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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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2019年, 第49卷, 第5期 刊出日期:2019-09-26
上一期   
地质与资源
塔里木盆地巴楚隆起北缘吐木休克弧形基底卷入斜向滑移构造
杨庚, 陈竹新, 刘银河, 王晓波
吉林大学学报(地球科学版). 2019 (5):  1209-1221.  DOI: 10.13278/j.cnkij.juese.20180040
摘要 ( 45 )   [HTML] ( ) PDF(2379KB) ( 31 )  
石油地震资料揭示塔里木盆地中央巴楚隆起为结晶基底和古生代地层相对隆升区,地表为第四纪陆相碎屑岩不整合覆盖,隐伏隆起大部分区域缺失中、新生界。在隆起南北两侧构造变形比较强烈,均发育基底卷入的逆冲构造和古生界内逆冲构造。根据钻井资料和二维地震测线详细的构造解释,应用断层相关褶皱理论得知:吐木休克基底卷入逆冲断层是在中生界早期形成的基底卷入楔形构造的基础上,在新生界晚期再次活动形成的;新生代晚期中亚地区强烈陆内变形,导致塔里木盆地先期形成的巴楚隆起再次挤压隆升;晚期变形过程中,先存构造与形成新构造挤压方向的偏差导致新构造发育有走滑分量,形成典型的斜向挤压构造——吐木休克旋转弧形构造。平面分布上,弧形构造东西向延伸的中段和北东向延伸的西段,早期为基底卷入楔形构造,晚期发育基底卷入逆冲构造;近北西向延伸的东段,晚期发育基底卷入楔形构造叠加在早期基底卷入楔形构造之上,说明该构造至少经历了两期变形。由于晚期基底卷入逆冲断层具有走滑分量,导致盖层单斜构造发育3类应变带及相应构造:拉伸变形带发育的正断层、剪切变形带发育的走滑断层及挤压应变带即走滑构造分量;西段发育左行逆冲走滑断裂带及伸展变形;东段发育右行逆冲走滑断裂带。弧形构造西部发育的构造样式与2012年Keating等模拟的斜向断层位移形成的构造样式非常相似,说明弧形构造西段吐木休克基底卷入逆冲构造具有走滑分量,从而合理地解释了该区发育的构造样式及正断层形成机制。
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辽河盆地西部凹陷古近系沙四上亚段沉积相及演化
王夏斌, 姜在兴, 胡光义, 范廷恩, 王俊辉, 卢欢
吉林大学学报(地球科学版). 2019 (5):  1222-1234.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20180054
摘要 ( 53 )   [HTML] ( ) PDF(2244KB) ( 20 )  
薄互层砂体研究是湖盆沉积学的研究难点。本文针对辽河西部凹陷沙四上亚段(Es4上)薄互层砂体,以层序地层学、沉积学、测井地质学等理论为指导,综合岩心、测录井和地震等多种资料,对西部凹陷的薄互层砂体进行精细描述和深入剖析。结果表明,研究区主要发育辫状河三角洲和湖泊沉积相,其中,滩坝砂体是湖泊相的主力砂体。通过考虑不同沉积背景下滩坝在岩相组合、发育位置和成因机理的差异性,将滩坝划分成侧缘改造型滩坝、前缘改造型滩坝、基岩改造型滩坝、淹没改造型滩坝和风暴改造型滩坝5种沉积模式;对薄层滩坝砂体的控制因素进行分析,认为其受到"风场-物源-盆地"三端元的控制。
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渤中凹陷CFD18-2油田高岭石胶结作用及其对储层物性的影响
陈思芮, 曲希玉, 王冠民, 王清斌, 曹英权
吉林大学学报(地球科学版). 2019 (5):  1235-1246.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20180094
摘要 ( 45 )   [HTML] ( ) PDF(2412KB) ( 14 )  
为探究成岩作用过程中所形成的次生黏土矿物对储层物性的影响,借助偏光显微镜及扫描电镜的镜下分析,并结合储层物性等数据,对渤中凹陷附近沙垒田凸起东南部CFD18-2油田东三段高岭石的特征、类型、成因及其对储层物性的影响进行了研究。研究结果表明:1)研究区高岭石为有机酸溶蚀长石形成的自生高岭石,呈现典型的"手风琴状"及"蠕虫状",常充填于粒间孔、长石次生溶孔及碳酸盐胶结物溶孔中并形成良好的晶间孔隙。2)研究区主要发育两期高岭石,第一期主要充填于早期碳酸盐胶结物溶孔中,呈微小"蠕虫状";第二期充填于铁方解石与铁白云石胶结物溶孔中,部分高岭石具碱性溶蚀特征,且第二期高岭石与晚期伊利石共生。3)研究区东三段储层具备一定的渗流能力,使长石溶蚀形成的"副产物"被流体带走;但在破坏性成岩作用下,储层渗流能力会逐渐变差,最终使得"副产物"堆积于孔隙,降低储层物性。4)高岭石及同期硅质胶结物对储层物性的影响是一把"双刃剑",当高岭石及硅质的体积分数低于6.81%时,长石溶蚀有利于改善储层物性;当高岭石及硅质的体积分数高于6.81%时,则不利于储层物性的改善。
