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期刊信息

吉林大学学报(地球科学版)
ISSN 1671-5888
CN 22-1343/P
主 任:邱殿明
编 辑:蒋 函 王晓丽
    刘 莉 刘宇轩
电 话:0431-88502374
    13756165364
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2012年, 第42卷, 第3期 刊出日期:2012-05-26
地质与资源
松辽盆地断陷层火山机构类型及其气藏特征
唐华风, 王璞珺, 李瑞磊, 黄晨, 白冰
J4. 2012 (3):  583-589. 
摘要 ( 478 )   [HTML] ( ) PDF(523KB) ( 358 )  

松辽盆地断陷层(火石岭组和营城组)火山机构类型见3类6型。营城组以酸性火山机构为主,其中:盆地北部酸性熔岩火山机构占33%,南部占38%,北部的中基性火山机构比例小于南部。火山岩气藏类型主要为构造-岩性气藏,气水界面是一个起伏变化的界面。气藏内部特征受火山机构类型控制:酸性碎屑岩火山机构的气层厚度变化较小,其形态为板状或席状;酸性复合和熔岩火山机构气藏的气层厚度变化小,其形态为丘状和席状;中基性熔岩火山机构的厚度变化较大,其形态为丘状或楔状。松辽盆地火山岩气藏成藏主控因素为有效烃源岩、通源断层和储层物性。从松辽盆地发现的火山岩工业气藏来看:火山岩气藏主要集中在酸性熔岩火山机构中,北部贡献率为50%,南部贡献率为38%;盆地北部中基性火山机构的成藏效率高于南部。火山岩勘探方向应该聚焦在具有烃源岩和通源断层的区带,首先针对酸性火山机构,其次是中基性火山机构。

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与火山作用有关的岩系测井识别与物源分析--以松南十屋油田营城组为例
沈艳杰, 程日辉, 赵春满, 黄党委, 于振锋, 杨伟航
J4. 2012 (3):  590-599. 
摘要 ( 653 )   [HTML] ( ) PDF(1010KB) ( 408 )  

松辽盆地十屋油田属于构造-岩性油气藏。营城组发育正常沉积岩、火山熔岩、凝灰岩、沉凝灰岩和凝灰质砂岩,岩石中不同程度地含有火山碎屑物质。火山碎屑的含量,不仅决定了岩石类型,而且影响储层物性。与火山作用有关的岩石类型及其分布反映了物源区的特征。岩心的岩性识别虽然精准,但数量与分布有限,影响到确定物源-沉积体系的类型与分布。测井资料的岩性识别,特别是含有火山碎屑岩石的识别可以弥补取心不足造成的限制。十屋油田不同层位岩石中K元素测井值的对比,相同层位岩石中的U、Th元素测井参数交会图,GRDENCNLACRtRMSFL测井参数的玫瑰图和GR-PEGR-DEN测井参数交会图,对十屋油田营城组Ⅳ-Ⅴ砂组与火山作用有关的岩石实现了有效的岩性识别,形成了测井识别模式。测井识别岩性和岩心识别岩性相结合,确定了研究区5种岩石类型分区,证明了松辽盆地十屋油田营城组Ⅳ-Ⅴ砂组来自火山岩物源、再旋回沉积岩源区的正常碎屑岩物源、受花岗岩影响的正常碎屑岩物源、受花岗岩和火山岩影响的正常碎屑岩物源以及混合区域物源沉积体系的存在与分布范围。

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川北前陆盆地上三叠统须家河组陆相层序地层
陈留勤, 霍荣, 段凯波, 胡水清
J4. 2012 (3):  600-611. 
摘要 ( 663 )   [HTML] ( ) PDF(1932KB) ( 400 )  

中国中西部前陆盆地大多具有陆内俯冲造山形成的特点,层序地层学在这类前陆盆地中的应用是一个值得研究的新领域。对川北前陆盆地上三叠统须家河组5条露头剖面和1条测井剖面进行详细沉积相分析和层序地层划分,同时阐述了沉积相迁移规律、层序界面类型、层序发育特征及基准面变化;将川北前陆盆地上三叠统须家河组划分为4个三级层序(TS1,TS2,TS3 和TS4)。大竹、开江一带须家河组沉积厚度为400~600 m,4个层序发育完整;向北东至万源一带地层变薄至100余m,保存残留不全的须家河组只能归为1个三级层序(TS4)。在露头剖面和测井剖面层序地层划分的基础上建立的层序地层格架表明:TS1-TS2以曲流河及曲流河三角洲沉积体系为主,盆地处于稳定坳陷和慢速充填的欠补偿状态,TS3-TS4以冲积扇、辫状河及辫状河三角洲沉积体系为主,盆地处于强烈坳陷和快速充填的过补偿状态。沉积相的时空叠置样式受北部秦岭造山带构造活动的制约作用较为明显。

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惠民凹陷与东营凹陷沙四上亚段滩坝沉积特征对比与分析
田继军, 姜在兴
J4. 2012 (3):  612-0623. 
摘要 ( 570 )   [HTML] ( ) PDF(1508KB) ( 310 )  

基于对惠民凹陷和东营凹陷沙四上亚段滩坝相的解剖研究成果,提出了适合这2个地区滩坝沉积体研究的分类方案。通过对勘探研究程度较低的惠民凹陷和勘探研究程度较高的东营凹陷滩坝沉积特征的对比分析,明确了惠民和东营凹陷沙四上亚段滩坝的沉积特征和展布模式受可容纳空间、湖平面升降与古岸线变迁、沉积水动力转换带、物源、古地貌及地层坡度等因素的控制。其中,起主要作用的是构造运动对凹陷形成所造成的沉积地形上的差异性、物质供给来源以及沉积水动力对滩坝砂体空间分布的控制。滩坝相的2种空间分布模式:东营凹陷单断单超水下低隆型滩坝分布模式和惠民凹陷中央隆起型滩坝分布模式。

