盆地沉降史和埋藏史分析是油气评价的重要组成部分,根据松辽盆地南部测井资料,在地层剥蚀量计算的基础上,开展了沉积速率、沉降速率和埋藏史研究。沉积速率和沉降速率模拟结果表明:沙河子组、营城组沉积速率和沉降速率最高,泉头组、明水组较高,而登娄库组、青山口组、姚家组、四方台组较低。埋藏史研究结果表明:沙河子组-营城组时期,具有快速沉降、快速沉积和快速埋藏特征;营城组末期遭受剥蚀,地层缺失和剥蚀自西向东有增大的趋势;登娄库组-明水组时期,埋藏史特征表现为较快速的沉降、沉积和埋藏;姚家组以下的地层保存相对完整,嫩江组上部-明水组地层剥蚀较大,东南隆起区基本缺失嫩江组三段-明水组;古近纪-新近纪,总体特征是缓慢抬升,之后缓慢下降、缓慢沉积、缓慢埋藏。
运用高分辨率层序地层学原理和方法,结合探井及密井网开发井资料,在朝阳沟油田朝1-朝气3区块扶余油层识别出向上“变深”、向上“变浅”、对称型及其不同可容纳空间条件下的7类共41个短期基准面旋回,并以沉积动力学观点详细剖析了其成因及特征。按照短期基准面旋回的结构类型、叠加样式组合了7个中期基准面旋回,并结合区域标志层识别出2个长期基准面半旋回,进而建立了高分辨率层序地层格架。本区长期基准面下降半旋回砂体总体不发育;在长期基准面上升半旋回早期发育的河流相砂岩厚度,有效厚度均较大,砂地比高,含油性好,且随长期基准面的上升逐渐变为三角洲、滨浅湖环境,砂体及含油性等逐渐变差。在各中期基准面由下降到上升的转换面附近砂体发育程度及其含油性在整个中期基准面旋回中相对最好。
通过对研究区内100余口钻井测井资料的综合分析、20余口钻井岩心的详细描述、700多块薄片的详细鉴定,并充分利用地震资料,综合分析了研究区百岗组二段的岩石组合、沉积构造、剖面结构、生物化石、测井相和地震相等特征,认为研究区百岗组二段发育了扇三角洲和湖泊两种沉积相,扇三角洲主要发育在研究区的西北部和东北部,湖泊沉积相主要发育在研究区的南部。
海南岛长昌盆地始新世孢粉植物区系共计种子植物32科40属,蕨类植物8科11属。分析其中的种子植物区系成分并与海南岛现代植物区系进行对比,结果显示:(1)在科级水平,长昌盆地始新世孢粉植物区系以泛热带科占优势,为37.5%;热带-亚热带科占6.25%;而亚热带-温带科所占比例相对较高,达到31.25%。海南岛现代植物区系泛热带科高达48.07%,热带-亚热带科的比例也达到18.88%,而亚热带-温带科仅占15.88%。显然,长昌盆地始新世植物区系的组成亚热带性质较强。(2)在属级水平,长昌盆地始新世孢粉植物区系泛热带属占7.5%;热带-亚热带属占17.5%;而亚热带-温带属多达67.5%。海南岛现代植物区系泛热带属高达23.9%,热带-亚热带属更是高达57.5%,而亚热带-温带属仅占13.7%。对比表明,长昌盆地始新世植物区系明显以亚热带-温带性质为主,甚至出现了很多现今生活在较高海拔的山地植物,如冷杉(Abies)和铁杉(Tsuga)等。科属组成的分析表明,海南岛长昌盆地始新世的气温比现代要低,其周缘地带很可能分布有较高的山地。
综合利用最新的地震、航磁、钻井等资料,对伊通盆地断裂体系进行了重新认识,并对断裂演化及其油气成藏的控制作用进行了综合分析。伊通盆地主要是受西北缘走滑断裂控制的新生代走滑-伸展盆地;断裂的性质、特征及演化极其复杂,按断裂特征及规模可划分为3个级别。一级断裂为西北缘和东南缘控盆边界断裂;二级断裂为早期张扭作用形成的呈雁列展布的马鞍山断裂,2号、3号、4号断裂和晚期压扭作用形成的西北缘逆冲断裂;三级断裂为盆地演化过程中形成的众多次级断裂。伊通盆地断裂演化特征与太平洋板块的俯冲作用、印度板块和欧亚大陆碰撞作用以及盆缘大黑山地垒和那丹哈达岭地体挤压位置与隆升强度密切相关,断裂演化经历了古近纪成盆期的右旋张扭作用阶段和新近纪反转期的右旋压扭及基底隆升作用阶段;新近纪反转期压扭作用形成的西北缘断褶带具有良好的油气勘探潜力。
