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吉林大学学报(地球科学版)
ISSN 1671-5888
CN 22-1343/P
主 任:邱殿明
编 辑:蒋 函 王晓丽
    刘 莉 刘宇轩
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2026年, 第56卷, 第5期 刊出日期:2026-09-26
上一期   
地质与资源

中国东北地区氦源岩发育特征

付丽, 王磊, 方石, 吴景峰, 王胜男, 高翔, 霍元勃, 张鹏,
吉林大学学报(地球科学版). 2026 (5):  1487-1508.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20250098
摘要 ( 3 )   [HTML] ( ) PDF(9300KB) ( 1 )  
中国东北地区发育多期构造-岩浆活动及复杂沉积-变质岩组合,具备形成氦源岩的优越地质条件,但其分布规律与生氦潜力尚未系统揭示。本研究基于中国东北地区188件岩石样品的U、Th质量分数测试(ICP-MS法)及年代学分析,系统探讨了东北地区氦源岩的岩性-时代特征,并构建综合评价体系。结果表明:岩性控氦特征显著,酸性岩浆岩(w(U)约为7.2×10-6,w(Th) 约为18.5×10-6)、泥岩(w(U) 约为6.5×10-6,w(Th) 约为20.5×10-6)及以泥质岩或花岗岩为母岩的变质岩(w(U) 约为6.8×10-6,w(Th) 约为15.2×10-6)因富集放射性元素,成为优质氦源岩;时代控氦规律突出,古元古代(w(U) 约为8.9×10-6,w(Th) 约为22.4×10-6)、三叠纪(w(U) 约为7.8×10-6,w(Th) 约为18.7×10-6)及石炭纪岩石因长期衰变与构造活动,生氦强度高,其中三叠纪花岗岩生氦强度平均达0.94 nL/(g·Ma);沉积岩生氦潜力显著,早白垩世泥岩生氦强度(0.50 nL/(g·Ma))相当于三叠纪花岗岩的53%;w(U)与w(Th)呈强正相关(r=0.874),印证元素地球化学行为的协同性。本研究构建了氦源岩评价体系,明确松辽盆地周缘三叠纪花岗岩、古元古代花岗岩和变质岩及白垩系泥岩为东北地区最优质氦源岩。
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塔里木盆地库车南部斜坡带下白垩统深层砂岩孔隙保存机制

朱毅秀, 姬晨阳, 钟毅, 哈小龙, 李成山,
吉林大学学报(地球科学版). 2026 (5):  1509-1524.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20250187
摘要 ( 6 )   [HTML] ( ) PDF(49307KB) ( 0 )  
塔里木盆地库车坳陷下白垩统砂岩储层整体埋深在4 000~6 500 m之间,埋藏深度大,且油气资源丰富,但坳陷南北构造砂岩致密程度差异大、孔隙类型不同,对下白垩统砂岩储层孔隙保存机制尚缺乏系统研究。本文综合运用岩石薄片、扫描电镜、物性测试和XRD (X射线衍射)等分析测试资料,以及成岩过程重建与物性恢复技术,系统分析了南部斜坡带下白垩统深层砂岩的岩石学、物性及成岩等特征,旨在探明其孔隙形成与保存机制,明确优质储层控制因素与分布规律。研究表明:下白垩统砂岩为长石岩屑中细粒砂岩和岩屑长石中细粒砂岩,成分成熟度与结构成熟度中等—好,粒间为钙质和沸石类自生矿物充填、孔隙—接触式胶结为主。储集空间主要为残余原生孔隙,其次为不均匀的粒间与粒内溶孔,平均孔隙度为13.73%,平均渗透率为324.05×10-3 μm2,属于中高孔中高渗储层。此砂岩储层主要经历了压实、胶结和溶蚀等作用改造,其中压实作用整体较弱、胶结作用普遍发育、溶蚀作用局部发育,多为长石和岩屑颗粒溶蚀。南部斜坡带下白垩统砂岩储层残余原生孔隙的保存受控于以下三点:强水动力条件下形成的辫状河三角洲前缘水下分流河道沉积砂体分选好、杂基含量低,物质条件优越;弱压实作用使得早期碳酸盐胶结物分布普遍与高含量石英加强了岩石抗压能力,特殊的成岩环境又抑制了更强烈的胶结作用充填残余孔隙;早期缓慢浅埋—晚期快速深埋的埋藏方式是此砂岩储层残余原生孔隙保存的独特与至关重要的因素。
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远源辫状河三角洲前缘沉积特征——以川西简阳地区须四段为例

