庄金矿床的成矿流体来源于岩浆水与大气降水的混合,且随着成矿流体的演化,大气降水的混入比例增加。综合矿床地质特征和成矿流体研究,认为范家庄金矿床应属中温热液脉型金矿床。
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LA-ICP-MS原位分析白钨矿稀土元素
郝宇杰, 商青青, 任云生, 刘小禾, 陈聪
吉林大学学报(地球科学版). 2020 (4):  1029-1041.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20190111
摘要 ( 36 )   [HTML] ( )
白钨矿是各类矿床中较为常见的副矿物,通过分析白钨矿的稀土元素质量分数及其标准化配分模式图,可为矿床成矿流体特征及演化提供重要的判别依据。本文对东北地区羊鼻山矽卡岩型矿床和杨金沟热液脉型矿床两个典型钨矿床的白钨矿样品中的稀土元素进行了激光剥蚀-电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)原位分析。其中:羊鼻山矽卡岩型矿床白钨矿LA-ICP-MS分析方法所获得的稀土元素配分曲线模式与前人用传统的溶液-ICP-MS分析方法所获得的结果完全吻合,表明采用剥蚀束斑44 μm和剥蚀频率7 Hz的193 nm ArF激光器,NIST 610作外部标样,Ca作内标元素,对基体效应影响最小,所获数据可靠,方法可行;而杨金沟热液脉型矿床白钨矿溶液-ICP-MS分析方法与LA-ICP-MS分析法所获得结果既具有相似性又具有差异性。原因在于羊鼻山白钨矿的成因类型为矽卡岩型、粒度较小且形成时间短,因此不同矿物颗粒间、同一矿物不同部位间稀土元素的配分模式一致;而杨金沟白钨矿的成因类型属于热液脉型、粒度较大、沉淀结晶时间长,因此同一矿物不同部位的稀土元素的配分模式因成矿流体早晚阶段不同而不同。基于以上对比研究发现,无论是在取样和测试过程方面,还是数据准确度方面,相比传统溶液-ICP-MS分析法,LA-ICP-MS原位分析法均具有明显的优势,主要表现在样品形式简单、粒度和质量分数要求低、测试周期短、费用低且结果精确度高;同时其可对不同成矿阶段或白钨矿不同部位成分进行精细测定,从而得出不同成矿阶段或白钨矿不同部位的稀土元素质量分数,以及在更高的空间分辨率下获得更详细准确的数据信息。此外,对白钨矿(尤其是无明显环带者)进行LA-ICP-MS原位分析时,既可采用电子探针微量分析(EPMA)准确测定Ca的质量分数,也可直接采用标准化学式计算Ca的质量分数,分析所得数据同样可以获得合理的地质解释。
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大兴安岭下嘎来奥伊铅锌矿床钾长花岗岩的岩石成因及地质意义
余长胜, 杨言辰, 韩世炯, 杨昆林, 宋朝阳, 张易航, 王旺
吉林大学学报(地球科学版). 2020 (4):  1042-1058.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20190205
摘要 ( 32 )   [HTML] ( )
下嘎来奥伊铅锌矿床位于黑龙江省西北部,大地构造位于额尔古纳地块额木尔山隆起带南缘与大兴安岭火山岩带北缘接合部位的西段。研究区广泛分布大面积不同期次侵入岩,矿体产于中酸性浅成侵入岩及其与大理岩接触带——矽卡岩带中。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明,下嘎来奥伊钾长花岗岩成岩年龄为(168.9±2.1)、(165.9±2.1) Ma,认为其成矿时代为中侏罗世。元素地球化学测试结果显示,下嘎来奥伊钾长花岗岩属于准铝质-弱过铝质碱性系列;岩石具有高Si、K、碱和贫Al质量分数的特征;A/CNK值为0.97~1.02;锆石饱和温度介于760~851℃之间,平均温度为811℃,具A型花岗岩特征;稀土元素特征表现为轻稀土富集、重稀土相对亏损,富集大离子亲石元素(Rb、K)和高场强元素(Th、U、Zr、Hf),亏损高场强元素(P、Ti、Nb、Ta),具Eu负异常(δEu值为0.01~0.27)。下嘎来奥伊钾长花岗岩w(Sr)=(13.20~62.80)×10-6,平均值为38.95×10-6w(Yb)=(2.44~7.81)×10-6,平均值为4.50×10-6,属于低Sr高Yb质量分数型花岗岩。结合区域大地构造背景及相关研究认为,矿区钾长花岗岩的形成与中侏罗世蒙古—鄂霍茨克洋闭合所形成的伸展环境密切相关。
