中国东南海域中生代地处欧亚板块东南缘, 夹持于欧亚板块、太平洋板块与印度澳大利亚板块之间。以往对于该区域的油气勘探多集中于新生代。笔者在前人研究的基础之上, 结合新近获得的地震资料, 开展了中国东南海域及周缘油气地质条件研究。结果表明:中国东南海域中生界分布广, 东海南部、台湾岛以及台西南盆地发育中生界深海相硅质岩, 可能与冲绳缝合带和菲律宾巴拉望缝合带形成有关;南海北部及周缘陆区发育上三叠统下侏罗统海相和海陆交互相碎屑岩及上侏罗统白垩系陆相碎屑岩, 可能与印支期缝合带的形成有关。从海域钻井及周缘陆区沉积层序资料推断, 中国东南海域有两套发育良好的烃源岩, 具有较强的生烃潜力:上三叠统下侏罗统海相泥页岩, 有机碳质量分数为0.28%~14.96%, 干酪根类型主要以Ⅱ₂型和Ⅲ型为主;下白垩统海相泥页岩, 有机碳质量分数为0.60%~2.00%, 干酪根类型以偏Ⅱ₂Ⅲ型为主。该海域发育两套生储盖组合:一套以上三叠统下侏罗统泥页岩为烃源岩, 中、上侏罗统砂岩为储层, 下白垩统泥页岩为盖层;另一套以下白垩统泥页岩为烃源岩, 白垩系砂岩为储层, 上白垩统泥页岩为盖层。它们相互可以形成"古生新储"、"自生自储"油气藏组合。因此, 中国东南海域中生界是值得关注的油气勘探新领域。

冲积扇砾岩储层作为陆相沉积储层十分重要的类型之一, 一直是我国油气勘探开发的重点领域。以准噶尔盆地西北缘某区下克拉玛依组为例, 根据砾岩储层相变快、储层非均质性强等特点, 在沉积相分析的基础上, 对储层构型特征进行了精细分析, 将储层划分为槽流砾石体、槽滩砂砾体、漫洪内砂体、漫洪内细粒、片流砾石体、漫洪外砂体、漫洪外细粒、辫流水道、辫流砂砾坝、漫流砂体、漫流细粒、径流水道和水道间细粒共13种构型单元, 其中以槽流砾石体、片流砾石体、辫流水道和辫流砂砾坝占主导。构型解剖结果显示:研究区砾岩储层槽流砾石体平面呈条带状, 剖面厚度大, 为2~8 m;片流砾石体沉积厚度大, 一般为2~7 m;辫流水道构型单元宽度为80~400 m, 剖面呈透镜状, 厚度为2~7 m;辫流砂砾坝沉积厚度较大, 为2~7 m。上述构型单元受北部和西北部方向物源控制明显。储层构型特征能有效反映储层非均质性、连通性等属性, 对油田开发具有较强的控制作用。

我国目前在碳酸盐岩油气勘探阶段常用的储层分类评价标准已难以满足溶蚀孔洞缝广泛存在及构造裂缝发育的古岩溶储层评价的实际需要。选择塔中西部上奥陶统良里塔格组古岩溶储层, 在系统分析储层特征的基础上, 通过表征残余岩溶和开展构造裂缝预测, 引入残余岩溶强度(R)和岩体破坏接近度系数(η)2个参数, 作为古岩溶储层评价的重要定量指标;并与多项储层地质参数综合, 进一步完善了碳酸盐岩古岩溶储层的分类评价标准, 并用于对该地区良里塔格组叠加型古岩溶储层的评价预测。将本区良里塔格组古岩溶储层划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ4类, 并应用多因素综合分析叠合成图法在平面上进行储层评价预测, 认为Ⅰ、Ⅱ类储层主要分布于S2井TZ45井TZ12井一带和 Z11井TZ10井TZ11井一带。

沾化凹陷的渤南洼陷为富油洼陷, 实测超压出现在沙三、四段, 埋深为2 300~4 200 m。综合大量的地压测试、测井和地质资料, 研究了现今超压分布和超压的测井及地震响应, 对单井、剖面超压发育特征和影响超压结构的地质要素进行了深入分析。超压带内泥岩声波时差偏离正常趋势线, 而泥岩密度没有明显偏低的响应。研究表明:渤南洼陷存在3个超压系统, 上超压系统为浅层沙一段发育的弱超压, 沙三段中下部的强超压构成中超压系统的主体, 下超压系统位于沙四段中;砂质质量分数大于20%的沙二段为常压。超压源层、低渗封隔层和断裂构造带3类地质要素控制着超压幅度和超压结构。泥质源岩产生的多相流体是形成超压系统的物质基础;沙一段压实泥岩、沙三中亚段的互层致密砂岩和泥岩、沙四上亚段的膏盐层作为压力系统封隔层, 对超压系统的形成和分布起到控制作用;断裂具有泄压和封堵双重性, 对地层压力和油气层横向分布具有重要影响。利用地震层速度计算得到了渤南洼陷现今大规模超压系统分布特征的整体认识。

