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吉林大学学报(地球科学版)
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吉林大学学报(地球科学版)
 
2018年 48卷 4期
刊出日期:2018-07-26

地质与资源
地质工程与环境工程
地球探测与信息技术
   
地质与资源
941 宋明春, 李杰, 李世勇, 丁正江, 谭现锋, 张照录, 王世进
鲁东晚中生代热隆-伸展构造及其动力学背景
为理清山东省鲁东地区晚中生代构造-岩浆-成矿的关系及其发生的动力学背景,本文综合分析了晚中生代侵入岩的空间分布、组合特征、成因类型、形成时代和序列、地球化学演化及形成的构造环境等。研究表明:该区侵入岩由侏罗纪陆壳重熔型花岗岩、白垩纪壳幔混合型花岗岩、白垩纪深源花岗岩和白垩纪脉岩组成,并且从早期到晚期,侵入岩的岩石化学成分由高钾钙碱性系列向橄榄安粗岩系列演化,微量元素由高Ba、Sr花岗岩向低Ba、Sr花岗岩演化,稀土元素由无或弱正铕异常向显著负铕异常演化,岩浆岩成因由S型向I型、A型演化。强烈的岩浆活动和复杂的岩浆岩类型指示了剧烈的壳幔相互作用过程,认为鲁东地区在早白垩世处于强烈的拉张构造环境,其在140~110 Ma期间大规模岩浆活动的同时发生了强烈的地壳隆升事件。通过对断陷盆地、火山活动、变质核杂岩和断层系统的类型、性质、控制因素等进行综合分析,提出它们是大规模伸展构造的表现形式,伸展构造的活动时间为130~98 Ma。进一步分析表明,鲁东地区的白垩纪构造-岩浆组合构成了热隆-伸展构造,它们是太平洋板块俯冲与燕山运动主变形时期(岩石圈增厚)后续效应的产物,岩石圈拆沉、地壳减薄和克拉通破坏是引起早白垩世热隆-伸展构造的根本原因,热隆-伸展构造为胶东大规模成矿提供了有利条件。
2018 Vol. 48 (4): 941-964 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML 1KB] [PDF 17091KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
965 陈爱民
澳大利亚Bonaparte盆地WA-406-P区块油气成藏条件及控制因素
Bonaparte盆地属于陆内裂谷与被动大陆边缘相叠加的叠合型盆地,WA-406-P区块就位于盆地早-中侏罗世发育的大型Plover三角洲沉积体系之上,该区块油气成藏条件及控制因素的研究是确定下步有利勘探目标的前提与基础。本文结合油气地质、分析化验、三维地震、测井曲线等资料进行综合分析,研究表明:WA-406-P区块发育两种烃源岩类型,西北部以Ⅱ1型为主,东南部以Ⅱ2型为主,成岩作用控制着储层的储集性能,整体上属于低孔高渗透型储层;中-下侏罗统的Plover组和Elang组及上侏罗统-下白垩统的Flamingo组三套三角洲砂体与大套的海相泥岩配置形成两套有利储盖组合,由于圈闭形成期早于大规模油气运聚期,因此,油气经历两期充注后,具备良好的成藏匹配关系。烃源岩分布特征控制着油气藏的流体类型,构造形态及断层展布控制着油气藏的类型,储层物性控制着油气地质储量的丰度,断层活化作用控制着油气藏能否完整保存。油气成藏控制作用的明确指明了有利勘探区域:北部垒堑间互带为Ⅰ类勘探区,西南斜坡带为Ⅱ类勘探区,东南洼槽区为Ⅲ类勘探区。
2018 Vol. 48 (4): 965-980 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML 1KB] [PDF 23006KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
981 王玉霞, 周立发, 焦尊生, 尚庆华, 黄生旺
鄂尔多斯盆地陕北地区延长组致密砂岩储层敏感性评价
以鄂尔多斯盆地陕北地区延长组致密砂岩储层为研究对象,在岩石学、孔隙结构、储层物性特征研究的基础上,开展储层敏感性流动实验,以此评价该地区致密储层的敏感性及敏感机制。研究结果表明:陕北地区延长组致密砂岩储层敏感性主要表现为中等偏强速敏、中等偏弱水敏、无酸敏到弱酸敏、弱碱敏、强压敏;临界流速、临界矿化度、临界pH值3个特征临界值分别为1.0 mL/min、8 500 mg/L、8.5。敏感程度主要受矿物成分和孔隙结构的影响。研究区储层速敏的形成源于其孔隙填隙物——高岭石的存在;绿/蒙混层及伊/蒙混层矿物是引起水敏及盐敏的主要因素;铁白云石及含铁绿泥石等酸敏矿物的存在使部分岩样显弱酸敏;极其复杂的孔喉结构、极易受压变形的片状喉道以及岩样中云母、黏土等塑性矿物导致储层具强压敏性。
2018 Vol. 48 (4): 981-990 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML 1KB] [PDF 16043KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
991 林敉若, 操应长, 葸克来, 王健, 陈洪, 吴俊军
阜康凹陷东部斜坡带二叠系储层特征及控制因素