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青海同仁兰采地区花岗闪长岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学、地球化学特征及其地质意义
任文恺, 王生云, 陈礼标, 吴少锋, 张海青
吉林大学学报(地球科学版). 2020 (4):  1059-1074.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20180228
摘要 ( 34 )   [HTML] ( )
西秦岭造山带发育北西向展布的同仁—泽库构造岩浆岩带,位于青海同仁县以西兰采地区的花岗闪长岩是该构造岩浆岩带的一部分。本文对兰采地区的花岗闪长岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学及地球化学特征研究。结果表明:兰采地区花岗闪长岩的结晶年龄为(231.4±2.9) Ma (MSWD=0.024),即形成于晚三叠世早期;稀土元素总量为138.76×10-6~197.19×10-6,具有右倾的稀土元素配分模式,富集轻稀土而亏损重稀土((La/Yb)N值为11.53~17.19),Eu具有负异常;富集Rb、K、Th、U等大离子亲石元素,相对亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素,Sr、Ba、P呈明显负异常,属于准铝质、高钾钙碱性系列I型花岗岩类。结合区域地质及前人研究成果,认为兰采地区花岗闪长岩的源区物质为变基性岩类,幔源岩浆的参与可能对该岩体的形成具有重要意义,形成于以整体挤压为主、局部剪切伸展为辅的地壳逐渐加厚的动力学背景下。
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西准噶尔萨吾尔地区吉木乃组火山岩锆石U-Pb年代学、地球化学特征及构造背景
葛海龙, 张艳, 王圣柱, 杨凯凯, 刘晓康, 边伟华
吉林大学学报(地球科学版). 2020 (4):  1075-1089.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20190126
摘要 ( 21 )   [HTML] ( )
西准噶尔萨吾尔地区吉木乃组为一套以火山碎屑岩、火山熔岩、沉积岩为主的火山-沉积地层。对该剖面顶部玄武安山岩进行LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果表明,吉木乃组顶部火山岩结晶年龄为(294.0±1.4) Ma,为早二叠世。结合吉木乃组内古生物化石组合,将其时代归属为晚石炭世—早二叠世。该组火山岩w(SiO2)介于48.10%~54.35%之间,主要为玄武岩、玄武安山岩;w(TFeO)为7.38%~10.92%,w(MgO)为3.35%~5.16%,Mg#介于41.02~55.05之间,主要为拉斑系列。稀土分配模式呈右倾型,轻稀土富集((La/Yb)N为4.00~6.04)且重稀土轻微分异((Gd/Yb)N为1.68~2.26),δEu=0.91~1.07,δCe=0.91~1.06。微量元素蛛网图上表现为大离子亲石元素(Rb、Ba、Sr、P)富集,除样品JM2和JM3外均表现为高场强元素(Nb、Ta、Ti)相对亏损的特征。大部分样品(Th/Nb)N值介于1.39~2.10之间,Nb/La值介于0.39~0.74之间,显示样品受到岩石圈地幔和地壳的轻微混染。吉木乃组火山岩Zr/Y值以及微量元素质量分数较高,结合相关判别图解,该组火山岩形成于后碰撞构造背景,是源于软流圈地幔的玄武质岩浆上涌,在上升过程中受到岩石圈地幔和地壳轻微混染后的产物。
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内蒙古林西上二叠统林西组碎屑锆石LA-ICP-MS年代学及其构造意义
张健, 张德军, 郑月娟, 陈树旺, 张海华, 苏飞, 黄欣
吉林大学学报(地球科学版). 2020 (4):  1090-1103.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20180230
摘要 ( 32 )   [HTML] ( )