王小娟, 李子渊, 袁纯, 郭为雪, 刘蓥霖, 袁成方, 杨田, 蔡来星,
吉林大学学报(地球科学版). 2026 (5):  1525-1545.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20240122
摘要 ( 3 )   [HTML] ( ) PDF(56199KB) ( 0 )  
远源辫状河三角洲在物源供给、沉积环境和沉积过程等方面与典型辫状河三角洲存在差异,导致不同的沉积特征、沉积序列和砂体分布,并影响了其在油气勘探中的识别和预测。川西坳陷须四段正面临着沉积微相不明、沉积过程不清等问题,限制了有利砂体的精准刻画。本文在厘清研究区缓坡、浅水、远源沉积背景和温暖、湿润古气候条件的基础上,综合野外露头、钻井岩心和系列测试数据,查明远源辫状河三角洲的沉积相标志、岩相类型、沉积序列和沉积微相展布规律。结果表明:简阳地区须四段砂岩具有物源较远、粒度偏细、累计厚度大、富砂贫泥和砂砂垂向叠置等典型特征,岩石杂基含量低、分选性好、成熟度高,内部常见丰富的牵引流沉积构造并偶发洪水和重力滑塌事件;依据11种岩相类型和5类垂向沉积序列,研究区远源辫状河三角洲前缘亚相以发育水下分流河道沉积为主,分流砂坝、远砂坝和水下分流间湾等沉积微相发育规模较小;在持续物源供给、季节性气候交替和湖平面侵退的综合影响下,主干河道向分支、末梢河道有序演变且存在继承、迁移规律,最终形成纵向期次性叠置、平面广覆式富砂的砂体分布规律。
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鄂尔多斯盆地南缘中生界断缝体地质特征与油气富集主控因素

伍岳, 秦学杰, 夏冬冬, 邵隆坎, 何维领, 于岚
吉林大学学报(地球科学版). 2026 (5):  1546-1557.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20250067
摘要 ( 3 )   [HTML] ( ) PDF(14807KB) ( 0 )  
针对鄂尔多斯盆地南缘地区中生界致密碎屑岩断缝体构造样式与内部结构认识不清、高产富集主控因素不明的问题,笔者基于大量岩心、野外露头、分析化验、测井、地震和生产动态资料,精细解剖研究区主要断裂带断缝体油藏地质特征,明确断缝体概念并划分其类型,建立断缝体内部储集结构模式,分析油气富集主控因素。研究表明:1)断缝体是由走滑断裂、伴生的脆性破碎带及裂缝化的致密砂岩带共同构成的复杂储集体,中高角度裂缝大量发育、孔渗性能好,是油气聚集的有利部位;2)考虑断缝体形成应力背景和构造样式差异,研究区断缝体划分为3型5类,离散型和平移型是主要类型且相对有利;3)断缝体存在裂缝、破碎空腔、溶蚀孔隙等不同类型储集空间,构造动力成岩作用是主要控储机制,建立了断缝体内部结构单元识别标准;4)断裂类型、储集体规模、局部构造是影响研究区断缝体油气富集的主要地质因素,据此建立了断缝体分类分级评价标准,有效指导了有利开发目标优选与井位部署。
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库车坳陷中东段构造变形主控因素数值模拟

杨红彩, 张本才, 郝建龙, 赵奕博, 吴礼明, 朱英中, 骆福嵩, 古丽菲热·吐鲁军, 李传新
吉林大学学报(地球科学版). 2026 (5):  1558-1571.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20240260
摘要 ( 2 )   [HTML] ( ) PDF(21591KB) ( 0 )  

库车坳陷受多套滑脱层控制,断裂带构造变形复杂,明确断裂带复杂构造变形的主控因素及形成演化过程,对认识滑脱层控制下的前陆冲断带变形机制和油气勘探具有重要意义。本文在库车坳陷中东段地震数据精细解析基础上开展数值模拟研究,运用离散元数值软件,设计完成4组数值模拟实验,分别针对构造古地貌、滑脱层和地层剥蚀等关键因素开展模拟分析,探究其对前陆冲断带复杂构造变形的影响。结果表明:构造带距离早期古隆起的远近影响盐下构造形态的发育程度,随着与古隆起距离的缩小,更易形成较宽缓且连续的背斜形态;盐下滑脱层的摩擦系数影响盐上应力传播距离和盐上形态差异,摩擦系数越大,应力向前传播的位移越小,盐上构造变形形态差异越显著;地层剥蚀改变盐下的压实作用所产生的应力,进而增大盐下的构造规模。