运用岩心观察、铸体薄片鉴定、扫描电镜分析、物性测试、压汞分析等实验方法,以阜康凹陷东部斜坡带二叠系梧桐沟组储集层为研究对象,探讨其储层特征及控制因素,并对储层进行分类评价。研究表明:梧桐沟组储层以岩屑砂岩及长石岩屑砂岩为主,粒度较细,分选磨圆较差,成分与结构成熟度低;储层原生孔隙发育,具有一定量的次生溶孔及微裂缝,发育微米级孔喉,物性较好,属于中孔中低渗储层;通过研究区成岩作用类型及强度的定量分析,共识别出8种成岩相类型。研究区储层物性及孔喉结构主要受岩相及成岩相控制,共划分出29种岩相成岩相组合,结合油田实际产能,将研究区储层划分为四类,从一类到四类,储层物性、孔喉结构及产油情况逐渐变差。
2018 Vol. 48 (4): 991-1007 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML 1KB] [PDF 44397KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
1008 牟敦山, 付广, 陈雪晴
南堡1号构造馆三段断盖配置油气渗漏部位及其控藏作用
为了研究南堡凹陷南堡1号馆三段火山岩盖层上下油气分布规律,在馆三段火山岩盖层及其内油气渗漏断裂发育及分布特征研究的基础上,通过对馆三段火山岩盖层断接厚度与其封油气所需最小断接厚度相对大小的比较和对油气渗漏断裂凸面脊的确定,预测了南堡1号构造馆三段断盖配置油气渗漏部位;并结合油气分布,对断盖配置油气渗漏部位对油气成藏与分布的控制作用进行了研究。结果表明,南堡1号构造馆三段断盖配置发育10处油气渗漏部位,其中:F2及分支断裂油气渗漏部位最发育,有3处油气渗漏部位;其次是F1、F6断裂,有2处油气渗漏部位;F3、F4、F5和F7断裂仅各发育1处油气渗漏部位。这些油气渗漏部位及附近有利于下伏东一段油气在上覆馆三段之上聚集成藏,应是造成南堡1-1断鼻、南堡1-3断块和南堡1-5断鼻北部油区油气既可以分布在下伏东一段又可分布在馆三段之上,而南堡1-5断鼻南部油气仅分布在下伏东一段的根本原因。
2018 Vol. 48 (4): 1008-1017 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML 1KB] [PDF 17179KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
1018 赵谦平, 张丽霞, 尹锦涛, 俞雨溪, 姜呈馥, 王晖, 高潮
含粉砂质层页岩储层孔隙结构和物性特征:以张家滩陆相页岩为例
鄂尔多斯盆地东南部延长组张家滩页岩储层中发育有大量粉砂质层,全面系统地理清张家滩页岩孔隙结构和物性特征,需要对比研究粉砂质纹层发育页岩、粉砂质层不发育的泥质页岩以及粉砂岩。本文选取了22块页岩样品,通过压汞法、气体吸附法和气测孔渗法等多种测试手段,结合扫描电镜观察,在对组成3种岩石类型的粉砂质层和泥质层孔隙发育类型研究的基础上,分析了3种岩石类型孔隙结构和物性特征的差异,并讨论了造成上述差异的影响因素。结果表明,粉砂质纹层发育页岩和粉砂岩孔径在100 nm以上的中-大孔孔体积较大,具有更好的储集和渗流能力。通过对比粉砂质层和泥质层的组分、沉积结构和成岩作用等的差异可知:粉砂质层中石英、长石等粉砂级刚性碎屑颗粒的富集有利于原始孔隙的形成和在物理压实过程中的保存;有机酸存在造成的酸性成岩环境有利于长石等颗粒发育溶蚀孔隙;液态烃等在颗粒表面形成的薄膜能够有效地抑制石英等胶结作用的发生。与泥质层相比,粉砂质层具有更好的孔隙形成和保存条件,使得粉砂质纹层发育页岩和粉砂岩的孔隙结构和物性特征明显优于泥质页岩。
2018 Vol. 48 (4): 1018-1029 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML 1KB] [PDF 27468KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
1030 龚跃华, 杨胜雄, 王宏斌, 梁金强, 梁劲
琼东南盆地天然气水合物成矿远景
琼东南盆地最新的水合物调查研究发现了大量疑似BSR(bottom simulating reflector)特征的地震反射界面,但BSR特征并不典型。为了解决在BSR特征不甚明显的地区进行天然气水合物识别和成矿远景研究的问题,本文首先通过对调查所取得的第一手资料的综合分析,指出了琼东南盆地海域天然气水合物地球物理标识——BSR识别的局限性;然后从天然气水合物成藏所必须具备的气源、运移通道、有利沉积条件等几个方面出发,探讨了琼东南盆地天然气水合物成藏必须具备的气源、气体运通道和储层等特征,对琼东南盆地天然气水合物地球物理识别标志——BSR判识提供了良好佐证。综合分析认为:琼东南盆地海域的中央坳陷带内发育了大量气烟囱的位置及其附近海底浅层应是天然气水合物发育的重点目标区。
2018 Vol. 48 (4): 1030-1042 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML 1KB] [PDF 31231KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
1043 日比娅, 孙友宏, 韩婧, 郭明义
3种无机盐催化热解油页岩
