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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
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1. 基于多变量LSTM神经网络的地下水水位预测
闫佰忠, 孙剑, 王昕洲, 韩娜, 刘博
吉林大学学报(地球科学版)    2020, 50 (1): 208-216.   DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20190055
摘要209)      PDF(pc) (1360KB)(71)    收藏
为解决以往模型未考虑地下水位相关影响因素的问题,探讨长短期记忆(LSTM)神经网络在地下水位预测中的应用,利用长短期记忆神经网络,采用多变量输入的方式,构建了基于多变量LSTM神经网络的地下水水位预测模型。以泰安市岱岳区J1号监测井为例,采用2001-2014年地下水水位动态监测资料与相关影响因素数据,利用多变量LSTM神经网络对2015-2016年地下水位进行预测,并与单变量LSTM神经网络和反向传播(BP)神经网络进行对比。研究结果表明:以相关影响变量为输入的BP神经网络无法考虑时序变化规律,预测均方根误差最大,为2.399 3;以地下水位为变量输入的单变量LSTM神经网络仅能根据时序变化作出相应预测,无法考虑相关变量影响,预测均方根误差为2.102 2;基于多变量输入的LSTM神经网络的预测精度显著高于单变量LSTM神经网络和BP神经网络,预测均方根误差最小,仅为1.919 1。总体上,多变量LSTM神经网络地下水位预测模型仅在某些峰值处误差较大,但总体预测效果较为理想。
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2. 甘泉—富县地区长7致密砂岩储层成岩相的定量识别及其对含油性的控制作用
李红进, 张道勇, 葛云锦, 王翊超, 徐刚
吉林大学学报(地球科学版)    2019, 49 (6): 1529-1539.   DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20180238
摘要180)      PDF(pc) (15635KB)(39)    收藏
以岩心分析、测井数据为基础,结合薄片鉴定、扫描电镜等分析手段对鄂尔多斯盆地甘泉-富县地区长7致密砂岩储层的岩性、物性以及成岩相进行了研究。长7致密砂岩储层岩性主要以长石砂岩为主,孔隙度主要分布在3%~10%之间,渗透率主要分布在0.05~0.60 mD之间。依据成岩作用类型和强度及成岩矿物组合特征,并结合孔隙发育特征,将研究区内岩相划分为中压实绿泥石薄膜胶结原生粒间孔相、中压实不稳定组分溶蚀溶孔相、强压实弱溶蚀微孔相、强压实伊利石胶结致密相和强压实钙质胶结致密相5类。通过对成岩相较为灵敏的自然伽马和声波时差交汇建立成岩相识别标准,利用"优势相"法绘制研究区成岩相平面图。勘探成果显示,成岩相对致密油富集具有一定控制作用。
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3. 植硅体记录的敦化北部山地近2 ka泥炭沼泽演化气候背景
杜玉, 张新荣, 平帅飞, 焦洁钰, 马春梅
吉林大学学报(地球科学版)    2020, 50 (1): 170-184.   DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20180337
摘要171)      PDF(pc) (1967KB)(34)    收藏
对敦化北部山地205 cm深泥炭剖面中的植硅体进行提取、鉴定和分析,结合AMS14C测年,重建研究区近2 ka的古气候环境过程,探讨其变化规律及影响因素。植硅体组合、有序聚类和植硅体指数变化趋势显示,研究区泥炭沼泽经历了4个显著阶段:即45-680 A.D.暖湿阶段;680-1340 A.D.温暖偏干阶段;1340-1870 A.D.由干转湿的寒冷阶段;1870-2017 A.D.转暖、干湿波动阶段。其中,680-1225 A.D.对应中世纪暖期(MWP),1340-1870 A.D.对应小冰期(LIA)。在此气候变化背景下,泥炭沼泽发展经历了由缓慢逐渐加快的过程。对比太阳辐射和太阳活动的变化、石笋δ18O序列、重建的东北地区古温度以及Niño3.4重建曲线,泥炭剖面的植硅体分析显示MWP和LIA期间的古气候过程受到太阳活动、太阳辐射、季风环流和ENSO(El Niño-Southern Oscillation)的控制。
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4. 渤海湾盆地歧口凹陷地层压力结构特征
姜文亚, 宋泽章, 周立宏, 蒲秀刚, 王娜, 代昆, 万伟超, 刘祥柏
吉林大学学报(地球科学版)    2020, 50 (1): 52-69.   DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20180332
摘要166)      PDF(pc) (2734KB)(41)    收藏
深化含油气沉积盆地的压力结构研究,厘清异常压力的空间展布,对划分含油气系统、评价有利输导体系与明确勘探甜点区带具有重要的理论和实践意义。为深化渤海湾盆地富油凹陷的油气二次勘探,本文以歧口凹陷为研究对象,对其压力结构进行重点刻画。在实测地层压力的校正下,综合单井、连井和二维地震地层压力结构分析,厘清了歧口凹陷的压力结构特征,识别出4类纵向压力结构:①单超压带结构;②双超压带结构;③多超压带结构;④静水压力结构。纵向上,歧口地区存在3类纵向压力系统样式——单超压系统、双超压系统、静水常压系统。双超压系统是歧口凹陷的主要压力系统样式,广泛发育于主凹和各大次凹;从凹陷中心向盆地边缘,双超压系统逐渐向单超压系统、静水常压系统过渡。单超压系统主要分布于盆地边缘的斜坡和潜山区,如歧北高斜坡、羊三木-扣村潜山等。静水常压系统则主要分布在离深凹区更远的沈青庄潜山和埕北斜坡区域。上部超压系统和下部超压系统的顶板分别位于东营组和沙三段内部,侧向上受盆地边缘和深大断裂控制。上部超压系统的形成主要受欠压实作用控制,以歧口主凹为中心呈环带分布;而下部超压系统的形成主要受生烃作用控制,以主凹和几大次凹为中心分布。未来,下部超压系统中保存的天然气将成为歧口地区超深层天然气勘探的重点对象。
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5. 黑土形成与演化研究现状
张新荣, 焦洁钰
吉林大学学报(地球科学版)    2020, 50 (2): 553-568.   DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20190262
摘要164)      PDF(pc) (11279KB)(147)    收藏
分布于全球中高纬度的黑土因性状好、肥力高,对全球农业生产起着重要作用。自19世纪以来,世界黑土形成与演化研究蓬勃发展,然而不同地区黑土的定义、特征、分类和研究程度不尽相同,这在一定程度上制约了黑土生产力影响因素的研究,有碍于黑土资源的可持续利用。本文系统整理了全球黑土研究,分析了黑土的定义、特征、分类、形成与演化特点,探讨了黑土形成与演化的科学研究方法及发展趋势。广义的黑土主要包括黑土、黑钙土、草甸土、白浆土、暗棕壤、棕壤等,其形成主要由气候、地形地貌、植被、成土母质和水文五大自然因素控制,各种因素使黑土在性质上发生分异,形成不同的黑土类型,土壤性质呈现出一定差异和规律特征;目前学者们利用地球化学分析、孢粉分析、粒度分析等实验方法对黑土形成环境进行反演模拟,利用模型构建、光谱分析、地理信息技术图像解译及联网动态监测等先进科学手段对黑土退化进行模型预测,为保护黑土地提供坚实理论基础。
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6. 地下水系统中镍污染和天然胶体共迁移特征
杨悦锁, 朱一丹, 张文卿, 武宇辉, Yu Tong, 张大志
吉林大学学报(地球科学版)    2020, 50 (1): 226-233.   DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20180267
摘要144)      PDF(pc) (1411KB)(22)    收藏
为了对地下水系统中天然胶体与Ni2+的共迁移特征进行研究,通过静态吸附实验和石英砂模拟含水层介质柱实验研究了土壤胶体对Ni2+在地下水中运移的影响,以及pH、离子强度(IS)、有机质等对土壤胶体吸附Ni2+的影响。结果表明:随着pH值升高,土壤胶体对Ni2+的吸附量增加;离子强度的增加会显著地降低土壤胶体吸附Ni2+的能力;腐殖酸(HA)的存在会增强胶体对Ni2+的吸附能力;在有胶体的情况下,Ni2+穿透砂柱的时间会缩短,吸附能力增强,吸附量增加,但当离子强度增加时,虽然Ni2+穿透砂柱的时间也被缩短,但是吸附量却降低。
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7. 基于BP神经网络的固定翼航空电磁线圈姿态校正
朱凯光, 王昊, 彭聪, 张琼, 范天姣, 景春阳
吉林大学学报(地球科学版)    2020, 50 (1): 252-260.   DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20180319
摘要136)      PDF(pc) (1448KB)(31)    收藏
固定翼航空电磁系统在测量过程中受风向、飞机飞行颠簸等影响,线圈姿态会发生变化,使接收到的电磁响应产生偏差。本文基于法拉第电磁感应定律,利用线圈坐标系和系统坐标系之间的转换关系,推导了线圈姿态变化时的电磁响应计算公式,得出电磁响应由线圈姿态变化过程中切割地磁场所产生的动态响应以及线圈处于倾斜状态下所感生的静态响应组成。并研究了基于BP神经网络的线圈姿态校正算法,首先利用地磁场和线圈姿态角度计算去除动态响应,然后构建BP神经网络模型,用该网络得出静态响应系数,实现静态响应校正。仿真结果表明,经过校正后的电磁响应数据质量得到很大改善。
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8. 大兴安岭中部柴河地区晚侏罗世花岗质岩石成因及构造意义
施璐, 唐振, 郑常青, 秦涛, 张立东, 汪岩, 钱程, 杨帆
吉林大学学报(地球科学版)    2020, 50 (1): 112-128.   DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20180169
摘要136)      PDF(pc) (2557KB)(49)    收藏
本文对大兴安岭中部柴河地区晚侏罗世花岗质岩石进行了岩石学、同位素年代学、地球化学等研究,探讨了其岩石成因及形成的构造背景。岩石学研究表明,大兴安岭中部柴河地区晚侏罗世花岗质岩石主要岩石组合为花岗闪长岩、二长花岗岩和碱长花岗岩。LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果获得2个二长花岗岩年龄分别为(152±1)Ma和(150±1)Ma。岩石主量元素具有富钾钠、富铝的特点,属铁质碱-钙性岩石。稀土元素相对富集轻稀土元素、亏损重稀土元素,具有弱到中等的Eu负异常,微量元素主要富集大离子亲石元素(Rb、Th、U、K、LREE)和Zr、Hf元素,亏损高场强元素(Nb、Ta、P、Ti)和Ba、Sr元素。地球化学特征指示这些晚侏罗世花岗质岩石来源于新元古代和早古生代期间从亏损地幔新增生的地壳物质部分熔融,形成于蒙古-鄂霍茨克洋闭合陆壳加厚之后挤压到伸展的转换环境。
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9. 远源砂质辫状河储集层内部隔夹层研究与地质建模——以沾化凹陷孤东油田六区馆上段为例
乔雨朋, 邱隆伟, 宋子怡, 王军, 宋璠, 刘卫
吉林大学学报(地球科学版)    2020, 50 (1): 41-51.   DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20180289
摘要135)      PDF(pc) (2281KB)(38)    收藏
河流相储层内部隔夹层研究对其储层内部构型表征及剩余油挖潜具有重要指导作用。本文以沾化凹陷孤东油田六区为例,基于岩心、测井资料,对远源砂质辫状河的单井、连井以及平面发育特征进行了分析;基于沉积微相控制和岩心、测井标定,对不同层次的隔夹层进行了识别以及特征描述;基于密井网的约束对心滩内部夹层的规模与产状进行了表征。结果表明:单层间夹层多是物性夹层,单砂体之间夹层包括泥质夹层与泥砾夹层,增生体之间的夹层为落淤层,落淤层宽度为80~400 m,长度为350~1 630 m,落淤层在滩头倾角约为2.03°,在滩尾倾角为1.28°,在两翼倾角为1.58°。利用界面约束方法,对储层内部夹层进行了构型建模,建立了一套能够进一步深度表征辫状河内部非均质性的构型模型。
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10. 中国典型盆地油页岩特征及赋存规律
刘招君, 柳蓉, 孙平昌, 孟庆涛, 胡菲
吉林大学学报(地球科学版)    2020, 50 (2): 313-325.   DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20200017
摘要133)      PDF(pc) (29668KB)(116)    收藏
我国陆相盆地油页岩矿床特征多样,尚未形成统一的分类体系,本文以典型盆地松辽盆地、抚顺盆地和桦甸盆地、准噶尔盆地以及鄂尔多斯盆地为例,分别开展了离散型大陆裂谷盆地、转换型走滑盆地、汇聚型前陆盆地及板内型克拉通盆地4种类型解剖,总结了各类型盆地油页岩特征及矿床赋存规律。其中:离散型大陆裂谷后热沉降坳陷演化阶段沉积的油页岩具有有机质类型Ⅰ型、含油率中等、厚度中等、分布面积广的特征,易形成特大型油页岩矿床;离散型大陆裂谷同裂谷沉降断陷阶段沉积的油页岩具有有机质类型Ⅱ1-Ⅱ2型、含油率中等、厚度中等、分布面积小的特征,易形成中型油页岩矿床;转换型走滑盆地油页岩具有有机质类型Ⅱ1-Ⅱ2型、矿床赋存特征差异较大的特征,这主要取决于走滑运动断陷的构造沉降量,该类型盆地既发育中等含油率、巨厚的油页岩矿床,也发育高含油率、厚度薄的油页岩矿床,但总体分布范围较小,易形成中小型油页岩矿床;汇聚型前陆盆地陆相磨拉石阶段沉积的油页岩具有有机质类型主要为Ⅰ和Ⅱ1型、含油率较高、厚度大、分布局限、地层产状变化大的特征,易形成大型油页岩矿床;克拉通型盆地陆内坳陷阶段沉积的油页岩具有有机质类型主要为Ⅰ和Ⅱ1型、含油率中等、厚度稳定、分布面积广的特征,易形成特大型油页岩矿床。在所有盆地类型中,半深湖-深湖环境、高水位体系域和水进体系域是油页岩形成的有利场所。
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11. 煤层气井产出剖面测试技术及应用
张雷, 樊洪波, 侯伟, 张伟, 郝帅, 孙晓光
吉林大学学报(地球科学版)    2020, 50 (2): 617-626.   DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20190270
摘要133)      PDF(pc) (4892KB)(30)    收藏
现有常规油气井产出剖面测试方法在煤层气井中适应性较差,测试范围和测量工艺等存在局限性,施工成功率低。因此,本文对煤层气井产出剖面测试技术进行了整体的系统化设计和研发。通过紧凑的结构设计、高度集成,研发了一套可同时进行温度、压力、磁性定位、热式流量、探针持气率、微波持气、涡轮流量和超声流量等多参数测量的煤层气井测井仪,并研制了一套一次下井可进行多种测试技术测量的煤层气井产出剖面测试技术。同时提高了测试仪器的精度和抗干扰能力,开发了多任务多窗口的便携地面系统操作,并研制新型偏心测试井口应用于煤层气井,实现修井作业时不间断连续测试。该技术在鄂尔多斯盆地石楼北区块3口煤层气井进行了现场试验,取得精确、连续的测试数据。测试结果显示,石楼北区块8#+9#煤层为主力产气、产水层。
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12. 老挝华潘省香科菱镁矿地质特征与成因分析
张子军, 奥琮, 严城民, 杨宇, 郎维雄, 洪鑫科, 杜磊, 李新仁
吉林大学学报(地球科学版)    2020, 50 (1): 85-96.   DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20180217
摘要130)      PDF(pc) (1791KB)(40)    收藏