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川东北地区须家河组致密砂岩气藏异常高压成因
李军, 邹华耀, 张国常, 李平平, 冯冲, 张彦振, 陈加松
J4. 2012 (3):  624-633. 
摘要 ( 721 )   [HTML] ( ) PDF(629KB) ( 377 )  

对川东北地区各种超压潜在成因的系统分析结果表明,欠压实作用不是异常高压成因,现今异常高压主要由天然气的充注增压(充气作用)和中燕山-喜山期的强烈构造挤压形成。利用SRK实际气体状态方程对元坝、通南巴气田充气增压贡献进行了计算:元坝气田天然气的充注增压平均为25.21 MPa,平均增压幅度60.86%;通南巴气田天然气的充注增压平均为45.81 MPa,平均增压幅度72.04%。其余主要为构造挤压增压,增压幅度在元坝、通南巴气田分别为39.14%和27.96%。中燕山-喜山期构造挤压活动强度的差异控制了应力释放区的分布和储层抬升降温降压的幅度,从而控制了现今压力场平面分布特征。通南巴地区由于晚期强烈的构造挤压活动,使其现今正处于应力充分释放的泄压区,充气增压、构造挤压之后降压过程的发生是其现今超压强度较低的主要原因。

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湖盆中心地带湖底扇砂体物源追踪及地质意义
张建光, 姚光庆, 樊中海, 林社卿, 杨永利
J4. 2012 (3):  634-646. 
摘要 ( 648 )   [HTML] ( ) PDF(896KB) ( 403 )  

湖盆中心地带湖底扇砂体物源方位具多向性,发育位置和层位具不确定性,规模和分布特点不一,确定物源方位成为掌握砂体发育规模、展布的关键。以泌阳湖盆中心地带程店湖底扇砂体为例,利用碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb定年技术,探讨其物源方位。分析结果显示: 程店湖底扇区C1、B365井与侯庄三角洲区B155、B296井砂岩样碎屑锆石测点年龄数据分布具相似特征,碎屑锆石表面年龄主要集中分布在早白垩-中侏罗世峰期,年龄为120~140 Ma,显示单峰特征。早白垩-中侏罗世两区锆石均显示两组类型:第一组锆石占主体部分,呈自形晶,并具典型的振荡生长环带,Th/U值介于0.21~2.94,暗示岩浆成因;第二组类型锆石相对较少,显示变质成因。同时在210~238 Ma、416~451 Ma、663~813 Ma、1 702~2 442 Ma 几个主要年龄区间亦具一定数量的碎屑锆石分布。结合区域地质背景,得出如下初步结论:程店湖底扇砂体与北部侯庄三角洲砂体为同物源沉积组合,显示南北向展布,源岩主体形成时代为早白垩-中侏罗世,对应燕山构造阶段;主体物源岩系为伏牛山燕山期花岗岩,含该时期热变质作用形成的变质岩系,同时前晋宁期、晋宁期、加里东期及印支期热事件形成的变质岩系或岩浆岩亦可能具不同程度的贡献。

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裂谷作用对层序地层充填样式的控制——以西非裂谷系Termit盆地下白垩统为例
吕明胜, 薛良清, 苏永地, 万仑坤, 毛凤军, 刘计国, 王玉华
J4. 2012 (3):  647-656. 
摘要 ( 684 )   [HTML] ( ) PDF(1802KB) ( 496 )  

Termit盆地位于尼日尔东南部,属于西非裂谷系的北延部分,是发育于前寒武系—侏罗系基底之上的中、新生代裂谷盆地。该盆地早白垩世—古近纪经历了“裂谷—坳陷—裂谷”的构造演化过程及“陆相—海相—陆相”的沉积演化过程,表现为晚白垩世大规模海侵、早白垩世和古近纪两期裂谷叠置的特点。基于构造作用影响裂谷盆地层序发育的观点,分析了Termit盆地下白垩统裂谷阶段内的层序地层充填样式。根据裂谷作用的强弱,将早白垩世裂谷阶段划分为裂谷初始期、裂谷深陷期及裂谷萎缩期3个阶段。裂谷初始期层序断裂活动弱,构造沉降小,长轴物源体系较为发育,陡坡带为加积至退积型河流或三角洲沉积,缓坡带发育加积型河流或三角洲体系。裂谷深陷期层序断裂活动强烈,构造沉降大,陡坡带形成退积型水下扇或滑塌扇沉积,缓坡带发育退积型三角洲体系,盆地中心为泥岩充填。裂谷萎缩期层序断裂活动减弱并趋于停止,陡坡带为进积型扇三角洲沉积,缓坡带发育进积型三角洲体系。研究表明:裂谷作用对层序地层充填样式具有明显的控制作用,以构造作用为主线的裂谷盆地层序地层分析方法,能有效预测沉积体系和储层分布。

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塔里木盆地下古生界碳酸盐岩台缘结构特征及其演化
高志前, 樊太亮, 杨伟红, 王鑫
J4. 2012 (3):  657-665. 
摘要 ( 671 )   [HTML] ( ) PDF(2083KB) ( 1065 )  

台缘斜坡带以发育灰泥丘烃源岩和礁滩相储层备受关注,而台地结构样式制约着台缘斜坡带的发育类型和空间展布格局。在地震、测井、岩心、露头等资料的综合分析基础上,研究发现塔里木盆地下古生界发育缓坡型、镶边型、孤立型和淹没型4种碳酸盐岩台地结构样式。同一时期的不同地区台地结构样式存在差异:寒武纪时期,塔中、塔北为进积缓坡型碳酸盐岩台地,而塔西南为退积缓斜坡型碳酸盐岩台地;早奥陶世时期,塔北为退积镶边型碳酸盐岩台地,而塔中、塔西南地区则为加积镶边型碳酸盐岩台地。台地结构在纵向上发育演化的同时,台缘坡折带在平面上也发生迁移变化:寒武纪时期台缘坡折带环绕着西部台地呈向西开口的“U”字型分布;早中奥陶世塔西南地区的台缘斜坡带向盆内迁移,塔中、塘南地区分别发育中古台槽和塘南台缘坡折带;晚奥陶世时期塔里木盆地整体呈现“3个半岛型台地”、“4个台地边缘相带”的沉积格局。塔西南地区寒武—奥陶纪的台缘坡折带、塔中地区早、中奥陶世的中古台槽以及塘南地区奥陶纪台缘斜坡带的发现,对塔里木盆地早古生代沉积格局的重新认识具有重要意义。