嫩江-八里罕断裂带位于东北地区中部、大兴安岭的东缘,为松辽盆地的西缘控盆断裂。断裂带传统认识上被认为是一条NNE向的深大断裂,其性质为正断层或拆离断层。笔者野外地质考察过程中,在断裂带中南段吉林省白城市岭下地区发现韧性剪切带,通过对该韧性剪切带构造要素系统测量和统计、显微构造观察、有限应变测量、石英组构EBSD(电子背散射衍射)分析和古应力值测量,明确了岭下剪切带变形程度为初糜棱岩-糜棱岩、石英组构以低温底面组构为主,滑移系为{0001},变形温度在400℃左右的变形特征,并初步认为嫩江-八里罕断裂带曾经历左旋走滑变形阶段;结合断裂带相关年代学资料,确定走滑时间为早白垩世中期(134~113 Ma),其形成机制与西太平洋伊泽纳崎板块向欧亚大陆俯冲的运动与NWW向NNW转向有关。
塔木-卡兰古铅锌矿带大体沿塔里木板块西南边缘大断裂展布,受克孜勒陶-库斯拉甫NNW向断裂控制,目前已发现20多个矿床(点)。通过对该矿化带中铁克里克、塔木、阿帕列克和卡兰古4个典型矿点的流体包裹体的系统温压测定和模拟计算,并结合前人的研究成果认为:塔木-卡兰古铅锌矿带的矿床类型为密西西比河谷型铅锌矿床;4个矿床成矿压力范围分别为45~65 MPa、33~45 MPa、36~54 MPa和33~45 MPa,对应的成矿深度平均值分别为5.85 km、4.24 km、4.94 km和4.34 km,都属于浅成矿床;成矿流体具有多源性特征。
以陕西省略阳县杨家坝多金属矿床为例,通过对矿石中矿物流体包裹体特征的系统研究,流体包裹体分布表现以纯液相包裹体(A区)和大体积、大气相比原生气液两相包裹体(B区)为主的分区现象。A区原生气液两相包裹体的均一温度为184℃,成分为H2O;B区包裹体均一温度为245~348℃,主要集中在260℃、330℃,成分为H2O和C6H6。所测B区包裹体均一温度明显大于前人对该矿床所测得的最高温度293℃,说明有温度更高的还原流体参与成矿。结合秦岭造山带的构造背景和微量及稀土元素分析,初步认为该H2O-C6H6成分体系流体可能是伴随该区强烈构造运动沿深大断裂快速脉动上涌到地壳中的地幔流体;该流体作用导致壳幔叠加成矿,是秦岭造山带大规模改造成矿的序曲。
U-Pb锆石测年结果表明,东宁地区太平岭岩体形成于201 Ma,与区域上七十二顶子、闹枝沟及珲春大荒沟等岩体形成时代一致,均为晚三叠世末。岩石类型以花岗闪长岩和二长花岗岩为主,地球化学特征表明该期花岗岩属于中钾钙碱性系列,并有向高钾钙碱性系列演化的趋势;富集大离子亲石元素Rb、Th、K、La,相对亏损Sr、P、Ti和高场强元素Nb、Ta、Zr、Hf等,Ba相对Rb、Th具有轻微的负异常。同位素地球化学研究表明,本区花岗岩具有低ISr、高εNd(t)、年轻Nd模式年龄的特点。综合研究表明,该期花岗岩的形成与大洋板块的俯冲作用有关,标志着古太平洋板块对东北地区俯冲作用的开始。
西藏冈底斯东段叶巴组火山岩的岩石地球化学特征研究表明:该火山岩为一套岩性连续分布的钙碱性火山岩,其中基性火山岩主要来源于岩石圈地幔的部分熔融,并受到流体的交代作用,中酸性火山岩则主要来源于地壳的部分熔融。叶巴组火山岩形成于岛弧或活动大陆边缘的构造环境,其动力来源应为新特提斯洋向北的俯冲消减。叶巴组发育的岛弧地区是形成具重要经济价值的VMS矿床的最佳地域。叶巴组火山岩的研究对早、中侏罗世的生物事件、气候变化以及海退或海侵事件也有重要的意义。