为厘清内蒙古林西县会长地一带出露的一套生物化石匮乏的砂砾岩组合的地质时代、地层归属及其碎屑物质来源,进而探讨西拉木伦河缝合带的形成演化,对研究区砂岩样品进行了碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学研究。测试结果主要分布在6个年龄区间:(285±4)~(246±4) Ma (峰值为264 Ma)、(317±5)~(293±4) Ma (峰值为310 Ma)、(610±10)~(344±6) Ma (主峰值为423 Ma)、(992±14)~(907±13) Ma、(1 467±18)~(1 424±22) Ma、(1 948±14)~(1 768±16) Ma,另具3颗年龄分别为(1 171±17)、(1 238±17)和(2 443±31) Ma的锆石。锆石CL图像与Th/U值共同指示绝大多数锆石为岩浆结晶锆石。264 Ma的峰值年龄限定了地层的沉积下限为晚二叠世,应属林西组;沉积物源区示踪显示砂岩沉积时具佳蒙板块(北方地块群)与华北板块两个物源区,指示佳蒙板块(北方地块群)与华北板块于晚二叠世时已拼合,拼合位置为西拉木伦河一线。
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地质工程与环境工程
吉林省西部湖泊地带苏打盐渍土溶陷性
高金花, 徐阳, 闫雪莲, 王岩, 杨金良
吉林大学学报(地球科学版). 2020 (4):  1104-1111.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20180197
摘要 ( 26 )   [HTML] ( )
吉林省西部苏打盐渍土的溶陷性是该地区河湖连通工程无衬砌渠道的主要工程问题之一,研究苏打盐渍土溶陷特性可为渠道溶陷防治提供依据。以乾安县内湖泊规划渠道经过的盐渍土区为研究对象,通过原状土的室内溶陷试验,得到了苏打盐渍土溶陷系数随压力变化的规律,分析了深度150 cm以上土壤溶陷系数随深度变化的关系。结果表明:苏打盐渍土在200 kPa的压力下,首次遇水时产生最大的溶陷变形量,溶陷系数最大,溶陷性最强,随着压力增大,溶陷系数降低;深度30 cm以上和120 cm以下的土壤不具溶陷性,30~120 cm的苏打盐渍土具有轻微溶陷性;30 cm以上的土壤作为积盐层,高浓度的交换性Na+使得土壤颗粒聚结,孔隙比较低,土壤水分入渗受阻,渗流作用微弱,盐分不易溶解、流失;30~120 cm的土壤间理化性质的差异是造成盐渍土溶陷的原因之一,是渠道溶陷治理的关键区域。
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酸性矿山排水影响的水库沉积物微量元素地球化学特征
曹星星, 吴攀, 周少奇, 谢峰, 荣嵘
吉林大学学报(地球科学版). 2020 (4):  1112-1126.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20190015
摘要 ( 19 )   [HTML] ( )
为了解酸性矿山排水(AMD)影响下水库沉积物中微量元素的质量分数水平及其分布特征,对常年受酸性废水影响的贵州兴仁猫石头水库沉积物中26种微量元素的质量分数、相关性及控制因素进行了分析。结果表明:猫石头水库沉积物柱中Sr、Ba、Zr、V、Cr和As质量分数平均值超过了100 μg/g,其中As质量分数最高,平均值超过800 μg/g;Be、Ta、Co、Ag、Cd、Sn和Se质量分数的平均值都在5 μg/g以下;其他元素质量分数平均值则在10~60 μg/g之间。相较未受AMD影响的水系沉积物,研究区水库沉积物具有明显的As和Sb富集特征。水库沉积物中Li、Be、Rb、Sr、Cs、Ba、Sc、Y、Zr、Hf、Nb、Ta、Th之间存在显著正相关关系,而As与这些元素之间存在显著负相关关系。元素相关分析、因子分析及微量元素图解表明,Li、Be、Rb、Sr、Cs、Ba、Sc、Y、Zr、Hf、Nb、Ta、Th、Cr、Sb等元素受控于流域岩石化学风化和土壤物理侵蚀,这也是控制研究区元素分布最重要的因素,而Cu、Cd等重金属元素则与AMD对地层中元素的溶蚀析出和有机质等细颗粒物的吸附有关。另外,研究区重金属元素中,Cd、Cu、Pb、Cr、Zn的生态风险轻微,而As和Sb则具有很强的潜在生态风险。
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钙质砂水理性质及对岛礁淡水透镜体形成的影响
盛冲, 许鹤华, 张云帆, 张文涛, 任自强
吉林大学学报(地球科学版). 2020 (4):  1127-1138.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20180331