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囊谦盆地古近系贡觉组油页岩品质特征及热解特性

范敏, 祁昭林, 钱荣毅, 王根厚, 徐卫平
吉林大学学报(地球科学版). 2026 (5):  1572-1588.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20240270
摘要 ( 2 )   [HTML] ( ) PDF(10961KB) ( 0 )  
为丰富青藏高原东部油气资源信息,为囊谦盆地油页岩资源开发利用提供可靠依据,在区域内开展油页岩工业品质和生物标志化合物研究。本文选取囊谦盆地4个剖面上共11件样品,通过岩石热解-质谱色谱、干馏-族组分分析和工业品质分析等手段,探讨该区油页岩的工业品质、热解产物组成及有机质演化特征。结果表明:囊谦油页岩具高灰分(平均值72.18%)、低含油率(平均值3.78%)及低硫(平均值1.11%)的特征;热解产物以低碳数饱和烃(C7~C35)及芳烃为主,其中姥鲛烷(Pr)/植烷(Ph)值<1,结合三芴系列分布特征,指示其形成于深水、高盐度强还原湖相环境;由芳烃成熟度参数换算得到的Ro范围为0.58%~0.94%,表明有机质处于低成熟—成熟阶段;正构烷烃分布特征反映有机质主要源自低等水生生物。
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大兴安岭多宝山矿集区铜山超大型斑岩铜矿床成矿时代与物质来源——辉钼矿Re-Os同位素示踪

赵俊康, 张荣庆, 赖晓丹, 范建彪, 高跃, 王宇晨, 李闪, 王建华, 杜英杰, 索青宇
吉林大学学报(地球科学版). 2026 (5):  1589-1604.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20250276
摘要 ( 1 )   [HTML] ( ) PDF(22224KB) ( 0 )  
铜山铜矿床是大兴安岭多宝山矿集区的超大型铜矿床,累计查明铜资源量达416万t。2020年之后新发现的Ⅴ号矿体铜资源量达281万t,且矿体尚未封闭,向下仍有较大增储空间。钻探工程揭示,在Ⅴ号矿体南侧地表以下1 700 m的部分区域发育强硅化-钾化蚀变,在Ⅲ号矿体南侧地表以下1 300 m深部发育强硅化-钾化英云闪长岩,指示其热液中心埋深为1.3~1.7 km,并推测强硅-钾化核南侧的绢英岩化带仍具有较好的找矿前景。为了揭示Ⅴ号矿体的成矿时代、成矿物质来源,以及与多宝山铜矿床的成因联系,对Ⅴ号矿体中与铜矿化共生的辉钼矿进行Re-Os同位素测试分析。结果表明:辉钼矿Re-Os同位素模式年龄为468.1~464.2 Ma,等时线年龄为(463.7±4.7)Ma(MSWD = 0.37,n=4);Ⅴ号矿体成矿时代晚于多宝山铜矿床主成矿期(约475 Ma),暗示Ⅴ号矿体具有相对独立的热液中心;Ⅴ号矿体辉钼矿w(Re)平均值为1 026.98×10-6,显著高于多宝山矿床(467.58×10-6)和铜山铜矿床其余矿体(601.85×10-6),表明Ⅴ号矿体成矿岩浆源区性质更偏幔源。结合区域S、Pb同位素资料,认为多宝山矿集区成矿物质以幔源为主,壳源贡献相对有限。
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青海南祁连牙马萤石矿床富矿体成矿时代及成矿机制

孙铭骏, 焦和, 崔强强, 吴睿哲, 丁清峰
吉林大学学报(地球科学版). 2026 (5):  1605-1618.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20240283
摘要 ( 3 )   [HTML] ( ) PDF(22224KB) ( 0 )  

牙马萤石矿床位于青海南祁连造山带塔塔棱花岗质岩基东部,是近年来发现的大型石英-萤石脉型低温热液矿床,其矿石类型主要为萤石-石英脉型。近期,在矿区南东部发现了M82号萤石脉型富矿体,其成矿时代和成矿机制研究均为空白。本文通过对M82号萤石脉中萤石单矿物开展ICP-MS微量元素、稀土元素质量分数分析和萤石Sm-Nd等时线测年,探讨萤石富矿体成矿时代及成因机制,结果显示:萤石等时线年龄为(155±30) Ma,表明其成矿年龄为晚侏罗世,具有重稀土元素(HREE)及Y元素富集、负Eu异常、Y/Ho值相对恒定及(La/Yb)N值相对较高等特征,指示成矿流体具有低氧逸度;其Tb/Ca-Tb/La值组成指示其为热液成因。结合前人工作和本文研究,认为晚侏罗世牙马地区深部的大气降水为低温、低盐度及具有还原性质的含氟成矿流体。在牙马地区,含氟成矿流体主要沿着正长花岗岩围岩内的断裂带以萤石-石英脉形式充填成矿;在牙马南东部,含氟成矿流体主要沿着似斑状粗粒二长花岗岩内断裂带以萤石脉形式充填成矿,其成因类型类似于七泉坝型中—低温热液型萤石矿。