广泛分布在烃源岩及输导通道中的分散可溶有机质作为一种新的气源逐渐受到重视。分散可溶有机质成气不仅关系到原油的消耗, 还关系到天然气的资源评价结果, 因而定量评价这一过程对油气勘探有着重要意义。笔者总结对比了传统成烃模式与考虑分散可溶有机质成气模式的异同, 建立了分散可溶有机质成气的地质模型, 初步计算了塔里木盆地分散可溶有机质的成气量。指出分散可溶有机质这一气源使得地层成气区域突破了烃源岩的分布范围, 成气中心向构造高部位偏移, 成气期推迟。计算得到塔里木盆地分散可溶有机质成气模式中源内分散可溶有机质裂解成气与源外的比例为1:2.88, 在成气晚期白垩纪末至现今这一阶段油裂解成气量为799 千亿m³, 是传统油成气模式的4.23倍。

海拉尔盆地乌南凹陷南一段时期断裂和火山作用强烈, 导致岩石碎屑组成具有多样性。碎屑成分有火山碎屑、变质岩碎屑和其他剥蚀碎屑。碎屑多样性使本区岩性及其分区具有鲜明的特色。岩性丰度、矿物组合、阴极发光及其重矿物组合研究显示, 区内存在4个单岩性区和2个混合区。单岩性区是变质岩碎屑岩区、火山碎屑沉积岩区、熔结火山碎屑岩区和火山碎屑岩区。根据岩石中各碎屑组成的体积分数可将混合区分为正常沉积碎屑占优势的混合区和火山碎屑占优势的混合区。各单岩性区与构造单元相符合, 变质岩碎屑岩区对应乌西断阶带, 火山碎屑沉积岩区和熔结火山碎屑岩区对应巴彦塔拉构造带, 火山碎屑岩区为乌东弧形构造带的一部分。地球化学数据显示本区源岩岩浆属于壳源花岗质岩浆, 同时受到明显的幔源岩浆影响, 重稀土较富集。乌西断阶带具有高的稀土总量和不明显的Eu负异常, 变质源岩岩浆壳幔混染程度高;巴彦塔拉构造带具有低的稀土总量和明显的Eu负异常, 源岩岩浆壳幔混染程度中等;乌东弧形构造带具有高的稀土总量和明显的Eu负异常, 源岩岩浆壳幔混染程度低。Dickinson图解显示, 乌东弧形构造带源区没有深切割, 而巴彦塔拉构造带源区经过了深切割。德尔布干断裂的正滑移导致嵯岗构造片麻岩发育和嵯岗隆起相对隆升, 为乌西断阶带提供变质碎屑沉积物, 形成扇三角洲沉积体系;同时断裂又为幔源岩浆的上升提供了通道。巴彦塔拉断裂的伸展走滑使得幔源岩浆上升发生壳幔混染并发生火山喷发, 在巴彦塔拉构造带发育熔结火山碎屑岩-火山碎屑沉积岩, 塑造了火山碎屑扇三角洲沉积体系。巴彦山隆起区壳幔混染程度低, 但幔源岩浆的底垫作用导致壳源岩浆的强结晶分异作用、火山活动和地表隆升, 在乌东弧形构造带发育火山碎屑岩, 塑造了火山碎屑三角洲沉积体系。

缅甸D区块是伊洛瓦底盆地中西部与Letpanto油田相邻的区块, 具有一定的油气勘探潜力, 对物源方向的认识存在不同观点。笔者利用沉积物砾石成分、砂岩骨架成分、地球化学元素分析方法, 旨在明确伊洛瓦底盆地D区块及周缘古近纪物源方向和类型, 进而指导本区沉积相与油气资源勘探研究。砾石分析结果显示, 存在自西向东方向的物源, 古新世物源来自中、酸性火成岩, 始新世来自浅变质岩、中性及基性火成岩。砂岩骨架成分分析显示, 古近纪地层物源均来自弧造山带, 既有大陆切割、未切割、过渡型岛弧来源, 也有再旋回造山带来源。主量、微量、稀土元素分析结果判断物源区构造背景均属于大陆岛弧和主动大陆边缘, 具有安山岩物源区特征。综合分析认为, 本区古近纪物源演化具有一定继承和相似性, 物源主要来自盆内链状岛弧和东部掸邦高地, 喜马拉雅造山带不可能从北部直接提供物源。推测北部喜马拉雅造山带通过伊洛瓦底江从东部进入, 为盆地提供物源。

