本文报道了辽东半岛古元古代胶-辽-吉活动带内辽河群变质火山岩和辽吉花岗岩的锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学和地球化学数据。变质安山岩的锆石具典型的岩浆振荡环带结构和较高的Th/U值(>0.5),锆石U-Pb年龄为(2182±6) Ma和(2229±22) Ma,该年龄可代表安山岩的形成年龄。辽吉花岗岩的锆石同样具有典型的岩浆振荡环带结构和较高的Th/U值(>0.3),锆石U-Pb年龄为(2199±10) Ma,代表花岗岩的侵位时代,在误差范围内与辽河群火山岩喷发时代一致,表明辽吉花岗岩并不是辽河群的基底,二者可能为同一次岩浆作用过程的产物。辽东半岛~2.2 Ga岩浆事件的识别及性质,对于正确认识古元古代胶-辽-吉活动带的属性至关重要。结合前人有关辽东半岛前寒武纪岩石的研究成果,本文研究认为胶-辽-吉活动带的形成演化可能与弧-陆碰撞有关。

青藏高原东北缘的祁连山,在早白垩世期间发生明显隆升,受区域性构造运动和白垩纪特殊行星风系的影响,在山前盆地中沉积了一套特殊的碎屑岩序列。兰州盆地下白垩统发育完整,虽然局部被第四系覆盖,但总体出露良好,其特殊的相序单元构成的非常规体系域概念框架下的陆相层序地层学模式,对研究祁连山隆升的沉积学响应及环境效应具有重要意义。兰州盆地下白垩统为河口群,可以识别出5个三级层序(S.1-S.5),包括LAST和HAST两个非常规体系域,冲积扇和河流相粗碎屑沉积构成三级层序的LAST单元,HAST单元由湖泊相细碎屑地层组成。河口群上部地层发育的风成砂岩序列,在一定程度上可以解释为祁连山隆升造成的"焚风效应"产物,对研究祁连山的阶段性隆升特征具有重要的意义。早、晚白垩世之交,祁连山开始快速强烈隆升,兰州盆地整体抬升为剥蚀区,导致研究区缺失上白垩统。因此,兰州盆地下白垩统特殊的层序地层序列,不仅是早白垩世祁连山隆升的物质记录,还为研究早白垩世东亚大气环流格局变化提供了物质基础。

本文基于高分辨率层序地层学及沉积学的相关理论,以汭水河剖面、42口井的岩心资料以及97口井的测井资料为依据,对鄂尔多斯盆地西南部延长组进行了层序地层划分。结果显示,研究区内的延长组可划分为4个长期旋回,11个中期旋回。四次长期旋回的最大湖泛面位置分别对应于长9、长7、长4+5及长1油层组。研究发现盆地西南部地区延长组主要的旋回结构样式包括A/S小于1时,以上升半旋回为主的非对称结构;A/S接近1时,上升和下降旋回均保存完整的对称型结构及A/S大于1时,以下降半旋回为主的非对称结构。从南北向和东西向层序地层年代格架剖面分析可以发现,研究区内延长组内部不存在大型的或者区域性的沉积间断和不整合面,研究区延长组上部由于后期的构造抬升作用而被剥蚀,与上覆侏罗系呈假整合接触。

南堡凹陷盆地内部构造特征复杂,砂体时空分布差异较大。为了明确砂体分布规律,首先对南部缓坡带构造-沉积背景进行研究和岩心相观察,识别了沙一段辫状河三角洲前缘砂体;进而通过对南部缓坡带层序地层格架的建立、沉积学研究和地震地质解释,发现沙一段砂体同时受到顺源和逆源两种同沉积断裂坡折带类型控制。其中,顺源坡折带控制了断槽物源通道的走向,逆源坡折带改变了水流的流向,阻止了砂体的运移。据此,建立了南堡凹陷南部缓坡带沙一段同沉积断裂的控砂模式,得出沙一段砂体具有"沙垒田凸起供砂,断槽物源通道输砂,逆源坡折带阻砂和同沉积洼槽带聚砂"的发育特点。