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地幔风导致的克拉通岩石圈纵向结构分层和破坏

胡籽豪, 戴黎明, 李三忠, 王迪, 王亮亮, 刘申达, 李法坤, 武子涵, 王卓
吉林大学学报(地球科学版). 2026 (5):  1619-1629.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20240301
摘要 ( 2 )   [HTML] ( ) PDF(4692KB) ( 0 )  
克拉通通常具有厚的、低热流值的且高流变学强度的克拉通岩石圈地幔。同时,地球物理观测发现岩石圈地幔内还具有明显的纵向分层结构,被认为是来自俯冲板块或地幔深部的熔/流体对克拉通岩石圈地幔自下而上的改造作用所致。但是现有研究发现,水平向地幔风的扰动对克拉通演化起到了至关重要的作用,但尚未研究其对克拉通岩石圈地幔纵向分层结构的出现是否能产生影响以及如何产生影响。本文通过二维热力学数值模拟方法分析了不同克拉通岩石圈的温度结构,以及不同克拉通岩石圈密度结构条件下,地幔风对模型结果的影响。结果揭示了水平向地幔风的扰动会导致上下克拉通岩石圈地幔间产生低黏度带,且暴露在软流圈中的下岩石圈地幔会沿着低黏度带与上覆板块发生水平向相对错移。低黏度带内的岩石经历了明显的动力变质作用而具有更低的渗透率,将熔/流体的改造作用限制在其底边界以下,对变质交代成因导致的克拉通岩石圈纵向分层结构的形成具有控制作用。这一现象也可能是克拉通岩石圈的一种自我保护机制,熔/流体的堆积会导致低流变学强度的矿物如金云母、角闪石等在低黏度带下不断富集,在克拉通岩石圈内部形成了薄弱带,岩石圈地幔在地幔风或俯冲板块的作用下会沿着薄弱带发生拆沉,使上覆板块远离被熔/流体强烈改造破坏的下克拉通岩石圈地幔。
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江南造山带东段庙西岩体黑云母矿物学、锆石U-Pb年龄及Lu-Hf同位素特征

陈芳, 杜建国, 王寅, 汤金来
吉林大学学报(地球科学版). 2026 (5):  1630-1650.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20240282
摘要 ( 0 )   [HTML] ( ) PDF(22285KB) ( 0 )  

庙西岩体位于江南造山带东段皖浙相邻区,主要由二长花岗岩、正长花岗岩组成,岩体北边发育多个铁矿床。为了探讨江南造山带晚中生代岩浆岩演化及其成矿,本文在对庙西岩体系统的岩石学和岩相学研究基础上,对造岩矿物黑云母进行成分分析,并对岩体锆石进行LA-ICP-MS U-Pb同位素年龄和Lu-Hf同位素地球化学研究,限定黑云母矿物学特征、成岩时代和岩石成因。研究表明:黑云母相对富铁(w(FeO)为18.88%~25.39%,平均为21.29%)、贫镁(w(MgO)为5.91%~9.17%,平均为7.57%),为富铁黑云母;在黑云母化学成分中,w(MgO)和w(Al2O3)表现出负相关性,说明岩浆在结晶过程中可能发生了Mg2+和Al3+之间的置换反应。综合前人关于庙西岩体二长花岗岩和正长花岗开展的全岩主、微量和稀土元素测试分析,认为庙西岩体为A型高分异花岗岩。正长花岗岩的锆石U-Pb年龄为(127.13±0.71)Ma,该年龄代表岩体的侵位年龄,属于早白垩世,与江南造山带晚期A型花岗岩侵位时间一致,岩石成因与构造体制转换后的伸展环境有关。通过计算得到庙西岩体的结晶温度为753~788 ℃,压力为(2.73~3.08)×108 Pa。综合前人研究发现,江南造山带东段两期不同类型的花岗岩在结晶温度上表现出一致性,反映了深部地壳物质的部分熔融过程和区域构造应力场的连续性。黑云母成分指示成岩时氧逸度较高,这可能与岩浆中挥发分的释放或氧化物的析出有关,岩浆在结晶过程中经历了多次混合和分异作用,高氧逸度的黑云母通常指示较好的成矿潜力。黑云母矿物元素成分和锆石Lu-Hf同位素表明,庙西岩浆源区可能是一个古老的下地壳部分熔融体,这与中元古代地壳的演化历史密切相关。这种古老的下地壳部分熔融可能是由于地壳受到热事件的影响,如晚侏罗世和早白垩世构造体制的转折,导致地壳物质的部分熔融并形成新的岩浆。

 

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北武夷黄石桥石英闪长玢岩锆石年代学和微量元素地球化学特征及其地质意义