为了发展油页岩催化热解方法,本文对油页岩中干酪根在催化剂(SnCl2,MoCl5,ZnCl2)作用下的热解转化进行了研究。运用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、热重(TG)分析等手段对样品在较低温度下(350℃)热解前后的半焦产物进行了分析,利用Coats-Redfern方法计算了热解后的残余半焦动力学参数。结果表明,催化剂可以使干酪根在350℃发生热解反应,同时也能够降低残余半焦的活化能,其中SnCl2、MoCl5和ZnCl2催化处理后残余半焦的活化能分别降低15.10、10.66和20.58 kJ/mol。
2018 Vol. 48 (4): 1043-1049 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML 1KB] [PDF 2141KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
1050 贺晓龙, 张达, 陈国华, 狄永军, 霍海龙, 李宁, 张志辉, 饶建锋, 魏锦, 欧阳永棚
江西朱溪铜钨矿床成因:来自矿物学和年代学的启示
江西景德镇朱溪铜钨矿床是近年来发现的一个世界级超大型铜钨矿床。矿床地质特征、矽卡岩矿物学和成矿岩体年代学的研究表明,矿体赋存于上石炭统黄龙组大理岩与新元古界双桥山群变质岩之间的不整合界面之上,空间上具有明显的矿物组合分带特征。根据矽卡岩产状、矿物共生组合和相互关系,把成矿作用划分为矽卡岩阶段、退化蚀变阶段、石英-硫化物阶段、碳酸盐-萤石阶段。代表性的矽卡岩矿物组合有石榴子石、透辉石、透闪石、硅灰石、符山石、蛇纹石、绿泥石等。电子探针分析表明,石榴子石为钙铝榴石—钙铁榴石系列,辉石为透辉石—钙铁辉石系列。同位素年代学及岩浆与成矿关系的研究表明:花岗闪长岩与早期矽卡岩型矿化相关,矿化范围较小,矿石品位较低;黑云母花岗岩与云英岩型和晚期矽卡岩型的矿化相关,矿化范围较广,矿石品位较高,并获得黑云母花岗岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为(147.7±2.2)Ma。综合分析指出,朱溪铜钨矿床为晚侏罗世花岗岩浆有关的热液与晚古生代碳酸盐岩发生多阶段交代作用而形成,成矿作用以矽卡岩型和云英岩型为主。
2018 Vol. 48 (4): 1050-1070 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML 1KB] [PDF 41740KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
1071 李向文, 张志国, 王可勇, 孙加鹏, 杨吉波, 杨贺
大兴安岭北段宝兴沟金矿床成矿流体特征及矿床成因
宝兴沟金矿床是大兴安岭北部上黑龙江成矿带内大型金矿床之一,矿体主要产于下侏罗统二十二站组砂岩与早白垩世石英闪长岩、闪长玢岩内外接触带内,其热液成矿作用可划分为:黄铁矿±毒砂-石英(Ⅰ)、多金属硫化物-石英(Ⅱ)及少硫化物-碳酸盐(Ⅲ)3个阶段。流体包裹体岩相学研究表明:Ⅰ阶段矿石主要发育气液两相(LV)、少量含CO2三相包裹体(HCO2)及富气相包裹体(FV);Ⅱ阶段矿石中主要发育LV及少量HCO2包裹体;Ⅲ阶段矿石中只发育LV包裹体。测温结果显示:Ⅰ、Ⅱ阶段包裹体总体均一温度峰值集中于225.00~300.00℃,盐度(w(NaCl))为2.00%~10.00%;Ⅲ阶段均一温度峰值集中于175.00~225.00℃,盐度为4.00%~8.00%;成矿流体为简单的含CO2中低温、低盐度的NaCl-H2O热液体系,总体具有从成矿早期到晚期均一温度、盐度逐渐降低的特征。氢、氧同位素分析结果显示,Ⅰ、Ⅱ阶段成矿流体δDSMOW为-131.00‰~-108.00‰、δ18OSMOW为1.00‰~4.00‰,Ⅲ阶段δDSMOW为-108.00‰、δ18OSMOW为-1.89‰,表明早期以岩浆水为主,晚期逐渐演化为与大气降水混合热液。矿石中黄铁矿(毒砂)δ34SV-CDT为1.50‰~4.20‰,显示其物质来源以深源岩浆为主。综合分析认为,区内金成矿作用与早白垩世(石英)闪长岩、闪长玢岩侵入活动有直接关系,矿床属中低温岩浆热液成因类型。
2018 Vol. 48 (4): 1071-1084 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML 1KB] [PDF 6293KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
1085 张强, 丁清峰, 宋凯, 程龙
东昆仑洪水河铁矿区狼牙山组千枚岩碎屑锆石U-Pb年龄、Hf同位素及其地质意义
洪水河铁矿区位于东昆仑造山带中段北带。在野外地质工作的基础上,对狼牙山组近矿围岩千枚岩开展了岩相学、地球化学、LA-ICP-MS碎屑锆石U-Pb年代学及Hf同位素研究工作。主微量元素结果显示,狼牙山组千枚岩的原岩可能是一套来自壳源的成熟度高的砂岩,古气候古地理特征是温暖湿润环境,经历了中高程度的化学风化作用,物源为碱性长石含量较低的长英质岩石,沉积构造环境可能处于被动大陆边缘。碎屑锆石年代学研究结果显示,本区狼牙山组千枚岩的沉积年龄可能为(788±9)~(515.2±4.4)Ma,说明其沉积时代并非前人认为的蓟县系。洪水河铁矿床应该是当时全球性含铁建造的实例之一,反映的是Sturtian冰期的结束。另外,这些碎屑锆石的εHft)值为-30.4~8.3,说明Hf同位素来源组成具有极大的非均一性,两阶段模式年龄为3 596~1 448 Ma,具有正和负的εHft)值,说明这类锆石的母岩中既有新生的地壳物质,又有再造的古老地壳,可能分别对应中元古代的新生地壳和太古宙地壳的再造。通过对锆石年龄分类讨论,并将碎屑锆石年龄与其邻区出露的老地层和岩体时代进行对比,推测太古宙基底物质、白沙河岩组、小庙群、万宝沟群及中元古代晚期在东昆仑地区形成的中酸性岩体为其物源。