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吴起—志丹地区延长组下组合浊沸石的纵向分布特征与成因
王朝, 王冠民, 杨清宇, 胡津, 何为, 石晓明, 张婕
吉林大学学报(地球科学版). 2019 (5):  1247-1260.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20180210
摘要 ( 32 )   [HTML] ( ) PDF(2486KB) ( 21 )  
吴起-志丹地区延长组下组合包括长8、长9和长10三个油层组。在研究区中、西部,下组合油气主要来源于长73烃源岩;在研究区东部,下组合油气主要来源于长91烃源岩。624个储层样品的X衍射和薄片镜下观察表明,研究区下组合储层中普遍发育浊沸石胶结物,其体积分数在纵向上具有明显的规律性:研究区中、西部浊沸石体积分数在长8段最低,向下逐渐增高,在长10段普遍发育浊沸石胶结物;研究区东部浊沸石体积分数则在长91段最低,向上部长8段逐渐增高,向下部也有所增高,在长10段达到最大值。浊沸石的这种变化规律与烃源岩成熟和流体释放密切相关。浊沸石属于早成岩阶段形成的碱性低温铝硅酸盐矿物,在有机质成熟释放出的有机酸和CO2作用下,由近及远会发生不同程度的溶蚀作用,造成纵向上距离烃源岩越近,浊沸石残留得越少,距离烃源岩越远,浊沸石保留得越多。该分布规律可以指示烃源岩成熟后释放流体运移的距离和范围。
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流体包裹体中盐度分析与应用——以福山凹陷为例
赵迎冬
吉林大学学报(地球科学版). 2019 (5):  1261-1269.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20180041
摘要 ( 61 )   [HTML] ( ) PDF(1495KB) ( 32 )  
盐水包裹体中盐度(w(NaCl))信息与均一温度一样,是进行流体活动分析的主要依据。基于福山凹陷盐水包裹体盐度测试数据并结合均一温度等信息,对福山凹陷流体包裹体的幕次组合及成藏期流体的幕式活动特征进行了分析。结果表明:福山凹陷烃类包裹体荧光色丰富,均一温度单一峰值,盐水包裹体盐度具有先下降后上升再下降的变化特征;其流体包裹体可划分为7个幕次组合,即福山凹陷古近系存在着7幕流体活动,早2幕为排烃早期流体活动,中间3幕为成藏期流体活动,后2幕为异常热流体活动。分析还得出:福山凹陷具有多幕成藏、多源混注的成藏特征,成藏时期为13~6 Ma,油气主充注幕次对应于生排烃高峰;异常热流体活动时期晚于成藏期,且异常热流体活动是导致地层水盐度中途突然升高的主因。
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柴北缘团鱼山地区中侏罗统石门沟组油页岩有机地球化学特征及古湖泊条件
曾文人, 孟庆涛, 刘招君, 徐银波, 孙平昌, 王克兵
吉林大学学报(地球科学版). 2019 (5):  1270-1284.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20180155
摘要 ( 37 )   [HTML] ( ) PDF(1774KB) ( 13 )  
根据Leco(莱科)、岩石热解、GC(气相色谱)和GC-MS(气相色谱/质谱)等分析,开展了柴达木盆地北缘团鱼山地区中侏罗统石门沟组油页岩有机地球化学特征研究,探讨了油页岩的生烃潜力、有机母质来源、沉积环境及成矿差异。结果表明:石门沟组页岩段共发育3层油页岩(自下而上分别为油1、油2和油3),油页岩w(TOC)较高,平均值为8.16%,有机质类型为Ⅰ型和Ⅱ1型,整体生烃潜力较好,且油1、油2的生烃潜力高于油3;样品中检测出丰富的正构烷烃、类异戊二烯烷烃、甾类化合物、萜类化合物和芳香烃化合物,其中,正构烷烃呈单峰式分布,主峰碳数为nC23或nC27,Pr/Ph值为0.20~1.08,油1、油2的C27/C29值、芳基类异戊二烯烃、藿烷和藿烯质量分数明显比油3高,揭示油1、油2形成于强还原条件,有机母质来源以低等水生生物为主,油3形成于弱还原-还原条件,有机母质来源具有陆源高等植物与低等水生生物双重生源特征。结合油页岩特征的差异及古湖泊条件,说明较深的湖水并不是形成优质油页岩的必要条件,藻类、细菌等提供优质有机质的生物输入以及底层水的强还原条件更有利于优质油页岩的形成。
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湖南桃江县木瓜园钨矿床地质特征及含矿岩体成岩时代
李洪英, 杨磊, 陈剑锋