经野外调研和室内研究,对老挝华潘省香科菱镁矿的矿区地质、矿体、围岩与夹石、矿石特征和矿床成因取得了一些新的认识。该矿区出露地层为下古生界(Pz1)、中-上石炭统(C2-3)和第四系河流二级阶地沉积(Qpal),主要构造为1条北西向逆断层和4条北东向平移断层。矿体产于逆断层南西侧的强烈构造变形带中,呈脉状产出,厚度为数mm至10余cm,共圈出10个矿体。矿体的围岩与夹石的岩石类型相同,为浅变质陆源碎屑岩,具高硅(w(SiO2)为81.190%)、低镁(w(MgO)为0.781%)、富铁(w(Fe2O3)为11.716%、w(FeO)为1.719%)特征。矿石矿物为菱镁矿,脉石矿物主要为石英、金云母、白云石、绢云母和褐铁矿。香科菱镁矿的形成过程是:在中-晚三叠世的古特提斯洋封闭过程中,镁质从超镁铁岩中析出形成含矿热液,含矿热液迁移与富集后在强烈构造变形带中形成网脉状菱镁矿。香科菱镁矿的成因类型属产于浅变质碎屑岩中之老挝香科式晶质菱镁矿热液型矿床,成矿时代属中-晚三叠世。
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13. 基于海陆对比建立苏北—南黄海盆地晚二叠世—早三叠世地层格架
李文强, 郭兴伟, 王艳忠, 蔡来星, 张训华, 吴志强, 杨田, 高小惠, 赵冬冬
吉林大学学报(地球科学版)    2020, 50 (1): 18-30.   DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20190002
摘要129)      PDF(pc) (2249KB)(33)    收藏
以层序地层学和沉积学理论为指导,依托大陆架科学钻探CSDP-2井并结合WX5-ST1井、N5井及南京江宁地区典型剖面,利用岩性、测井、古生物等资料,在识别苏北-南黄海盆地各级层序界面的基础上,将研究区上二叠统-下三叠统划分为2个长期基准面旋回(LC1、LC2)和3个中期基准面旋回(MC1-MC3)。研究表明,南黄海盆地与苏北盆地实为被海岸线分割的同一沉积盆地,其上二叠统-下三叠统具有良好的可对比性,其中:LC1长期基准面旋回(上二叠统)不对称性明显,最大海泛面MFS1对应于龙潭组中下部浅海陆棚相的泥岩,LC2长期基准面旋回(下三叠统)因后期印支运动抬升剥蚀,仅存基准面上升半旋回;研究区MC1旋回期(龙潭组)主要发育潮坪、泻湖、三角洲等海陆过渡相,各地水深相差不大;MC2、MC3时期(大隆组、青龙组)发育浅海陆棚、潮坪、泻湖及碳酸盐岩台地等沉积相,水体演变为南西深而北东浅,分析认为是东吴运动时期盆地差异抬升的结果。
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14. 地球物理资料揭示的嫩江—八里罕断裂中段深浅构造特征
张鹏辉, 张小博, 方慧, 王小江, 刘建勋
吉林大学学报(地球科学版)    2020, 50 (1): 261-272.   DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20190016
摘要129)      PDF(pc) (1784KB)(57)    收藏
嫩江-八里罕断裂是松辽盆地西缘的一条重要断裂,对区域中-新生代盆地的形成演化至关重要。由于该断裂中段地表覆盖厚层第四系,其深部构造特征研究程度较弱。本文通过对横跨嫩江-八里罕断裂的1条大地电磁测深测线和1条地震测线进行处理和解译,结合区域钻井结果解译了该断裂深部、浅部构造特征。结果表明,深部电性结构横向上以"八"字型低阻条带为界与地质单元具有较好的对应关系;结合已有地质认识推断东倾的L3低阻条带是嫩江-八里罕断裂的电性响应。该断裂是1条东倾的超壳断裂,浅部产状较陡、向深部逐渐趋缓,整体上由2条东倾的反"Y"字型断裂和1条西倾的断裂组成,呈花状构造样式,指示断裂曾历经强烈的挤压应力环境。
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15. 基于岩石物理模型的碳酸盐岩储层微观孔隙特征分析方法
李博南, 曲寿利, 沈珲
吉林大学学报(地球科学版)    2020, 50 (1): 285-293.   DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20190001
摘要129)      PDF(pc) (1619KB)(29)    收藏
碳酸盐岩储层的微观孔隙结构普遍具有类型复杂和纵向变化快的特征。由于地球物理资料尺度的限制,现有的解释手段不能有效刻画这些关键特征。笔者采用临界孔隙度模型作为理论依据,建立了微观孔隙结构与宏观弹性参数响应之间的定量关系;以岩石物理实验数据为约束,提出了一种基于概率统计学的方法估算储层关键参数并识别岩石孔隙类型。在YS1井的应用表明:新方法有效挖掘了声波测井数据中隐含的微观信息,参数预测结果达到较高的精度(平均相对误差小于10%),可以为优质储层段的划分提供可靠的参考依据。
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16. 古堆泉岩溶地下水系统特征及系统圈划
申豪勇, 梁永平, 赵春红, 唐春雷, 王志恒
吉林大学学报(地球科学版)    2020, 50 (1): 217-225.   DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20180281
摘要128)      PDF(pc) (1597KB)(26)    收藏
古堆泉是汾河流域内唯一的中低温地热泉,研究其水文地质特征、划定岩溶地下水系统边界是进行岩溶地下水资源评价和地热水成因研究的基础。通过对古堆泉岩溶地下水系统的地质结构特征、水文地质结构特征和岩溶地下水循环演化规律分析,初步圈划了古堆泉岩溶地下水系统及其子系统。研究结果表明:系统内地质结构复杂、火成岩侵入和隐伏断裂发育,总体上可以将其概括为南北和东西向均"三隆三陷"的地质格局;古堆泉岩溶地下水主要接受塔儿山、二峰山及中条山碳酸盐岩裸露区的降水入渗补给,南梁泉和海头泉是系统内2个岩溶地下水的局部排泄点,古堆泉是最终排泄点。根据水文地质结构特征和岩溶地下水循环特征确定了古堆泉岩溶地下水系统边界及其水文地质性质,圈定的古堆泉岩溶地下水系统面积为2 942 km2,并进一步将其划分为4个相对独立的岩溶地下水子系统:塔儿山-九原山古堆泉岩溶水子系统、佛岭山-高显海头泉岩溶水子系统、中条山南梁泉岩溶水子系统、侯马盆地深循环岩溶水子系统。
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17. 大兴安岭北段新林地区晚石炭世花岗岩的岩石成因及地质意义
周传芳, 杨华本, 李向文, 刘玉, 刘涛, 陈卓, 蔡艳龙, 刘宁波, 王博超, 王大可
吉林大学学报(地球科学版)    2020, 50 (1): 97-111.   DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20180284
摘要126)      PDF(pc) (1931KB)(57)    收藏
大兴安岭北段新林地区晚古生代花岗岩主要出露在大乌苏和富西里附近,岩性主要为二长花岗岩,另有少量花岗闪长岩。对其中二长花岗岩样品进行LA-ICP-MS锆石U-Pb测年表明,大乌苏和富西里岩体侵位年龄分别为(303.7±2.2)和(300.5±0.5)Ma,均为晚石炭世岩浆活动的产物。花岗岩具有富硅(w(SiO2)为66.77%~75.85%)、富碱(w(Na2O+K2O)为7.41%~8.69%)、高铝(w(Al2O3)为12.90%~16.22%),低MgO、CaO、TiO2的特点,属于钙碱性系列;铝饱和指数(A/CNK)为1.06~1.44,为过铝质岩石;镜下未见原生白云母、堇青石、石榴石等富铝矿物,不同于富铝的S型花岗岩;而w(P2O5)与w(SiO2)负相关,呈I型花岗岩特征;富集LREE和Ba、Rb、K等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素,与后造山I型花岗岩特征相似,应形成于拉张的构造环境。花岗岩的87Sr/86Sr为0.712 938、143Nd/144Nd为0.512 386,(87Sr/86Sr)i值为0.704 4,εNdt)值为-1.09,TDM2=1 172 Ma,源区物质主要为中-新元古代从亏损地幔增生的地壳物质。结合区域研究成果,大兴安岭新林地区晚石炭世岩浆侵位活动与额尔古纳-兴安地块和松嫩地块碰撞拼合后岩石圈伸展环境有关。
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18. 宁夏香山群徐家圈组顶部石灰岩稀土元素特征与沉积介质分析
李向东, 何幼斌
吉林大学学报(地球科学版)    2020, 50 (1): 139-157.   DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20180178
摘要125)      PDF(pc) (2160KB)(12)    收藏
鄂尔多斯盆地西缘宁夏香山群自20世纪40年代发现以来一直存在的时代争议,已经严重地阻碍了该地区及北祁连地区早古生代大地构造、地层和古地理等研究工作,香山群徐家圈组顶部的薄层状石灰岩以其含有的古生物化石已成为解决香山群时代归属的关键地层单元。本文通过对薄层状石灰岩稀土元素及相关微量元素测试结果的分析,探讨其沉积时的海水介质条件。结果表明:依据稀土元素的分布特征,可将薄层状石灰岩分为A、B、C三组;稀土元素具有明显的Eu正异常和Ce负异常,从A组到C组Eu正异常增大,Ce负异常减小;从A组到C组,各地球化学参数呈规律性变化,(La/La*N、(Y/Y*N、(Gd/Gd*N、Y/Ho值逐渐减小,稀土总量和轻重稀土比值逐渐增加,(La/Yb)N与(La/Sm)N值由小变大再变小,(Ce/Ce*N值逐渐增大而U/Th值逐渐减小,Sr/Ba值稳定而Zr/Rb值增大。依据地球化学特征可推测沉积时从A组到C组的水介质变化为陆源物质影响增加、海水性质减弱、水深波动、海水由还原到氧化、水动力增强和盐度基本稳定。结合稀土元素Eu异常现象及相关研究成果,推测徐家圈组顶部的薄层状石灰岩沉积于氧化-还原层化海洋靠近分界线的还原带内,热液羽引发的深水水体流动(内波、内潮汐)可能控制着陆源物质的输入和水体的氧化-还原环境,在还原的总体背景上产生水动力氧化现象。
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19. 甘肃省早子沟金矿原生晕分带特征及深部找矿预测
林成贵, 程志中, 吕志成, 颜廷杰, 贾儒雅, 姚晓峰, 宓奎峰, 李康宁
吉林大学学报(地球科学版)    2020, 50 (1): 70-84.   DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20180218
摘要123)      PDF(pc) (1820KB)(59)    收藏
甘肃省早子沟金矿位于西秦岭西段,是20世纪末通过1:20万化探扫面发现的超大型金矿,该矿床是典型的中低温岩浆热液矿床,矿体主要受断裂构造和脉岩的控制。为了解决深部找矿的问题,本文收集了矿区61个钻孔相关资料,得到了4 012个钻孔原生晕的数据。通过对原生晕数据进行相关性分析、R型聚类分析、因子分析和原生晕浓度分带特征研究,认为找矿的最佳指示元素为Au、As、Sb、Ag、Hg、W,其中与Au成矿最密切、最直接的指示元素是As和Sb;通过计算原生晕分带指数,得到了原生晕轴向分带序列(从上到下)为Au-Hg-Bi-Pb-Mo-Sb-Ag-Cu-W-Zn-Co-As,Sb和As等前缘指示元素出现在尾晕元素之后,显示深部可能存在盲矿体。基于以上研究,结合地质方面的认识,评价了矿区深部含矿性,提取了深部找矿信息。并据此构建了早子沟金矿地质-地球化学深部找矿模型,圈出了2处深部找矿靶区。
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20. 银额盆地下白垩统巴音戈壁组含油页岩岩系孢粉化石特征及地质意义
柳蓉, 闫旭, 刘招君, 张坤, 武昕普, 赵康安
吉林大学学报(地球科学版)    2020, 50 (2): 341-355.   DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20190273
摘要123)      PDF(pc) (18354KB)(42)    收藏
白垩纪陆相古气候研究已经成为国际地球环境系统研究的重要参考,对银额盆地下白垩统巴音戈壁组进行系统取样,通过岩性观察和孢粉鉴定分析,系统研究了研究区下白垩统古气候演化及有机质富集条件。研究区共鉴定孢粉58属173种,包括裸子植物37属141种,被子植物6属11种,蕨类植物15属21种。孢粉组合中裸子植物花粉占绝对优势,均在90%以上。植被类型主要为针叶林,其次为针阔叶混交林,属于暖温带—北亚热带气候类型,总体表现为半湿润—湿润气候,部分层位为半干旱气候。其中,最有利于研究区有机质富集的气候条件是半湿润气候,其次为湿润气候条件。
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21. 末端扇—滨浅湖滩坝组合沉积机制与演化分布:以东濮凹陷卫城油田沙河街组四段为例
李维禄, 高思宇, 张翼, 张金亮, 韩春花
吉林大学学报(地球科学版)    2020, 50 (1): 31-40.   DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20180275
摘要119)      PDF(pc) (1815KB)(51)    收藏
复杂沉积环境下沉积相及其演化的准确描述可以有效地指导油气田的勘探和开发过程。结合东濮凹陷卫城油田的区域沉积背景,利用岩心描述、录测井和分析测试等资料对东濮凹陷卫城油田卫81区块沙河街组四段的沉积特征与沉积相模式进行了全面分析。结果显示:该区块地层发育末端扇-滨浅湖滩坝相过渡型沉积,沙四下段河流末端能量损失、流量波动,发育末端扇沉积,分流河道顺物源方向向河道漫溢和泥滩演化,形成扇状堆积体;随湖平面频繁大面积扩张收缩等沉积环境变化,沙四上段演化为滨浅湖滩坝沉积,滩坝砂体整体呈复合砂体连片平行于主控断层走向分布。
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22. 不同初始含水量条件下的堰塞坝溃决机理
蒋先刚, 吴雷
吉林大学学报(地球科学版)    2020, 50 (1): 185-193.   DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20190049
摘要113)      PDF(pc) (1618KB)(24)    收藏
在影响堰塞坝溃决的众多因素中,初始含水量影响堰塞坝的溃决机理仍不清楚。通过开展不同初始含水量条件下的水槽试验,详细探究了初始含水量对溃决过程的影响规律。结果表明:不同初始含水量条件下的溃决过程均具有3个典型阶段,分别是牵引侵蚀过程、溯源侵蚀过程和水沙运动再平衡过程;峰值流量随初始含水量的增大而增大,而溃决历时和残留坝体高度随初始含水量的增大而减小;随初始含水量的增大,溯源侵蚀作用逐渐减弱,牵引侵蚀作用增强;随初始含水量的增大,溃口展宽率降低,侵蚀率增大;初始含水量小于7.8%时,平均侵蚀率增长缓慢,大于7.8%后,平均侵蚀率增长迅速,且10.3%初始含水量对应的平均侵蚀率约为7.8%初始含水量的2倍;溃口宽深比在溃决的前两阶段随初始含水量的增大而减小;溃决结束后的宽深比随含水量的增大呈先趋近于1.00、后远离1.00的演变。
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23. 大兴安岭索伦地区哲斯组碎屑岩地球化学特征和锆石U-Pb年龄对沉积物源属性约束
和钟铧, 王启智, 王强
吉林大学学报(地球科学版)    2020, 50 (2): 405-424.   DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20190324
摘要113)      PDF(pc) (27016KB)(50)    收藏
本文以内蒙古索伦地区好仁镇出露良好的中二叠世哲斯组碎屑岩为研究对象,利用碎屑岩地球化学特征和锆石年代学等示踪技术分析哲斯组沉积物源的年代和性质。测年结果显示,哲斯组砂岩碎屑锆石U-Pb年龄分为6组:282~244、352~294、468~379、513~482、802~580、2 500~1 800 Ma。碎屑岩地球化学具有高SiO2和低Fe2O3、FeO、MgO质量分数的特点,说明其母岩为长英质岩石。稀土、微量元素特征及其构造图解显示,哲斯组沉积物源区多具有大陆岛弧型和活动大陆边缘型的特点,少量反映被动大陆边缘的特点。对比研究显示,沉积物源区所反映的大陆岛弧型和活动大陆边缘型的构造环境是不同时期佳-蒙地块拼合碰撞和古亚洲洋南支北向俯冲的结果,少量所反映的被动大陆边缘环境可能是部分基底岩石形成时构造环境的响应。鉴于研究区位于兴安地块东南部,远离华北地块,且哲斯组碎屑岩多为长石岩屑砂岩、岩屑长石砂岩、岩屑砂岩,其结构成熟度和成分成熟度较低,显示近源沉积的特点,与其同期的火成岩均显示岛弧或活动大陆边缘的构造背景,据此推测哲斯组应形成于古亚洲洋南支向佳-蒙地块俯冲形成的弧后或弧间盆地环境,物源主要来自于佳-蒙地块南缘与岛弧或活动大陆边缘有关的火成岩,少量来自于佳-蒙地块的古老基底。
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24.