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济阳坳陷古近系页岩的纹层组合及成因分类
王冠民
J4. 2012 (3):  666-671. 
摘要 ( 686 )   [HTML] ( ) PDF(640KB) ( 510 )  

在济阳坳陷古近系中发育大量湖相页岩及纹层状的碳酸盐岩,页岩类型多样。通过对300多块页岩薄片的显微镜下观察分析表明,这些湖相页岩和纹层状碳酸盐岩均由3种基本纹层构成:富有机质纹层(即富含有机质的黏土矿物纹层)、隐晶碳酸盐纹层和黏土纹层。按纹层组合和比例的不同,可将页岩和纹层状碳酸盐岩系统地划分为黑页岩、钙质纹层页岩、富有机质纹层页岩、泥页岩、钙质页岩、纹层状泥灰岩和纹层状灰岩等7种类型,并尝试提出利用纹层组分划分页岩类型的三角形成因分类方案。由于不同纹层形成的古湖泊条件不同,该分类方案不仅能够反映各种页岩的纹层组成,同时也可反映页岩的成因。

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东营凹陷南斜坡沙四段混源油地球化学与成藏特征
常象春, 韩作振, 鄢程鹏
J4. 2012 (3):  672-680. 
摘要 ( 627 )   [HTML] ( ) PDF(562KB) ( 600 )  

东营凹陷南斜坡是具有较大勘探潜力的地区。研究表明:沙四段原油具有典型的混源油特征,母源输入存在低等水生生物和高等植物的双重贡献,原油成熟演化存在低成熟—成熟的变化,沉积成烃环境主体以还原性为主但还原程度不同,个别样品表现出生物降解前后两期原油混合充注的特点。南斜坡东部原油来自牛庄洼陷,乐安、王家岗油田以沙四型原油为主,混有少量沙三型原油;南斜坡中部原油来自牛庄和利津洼陷,梁家楼油田以沙三型原油为主,混有少量沙四型原油,纯化油田则与之相反;南斜坡西部原油来自博兴洼陷,正理庄、高青油田以沙四型原油为主,混有少量沙三型原油,金家油田则以沙三型为主。洼陷中心沙四—沙三段生成的成熟油气和斜坡带沙四段生成的低熟油气通过断层和不整合面向斜坡高部位运移,以混源油的形式聚集成藏。

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塔西南坳陷甫沙构造带正反转构造及其石油地质意义
张玮, 雷刚林, 师骏, 曾昌民, 杜治利, 陈才
J4. 2012 (3):  681-688. 
摘要 ( 713 )   [HTML] ( ) PDF(1140KB) ( 579 )  

塔西南坳陷甫沙构造带褶皱冲断强烈,古近系膏泥岩下层构造变形复杂,具有正反转构造变形特征。侏罗纪—白垩纪区域伸展环境发育大量正断层,后期在喜马拉雅运动中受挤压反转。南部发育高角度基底卷入正反转断层,中部发育叠瓦式逆冲断层,北部边缘变形微弱。相应地将甫沙构造带划分为反转断隆背斜带、楔状叠瓦构造带和逆冲前缘构造带;反转程度南强北弱、西强东弱。对区域构造变形环境的分析表明,西昆仑山隆升引发水平挤压叠加垂直向上的剪切作用,使先存高角度正断层容易被迁就利用进而发生正反转。对正反转相关构造圈闭评价认为:反转断隆背斜带发育的圈闭规模大,幅度低,埋藏浅,落实程度高,但上覆膏泥岩层薄,被断层破坏强烈,油气散失严重;楔状叠瓦构造带发育的圈闭规模小,幅度大,埋藏深,落实程度低,上覆膏泥岩层厚,有利于油气保存;逆冲前缘构造带发育低幅度隆起和地层岩性圈闭。

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华庆地区长63储层裂缝分布模型与裂缝有效性
周新桂, 张林炎, 黄臣军, 万晓龙
J4. 2012 (3):  689-697. 
摘要 ( 731 )   [HTML] ( ) PDF(785KB) ( 471 )  

鄂尔多斯盆地华庆地区上三叠统延长组长63油层组属于特低渗储层,裂缝发育、分布情况及裂缝的有效性已成为制约油气有效勘探开发的瓶颈之一。以统计法为基础,综合应用岩石破裂法和能量法,以非均质性储层有限元应力场模拟为手段,对华庆地区长63储层天然裂缝发育程度和分布进行了定量化预测研究,同时结合定向岩心、薄片裂缝定量观测结果,主要依据裂缝方位、间距和密度等特征参数,初步建立了长63储层天然裂缝分布网络概念模型;该模型描述了储层裂缝发育基本状况,包括天然裂缝密度、裂缝展布形态和不同井区裂缝组合的差异性。同时,根据长63储层岩心裂缝充填情况与充填概率、裂缝结构面力学性质以及裂缝产状与现今水平主应力走向之间的关系,对储层裂缝系统的有效性进行了初步分析。结果表明,储层中无效裂缝居多,达85.6%,有效裂缝仅为14.4%;但经压裂改造后,NEE—NWW向范围内的天然裂缝系统往往易改造或转变为“有效”“显”裂缝系统,提高了储层渗流能力。

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密闭取心饱和度校正数学模型
辛治国, 侯加根, 冯伟光
J4. 2012 (3):  698-704. 
摘要 ( 626 )   [HTML] ( ) PDF(365KB) ( 364 )  