吉林大学学报(地球科学版). 2019 (5):  1285-1300.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20180089
摘要 ( 43 )   [HTML] ( ) PDF(2651KB) ( 21 )  
木瓜园钨矿床是近几年在江南古陆成矿带中新发现的大型白钨矿床。该矿床产于三仙坝花岗斑岩中,白钨矿化主要类型有浸染状、细脉状和网脉状,成矿围岩蚀变类型有钾化、硅化、绢云母化、黄铁矿化和碳酸盐化等,具有斑岩型矿床的矿化和围岩蚀变特征。由于是最新发现,该矿床的矿床地质特征及成岩成矿年龄研究较少,因此笔者选取了与成矿关系密切的三仙坝花岗闪长斑岩和石英斑岩以及不同矿化类型的辉钼矿样品进行Re-Os同位素定年,获得三仙坝花岗闪长斑岩的形成时代为(222±1)Ma,石英斑岩的形成时代为(219±3)Ma,辉钼矿Re-Os模式年龄为228~223 Ma,加权平均值为226 Ma,等时线年龄为(220±21)Ma,该年龄与加权平均年龄一致,表明该矿床形成于晚三叠世。辉钼矿中w(Re)的分布范围为(70~181)×10-6,平均为112×10-6,反映其可能为壳幔混合来源。其形成环境为印支晚期后碰撞环境。
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江西东坪石英脉型黑钨矿矿床地质特征、控矿因素及找矿标志
杨细浩, 胡文洁, 钟起泓, 朱昌杰, 万欢, 胡正华
吉林大学学报(地球科学版). 2019 (5):  1301-1316.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20180088
摘要 ( 42 )   [HTML] ( ) PDF(2109KB) ( 19 )  
东坪钨矿床是近年在赣北地区新发现的首个超大型石英脉型黑钨矿矿床,位于长江中下游成矿带幕阜山地区东坪-香炉山钨矿找矿远景区东部。矿床赋矿层位为新元古代双桥山群安乐林组浅变质岩系,北东向断裂及其两侧的次级裂隙为区内主要控矿构造、容矿构造,隐伏的燕山晚期黑云母二长花岗岩为成矿岩体,与区内钨多金属成矿关系密切的为石英脉状硅化;两个矿带的钨矿体均产于成矿岩体外接触带,呈现了石英脉型黑钨矿矿床典型的"五层楼"分带特征,矿石工业类型主要为黑钨矿矿石;明确了构造和岩浆岩等主要控矿因素;总结出地表微细裂隙云英岩化-黄铁矿化蚀变带、含硫化物石英细脉带、石英脉、重砂及地球化学异常为区内主要找矿标志。
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内蒙古固阳绿岩带高腰海BIF型铁矿锆石LA-ICP-MS年代学、地球化学特征及地质意义
李光耀, 李志丹, 王佳营, 文思博
吉林大学学报(地球科学版). 2019 (5):  1317-1326.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20180290
摘要 ( 53 )   [HTML] ( ) PDF(2049KB) ( 16 )  
内蒙古高腰海BIF(条带状建造)型铁矿位于华北克拉通西部陆块北缘,产于固阳绿岩带。矿体赋存于新太古代-古元古代色尔腾山群毛忽洞组斜长角闪岩中。铁矿石发育针柱状-粒状变晶结构,具条带状构造。矿物成分以磁铁矿、石英、角闪石为主。对选自赋矿围岩——斜长角闪岩中的热液锆石进行LA-ICP-MS U-Pb定年,得出了(1 933±12)Ma的加权平均年龄,其代表高腰海BIF富矿热事件。原岩恢复显示斜长角闪岩为正变质岩,Zr/Ti-Nb/Y图解显示其为亚碱性玄武岩系列。元素地球化学特征显示原岩可能为T-MORB(过渡型洋脊玄武岩)。结合T-MORB形成的构造环境及区域上BIF成矿规律,初步认为高腰海铁矿形成于岛弧叠加地幔柱的构造环境。
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滇东北会泽灯影组硅质岩成因及沉积环境——来自岩石学和地球化学证据
陈庆松, 杨润柏, 刘德民, 陶兰初
吉林大学学报(地球科学版). 2019 (5):  1327-1337.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20180120
摘要 ( 48 )   [HTML] ( ) PDF(1943KB) ( 9 )  
通过1:50 000区域地质调查,发现云南省会泽县一带灯影组中普遍发育硅质岩。本文通过硅质岩岩石学特征和地球化学特征分析,重点探讨了灯影组各段硅质岩的成因机制和沉积环境。结果表明:震旦系-寒武系灯影组下段硅质岩中相对富集Al和Ti,总稀土(ΣREE)相对较高,Ce呈负异常,Eu呈正异常;中段硅质岩中相对富集Ca和Mg,总稀土较低,LREE>HREE,Ce呈负异常,Eu呈正异常;上段硅质岩总稀土较低,LREE>HREE,Ce大部分呈负异常,Eu呈正负异常。综合硅质岩岩石学、地球化学特征,并结合震旦纪区域地质构造演化,认为研究区内下段硅质岩表现为正常海水沉积、中段硅质岩表现为典型热水沉积、上段表现出正常海水沉积受热水沉积影响的特征。硅质岩形成于复杂大陆边缘的浅海陆棚环境。