王健, 王旭东, 叶子华, 华嵘辉, 代晶晶, 许红光, 郑忠超, 项新葵, 尹青青
吉林大学学报(地球科学版). 2026 (5):  1651-1668.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20250130
摘要 ( 2 )   [HTML] ( ) PDF(22816KB) ( 0 )  
北武夷成矿带是我国华南重要的多金属成矿带之一,其燕山期岩浆活动与铜多金属矿床关系密切。黄石桥地区位于该带东段北缘船坑与铜山铜矿床之间,其石英闪长玢岩的年代学及岩石成因研究薄弱,制约了区域成矿规律认识。本研究采用LA-ICP-MS对黄石桥石英闪长玢岩进行了锆石U-Pb定年与锆石微量元素原位分析,精确厘定其成岩时代,划分岩石成因类型,揭示富铜岩浆性质,分析成矿潜力。结果显示:锆石U-Pb加权平均年龄为(170.6±2.4) Ma,属中侏罗世,与船坑石英二长斑岩(170.0±1.0) Ma、铜山花岗闪长斑岩(171.0±1.6) Ma侵位近于同时。锆石具韵律环带结构的岩浆成因特征(Th/U为0.18~0.53),稀土元素配分呈重稀土元素富集、弱Eu负异常(Eu/Eu*为0.63~0.85)特征。锆石Ti饱和温度(T)平均为706 ℃,氧逸度与铁橄榄石-磁铁矿-石英氧逸度缓冲线的差值(ΔFMQ)为0.63,氧逸度的对数(lg f(O2))为-16.37,岩浆氧逸度显示其形成于古太平洋板块俯冲后伸展环境,源自加厚下地壳的部分熔融,并存在幔源贡献。锆石Ce/Nd(平均为18.46)、Ce4+/Ce3+(平均为297.23)指示岩浆具较高氧逸度,符合斑岩型铜矿成矿岩体特征,具备斑岩型铜矿成矿潜力。综合该区成矿地质条件与富铜岩浆性质,黄石桥石英闪长玢岩及其邻区具有较大的斑岩型铜矿找矿前景。
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地质工程与环境工程

海藻酸钠/聚丙烯酰胺多网络复合凝胶胶结破碎岩层性能

赵文辉, 闫晓龙, 罗文超, 张智敏
吉林大学学报(地球科学版). 2026 (5):  1669-1680. 
摘要 ( 3 )   [HTML] ( ) PDF(10704KB) ( 0 )  
为弥补常规物理封堵材料难以胶结破碎地层的不足,解决松散破碎等复杂地层钻进中井壁坍塌、掉块等难题,制备了海藻酸钠(SA)/聚丙烯酰胺(PAM)互穿网络凝胶材料,其中丙烯酰胺(AM)为单体,过硫酸铵(APS)为引发剂,N,N′-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,D-葡萄糖酸-δ-内酯(GDL)用作缓释钙源。利用流变仪和扫描电镜表征了凝胶的流变性能和微观结构,考察了SA质量分数、CaCO3与SA质量比及交联剂对凝胶流变行为的影响,优化获得力学性能最佳的凝胶配方,其质量浓度组成为0.01 g/mL  SA、0.15 g/mL AM、0.000 5 g/mL APS、0.000 6 g/mL MBA、0.004 g/mL CaCO3及0.004 g/mL GDL。结果表明:最优复合凝胶的最大断裂伸长率和最大拉伸应力分别可达810%和0.11 MPa,其黏度和切力均随时间延长而增大,表明体系逐渐形成多重网络交联结构;在60 ℃下约1.5 h可完全凝胶。该复合凝胶材料能有效填充并胶结不同孔隙度的破碎岩层,完全凝胶后,在0.69 MPa压力下漏失量为0 mL;胶结后的岩样在压缩形变达到50%时,依然可以保持结构完整。
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冻融循环作用对粉质黏土-混凝土界面水分迁移规律及微观结构影响

傅兰婷, 王伯昕, 王清, 陈慧娥, 冯雪
吉林大学学报(地球科学版). 2026 (5):  1681-1689.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20240304
摘要 ( 2 )   [HTML] ( ) PDF(23747KB) ( 0 )  

冻融环境下界面渗流是影响季节冻土区水利工程结构稳定性的重要因素之一。为揭示冻融循环作用下粉质黏土-混凝土界面渗流特性与微观结构演化规律,本文采用荧光素示踪剂开展不同冻融循环次数下的粉质黏土-混凝土界面渗流试验和扫描电镜试验,探究冻融循环对该界面渗流性能的影响。结果表明:在微观层面,土体和混凝土在冻融循环作用下裂缝发育;随着冻融循环次数的增加,土体孔隙率先减小后增加,在第25次冻融时达到最小值17.00%;渗流后界面处土体分解成片状矿物。在宏观层面,界面向下20 mm至向上10 mm范围内,粉质黏土和混凝土之间形成界面区,该区域含水率较初始状态显著增加;混凝土与粉质黏土含水率均随冻融循环次数增加呈先减小后增大的趋势,土体湿润锋运移速度与冻融循环次数呈正相关。