吉林红旗岭铜镍硫化物矿床是我国第二大岩浆型铜镍硫化物矿床。为查明其岩浆来源、结晶温压条件等, 通过薄片鉴定及电子探针分析方法对红旗岭成矿岩体辉石化学成分特征进行了研究。结果表明:红旗岭单斜辉石全部为普通辉石, 斜方辉石均为古铜辉石;辉石成分变化较大, 普遍富镁贫铁, 总体上表现出低w(TiO₂)、w(Al₂O₃)和w(Na₂O)的特征;单斜辉石Di端元比例变化较大, 具有由富镁向富钙方向演化的趋势, 与世界上一些典型镁铁超镁铁岩体单斜辉石的演化趋势明显不同。红旗岭主要成矿岩体母岩浆属于拉斑玄武质岩浆, 为幔源岩浆, 分异程度较高。辉石温压计算结果表明, 红旗岭主要成矿岩体辉石结晶温度为1 100~1 250℃, 岩体形成深度为12.3~20.7 km。

木吉村铜(钼)矿田位于太行山脉中、北段阜平幔枝构造的北东倾伏端, 涞源哑铃状杂岩体连接处西侧上盘拆离带的次级断陷盆地中, 主要由斑岩型铜(钼)矿、矽卡岩型铁铜矿和外围热液脉型铅锌矿构成, 是河北省目前探明的唯一大型铜(钼)多金属矿田, 找矿远景巨大。鉴于矿床成矿物质来源在研究矿床成因和指导找矿中的重要作用, 对木吉村矿田主要矿床矿石中黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、辉钼矿、磁铁矿、石英和石膏等单矿物进行了硫、铅、碳、氢、氧、硅、铼等同位素测定、对比和分析。结果表明:矿田中硫同位素主值域δ³⁴S=-3.5‰~3.2‰, 主平均值为0.3‰;铅同位素²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb=15.566 0~17.072 0, 平均为16.547 0, ²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb=15.031 0~15.523 0, 平均为15.258 0, ²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb=36.292 0~37.375 0, 平均为36.721 0;碳同位素δ¹³C为-2.94‰~-2.18‰, 平均为-2.62‰;硅同位素δ³⁰Si_NBS-28值域为-0.3‰~0.2‰, 平均0.0‰;辉钼矿w(Re)为(23.65~266.50)×10^-6, 平均值为142.33×10^-6;δ¹⁸O_H2O值为-10.64‰~7.70‰, 极差为18.34‰, 平均值为-1.47‰, 较标准岩浆水值稍低, δD值为-148.4‰~-89.0‰, 极差为59.4‰, 平均值为-113.7‰, 略低于岩浆岩δD值域。从而认为, 木吉村矿田成矿物质主要来源于地球深部, 成矿溶液以岩浆水为主, 部分来自大气降水。

福建连城铜坑钼矿床是近年来在闽西南地区找到的又一处钼矿床。钼矿化在铜坑燕山晚期第一阶段花岗斑岩岩体与晚古生界变质岩接触带内呈浸染状、脉状、透镜状等形态产出。本次研究过程中, 对6件代表性辉钼矿样品进行了Re-Os同位素年龄测定, Re-Os同位素模式年龄值为115.1~116.7 Ma, 等时线年龄为(115.7±1.1) Ma, 由此认为铜坑钼矿床与花岗斑岩的形成时间均为早白垩世, 属燕山晚期构造-岩浆活动的产物。结合矿区外围其他钼矿床同位素年龄数据可以推测, 闽西南坳陷燕山早期大规模钼矿化发生在印支期稳定的台地向活动大陆边缘转变阶段并伴随燕山早期挤压隆升(160~145 Ma), 燕山晚期由挤压向拉张机制转换(125~105 Ma)的构造改造阶段所诱发的岩浆活动是导致钼矿床形成的主导因素。