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大兴安岭北段索图罕地区碱长花岗岩成因及形成构造背景
杨小鹏, 王长兵, 李文庆
吉林大学学报(地球科学版). 2019 (5):  1338-1349.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20190092
摘要 ( 55 )   [HTML] ( ) PDF(1773KB) ( 32 )  
本文对大兴安岭北段索图罕地区碱长花岗岩进行了系统的全岩地球化学、锆石U-Pb同位素年代学的研究,并探讨了其成因和构造意义。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明,花岗岩形成于早白垩世,年龄为(139.50±0.56)Ma。岩石地球化学结果显示,索图罕林场碱长花岗岩属于高钾钙碱性的A型花岗岩,岩石具有富硅和碱、贫CaO和MgO的特征,岩石稀土元素质量分数较高,相对富集轻稀土元素,具有明显的负Eu异常,富集Rb、Th、U、K等大离子亲石元素,亏损Nb、P、Ti等高场强元素,稀土元素配分图解具有右斜"V"字形的特征。索图罕林场碱长花岗岩为弱过铝质A型花岗岩,来源于地壳物质的部分熔融。样品微量元素构造判别图解落入后碰撞区域,代表伸展环境。结合区域地质特征,认为该碱长花岗岩的形成与蒙古-鄂霍茨克洋闭合后的岩石圈伸展相关。
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大兴安岭南部二叠纪-三叠纪之交孢粉化石及古气候环境分析
张德军, 张健, 郑月娟, 陈树旺, 苏飞, 黄欣, 张海华, 甄甄
吉林大学学报(地球科学版). 2019 (5):  1350-1361.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20180190
摘要 ( 65 )   [HTML] ( ) PDF(1541KB) ( 28 )  
大兴安岭南部巴林右旗幸福之路苏木查干布拉格村老龙头组(原幸福之路组模式)剖面首次发现孢粉化石18属21种,以Cyclogranisporites sp.,Alisporites parvus De Jersey,Alisporites circulicorpus Clarke,Sulcatisporites rhombicus Qu,Lueckisporites virkkiae R.Potonie et Klaus,Piceites sp.为主。通过典型属种对比,结合已发现的动植物化石、孢粉组合及同位素测年结果分析,确定幸福之路地区老龙头组的时代为晚二叠世-早三叠世,即二叠系-三叠系界限存在于这套陆相连续沉积内部。孢粉化石的亲缘母体以发育种子蕨纲和松柏纲的针叶植物为主,指示当时研究区处于暖温带的干旱-半干旱的古气候环境。
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丹江断裂东段第四纪活动性及地震地质涵义
雷东宁, 乔岳强, 胡庆, 王秋良, 林松, 李雪
吉林大学学报(地球科学版). 2019 (5):  1362-1375.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20170318
摘要 ( 32 )   [HTML] ( ) PDF(3539KB) ( 14 )  
丹江口地区地震地质因修建丹江水库而得到深入研究,但针对断裂进行的系统性研究较少。通过对丹江断裂东段进行1:1万大比例条带状活动断裂填图,综合采用地质地貌调查、岩样年龄测试、地质钻探、浅层地震勘探等多种手段进行研究,认为:1)丹江断裂东段第四纪以来累积左旋走滑量在250~500 m之间,上更新统地层垂直断距为10~20 m;2)断裂最新活动时代为晚更新世,活动性质以由NE向SW的逆冲为主,兼具有左旋走滑分量;3)断裂活动性由山地向盆地迁移。丹江断裂晚更新世以来活动表明,南襄盆地西缘活动性较强。该认识可为进一步评估丹江口地区乃至南襄盆地西缘的地震构造环境提供依据。
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地质工程与环境工程
松动岩体工程特性研究——以雅砻江楞古水电站松动岩体为例
王梓龙, 裴向军, 张御阳, 张硕, 魏小佳, 王双
吉林大学学报(地球科学版). 2019 (5):  1376-1388.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20180189
摘要 ( 35 )   [HTML] ( ) PDF(2159KB) ( 8 )  