鄂尔多斯盆地南部延长组长9段为长7段之外另一套富含页岩气层段,然而其资源潜力长期未被重视。通过黄探1井的钻探在长9段发现了高含气量的页岩层段,初步证实了其资源潜力。本文利用黄探1井钻探成果并结合大量邻区钻井资料,对鄂尔多斯盆地南部长9段泥页岩发育特点、有机质丰度、有机质类型、热演化成熟度、岩矿特征、储层物性及含气性等方面开展研究,对其页岩气资源潜力进行了评价。总体认为:长9段沉积时期半深湖-深湖相发育,为油页岩形成提供了良好的沉积条件;长9段总有机碳(TOC)平均质量分数3.98%,有机质丰度高,以偏腐殖Ⅱ₂型混合有机质为主,处于高成熟演化阶段;页岩储层孔隙度与渗透率均较低,成岩矿物以石英和长石体积分数较高。鄂尔多斯盆地东南部延长组长9段页岩气平均含气量高达2.92 m³/t,是鄂尔多斯盆地下一步页岩气勘探开发的有利方向。

二叠系芦草沟组是准噶尔盆地东部地区最重要的烃源岩层系和勘探目的层系之一。2013年中国地质调查局油气资源调查中心在准噶尔盆地南缘博格达山山前带实施的油页岩调查井JZK1井钻探过程中,发现二叠系芦草沟组重油。通过对JZK1重油和岩心样品有机地球化学的测试数据研究表明:二叠系重油原油演化程度适中,主要赋存于岩石裂缝中,且经历过后期生物降解作用;油源对比指示,原油来自于芦草沟组本身,属自生自储型油藏。据此推测西起乌鲁木齐市雅玛里克山,东至奇台的白杨沟,断续延长136 km,宽2~10 km,分布面积约2×10⁴ km²的芦草沟组均为下步油气勘探的有利区。基于钻井和过井地震测线的解释结果,指出存在推覆体上盘和推覆体下盘两个勘探领域,且推覆体下盘的原生油藏领域埋藏深、规模大,是下步勘探重点领域。

以松辽盆地南部大安油田扶余油层致密砂岩样品为研究对象,利用VGStudio MAX强大的CT数据分析功能结合Avizo软件先进的数学算法,建立了大安油田扶余油层致密砂岩多尺度三维数字岩心模型,该模型具有样品无损、结果直观、数据丰富等优势;同时结合环境描电镜(ESEM)、Maps图像拼接技术、铸体薄片、恒速压汞等油气分析测试方法对松辽盆地南部大安油田扶余油层微观孔隙特征进行了定量表征,为进一步开展大安油田扶余油层渗流机理的研究打下了基础。研究表明:微米尺度下,大安油田扶余油层储集空间类型以溶蚀型孔隙和微裂缝为主,不同孔渗的样品孔喉的形态和尺寸有所不同,孔喉形态多为球状和条带状,孔喉分布状态主要有连片状和孤立状两种;纳米尺度下,大安油田扶余油层储集空间类型以矿物颗粒内部或表面的溶蚀孔隙和微裂缝为主,纳米孔喉形态上多呈小球状、管状,微裂缝对纳米级孔隙有很好的沟通作用。喉道半径较窄是造成样品的实测渗透率较低的主要原因。