摘要 ( 13 )   [HTML] ( )
钙质砂的水理性质对岛礁地下淡水透镜体的形成至关重要。通过室内试验的方法从透水性、容水性和给水性3个方面对南海钙质砂的水理性质进行了研究,并在此基础上进一步结合数值模拟手段,探讨了上述相关性质对岛礁淡水透镜体形成的影响。结果表明:南海钙质砂多具有级配不良且不均匀的特征;其渗透系数通常在0.023~110 m/d之间,区域间差异较大,而孔隙度和给水度则主要集中在0.40~0.55和0.012~0.310之间,与同粒径范围的陆源砂相比,呈现出容水性好但给水性偏低的特征。钙质砂的水理性质对岛礁地下淡水透镜体形成的影响主要体现在流速、厚度、资源储量以及形成时间等方面,其中钙质砂的透水性越好,地下水中的流速越快,咸淡水间的混合作用越强,导致淡水透镜体的厚度越薄,储量越少;给水性则主要影响钙质砂中淡水透镜体的资源储量,对淡水透镜体的厚度及形状影响较小。
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抽出-处理技术抽出污染地下水——抽出效率及抽出终点
宫志强, 田西昭, 刘伟江, 陈坚, 康阳, 杨光, 党志文
吉林大学学报(地球科学版). 2020 (4):  1139-1150.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20190146
摘要 ( 22 )   [HTML] ( )
针对抽出-处理技术修复污染地下水过程中抽水井抽出效率随时间逐渐降低、抽出-处理技术运行终点(以下简称"抽出终点")难以确定的问题,提出通过评估抽水井抽出效率,以分段、多次优化抽水方案提高抽出效率、降低修复成本、减少修复时间为工作思路,利用层次分析法和专家打分法实现方案优化时间节点选择。以青海某铬盐厂为例,通过建立抽水方案优化时间节点评价指标体系,可定量分析方案优化时间节点,合理确定抽出终点。结果显示:第1次优化结果为抽水井抽出效率在20%~40%时应重新布设抽水方案(P3),即采用原抽水方案抽水100 d后需重新布设抽水井;第2次优化结果为抽水井抽出效率在20%~40%时应与其他修复技术联用(P7),即采用一次优化后抽水方案继续抽水300 d后需联合其他修复技术开展治理。经评估,2次优化可有效提高抽水井抽出效率,使修复时间缩短600 d,相同时间内含水层中六价铬去除率增加8.31%。
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广西合浦盆地干热岩资源成热条件及潜力评价
康志强, 张起钻, 管彦武, 冯波, 袁金福, 孙明行, 刘德民, 王新宇, 杨志强, 陆济璞, 张勤军, 冯民豪
吉林大学学报(地球科学版). 2020 (4):  1151-1160.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20200025
摘要 ( 34 )   [HTML] ( )
为了对广西合浦盆地干热岩资源成热条件及其潜力进行评价,利用广西航磁勘查数据,采用Parker-Oldenburg法反演计算了居里面深度。在此基础上进行大地热流密度值和不同埋深地温计算,发现计算结果与现有测温资料吻合,合浦盆地内西场凹陷和常乐凹陷具有干热岩资源成生条件。结合合浦盆地内基础地质调查资料和油气钻孔资料,分析了合浦盆地干热岩资源的储层和盖层条件。初步圈出2个位于西场凹陷和常乐凹陷的干热岩勘查靶区C1和C2,面积分别为167.10和72.90 km2,干热岩资源量分别为182.48×1015、77.59×1015 J。按20%的采收率,合浦盆地干热岩资源量可开采量为52.01×1015 J,折合标准煤177.48×104 t,占2018年广西全区能源生产总量3 756.69×104 t标准煤的4.72%。在资源量评价基础上,可优先考虑位于合浦盆地西场凹陷的C1靶区开展进一步的勘探工作。
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增强型地热系统采热性能影响因素分析
段云星, 杨浩
吉林大学学报(地球科学版). 2020 (4):  1161-1172.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20190041
摘要 ( 28 )   [HTML] ( )