吉林大学学报(地球科学版)    2020, 50 (2): 0-0.  
摘要110)      PDF(pc) (267KB)(57)    收藏
刘招君先生1977年毕业于长春地质学院地质系,同年留校任教至今。期间作为高级访问学者先后出访莫斯科大学、莫斯科石油与天然气大学和莫斯科地质勘探学院。曾任长春地质学院能源地质系主任,现为吉林大学教授、博士生导师、油气与盆地研究所所长、吉林省“油页岩与共生能源矿产”重点实验室主任,是吉林大学唐敖庆特聘教授、国家特殊津贴获得者、俄罗斯联邦自然科学院外籍院士。研究领域涵盖沉积学、层序地层学、油气地质学与油页岩地质学等。
任教四十余载,先生治学勤奋。先后为本科生、研究生开设“沉积岩石学”“岩相古地理”“沉积盆地分析”“层序地层学”等多门课程;并于20世纪90年代初,针对国内油气地质人才与技术力量的需求,创建了长春地质学院“油气与盆地研究所”,于21世纪初在中国急需寻找非常规油气资源的背景下创建了我国第一个“油页岩实验中心”和“吉林省油页岩与共生能源矿产重点实验室”,为我国油页岩勘查评价与成矿理论研究奠定了基础;也为我国地质事业培养了大量专业人才,先后培养出硕士、博士、博士后百余人,为我国地质教育事业付出了辛勤汗水。
科研四十余载,先生成果丰硕。通过对闽西南地区水下重力流研究,1983年报道了反粒序的水下重力流沉积序列,其后在20世纪90年代通过水下重力流研究成果极大地推动了伊舒地堑的油气勘探。同时,在开展陆相盆地层序地层学研究中,提出了陆相三级层序“四分”观点,总结出了陆相层序地层格架中的油气分布规律,出版了《陆相层序地层学导论与应用》。在盆地动力学研究过程中,系统论述了松辽盆地裂谷演化过程与海侵事件,出版了专著《松辽盆地演化与海平面升降》;并在21世纪初提出了中国东北东部“大三江原形盆地”的概念,开展了统一成盆机理探索,为该地区油气勘探提供了一个全新的视角。21世纪以来,先生致力于油页岩成矿理论与资源评价研究,首次开展了“全国油页岩资源评价”,并主持了包括“‘十三五’全国油页岩资源评价”在内的多项国家油页岩重点专项研究,出版了《中国油页岩》一书,孙枢院士和李廷栋院士在为该书所作的序中分别写道“该专著代表了我国在这一领域的最新研究成果和理论水平”“该专著标志着我国油页岩研究进入到一个新的阶段”。40年来,先生主持完成了70余项国家或省部级科研项目,获省部级一等奖4项、二等奖3项、三等奖8项,获国家专利3项,出版专著8部,公开发表论文300余篇,为祖国的地质事业增添了华丽篇章。
在教学与科研之余,先生禅精竭力服务社会。先后担任中国沉积地质专业委员会委员、中国古地理学专业委员会委员、中国非常规油气地质专业委员会委员、中国油母页岩专业委员会常务理事、国家油页岩开采研发中心学术委员会委员,《中国煤炭地质》编委会顾问,《沉积学报》《古地理学报》《吉林大学学报(地球科学版)》《世界地质》等学术期刊编委,及长春市第十届和第十一届人大代表,体现了一名有识中国学者的责任担当。
先生言行垂范于先,先生教诲尤在耳畔,我等幸得先生亲炙,获益良多。值先生七十华诞之际,学生择工作成果之点滴编汇成辑,籍《吉林大学学报(地球科学版)》成刊,以感念先生教诲,祝贺先生寿辰,亦表我等传承先生之职业精神,奉献祖国地质事业之信念。
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25. 大兴安岭南段阿鲁科尔沁旗地区林西组沉积环境特征及其时限的地质意义
董清水, 何春生, 楼仁兴, 任锡钢, 张超, 张渝金, 许圣传
吉林大学学报(地球科学版)    2020, 50 (2): 425-441.   DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20190292
摘要108)      PDF(pc) (19467KB)(37)    收藏
针对兴蒙—松嫩地区林西组沉积环境、沉积时限及古亚洲洋最终闭合时间等争议问题,通过对阿鲁科尔沁旗罕庙地区林西组的岩性、古生物、微量元素及碎屑锆石U-Pb测年等综合研究认为:林西组发育淡水双壳类和叶肢介化石,微量元素Sr/Ba值主要分布在0.05~0.18之间(平均值为0.12),B/Ga值主要分布在1.84~3.22之间(平均值为2.50),V/Cr值介于1.36~2.21之间(平均值为1.81),其沉积时期应为缺氧或贫氧的淡水湖泊环境。结合林西组砂岩碎屑锆石具有多时代物源特征、最年轻年龄为251 Ma、沉积下限年龄为晚二叠世等特征推测,古亚洲洋在研究区的最终闭合时限应为中二叠世末期,晚二叠世时期研究区即已转化为陆相沉积。
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26. 茂名盆地羊角含矿区始新统油柑窝组油页岩有机地球化学特征及沉积环境
孟庆涛, 李金国, 刘招君, 胡菲, 徐川
吉林大学学报(地球科学版)    2020, 50 (2): 356-367.   DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20190288
摘要108)      PDF(pc) (7562KB)(53)    收藏
针对茂名盆地油页岩成矿机理问题,利用茂名盆地羊角含矿区始新统油柑窝组油页岩莱科(Leco)、热解、含油率以及生物标志化合物等分析,研究了其有机地球化学特征,讨论了油页岩有机质来源与沉积环境。结果表明:油柑窝组油页岩有机质丰度高,有机质类型为Ⅰ-Ⅱ1型,含油率平均为5.98%,属品质中等偏好型;碳优势指数(ICP)值(3.73~4.37)、奇偶优势(OEP)值(7.59~9.57)、较小甾烷C29ααα20S/(20S+20R)、较低Ts/(Ts+Tm)以及最高热解峰温(Tmax)值(428.00~434.00℃)均指示油柑窝组油页岩热演化处于未成熟阶段。正构烷烃气相色谱(GC)图显示为单峰式,主碳峰为C27;∑C21-/∑C22+与∑C21+22/∑C28+29均呈现低值,ICP与OEP呈现高值,高碳数藿烷系列含量丰富,三环萜烷含量较低,未检测出奥利烷和羽扇烷等非藿类化合物,综合C27-C28-C29规则甾烷相对含量特征,确定油柑窝组油页岩有机质来源主要为湖相藻类体以及细菌、浮游生物与陆生植物混合来源。总有机碳质量分数/全硫质量分数(TOC/S)值(41.14~170.08)、姥鲛烷/植烷(Pr/Ph)值(0.82~1.30)以及重排甾烷/规则甾烷值(0.06~1.10)指示油页岩沉积时水体为淡水、还原环境。在亚热带—温带温暖-湿润气候背景下,藻类等水生生物勃发引起的高湖泊生产力和淡水、还原环境是茂名盆地油柑窝组油页岩成矿的有利条件。
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27. 三峡库区典型滑坡地质与地球物理电性特征
林松, 王薇, 邓小虎, 查雁鸿, 周红伟, 程邈
吉林大学学报(地球科学版)    2020, 50 (1): 273-284.   DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20190019
摘要107)      PDF(pc) (1767KB)(28)    收藏
滑坡属于地质灾害中的重要灾种之一,查明滑坡区的地质与地球物理特征,对分析滑坡形成机制、评价滑坡稳定性具有重要意义。鉴于此,本文将高密度电法引入三峡库区腹地万州区滑坡地质调查中,在区内四方碑滑坡、塘角1号滑坡和麻柳林滑坡进行地球物理探测工作,并结合钻孔资料对实测结果进行对比验证。实测结果表明:在地形复杂地区开展地球物理探测工作,通过数据反演与分析,可获取滑坡体地层结构及滑移面;结合相关地质资料,通过对比解译,可弥补单纯依靠钻孔信息来确定滑移面形态的不足;3个典型滑坡区地球物理实测资料揭露滑坡体和滑床地球物理电性特征表现为,由崩坡积物、第四系粉质黏土以及含水碎石块组成的滑坡体电阻率低于40 Ω·m,而由砂岩与泥岩组成的滑床电阻率高于40 Ω·m,高密度电法对基岩滑坡和土质滑坡都能获取较好的结果。
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28. 下扬子南京地区早寒武世幕府山组海平面相对升降的地球化学和碳、氧同位素记录
许中杰, 孔锦涛, 程日辉, 李双林, 孔媛, 于振峰
吉林大学学报(地球科学版)    2020, 50 (1): 158-169.   DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20190035
摘要107)      PDF(pc) (1890KB)(38)    收藏
本文对南京地区早寒武世幕府山组沉积环境及地球化学特征进行了研究,利用元素地球化学和碳、氧同位素特征对古盐度、古水深及古环境的记录,分析幕府山组时期发生的海平面相对升降。结果表明:下扬子南京地区下寒武统幕府山组Mg2+/Ca2+值与古水深呈负相关,Sr/Ba值、1000Sr/Ca值和V/Ni值与古盐度、古水深呈正相关,Sr/Ba值、1000Sr/Ca值和V/Ni值反映的古盐度、古水深曲线可以指示海平面相对升降。幕府山组样品碳、氧同位素保留了原始海洋的同位素组成:δ13CPDB值分布于0.8‰~3.5‰之间,均值为2.55‰;δ18OPDB值分布于-6.9‰~-2.2‰之间,均值为-4.18‰。幕府山组样品的δ13CPDB值大小可以反映海平面的相对升降,两者呈正相关。根据Sr/Ba值、1000Sr/Ca值、V/Ni值、δ13CPDB值和沉积环境演化,绘制了幕府山组海平面相对升降曲线。幕府山组经历了一次海侵-海退旋回,海平面相对升降曲线反映了幕府山组海平面波动频繁,由3次海平面相对上升和3次海平面相对下降组成。
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29. 肇源地区薄砂体精细刻画及水平井轨迹设计
陈守田, 吴玉金, 付喜春, 张文龙, 安朝晖, 丛培泓
吉林大学学报(地球科学版)    2020, 50 (2): 598-607.   DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20200012
摘要107)      PDF(pc) (26374KB)(37)    收藏
松辽盆地扶余油层砂体厚度薄、分布不稳定、横向变化大,精确识别和刻画单层砂体的空间分布,合理有效设计水平井钻进轨迹,是确保水平井有效开发的关键。利用叠前相控反演,采用加密等时格架约束多次反演和滑动门槛值,进行薄砂体精细刻画。针对本区扶余油层砂体特点,本文综合构造断裂特征、精细刻画薄砂体展布特征以及利用参考井确定钻遇砂体及其含油气性设计水平井轨迹,使水平井砂岩钻遇率达到99.5%。
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30. 塔里木盆地哈拉哈塘地区石炭系东河砂岩段碳酸盐胶结物沉积特征及其成因
陈秀艳, 王剑, 张立平, 马德波, 周波
吉林大学学报(地球科学版)    2020, 50 (2): 509-517.   DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20190269
摘要105)      PDF(pc) (15048KB)(30)    收藏
塔里木盆地石炭系东河砂岩是我国典型的深埋海相碎屑岩优质储层,储集砂体物性好,但受碳酸盐胶结物影响导致非均质性较强。为了更准确地预测优质储层发育带,通过精细岩心观察、大量薄片鉴定及碳氧同位素和阴极发光资料分析,对哈拉哈塘地区石炭系东河砂岩段碳酸盐胶结物宏观及微观沉积特征和成因进行了研究。研究发现:前滨及上临滨相带砂岩含油性较好,不含油的含碳酸盐胶结物砂层主要有Ⅰ类生物潜穴型、Ⅱ类层理纹层型、Ⅲ类薄层灰质砂岩型和Ⅳ类钙质砂岩团块型4种岩性组合;碳酸盐胶结物主要类型为方解石,其次为铁方解石,主要填充在溶蚀粒间孔及碎屑颗粒粒内溶孔中。东河砂岩储层中碳酸盐胶结物主要为有机酸脱羧成因,常见于Ⅱ、Ⅲ类岩性组合;少量生物成因及沉积暴露成因,主要见于Ⅰ类和Ⅳ类岩性组合。研究区碳酸盐胶结物δ13C较高的关键原因是东侧轮南低凸起的奥陶系碳酸盐岩地层侵蚀溶蚀供给。
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31. 大陆造山带深熔垮塌的岩石学、地球化学证据:以北大别深熔混合岩为例
王德远, 续海金, 王攀, 贾敏, 高占冬
吉林大学学报(地球科学版)    2020, 50 (3): 675-693.   DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20180227
摘要103)      PDF(pc) (44256KB)(61)    收藏
北大别位于大别造山带的核部,分布着大量的造山带垮塌时期形成的混合岩,其于理解大别造山带的形成和演化有着重要的意义。北大别混合岩的原岩为TTG(D)岩石,因黑云母和角闪石的脱水熔融诱发深熔作用产生。顺层产出的为富斜长石浅色体,主要矿物组成为斜长石+石英+黑云母±钾长石±角闪石。伟晶岩脉或团块为富钾长石浅色体,主要矿物组成为钾长石+石英±斜长石±黑云母±角闪石。暗色体为变晶结构,主要矿物组成为角闪石+黑云母+斜长石+石英±单斜辉石;其中,暗色矿物角闪石和黑云母常常定向排列,具有明显的溶蚀结构;暗色体中浅色矿物颗粒较小,以斜长石和石英为主,指示部分熔融的残余产物。全岩地球化学特征表明,碱金属元素(Na、K等)、大离子亲石元素(Ba、K、La等)和LREE等优先进入酸性熔体,而相容元素和中-重稀土元素等残留在残余体中。浅色体与本区花岗岩相比,二者都有右倾的稀土配分模式,富集LREE,亏损HREE。但浅色体具有明显的Eu正异常,δEu值为2.48~6.55,而花岗岩则有弱的Eu负异常,并且浅色体中大颗粒斜长石相互构成框架结构,含量明显高于正常花岗岩熔体,表明浅色体更可能是熔体早期结晶的产物。
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32. 东海盆地西湖凹陷天台区始新世平湖组风暴岩的发现及其地质意义
何玉平
吉林大学学报(地球科学版)    2020, 50 (2): 500-508.   DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20190298
摘要103)      PDF(pc) (15590KB)(43)    收藏
风暴岩对于古地理和古环境具有良好的指相意义。东海盆地西湖凹陷天台区始新世平湖组发育典型的风暴岩。通过详细的岩心观察,发育的风暴沉积标志主要有冲刷-充填构造、风暴撕扯构造和丘状-洼状交错层理构造等。根据风暴岩垂向上的组合特征及沉积构造差异,识别出了近源和远源两种风暴沉积类型,分别指示了不同的沉积背景:近源风暴岩表现为不完整的风暴岩垂向沉积序列,呈风暴砾屑层段(A)+泥岩段(E)叠加,为潮坪潮下带沉积;远源风暴岩具完整和不完整的风暴岩垂向沉积序列,以粒序段(B)+平行层理段(C)+丘状(洼状)层理段(D)叠加为特征,属浅海陆棚沉积。风暴层序自下而上沉积环境为浅海陆棚→潮坪,风暴岩的分布差异表明形成环境向上变浅的沉积特征。该发现为本区古环境的演变提供了重要依据。
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33. 松辽盆地南部火山岩储层特征
苗长盛, 徐文, 刘玉虎, 谢荣祥
吉林大学学报(地球科学版)    2020, 50 (2): 635-643.   DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20190253
摘要102)      PDF(pc) (22583KB)(34)    收藏
松辽盆地南部断陷层火山岩分布广泛,随着近年长岭南部中基性火山岩勘探获得突破,火山岩储层特征及形成机制研究再次成为热点。针对火山岩储层纵向多期次、横向多相带、非均值性强的特点,以松南多年勘探实践资料为基础,结合岩心、铸体薄片、扫描电镜和CT扫描等多种方法,从宏观、微观多尺度识别了火山岩储层3类12种有效储集空间类型,明确了"孔隙+溶蚀"和"孔隙+缝网"复合型储集空间的大规模发育是火山岩储层形成的关键,总结了火山机构-岩相类型、所处构造位置、暴露时间和到生烃灶距离对火山岩储层形成的控制作用。
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34. 固体停留时间对HLB-MR反应器直接回收城市污水中有机物的影响
万立国, 林巧, 张丽君, 张文华, 龙北生, 任志敏
吉林大学学报(地球科学版)    2020, 50 (1): 243-251.   DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20180272
摘要100)      PDF(pc) (1481KB)(14)    收藏
为优化高负荷生物絮凝-膜反应器(HLB-MR)的工艺参数,提高其资源化城市污水的效能,采用平行对比实验,考察了不同固体停留时间(tSR)条件下反应器的有机物去除效率、生物絮凝效果、有机物回收效果和膜污染情况。结果表明:在tSR分别为0.2、0.6、1.0 d时,HLB-MR反应器有机物去除效率均在85%以上,其出水化学需氧量(COD)质量浓度均保持在30 mg/L左右;反应器内的生物絮凝效果随着tSR的延长而增强,其胶体COD絮凝效率从tSR为0.2 d时的66%增加到tSR为1.0 d时的95%,与此同时,有机物的矿化损失率也逐渐增加,从tSR为0.2 d时的6.9%增加到tSR为1.0 d时的10.5%,总COD的回收率逐渐降低;反应器内浓缩液的膜污染潜势随着tSR的延长逐渐缓解,这与较长tSR条件下反应器内胞外聚合物(EPS)产量较高、生物絮凝效果较好、微细颗粒(0~1 μm)的颗粒浓度较低有关。经过综合对比分析,0.6 d为反应器较优的tSR参数,在该条件下,胶体COD的絮凝效率高达90%,膜污染程度较轻;总COD的矿化损失率低至7.4%,总COD的回收率(忽略膜清洗时有机物损失)可高达80%以上。