伊通火山群中的西尖山((21.0±0.65) Ma)和东小山玄武岩((5.46±0.32) Ma)的岩石学和地球化学研究表明,两处玄武岩均为OIB型,岩浆来源于软流圈地幔,地壳混染与结晶分异的程度微弱。西尖山火山岩为碱性橄榄玄武岩,不含地幔岩捕虏体,岩浆起源深度为70~100 km,SiO2、Al2O3、Na2O含量较高,属钠质碱性岩;东小山火山岩为碧玄岩,含较多的地幔橄榄岩捕虏体,岩浆来源深度大于100 km,MgO、TiO2、CaO、K2O含量较高,属钾质过碱性岩。岩浆来源深度的不同是造成两处玄武岩化学成分差异的主要原因。
辽西地区台子里发育一套花岗质片麻岩和表壳岩捕虏体的岩石组合,原划定为建平群大营子组,近年的研究将建平群大营子组解体为花岗质深成侵入体和层状岩系。台子里花岗质片麻岩与辽西建平大营子地区叶柏寿片麻岩、曹家烧锅片麻岩具有相似特征。通过对台子里花岗质片麻岩的锆石形态分析和LA-ICP-MS准确定年,确定2 522 Ma的岩浆侵位年龄,代表了大营子组底部花岗质片麻岩的侵位时代为太古宙晚期,是辽西地区太古宙重要的岩浆事件,并为本地区新太古代晚期重要陆壳增生事件提供了重要的年代学信息。
通过对辽东半岛西部的长兴岛八岔沟古泻湖平原进行钻孔调查取样,对由海向陆4个不同地点的100余个钻孔样品,进行粘土混浊水导电率测定,区分了八岔沟古泻湖平原的海陆相沉积层,查明了该古泻湖平原的海相层上限的高度。结果表明:该平原各孔的海相层上限高度具有明显的一致性,大约为海拔4.0~4.2 m,此高度代表了该古泻湖平原全新世最高海平面期间海水所达到的平均高潮线的高度。通过测定和讨论覆盖在海相层上的泥炭底部14C年代,明确了该区略早于5 800 cal.aB.P.达到全新世最高海平面。全新世最高海面期的平均海平面高度约为海拔3.4~3.6 m。将此高度与辽东半岛东部大孤山一带的全新世高海平面期(6 000~5 500 cal.aB.P.)的平均海平面的高度值约2 m相对比,显示出在全新世期间辽东半岛西部八岔沟一带较东部的大洋河平原有相对上升的趋势。深达9 m的B3孔的导电率有两个高峰值,反映该平原全新世曾发生过两次海侵,较晚一次海侵的最大范围达到距现代海岸线约1.2 km处。
松花湖沉积物柱心中存在3个明显的137Cs蓄积峰,分别是37 cm处的1964年蓄积峰、27 cm处的1971年蓄积峰和23 cm处的1975年蓄积峰。利用137Cs核素1964年和1975年对应蓄积峰计算的沉积速率分别为0.86 cm/a和0.71 cm/a。采用210Pb计年的常量初始浓度模式(CIC)计算的平均沉积速率为0.71 cm/a,两者估算的沉积速率吻合。松花湖1964-1975年间的沉积速率明显高于1975-2006年间的沉积速率。137Cs和210Pb计年方法的结合有助于提高沉积速率估算的准确性。
分别将禁忌搜索和遗传算法与地下水流模型MODFLOW和地下水溶质运移模型MT3DMS相耦合,并将其应用于求解地下水资源优化管理模型。在概述两种智能算法基本原理和地下水管理模型组成的基础上,结合两个理想的应用实例,从优化结果和计算效率两个方面对禁忌搜索和遗传算法进行了对比分析。在两个实例中,禁忌搜索分别以高于遗传算法10倍和27倍的计算效率得到了减少抽水流量约160 m3/d和节约治理成本约47万元的治理方案。结果表明,禁忌搜索在求解地下水管理模型中具有较好的应用前景。
为了更加准确地确定含水层参数,提出了利用地下水流数值模拟软件Modflow耦合大型抽水试验和长观孔水位两个模型的方法,对含水层参数进行了识别与校验。该方法求得的含水层参数避免了只利用抽水试验模型校验所带来的不确定性,同时利用抽水实验数据进行抽水与恢复的全过程曲线拟合,水位降深模拟相对误差小于6%,提高了含水层参数的准确性。