为了对松动岩体的工程特性进行系统研究,以楞古水电站厂址区边坡为例,对该边坡岩体进行了详细的地质编录和物理勘探试验,重点对节理裂隙的空间发育规律、镶嵌结构和碎裂结构岩体的发育深度及空间分布、软弱结构面发育分布规律以及边坡已有变形破坏特征这四个方面进行了系统的统计和分析,认为松动岩体是区域断裂活动和浅表生改造的结果,岩体工程效应差、变形模量低;同时结合应力测试、声波测速、高密度电磁勘探等试验成果进行分析,结果显示松动岩体具低波速(波速大部分小于3 000 m/s)、低应力(最大主应力不超过20 MPa)、强透水性(透水性系数大于10 L/(min·m·m))。认为岩体破碎主要受断层及节理裂隙影响,分析了岩体破裂松动的演化过程及特征。
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延安Q3原状黄土渗透各向异性及微结构分析
洪勃, 李喜安, 王力, 李林翠
吉林大学学报(地球科学版). 2019 (5):  1389-1397.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20180156
摘要 ( 37 )   [HTML] ( ) PDF(1654KB) ( 8 )  
为研究原状马兰黄土的渗透各向异性,以延安削山造地重大工程开挖所揭露的完整黄土剖面中的马兰黄土层为研究对象,采用室内变水头渗透试验获取不同埋深不同渗流时长原状黄土垂直向和水平向的渗透系数,并对试验前后黄土试样垂直向和水平向SEM(scanning electron microscope)电镜扫描结果进行分析,从微观结构上揭示原状马兰黄土结构各向异性的原因。结果表明:原状黄土垂直向和水平向饱和渗透系数具有显著各向异性,且垂直向和水平向渗透系数都随渗流时间的持续而减小,各向异性渗透性能在时间尺度上具有某种衰减关系;同时,原状黄土各向异渗透性能随埋深的增大而逐渐减弱;土颗粒结构的接触、排列方式是导致黄土原生各向异性的根本原因,也是导致渗流初始阶段渗透系数各向异性的原因,而渗流作用产生的次生结构各向异性则使渗透系数各向异性在时间尺度上表现得更为明显。
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虹吸水流作用下的土柱运动特性及虹吸管道防淤堵措施
吴纲, 谢威, 严鑫, 翁杨, 孙红月
吉林大学学报(地球科学版). 2019 (5):  1398-1404.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20180138
摘要 ( 31 )   [HTML] ( ) PDF(1310KB) ( 9 )  
虹吸排水联合堆载固结技术是软基处理中的一项新技术,在应用该技术时,虹吸管内土柱的淤堵问题是制约该技术发展的核心问题之一。针对虹吸管内土柱的淤堵问题,采用颗粒沉降模型和水动力学相关理论,推导得到了土柱在虹吸水流作用下的临界高度表达式。根据所推求的表达式,可以制定相应的防淤堵措施,使得虹吸排水能够顺利进行。研究结果表明:土柱容易在虹吸管弯曲圆弧段形成淤堵;对于工程现场最常见的4 mm内径虹吸管,当虹吸管弯曲圆弧段半径大于40 cm或者虹吸管内土柱高度大于4 cm时,就有可能产生淤堵;实际工程中,可以采用减小虹吸管弯曲圆弧段半径、降低虹吸管出水口高度以及减小虹吸管长度的措施减小淤堵的可能,从而保证虹吸过程的持续进行。
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季冻土区临水轻台结构冻拔特征分析及防治
孙洪伟, 傅汝进
吉林大学学报(地球科学版). 2019 (5):  1405-1414.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20180318
摘要 ( 25 )   [HTML] ( ) PDF(1465KB) ( 7 )  
为探索季冻土区临水轻台结构冻拔冻害破坏机理,测试套筒防冻拔冻害技术的有效性,以长春某临水轻台群为研究对象,选择基土自然冻胀轻台结构与装有套筒防冻拔冻害装置的试验轻台结构相对比,用精密水准仪观测二者的寒期竖向位移动态。结果表明:基土自然冻胀轻台结构出现了冻拔位移冻害,各观测年冻拔位移曲线随气温均呈"半驼峰型"姿态发展,对应观测年的持续降温-持续低温-持续升温-正温时段,冻拔位移呈下降-上升-下降-稳定的变化特征;冻土的冻拔力推动轻台桩上拔引发冻拔位移冻害。观测装有套筒防冻拔冻害装置的试验轻台结构发现,其竖向位移长期在±5 mm的小位移区间平位波动,比自然冻拔轻台结构的平均冻拔位移减小了98%,表明套筒装置隔离了冻拔力对轻台结构的冻拔作用,冻拔位移冻害被有效遏制。勘验装有套筒防冻拔冻害装置的试验轻台结构,未发生"错动""台板拉裂"等典型冻拔位移冻害,印证了套筒防冻害装置对防治轻台结构冻拔位移冻害有实效。