利用密闭取心井资料分析油、水饱和度是目前最直接有效的方法,但是由于岩心上提导致的孔隙体积变大、降压脱气和钻井液侵入等过程的影响,岩心测试油、水饱和度之和一般均只有75%~85%,油、水饱和度都有较大损失,因而需要对油、水饱和度进行校正,争取求准饱和度数据。本次研究进行了挥发过程及岩心上提过程的室内实验,发现密闭取心降压脱气过程是造成油水饱和度损失的主要因素,目前实验条件难以如实模拟这一过程,研究中以流体分流率原理为核心,建立了降压脱气的数学校正模型;降压还会导致孔隙增大,岩心的覆压孔渗实验能够准确反映这一变化,为油水饱和度校正提供依据。建立的密闭取心饱和度校正数学模型精度与保压密闭取心的测试结果相当,具有推广意义。钻井液浸入造成的油水饱和度损失数量比较小,但是疏松砂岩中强浸的岩心样品油水饱和度数据需要校正,校正量一般不大于2%。

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奇异性填图技术在新疆东天山黄山—镜儿泉镍铜成矿带中的应用
娄德波, 肖克炎, 左仁广, 贾金典
J4. 2012 (3):  705-714. 
摘要 ( 730 )   [HTML] ( ) PDF(762KB) ( 404 )  

以新疆东天山黄山—镜儿泉镍铜成矿带为例,采用奇异性填图技术识别复杂背景下隐蔽的可能矿致异常。结果表明:使用原始镍元素数据形成的地球化学图在吐哈盆地具有较高的浓度值,构造岩浆岩带大部分为中等规模或较弱;而使用奇异性填图技术计算的奇异值在吐哈盆地奇异性较弱,而构造岩浆岩带的奇异性显著。经地质分析认为:吐哈盆地高的元素值可能是镁铁—超镁铁岩浆内侵作用的结果,由于岩浆的分异程度较差,不易成矿,表现出大部分地区较弱的奇异性;而构造岩浆岩带的镁铁—超镁铁岩体,虽然规模小,异常规模中等或较弱,但是分异程度高,容易成矿,奇异性显著。通过浓度-面积(C-A)方法对研究区的奇异值进行分析,圈定出异常,结果表明,异常与已知矿床吻合较好,这为在本区圈定靶区提供了地球化学依据。

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贵州赫章铜厂沟铜矿地质地球化学特征
张杰, 刘鸿, 杨瑞东
J4. 2012 (3):  715-724. 
摘要 ( 779 )   [HTML] ( ) PDF(731KB) ( 648 )  

通过野外地质观察和对已揭露工程地段进行取样,采用显微镜观察、岩石化学分析、微量元素分析、X射线衍射、扫描电镜及微区能谱分析等手段,研究了铜厂沟铜矿矿石矿物组成及地质地球化学特征。结果表明,铜厂沟铜矿矿石类型为含铜砂岩型和含铜蚀变构造角砾岩型:砂岩型铜矿具有层控特征,矿体产出明显受三叠系飞仙关组等赋矿层位的控制;蚀变构造角砾岩型铜矿矿体沿SW向次级控矿断裂具一定规模展布并受其控制,矿石含铜品位达3.26%~3.88%。2类型铜矿石的主要矿物组成为斑铜矿、黄铜矿、辉铜矿、孔雀石,见少量蓝铜矿、自然铜、方解石、石英;主要围岩蚀变为沸石化、重晶石化、沥青化、硅化、绿泥石化、高岭石化及碳酸盐化等。砂岩型铜矿控矿及赋矿围岩岩石化学成分中SiO2含量、SiO2/Al2O3值、Na2O、 K2O含量特征和CaO+MgO含量分布特点,表明岩石为海相碎屑沉积成因。蚀变构造角砾岩型铜矿石为构造运动改造形成。

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辽东林家三道沟-小佟家堡子地区金(银)矿成矿特征及成因
张森, 张迪, 沙德喜, 寇林林, 赵东芳
J4. 2012 (3):  725-732. 
摘要 ( 548 )   [HTML] ( ) PDF(383KB) ( 656 )  

以林家三道沟、小佟家堡子金(银)矿床为例,系统总结了区内金(银)矿床的成矿条件及地质特征,对矿床的相关岩体、围岩及矿石进行了流体包裹体、稳定同位素测试分析。结果表明:矿床赋存于古元古界辽河群大石桥亚群杨树沟岩组第6岩段碎屑岩-碳酸盐岩建造和盖县亚群汤家沟岩组碎屑岩建造中;主要容矿岩石为硅化大理岩、变粒岩、片岩;近矿围岩蚀变主要为硅化、绢云母化、黄铁矿化和碳酸盐化;自然金的粒度以显微不可见金为主;均一温度(100~200 ℃)、成矿流体盐度(w(NaCl)(1.91 % ~9.73%)均较低;矿石石英中成矿流体δD值为-48.0‰~-93.0‰,δ18OH2O计算值为-8.63‰~+1.31‰,表明成矿流体主要来自于地热水和原生地层水;矿石硫同位素δ34S值平均为+8.61‰,赋矿围岩、岩体δ34S为+0.50‰~+7.6‰,表明矿石中硫主要来自古元古代地层和印支晚期岩体;金(银)矿石中206Pb/204Pb为17.664~19.186 7,207Pb/204Pb为15.044~15.883,208Pb/204Pb为37.693~38.784,铅源具有壳幔混合源特点。矿床成因类型为沉积变质-岩浆热液叠加型。

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中条山同善地区虎坪杂岩锆石U[CD*2]Pb年龄、Hf同位素特征及地质意义
张晗, 孙丰月
J4. 2012 (3):  733-746. 
摘要 ( 738 )   [HTML] ( ) PDF(1287KB) ( 635 )  