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35. 内蒙古新巴尔虎右旗塔木兰沟组火山岩年代学与地球化学特征
张书义
吉林大学学报(地球科学版)    2020, 50 (1): 129-138.   DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20190080
摘要99)      PDF(pc) (1824KB)(25)    收藏
新巴尔虎右旗塔木兰沟组火山岩主要由玄武岩、玄武安山岩和安山岩组成。TIMS锆石U-Pb定年结果显示,火山岩形成于约154 Ma的晚侏罗世。岩石主体属碱性系列,镁质量分数较低(w(MgO)为0.55%~3.36%),镁值较小(Mg#为0.17~0.49);稀土元素配分模式呈轻稀土富集右倾型,轻重稀土分馏明显((La/Yb)N为9.51~17.21),存在微弱的Eu异常(δEu为0.78~1.04);微量元素以富集大离子亲石元素(如Rb、Ba、K)和轻稀土元素(LREE)、亏损高场强元素(如Nb、Ta、Ti)和相容元素(Cr、Co、Ni)为特征。综合研究表明,岩浆源区为俯冲板片流体交代过的岩石圈地幔,岩浆上升过程中未受到地壳物质的明显混染。结合区域地质构造演化特征,认为塔木兰沟组火山岩是蒙古-鄂霍茨克洋闭合造山后岩石圈伸展环境下的产物。
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36. 比较沉积学概念体系的厘定与重构
方石, 赵云
吉林大学学报(地球科学版)    2020, 50 (2): 480-499.   DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20190365
摘要99)      PDF(pc) (3999KB)(39)    收藏
近代沉积学的诸多进步都是由比较沉积学推动的,它对沉积学的发展有重要意义。目前,其被广泛应用于相模式的推断和沉积相带、储层及其非均质性的预测。比较沉积学是利用比较对象所选变量的时空展布建立模型,再利用模型推断预测被比较对象因变量时空展布的沉积学分支学科。它是根据比较沉积学类比原则,在自生旋回、他生旋回识别的基础上开展的或然性推理。完整的比较沉积学工作过程必然存在2个步骤——比较建模和推断预测。其研究方法包括相模式分析法、几何形态分析法、沉积物载荷分散体系分析法和模拟重构法4种,这些方法多与层序地层学方法联合使用。本文根据比较沉积学的原理和方法综合分析了历年来的典型成果。未来比较沉积学将开展更多与边界条件有关的研究、多尺度统一解释的研究,进一步加强量化,提高预测精度的研究。
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37. 松嫩平原南缘现代沉积物磁化率、粒度、色度特征及古气候环境意义
张新荣, 平帅飞, 焦洁钰, 刘恩豪
吉林大学学报(地球科学版)    2020, 50 (2): 465-479.   DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20190250
摘要98)      PDF(pc) (11964KB)(39)    收藏
深入了解松嫩平原第四纪古气候演化过程,对本区黑土退化的气候影响因素研究有重要理论意义。选择松嫩平原南缘大黑山地垒长春—四平段郭家(GJ)、湾沟(WG)、平安屯(PA)、腰分水岭旁(YP)、西地(XD)、胡家甸(H)、肖家(XJ)7个现代沉积剖面进行磁化率、粒度和色度分析。结果显示:各剖面沉积物磁化率多表现为干燥时期较大、湿润时期较小、寒冷阶段较大、温暖适宜阶段较小的特点。颜色对磁化率影响较大,不同颜色砂或砂质黏土的磁化率从大到小依次为红褐色→浅黄色或灰绿色→灰黑色。碳酸盐岩或灰岩物源的存在,使沉积物色度和磁化率之间的关系相对复杂。磁化率会随沉积物粒度增大而增大,冻融风化和降雨增多导致沉积物粒度增大,使磁化率升高;但温暖适宜时期,磁化率受物源供给量的减小而减小。磁化率、粒度和色度三指标综合反映出研究区早更新世寒冷干燥→中更新世冷湿—暖湿—冷湿→晚更新世寒冷较湿润的古气候环境演化过程。
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38. 老黑山盆地下白垩统穆棱组油页岩与煤含油率控制因素
宋宇, 刘招君, Achim Bechtel, 徐银波, 孟庆涛, 孙平昌, 朱凯
吉林大学学报(地球科学版)    2020, 50 (2): 378-391.   DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20190247
摘要96)      PDF(pc) (18218KB)(28)    收藏
我国陆相盆地内普遍存在油页岩与煤共生的地质现象。本文以老黑山盆地下白垩统穆棱组油页岩与煤为研究对象,基于工业分析(含油率、灰分、挥发分、全硫和发热量)和有机地球化学分析(有机碳、岩石热解、显微组分和生物标志化合物),对油页岩与煤含油率的控制因素开展研究。根据含油率等工业品质特征,将研究区油页岩与煤进一步划分为高含油率油页岩(HOS)、低含油率油页岩(LOS)、高含油率煤(HC)和低含油率煤(LC)4种亚类。其中HC的总有机碳质量分数和生烃潜力最高,其次为LC、HOS和LOS,4种亚类的有机质类型以Ⅱ型干酪根为主,均处于未成熟的热演化阶段。沉积环境与有机质来源是控制油页岩与煤含油率的关键因素,HOS主要形成于陆源有机质供给中等的湖沼环境,而HC主要形成于陆源有机质供给丰富的泥炭沼泽环境。油页岩与煤形成时期的高等植物以松科、柏科/杉科、南洋杉科、罗汉松科和蕨类植物为主,这些植物可以提供充足的树脂和蜡质有机质,从而使油页岩与煤具有相对较高的含油率。
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39. 渤海湾盆地垦利L油田古近系沙三上段优质储层物性控制因素
赵汉卿, 陈晓明, 李超, 吴穹螈, 王迪
吉林大学学报(地球科学版)    2020, 50 (2): 653-661.   DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20190264
摘要95)      PDF(pc) (12007KB)(49)    收藏
为明确渤海湾盆地莱州湾凹陷垦利L油田古近系沙三上段储层物性特征及影响因素,综合利用铸体薄片、扫描电镜、X衍射、孔渗测试、地层测试等多种分析测试手段,结合区域构造背景、沉积体系等相关研究成果,探讨了沙三上段储层物性控制因素,并在油田注水开发中开展了应用。研究结果表明:沙三上段储层平均孔隙度为28.9%,平均渗透率为762.7×10-3 μm2,属于高孔高渗储层,储集空间以原生粒间孔为主,可见次生粒间孔和铸模孔,微裂缝发育;微裂缝平均宽度为180 μm,微裂缝的存在提供了高效渗流通道,使地层孔渗测试结果明显优于岩心测试数据;优质储层的分布主要受体系域、断裂活动和埋藏作用的影响,水进体系域厚层净砂岩是形成优质储层的物质基础,微裂缝发育提高了渗流能力,快速埋藏减缓了储层孔隙水的排出和储层物性的降低。根据优质储层发育特征及生产动态资料,优化水井分层配注,降低平面及纵向上水驱不均,实现了油田均衡驱替。
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40. 四川盆地广安地区中二叠统栖霞组岩石特征与沉积环境
易海永, 崔宝琛, 王瑶琳, 邱玉超, 徐胜林, 李乾
吉林大学学报(地球科学版)    2020, 50 (2): 454-464.   DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20190266
摘要94)      PDF(pc) (37994KB)(43)    收藏
四川盆地中二叠统栖霞组勘探发现系列油气,资源潜力巨大。但广安地区中二叠统栖霞组的岩石学特征及沉积环境研究薄弱。在野外地质调查的基础上,结合室内岩石学、岩相学等综合分析,对广安地区栖霞组碳酸盐岩岩石特征、沉积相类型及其古地理展布特征进行了系统研究。结果表明:广安地区栖霞组主要发育亮晶颗粒灰岩、亮晶生物碎屑灰岩、微晶生物碎屑灰岩、微晶颗粒灰岩、生物碎屑微晶灰岩、含生物碎屑微晶灰岩和泥晶灰岩7种岩石类型;碳酸盐岩颗粒主要以生物碎屑为主,部分层位发育球粒;古生物化石以三叶虫、腕足和有孔虫为主,同时可见棘皮类和藻类;栖霞组沉积期主要为碳酸盐岩台地沉积环境,其中栖霞组晚期(栖二段)台缘滩和台内滩较为发育,为该区油气成藏提供了有利条件。
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41. 井震联合建模技术在萨尔图油田B1DD区块的应用及其效果
刘金平, 杨懋新, 邵英梅
吉林大学学报(地球科学版)    2020, 50 (2): 579-588.   DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20200003
摘要94)      PDF(pc) (23350KB)(22)    收藏
为解决以往油藏描述工作单孔资料在深度和广度上存在明显局限性的问题,提出了一套井震联合地质建模的方法:首先以地震精细解释的层位数据和断层数据为约束,结合测井资料建立构造模型;然后采用地震反演体的概率面在平面上作为约束,纵向上在测井曲线上分类统计各微相的概率分布曲线,在变差函数分析的基础上,采用序贯指示模拟算法模拟出储层微相的空间展布,建立沉积相模型;最后采用相控技术和地质统计学理论,分析参数区域化变量的特征,建立储层属性模型。在大庆萨尔图油田的B1DD区块进行验证的结果表明,井震资料的联合应用揭示了大量的小断层,使断点组合率提高了15%,大于2 m的砂岩预测符合率达到90%以上,提高了井间断层和砂岩的预测精度,进而提高了地质模型、尤其是井间模型的精度。
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42. 辽西建昌盆地油页岩发育特征及沉积环境
王嗣敏, 臧东升, 王熙琼, 李杰, 韩嵩, 李建中
吉林大学学报(地球科学版)    2020, 50 (2): 326-340.   DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20190312
摘要93)      PDF(pc) (15808KB)(68)    收藏
辽西地区建昌盆地含有丰富的油页岩资源。利用野外露头、钻井和化验分析等资料,分析油页岩分布、岩石学特征、地球化学特征和沉积环境。研究表明:油页岩发育于下白垩统九佛堂组一段、二段和三段,共计9个矿组,九佛堂组三段油页岩平均含油率高、厚度大;建昌盆地油页岩平均含油率为5.15%,平均灰分质量分数可达81.9%,平均发热量为5.19 kJ/g,全硫质量分数低,属于中品位高灰分中高发热量低硫型油页岩,开发时对环境污染小;碱厂、五家子、九佛堂、七道泉子和敖汉旗大青山含矿区累计油页岩查明技术可采资源8.22×108 t,油页岩油查明可回收资源3.17×107 t,建昌盆地预测油页岩资源9.27×1010 t。有机地化特征显示,建昌盆地油页岩有机质丰度较高,有机质类型主要为Ⅰ型和Ⅱ1型,成熟度较低,处于未成熟—低成熟阶段。九佛堂组时期气候温暖湿润,来源于陆地和湖泊的有机质大量沉积于淡水—咸水的湖泊中,水底为还原环境,有利于有机质的保存。
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43. 北黄海东部次盆地层序地层格架中烃源岩发育特征与影响因素
刘金萍, 王改云, 简晓玲, 王嘹亮, 杜民, 成古
吉林大学学报(地球科学版)    2020, 50 (1): 1-17.   DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20180320
摘要93)      PDF(pc) (3207KB)(59)    收藏
北黄海东部次盆地是我国海域勘探程度较低的一个盆地,钻探已发现该盆地发育中、上侏罗统巨厚暗色泥岩,但目前对该盆地烃源岩的研究尚较薄弱,精细评价该盆地的烃源岩对后续勘探部署具有重要意义。本文利用多口钻井实测数据和地震、测井资料,在层序地层学研究的基础上,应用有机地球化学和有机岩石学等方法,对中、上侏罗统不同层序和同一层序不同体系域中的烃源岩特征进行综合研究,并探讨烃源岩的分布规律及影响因素。东部次盆地烃源岩非均质性特征明显:中侏罗统J2SQ1和J2SQ2层序均以半深湖-深湖相、滨浅湖相暗色泥岩为主,烃源岩有机碳质量分数总体较高(w(TOC)>1.0%),但生烃潜力指数(w(S1+S2))和氢指数(IH)均很低,且有机质类型差,表明研究区有机质丰度高的烃源岩并非都是生烃能力高的烃源岩,整体为中等-差烃源岩。上侏罗统J3SQ1层序中的烃源岩主要为三角洲前缘和滨浅湖相泥岩,有机质丰度较低,不同体系域发育的均是中等-差烃源岩;J3SQ2层序主要为半深湖-深湖相暗色泥岩,具有厚度大、质纯和横向分布广的特点,但不同体系域中烃源岩的w(TOC)变化很大(0.5%~5.3%),其中优质烃源岩主要发育在J3SQ2层序中的高位体系域和湖侵体系域中,厚度0~104 m,而低位体系域中发育的则是中等烃源岩,该套优质烃源岩是东部次盆地内最主要的一套油源岩。研究认为,层序地层格架和沉积相控制了东部次盆地烃源岩的空间展布范围,陆源有机质的输入与湖盆原位生物生产力的匹配关系控制了烃源岩的质量,湖盆水体的含氧量与盐度在一定程度上控制了有机质的保存。综上所述,北黄海东部次盆地属于中低丰度的含油气盆地,应在优质烃源岩发育区及其邻区寻找有利勘探目标。
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44. 基于MPI的面波有限差分正演模拟
邵广周, 赵凯鹏, 吴华
吉林大学学报(地球科学版)    2020, 50 (1): 294-303.   DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20190021
摘要91)      PDF(pc) (1371KB)(23)    收藏
近年来,瑞利波波形反演技术因其避开了常规频散曲线计算,直接进行波场计算和反演不再受水平层状介质理论假设的限制,得到广大学者的高度重视。但瑞利波波形反演过程中需要不断进行波场正演和逆推计算。另外,由于浅地表速度较小,模拟计算时需要较小的网格间距才能避免数值频散,这无疑大大增加了正演模拟的计算量。对于这一问题,通常采用并行化设计来提高正演模拟的计算效率。本文基于消息传递接口(MPI)并行有限差分算法,以区域分解思路将模型区间分解成若干子区域,各区域互相通信,共同完成对模型的正演计算。并详细给出了区域分解、坐标转换、区域通信、波场合并等并行方案中的具体实现方法和实现步骤。通过对弹性模型、Kelvin黏弹性模型和标准线弹性固体(SLS)黏弹性模型不同并行方案的计算结果进行分析,验证了本文并行方案的可行性和有效性。并行计算结果表明,与单处理器计算时间相比,增加处理器数目可以明显减少计算时间,但随着处理器数目的增加,不同处理器之间的通信时间也增大;因此,并行时需要选择合适的处理器数目。对于黏弹性介质模型,SLS黏弹性模型的并行计算效率优于Kelvin黏弹性模型。
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45. 柴达木盆地西部地区渐新世下干柴沟组上段盐湖沉积特征
王建功, 张道伟, 石亚军, 张平, 孙秀建, 王爱萍, 王玉林, 高妍芳, 张世铭, 易定红
吉林大学学报(地球科学版)    2020, 50 (2): 442-453.   DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20190268
摘要89)      PDF(pc) (30484KB)(48)    收藏
利用大量地质及地球化学资料,开展了柴达木盆地西部地区渐新世下干柴沟组上段盐湖沉积特征研究,重点识别岩石类型,恢复古沉积环境,建立沉积模式,探讨控制因素。研究认为:盐湖环境主要发育两大类、五小类沉积相组合,盐湖边缘沉积相包括滨岸斜坡带相组合、缓坡带相组合、陡坡带相组合,盆内沉积相包括水下隆起带相组合和盐湖深水区相组合;盐湖可划分早、中、晚3个沉积演化阶段,分别对应半咸水湖泊、咸水湖泊和盐湖;形成碳酸盐岩与钙质砂岩、富含石膏的碳酸盐岩与泥岩、厚层石盐与薄层碳酸盐岩等主要岩石组合;盐湖沉积主控因素为气候、古地貌与构造运动。
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46. 湘西-黔东地区铅锌矿床找矿模型与定量预测
李堃, 刘飞, 刘凯, 赵少瑞, 汤朝阳, 段其发
吉林大学学报(地球科学版)    2020, 50 (3): 825-841.   DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20180216
摘要87)      PDF(pc) (32067KB)(31)    收藏
湘西-黔东地区位于扬子陆块东南缘,已发现铅锌矿床(点)200余处,是中国重要铅锌资源战略接续区之一。对该地区铅锌矿床控矿因素与找矿标志的研究结果表明:铅锌矿床受地层、岩相、构造三者的综合控制,即特定的地层岩性组合、台地边缘中缓坡相、区域性断裂和背斜及次生或派生裂隙构造为主要控矿因素;含菱锌矿或褐铁矿的氧化露头,方解石化、黄铁矿化、重晶石化或沥青化等围岩蚀变,Pb、Zn、Cd、CaO、Hg单元素化探异常及Pb-Zn-Cd元素组合化探异常为该地区铅锌矿床的主要找矿标志。综合控矿因素与找矿标志研究结果,构建了研究区铅锌矿床的地质-地球化学找矿模型,并以此模型为基础,在GIS平台上利用特征分析法进行了综合信息矿产定量预测。根据研究区铅锌矿床预测单元联系度等值线图,圈定出A级找矿远景区2个和B级找矿远景区2个,提出松桃、镇远—铜仁、都匀—凯里地区应作为后续铅锌找矿勘查工作重点区。