内蒙古白乃庙铜(钼)矿床是华北板块北缘中段最重要的一个铜(钼)矿床, 矿床由南、北两矿带构成。南矿带矿体主要产于寒武系白乃庙组绿片岩中, 矿体产状与围岩基本一致;北矿带矿体大部分产于花岗闪长岩体中, 部分延进围岩。利用Re-Os同位素定年方法对南、北矿带主要矿段的5件辉钼矿样品进行了成矿时代研究, 结果表明, 辉钼矿样品的Re-Os同位素模式年龄为(435.8±6.0)~(443.0±6.1) Ma, Re-Os同位素等时线年龄为(440.5±4.4) Ma(2σ, MSWD=1.4), 属于早志留世, 与花岗闪长斑岩成岩时代(440.0 Ma)一致。结合区域地质背景和矿床特征, 认为白乃庙铜(钼)矿主成矿期为早志留世, 与早志留世花岗闪长斑岩(440.0 Ma)岩浆侵入关系密切, 又与早古生代古亚洲洋向华北板块强烈俯冲期(446.0~453.0 Ma)相吻合, 但晚于围岩白乃庙组。综合分析认为该成矿事件是早古生代华北板块北缘"沟、弧、盆"体系演化和陆缘增生的产物。

阿万达金矿位于新疆阿克苏市拜城县, 属西南天山造山带, 是一新发现的中型金矿床。在简要总结矿床地质特征的基础上, 通过流体包裹体显微测温和毒砂地温计研究, 详尽地探讨了阿万达金矿成矿流体的演化。研究表明:矿化石英中存在含CO₂的三相和气液两相两类包裹体, 且以后者居多;气液两相包裹体均一温度为188~380℃, 呈双峰式分布, 盐度(w(NaCl))为6.9%~20.7%;含CO₂包裹体的最终均一温度为238~347℃, 盐度为2.8%~7.0%。综合分析认为, 阿万达金矿成矿流体经历了由高温向中低温两个成矿阶段的演化过程。高温阶段, 成矿流体均一温度为270~380℃, 捕获温度为345~420℃, 估算的捕获压力为74~142 MPa(按静岩压力估算成矿深度为2.8~5.4 km), 以中低盐度H₂O-CO₂-NaCl体系为主, 形成高温毒砂及其他硫化物;中低温阶段, 均一温度为188~270℃, 捕获温度为270~304℃, 捕获压力为52~104 MPa, 成矿流体成分向中低盐度H₂O-NaCl体系转变, 沉淀出低温毒砂及其他硫化物。综合阿万达金矿的矿床地质特征以及流体演化特点, 认为其成因类型属中浅成造山型金矿。

结合传统资源储量估算方法垂直断面方法的实际特点, 以Surpac三维地质软件为基础, 建立和实现了三维软件环境下垂直断面资源储量估算方法的流程和相关程序, 并以安徽省某铁矿床为例进行了应用研究。研究结果表明:本次建立的流程和相关程序可以充分利用高精度三维地质环境进行传统方法资源储量估算, 提高估值精度;同时估值结果可用于对三维统计学储量估算方法进行对比验证, 具有十分显著的实用性和应用前景。

阿钦楚鲁二长花岗岩体位于西伯利亚板块东南缘查干敖包奥尤特朝不楞早古生代构造-岩浆岩带中段, 主要岩石类型为中细粒二长花岗岩和中粗粒二长花岗岩。SHRIMP锆石U-Pb同位素定年结果表明, 阿钦楚鲁二长花岗岩的成岩年龄为(296.3±3.8) Ma, 为华力西晚期。岩石地球化学分析结果表明:阿钦楚鲁二长花岗岩富硅, w(SiO₂)为73.48%~74.22%, 过铝质, w(Al₂O₃)为13.63%~14.01%, A/CNK值为1.04~1.10, 碱质含量较高, w(K₂O)+w(Na₂O)为8.08%~8.54%, 里特曼指数(σ)为2.13~2.46, 相对富钾, K₂O/Na₂O值为1.31~1.54, 属高钾钙碱性系列。该岩石富集大离子亲石元素Rb、Sr、Ba和轻稀土元素(LREE), 相对亏损Ta、Nb、Ti等高场强元素, 稀土元素总量为(112.05~130.16)×10^-6, 中等Eu负异常(δEu=0.52~0.65), 稀土元素配分曲线呈现出略微右倾型, 轻稀土较陡, 重稀土较缓, 具有向A型花岗岩过渡的后碰撞高钾花岗岩特征;岩石具有较低的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr初始值(0.703 849~0.704 236)和正的ε_Nd(t)值(4.2~4.3), 反映其物质来源可能主要为幔源岩浆底侵作用形成的新生大陆地壳。基于上述分析研究和构造环境判别, 结合区域对比, 推测阿钦楚鲁二长花岗岩为在岩石圈由挤压增厚向伸展体制转换的动力学背景下, 由于俯冲板片的断离, 造成软流圈上涌和岩石圈地幔的部分熔融, 而部分幔源岩浆底侵到地壳的下部或者呈基性侵入体的形式侵入地壳, 引起上部地壳的熔融而形成后碰撞高钾钙碱性花岗岩。