湖相致密油或页岩油资源量和可采性评价关键问题:一是在什么地方;二是有多少;三是有多少可采出。本文讨论了解决这3个问题的关键性地质技术和理论。湖相致密油勘探层空间分布识别的关键是高有机丰度源岩层段和含油夹层精细识别。利用源岩测井地球化学评价技术可识别出湖相地层中不同w(TOC)区间的源岩层段,利用氢指数(I_H)与w(TOC)的相关性,可实现湖相源岩层非均质性精细表征。湖相致密油勘探层油的赋存形式分为两类:一是致密油勘探层中砂岩、粉砂岩和碳酸盐岩夹层中的油,呈游离态;二是富有机质源岩中的油,包括了吸附态和游离态。吸附油在目前的技术条件下难以开采,现阶段真正有工业价值的是游离油。根据实际地球化学数据可标定出源岩中游离油量和吸附油量模型,从而可计算出游离油量、吸附油量和总原地油量。致密油流动性控制了其可采性,而源岩成熟度和生烃转化率是控制烃类流动性的关键。利用湖相高丰度源岩(w(TOC)>2%)I_H演化可较高精度地标定源岩的成熟度和转化率。以泌阳盆地为例展示了如何从源岩生烃模型和实际岩石热解数据预测页岩油的流动性。

六苴铜矿床是中国南方中、新生代红层盆地中典型的陆相砂岩型铜矿床,具有明显的"金属矿物分带"及"浅色和紫色砂岩过渡带控矿"两大特征。为探讨该矿床流体演化及成矿机制,本文以矿化类型及成矿期次划分为基础,进行了详细的流体包裹体特征、显微测温及成分分析研究。研究结果表明,六苴铜矿床成矿作用主要经历成岩期和改造期两个时期,改造期分早、晚两阶段。两期次的流体包裹体均以纯液相型和富液型盐水包裹体为主,流体均一温度具有先升高后降低的演化趋势,温度范围分别为:96~164℃、108~227℃、94~159℃;而盐度(w(NaCl))差别不大,改造期比成岩期略低,范围分别为2.7%~16.7%、2.1%~13.8%、1.2%~13.5%,总体属中低温-中低盐度盆地卤水。包裹体岩相学观察与激光拉曼气相成分测试表明,成岩期含少量烃类包裹体,而改造期含少量CO₂包裹体。两期包裹体群体成分也有一定差异:挥发分具有从还原性富有机质的CH₄端元向相对氧化的CO₂端元演化的特点;离子成分由富SO₄^2-(-Cl^-)-Ca²⁺-K⁺型向富Cl^--Na⁺型转变。成岩期流体演化形成了砂岩铜矿层状产出的浸染状或纹层状矿(化)体,改造期的构造流体在层状矿(化)体基础上进一步演化形成受构造控制的条带状、脉状富矿体(脉)。

烂纸厂铁矿床是峨眉山大火成岩省玄武岩建造中查明的首例中型规模铁矿床。矿床的形成与玄武岩建造具有密切的时空及成因联系,矿体主要赋存于峨眉山玄武岩下段致密块状玄武岩与玄武质角砾岩接触带附近,产出特征受矿山梁子破火山口构造控制,多层位产出,矿石发育草莓状结构、韵律结构和纹层状构造、条带状构造、致密块状构造、绳状构造、角砾状构造等矿石组构,发育铁质结核和铁碧玉,同生沉积层控成矿特征明显。岩(矿)石主、微量元素分析结果表明,研究区岩浆演化遵循Fenner分异趋势,成矿作用与热水沉积作用有关。地质和地球化学特征表明,矿床成因类型为火山喷发(溢)沉积型陆相火山岩型铁矿床。烂纸厂铁矿床是我国在铁矿找矿勘探类型上的新突破和在峨眉山大火成岩省找矿实践取得的新进展,它的发现打破了在玄武岩建造中不具备寻找成型矿床的固有勘查模式的思想束缚,为相似地质环境寻找铁矿给予了诸多启迪和经验借鉴。