以MATLAB语言为基础,应用BP神经网络、逐步回归分析进行西津大坝27#点的变形分析与预报研究。在此基础上,进一步提出了逐步回归BP神经网络组合的预报方法,并探讨了3种方法的预报结果。研究表明,BP神经网络用于大坝变形分析与预报是可行的,所提出的逐步回归BP神经网络组合法提高了变形影响因子选择的科学性,在预报效果上,优于前两种方法。
利用内蒙古丰富的天然浮石矿产资源,将天然浮石粉作为外掺剂应用于水泥土改性研究,可有效地改善水泥土的力学性质,明显增强水泥土的耐久性。通过室内试验, 以水泥掺量15%为基准,分别掺入2%、4%、6%、8%、10%等不同掺量的天然浮石粉,养护龄期分别为7 d、28 d、60 d、90 d。试验结果表明:天然浮石粉水泥土无侧限抗压强度随着天然浮石粉掺量的增加而增大。当掺量达到8%时,强度达到了峰值,之后随浮石粉掺量的增加,强度不再增长;天然浮石粉水泥土强度随着龄期的增长而增大,90 d强度是28 d强度的1.52~1.6倍,后期强度增长很大;在不利的冻融循环条件下,天然浮石粉水泥土强度增长规律与冻前基本相同,水泥土强度虽然劣化,但比不掺浮石粉的情况均有很大程度的改善;浮石粉水泥土的渗透系数(对数)随着养护龄期的增长而减小,抗渗能力逐渐增强,特别是在最初的28 d以内,其渗透系数降低较快。
采空区地表沉降影响因素众多,以有限元软件ANSYS为基础,利用数值模拟方法的灵活性,分别对各主要影响因素进行分析。选用适合于岩土类材料的德鲁克-普拉格本构模型,利用ANSYS特有的“杀死单元”命令模拟矿体被采出,再通过“激活单元”命令模拟采空区被填充。分别研究了开采深度、开采厚度、地形条件、采空区填充等因素对地表沉降的影响。结果表明:随开采深度的增加,地表变形随之降低;随开采厚度的增加,地表变形增长较快;随着地形坡度的变化,采空区地表移动盆地逐渐向地势较低方向移动;矿体开采后及时充填,对控制地表变形效果显著。
大牛地气田储层属于低压致密气层,非均质性强、孔喉直径小、毛管压力高、多层叠置且层间跨度不等导致储层保护和加砂压裂难度大。通过研究提出了采用液氮增能低伤害压裂液体系,降低对储层的伤害,有效地保护了储层;采用大型加砂压裂技术,增加了裂缝长度,扩大了泄气面积,提高了单层产量,气产量由200 m3/d提高到7.23×104 m3/d;采用不动管柱连续分层压裂工艺技术实现了多层叠置气层均衡改造,压裂投产作业时间缩短了近67%,费用降低了20.69%。
青藏三江源区湖泊湿地变化一直以来备受关注,气候因素被认为是湖泊湿地变化的主要影响因素。与温度和降水资料相比,气象站获取蒸发量数据比较困难,而遥感技术却为估算区域地表蒸发量提供了一条新的途径。基于地表能量平衡原理,结合MODIS卫星数据和研究区气象资料,建立三江源区蒸发量估算模型,分析研究区内蒸发分布规律,并探讨温度、降水量、风速和蒸发量之间的相关关系,最后分析蒸发量对源区湖泊湿地变化的响应。研究结果表明:三江源蒸发量呈增加趋势,区域蒸发量随水热、植被覆盖和海拔高度差异而变化;研究区蒸发量受温度和降水量影响较大;蒸发量增大是三江源区湖泊萎缩和湿地退化的主要影响因素。
青藏高原的形成是地壳演化历史上最令人瞩目的地质事件之一,在全球环境和生态系统中占有重要地位。目前,以全球气候变暖为突出标志的全球环境变化可能对生态系统及人类社会产生的影响,已引起了科学家、各国政府及社会的极大关注。全球气候变化问题已成为人们关注的焦点。通过对气温递减规律形成机理和青藏高原本身的环境特征分析表明,青藏高原隆升不能带来高原表面温度的降低。随着高原面整体的不断升高,高原表面逐渐形成以高日温差为特征的强烈波动环境。高原表面这一环境特征,有利于高原面将所吸收的太阳辐射快速释放回太空,而不参与地球气候系统循环,在输入的太阳光能总体保持不变的情况下,高原隆升将直接导致全球气候系统降温;而地球大气随海拔高程呈指数衰减的性质,使高原的降温作用在隆升初期就非常强烈。在此基础上对高原隆升的植被、冰川等环境特征及应用前景进行了初步探讨,为进一步揭示高原隆升与全球环境变化关系研究提供了思路和依据。