中条山地区是华北克拉通中部造山带的重要组成部分,区内前寒武纪地层广泛出露,新太古代地质体主要分布在北东走向的中条山主山脉和近东西向王屋山“同善天窗”内。“同善天窗”中主要出露虎坪花岗质片麻杂岩及宋家山群。虎坪杂岩中黑云斜长片麻岩的锆石U-Pb上交点年龄为(2 530±13)Ma,εHf(2 530 Ma)为3.89~7.12;英云闪长岩207Pb/206Pb加权平均年龄为(2 551.4±2.7)Ma,εHft)为5.49~9.67。结合近年来华北克拉通新太古代晚期中部造山带镁铁质火山岩Nd同位素及遵化二辉橄榄岩的Hf同位素特征,推测华北克拉通中部造山带新太古代晚期地幔εHft)与εNdt)具有一定的线性关系,中条山新太古代晚期地幔εHf(2.55 Ga)为8.2~9.5,显示华北克拉通地幔在2.55 Ga之前即发生过大规模的分异。虎坪变英云闪长岩幔源Hf同位素的特征需要新生玄武质地壳俯冲熔融,类似特征的花岗岩往往存在于洋内俯冲带或是洋脊俯冲的特殊构造环境;因此,虎坪英云闪长岩的产出可能代表了中条山2.55 Ga的洋脊俯冲或是年轻洋壳的壳内俯冲事件。

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渤海湾西岸晚第四纪海相地层划分及地质意义
陈永胜, 王宏, 裴艳东, 田立柱, 李建芬, 商志文
J4. 2012 (3):  747-759. 
摘要 ( 819 )   [HTML] ( ) PDF(1218KB) ( 942 )  

BT113孔和BT114孔是位于渤海湾西岸地区的2个80 m全取心钻孔。通过对钻孔岩心的岩性、沉积构造及生物组合等特征分析,结合AMS14C和OSL(光释光)测年结果,揭示中更新世晚期以来本地区主要发育3个海相地层:自下而上为中更新统上部的第三海相地层(简称“海三”)、上更新统的第二海相地层(简称“海二”)和全新统的第一海相地层(简称“海一”),指示中更新世晚期以来研究区发生的3次主要海面波动。与全球海面变化曲线对比,海三,海二和海一分别发育于MIS(深海氧同位素阶段)7、MIS5和MIS1的高海面时期,说明渤海湾西岸中更新晚期以来地层记录的海面变化趋势与全球变化一致。与前人的传统认识不同,认为受全球海面及渤海海峡地貌共同影响,MIS3时期研究区并未发生大范围海侵。通过多个钻孔的对比分析,3个海相地层在渤海湾西岸地区的分布较广,具有良好的可对比性,不同钻孔之间同一海相地层的高程和厚度的较大差异指示本地区在晚更新世期间发生较强的差异性沉降活动。

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地质工程与环境工程
多级旋转黄土滑坡形成机理及失稳模式
李滨, 殷跃平, 吴树仁, 石菊松
J4. 2012 (3):  760-769. 
摘要 ( 623 )   [HTML] ( ) PDF(1124KB) ( 662 )  

我国黄土高原面积广阔,地质灾害频繁发生。多级旋转黄土滑坡因其特征和成因复杂成为一种特殊的灾害类型。在野外详细调查、工程勘察的基础上,分析宝鸡渭北台塬边和永靖黑方台塬边多级旋转滑坡基本特征,认为渭北台塬大型黄土-红层多级旋转滑坡主要受新构造运动、河流的侧蚀、地层岩性等因素控制形成,黑方台的浅层旋转黄土层内滑坡和黄土-泥岩多级旋转滑坡则是长期黄土塬大面积漫灌的结果。同时首次建立了多级旋转黄土滑坡的3种形成演化模式:扩展式旋转滑坡、渐灭式旋转滑坡和复合式旋转滑坡,并进行滑坡实例分析,提出多级旋转滑坡局部蠕动挤压、滑坡加速剧滑失稳、滑坡调整稳定、后缘新滑坡孕育变形和滑后稳定调整5个变形阶段,为这类滑坡的稳定性评价奠定了基础。

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表层土剪切波速的不确定性对地表设计谱平台值的影响
兰景岩, 刘红帅, 吕悦军, 彭艳菊
J4. 2012 (3):  770-776. 
摘要 ( 640 )   [HTML] ( ) PDF(223KB) ( 806 )  

土层剪切波速对地表反应谱有重要的影响。选取构建了不同场地类别的235个场地地震反应模型,人工合成了12条强弱及频谱特性不同的加速度时程,运用一维土层地震反应的等效线性化波动方法,研究了不同地震动输入下表层土剪切波速的不确定性对设计谱平台值的影响,统计给出了表层土剪切波速的变异率与地表设计反应谱平台值间的经验公式。结果表明:地表设计反应谱平台值与表层土剪切波速的变异率呈负相关关系,即随表层土剪切波速变异率的增大而减小;不同地震波输入条件下各类场地类别地表设计谱平台高度与表层土剪切波速变异率的数学模型为一阶指数函数。

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不同权重条件下降雨对边坡稳定性影响的二级模糊综合评判
沈世伟, 佴磊, 徐燕
J4. 2012 (3):  777-784. 
摘要 ( 437 )   [HTML] ( ) PDF(358KB) ( 341 )  

边坡稳定性影响因素众多,其中一部分具有明显的不确定性,用经典数学理论及力学模型很难描述。采用二级模糊综合评判法,对影响边坡稳定的离散型和连续型因素采用不同方法确定隶属度,并利用二元对比分析法给出各因素权重值;同时考虑降雨对边坡稳定的重要影响,对降雨后各影响因素的权重进行修正,建立边坡稳定的二级模糊综合评判计算模型,评价降雨前后边坡稳定性的变化。研究结果表明:模型所采用的隶属函数,充分考虑了各个因素的不同特点和分布规律;考虑降雨前后权重的变化,能使评判结果更趋合理。以实际工程为例,模糊综合评判结果显示:降雨前边坡处于基本稳定状态,降雨后处于欠稳定状态,与经典极限平衡法计算结果一致。

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水电工程坝址区构造应力场三维数值反演
周洪福, 聂德新
J4. 2012 (3):  785-791. 
摘要 ( 476 )   [HTML] ( ) PDF(237KB) ( 428 )  