使用Renishaw System-1000型激光拉曼光谱仪, 研究了大兴安岭北部上古生界泥质岩石碳质物的拉曼光谱特征及其对形成温度的表征, 探讨了拉曼光谱参数与镜质体反射率(R_o)的关系。研究表明:研究区上古生界泥质岩石碳质物不具有石墨的拉曼光谱谱带吸收峰, 揭示了地层的变质程度未达到低绿片岩相。利用此次经过完善建立的拉曼光谱地质温度计, 对大兴安岭北部上古生界泥质岩石变质温度的估算结果主要为270~320℃, 表明研究区上古生界遭受了极低级变质作用, 变质程度属近变质带。依据碳质物拉曼光谱参数与镜质体反射率的相互关系, 估算研究区有机质成熟度的R_o值主要分布为3.03%~4.23%, 与实测R_o值吻合, 表明有机质演化处于过成熟阶段, 泥质岩石具有生烃的能力, 部分层位可能具有形成油气资源的潜力。

在以泥页岩为目标储层的非常规油气藏水平井开发中, 钻遇井壁的稳定性问题突出, 一方面是由于在设计钻井液密度时简单采用各向同性介质模型和Mohr-Coulomb强度准则, 另一方面则是由于选用的钻井液性能欠佳, 难以保证建井全过程的井壁稳定。为此, 将地层视为横观各向同性介质, 采用Mogi-Coulomb强度准则判别岩石基体和层理面的稳定性, 同时考虑泥页岩水化作用对岩石力学强度参数的影响, 建立了水敏性地层井壁稳定分析模型, 分析了坍塌压力随井斜、方位、钻井液性能、钻井时间等因素的变化规律。研究结果表明:对于具有显著层理面结构的泥页岩地层, 采用横观各向同性模型比各向同性介质模型更能描述强度的各向异性;采用Mogi-Coulomb准则比Mohr-Coulomb强度准则得到的坍塌压力值与实际吻合程度更高, 在保证井壁稳定的前提下有利于降低钻井液密度, 实现钻井提速;提高钻井液封堵能力、减小泥页岩吸水扩散能力, 有利于延长坍塌周期。利用东濮、威远、焦石坝等工区多口页岩气水平井的实钻资料对本文方法进行了验证, 证实本文方法确定的钻井液密度窗口下值更能满足安全钻井需求。

首先对作者所建立的基于多孔介质理论的季节冻土水热迁移耦合模型进行数值求解;对模型方程进行修正, 并给出了模型方程中参数的确定方法。然后以长春松原公路段土体为研究对象, 对实际工程中冻结情况下水分迁移的情况进行预测;给定模型边界条件对模型求解, 将结果与野外实际监测结果进行对比。温度变化对比数据表明, 模型可以较好地预测终值情况, 而中间过程的误差较大, 但是趋势基本一致。水分迁移方向及量的对比数据表明, 模型计算结果要小于实测结果, 但是整体上计算结果与实测结果的变化趋势较一致, 且同样是和最终值吻合较好, 误差最小。结果表明, 模型计算结果可较好地模拟参数最终值, 但存在一定误差。

位于浙江天台县蟹山山体内的黑洞洞室群, 以其优越的工程地质条件和完整的岩体结构, 自隋朝以来成为大型古地下采石场。洞室群包括总面积达24 000 m²的21个洞室, 其长轴方向基本沿两组主要地质结构面走向展布。研究显示:总体采石层系上白垩统塘上组(K₂t)第6层灰白色含玻屑熔结凝灰岩;岩体质量指标Q值计算结果为53(I级)。按现代地下洞室设计理念, 其长期稳定最大跨度应不大于50 m, 但实际上5号洞最大跨度达81 m, 可望成为地下人工岩石单洞跨度之最。现场调查发现, 古人在蟹山山脚残留多处地质探洞。古代工匠在洞室开挖过程中遇到断层破碎带时, 采用了近垂直、小断面、高台阶穿越技术方法, 有效保证了不良地质体中无支护开采的安全性和长期稳定性, 这对现代地下工程具有借鉴和工程类比意义。