大同岩体位于西昆仑柯冈-库地-其曼于特和麻扎-康西瓦两条蛇绿混杂岩带之间。为进一步了解西昆仑早古生代岩浆弧中某些具体岩石类型、岩浆产生机理、地质意义及成因联系,本文从岩相学、主微量元素地球化学、锆石U-Pb年龄和Hf同位素等方面,对大同岩体中和外围新发现的埃达克质岩石进行了研究。埃达克质岩石由石英二长花岗岩和黑云母二长花岗岩两种岩性组成,呈独立的岩体和大同主岩体中的脉体两种产状,高硅(w(SiO₂)≥60.34%)、高铝(w(Al₂O₃)≥14.73%)、富碱(w(K₂O+Na₂O)≥6.40%)、低镁(w(MgO)≤2.35%),以及高锶(w(Sr)≥504×10^-6)、低钇(w(Y)≤17.20×10^-6)和高Sr/Y(平均为70.88),富集轻稀土元素和大离子亲石元素,亏损重稀土元素和高场强元素,不同程度负Eu异常及Ta、Nb、P和Ti亏损。锆石U-Pb测年显示,埃达克质岩石年龄为(443.6±1.4)~(462.0±1.0)Ma,与大同主岩体的形成年龄相当。锆石ε_Hf(t)为-7.28~4.56(平均-0.84),我们认为埃达克质岩石是由原特提斯洋洋壳及部分洋壳之上的陆源沉积物向南俯冲过程中,发生部分熔融形成的熔体上升过程中与地幔楔橄榄岩反应,最后定位于地壳浅层的结果。通过与大同岩体主岩体对比,对早古生代岩浆弧的形成和演化有了更深入的了解。

对东昆仑造山带五龙沟地区的猴头沟二长花岗岩开展了详细的岩相学、地球化学、锆石U-Pb年龄及Hf同位素的分析测试和研究工作。LA-ICP-MS锆石U-Pb测年表明,猴头沟二长花岗岩的²⁰⁶Pb/²³⁸U加权平均年龄值为(419.0±1.9)Ma,属于晚志留世。岩石地球化学数据表明:猴头沟二长花岗岩属于高钾钙碱性系列的A₂型花岗岩,富SiO₂、K₂O、Y(>33×10^-6)和Yb,贫Al₂O₃和Sr(<100×10^-6),具有强烈的负铕异常;Rb、Th、U、La、Ce、Nd相对富集,Nb、Ta、Ba、Sr、P、Ti亏损。锆石的Hf同位素研究表明,其ε_Hf(t)值为0.2~5.1,对应二阶段模式年龄(T_DM2)为1066~1371 Ma,由此推测花岗岩源区来自中元古代镁铁质下地壳部分熔融。微量元素及其特征比值的构造判别图解表明,猴头沟二长花岗岩形成于早古生代晚志留世东昆仑造山旋回的造山后伸展阶段。据此认为,原特提斯洋在东昆仑地区的最晚闭合时限应该不晚于晚志留世末期(~419 Ma),而不是前人认为的早泥盆世。

各救母岩体位于滇西富碱斑岩带中,属于金沙江-红河富碱侵入岩带的南段。对岩体进行了地球化学特征分析。样品主量元素的分析表明,各救母岩体属中酸性岩,具有高钾、高碱的特征,属于高钾钙碱性或钾玄岩系列;微量和稀土元素的分析表明,该岩体LREE/HREE值和(La/Yb)_N值分别为12.60~19.25和17.02~34.87,属于轻稀土富集型,δEu为0.73~0.98,Eu具轻微的负异常,形成各救母岩体的岩浆应来自于高压环境的上地幔-下地壳,经历了地幔交代作用,并与富碱岩浆进行了混合。各救母斑岩体锆石U-Pb定年(LA-MC-ICPMS)加权平均年龄为(37.91±0.35) Ma(n=27,MSWD=0.99)。研究表明各救母岩体处于印度欧亚大陆的晚碰撞构造转换阶段,亦为后碰撞的早期阶段。