为了综合分析增强型地热系统各参数对系统采热性能的影响,以及参数相互之间的影响规律,以云南腾冲热海热田为地质背景,利用正交设计思想通过数值模拟方法对井间距、注入流量、注入温度、储层渗透率等因素的变化进行了分析。结果表明:注入流量是影响系统采热性能的关键因素,并对注入温度、井间距的确定有显著影响;注入流量越大,系统稳定采热时间和运行寿命越短,且注入流量较小的变化(提高0.06 m3/s)会对系统采热温度产生较大的影响(降低47℃);增加注入温度可以提高系统的采热温度和运行寿命,但注入温度升高30℃、运行50 a后采热温度只提高10℃,效果有限;井间距、渗透率、开采压力对系统采热性能的影响相近,且远小于注入流量。
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氮掺杂碳材料活化过硫酸盐降解4-氯苯酚
刘娜, 张朋朋, 丁隆真, 陈红, 焦昕倩
吉林大学学报(地球科学版). 2020 (4):  1173-1181.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20190060
摘要 ( 15 )   [HTML] ( )
为了进一步研究氮掺杂碳材料活化过硫酸盐降解4-氯苯酚的方法,首先以廉价易得的废弃工业糖浆作为碳源,以氨水作为氮源,利用溶胶-凝胶法合成了3种氮掺杂碳材料(NC-700,NC-800和NC-900),并利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、X射线光电子能谱(XPS)等技术对氮掺杂碳材料进行表征分析;然后考察了NC-800投加量、过硫酸盐(PDS)投加量和初始pH等因素对4-氯苯酚去除率的影响,并进行了电子自旋共振(ESR)和自由基淬灭实验。结果表明:3种材料均可有效活化PDS降解4-氯苯酚,其中NC-800活化PDS去除4-氯苯酚效率最高;当NC-800投加量为100 mg/L、PDS投加量为5 mmol/L时,反应30 min后,50 mg/L的4-氯苯酚的总去除率达99.10%;初始pH对4-氯苯酚去除率无明显影响;NC-800活化过硫酸盐降解4-氯苯酚遵循非自由基途径,单线态氧为降解4-氯苯酚的活性物质。循环使用实验证明NC-800具有一定的稳定性,4次循环使用后,4-氯苯酚去除率仍可达到73.80%。
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稳定型与负载型FeS修复Cr(Ⅵ)污染地下水的可行性
洪梅, 任璇, 杨慧萍
吉林大学学报(地球科学版). 2020 (4):  1182-1188.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20180313
摘要 ( 18 )   [HTML] ( )
纳米硫化亚铁(Nano-FeS)粒径小、比表面积大、反应活性高,但易团聚、易氧化的特点使其在地下水修复中的应用受到限制,通过改性可提高Nano-FeS的分散性和稳定性。本文选用羧甲基纤维素钠(CMC)及羟基铝柱撑膨润土(Alb)两种改性剂,制备了稳定型改性的CMC-FeS和负载型的Alb-FeS。分别从分散性、抗沉降性、抗氧化性、反应性和迁移性考察了两种改性Nano-FeS的性能。结果表明:Alb-FeS与CMC-FeS的分散性均较Nano-FeS得到明显改善;3 d后Nano-FeS完全沉降氧化,CMC-FeS沉降3 cm且开始氧化,而Alb-FeS沉降16 cm却未氧化;在相同的实验条件下,Alb-FeS、Nano-FeS、CMC-FeS对Cr (Ⅵ)的去除能力从强到弱,去除率分别是85.16%、84.90%、82.78%。在粗砂、中砂与细砂介质中,3种FeS的迁移能力从强到弱依次为CMC-FeS、Alb-FeS、Nano-FeS;在3种介质中CMC-FeS的最大迁移距离分别是Nano-FeS的6.1倍、6.4倍和3.4倍,而Alb-FeS与Nano-FeS相比迁移性没有明显提高。综合考虑分散性、抗沉降性、稳定性、反应活性及迁移能力,实际应用中宜优先选择CMC-FeS作为Cr (VI)污染地下水的原位修复材料。
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利用核酸适配体修饰氧化石墨烯复合物的17β-雌二醇检测机理
朴云仙, 胡慧, 姚兰, 张彧, 梁丽娜, 刘再冉
吉林大学学报(地球科学版). 2020 (4):  1189-1196.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20190052