2018 Vol. 48 (4): 1085-1104 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML 1KB] [PDF 17072KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
1105 崔亚川, 于介江, 杨万志, 张元厚, 崔策, 于介禄
东天山觉罗塔格带黄山地区角闪辉长岩岩体的年代学、地球化学特征及岩石成因
为了确定东天山觉罗塔格带黄山地区单一的角闪辉长岩岩体的形成时代、源区性质及其构造属性,本文对东天山觉罗塔格带黄山地区早二叠世角闪辉长岩岩体进行了系统的LA-ICP-MS锆石U-Pb定年与地球化学分析。结果表明:2个岩体中的锆石在CL图像上主要呈条痕状吸收,Th/U值较高(0.23~0.58),指示其岩浆成因,成岩年龄为早二叠世(281.1~282.3 Ma)。这些岩体均由单一的角闪辉长岩构成,w(SiO2)为46.45%~52.76%,w(MgO)为5.15%~8.42%,w(Al2O3)为14.52%~16.84%,Mg#主要为0.55~0.63;稀土元素配分模式呈右倾型,LREE/HREE=3.36~5.11,(La/Yb)N=2.64~4.41,δEu值多为1.06~1.98;在微量元素蛛网图上,Rb、Ba、K、Sr等大离子亲石元素相对富集,高场强元素Nb、Ta及Zr、P、Hf相对亏损;εNdt)=10.66~12.54(t=282 Ma),平均为11.60。综上所述,东天山觉罗塔格带黄山地区早二叠世角闪辉长岩的岩浆源区主要为受俯冲流体交代的亏损地幔楔。结合同时代火成岩的组合特征、沉积作用以及区域构造演化历史,认为东天山觉罗塔格带黄山地区早二叠世角闪辉长岩体形成于吐哈地块与中天山地块碰撞后的伸展背景。
2018 Vol. 48 (4): 1105-1120 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML 1KB] [PDF 17224KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
1121 郭春涛, 李如一, 陈树民
塔里木盆地古城地区鹰山组白云岩稀土元素地球化学特征及成因
白云岩成因一直是地质学研究的热点领域。塔里木盆地塔东低隆起古城低凸起中—下奥陶统鹰山组发育厚层白云岩。为研究这些白云岩的成因,在岩心、薄片观测基础上,按照晶体粒度大小将白云岩分为泥晶白云岩、粉晶白云岩、细晶白云岩、中晶白云岩、粗晶白云岩,并对各类白云岩及缝洞充填物进行了稀土元素地球化学特征的研究。结果表明,各类白云岩及缝洞充填物稀土元素NASC配分模式分为6种类型:δCe弱正异常δEu正异常型、δCe负异常δEu强正异常型、δCe强负异常型、微右倾型、微左倾型和平坦型。分析上述6种白云岩及缝洞充填物的成因为:前2种类型形成于两期热液或不同演化阶段的同一期热液环境;第3种类型形成于蒸发泵模式;第4和第5种形成于两种性质不同的埋藏白云化流体;第6种则由渗透回流作用形成。古城地区鹰山组白云岩的成因非常复杂,成因模式多样,包括蒸发泵模式、渗透回流模式、埋藏白云化模式、热液白云化模式4种。
2018 Vol. 48 (4): 1121-1134 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML 1KB] [PDF 18030KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
1135 赵希林, 姜杨, 邢光福, 于胜尧, 彭银彪, 黄文成, 王存智, 靳国栋
陈蔡早古生代俯冲增生杂岩对华夏与扬子地块拼合过程的指示意义
华夏地块与扬子地块的拼合时限与方式长期存在争议。本文对出露于浙江诸暨一带的原"陈蔡岩群"进行了详细的露头尺度解剖。野外地质调查表明,原"陈蔡岩群"主要由不同性质的外来岩块与基质组成。其中:代表外来岩块的大理岩及斜长角闪岩的变质年龄分别为(424.7±2.9)和(420.6±1.8)Ma,成岩年龄分别为(479.2±9.5)~(424.7±2.9)Ma和(507.7±7.8)~(420.6±1.8)Ma,斜长角闪岩原岩为具OIB(洋岛玄武岩)特征的碱性玄武岩,大理岩的原岩为海相碳酸盐岩,二者共同构成了洋岛海山组合。代表原地岩块的变长石石英砂岩主要物源区为3 620~1 530 Ma形成于活动大陆边缘和大陆岛弧环境下的古老地壳物质;与之构造混杂接触的斜长角闪岩变质年龄为(438.0±2.5)Ma,其原岩分别为形成于消减带岛弧环境的岛弧拉斑玄武岩、形成于俯冲环境下的富Nb玄武岩和洋岛海山环境下的具OIB特征的碱性玄武岩类。代表基质的含榴黑云斜长片麻岩LA-MC-ICP-MS锆石U-Pb年龄测试结果表明,其变质年龄为(441.0±3.0)Ma,碎屑206Pb/238U年龄多数为840~780 Ma,反映其物源主要来自于新元古代,且最年轻的沉积年龄限定在598 Ma,说明片麻岩原岩可能为早古生代沉积地层。陈蔡地区该套岩石组合的发现表明,原"陈蔡岩群"的构造属性应为早古生代俯冲增生杂岩。结合测区及龙游地区新发现的加里东期麻粒岩和退变榴闪岩,提出扬子与华夏两大地块碰撞于445~420 Ma。