本文对出露于小兴安岭的"晚古生代"红山组和黑龙宫组进行了碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb定年,旨在准确限定红山组和黑龙宫组的沉积时限,并揭示其物源组成。样品中大多数锆石呈自形-半自形,显示典型的岩浆生长环带或条痕状吸收,暗示其岩浆成因。研究结果显示,采自红山组标准剖面泥板岩中的碎屑锆石42个分析点产生以下年龄峰值:747、807、849、903、956、1167和1811 Ma,表明红山组沉积于747 Ma之后;采自伊春地区黑龙宫组泥板岩中的碎屑锆石97个分析点产生以下年龄峰值:700(发生Pb丢失)、805、902、1764、2446和2467 Ma,确定黑龙宫组沉积于805 Ma之后。近年来在该地区"晚古生代"地层中碎屑锆石的定年结果显示普遍存在561 Ma年龄,鉴于红山组和黑龙宫组中缺乏上述锆石年龄组合,认为研究区的红山组和黑龙宫组的形成时代分别为747~561 Ma和805~561 Ma,时代置于新元古代。基于两组碎屑锆石的年龄频数和区域地质年代学资料的对比分析,两个地层单元中出现大量新元古代岩浆锆石,证明研究区可能存在新元古代岩浆事件,岩浆产物为两组地层提供物源;而中-古元古代碎屑锆石的存在,同时暗示该区沉积时地表或地表浅部应存在更为古老的前寒武纪残片。

鄂伦春自治旗老道口闪长质岩体位于兴蒙造山带东段、大兴安岭中北段,原定义为老道口单元的老道口岩体主要由闪长岩、石英二长岩和闪长玢岩组成。锆石SIMS U-Pb定年测定闪长岩年龄为(126.09±0.95)Ma,属于早白垩世岩浆活动的产物,并非前人认为的形成于寒武纪。闪长岩的w(SiO₂)为56.13%~57.91%,w(TiO₂)为0.97%~0.99%,w(MgO)和w(TFe₂O₃)分别为2.00%~2.12%和6.73%~7.41%,Mg^#值为36.00~38.00,w(Na₂O)为4.29%~4.53%,w(K₂O)为1.38%~1.59%,K₂O/Na₂O为0.31~0.37,w(Al₂O₃)为17.95%~18.36%,相对富钠高铝,稀土元素球粒陨石标准化曲线显示其具有富含轻稀土元素(LREE)、贫重稀土元素(HREE)以及Eu(0.85~0.87)弱负异常的特点。老道口闪长岩强不相容元素Th、U、K显著富集和高场强元素Nb、Ta明显亏损,其岩浆源区可能为俯冲流体交代的岩石圈地幔。闪长岩富集Ba、K、Rb、Th、U等大离子亲石元素,高场强元素Nb、Ta、Ti、P等明显亏损,指示了与俯冲作用相关的地球化学特征。结合老道口岩体地球化学特点和区域构造背景,认为该岩体很可能形成于蒙古-鄂霍茨克洋闭合造山后的岩石圈伸展构造环境。

以渤海湾西岸现代岸线附近的NP3、CH110和BT113三个钻孔全新世岩心为研究对象,采用沉积岩石学、AMS ¹⁴C(accelerator mass spectrometry ¹⁴C,加速器质谱¹⁴C)测年、微体生物聚类分析等方法精细判别沉积相,重建渤海湾西岸全新世沉积演化历史,并利用微体生物组合分带对水深变化的指示,定量讨论全新世相对海面变化。结果表明:渤海湾西岸全新世受海陆交互作用影响,经历了沼泽-潮滩-浅海-前三角洲-三角洲前缘-三角洲平原环境的演化过程。全新世初始阶段,研究区中部和北部发育沼泽环境,南部未见沉积,与上更新统河流相沉积呈不整合接触。全新世早期,研究区潮滩环境发育。潮滩层厚度约1 m,历时数百至1千余年。至7000 cal BP前后水深增大,研究区进入浅海环境。约6000 cal BP,沿岸南北两端先后进入三角洲过渡环境,中部三角洲环境约开始于1500 cal BP。渤海湾西岸地区全新世的环境演化同时记录了该地区的相对海面变化:约10000 cal BP前后,渤海湾相对海平面已接近21.3~20.4 m。约8000 cal BP,相对海平面介于18.6~17.0 m。约6000 cal BP时相对海平面低于6.8 m,5000~1000 cal BP,相对海平面高于-2.5 m,1000~800 cal BP,相对海平面介于-1.3~-0.4 m。8000~5000 cal BP时,相对海面上升约15.0 m,上升速率达5 m/1 ka。