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裂隙岩体渗透率尺度相关性与各向异性

钱弘略, 樊柄宏, 李严严, 童涛, 余圣品,
吉林大学学报(地球科学版). 2026 (5):  1690-1702.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20240307
摘要 ( 2 )   [HTML] ( ) PDF(13400KB) ( 0 )  
为精准量化裂隙岩体水力特性的尺度效应并确定其各向异性特征下的表征单元体(REV),本文提出了一种基于渗透率判定裂隙岩体REV尺寸的新方法。基于中国西南某大坝坝址获取的节理数据,构建了三维离散裂隙网络(DFN)模型,从中提取了尺寸为1 m×1 m至42 m×42 m 的504个二维子模型,并采用有限元方法对这些模型开展了稳态渗流数值模拟,获取各子模型的等效渗透率;通过分析方向渗透率的张量特性及REV尺寸下渗透率的常量特性,精确估算了各方向的REV尺寸。结果表明:研究区裂隙岩体不同方向的水力性质差异显著,等效平均渗透率介于4.71×10-16~2.55×10-15 m2之间;不同方向水力REV尺寸差异显著,变化范围为6 ~ 36 m,且REV尺寸与岩体的渗透率负相关,显著体现了裂隙岩体的各向异性特征。REV尺寸极大值位于各裂隙组平均角度方向,极小值位于各裂隙组的之间夹角平分线方向,且REV尺寸与相交两裂隙组平均迹长负相关。由此认为,裂隙组角度分布可合理解释各方向REV极值的分布规律,所提出的裂隙岩体各方向REV尺寸估算方法有效。
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岩溶管道粗糙管长度对溶质运移的影响

王正一, 孔垂寅, 赵小二, 武桂芝, 梁江, 李金成
吉林大学学报(地球科学版). 2026 (5):  1703-1713.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20240140
摘要 ( 3 )   [HTML] ( ) PDF(4972KB) ( 0 )  
岩溶管道粗糙管壁可能导致穿透曲线的拖尾现象,深入探究岩溶管道粗糙管壁对溶质运移的影响,对于准确解译野外穿透曲线及预测岩溶管道中溶质运移过程具有重要意义。本文将野外岩溶管道概化为室内管道系统,用管壁粘有河砂的亚克力圆管表示岩溶管道粗糙管,设计不同长度的粗糙管,通过示踪实验研究粗糙管长度对穿透曲线的影响,并采用两区非平衡模型和暂时存储模型模拟实验穿透曲线,分析两种模型参数随粗糙管长度的变化规律。结果表明:1)随着粗糙管长度的增加,穿透曲线峰现时间提前;相比平滑管道,粗糙管道的穿透曲线宽度和拖尾程度显著增大。2)两种模型均可较好地模拟穿透曲线(Nash-Sutcliffe系数>0.99);随着粗糙管长度的增加,流动区或主通道的弥散度和流速均逐渐增大,主通道截面积和存储区截面积逐渐减小,流动区(主通道)和不动区(存储区)的交换系数逐渐增大。3)随着粗糙管长度的增加,流动区(主通道)比例逐渐降低,这是导致粗糙管穿透曲线拖尾程度大于平滑管的主要原因。
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基于随机森林模型的浅层同轴套管式换热器取热影响因素

王翰琦 , 杨伟飞, 贾子龙 , 刘曦遥, 冯波
吉林大学学报(地球科学版). 2026 (5):  1714-1723.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20240293
摘要 ( 5 )   [HTML] ( ) PDF(3971KB) ( 0 )  
为实现浅层地热能资源的高效开发利用,缓解传统化石能源供暖模式引发的雾霾等大气环境污染问题,解决实际工程中换热器运行参数与场地地层参数最优匹配方式不明晰、耗费人力物力等问题,本文采用数值模拟与机器学习算法相结合的方法,首先基于COMSOL数值模型建立了浅层同轴套管地热系统传热数值模型,探究了不同物性参数、运行参数和地热井深度对换热器取热性能的影响;然后基于机器学习算法采用随机森林(RF)模型预测了不同参数集的地热系统开采温度,并在RF模型中量化相应特征影响因子的重要性,进一步验证了RF模型在预测地热开采温度中的准确度。结果表明:换热流体注入流速和注入温度对地热开采温度影响较大,注入流速保持在0.5~1.0 m3/h之间,以及增大地层与注入温度的温差,都可以提高系统的取热效率;RF模型在地热预测温度上具有较高的准确度,该模型的决定系数(R2)接近于0.99,同时均方根误差(RMSE)仅为0.17;特征重要性图进一步验证了不同注入温度及注入流速对于浅层同轴套管地热系统的影响较大。
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臭氧微纳米气泡耦合循环井修复氯代烃污染地下水