2018 Vol. 48 (4): 1135-1153 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML 1KB] [PDF 34050KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
1154 方晶, 王福, 方雨婷, 潘隆, 李杨, 胡克, 齐乌云, 王中良
钻孔岩心黏土混浊水电导率、黄铁矿、pH相关性分析及其在古沉积环境复原的应用:以渤海湾西岸平原DC01孔为例
为探讨复原海岸平原沉积环境和精确划分海陆相地层的有效方法,对渤海湾西岸海河以南平原深达30 m的DC01孔岩心以约20 cm间距取样,测试黏土混浊水电导率(EC)、黄铁矿质量分数(w(FeS2))和pH值,并开展相关分析研究。结果显示,ECw(FeS2)正相关(相关系数r为0.47),而EC与pH以及w(FeS2)与pH均负相关(r分别为-0.43和-0.52)。根据EC值的大小将DC01孔自下至上分成5个带(Ⅰ—Ⅴ),进一步分别对5个带的ECw(FeS2)及pH做相关分析,结果显示,Ⅱ带相关性最为突出:ECw(FeS2)的相关系数为0.83,极强正相关;EC与pH的相关系数为-0.77,强负相关;w(FeS2)与pH的相关系数为-0.45,呈中等程度负相关。根据Ⅱ带的ECw(FeS2)极强正相关、且ECw(FeS2)均明显偏高以及多发育黑色泥炭和腐殖质黏土等特征,推断Ⅱ带为受海水影响的盐沼环境;结合AMS14C测年结果,推测8 260~7 470 cal.B.P.期间,海水曾经影响到DC01孔的位置。另外,Ⅳ带的EC值也偏高,但w(FeS2)却较低,其ECw(FeS2)的相关系数为-0.03,不呈正相关关系,其原因是因为接近地表的上部沉积物因淋溶作用,在Ⅳ带形成淀积层导致EC异常偏高;最上层的Ⅴ带为淋溶层,这样就导致钻孔上部(深6.7 m以上)Ⅳ带和Ⅴ带ECw(FeS2)的相关性出现异常。因此在讨论沉积物上部沉积环境时,将ECw(FeS2)综合分析可以更精确地划分钻孔岩心的沉积环境。
2018 Vol. 48 (4): 1154-1164 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML 1KB] [PDF 5080KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
地质工程与环境工程
1165 苟富刚, 龚绪龙, 王光亚
连云港海相软土不排水强度特征
连云港地区软土为碱性环境下沉积的非均质海积软土,软土抗剪强度具有固有各向异性。采用三轴不固结不排水剪切(UU)试验、无侧限抗压强度(UTC)试验、快剪试验和原位十字板剪切(FVT)试验4种方法,对连云港地区软土的不固结不排水抗剪强度特征进行了研究。结果表明:土体水平剪切面强度最低,竖直面抗剪强度最高;土体制样采用垂直方向的切取试样方式时,土体强度最高。根据三轴UU试验得出的黏聚强度和内摩擦角基于土体单元极限平衡理论恢复了土体剪切破坏时的应力状态,计算出土体实际抗剪强度。三轴UU试验得出的抗剪强度平均值约为13.13 kPa,试样破裂面与水平面的夹角在45.1°~45.7°区间最为集中。UTC试验测得的土体平均抗剪强度近似等于三轴UU试验测得的平均抗剪强度。FVT试验测得软土抗剪强度平均值为19.72 kPa,与三轴UU试验和UTC试验得出的抗剪强度平均值相比高了约6.60 kPa,这种现象与室内试验试样的机械扰动、土体应力状态改变和剪切面特征有关。
2018 Vol. 48 (4): 1165-1173 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML 1KB] [PDF 6867KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
1174 李长雨, 马桂霞, 郝光, 徐亮
季节冻土地区路基冷阻层温度场效应
为研究季节冻土地区冷阻层的路基温度场效应,基于ANSYS软件热分析原理,以粉煤灰土、橡胶颗粒改良粉煤灰土和聚丙烯纤维改良粉煤灰土3种冷阻层材料为研究对象,模拟季节冻土地区道路路基温度场,研究其阻止热量交换的效果。结果表明:采用粉煤灰土为冷阻层的道路的最大冻深为1.32 m,温度梯度最低值为-17.606℃/m;采用橡胶颗粒改良粉煤灰土为冷阻层的道路的最大冻深为0.94 m,温度梯度最低值为-23.563℃/m;聚丙烯纤维改良粉煤灰土为冷阻层的道路的最大冻深为1.20 m,温度梯度最低值为-19.557℃/m。橡胶颗粒改良粉煤灰土冷阻效果最佳,其确保路基土处于零上温度不冻结状态的最小摊铺厚度为0.33 m,适宜作为季节冻土地区的冷阻材料。