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提孜那甫河流域融雪径流模拟及不确定性分析
张爽, 曾献奎, 吴吉春
吉林大学学报(地球科学版). 2019 (5):  1415-1424.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20180031
摘要 ( 32 )   [HTML] ( ) PDF(1736KB) ( 8 )  
为了开展寒旱山区典型流域融雪径流过程的研究,提高融雪径流模型(SRM)在山区融雪地区的水文过程模拟精度,本文选取新疆提孜那甫河流域作为典型研究区,在SRM径流计算基础上,加入合适的基流数据并进行不确定性分析。考虑4种常见的基流分割方法(数字滤波法、加里宁法、BFI法(滑动最小值法)和HYSEP(hydrograph separation program)法),基于贝叶斯理论,采用马尔科夫链蒙特卡洛(MCMC)模拟进行参数不确定性分析,对使用不同基流数据SRM的融雪径流模拟表现进行综合评价。分析结果表明,基于加里宁基流分割方法的模型(SRMK)能够最佳地模拟研究区融雪径流过程(纳什系数NSE在识别期和验证期分别为0.866和0.721,大于其他对比模型)。MCMC模拟能够较好地识别SRM参数,获得可靠的参数后验概率分布。当实测降水资料缺乏或其代表性较差时,TRMM(tropical rainfall measuring mission)卫星数据能够描述研究区的降水过程特征。
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青海共和盆地干热岩地热储层水力压裂物理模拟和裂缝起裂与扩展形态研究
周舟, 金衍, 曾义金, 张旭东, 周健, 汪文智, 孟翰
吉林大学学报(地球科学版). 2019 (5):  1425-1430.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20180204
摘要 ( 36 )   [HTML] ( ) PDF(1344KB) ( 12 )  
水力压裂是青海共和盆地干热岩地热资源开发的难点技术问题之一。本文基于升级改造的大尺寸真三轴水力压裂物理模拟实验系统模拟干热岩储层高温高压环境,利用青海共和盆地露头岩心进行水力压裂物理模拟实验,揭示干热岩储层水力裂缝的起裂和扩展规律。通过物理模拟实验发现:干热岩储层裂缝起裂可以通过文中提出的起裂模型判断起裂方式和预测起裂压力;水力裂缝在岩石基质中的扩展形态简单,仅沿最大主应力方向延伸;但是水力裂缝会受到岩石中弱面的影响,发生转向沿弱面延伸,形成较复杂的裂缝形态。因此,建议在干热岩储层实际施工中,在天然裂缝发育较丰富的层段开展水力压裂,以实现复杂裂缝网络提取地热能。
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多孔介质中热蒸汽的迁移特性及其修复氯苯污染土壤的效果
赵勇胜, 杨元元, 高鹏龙, 康学赫, 王昊颖, 常月华
吉林大学学报(地球科学版). 2019 (5):  1431-1437.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20180047
摘要 ( 43 )   [HTML] ( ) PDF(1480KB) ( 7 )  
蒸汽注射法是一种新近发展起来并对包气带非水相液体(NAPLs)污染修复具有较好应用前景的修复方法。为了探讨热蒸汽在非饱和多孔介质中的运移特征和蒸汽注射技术修复氯苯污染土壤的效果,本文通过一维模拟柱分别开展了热蒸汽在多孔介质中的迁移规律实验和蒸汽注射修复氯苯实验。研究表明:模拟柱中给定点处温度随时间变化可分为环境温度段、升温段和饱和蒸汽温度段3个阶段,随着温度锋面向下迁移,其迁移速度逐渐减小;模拟柱中的压力分布在蒸汽覆盖区域且空间分布呈线性规律,给定点处的压力随时间先增加后趋于平稳;实验结束后测得的水饱和度随蒸汽迁移距离的增加逐渐增加。在注入蒸汽质量流量为0.3 kg/h和氯苯初始质量分数为56.8 mg/kg的条件下,热蒸汽修复细砂中氯苯3.5 h后去除率达98.0%。模拟柱底部因蒸汽冷凝水达到饱和而产生出流液,出流10 min时出流液中氯苯最大质量浓度达到152.98 mg/L,70 min后出流液中氯苯质量浓度低于7.00 mg/L;介质中氯苯质量分数随距离的增加而增加,最大残留量为0.36 mg/kg。蒸汽注射法有效地改善了SVE(土壤气相抽提)法"拖尾"现象。
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地球探测与信息技术
沂沭断裂带莱州湾海域重力场特征
刘洪波, 吴治国, 郑孝诚, 王恩强, 王玉敏, 张宁
吉林大学学报(地球科学版). 2019 (5):  1438-1447.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20180283