通过对比分析华南地块和基墨里大陆(包括保山、缅泰和羌塘地块)间、华北和西伯利亚地块间的古纬度和纬度运移量,分别确定了古特提斯洋和古亚洲洋的闭合时代。结果表明:(1)基墨里大陆东部的保山地块与华南地块于晚二叠世碰撞,然后继续和华南地块、缅泰地块、羌塘地块一起向北漂移,直到晚三叠世,即在云南三江地区,古特提斯洋的闭合时代为晚二叠世晚期; (2)早二叠世西伯利亚地块开始快速向南漂移,并于二叠纪末期(~250 Ma)和华北地块发生碰撞,即位于两地块间古亚洲洋最终闭合时代为二叠纪末;(3)峨眉山和西伯利亚两个大火成岩省的形成时代和大洋的闭合时代吻合,而大火成岩省在时间上又与全球生物灭绝事件吻合,进而推断二叠纪末的生物灭绝事件可能与古亚洲洋和古特提斯洋的闭合密切相关。
针对有限差分方法处理不规则边界难的问题,引入曲化平的思想,实现了一种新的基于坐标变换法的起伏地表条件下直流电场数值模拟方法。通过坐标变换,将物理空间的直流电场满足的基本方程和边界条件变换到计算空间;在计算空间内,利用有限差分方法对变换后的方程和边界条件进行数值分析;最后,将计算结果由计算空间映射回物理空间。精度分析及计算实例表明:本文提出的算法精度高,计算误差主要集中在源附近,且当源离地表较近时平均相对误差在1.0%以下;计算结果满足起伏地表条件下电位及视电阻率的分布规律。
简要介绍了井孔声场二维谱计算方法,实现了井孔声场二维谱的数值计算。通过对硬地层和软地层两类地层的模拟计算,得到硬地层和软地层的二维谱的分布图以及井孔中接收到的声压波形。根据对两类地层二维谱的分析,表明纵波(首波)、横波和泥浆纵波的声幅较小,频散不明显。斯通利波的频率范围较低,频散较弱。伪瑞利波频散较强、幅度较高,软地层不存在伪瑞利波。泄漏模对应的模式波,是一种几何衰减波,在声场传播中具有衰减快,频散性较强的特征。利用二维谱分析井孔声场,能够将复杂的声波传播特征用图像表现出来,具有直观、形象的效果。
在介绍地质统计学和三维地质建模知识的基础上,提出系统的设计思路:根据原始采样数据及边界品位在勘探剖面上构建二维轮廓线,在三维环境下通过交互式操作生成矿体实体模型;构建块体模型并用实体模型进行约束,标记矿体内的块体;用克里格品位估值算法对矿体内的块体赋品位值;最后统计计算储量。其中用到的关键技术包括变差函数自动拟合算法、交互式轮廓线拼接算法以及块体模型约束中用到的OBB树技术。该系统已经对某矿区数据进行了储量试算,结果与勘探报告一致。
介绍了数据库的基本类型和国内外发展现状,重点论述地学领域的地质、物探、化探(包括重砂)等的数据模型特征;针对资源评价中数据模型的特征和数据流程及内容,设计了具有地学特点的图库管理系统。系统设计采用工程管理的方式管理海量的数据和图形文件,在显示图形的同时,连接Access数据库,用记事本显示其元数据内容,实现管理空间数据库的目的。系统通过目录管理树和文件管理树实现对图形文件的集成管理和显示;通过Accesss数据库实现对元数据的存放及目录树路径的归集统一管理;系统还实现了对图形文件的属性浏览、条件查询以及查看元数据等功能。
利用影像云纹法和GIS恢复了天然缝合线的三维形态,通过结果与标本的对比分析,证明了此套技术在实验室小构造分析中的实用性。通过处理缝合面的高程文件得到了各种形态的二维数字剖面,这些剖面更加全面地反映了标本的二维形态信息,且与天然缝合线的相似性较大。基于三维数字信息可以提取各种缝合线特征数据,如沟谷密度、搬运量大小、粗糙度等,这些数据可以反映缝合线在形成过程中的应力状况及物质迁移情况。