利用自组织映射(SOM) 聚类模型优化径向基函数神经网络(RBFN)隐层节点的方法, 减小了RBFN由于自身结构问题在地下水水位预测中产生的误差。采用SOM对已有样本进行聚类, 利用聚类后的二维分布图确定隐层节点的数目, 并根据聚类结果计算径向基函数的宽度, 确定径向基函数的中心, 由此建立SOM-RBFN模型。以吉林市丰满区二道乡为例, 采用20002009年观测的地下水位动态资料, 利用SOM-RBFN模型对地下水位进行预测, 验证其准确性, 并分别以5、7、10 a的地下水位动态数据为研究样本建立模型, 考查样本数量对预测结果的影响。研究结果表明:SOM-RBFN模型预测地下水水位过程中, 均方根误差(RMSE)的均值为0.43, 有效系数(CE)的均值为0.52, 均达到较高标准, 因此SOM-RBFN模型可以作为有效而准确的地下水水位预测方法;同时RBF7的RMSE和CE均值分别为0.38和0.68, 结果优于RBF5和RBF10, 这就意味着在模型计算中样本数量不会直接影响预测结果的精度。

常见的碳酸盐岩主要有灰岩和白云岩, 两者的岩溶作用机理不同, 因而常形成不同的地貌格局。在我国西南地区, 若在小范围内有灰岩和白云岩出露时, 往往在山体陡峭的部位出露质纯层厚的灰岩, 而山间平原多出露白云岩。这种地层组合结构致使表层岩溶带的发育具有独特的双重岩性结构。基于兰电堂表层岩溶系统的研究, 发现绝大部分水样的水化学类型均为HCO₃-Ca·Mg型, 其主要阳离子Ca²⁺和Mg²⁺质量浓度的季节动态变化趋势不明显, 但对短期降水稀释效应及森林植被CO₂效应的响应则非常迅速。将降水量小且比较均匀的8、9、10及12月水样的ρ(Ca²⁺)和ρ(Mg²⁺)关系曲线定义为"同比例溶解线", 并用其判别不同降水条件下泉水化学成分差异的成因。另外, 为了研究次生森林生态功能逐步恢复条件下岩溶作用强度的变化趋势, 对近10年来弄拉表层岩溶泉水化学组分进行分析对比, 发现岩溶水化学中主要阴、阳离子浓度均有增加趋势, 也进一步佐证了森林植被的岩溶效应。

选择正确的方法准确计算北方干旱半干旱岩溶区的岩溶碳汇量, 有助于提高我国岩溶碳汇效应估算精度和改进全球碳循环模型。利用水化学径流法和标准溶蚀试片法对山西马跑神泉域的岩溶碳汇量进行了计算, 结果表明, 标准溶蚀试片法计算出的流域碳汇量和碳汇强度为386.15 t/a和1.821 t/(km²·a), 水化学径流法的结果为2 084.08 t/a和9.83 t/(km²·a), 试片法计算结果仅为水化学径流法的1/5。试片溶蚀速率和土壤无机碳质量分数呈负相关关系, 进一步表明土壤无机碳质量分数高(是有机碳质量分数的2.85~5.06倍)是造成试片法计算结果偏小的主要原因:高含量的无机碳在半干旱气候条件下容易沉积, 从而使试片溶蚀速率偏小;流域边界清楚, 水化学和流量易于监测, 利用水化学径流法计算岩溶碳汇强度结果更为准确。因此, 在半干旱地区, 计算岩溶碳汇效应宜采用水化学径流法。

为提高好氧污泥颗粒化速度, 采用微生物絮凝剂, 探讨在好氧颗粒污泥培养过程中微生物絮凝剂的投加方式对颗粒污泥理化性能及生物降解效能的影响。结果表明:微生物絮凝剂每隔2、3、5、7 d投加一次时, 均可培养出成熟的好氧颗粒污泥, 微生物絮凝剂的投加方式对好氧污泥颗粒化的影响较显著;微生物絮凝剂最佳投加方式为每5天投加一次, 此时颗粒化速度快, 颗粒形成时间由未投加的60 d缩短为42 d, 好氧颗粒污泥疏水性好, 污泥体积指数稳定在40 mL/g左右, 沉降速度达35.06 m/h, COD、氨氮和总磷的去除率分别为96.55%、93.29%和87.29%。