以水电工程实例为背景,在现场调查和地应力测量的基础上,采用三维数值技术对水电站坝址区小范围内构造应力场进行了反演分析,通过对三维模型施加不同量值、不同方向的边界载荷,对比分析应力拟合点处的计算主应力与实测主应力之间的差别,从而得到最合理的边界载荷的量值和方向,即为坝址区构造应力场的量值和方向。计算结果表明:水电站坝址区构造应力场σ1方向为S50°-60°E,量值为6~7 MPa;σ3方向为N50°-60°E,量值为3~4 MPa。反演计算得到的坝址区构造应力场方向与区域应力场方向吻合,主应力量值也在合理范围内。

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增压式真空预压处理软基的加固机理
沈宇鹏, 冯瑞玲, 余江, 刘辉
J4. 2012 (3):  792-797. 
摘要 ( 488 )   [HTML] ( ) PDF(208KB) ( 625 )  

常规的真空预压往往由于竖向排水板堵塞引起排水固结效果差、工期长。对此,笔者采用增压式真空预压处理某一站场软土地基弥补上述不足。通过分析对比增压式和常规真空预压处理方式下地基在加固期内的沉降、孔隙水压力变化特征,评价增压条件下的处理效果。结果表明:采用增压式真空预压三、四区地表沉降量明显大于常规处理的一区,且孔隙水压力消散速度也快于一区;而1.0 m间距的三区产生的预压沉降量较1.2 m间距的四区增加约30%;增压式真空预压利用增压管的增压作用能加速软基排水过程并改良排水板易淤积的不良性能。

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吉林西部洋沙泡水库高氟水的形成
梁秀娟, 肖然, 肖长来, 杜超, 全光秀
J4. 2012 (3):  798-804. 
摘要 ( 529 )   [HTML] ( ) PDF(324KB) ( 571 )  

在调查、分析洋沙泡周边地质、水文地质和氟土壤特征的基础上,结合洋沙泡水库模拟实验结果对吉林西部洋沙泡水库高氟水的形成进行了深入研究。结果表明,吉林西部高氟环境的形成是地表环境长期演化的结果:大兴安岭岩浆岩和松嫩低平原松散沉积物提供了含氟丰富的物质基础,河流及地下水径流提供了氟迁移的动力条件,典型的低平原是高氟形成的地理条件,干旱半干旱的气候条件成为高氟环境的促进条件。洋沙泡的氟主要来源为二龙涛河径流携带,多年平均携带量占年内氟总来源的99%以上;周边径流占0.014%~0.28%;降水携带量占0.012%;蒸发浓缩作用对洋沙泡水库的氟质量浓度也有一定影响。此外,内源底泥的释放也是洋沙泡水库水体氟质量浓度增高的原因之一,并且在引嫩入白工程实施后,依然使洋沙泡水库水体中氟质量浓度增加。在每年引水的情况下,需要5年时间水库水体氟的质量浓度才会降至1.0 mg/L以下。风动力和人为活动也对洋沙泡水库的氟质量浓度变化产生影响。

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天津市地下水流-地面沉降耦合模型
李文运, 崔亚莉, 苏晨, 张伟, 邵景力
J4. 2012 (3):  805-813. 
摘要 ( 579 )   [HTML] ( ) PDF(559KB) ( 362 )  

天津市平原区地面沉降主要由地下水大量开采引起,影响范围广、危害大,已成为天津市主要的环境地质问题。分析了研究区的水文地质条件,结合地下水开发利用状况,将研究区概化为6个含水层组,地下水流考虑三维非稳定流,地面沉降选用一维固结压缩模型,运用地下水流模型Modflow 2005和地面沉降模拟模块 Sub,建立了天津市平原区地下水流-地面沉降数值耦合模型,模型面积为1.1×104 km2,利用1998-2008年地下水位等值线、过程线、地面沉降过程线等资料对模型进行了识别。模拟期的地下水均衡分析表明,在多年开采条件下,越流补给、压缩释水、侧向边界流入分别占深层含水层补给量的41.84%、32.15%和24.17%。将调试后的模型应用于南水北调实施后地下水控采条件下的地面沉降趋势预测,显示出停采或减少地下水的开采,有利于减缓地面沉降下降速度,且表现出开采层位越往下,地面沉降恢复难度越大的变化趋势。

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漳州地热田基岩裂隙水系统温度分布特征
曾玉超, 苏正, 吴能友, 王晓星, 胡剑
J4. 2012 (3):  814-820. 
摘要 ( 816 )   [HTML] ( ) PDF(834KB) ( 560 )  

为研究漳州地热田基岩裂隙水系统温度分布特征,建立了新的三维基岩裂隙水系统概念模型,并利用Fluent软件求解模型。结果表明:基岩裂隙热水温度场受到断裂区的强烈控制,在北东-南西向断裂中,强烈对流形成的高温热柱刺穿了基岩顶部形成热田高温中心;基岩热流在断裂区中部高温区达到最大,在北东-南西方向上最大值为343.02 mW/m2,在北西-南东方向最大值为368.72 mW/m2,并向边缘逐渐降低;第四系孔隙水的存在和运动使得地表热流的最大值和局部值降低。未来漳州热田应加强深部温度的测量研究。

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CO2流体与储层砂岩相互作用机理实验
张凤君, 王怀远, 王广华, 杨潇瀛, 王天野, 刘娜
J4. 2012 (3):  821-826. 
摘要 ( 446 )   [HTML] ( ) PDF(487KB) ( 424 )  

储存于地下岩层中的CO2与矿物发生化学反应导致次生碳酸盐矿物的沉淀,CO2将以碳酸盐矿物的形式长时间地固结在储层岩石中,从而有效减少CO2向大气中的排放。通过对不同温度下CO2-H2O-砂岩相互作用机理的研究,以及反应后样品的扫描电镜观察、质量损失量和剩余反应液中总矿化度变化的分析发现:砂岩样品的溶蚀程度随温度的升高而逐渐增强;100 ℃和175 ℃时样品表面分别有方解石和白云石生成,250 ℃时新生成的矿物因温度过高而溶解。这表明CO2能够以碳酸盐矿物的形式固定在矿物中,175 ℃为本实验所证明较适合的贮存温度。