为了有效增加地下水资源可利用量,对潜水人工补给方法进行了创新。在分析地下滴灌技术、地下水人工补给方法的基础上,提出建设地下暗管式人工补给系统的具体思路,给出了稳定下渗状态下系统补给量的估算方法;并基于台兰河地下水库实际水文地质条件,计算了修建10 km入渗暗管时系统的补给量。对建设地下暗管式人工补给系统的优缺点、适用条件及其各构筑物的结构设计原理进行了初步探讨。结果表明:地下暗管式人工补给系统可以最大程度地减少表层土壤的含水量及陆面蒸发损失;同时,10 km入渗暗管仅从当年11月至翌年2月入渗水量便可达约220万m³,这可为地下水库人工补给提供有力保障。总之,地下暗管式人工补给系统是水资源高效利用的一种创新模式,对实现水资源合理配置,保障地区用水安全具有重要意义。

针对如何评估大庆徐家围子不同储层干热岩开采潜力的问题,基于徐家围子深井的地质和测井资料,对其深部存在的三种储层情况进行了划分。首先提出了各储层改造方案并建立了三维压裂模型;然后基于储层改造结果,采用水热耦合软件TOUGH2对其进行了换热分析;最终得出了不同储层的干热岩开采潜力。研究结果显示,徐家围子营城组储层是该区目前最适合进行干热岩开采的储层:根据天然裂隙发育程度,可以分为致密储层和天然裂隙发育储层,天然裂隙储层经清水剪切压裂后,采用三垂直井开采模式,最大注入速率30 kg/s,20 a产热量达17000~18500 kJ/s;根据地应力遮挡情况,可以分为遮挡层和无遮挡层,遮挡层和无遮挡层采用传统支撑剂型压裂后,采用三水平井(水平段2000 m)的开采模式,最大注入速率分别为20和32 kg/s,20 a的产热量分别为3500~5350 kJ/s和5600~7760 kJ/s。此外,虽然致密层产出热量远低于天然裂隙发育储层,但传统支撑剂型压裂和水平井技术结合后,致密储层也具有了开采干热岩的潜力。

充气截排水主要依据非饱和渗流理论,通过向坡体后缘压入气体驱除部分地下水,形成非饱和帷幕带,降低土体的渗透性,截排斜坡后缘地下水的入渗,降低潜在滑坡体内地下水位。多孔介质的多相渗流问题相当复杂,模拟技术往往是有效的研究方法。笔者以试验得到的地下水位及渗流量为基础进行数值反演分析,得到土质参数,构建数值计算模型,研究不同充气位置对边坡潜在滑坡区地下水位的影响。结果表明:在坡体后缘压入气体能够降低潜在滑坡区的地下水位线;在坡体后缘充气时,充气点放置在距离潜在滑坡区较近的位置时,截排水效果更好;充气点充气压力越大,潜在滑坡区的地下水位线下降得越多;选择充气点深度时,宜选择较深的充气深度,这样能够选择较大的充气压力。

为减轻季节性干旱对吉林西部农业生产造成的影响,以吉林西部6个气象站1957-2010年的月降水量资料为基础,采用标准化降水指数(SPI)作为气象干旱指标。利用Daubechies小波分析法、重标极差分析法(R/S)和干旱频率法对吉林西部SPI时空演化特征进行了研究。结果表明:研究区各站点冬旱整体上有减轻趋势,而秋旱有加重趋势;各站点气象干旱状况呈现出持续性特征,乾安(夏季和秋季)、前郭(夏季)、通榆(春季、夏季和秋季)、长岭(夏季)干旱持续性更加强烈。研究区春旱高频区为扶余,夏旱高频区为扶余和白城,秋旱高频区为白城、通榆、乾安、前郭和长岭,冬旱高频区为扶余、长岭和白城。研究结果可为吉林西部防旱减灾提供参考。