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47. 黄骅坳陷石炭-二叠系凝析油气地球化学特征及来源分析
徐进军, 李宁, 金强, 刘吉华, 楼达, 滕建成
吉林大学学报(地球科学版)    2020, 50 (2): 644-652.   DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20190267
摘要84)      PDF(pc) (3667KB)(49)    收藏
深层油气勘探是未来油气资源的重要接替领域。渤海湾盆地下伏石炭-二叠系煤系烃源岩自油气勘探取得新突破以来,一直是深层油气领域研究的热点。黄骅坳陷新部署的QG8井奥陶系碳酸盐岩储层和YG1井二叠系砂岩储层获高产凝析油气流,其来源判别问题是深层油气勘探的关键。针对QG8、YG1井凝析油气开展的生物标志化合物、有机碳稳定同位素和原油物性研究表明:两口井的凝析油均为低黏度、低密度的典型轻质原油,具有姥鲛烷优势(Pr/Ph>2.8),QG8井凝析油饱和烃δ13C为-29.1‰、芳烃δ13C为-26.8‰;天然气δ13C1偏重,介于-39.7‰~-36.4‰之间,干燥系数大于0.8,重烃可达16.2%,为偏干湿气。QG8与YG1井凝析油特征与黄骅坳陷石炭-二叠系煤系烃源岩(饱和烃δ13C为-29.26‰~-26.87‰,芳烃δ13C为-26.62‰~-24.15‰)及KG4井原油物性(0.757 1~0.840 2 g/cm3)相近,天然气特征则相似于济阳坳陷GBG1井的煤成气(δ13C1为-43‰~-35‰),表明高产的凝析油气来自石炭-二叠系煤系烃源岩。证实渤海湾盆地深层石炭-二叠系煤系具有生烃潜力和油气勘探前景。
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48. 松辽盆地北部青一段油页岩地球化学特征及其记录的古湖泊学信息
郑国栋, 孟庆涛, 刘招君
吉林大学学报(地球科学版)    2020, 50 (2): 392-404.   DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20190265
摘要81)      PDF(pc) (15491KB)(39)    收藏
油页岩地球化学特征及其记录的古湖泊学信息是揭示油页岩成矿富集规律的关键佐证。根据含油率、TOC、岩石热解、元素分析、生物标志化合物检测及有机显微组分分析,精细刻画了松辽盆地北部ZY1井青一段油页岩的地球化学特征,并分析了其记录的古湖泊学信息,探讨了古湖泊对油页岩有机质富集的控制作用。结果表明:青一段发育8层中等偏好品质的油页岩,下部为高品质油页岩富集层段;油页岩的含油率和TOC质量分数相关性极好,处于未熟—低成熟度演化阶段,生烃潜力大;油页岩中含丰富的萜类和甾类化合物,有机质类型主要为Ⅰ型,有机质来源主要为层状藻占优势的湖泊水生生物。地球化学参数指示,青一段下部古湖泊生产力呈现3个低→高的旋回,对应的古湖泊水体盐度呈现为3个半咸水-咸水旋回、古湖泊水体氧化还原性表现为还原-强还原-还原的厌氧环境,其中旋回Ⅱ后期湖泊生产力最高,对应的水体盐度最高、还原性最强。表明湖泊富营养化造成的高湖泊生产力是青一段高品质油页岩有机质富集的物质基础,盐度分层控制下强还原的湖底环境是高品质油页岩有机质富集的良好保存条件。
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49. 还原氧化石墨烯复合方式对Ag-TiO2基光电极电子传输性能的影响
董双石, 付绍珠, 于洋, 李超群, 初义聪
吉林大学学报(地球科学版)    2020, 50 (1): 234-242.   DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20180302
摘要75)      PDF(pc) (1501KB)(30)    收藏
为进一步提高Ag-TiO2光催化效能,制备了还原氧化石墨烯(rGO)复合Ag-TiO2基的光电极。先通过对比不同的复合方式探究rGO对Ag-TiO2光催化剂表面电子传输和四环素降解效能的影响;再通过电化学阻抗谱测量、莫特-肖特基曲线等电化学手段对电极进行表征。结果表明:分层复合方式主要降低载体表面控制电极双层/薄膜的界面电阻,而全混复合方式主要降低总电荷转移电阻;分层电极的电子供体浓度随rGO质量分数增加而增大;在rGO质量分数为0.45%和0.25%时,分层复合和全混复合材料对四环素的降解速率分别比Ag-TiO2提高11.4%和2.3%;在外加0.5 V偏压下,分层复合电极LG6降解效率比未加外偏压时提高了5.3%,而全混复合电极MG2效率没有提升。分层复合方式能更有效地提高光催化剂表面电子传输效能。
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50. 储层中固体沥青研究现状、地质意义及其发展趋势
李勇, 陈世加, 尹相东, 何清波, 苏恺明, 肖正录, 邱雯, 何鑫
吉林大学学报(地球科学版)    2020, 50 (3): 732-746.   DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20190013
摘要73)      PDF(pc) (6422KB)(94)    收藏
固体沥青包含了油气形成与演化等重要信息,其研究对油气勘探与开发具有重要的指导作用。综合国内外众多学者的研究,阐述了固体沥青的定义、成因与分类、反射率、对储层物性的影响及测井识别。固体沥青成因类型多样,归纳起来主要包括热成因和冷变质成因两大类。固体沥青反射率可以作为成熟度评价的有效参数,但需结合实际地质情况合理选择转换关系式。固体沥青充填在储集层孔隙空间中,堵塞孔隙喉道:一方面造成储集层的严重损害,导致油藏分布不均;另一方面作为封堵带,有利于油气的保存,形成隐蔽油气藏。固体沥青在核磁共振上具有独特的响应特征,利用核磁共振T1/T2值、中子-密度交会、密度孔隙度与气测孔隙度差值以及纵波时差-电阻率交会可以有效识别固体沥青。对于固体沥青后续研究,固体沥青结构、性质与固体沥青反射率的关系,以及如何使用测井参数定量标定固体沥青体积分数,是未来固体沥青在储层评价和油气开发研究的热点和难点。
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51. 渝东南盆缘转换带五峰组—龙马溪组页岩压力体系与有机孔发育关系
高玉巧, 蔡潇, 何希鹏, 吴艳艳, 丁安徐, 高和群, 张培先
吉林大学学报(地球科学版)    2020, 50 (2): 662-674.   DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20190130
摘要71)      PDF(pc) (17689KB)(42)    收藏
四川盆地东南部及其盆缘转换带(以下简称渝东南盆缘转换带)是中国常压页岩气勘探的热点地区。为了厘清渝东南地区页岩气富集规律、优选水平井穿层层段及指导多层系立体开发建设,本文基于扫描电镜的图像定量表征技术,结合三轴力学、液氮吸附等实验分析结果,研究了页岩压力体系与有机孔的发育关系。结果表明:渝东南盆缘转换带五峰组—龙马溪组页岩下部①—②小层有机孔孔径小(1~30 nm),孔隙发育的密集程度高(55.55~808.03个/μm2);其上部③—⑤小层有机孔孔径变大(30~50 nm),孔隙发育的密集程度低(47.31~466.42个/μm2);压力系数与有机孔圆度有明显的正相关性。基于液氮吸附实验的孔隙体积分形维数结果表明,研究区龙马溪组页岩孔隙内流体压力的增加,能够对孔隙进行更好的支撑作用,保证孔隙不会因为上覆地层压力而造成变形,使得孔隙能够得到更好的保存。因此,有机孔发育差异是上覆地层压力和孔隙内流体压力共同造成的结果。对于常压区,上覆地层的压力对孔隙发育有着更为重要的影响;对于超压区,孔隙内流体压力的增加会减缓孔隙的变形和消失。三轴力学实验表明,①小层上部观音桥段的存在使得岩石的抗压强度变大,由此在纵向上形成一种压力隔断,引起了上下压力系数的差异,形成了不同的亚压力体系,从而导致了孔隙发育特征的差异。
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52. 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, 50 (4): 941-956.   DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20190225
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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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53. 吉东南地区五女峰岩体锆石U-Pb年代学、岩石地球化学特征及其构造意义
陈会军, 于宏斌, 马永非, 陈井胜, 钱程, 刘世伟, 崔天日, 钟辉
吉林大学学报(地球科学版)    2020, 50 (2): 531-541.   DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20190239
摘要66)      PDF(pc) (13310KB)(134)    收藏
五女峰岩体位于通化地区集安市,大地构造位置上处于鸭绿江—图们江断裂北侧,其岩性为碱长花岗岩。为确定其侵位时代和探讨大地构造环境,对五女峰岩体进行了系统的岩石学、矿物学和年代学研究。LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果显示,其加权平均年龄为(110.50±1.60) Ma,侵位时代为早白垩世晚期。岩体具有高硅、富碱、富铝和低钛的特点,属于高钾钙碱性系列;A/CNK值为0.98~1.00,为准过铝质岩石;固结指数(IS)为0.80~3.20,反映了该岩体经历了高程度分异演化作用;δEu为0.05~0.37,具较强的Eu亏损,LREE/HREE和(La/Yb)N值分别为7.13~24.68和7.01~39.20,显示轻重稀土元素分馏明显,且具有轻稀土元素富集、重稀土元素亏损的特点。五女峰岩体呈现明显富集大离子亲石元素(LILE) Rb、K、Th、U,略富集高场强元素(HFSE) Nd、Sm、Zr、Hf,以及明显亏损P和Ti的特征。综合岩石矿物学、年代学、岩石地球化学特征及区域地质资料,五女峰岩体属于A型花岗岩,形成于后造山的伸展体制环境下。
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54. 一种面向对象的最优分割尺度计算模型
白韬, 杨国东, 王凤艳, 刘佳为
吉林大学学报(地球科学版)    2020, 50 (1): 304-312.   DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20190024
摘要66)      PDF(pc) (1781KB)(19)    收藏
作为信息提取和分类的前提,面向对象的影像分割尺度参数的设置直接影响到提取和分类的精度。本文以GF-2影像数据为例,在已有分割理论和方法的基础上提出一种基于最优分割尺度的计算模型(OS模型)。该模型以主成分分析所得的主成分以及新建的归一化植被指数(normalized vegetation index,NDVI)特征层作为分割参考层,综合考虑均质因子的影响,构建加权尺度评价指数,插值拟合最优分割尺度。构建误差系数(Ec)对模型进行评价,结果表明:OS模型误差系数(Ec=1.15%)小于传统模型(Ec=3.28%),且分割对象更均匀、与实际地物更接近。
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55. 长江经济带上游地区丘陵城市工程建设适宜性评价——以泸州市规划中心城区为例
陈绪钰, 王东辉, 倪化勇, 李明辉, 田凯
吉林大学学报(地球科学版)    2020, 50 (1): 194-207.   DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20180303
摘要66)      PDF(pc) (2005KB)(28)    收藏
以长江经济带上游地区泸州市规划中心城区为例,建立了包括多因素综合评价模型和多层次评价指标体系的工程建设适宜性评价方法,采用模糊赋权法和层次分析法相结合的组合赋权法计算评价指标的权重,利用GIS空间分析技术对泸州市规划中心城区工程建设适宜性进行了评价,并对评价方法的可靠性进行了分析。结果表明:泸州市规划中心城区工程建设适宜性整体较好,以适宜、较适宜为主,其中适宜区、较适宜区分别占研究区总面积的36.16%、28.81%,此外适宜性差区、不适宜区各占20.96%、8.07%;泸州市城市规划建设、重大工程建设选址应在适宜区和较适宜区范围内,尽量避免适宜性差和不适宜地区;在适宜性差和不适宜地区进行工程建设应注意不同区段现有和可能诱发的地质灾害、地基不均匀沉降、软土、坍岸等问题的防治。建立的评价方法在丘陵城市工程建设适宜性评价上适用性较好。
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56. 桂东北姑婆山岩体矿物学和年代学特征及其成岩成矿意义
蔡永丰, 刘风雷, 冯佐海, 周云, 曾长育
吉林大学学报(地球科学版)    2020, 50 (3): 842-856.   DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20180316
摘要64)      PDF(pc) (13959KB)(22)    收藏
为揭示桂东北姑婆山一带花岗岩的成岩成矿特征,本文对姑婆山岩体进行了黑云母矿物化学成分分析和锆石U-Pb年代学研究。花岗岩中黑云母化学成分分析结果表明:黑云母具有富铁镁、贫钙钠的特征,w(TFeO)为26.78%~31.06%、w(MgO)为2.98%~6.60%,且w(TFeO)与w(MgO)呈明显的负相关性,说明其结晶过程中主要发生了Fe2+←→Mg2+的置换反应;黑云母的含铁指数为0.68~0.84,属于高铁黑云母,氧逸度为-17.0~-15.5,结晶温度为680~705℃,平均为695℃;黑云母的全铝压力计显示黑云母结晶的压力为69~179 MPa,平均为115 MPa,对应的侵位深度相当于2 621~6 755 m,平均深度为4 331 m。年代学分析结果显示,采自姑婆山岩体的两个代表性花岗岩样品形成年龄分别为(162±3)和(163±2)Ma,为燕山早期,与华南中生代大规模岩浆-成矿作用时代一致。综合上述分析,姑婆山岩体形成于较高温度、低氧逸度、较浅的环境,显示出良好的锡成矿性,具有良好的找矿前景。
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57. 渤海海域JZ25-1S太古宇潜山储层特征及其油气产能差异控制因素
高坤顺, 叶涛, 孙哲, 鲁凤婷, 陈心路, 邓辉
吉林大学学报(地球科学版)    2020, 50 (3): 694-704.   DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20190098
摘要63)      PDF(pc) (20989KB)(46)    收藏
精细划分变质岩储层类型,并建立不同类型储层与产能间的关系,对变质岩油田高效勘探开发具有重要意义。基于岩心、薄片、物性、常规测井、成像测井以及生产测井资料,深入剖析了渤海海域JZ25-1S油田太古宇潜山储层类型及其测井响应特征,重点探讨了不同类型储层的产能差异。结果表明:研究区主要发育风化壳型储层、内幕碎裂带型储层和内幕裂缝型储层,分别以溶蚀孔缝、破碎砾间孔以及构造裂缝为主要的储集空间类型,不同的储层具有不同的测井响应特征;定义单位厚度油产能大于2 m3/d为高效渗流储层,风化壳型储层与内幕碎裂带型储层为主要的高效渗流储层,内幕裂缝型储层的渗流能力变化较大;储层类型、裂缝密度、裂缝走向与最大主应力夹角等因素共同控制了变质岩储层的产能差异。
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58. 吉林省和龙地区鸡南BIF型铁矿床含矿建造地球化学特征及形成时代
任云生, 刘小禾, 商青青, 陈聪, 杨群, 郝宇杰, 孙振明
吉林大学学报(地球科学版)    2020, 50 (3): 800-814.   DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20180236
摘要62)      PDF(pc) (20553KB)(28)    收藏