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鄂尔多斯盆地北缘煤炭固体废弃物中铝的特征
杨殿范, 魏存弟, 蒋引珊, 张培萍
J4. 2012 (3):  827-831. 
摘要 ( 501 )   [HTML] ( ) PDF(634KB) ( 342 )  

为了研究煤炭固体废弃物中铝的含量及赋存状态,探讨其中氧化铝提取的可能性,在处理煤炭固体废弃物的同时扩大我国自然铝资源,分别采用化学分析、XRD、SEM及粒度分布等方法对鄂尔多斯北缘准格尔等煤田煤矸石及粉煤灰进行了化学成分、物相组成及结构测定。结果表明:该地区的煤矸石和粉煤灰中氧化铝的质量分数均接近或大于40%, 达到了铝矿床的工业品位;煤矸石中铝主要赋存在高岭石和勃姆石中,OF灰中铝主要赋存在莫来石中,而CFB灰中铝则赋存在非晶态物质中;同时CFB灰与OF灰相比具颗粒细小且粒度分布均匀、颗粒形态呈絮状、结构活性高等特点;CFB灰中的铝活性高易提取,煤矸石中的铝只需要热活化即可提取,而OF灰中的铝则需要化学活化才可以提取。高铝煤炭固体废弃物中铝的有效提取可以补充铝资源的不足。

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微压流化式复合生物反应器的同步脱氮
刘淼, 陈睿阳, 李广柱, 郎贵林
J4. 2012 (3):  832-837. 
摘要 ( 547 )   [HTML] ( ) PDF(387KB) ( 377 )  

通过对曝气系统的调节,微压流化式复合生物反应器(MP-FHBR)内可以实现好氧区和缺氧区共存,利用这一特点和MP-FHBR中同时存在的活性污泥﹑悬浮生物膜复合生物体系,进行了同步脱氮的试验研究。结果表明,MP-FHBR在好氧-缺氧条件下,实现了同步脱氮过程,TN和COD的平均去除率分别达到77.5%和98.3%。降低DO质量浓度使反应器内形成完全缺氧环境,对MP-FHBR同步脱氮效果没有显著影响,但会降低系统去除COD的效果;而提高DO质量浓度使反应器内形成完全好氧环境,MP-FHBR同步脱氮效果显著下降。在一定范围内提高进水COD/TN有利于提高MP-FHBR同步脱氮效果,COD/TN 由2升高到10,TN平均去除率由58.4%提高到78.8%,而继续提高COD/TN对系统同步脱氮效果的影响并不明显。在反应器允许的条件下,提高污泥质量浓度(MLSS)有利于提高系统反硝化脱氮效果,TN去除率随MLSS的增加而提高。

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地球探测与信息技术
基于经验模态分解的曲波阈值去噪方法
董烈乾, 李振春, 刘磊, 李志娜, 桑运云
J4. 2012 (3):  838-844. 
摘要 ( 613 )   [HTML] ( ) PDF(727KB) ( 736 )  

针对曲波阈值去噪方法阈值选取单一造成的有效信号损失或随机噪声压制不完全的问题,笔者提出了一种基于经验模态分解的曲波阈值去噪方法。该方法首先对带噪信号进行经验模态分解得到一系列固有模态函数,根据每个固有模态函数所含噪声强弱的不同,选取不同的阈值分别对分解得到的含噪固有模态函数进行曲波阈值降噪处理;最后将去噪后的固有模态函数与不含噪声的固有模态函数进行信号重构得到最终压噪的结果。由于引入经验模态分解,对分解得到的不同含噪程度的固有模态函数,选取不同的阈值进行处理,这样能够有效减小直接曲波阈值方法阈值选取单一产生的问题。模型和实际数据试算表明,该方法在提高数据信噪比的同时,能够有效地保留有效信号,是一种相对保幅的去噪方法。

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基于各向异性AVO的裂缝弹性参数叠前反演方法
张广智, 陈怀震, 印兴耀, 李宁, 杨葆军
J4. 2012 (3):  845-851. 
摘要 ( 828 )   [HTML] ( ) PDF(1068KB) ( 898 )  

基于各向异性理论,将具有水平对称轴的高角度裂缝介质等效为HTI介质。首先,通过分析HTI介质反射界面的纵波反射系数公式,研究裂缝介质振幅随偏移距和方位角的变化特征,探索了方位各向异性介质弹性参数和各向异性参数的叠前反演方法。其次,为更好地估测介质的弹性参数:纵波阻抗IP、横波阻抗IS以及各向异性梯度Γ,对反射系数近似式进行了简化,同时对简化公式的精度进行了对比分析。最后,选取2D逆掩断层模型,利用褶积公式制作不同方位的合成地震道集,并对合成地震道集添加随机噪声(信噪比为2∶1),将其应用于方位AVO叠前反演算法试算中。结果表明,当信噪比为2时,方位AVO叠前反演所得纵波阻抗、横波阻抗及各向异性梯度的估测值与模型真实值基本吻合,而且估测值能够较准确地反映原始模型的地层特征,验证了方位AVO叠前反演算法的准确适用性。

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交错网格有限差分法模拟微动信号
周晓华, 陈祖斌, 曾晓献, 焦健
J4. 2012 (3):  852-857. 
摘要 ( 513 )   [HTML] ( ) PDF(452KB) ( 613 )  

为了较好地模拟给定模型在随机源激发下产生的稳定波场信息,为微动信号的检验和数据特征分析等提供理论依据,采用交错网格有限差分方法模拟微动信号,并根据瑞雷波和勒夫波的产生机理,通过测区内震源的分布情况估测微动信号中面波的组成成分。首先建立交错网格有限差分法模拟微动信号的数值模型,然后给出估测微动信号中面波组成成分的算式,最后采用典型方法数值模拟微动信号,应用空间自相关方法提取模拟信号中面波的频散曲线进行分析对比。结果表明,交错网格有限差分方法模拟得到的微动信号更符合实测结果。