为了了解岩溶区石灰土中重金属Cd形态分配特征及富集情况,在桂林毛村采集了3种处于不同发育阶段的黑色、棕色和红色石灰土进行研究。通过原子光谱仪测试了Cd质量分数,运用改进的Tessier分析法测定了3种石灰土中Cd的可交换态(EXC)、碳酸盐结合态(CAB)、铁锰氧化物结合态(OXI)、有机结合态(ORG)、残渣态(RES)5种形态,并对其指示意义及风险进行了分析与评价,结果表明,3种石灰土中Cd质量分数从大到小依次为早期黑色石灰土、中期棕色石灰土、晚期红色石灰土。形态测试结果表明:黑色石灰土和棕色石灰土中Cd形态以铁锰氧化态和残渣态为主,占土壤Cd质量分数的63%以上,且5种形态质量分数从大到小顺序均为铁锰氧化态、残渣态、可交换态、碳酸盐结合态、有机结合态;红色石灰土Cd形态以残渣态为主,占土壤Cd质量分数的76%,形态分配特征从大到小为残渣态、铁锰氧化态、可交换态、碳酸盐结合态、有机结合态。Cd稳定度和富集程度评价结果表明:在黑色石灰土、棕色石灰土和红色石灰土中Cd稳定度逐渐减小,环境二次释放风险逐渐降低;富集程度从大到小依次为黑色石灰土、棕色石灰土、红色石灰土,其中Cd在黑色石灰土中呈显著富集状态,在棕色石灰土中呈中度富集状态,在红色石灰土中呈轻微富集状态。潜在生态风险评价和健康风险评价结果表明,由早期黑色石灰土到中期棕色石灰土和晚期红色石灰土,土壤中Cd的生态风险和健康风险均逐渐降低。研究结果可为岩溶区土壤重金属Cd污染修复与治理提供基础数据。

为了更好地掌握大气中PM2.5浓度的变化规律,利用EEMD-SVR混合模型对该地区的PM2.5浓度值进行了短期预测。首先,通过采用整体经验模态分解(EEMD)方法分析北京市PM2.5,把原始时间序列分解成多个固有模态函数和趋势项;然后,对各阶固有模态函数进行周期性分析,揭示了北京市PM2.5的周期性变化特点;最后,对经过EEMD分解后的各阶固有模态函数和趋势项用支持向量机回归(SVR)方法进行预测。结果表明, EEMD-SVR混合模型比单一的SVR模型预测精度更高。

全面采集并分析我国首个航空地球物理综合实验场(大井坡实验场)的地质和地球物理特征,综合地质、地形、遥感、磁、重力和电磁等资料,在试验场内选取3条典型剖面,以电阻率测深剖面为约束,采用多边形2.5D棱柱体模型组合法建立典型剖面地质-地球物理模型;对剖面进行重、磁联合正反演,并通过剖面与平面相互验证的方式,开展重、磁、电综合解释研究。通过研究,全面掌握了试验场内断裂及岩性构造的分布规律,试验场被中部近EW向和北部呈NEE向展布的两条断裂分割成南部褶皱区、中部断隆区和北部坳陷区3个区域,为试验场综合解释填图提供了依据和约束条件。