鸡南铁矿床位于吉林省和龙地区,地处华北克拉通北缘与兴蒙造山带接壤的龙岗地块北部,是东北地区发现较早的BIF型铁矿床之一。该矿床铁矿体主要呈层状、似层状、扁豆状赋存于鞍山群鸡南组上段中部层位,含矿岩石以黑云斜长片麻岩、角闪黑云斜长片麻岩、黑云角闪斜长片麻岩及斜长角闪岩为主,为角闪岩相的中低级区域变质岩系;主要矿石类型为条带状磁铁石英岩型和块状磁铁角闪岩型。为确定该矿床含矿建造的原岩、变质时代及构造背景,重点对含矿岩系中的斜长角闪岩进行了岩石地球化学和锆石U-Pb年代学研究。结果表明:斜长角闪岩的地球化学特征表现为富集大离子亲石元素、轻微富集重稀土元素;主量元素质量分数与中性-基性岩类基本相似,结合原岩恢复图解,判断其原岩类型为亚碱性玄武岩(拉斑玄武岩),形成于弧后盆地背景;LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学研究中,2个较老的锆石测点年龄分别为(2 468±15)和(2 469±9)Ma,代表区内峰期变质年龄(约2 460 Ma),26个锆石测点的测年数据较为集中,加权平均年龄为(2 275±25)Ma,代表区内退变质年龄。通过与国内外典型BIF型铁矿床的对比研究认为,区内的鸡南铁矿与官地铁矿同属Algoma型铁矿床。
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59. 松辽盆地大庆长垣四方台组可地浸砂岩铀成矿测井评价
于洋, 王祝文, 宁琴琴, 徐方慧
吉林大学学报(地球科学版)    2020, 50 (3): 929-940.   DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20190165
摘要62)      PDF(pc) (12768KB)(31)    收藏
为了研究孔隙度、渗透率、泥质等参数与砂岩型铀矿成矿的关系,本文对松辽盆地中央坳陷大庆长垣南部某区块四方台组底部砂岩进行分析。含铀矿砂岩具有高放射性,这使得测井曲线的密度值异常降低,自然伽马值异常升高。通过研究总结出利用升高的自然伽马曲线校正密度曲线的方法,以及利用其他不受放射性影响曲线重构自然伽马曲线的方法。与岩心的对比分析结果证明,校正后的密度曲线与重构后的自然伽马曲线较准确,密度曲线校正与自然伽马曲线重构解决了含铀砂岩利用测井曲线求取孔隙度、渗透率参数不准的问题。在准确求取测井参数的基础上,得到能展现砂体内部非均质性特点的物性空间展布并成图分析,进而得出本地区有利于铀成矿的物性条件:产生铀矿的砂体并不是孔渗性质最好的地方,也不是孔渗性质最差的地方,而是处于由高孔渗向低孔渗过渡的地方。
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60. 海拉尔—塔木察格盆地中部富油凹陷高含凝灰质碎屑岩储层成因及油气勘探意义
蒙启安, 李军辉, 李跃, 邹越
吉林大学学报(地球科学版)    2020, 50 (2): 569-578.   DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20190317
摘要60)      PDF(pc) (13643KB)(46)    收藏
海拉尔—塔木察格盆地中部富油凹陷下白垩统铜钵庙组和南屯组广泛发育高含凝灰质碎屑岩储层,并已于其中获得了工业突破,但对其成因机制认识不清。在岩心、薄片、录井和测井等资料综合研究的基础上,结合大量海拉尔—塔木察格盆地及周边地区的火山事件分析,认为中部富油凹陷发育的高含凝灰质碎屑岩的岩石类型主要包括凝灰质砂岩、凝灰质泥岩、凝灰岩和沉凝灰岩。不同时期、不同凹陷高含凝灰质碎屑岩储层发育特点各异,整体来看从铜钵庙组到南屯组储层中的凝灰质含量越来越低,高含凝灰质碎屑岩储层主要发育在铜钵庙组和南一段沉积时期。高含凝灰质碎屑岩储层中的火山物质并非来源于自身断陷期发生的基性火山活动,而是来自于大兴安岭地区大规模的酸性火山喷发事件。海拉尔—塔木察格盆地高含凝灰质碎屑岩储层的成因机制包括两种类型:一种是同沉积期火山灰直接空降入湖型;另一种是同沉积期火山灰先沉降至陆上经河流搬运后再沉积的水携型。高含凝灰质碎屑岩储层中的火山碎屑物质受有机酸作用易于溶蚀,次生孔隙发育,为深部油气成藏提供了有效储层空间,并且火山喷发活动对优质烃源岩的形成具有促进作用,对于油气勘探具有重要意义。
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61. 苏里格气田东二区气水分布及产水控制因素分析
林孟雄, 刘立, 张一果, 常森, 夏阳
吉林大学学报(地球科学版)    2020, 50 (2): 627-634.   DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20190316
摘要59)      PDF(pc) (6901KB)(39)    收藏
针对低孔、低渗的致密砂岩气藏高效持续开发急需解决的气水分布及产水控制因素问题,通过苏里格气田东二区气藏地质和生产动态资料的综合分析,得出以下主要认识:地质构造和生烃强度控制本区气水分布的宏观格局,高产气井绝大多数发育在近烃源岩的低洼部位或微幅构造上;储层物性参数对气水分布起着关键的控制作用,物性好的砂体毛细管阻力小,天然气更易于驱替储集条件好的砂岩储层中的地层水形成气层,研究区气层孔隙度介于7%~14%之间,渗透率为(0.50~2.00)×10-3 μm2;泥岩隔层等因素造成气水分布的复杂化,随着下伏山1段泥岩隔层厚度的增大,对应区域盒8段日产气量减小,日产水量增加;致密砂岩气藏产能受开发方式的影响很大,在气藏合理配产过程中,需要考虑压敏及速敏效应的影响:投产时间越长、配产及生产压差越大,气井出水速率越快,出水量越大。采用水平井开发,可增加气井的泄流面积、减小生产压差、提高产能、降低水气比,可以实现延长无水或低水采气期,从而提高采收率。
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62. 伊拉克哈法亚油田高压盐膏层安全钻井技术
谢春来, 王照阳, 仇越, 勾广洲, 高军飞, 尹光, 吴勇
吉林大学学报(地球科学版)    2020, 50 (2): 589-597.   DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20200021
摘要58)      PDF(pc) (5814KB)(18)    收藏
盐膏层钻井是当前钻井技术的难题之一,钻井施工中存在盐膏层及软泥岩层安全钻进难度大、井身质量控制困难和卡钻几率较大等问题。本文针对伊拉克哈法亚油田的地层条件:改变了盐膏层段套管坐封点,使套管漏封漏失状况得到有效控制;将定向轨迹井斜角由71.29°优化为29.48°,避开了易形成岩屑床井段,有效控制定向段卡钻,提高施工效率23%;确定哈法亚油田软泥岩缩径周期为48 h左右。根据缩径规律开展钻井,有效减少了钻头泥包和泥环的形成。确定了依据石膏岩、盐岩含量变化控制饱和盐水钻井液密度的原则,形成了控制饱和盐水钻井液黏度的现场维护技术措施。
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63. 松辽盆地北部上二叠统林西组地球化学特征及地质意义
张健, 张海华, 陈树旺, 郑月娟, 张德军, 苏飞, 黄欣
吉林大学学报(地球科学版)    2020, 50 (2): 518-530.   DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20190274
摘要58)      PDF(pc) (5448KB)(25)    收藏
为探讨松辽盆地北部林西组地球化学特征、沉积环境及构造背景,对该区黑富地1井所钻遇的上二叠统林西组暗色泥质板岩进行主量元素、微量元素和稀土元素测试分析,结果表明:样品主量元素平均质量分数SiO2为65.05%、Al2O3为17.23%、CaO为2.58%、Na2O为2.84%、K2O为3.29%,K2O/Na2O值为0.20~3.48,A12O3/(CaO+Na2O)值为0.41~8.01;稀土元素w(∑REE)值介于80.68×10-6~215.59×10-6之间,平均值为173.41×10-6δEu值介于0.61~0.88之间,平均值为0.70,表现为Eu的负异常,δCe值介于0.91×10-6~1.01×10-6之间,为微弱的Ce负异常,LREE富集,HREE亏损;微量元素以亏损Nb、Ta、Sr,相对富集Rb、Ba、La、Ce、Pb、Nd、Sm为特征。样品元素分析和物源w(TiO2)-w(Ni)、La/Th-w(Hf)等判别图解表明,林西组沉积物源具有多样性,主要来源于上地壳长英质物源,还有少量来自中、基性岩火成岩物源区。样品微量元素标准化蛛网图,稀土元素球粒陨石标准化配分模式图,K2O/Na2O-w(SiO2)、Th-Co-Zr/10、F2-F1构造背景判别图及地球化学参数对比结果表明,松辽盆地北部林西组物源构造背景主要为活动大陆边缘和大陆岛弧,可能形成于靠近大陆岛弧的活动大陆边缘构造背景。林西组应形成于海陆过渡相到陆相环境,水体由半咸水逐渐转变为淡水。
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64. 小秦岭地区大湖-秦南钼矿床矿化类型、Re-Os定年及找矿方向
张元厚, 刘金伟, 文斌, 杜尚泽, 屈文俊
吉林大学学报(地球科学版)    2020, 50 (3): 815-824.   DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20180297
摘要58)      PDF(pc) (6486KB)(32)    收藏
小秦岭地区大湖—秦南钼矿床位于华北地台南缘,属于小秦岭-外方山成矿亚带。矿化类型可分为含钼次生石英岩型和细脉浸染型。含钼次生石英岩型矿石构造有角砾状构造、团块状构造、蜂窝状构造、细脉网脉状构造和块状构造;蚀变以细脉浸染状钾化、硅化、碳酸盐化、高岭土化、硬石膏化为特征。细脉浸染型矿化通常与花岗质岩石关系密切,偶尔也见于含钼次生石英脉边部的片麻岩中;蚀变通常为钾化、硅化、绢云母化和少量的黄铁矿化、高岭土化、碳酸盐化等。含钼次生石英岩型含有含钼花岗质岩石角砾。野外证据表明,含钼花岗质岩石向含钼次生石英岩内部表现为,含钼花岗质岩石角砾逐渐变小,并逐渐被含钼次生石英岩包裹,含钼石英脉增厚,高岭土化、硬石膏化增强。这一特征反映了二者之间的成因联系。两种矿化类型中获得的12件辉钼矿Re-Os模式年龄分别为(223.6±4.1)~(196.1±3.0)Ma以及(197.8±3.2)和(196.1±3.3)Ma,Re-Os同位素等时线年龄为(199+14/-25)Ma。这些年龄数据表明,该区的成矿作用发生于印支期或早燕山期。钼矿化时空上与花岗斑岩脉和正长斑岩一致,含钼花岗质岩石的矿化和蚀变样式与斑岩型矿床类似。辉钼矿中w(Re)为0.894×10-6~2.964×10-6,反映钼成矿物质来源于地壳。这一时期,区域上以碱性岩岩脉产出为特征,因此本区成矿作用形成于陆内伸展环境下,应注意找寻与印支期花岗质岩石有关的斑岩型钼矿床。
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65. 内蒙古碾子沟钼矿床成矿流体来源、演化及成矿机理
孙丰月, 王睿, 王一存, 李顺达, 王可勇, 石开拓, 孙清飞, 王文元
吉林大学学报(地球科学版)    2020, 50 (3): 768-780.   DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20190121
摘要57)      PDF(pc) (13123KB)(42)    收藏
内蒙古自治区碾子沟钼矿床地处华北地台北缘西拉木伦钼成矿带西段,为一典型的中型石英脉型钼矿床。该钼矿床矿脉(体)主要产于燕山早期二长花岗岩-钾长花岗岩内NNW、NW向断裂构造体系之中,成矿作用过程经历了黄铁矿±辉钼矿+石英(Ⅰ)、辉钼矿+黄铁矿±黄铜矿+石英(Ⅱ)、黄铜矿+黄铁矿±闪锌矿+石英(Ⅲ)及石英±方解石(Ⅳ)4个阶段。系统的流体包裹体岩相学、包裹体组分析、包裹体显微测温研究表明,矿床初始成矿流体为高温、中低盐度(490~550℃,盐度(w(NaC1))2%~10%,50~62 MPa)均匀的NaCl-H2O体系热液,δ18OH2O-SMOW(2.21‰)及δDH2O-SMOW(-68.9‰)表明其主要来源于岩浆热液;成矿流体上升并不断汇聚于容矿断裂空间,伴随温度、压力降低(380~460℃,26~40 MPa→360~420℃,25~30 MPa)而进入两相不混溶区,流体开始发生沸腾→强烈沸腾作用,导致成矿元素Mo大量沉淀富集成矿,成矿晚期残余流体与大气降水混合(δ18OH2O-SMOW为-2.41‰~2.51‰,δDH2O-SMOW为-110.1‰~-105.5‰),矿床属燕山早期中高温岩浆热液型钼矿床。
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66. 无人机摄影测量在矿山地质环境调查中的应用
王凤艳, 赵明宇, 王明常, 张旭晴, 周凯
吉林大学学报(地球科学版)    2020, 50 (3): 866-874.   DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20190142
摘要55)      PDF(pc) (15326KB)(160)    收藏
为解决传统的人工野外矿山地质环境调查易受交通、地形影响,且劳动强度大、效率低、成本高等问题,将无人机摄影测量技术应用在矿山地质环境调查中。以长春市净月东升采石场为研究区,利用RTK(实时动态差分技术)获取地面控制点坐标,采用大疆精灵4无人机进行航空摄影,在Pix4Dmapper建立的研究区三维模型上经量测、解译等,提取研究区内矿坑面积、边坡方位、长度、高度、体积和表面积以及滑坡、崩塌堆积体和断层等矿山地质环境相关的几何信息,制作了研究区地形图、DOM(数字正射影像)和DSM(数字表面模型),同时解译了边坡大量随机结构面迹线和产状信息。结果表明,基于无人机摄影测量技术的矿山地质环境调查可以快速获取矿山地质环境信息,获取的结构面倾向、倾角误差分别在5°和4°以内,可满足矿山地质环境调查精度要求。
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67. 基于低场核磁共振的煤储层束缚水饱和度应力响应研究与动态预测——以保德和韩城区块为例
侯伟, 赵天天, 张雷, 熊先钺, 许浩, 巢海燕, 张伟, 王伟, 张慧
吉林大学学报(地球科学版)    2020, 50 (2): 608-616.   DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20190252
摘要54)      PDF(pc) (4604KB)(29)    收藏
煤层气开发过程中储层应力的变化对束缚水饱和度有重要影响。通过对不同煤阶煤储层的煤样进行覆压低场核磁共振系列实验,采用谱图形态经验判定法对核磁T2截止值进行标定,在此基础上分析了不同煤阶储层束缚水饱和度随应力的变化规律,并对保德和韩城区块的束缚水饱和度开展了动态计算。实验结果表明:束缚水饱和度具有较强的应力敏感性,并且在有效应力增加初期变化最为强烈;由于孔隙结构的差异,这种应力敏感性在保德区块表现得更为强烈。动态预测结果表明:由于保德区块储层埋深变化范围较小,其初始束缚水饱和度受埋深影响的总变化量小于韩城区块;埋深较浅的储层束缚水饱和度在开发过程中的应力敏感性更强,但开发过程进行到末期后,束缚水饱和度总的增加幅度基本一致。
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68. 萍乐坳陷中部GFD1井页岩气富集模式
滕龙, 沈雪华, 方朝刚, 郑红军, 朱应新
吉林大学学报(地球科学版)    2020, 50 (3): 757-767.   DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20190114
摘要53)      PDF(pc) (15206KB)(23)    收藏
为调查评价萍乐坳陷中部二叠系乐平组页岩气资源潜力,于丰城地区部署了页岩气地质调查井——GFD1井。以GFD1井的资料为基础,对乐平组富有机质页岩有机地球化学、岩石学、含气性等特征进行系统分析。结果表明:丰城地区二叠系层序完整,乐平组富有机质页岩厚度大,有机质类型以Ⅱ2-Ⅲ型为主,有机碳质量分数高,热演化程度已进入高成熟生气阶段;脆性矿物平均质量分数为34.84%,具有后期压裂改造的前提条件;随钻气测录井曲线可见两段明显异常。对岩心进行实时现场解吸,煤层气含气量普遍大于1.00 m3/t,平均达3.54 m3/t;页岩气含气量介于0.10~1.50 m3/t之间,平均为0.54 m3/t;致密砂岩气含气量一般小于0.30 m3/t。GFD1井所处的曲江向斜北翼完整,南翼被一条逆断层挤压,具有较好的封堵性,有利于页岩气保存,形成原地宽缓斜坡型页岩气富集模式。
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69. 皮克特图版在含泥质砂岩储层测井解释评价中的改进及应用
丁磊, 张恒荣, 袁伟, 郑志锋, 王一
吉林大学学报(地球科学版)    2020, 50 (3): 911-918.   DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20190031
摘要53)      PDF(pc) (12040KB)(28)    收藏
经典皮克特图版由阿尔奇公式推导而来,但无法处理泥质砂岩储层。本文以南海西部海域W油田作为研究对象,从印度尼西亚公式出发,对经典皮克特图版进行改进,开发出了泥质砂岩皮克特图版。通过对比分析经典皮克特图版与泥质砂岩皮克特图版的不同,指出在含泥质砂岩储层测井解释评价中使用泥质砂岩皮克特图版的重要性,并提出利用迭代法精确求解地层水电阻率及岩电参数的方法。研究表明:使用改进的泥质砂岩皮克特图版计算得到的地层水电阻率与纯水层的计算结果保持一致;同时,相比于经验值,使用迭代法求解出的地层水电阻率及岩电参数与实际情况更为吻合。
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70. 大兴安岭西坡比利亚谷银铅锌多金属矿床成因