王双, 艾康洪, 林熠, 朱奋, 童卫国
吉林大学学报(地球科学版). 2026 (5):  1724-1740.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20250296
摘要 ( 4 )   [HTML] ( ) PDF(8267KB) ( 0 )  
为探究催化臭氧氧化耦合循环井技术降解三氯乙烯(TCE)的效能、影响因素及反应机理,本研究以地下水中典型污染物TCE为目标污染物,将臭氧微纳米气泡(O3-MNBs)与地下水循环井(GCW)修复技术相结合,在循环井中添加火山岩作为臭氧氧化催化剂,通过模拟槽批次实验开展系统研究。结果表明:O3-MNBs耦合GCW体系对TCE的降解效果优于单一的O3-MNBs或GCW;最优处理条件为催化剂用量15 g、臭氧流量150 mL/min、循环井曝气量1.200 cm3/h;耦合体系对低质量浓度(6.25~25.00 mg/L)TCE污水表现出高效降解性能,但对高质量浓度(37.50 mg/L)TCE的处理能力稍显不足;地下水流速与TCE降解率负相关。火山岩为多金属(Al2O3、Fe2O3和CaO等)复合型催化剂,可高效催化臭氧生成活性自由基,强化TCE降解效果;TCE通过臭氧直接氧化和臭氧产生的活性自由基间接氧化两种途径实现降解,最终基本矿化为无毒无害的产物。
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地球探测与信息技术

高阻煤层和充水断层的圆锥型瞬变电磁响应特征

张兴国, 车荣祺, 杨海燕, 周书隆
吉林大学学报(地球科学版). 2026 (5):  1741-1750.  DOI: 10.13278/j.cnki. jjuese.20250064
摘要 ( 1 )   [HTML] ( ) PDF(4932KB) ( 1 )  
煤层厚度剧烈变化区电性往往呈现低阻特征,该特征与低阻断层的瞬变电磁响应特征相似,在巷道全空间瞬变电磁探测中,辨别这两种低阻响应的地质来源对矿方治理措施选择作用重大。为此,本文基于三维时域有限差分法,系统研究了矿井全空间环境中含煤层的圆锥型瞬变电磁响应特征。通过构建不同地质模型,重点分析了巷道顶板、底板及侧帮高阻煤层的电磁响应规律,并探讨了充水断层与煤层厚度变化对瞬变电磁信号的动态影响。研究结果表明:巷道顶板与底板的煤层电磁响应具有相似性;高阻煤层的等值线横向延展趋势基本与煤层厚度一致,在厚度突变部位形成明显的电阻率梯度带;充水断层在感应电动势衰减曲线、多测道曲线及视电阻率剖面中均呈现显著异常特征,其横向不连续性可有效指示断层位置;结合多测道曲线与视电阻率反演结果,可实现对高阻煤层厚度变化的定量判识。
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基于方位叠前地震属性的流体因子初始模型建立方法

孙夕平, 董孟勋, 陈怀震, 张明
吉林大学学报(地球科学版). 2026 (5):  1751-1763.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20250072
摘要 ( 5 )   [HTML] ( ) PDF(11885KB) ( 0 )  

裂缝型储层多参数反演中裂缝参数与流体参数相互耦合,且地震资料的有限频带使常规测井模型难以直接作为稳定的初始约束。针对这一问题,本文基于固-液-缝解耦理论推导解耦PP波反射系数和方位弹性阻抗,并通过角度变换构建扩展方位弹性阻抗(EAEI);通过分析EAEI与流体因子的相关性,提出一种基于拟流体相的流体因子初始模型建立方法。Marmousi模型和实际地震数据测试结果表明,EAEI能够较好地表征流体因子的变化;C井和D井流体参数反演结果与测井解释结果的相关系数分别为0.91和0.89,高于对应裂缝参数的相关系数0.74和0.87。

 

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致密砂岩气储层微裂缝识别因子叠前地震反演方法及其应用

胡来东, 陈明春, 金含, 郭智奇
吉林大学学报(地球科学版). 2026 (5):  1764-1775.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20250074
摘要 ( 6 )   [HTML] ( ) PDF(21505KB) ( 0 )  
在全球能源需求持续增长的背景下,致密砂岩气作为重要的非常规油气资源,展现出巨大的勘探开发潜力。由于致密砂岩储层中微裂缝的发育程度能够显著影响储层的渗透性,因此预测微裂缝发育区对于识别高渗透性致密砂岩储层具有重要意义。本文构建了致密砂岩储层微裂缝识别因子及其叠前地震反演方法,并基于岩石物理分析构建由微裂缝识别因子、横波阻抗和密度等参数线性化表征的AVO(amplitude variation with offset)公式,进一步开发基于该AVO公式的弹性阻抗反演方法,由叠前地震数据直接预测微裂缝识别因子等参数。结果表明:本文构建的识别因子能够在不受含气饱和度影响的情况下稳定预测微裂缝孔隙度;理论模型测试验证了关于微裂缝识别因子的AVO公式具有合理的精度,能够用于叠前地震反演;实际数据应用证明微裂缝识别因子的预测结果与测井渗透率具有明显的相关性,验证了本文方法的有效性。
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基于时移地震资料的流体叠前地震反演方法