摘要 ( 14 )   [HTML] ( )
为了提高复杂环境水体中雌激素污染的检测性能,通过直接吸附法将核酸适配体固定在氧化石墨烯表面,合成出核酸适配体修饰氧化石墨烯复合物,并将其应用于17β-雌二醇水体污染的高灵敏和特异性均相检测。采用紫外可见分光光谱分析核酸适配体修饰氧化石墨烯复合物,发现该复合物在250 nm处有较宽的肩峰,证明核酸适配体成功固定在氧化石墨烯表面。通过荧光分光光度计分析核酸适配体修饰氧化石墨烯复合物与目标物17β-雌二醇反应前后的荧光强度变化,发现荧光强度由峰值110增加到峰值450,表明该复合物可以成功用于对17β-雌二醇的检测,并且荧光强度与17β-雌二醇的质量浓度在10~100 μg/L范围内呈正比,最低检出限为6.2 μg/L。
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地球探测与信息技术
基于深度加权的多分量重力梯度数据联合相关成像方法
郑玉君, 侯振隆, 巩恩普, 张永利
吉林大学学报(地球科学版). 2020 (4):  1197-1210.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20190123
摘要 ( 22 )   [HTML] ( )
针对重力勘探中相关成像存在纵向分辨率较低的问题,提出基于深度加权的多分量重力梯度数据联合相关成像方法。与重力异常数据相比,重力梯度数据具有更高的信噪比、包含更多的频率信息。因此,本文在相关成像原理基础上联合多分量重力梯度数据,引入基于先验信息的深度加权函数,通过对研究区域进行划分,进一步提高深度加权效果。利用长方体组合理论模型确定了最佳梯度数据组合,验证了深度加权函数能够提高纵向成像效果;提出的方法还被证明具有抗噪性。将该方法应用于文顿盐丘区域的实测重力梯度数据,结果能够清晰地显示盖岩的位置。
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低温超导瞬变电磁法在内蒙古四子王旗地质勘探中的应用
包苏新, 董丙元, 裴易峰, 荣亮亮, 邱隆清, 杜尚宇
吉林大学学报(地球科学版). 2020 (4):  1211-1218.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20190102
摘要 ( 18 )   [HTML] ( )
瞬变电磁法(transient electromagnetic method,TEM)是金属矿探查的有效手段。超导瞬变电磁法采用高灵敏度低温超导量子干涉器件(superconducting quantum interference device,SQUID)直接接收瞬变电磁二次场,具有本征噪声低(5~7 fT/√Hz)和带宽大(>200 kHz)等特点,勘探浅层分辨率高、探测深度大,优势明显。本文将SQUID系统与商用EM67系统进行了异常环对比实验,验证了以SQUID代替感应线圈作为接收装置的优势与实用性;将该方法应用于内蒙古四子王旗大井坡北部区域的电磁勘探工作,获取了高质量探测数据,反演结果显示浅层和中深层(> 2 000 m)为连续性低阻层;在已有地质资料和物探资料的基础上,结合反演结果可知,测线附近浅层500 m存在北东向断裂带,并推断深部2 000 m处分布着同向断裂带。
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压裂微震数据初至拾取的时频谱熵法
田雅男, 王环宇, 王鑫, 黄佳俊, 章强
吉林大学学报(地球科学版). 2020 (4):  1219-1227.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20190093
摘要 ( 25 )   [HTML] ( )
在油气田开发过程中,微震监测是获得水力压裂引起裂缝分布的一种较为有效的方法。微震的定位成像与裂缝解释需要利用有效微震信号位置,而微震信号具有低信噪比的特点,传统信号拾取方法无法有效实现较低信噪比条件下初至时刻的准确拾取。本文提出一种基于时频谱熵的初至拾取新方法,该方法首先通过S变换获取含噪信号的时频谱;然后对谱内各个采样点沿频率方向进行分帧操作,并计算每帧频段内的近似负熵值,以最小近似负熵值作为该谱点的负熵值;最后沿时间方向比较各谱点的负熵值,最小值对应的时刻即为初至时刻。本文利用不同信噪比的合成地震数据对该方法进行效果验证,并与长短时窗能量比(STA/LTA)法进行拾取结果对比,结果表明:信噪比在-5 dB时,两种方法拾取效果都很好;信噪比在-10 dB时,时频谱熵法拾取效果更好。时频谱熵法更适合低信噪比情况下的信号初至拾取。