梁小龙, 孙景贵, 邱殿明, 徐智涛, 谷小丽, 任泽宁
吉林大学学报(地球科学版)    2020, 50 (3): 781-799.   DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20190159
摘要52)      PDF(pc) (30005KB)(34)    收藏
比利亚谷银铅锌多金属矿床位于大兴安岭西坡的得尔布干成矿带,它是近些年来在该区新发现的一座大型银铅锌多金属矿床。该矿床矿体主要呈脉状、细脉浸染状、角砾状赋存于塔木兰沟组中—基性火山岩和满克头鄂博组酸性火山岩中的NW向断裂体系内。根据矿石的结构、构造以及矿物之间的共生组合、穿切关系,将成矿过程从早到晚划分为硅化石英+黄铁矿阶段(Ⅰ)、石英+黄铁矿+闪锌矿阶段(Ⅱ)、石英+黄铁矿+闪锌矿+方铅矿+辉银矿+黄铜矿±黝铜矿阶段(Ⅲ)、石英+黄铁矿+方解石+萤石±蛋白石阶段(Ⅳ);详细的石英、闪锌矿流体包裹体研究揭示:成矿早阶段(Ⅰ、Ⅱ)石英中发育WL型、C型包裹体,包裹体完全均一温度为188~254℃,盐度(w(NaCl))为1.83%~4.79%,密度为0.81~0.94 g/cm3,属于中低温、低盐度的H2O-NaCl-CO2体系;成矿主阶段(Ⅲ)石英、闪锌矿中发育WL型包裹体,包裹体完全均一温度为160~188℃,盐度为3.69%~7.15%,密度为0.92~0.96 g/cm3,属于低温、中低盐度的H2O-NaCl-CH4体系;成矿晚阶段(Ⅳ)石英中发育WL型、L型包裹体,WL型包裹体完全均一温度为130~165℃,盐度为1.22%~3.53%,密度为0.93~0.95 g/cm3,属于低温、低盐度的H2O-NaCl体系。流体包裹体H-O同位素地球化学特征揭示:早阶段流体的δ18OH2O-SMOW值为-6.3‰~-5.9‰,δDH2O-SMOW值为-163.4‰~-162.7‰;成矿主阶段流体的δ18OH2O-SMOW值为-14.4‰,δDH2O-SMOW值为-165.4‰~-162.0‰;成矿晚阶段流体的δ18OH2O-SMOW值为-19.1‰,δDH2O-SMOW值为-150.7‰;硫化物Pb同位素比值分别为206Pb/204Pb=18.435~18.513、207Pb/204Pb=15.579~15.675、208Pb/204Pb=38.283~38.603。这种特征揭示,该矿床成矿流体为低温、低盐度的H2O-NaCl-CH4体系,早期为残余岩浆水和大气降水混合、中—晚期大气降水逐渐增加;成矿物质源于壳幔混合源区;成矿过程以流体混合方式导致成矿元素聚集和沉淀,矿床成因类型为与陆相火山-次火山作用有关的低硫化型浅成热液铜(银)铅锌多金属矿床;其整体与大兴安岭西坡同类型矿床相似,成矿作用发生在早白垩世(131.3 Ma),与古太平洋板块俯冲产生的弧后伸展环境相关。
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71. 中国陆相油页岩含油率与总有机碳的响应机理
贾建亮, 刘招君, 孟庆涛, 孙平昌, 徐进军, 柳蓉, 白悦悦
吉林大学学报(地球科学版)    2020, 50 (2): 368-377.   DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20190309
摘要51)      PDF(pc) (11758KB)(59)    收藏
为了建立稳定可靠的利用油页岩总有机碳预测含油率的模型,揭示中国陆相不同成因类型油页岩含油率与总有机碳的内在关系极其重要。通过不同类型盆地油页岩钻井取心测试的关键参数,结合沉积学、有机地球化学、热模拟等学科技术,探讨油页岩含油率与总有机碳的响应机理。结果表明:不同盆地类型与沉积背景下发育的油页岩含油率与总有机碳质量分数均呈现良好的正相关性(R2=0.81~0.97);中国陆相油页岩的成因类型进一步划分为5种类型,制约着含油率与总有机碳的内在关系;油页岩的升温加热模拟呈现3个失重阶段(温度<150、300~550、600~750℃),明确了含油率与总有机碳参数的物理意义;相同类型盆地与沉积背景下形成的油页岩具有相近的母质生源组合,从而具有大致相当的再生烃效率。中国陆相油页岩成因类型的细划、含油率与总有机碳物理意义的明确、油页岩再生烃能力的分析,有助于理解中国陆相油页岩含油率与总有机碳的内在响应关系。
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72. 鄂尔多斯盆地延长组致密砂岩孔喉结构与油藏物性表征
王付勇, 程辉
吉林大学学报(地球科学版)    2020, 50 (3): 721-731.   DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20190141
摘要49)      PDF(pc) (5382KB)(42)    收藏
基于高压压汞和核磁共振测试方法,结合分形理论对鄂尔多斯盆地延长组致密砂岩孔喉结构与油藏物性进行了表征。采用毛管束模型和润湿相模型计算了高压压汞孔喉分形维数,利用核磁共振测试T2谱分别计算了大孔、中孔、小孔以及总孔隙的分形维数;对各分形维数与油藏物性之间的关系进行了对比分析。研究表明:基于高压压汞曲线计算岩心分形维数时,相比于润湿相模型,毛管束模型计算得到的分形维数与油藏物性之间具有更好的相关性,随着分形维数增加,平均半径减小,孔喉结构非均质性增强,油藏物性变差。核磁总孔隙分形维数与油藏物性相关性较差,大孔和中孔的分形维数与油藏物性具有较好的相关性,其中随着大孔和中孔分形维数增加,岩心渗透率降低,油藏物性变差;与小孔相比,大孔和中孔的分形维数与油藏物性的相关性更强,表明致密砂岩储层物性主要受大孔和中孔控制,分形维数可以有效表征致密砂岩小孔、中孔和大孔对油藏物性的影响。
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73. 重金属污染土壤修复的Pb2+钝化产物稳定性
赵玉岩, 姜伟明, 臧利斌, 孙文, 汤肖丹
吉林大学学报(地球科学版)    2020, 50 (3): 875-882.   DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20190062
摘要48)      PDF(pc) (7208KB)(36)    收藏
自然状态下土壤中重金属元素是否稳定存在是重金属污染固化修复技术中的核心问题。本文以常见重金属离子Pb2+为例,分析土壤中重金属离子与常见离子基团结合的稳定性。将第一性原理应用于Pb的存在形态和稳定性的分析,计算了PbCO3、PbSO4、PbCl2、Pb3(PO42、PbAl2O4和Pb3Fe2(PO44的自由能、能带和态密度。首先推断Pb2+和CO32-、SO42-、Cl-、PO43-等土壤中常见阴离子的结合稳定性,再判断加入金属阳离子Al3+和Fe3+对体系稳定性的影响。结果表明:铅化合物自由能从高到低趋势为PbCl2、PbAl2O4、PbCO3、PbSO4、Pb3(PO42、Pb3Fe2(PO44,其相应的结构稳定性顺序从大到小为Pb3Fe2(PO44、Pb3(PO42、PbSO4、PbCO3、PbAl2O4、PbCl2。通过对能带和态密度的分析,首先确定了SO42-和PO43-的引入能够增强含Pb体系的稳定性,进一步加入金属阳离子Fe3+会使体系更稳定。推测SO42-、PO43-为治理Pb2+污染合适的官能团,应选择容易释放SO42-、PO43-的物质作为合适的钝化剂。在实际应用中可选择磷酸二氢钠、无水硫酸钠、脱硫石膏等作为钝化剂。
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74. 基于微元动态物质平衡法模型确定水淹层混合液电阻率
秦敏, 申辉林, 丁磊, 刘欢, 黄信雄, 章利民
吉林大学学报(地球科学版)    2020, 50 (3): 919-928.   DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20190073
摘要47)      PDF(pc) (7342KB)(18)    收藏
水淹层测井评价关键技术之一就是精确计算水淹层混合液电阻率,目前精确计算水淹层混合液电阻率的方法精度亟需提高。为此,本文提出精确计算地层混合液电阻率的微元动态物质平衡法。该方法将水驱油过程微元化,并考虑到水驱油过程中地层原生水与注入水离子有效交换比例这个变量,理论上该变量随水淹程度的增强从0逐渐变为1。对比结果表明,一阶导电法、变倍数物质平衡法和改进的微元动态物质平衡法模拟计算岩石电阻率的平均相对误差分别为0.192、0.169和0.124,改进的微元动态物质平衡法精度有了较大的提高,并且得到的混合液电阻率在不同水淹类型测井评价中可以更精确地计算剩余油饱和度。该方法已推广应用到各大油田不同水淹类型测井评价中,计算的水淹层含水饱和度与密闭取心的饱和度数据最为接近,水淹层测井综合解释符合率达到87%以上。
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75. 东营凹陷北部陡坡带利563区块沙四上亚段砂砾岩扇体沉积特征及沉积模式
王鑫, 林承焰, 马存飞, 陈柄屹, 杜凯, 李志鹏
吉林大学学报(地球科学版)    2020, 50 (3): 705-720.   DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20190061
摘要47)      PDF(pc) (33589KB)(27)    收藏
东营凹陷北部陡坡带发育的大量砂砾岩扇体在油气勘探与开发中占据重要地位。本文研究针对东营北带利563区块沙四上亚段砂砾岩扇体及其中发育的重力流沉积,通过岩心精细描述,依据岩性、粒度、构造将砂砾岩扇体划分出12种岩相。然后以发育相同水动力条件为单元,依据岩性和沉积机理将岩相在垂向上进行组合,划分8种水动力类型和8种岩相组合类型。再基于砂砾岩沉积的空间分布、尺度大小、接触关系和根据沉积物中泥岩的结构、纹理所细分出的7种泥岩类型所代表的各种环境,定义了5种砂砾岩扇体沉积形态特征:近端厚层砾石沉积、限制性水道沉积、非限制性舌状体沉积、非河道薄层沉积、远端细粒沉积。认为该区砂砾岩扇体为近岸水下扇,包括扇根沟道、沟道间、扇中辫状水道、水道间、扇中前缘、扇端泥6种沉积微相类型并归纳其综合鉴定特征。最终建立本区砂砾岩扇体的沉积过程和沉积模式。
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76. 宁夏固原炭山地区中侏罗统延安组油页岩特征及其沉积环境
海连富, 王磊, 马治军, 徐清海, 宋扬, 白金鹤
吉林大学学报(地球科学版)    2020, 50 (3): 747-756.   DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20180307
摘要47)      PDF(pc) (8291KB)(37)    收藏
宁夏固原炭山地区存在大量与煤伴生的油页岩资源,油页岩主要赋存于中侏罗统延安组中下部各含煤层系中。本文采集钻孔所获延安组油页岩岩心样品,通过低温干馏、主量元素测定以及钻井录井等方法对炭山地区油页岩特征进行了研究,明确了油页岩测井识别依据,恢复了油页岩沉积环境。研究表明:炭山地区油页岩主要以黑色、灰黑色、深灰色为主,质地较轻,密度小,硬度小,断口参差状、贝壳状,具油脂光泽、沥青光泽,块状层理发育;油页岩含油率为3.60%~9.00%,灰分质量分数为42.50%~79.05%,全硫质量分数为0.07%~1.37%,发热量为11.01 kJ/g(平均值),属中品质、硅质灰分、低硫且与煤伴生的油页岩;油页岩中w(SiO2)变化较大,为53.89%~65.55%,w(Al2O3)为17.45%~23.29%,w(K2O)明显高于w(Na2O),w(Fe2O3+MgO)为12.75%~21.98%,表明油页岩中含有较多的含钾矿物和镁铁成分;另外,Al2O3/(CaO+Na2O)值为3.09~21.12,揭示油页岩稳定组分含量较高。炭山地区油页岩测井曲线特征明显区别于煤层和泥岩,油页岩长距伽马、声波时差和密度介于煤层与泥岩之间,而电阻率明显低于煤层和泥岩。炭山地区油页岩化学蚀变指数为74.87~84.35,Sr/Ba值为0.33~0.83,平均为0.61,Th/U值为1.00~3.50,表明本地区油页岩沉积环境为温暖、温润的缺氧、贫氧的陆相淡水湖泊环境和沼泽环境。
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77. 汤原断陷古近系剥蚀量恢复及原型盆地构造格局
吴景峰, 蒙启安, 付晓飞
吉林大学学报(地球科学版)    2020, 50 (2): 542-552.   DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20190104
摘要44)      PDF(pc) (8717KB)(45)    收藏
汤原断陷构造复杂,后期改造强烈,原型盆地认识不清,导致原始沉积沉降中心不明确,制约了油气勘探的进展。本文从剥蚀量计算入手,分别采用镜质体反射率(Ro)法和地层趋势法,对宝泉岭组、达连河组及新安村组的地层剥蚀量进行计算,结合地震及构造特征,并利用地质建模技术恢复了不同时期的原型盆地形态,通过计算恢复认为:新安村组时期,原始厚度最厚发育在东部边界断裂下降盘,沉积沉降中心被断陷中部低凸起分为南北两个部分,此时期沉积沉降中心位于断陷东部边界断裂中段;达连河组时期,早期的两个沉积沉降中心逐渐合并为一个,断陷西部、南部出现规模较小的沉降带,最厚处依然位于东部断裂带下降盘,而沉积沉降中心迁移至东部边界断裂北段;宝泉岭组时期,早期的两个沉积沉降中心完全合并为一个,断陷西部的沉降带规模扩大,形成一东一西的两个主要沉积沉降中心,沉积沉降中心由一个变为两个。在此基础上,明确了原型盆地格局形态及不同时期沉积沉降中心分布及迁移过程。
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78. 基于多元线性回归的航空重力梯度测量自身梯度校正
孙勇, 于平, 王新月, 黄大年
吉林大学学报(地球科学版)    2020, 50 (3): 883-894.   DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20190040
摘要40)      PDF(pc) (24296KB)(12)    收藏
航空重力梯度勘探中,载体自身产生的重力梯度效应对于超高精度的重力梯度仪而言是一种严重的干扰。由于载体结构复杂,用常规的载体建模并正演难以精确去除这种干扰。本文从统计学角度出发,用多元线性回归来处理自身梯度效应,不需要对载体模型做出任何假设与近似,用纯数据驱动的方式来校正自身梯度的干扰。回归诊断与模型仿真验证了这种校正方式有较高的准确性,并且当实际的转角落在地面标定的范围内时具备预测能力。
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79. 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, 50 (4): 957-967.   DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20180260
摘要40)      收藏
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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80. 基于三维稀疏反演的混合震源数据分离与一次波估计
王铁兴, 王德利, 孙婧, 胡斌, 刘思秀
吉林大学学报(地球科学版)    2020, 50 (3): 895-904.   DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20190147
摘要38)      PDF(pc) (9545KB)(31)    收藏
混合震源采集(下称混采)技术是当前地震勘探的潮流。但是由混采获得的数据中包含相互重叠的由多个震源激发产生的炮记录,会对后续的地震数据处理产生严重干扰。本文针对现有的基于混采数据的稀疏反演一次波估计(EPSI)方法,提出了一种改进的基于三维稀疏反演的混采数据分离与一次波估计方法。我们将混采EPSI方法的地下一次波响应估计过程转化为基于L1范数的双凸优化问题,并用基于L1范数的谱投影梯度(SPGL1)算法进行求解,确保取得全局极值,从而稳定反演过程。此外,我们还用二维曲波变换和一维小波变换组成三维联合稀疏变换对反演过程进行约束,能在确保求解精度的同时较以往的三维曲波稀疏约束大大提高计算速度。将本文方法应用于模拟混采数据和海上实际混采数据,将试算结果与传统混采数据EPSI方法对比,全面验证了本文所述方法的有效性和优越性。
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81. 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, 50 (4): 1029-1041.   DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20190111
摘要36)      收藏
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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82. 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, 50 (4): 1059-1074.   DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20180228