2018 Vol. 48 (4): 1174-1181 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML 1KB] [PDF 5796KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
1182 赵金童, 牛瑞卿, 姚琦, 武雪玲
雷达数据辅助下的滑坡易发性评价
岩土体含水量对滑坡,尤其是土质滑坡的稳定性具有极大的影响。本文以三峡库区秭归段内土质滑坡作为研究对象,利用Sentinel-1雷达数据反演地表岩土体含水量来替代传统的湿度指数因子,在保持其他因子不变的情况下,构建二元逻辑回归模型进行滑坡易发性评价。结果表明,利用成功率曲线对结果进行分析,采用岩土体含水量因子时预测精度达到80.2%,高于采用地形湿度指数的77.2%。利用雷达数据反演得到的岩土体含水量代替地形湿度指数进行滑坡易发性评价精度较高、预测能力较强。
2018 Vol. 48 (4): 1182-1191 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML 1KB] [PDF 5691KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
1192 胥为, 周云轩, 沈芳, 田波, 于鹏
基于Sentinel-1A雷达影像的崇明东滩芦苇盐沼植被识别提取
为研究芦苇盐沼植物在一个生长周期不同生长季节的雷达后向散射系数变化特征,对芦苇分布信息进行提取,探究Sentinel-1A卫星数据在长江口湿地植被监测中的应用前景。以对长江河口崇明东滩南部为研究区域,利用2016年11个时相的Sentinel-1A雷达卫星影像VV(vertical transmit/vertical receive)+VH(vertical transmit/horizontal receive)双极化数据,分析潮滩地带芦苇、白茅、海三棱藨草、水体和光滩在植被生长周期内的雷达后向散射强度变化特征,对芦苇盐沼植被进行识别提取。结果表明:相较于VH极化方式,VV极化方式下不同地物的后向散射强度差异更为明显,芦苇的后向散射强度在枯叶期下显著高于其他地物;进行芦苇植被提取时,需要对植被枯萎期不同潮位状况下的雷达影像进行组合运算,芦苇提取精度可达到88.7%;对芦苇植被雷达后向散射强度和临近时相的光学遥感归一化植被指数(normalized difference vegetation index,INDV)进行相关性分析,发现两者呈良好的正相关关系,相关系数为0.78。
2018 Vol. 48 (4): 1192-1200 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML 1KB] [PDF 6898KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
1201 代杰瑞, 喻超, 张明杰, 董建, 胡雪平
淄博市区大气颗粒物重金属元素分布特征及其来源分析
为科学认识淄博市区大气颗粒物污染状况,探讨颗粒物的污染水平和元素在颗粒物中的分布与分配特征,对颗粒物中元素的来源进行分析。于2015年冬季和夏季期间分别布设45个和16个采样点采集悬浮颗粒物(TSP)、PM10及PM2.5样品,分析了颗粒物和18种元素(或化合物)的质量浓度。结果表明:1)大气颗粒物中冬季TSP、PM10及PM2.5的质量浓度均值高于夏季;PM10和PM2.5质量浓度均超过国家标准,其中冬季PM2.5质量浓度是标准限值的1.96倍。2)不同粒径的颗粒物中元素质量分数差别显著,As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn等多数重金属元素主要富集在PM2.5中,且PM2.5约占PM10的65%(冬季)和73%(夏季)。3)颗粒物PM2.5中Al2O3、CaO、Fe2O3、K2O、MgO等氧化物主要受土壤扬尘控制;As、Cd、Hg、Pb、Se、Zn等元素主要源于人为污染;Se的富集因子最高,反映了PM2.5污染主要来源于燃煤;Co、Cu、Ni、Na2O受土壤扬尘和人类活动的共同作用,而Cr具有混合污染的特点。
2018 Vol. 48 (4): 1201-1211 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML 1KB] [PDF 4979KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
1212 张凤君, 刘哲华, 苏小四, 吕聪, 刘佳露
土壤类型及组分对热活化过硫酸盐氧化降解土壤中挥发性氯代烃的影响