曲志鹏, 张伟忠, 纪利祥, 吴胜和, 张天骄, 郝陈琛
吉林大学学报(地球科学版). 2026 (5):  1776-1786.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20250142
摘要 ( 9 )   [HTML] ( ) PDF(5797KB) ( 0 )  
本研究围绕复杂储层开发过程中的流体识别与动态监测问题,开展基于时移地震资料的流体地震预测技术研究,提出基于时移地震资料的流体因子反演方法。首先,构建考虑孔隙压力变化、饱和度变化及非弹性应力响应的时移地震岩石物理模型,定量描述地震响应随流体替换与储层条件变化的演化机制。在此基础上,发展了多期叠前地震数据联合反演方法,利用贝叶斯反演框架将多时刻地震信息进行约束与融合,直接反演反映流体变化的流体因子,提高时移信号提取的稳定性与物理一致性。实例应用验证了所提方法在识别注采过程中流体前沿、异常响应带和储层非均质区方面的有效性,尤其在弱时移信号背景下依然具备较强的分辨能力。
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基于自监督跨域特征融合网络的地震数据重建

穆宇婷, 王长鹏, 耿鑫, 马旭慧文
吉林大学学报(地球科学版). 2026 (5):  1787-1796.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20250166
摘要 ( 4 )   [HTML] ( ) PDF(8581KB) ( 0 )  

随机缺失地震数据的重建在地下成像中起着至关重要的作用,现有自监督学习方法的性能很大程度上取决于数据的缺失率;在高缺失率情况下,大多已有方法忽略了变换域中特征之间的学习。为此,本文提出基于自监督跨域特征融合网络的地震数据重建方法,设计跨域特征融合模块,通过快速傅里叶变换捕捉全局频率成分特征,强化有效频率成分,去除无关信息,并将逆快速傅里叶变换后的输出与原始空间的输入进行融合,以弥补仅使用频域信息可能带来的损失。这种跨域交互架构突破了传统单域表征的局限性,在自监督条件下实现了地震信号全局结构保持与局部细节恢复的平衡。与加权核范数最小化方法、深度地震先验方法、盲迹网络方法、再生约束下的盲迹网络方法相比,本文所提方法的重建结果有显著提升:在随机缺失75%和95%的合成数据集上,重建结果的信噪比分别为10.451 5和5.151 4 dB;在真实地震数据集上,重建结果的信噪比分别为8.383 0和4.376 6 dB。


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基于随机森林MDA算法的测井曲线重构方法

宋真谊, 张宏兵, 祝新益, 张凌远, 曾繁鑫, 葛一航
吉林大学学报(地球科学版). 2026 (5):  1797-1805.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20250065
摘要 ( 5 )   [HTML] ( ) PDF(10791KB) ( 0 )  
测井资料在油气勘探和开发中具有重要作用,被地质工作者广泛应用于解决各种地质问题。但由于仪器故障、操作失误或地质条件复杂等原因,测井数据可能出现参数缺失或数据不完整等问题。重新测井成本高昂且受时移因素制约,开展基于机器学习方法的测井曲线重构研究具有重要意义。本文提出基于MDA(mean decrease accuracy)特征重要性算法筛选的改进随机森林(RF)模型(MDA-RF模型)用于测井曲线重构,利用MDA算法对输入特征的准确率和敏感性进行评估,剔除与预测参数相关性低的特征,提升RF模型的预测能力。以广东省惠州地区实测测井资料为例开展实验验证,结果表明,MDA-RF模型在预测单井和补全缺失井段时,决定系数分别提升了1.6%和5.0%。
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基于多源数据的土壤侵蚀时空分布预测模型

揭磊, 王明常, 刘星男, 刘子维, 李晓燕
吉林大学学报(地球科学版). 2026 (5):  1806-1819.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20250052
摘要 ( 3 )   [HTML] ( ) PDF(8793KB) ( 0 )  
土壤侵蚀是制约农业生产和可持续发展的严峻挑战。其类型多样、驱动因素复杂,预测其发生发展难度较大。本文针对土壤侵蚀的驱动因素和发生特点,基于多源数据,提取特征变量集,通过模拟退火(SA)算法选择最优特征变量子集。使用随机森林回归(RFR)构建土壤侵蚀速率(SER)预测模型,并绘制1990—2020年(5 a间隔)的SER空间分布图。最后,通过相关性分析和统计方法探讨SER的时空异质性。研究表明:筛选出的最优特征变量子集主要包括气候因子、遥感指数、缨帽变换分量和地形因子,涵盖年降雨量、植被与土壤相关指数、地表湿度特征和地形因子等多源环境变量;基于这些特征变量子集构建的RFR模型,均方根误差为0.048 mm/a,决定系数为0.662。1990—2020年SER呈波动趋势,主要为降低—增加—降低的变化;2005年和2020年SER波动主要受年降雨量增加的影响;SER平缓波动,中位数为1.06~1.22 mm/a,主要为轻度侵蚀,中度以上侵蚀区域较少。SER的空间分布呈现西部低、东部高的特点,具有显著的空间自相关性,表现为聚集性空间分布;土壤性质和地形地势等因素显著影响SER,并在局部区域存在一定的空间差异。
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