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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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83. 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, 50 (4): 1151-1160.   DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20200025
摘要34)      收藏
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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84. 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, 50 (4): 1090-1103.   DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20180230
摘要32)      收藏
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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85. 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, 50 (4): 1042-1058.   DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20190205
摘要32)      收藏
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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86. 改进的确定折射面法线深度的t0
李启成, 郭雷, 何书耕, 闵也
吉林大学学报(地球科学版)    2020, 50 (3): 905-910.   DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20190054
摘要31)      PDF(pc) (4781KB)(22)    收藏
本文基于对目前确定折射面法线深度t0方法的分析,发现存在如下问题:首先,目前方法求解时采用初等数学的方法,引进过程函数,计算过程繁杂;其次,求解时有两次近似操作,使结果误差增大;最后,在对法线深度曲线进行平滑时,采用手工偏移处理不仅费时费力,而且会造成人工误差。故提出一种改进的确定折射面法线深度的方法。改进方法优点:采用高等数学方法,不存在目前方法中的过程函数,计算更简洁;消除了近似问题,减小了计算误差,计算结果更精确;改进方法用相邻平均法对法线深度曲线进行平滑处理,提高了工作效率,节省了人力成本,实现了全过程计算机处理。目前方法和改进方法对同一野外的勘探结果表明,改进方法的勘探结果更符合真实折射波法线深度的变化,而且还可精确求出折射面倾角。
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87. 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, 50 (4): 1228-1239.   DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20190216
摘要31)      收藏
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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88. 土石围堰中混凝土防渗墙设计方案的数值优化
王常明, 鲁鋆, 马栋和
吉林大学学报(地球科学版)    2020, 50 (3): 857-865.   DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20190095
摘要30)      PDF(pc) (7298KB)(50)    收藏
土石围堰中防渗墙的结构对坝基渗流量及坝体稳定性具有重要的影响,因此优化防渗墙的尺寸十分有必要。本文以珠江流域某水利枢纽工程施工中的土石围堰为例,采用有限元法,对防渗墙的厚度和嵌入弱风化层基岩的深度进行了优化研究,分别模拟了有防渗墙和无防渗墙两种情况下围堰的防渗效果,共设计了33种计算方案。将坝基单宽渗流量、防渗墙后作用水头、防渗墙底部和坝脚溢出点的水力比降分别与其允许值进行了对比分析,提出了防渗墙的优化尺寸。研究结果表明:防渗墙厚度的变化对防渗效果影响较小;增大防渗墙的入岩深度,可以有效控制本围堰工程的单宽渗流量和防渗墙后作用水头;防渗墙底部水力比降的变化与防渗墙入岩深度有关,当入岩深度在0~8 m时,水力比降随入岩深度的增大而减小并呈先快后慢的趋势,当入岩深度在8~12 m时,水力比降随入岩深度的增大而增大,超过10 m时水力比降骤增。考虑经济因素和施工的方便性,满足防渗设计要求的防渗墙最优设计参数为厚度0.8 m、嵌入弱风化层基岩深度2 m。
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89. 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, 50 (4): 1161-1172.   DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20190041
摘要28)      收藏
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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90. 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, 50 (4): 991-1002.   DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20190151
摘要28)      收藏
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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91. 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, 50 (4): 1104-1111.   DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20180197
摘要26)      收藏
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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92. 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, 50 (4): 1219-1227.   DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20190093
摘要25)      收藏
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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93. 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, 50 (4): 979-990.   DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20190131
摘要24)      收藏
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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94. 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, 50 (4): 968-978.   DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20190168
摘要23)      收藏
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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95. 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, 50 (4): 1139-1150.   DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20190146
摘要22)      收藏
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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96. 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, 50 (4): 1197-1210.   DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20190123
摘要22)      收藏
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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97. 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, 50 (4): 1075-1089.   DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20190126
摘要21)      收藏
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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98. 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, 50 (4): 1012-1028.   DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20180339
摘要20)      收藏
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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99. 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, 50 (4): 1112-1126.   DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20190015
摘要19)      收藏
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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100. 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, 50 (4): 1249-1260.   DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20190133
摘要19)      收藏
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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101. 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, 50 (4): 1211-1218.   DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20190102
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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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102. 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, 50 (4): 1182-1188.   DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20180313
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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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103. 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, 50 (4): 1003-1011.   DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20190148
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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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104. 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, 50 (4): 1173-1181.   DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20190060
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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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105. 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, 50 (4): 1189-1196.   DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20190052
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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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106. 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, 50 (4): 1127-1138.   DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20180331
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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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107. 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, 50 (4): 1240-1248.   DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20190087
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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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