为了探究高级氧化技术对土壤中有机氯代烃的氧化降解作用,为ISCO(in situ chemical oxidation)技术体系提供重要的理论依据和数据支撑,考察了热活化过硫酸盐(persulfate,PS)氧化降解不同类型土壤(砂类土壤、黏土类土壤)中挥发性氯代烃污染物(三氯乙烯(TCE)、三氯乙烷(TCA)、顺式-1,2-二氯乙烯(cis-1,2-DCE)、1,2-二氯乙烷(1,2-DCA))的效能;同时,通过硫酸盐与土壤相互作用过程研究,探究了不同土壤介质中有机质和无机组分在过硫酸盐消耗中所占比例。结果表明:在50℃时,热活化过硫酸盐可有效降解土壤中1,2-DCA、cis-1,2-DCE、TCA和TCE,砂类土壤介质中4种氯代烃降解效果依次为25%、89%、5%和61%,黏土类土壤介质中4种氯代烃降解效果依次为35%、86%、8%和63%;4种氯代烃的降解效果从高到低顺序依次为cis-1,2-DCE、TCE、1,2-DCA、TCA,砂类土壤中的氯代烃总体降解效果优于黏土类土壤中氯代烃的降解效果。另外,土壤中过硫酸盐氧化降解氯代烃反应研究发现,砂类和黏土类土壤介质组分中有机质消耗率分别为81.3%和72.6%,铁元素消耗率分别为80.5%和38.6%,表明土壤介质组分与过硫酸盐发生了氧化还原反应,从而导致过硫酸盐自身的大量消耗。由此可知,土壤介质中的有机质、铁元素等矿物质均参与过硫酸盐的消耗过程,且土壤有机质、铁元素与氯代烃之间在消耗过硫酸盐反应上存在竞争关系,土壤组分过多地消耗了过硫酸盐,导致了氯代烃的氧化降解效率较低。因此,针对实际有机氯代烃污染场地,采用过硫酸盐氧化技术进行修复时,过硫酸盐的实际投加量要远高于化学计量值,需充分考虑到土壤组分对过硫酸盐自身的消耗作用。
2018 Vol. 48 (4): 1212-1220 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML 1KB] [PDF 2585KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
地球探测与信息技术
1221 郑国磊, 徐新学, 李世斌, 袁航, 马为, 叶青
天津市重力数据反演解释
重力数据反演是获取地下地质信息的有效手段。本文通过对天津市全区密度和电性参数的统计分析,了解天津市地层的物性分布规律。在对研究区布格重力异常数据采用归一化总水平导数垂向导数(NVDR-THDR)技术处理的基础上,对断裂构造进行了识别,对构造单元进行了划分。然后结合研究区地质资料,应用Geosoft软件中的密度界面反演模块对各构造单元内的密度界面起伏进行反演。并以GOCAD软件为平台,构建了天津市三维可视化地质模型,借助大地电磁(MT)测深点虚拟钻孔,实现了对主要地质界面和构造的标定。最后利用布格重力异常数据拟合同位置地质剖面,验证了模型的可靠性。应用上述反演成果,结合区内地质认识,推断宝坻断裂(F1)、蓟运河断裂(F2)、F3、杨柳青断裂(F4)、F7在中生代后活动性较强,沧东断裂(F6)和天津断裂(F30)在古近纪后活动性较强。
2018 Vol. 48 (4): 1221-1230 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML 1KB] [PDF 14088KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
1231 邓馨卉, 刘财, 郭智奇, 刘喜武, 刘宇巍
济阳坳陷罗家地区各向异性页岩储层全波场地震响应模拟及分析
济阳坳陷罗家地区页岩储层的固有各向异性及水平层理发育使得储层呈现VTI(vertical transversely isotropy)各向异性,而VTI各向异性背景下垂直裂缝的发育使得储层进一步呈现等效正交各向异性特征。本文以正交各向异性介质作为罗家页岩油储层模型,在岩石物理建模中应用Backus平均理论将测井尺度的VTI各向异性粗化至地震尺度,并利用Schoenberg理论在VTI各向异性背景中引入垂直裂缝,进而得到正交各向异性等效介质模型,同时考虑裂缝尺度和流体填充等因素。之后,应用各向异性反射率法进行全波场地震正演模拟,计算正交各向异性页岩油储层AVAZ(amplitude versus azimuth)响应,通过振幅的方位特征进行储层裂缝识别。计算结果表明,PP波、PSV波和PSH波方位振幅响应各不相同,且方位振幅分布图的拟合形状可反映裂缝的发育方向,为页岩油储层中裂缝的地震识别提供依据。
2018 Vol. 48 (4): 1231-1243 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML 1KB] [PDF 16334KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
1244 张冰, 郭智奇, 徐聪, 刘财, 刘喜武, 刘宇巍
基于岩石物理模型的页岩储层裂缝属性及各向异性参数反演
针对富有机质页岩储层复杂的矿物组分与微观孔缝结构,本文提出基于岩石物理模型和改进粒子群算法的页岩储层裂缝属性及各向异性参数反演方法。应用自相容等效介质理论与Chapman多尺度孔隙理论建立裂缝型页岩双孔隙系统岩石物理模型。开发基于岩石物理模型的反演流程,引入模拟退火优化粒子群算法解决多参数同时反演问题,反演算法能够避免陷入局部极值且收敛速度快。将本文方法应用于四川盆地龙马溪组页岩气储层,反演得到的孔隙纵横比、裂缝密度等物性参数和各向异性参数与已有研究结果一致,能为页岩储层的评价提供多元化信息。
2018 Vol. 48 (4): 1244-1252 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML 1KB] [PDF 7400KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