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微地震震源定位方法综述
达姝瑾, 李学贵, 董宏丽, 李含阳
吉林大学学报(地球科学版). 2020 (4):  1228-1239.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20190216
摘要 ( 31 )   [HTML] ( )
微地震震源定位方法是微地震监测领域的一项核心技术,而考量微地震技术应用效果好坏的准则在于震源定位方法的精确程度。针对非常规油气开发过程中微地震震源定位方法的应用,本文对微地震震源定位方法进行阐述。其中:几何作图法具有稳健、效率高的优势,但震源位置较深时定位精度较低;线性定位法无需速度模型精度,但对初至拾取的精度有较大影响;非线性定位法对初至拾取较为敏感,对速度模型的精度要求较高,但计算量较小;混合优化定位法在一定程度上提高了定位的精度和效率,但在低信噪比、速度模型精度较低时优势不明显;基于波形偏移的定位方法无需考虑初至拾取的精度,但计算量较大;基于神经网络的定位方法采用训练网络进行训练,定位精度高,误差小。同时,本文还介绍了多方法多参数信息融合技术在油气藏微震震源定位中的应用。
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基于高分影像的松嫩低平原地区生态环境问题解析——以黑龙江省肇源县为例
丁宇雪, 毛龙, 周向斌, 初炜钰
吉林大学学报(地球科学版). 2020 (4):  1240-1248.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20190087
摘要 ( 12 )   [HTML] ( )
基于高分辨率卫星影像数据,利用遥感、GIS技术获取黑龙江省肇源县内自然资源与生态地质环境各因子分布现状数据,其中:耕地2 541.75 km2、林地161.88 km2、草地349.00 km2、河流128.05 km2、湖泊215.80 km2、沼泽109.17 km2、其他水域84.65 km2、建设用地191.25 km2、未利用地329.94 km2;湿地1 334.54 km2、荒漠化土地775.47 km2。利用地类覆盖率、人均占有量以及景观指数(破碎度指数、平均斑块分形指数、分形维数、多样性指数、均匀度指数)量化分析后,得出两类生态地质环境因子中湿地资源尤其是自然湿地受人类活动干扰程度较大、荒漠化土地受人类活动干扰程度较小的结论。并选取老山村等典型地区进行了多期次遥感动态监测及野外核查,揭示了松嫩低平原典型地区目前存在的湿地退化、土地荒漠化等生态地质环境问题。
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引导滤波联合局部判别嵌入的高光谱影像分类
张辉, 刘万军, 吕欢欢
吉林大学学报(地球科学版). 2020 (4):  1249-1260.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20190133
摘要 ( 19 )   [HTML] ( )
高光谱遥感影像分类是高光谱遥感影像处理和应用的重要组成部分。然而,高光谱遥感影像具有波段数量较多和空间分辨率较高等特点,给分类任务带来一定的挑战。为了提高分类精度,充分利用影像的空间信息和像素间的局部信息,提出一种引导滤波联合局部判别嵌入的高光谱影像分类方法。首先,对高光谱遥感影像进行归一化,利用主成分分析方法实现特征提取,将提取的第一主成分影像作为引导图像;其次,采用引导滤波分别提取各波段影像的空间特征;然后,将提取的空间影像特征进行叠加,通过局部Fisher判别分析完成低维嵌入;最后,将得到的低维嵌入特征输入支持向量机分类器得到分类结果。采用Indian Pines和Pavia University两幅高光谱影像进行实验的结果表明:在分别从各类地物中随机选取10%和100个样本作为训练样本的情况下,其总体分类精度分别提高到98.28%和99.45%;对比其他相关方法,该方法能够获取更高的分类精度。该方法在低维嵌入的同时,有效利用了影像的空间信息,改善了分类效果。
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