摘要 ( 44 )   [HTML] ( ) PDF(1650KB) ( 9 )  
沂沭断裂带是郯庐断裂带的山东段,该断裂带不仅规模大,而且活动性强,具有"两堑夹一垒"的构造格架。利用实测1:20万海底高精度重力测量数据对沂沭断裂带莱州湾海域重力场特征进行了研究,采用欧拉反褶积、纹理分析等边界识别方法对数据进行处理解释,旨在对研究区进行构造格架的细化。根据重力场特征,推断断裂22条,以NE-NNE向和近EW向为主,推断沂沭断裂带4条主干断裂在莱州湾呈NNE向近平行舒缓波状展布;初步划分了3个三级构造单元,5个四级构造单元,12个五级构造单元;推断昌邑-大店断裂以西重力高反映了基底凸起,重力低主要反映了中、新生代凹陷,断裂以东重力高主要反映了早前寒武纪变质岩分布,重力低主要反映了中生代花岗岩体分布。
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时间域航空电磁系统探测深度研究
韩雪, 殷长春, 任秀艳, 刘云鹤, 张博, 蔡晶
吉林大学学报(地球科学版). 2019 (5):  1448-1456.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20180224
摘要 ( 48 )   [HTML] ( ) PDF(1426KB) ( 11 )  
时间域航空电磁系统探测深度与采样时间、发射磁矩、大地电导率、仪器背景噪声和灵敏度等诸多因素相关。本文基于时间域航空电磁一维正演对时间域航空电磁系统探测深度进行研究。正演算法从麦克斯韦方程出发,结合准静态近似条件,得到一维层状介质上空中心回线频率域电磁场响应的垂直分量,并采用汉克尔积分进行计算,进而通过时-频变换获得时间域电磁场响应。探测深度研究参考仪器背景噪声水平,通过设定最小可识别信号阈值(本文设定为系统背景噪声三倍)获取最大可探测分离时间,进而利用该分离时间结合平均电导率求取最大探测深度。最后本文以VTEM系统为例,对不同层状介质模型以及不同发射磁矩、背景噪声、发射脉宽和飞行高度下的时间域航空电磁系统最大探测深度进行分析和讨论。
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高黏粒含量海洋土电阻率特征分析及模型构建
朱广祥, 郭秀军, 余乐, 孙翔, 贾永刚
吉林大学学报(地球科学版). 2019 (5):  1457-1465.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20180226
摘要 ( 34 )   [HTML] ( ) PDF(1390KB) ( 8 )  
在高黏粒含量海洋土中,黏粒吸附孔液中阳离子形成的双电层会直接影响土体导电性,与孔液、土体结构共同形成土体导电性的影响因素,使导电结构变得复杂。对饱和的海洋土而言,固结程度不同代表了土体结构不同。为量化分析双电层对不同固结程度高黏粒含量海洋土导电性的影响,界定电阻率测试技术对海洋土结构变化的反映能力,分别以黄河三角洲和南海北部陆坡海洋土为研究对象,进行电阻率和其他物理性质测试。基于测试结果分析不同黏粒含量海洋土电阻率的变化规律和独有特征,借鉴黏性土多元导电理论构建适合的电阻率模型。研究表明,黏粒含量对不同固结程度海洋土电阻率的影响不同,根据其变化特征可分为3个阶段:正常固结的海洋土电阻率变化可用简化的二元模型公式表示,当孔隙度小于50%时,电阻率随孔隙度呈明显的幂函数降低,当孔隙度介于50%~60%时,电阻率随孔隙度降低速率明显减小;欠固结海洋土孔隙度均高于60%,电阻率随孔隙度线性减小,可用线性模型公式描述。电阻率测量技术对高黏粒含量正常固结海洋土结构变化(孔隙度变化)反映能力良好,探测灵敏度可达25 Ω·m;对欠固结海洋土结构变化反映困难。
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基于模拟退火粒子群优化算法的裂缝型储层各向异性参数地震反演
罗腾, 冯晅, 郭智奇, 刘财, 刘喜武
吉林大学学报(地球科学版). 2019 (5):  1466-1476.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20180255
摘要 ( 36 )   [HTML] ( ) PDF(1739KB) ( 14 )  
发育垂直定向排列裂缝的地下岩石可等效为具有水平对称轴的横向各向同性(horizontal transverse isotropic,HTI)介质。针对HTI介质模型,本文研究了裂缝型储层的各向异性参数地震振幅随方位角变化(amplitude variations with azimuth,AVAZ)的反演方法。首先,在地震AVAZ反演流程中,提出采用模拟退火粒子群优化算法实现裂缝型储层各向异性参数反演。之后,通过理论模型测试,验证了基于模拟退火粒子群优化算法的地震AVAZ反演的有效性。最后,将反演方法应用于四川盆地龙马溪组页岩气储层实际方位地震数据;在反演之前先利用傅里叶级数方法估计裂缝方位并对实际数据进行方位校正,以提供更准确的输入数据;通过计算得到的P波、S波各向异性参数可用于评价裂缝发育程度。反演结果表明,研究区域构造顶部裂缝较发育,与地质基本理论一致,验证了反演方法的合理性。