由于受到空气波的影响,浅海海洋可控源电磁数据对海底储油层的反映较弱,如何对浅海数据进行处理和解释一直是海洋电磁理论研究的热点。随着近年来海洋电磁理论的不断完善,浅海数据已经可以被较好地处理与反演,但是其解释水平仍然受基本理论研究不足的制约。针对这一现状,本文开展了海底电各向异性对浅海数据影响规律的研究。具体方法为:利用欧拉旋转建立不同的海底电性各向异性模型,然后采用交错网格有限差分法计算浅海海洋可控源电磁响应,最后通过分析同线情况下电场E_x分量的振幅和相位曲线特征以及海底电场及电流密度分布规律,分析各向异性对浅海海洋可控源电磁响应影响的物理机制,并讨论浅海各向异性情况下海洋电磁对高阻储油层的识别能力。得出的结论为各向异性介质中的浅海海洋电磁响应特征与深海有较大区别,在进行数据的处理、反演和解释时应区别于深海情况。

地震信号在地下传播时会受到地层吸收衰减的影响,从而降低了地震资料的分辨率。因此地震波吸收衰减补偿是地震资料处理中的一项重要环节。本文研究的地层吸收衰减补偿方法主要基于局部时频变换(LTFT),该方法能够调节选取谱分解的频率范围和频率采样间隔,解决了短时傅里叶变换固定时窗和小波系数无法提供波形频率的精确估计值问题,适用于非平稳地震信号的时频分析。在求取地层Q值的方法中,频谱比值法具有高效简单的特点,有着广泛的应用范围。本文假设地下介质为层状变Q模型,使用局部时频变换将信号转换为时频域,通过频谱比值法求出各层的Q值,最后根据Kolsky衰减模型来补偿地震信号。理论模型测试和实际资料处理的结果表明,本文提出的方法能够有效恢复衰减信号,提高地震资料的分辨率。

2010年1月24日,山西省河津市发生了M_S 4.8级地震,在此之前,山西临汾地震台VP型宽频带倾斜仪2009年的观测数据清晰地记录到与实验室岩石破裂失稳过程类似的图像:4-7月观测数据以准线性变化为主;8月出现偏离线性的非线性变化;10月达到峰值点之后开始缓慢下降,此阶段即亚失稳阶段;12月出现加速下降;12月21日转平。转平之后35 d距离观测台站89 km处的河津市即发生了M_S 4.8级地震。在准线性阶段(岩石破裂实验的应力积累阶段),发震断层及附近的Benioff应变曲线也出现同步加速现象。这表明临汾地震台VP型宽频带倾斜仪所记录的亚失稳态现象是来自震源的信息。实验室观测到的亚失稳现象可在野外观测数据中得以验证。

对于注水开发多年,尤其是多次采取增产增注措施后的油藏,如何准确地判定低渗透非均质储集层渗流特征及其演化规律,难度比较大。针对火烧山低渗透裂缝性油藏,根据不稳定试井曲线识别储层模型,分析了不同开发阶段储层渗流系统的演化规律。由于火烧山油田天然裂缝发育,而且多数井采用压裂方式进行投产,开发初期储层模型主要表现为人工裂缝或双孔模型。开发过程中,随着地层压力的降低及调剖堵水措施的实施,油井渗流特征往单孔模型转变、注水井渗流系统向径向复合模型转变;渗流系统的演化改变了储层的有效渗透率,使其整体上呈现降低的趋势。储层初期有效渗透率场与油井水窜特征基本吻合,有效渗透率的逐步下降与油藏含水上升速度的下降基本吻合,从而为油藏下一步开发调整可行性评价提供了重要依据。

通过对塔里木河下游MISR卫星多角度观测数据的不同组合构建多角度数据集,探索多角度观测与传统垂直观测对土地利用覆被遥感制图效果的影响,分别使用SVM(支持向量机)与传统的MLC(最大似然分类法)作为分类器,对分类后得到的混淆矩阵进行分析。结论证实:无论是使用传统的MLC还是SVM作为分类器,多角度观测都取得比垂直观测更高的总体分类精度;MISR近红外波段虽然分辨率较低,但依然含有丰富的信息,对地表覆被的分类有重要影响;无论使用哪一数据集,SVM法都能获得更高的分类精度;不同相机对分类结果的影响各不相同,其中C、D相机的作用更重要。