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磁共振方法在堤坝渗漏探测中的实验
蒋川东, 林君, 秦胜武, 李珊珊, 段清明
J4. 2012 (3):  858-863. 
摘要 ( 449 )   [HTML] ( ) PDF(585KB) ( 513 )  

为精确定位堤坝渗漏点位置,介绍了一种能直接定量探测水的地球物理方法——磁共振法。通过阐述磁共振方法的基本原理和反演算法,确定适用于堤坝渗漏探测的线圈类型和测量方式。采用吉林大学自主研制的JLMRS型磁共振探水仪,在辽宁桓仁崔家街堤坝坝顶铺设4匝边长为12.5 m的正方形线圈,连续测量15个点,测量深度达35 m。经过数据处理和反演解释,得到坝体二维含水量剖面图,为消除上游水体对实验结果的影响提出了修正方法,进而得到坝体二维相对含水量剖面。实验结果表明:崔家街大坝存在3个渗漏点(距溢洪道140、180和240 m处)和2个渗透区(距溢洪道100~150 m和170~250 m处);深度为-20~-10 m,为砾卵石层渗漏,与工程地质资料和下游渗水情况相符。

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基于改进的SVM技术和高光谱遥感的标准矿物定量计算
杨佳佳, 姜琦刚, 赵静, 徐言, 孟翔冲
J4. 2012 (3):  864-871. 
摘要 ( 417 )   [HTML] ( ) PDF(1200KB) ( 393 )  

基于支持向量机(SVM)统计理论,并对其从核函数构造方面进行改进,通过主成分分析、包络线去除、光谱导数变换等对原始Hyperion高光谱数据进行降维、变换与特征提取,分析比较了这些变换后不同的回归效果,并将其应用在内蒙古霍林郭勒地区岩石中氧化物质量分数的反演中。同时,鉴于某些重要矿物本身并没有明显的特征光谱曲线,提出一种新的矿物定量方法。首先,基于高光谱遥感数据,利用改进的SVM回归技术反演矿物中的化学成分,然后通过标准矿物计算(CIPW)推导岩石中标准矿物的质量分数。研究结果表明:基于改进核函数后的SVM回归精度有所提高,其中导数变换后的反演精度达74.87%,比原始光谱反演精度提高了4.11%。CIPW应用于高光谱遥感地质填图效果良好,为岩性鉴定和评价提供了科学依据。

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基于稳健有序独立成分分析(ROICA)的矿产预测
余先川, 刘立文, 胡丹, 王仲妮
J4. 2012 (3):  872-880. 
摘要 ( 531 )   [HTML] ( ) PDF(1047KB) ( 473 )  

独立成分分析(ICA)充分考虑了以往主成份分析(PCA)没考虑到但又非常重要的数据高阶统计特性,但ICA分离后的信号具有顺序、符号、幅度的不确定性,而矿产资源预测又必须弄清分离后信号(地质变量)的地质意义;为此,提出了一种基于稳健有序独立成分分析(ROICA)的矿产预测方法。首先对地质数据进行稳健预处理,然后进行独立成分分析,借鉴因子分析的思想解决独立成分分析算法不确定性的局限,从而可以反映分离变量的有序性。将ROICA方法用于广东省肇庆双壬铜矿区进行矿产资源预测。实验结果表明:该区金银矿体的赋存空间位置与传统均值方差方法给出的异常位置明显不对应,没有指示意义;而经过稳健有序ICA处理后的Au、Ag独立成分异常与实际的Au、Ag矿体吻合度很高;Cu、Pb、Zn独立成分异常与Au、Ag矿关联性不大,反映研究区的Cu、Pb、Zn等其他元素或组合不具有Au、Ag矿的指示意义。ROICA方法可用于矿产资源预测。

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遥感图像像素级异常识别的一种方法
陈永良, 李学斌, 林楠
J4. 2012 (3):  881-886. 
摘要 ( 510 )   [HTML] ( ) PDF(579KB) ( 675 )  

遥感图像异常识别是遥感应用领域一个颇受关注的研究课题,在军事目标识别和自然环境保护等许多领域都有潜在应用价值。不妨假设遥感图像背景像素分布于随空间位置缓慢变化的一系列高斯超椭球体内,异常像素则分布于超椭球体之外。在这种假设前提下,首先应用Weiszfeld方法估算遥感图像中一系列高斯超椭球体的重心和波段协方差矩阵;然后,计算各像素到对应的超椭球体重心的马氏距离,并用直方图法确定马氏距离的异常下限;最后,把马氏距离高于异常下限的像素作为异常像素识别出来。在GDAL遥感图像数据输入输出函数库基础上,用VC++语言开发了遥感图像像素级异常识别的算法程序;用美国亚特兰大TM图像进行了方法的应用实验研究。结果表明,该方法对遥感图像中的局部异常具有很好的识别效果。

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地质统计学在东天山化探信息提取中的应用
阴江宁, 肖克炎, 邹伟, 王中, 路璐
J4. 2012 (3):  887-894. 
摘要 ( 504 )   [HTML] ( ) PDF(881KB) ( 311 )  

地球化学场和地球物理场都具有一定的空间结构性和空间自相关性,而揭示这种空间相关性的有力工具是变差函数。利用变差函数对东天山的1∶20万区域地球化学数据Cu和Au进行了结构分析。结果表明:两元素在东西方向有着较好的稳定性和连续性,南北方向有较大的变化性并具有一定的线性漂移,总体呈现带状异常,与东天山EW方向大断裂具有很好的一致性。利用泛克里格法对Cu、Au进行了异常信息的提取和评价,泛克里格法提取的剩余异常不仅能突出高异常区,也较清晰地反映了部分低缓异常带,为研究区域化探异常分布特征提供了丰富的信息。

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