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基于自适应可变滤镜的地类变化预测模型
柳长源, 刘鹏, 毕晓君
吉林大学学报(地球科学版). 2019 (5):  1477-1485.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20180208
摘要 ( 26 )   [HTML] ( ) PDF(1574KB) ( 5 )  
随着土地开发建设规模不断扩大,土地利用情况也在逐年发生变化,准确预测未来土地利用的发展趋势,可以为本地区的土地利用规划提供依据,提升本地区的土地利用效率。传统方法一般采用CA_Markov、ANN以及CA_ANN模型进行预测,存在训练时间长、预测精度不足和缺乏说服力等问题。本文针对上述问题,结合元胞自动机以及人工神经网络模型,建立一种自适应可变滤镜网络模型,针对特定大小区域内的土地类别数目,创建多类数据集来训练不同参数的多个神经网络,可以成功预测未来土地变化的情况,这样就避免了训练单一网络时数据对网络权值的抵消。相比于传统模型中效果最好的CA_ANN模型,本文建立的自适应可变滤镜网络模型不仅总体精度提高了1%~3%,各种地类转化精度提高了12.82%~33.33%,模型预测时间也缩减了49.47%。
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基于MODIS的长江口表层水体盐度时空分异
牛莹, 赵欣怡, 周云轩, 田波, 王利花
吉林大学学报(地球科学版). 2019 (5):  1486-1495.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20180212
摘要 ( 37 )   [HTML] ( ) PDF(1597KB) ( 8 )  
长江河口地处海陆交汇地区,其海表盐度受到长江流域、东海和三角洲社会经济活动的复合影响。水体盐度直观反映了河口区域冲淡水分布,对于研究淡水羽状锋、长江物质输送与河口环境变化等具有重要意义。本文分别对枯季和洪季的长江口盐度实测数据,以及中分辨率成像光谱仪(moderate-resolution imaging spectroradiometer,MODIS)遥感反射率与反射率的比值进行拟合回归分析,建立长江口表层盐度反演经验模型,得到枯季的相关系数和均方根误差(root-mean-square error,RMSE)分别为-0.930 3、0.45‰,洪季的相关系数和RMSE分别为-0.818 5、0.88‰;并分析模型在时间尺度上的适用性。利用该盐度反演模型对长江口2007-2016年的表层盐度进行反演,结合大通站记录的长江径流量观测资料,分析长江口表层水体盐度的时空变化规律。结果表明:长江口表层盐度受径流量影响较大,空间上呈自西向东递增趋势,具有季节性分异;枯季近岸盐度较高,高盐度海水可以到达长江口南北支分叉122.5°E附近;洪季冲淡水影响范围广,高盐度海水聚集在123°E以东、31°N以南,长江口北部出现低盐区域;2007-2016年间枯季大通站流量呈上升趋势,平均盐度为29.27‰,总体呈降低趋势,洪季大通站流量呈降低趋势,平均盐度为27.10‰,呈上升趋势,盐度和径流量在年际变化中存在良好的负相关关系。
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基于二维地质剖面的三维地质结构多点统计学模拟方法
郑天成, 侯卫生, 何思彤
吉林大学学报(地球科学版). 2019 (5):  1496-1506.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20180207
摘要 ( 44 )   [HTML] ( ) PDF(1618KB) ( 13 )  
利用三维地质模拟技术重构地质现象的三维空间分布,是实现自然资源管理和风险评估的重要基础和前提。多点统计学方法通过探寻多点间的空间结构关系,结合随机模拟方法生成具有差异性的模拟结果,较好地再现了复杂的地质现象。然而,如何构建合适、有效的训练图像一直是基于多点统计学三维地质模拟的核心问题。本文提出了一种改进的多点统计学算法。本方法结合了序贯模拟和迭代的方法,将二维剖面扩展为三维训练图像,再结合EM-Like算法,实现了三维地质结构的优化模拟。建模实例结果表明,本方法能确保训练图像对内部模拟网格的约束,准确模拟研究区的地层层序,并很好地再现二维地质剖面所反映的地层结构关系。
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