天津临港经济区地处滨海, 完全是由填海造陆形成的人工陆地。土壤是港口航道清淤淤泥、近海海沙吹填围海造陆后形成的吹填土, 其性质特殊, 研究吹填土壤中氮磷空间分布对了解该区域环境状况有重要意义。研究发现:天津临港吹填土整体含氮量较低, 按土层深度分布, 平均质量分数为161.73~240.09 mg/kg;含磷量相对丰富, 平均质量分数为355.54~443.27 mg/kg;总氮变异系数较大, 总磷变异系数较小, 氮、磷质量分数主要受不同区域吹填土性质影响。吹填土中有机磷质量分数较少, 平均仅占总磷的3.83%, 吹填土中磷大多以无机磷形式存在, 其相对质量分数从大到小为:钙结合磷(Ca-P) >铁结合磷(Fe-P) >铝结合磷(Al-P) >闭蓄态磷(Oc-P) >碎屑磷(De-P) >交换态磷(Ex-P)。研究表明, 临港吹填土氮、磷质量分数水平对近海环境有潜在富营养污染威胁。

在ArcGIS、ENVI、Excel和FRAGSTATS软件支持下, 利用景观指数中的斑块数量、最大斑块指数、斑块密度、周长面积分维数、聚集度和香农多样性指数, 对1980年、1995年和2010年的吉林市景观格局进行了分析。结果表明:近30年间吉林市斑块数量、斑块密度、周长面积分维数和香农多样性指数呈先增加后减少的趋势, 聚集度呈先减少后增加的趋势, 最大斑块指数逐渐减少;林地景观面积、草地景观面积一直在减少, 湿地景观面积呈先增加后减少趋势, 旱田景观面积逐渐增加。在东北地区气候变化背景下, 吉林市景观格局的变化对该区气候产生了一定的影响, 使该区气温上升、降雨量减少。吉林市景观格局变化与气温、降雨量变化的空间分布格局有较好的对应关系。

完全国产化的航磁全轴梯度勘查系统已开展了测量工作, 并获得了比较理想的梯度数据, 但是如何利用梯度数据进行磁性地质体边界圈定还处于研究阶段。笔者先给出了航磁全轴梯度测量原理;然后着重从利用梯度数据尤其是垂向梯度数据进行岩体边界圈定等方面进行了讨论研究, 认为航磁梯度数据相比于总场数据在地质体边界判断方面可提供更加丰富的地球物理信息;接着提出了梯度数据需要在判断磁性地质体边界上进行化极处理, 并根据垂向梯度数据零值线确定地质体边界的原则, 圈定磁性地质体的边界位置。与实际地质情况的对比表明, 利用梯度数据圈定磁性地质体边界的应用效果比利用总场数据的效果明显。

可控源海洋电磁(MCSEM)勘探中空气波对海底电磁响应的影响已为业界所重视, 它是由水平电偶极子源发射的电磁信号沿空气-海水界面传播与来自海底地层的有效信号相互作用产生的。在浅水域勘探时, 空气波淹没来自地层的有效信号, 使浅水域MCSEM实现油气层识别产生困难。基于层状介质模型, 采用电磁场的模式分解理论导出了半空间电阻率模型的空气波表达式, 利用该式将空气波在海水层的传播近似用海水-空气界面与海底地层之间的多次鸣震表达。结合源和接收器两边电磁场的传播特征, 导出了有限水深时空气波近似关系, 用于近似模拟空气波响应。为了对比不同方法压制空气波的效果, 基于上行波场和下行波场的分解方法, 获得了含油气高阻储层上上行波的异常幅度增大数倍的结果, 显示了波场分解方法压制空气波的良好效果。最后, 利用不含油气层的背景模型和含油气储层模型电磁响应的数值模拟结果, 比较空气波渐近表达和波场分离2种空气波压制方法可知:对于水平层状模型后者效果更好;前者可适用于崎岖海底地层的数据处理, 后者只适用于水平海底地层。