1253 叶云飞, 孙建国, 张益明, 熊凯
基于立体层析反演的低频模型构建在深水区储层反演中的应用:以南海深水W构造为例
建立准确的低频模型是波阻抗反演中的重要环节,它直接影响着波阻抗反演结果的准确性。但是,常规模型建立方法的准确性受钻井数量影响明显,钻井数量越多,模型的准确性越高。在海洋深水油气勘探过程中,由于勘探费用昂贵,钻井数量非常少,很难通过常规方法建立准确的低频模型。特别是在沉积体横向特征变化较大时,地震反演的可靠性受到巨大影响。本文首先介绍了立体层析速度反演的基本理论和数据域、成像域立体层析速度反演的计算过程,综合数据域立体层析与成像域立体层析的优势获得了高精度速度模型;然后结合有限的钻井进行标定,构建出地震反演所需的低频模型,有效提升了低频模型的精度,使其达到可真实反映较大规模地质异常体的尺度;最后,将其应用于南海深水区W构造的勘探实践,提升了反演结果横向预测的准确性。
2018 Vol. 48 (4): 1253-1259 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML 1KB] [PDF 14732KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
1260 刘一, 刘财, 刘洋, 勾福岩, 李炳秀
复杂地震波场的自适应流预测插值方法
地震数据本质上是非平稳的,如何解决复杂非平稳地震波场的数据缺失问题是地震勘探数据处理的重要环节之一。预测滤波器在地震数据处理和分析中具有重要的作用,该技术可以有效地解决地震数据缺失问题,但传统的平稳预测滤波方法无法很好地适应地震数据的非平稳特征;因此,开发高效的复杂地震波场自适应预测插值方法具有重要的工业价值。本文将预测滤波器加入"流处理"的概念,滤波器系数随着地震数据的变化同时更新,此计算过程仅需矢量点积运算,能够提高计算效率并降低内存空间;并以此为基础开发基于流预测滤波的地震数据插值方法。利用多次波的动力学信息,通过互相关技术构建虚拟一次波,有效地解决了缺失数据位置滤波系数估计不准的问题,为插值过程提供了更为合理的滤波器估计,更好地解决了非平稳地震数据的重建问题。对Sigsbee 2B模型和实际数据的测试结果表明,该方法可以合理地针对复杂地震信息完成缺失数据的重建。
2018 Vol. 48 (4): 1260-1267 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML 1KB] [PDF 5548KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
1268 廖东良, 曾义金
利用测井资料建立地层剪破裂模型
利用测井资料建立地层剪破裂模型是对现有张破裂的有效补充,有利于完善钻井、压裂等石油工程中的破裂机理。运用FMI(地层微电阻率扫描成像)测井资料能识别钻井诱导缝和剪破裂的方位、数量和密度。本文通过对地层剪破裂的理论研究和影响因素分析,利用内摩擦系数与矿物含量之间的非线性假设,建立了地层剪破裂的临界剪应力模型。研究发现,地层中的黏土矿物含量、内摩擦系数、内聚强度和应力大小是诱发剪破裂的重要因素。利用内摩擦系数(或内摩擦角)与泥质体积分数之间的统计回归模型简化了地层剪破裂模型,并增强了模型的适用性。实际资料表明,地层发生剪破裂时的临界剪应力与钻井诱导缝数量之间呈反比关系,理论研究与实际资料具有良好的一致性。
2018 Vol. 48 (4): 1268-1276 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML 1KB] [PDF 5297KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
1277 张波, 曹洪恺, 孙建孟, 张鹏云, 闫伟超
稠油热采地层阵列感应测井响应特性数值模拟
稠油热采地层温度的独特变化规律直接影响了目的层和围岩的电阻率,进而导致阵列感应测井响应的变化;因此,了解地层温度对阵列感应测井响应的影响,对于更准确地确定地层电阻率具有重要的意义。本文利用地层温度与地层电阻率的相关关系,通过有限元方法模拟不同地层温度和不同地层结构的阵列感应测井响应。数值模拟结果表明:不同线圈结构子阵列的视电阻率随地层温度的升高而下降,下降幅度与地层温度、线圈系结构以及地层原始电阻率有关;三层阶跃地层中目的层及围岩电阻率、目的层温度和厚度都会影响其测井响应,使各子阵列视电阻率曲线由目的层边缘向围岩处呈现上升的形态。通过对这些响应特征的分析研究,结合油田实例G1井进行了对比和验证,模拟结果较好地阐释了现场阵列感应测井的异常响应特征。
2018 Vol. 48 (4): 1277-1286 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML 1KB] [PDF 20269KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
吉林大学学报(地球科学版)
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