Seislet变换是一种类小波变换方法, 主要根据小波基沿地震同相轴的局部倾角方向来分析数据, 其中, 局部地震倾角的表征是该方法的核心。局部倾角的求取方法有很多种, 但是往往在低信噪比的条件下存在着一些局限。根据共中心点道集中基于时距关系的地震倾角定义, 提出一种适应于低信噪比条件下的倾角求取方法。对比基于时距关系与平面波分解滤波器计算出的局部地震倾角, 结果证明, 该方法能更加准确地表征低信噪比条件下同相轴的倾角信息。将基于时距关系的局部地震倾角用于Seislet框架, 建立表征低信噪比数据的新型Seislet变换方法。在地震数据处理中, 引入语音信号中改进的阈值方法。结合新型Seislet变换, 提出阈值去噪方法, 此方法不但适于地震数据, 而且在提高信噪比方面也优于传统的阈值去噪方法。实际数据处理的结果验证了新型Seislet变换与改进阈值去噪方法的组合能够有效地解决低信噪比条件下的信号提取任务。

噪声分析一直是地震资料信噪比得以改善的重要基础方法。可控震源向地下输入瞬时低能量信号, 易受到可控震源系统内部以及背景中的瞬时脉冲噪声(如电噪声、震动噪声等)的干扰。用于提取有效信号的相关检测方法将脉冲噪声的干扰范围扩大, 严重影响了对可控震源有效信号的提取。为了从理论上分析脉冲噪声对可控震源相关记录的干扰, 通过仿真实验, 系统分析了单点脉冲和多点脉冲噪声对相关记录中可控震源信号的干扰程度和特点。结果表明, 可控震源相关记录中的信号主要受脉冲噪声强度、所在时间位置以及可控震源非相关记录脉冲点数比例三方面因素影响, 脉冲噪声所占记录的比例大于2.5%且平均强度高于100时, 相关检测后的可控震源信号会完全被噪声淹没。

珠江口盆地的低阻油层具有高泥质含量、低电阻率以及低产能的特点, 其真实含油饱和度的确定存在很大的困难。首先分析了区域低阻油层的地质成因, 指出地层束缚水含量高, 以及由此形成的发达的导电网络是导致油层低阻的主要原因;在此基础上, 利用多种适合于泥质砂岩地层的饱和度模型进行计算, 并根据密闭取心资料, 重点分析了在不同地层条件下, 对岩样含油、水饱和度进行脱气校正、压实校正、体积系数校正以及漏失校正的方法;并结合核磁共振测井, 对测井计算的含水饱和度进行标定。结果显示, 低阻油层的含水饱和度平均在70%以上, 且印度尼西亚公式计算的含水饱和度与岩心校正后的饱和度以及核磁束缚水饱和度吻合均很好, 因此印度尼西亚公式是最适合本区域低阻油层的饱和度评价模型。

在辽宁兴城野外实习基地采用ASD光谱仪完成不同岩石样品光谱测试的基础上, 分析了不同类型、不同地质时代的岩浆岩和沉积岩, 及其风化面和新鲜面的光谱曲线特征。兴城野外不同岩浆岩与沉积岩光谱曲线形态相似, 新鲜面和风化面的特征光谱吸收位置相差不大, 但新鲜面的反射率普遍高于风化面的反射率;岩浆岩和沉积岩样品一般在波长为900 nm左右存在铁离子吸收谷;除了在1 400 nm和1 900 nm处有水汽吸收带外, 岩浆岩和沉积岩样品在2 200 nm左右还存在强吸收谷, 而灰岩在2 300 nm左右有比较高的吸收谷, 这也是利用实测光谱进行岩性分类的理论基础。但是, 不同地质年代下的岩石光谱曲线变化并无规律, 更多地与岩石结构、成分和环境因素等相关。这样, 岩石光谱测试及其特征分析可满足研究区岩性识别、矿化蚀变信息提取的需要。

以1975、2000、2007年遥感影像为数据源, 应用RS与GIS技术, 运用动态度模型景观梯度和景观格局指数, 对松嫩流域湿地景观信息进行动态分析。结果表明:松嫩流域湿地总面积从25574.94 km²(1975年)减少到18 152.58 km²(2000年)后增加到25 761.01 km²(2007年), 动态度由-1.21%增加到了5.99%。天然湿地景观梯度(DI)总体呈收缩的趋势, 人工湿地反之, 梯度最高值由37持续增加到了69, 50< DI ≤ 70的高值分布区从无到有, 在2007年共有高值区5处。湿地的香农多样性指数增加了0.210 3, 景观多样性增加, 斑块破碎程度加剧;香农均匀性指数增加了0.097 2, 聚集度指数减少了8.005 1, 湿地景观在空间配置上趋于零碎和分散, 连接程度减少。人工湿地的斑块密度大幅增加, 面积加权的平均斑块分形指数略大, 具有较高的不规则程度。