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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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2016年, 第46卷, 第5期 刊出日期:2016-09-26
地质与资源
华北板块北缘中二叠统于家北沟组植物化石及其大地构造意义
孙跃武, 丁海生, 刘欢, 张德军, 公繁浩, 郑月娟
吉林大学学报(地球科学版). 2016 (5):  1268-1283.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.201605101
摘要 ( 600 )   [HTML] ( ) PDF(11915KB) ( 560 )  

通过对内蒙古赤峰市广兴源乡于家北沟组模式剖面植物化石和安山质晶屑岩屑凝灰岩锆石U-Pb同位素年代学的研究,结合动物化石的分析,确认于家北沟组地质时代为中二叠世。于家北沟组植物化石以Gigantonoclea hallei Asama、Fascipteris sinensis Stockm. et Math.、Pecopteris taiyuanensis Halle、Pterophyllum daihoense Kaw.等众多华夏植物群典型分子为特征,属于典型的华夏植物群。目前,在中二叠世植物群中,从未发现有华夏和安加拉两大植物群的混生现象,这一事实进一步表明,中二叠世横亘于华北板块和佳蒙地块之间的古亚洲洋尚未闭合,在植物地理分布上起着重要的阻隔作用。

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渤海湾盆地潍北凹陷孔三段中基性火山岩储层特征及控制因素
曲长胜, 邱隆伟, 李文涛, 师政, 王巍
吉林大学学报(地球科学版). 2016 (5):  1284-1296.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.201605102
摘要 ( 472 )   [HTML] ( ) PDF(7148KB) ( 330 )  

在综合火山岩岩心观察、薄片鉴定、测井资料、地震资料分析的基础上,从火山岩岩性、岩相特征、孔隙类型、储层物性等方面研究了潍北凹陷孔三段火山岩储层特征,分析了火山岩储层储集空间类型、物性特征和储层物性的主要影响因素。研究结果表明:区内火山岩为中基性火山岩,以玄武岩为主,偶见少量火山碎屑岩,主要为火山角砾岩;岩相类型主要包括溢流相、火山通道相和火山沉积相等类型,以喷溢相最为发育;火山岩的分布受深大断裂和古地形共同控制,具垂向多期叠置、平面分布广泛的特点。储集空间类型分为孔隙和裂缝,以原生气孔、杏仁体内孔、构造裂缝和风化溶蚀缝等为主。储层物性受火山岩的岩相、构造活动、风化淋滤作用和矿物充填作用的影响。火山溢流相上部亚相原生孔隙最发育,但多彼此孤立存在,在多期构造运动和风化淋滤等作用下火山岩储集性能够得到极大改善,裂缝、孔隙叠合发育的火山岩是有效火山岩储层。

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冀西北赤城-宣化盆地土城子组沉积特征及盆缘构造分析
刘晓波, 刘少峰, 林成发
吉林大学学报(地球科学版). 2016 (5):  1297-1311.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.201605103
摘要 ( 525 )   [HTML] ( ) PDF(8631KB) ( 439 )  

为了揭示华北北部晚侏罗世沉积盆地性质,对赤城-宣化盆地中土城子组沉积特征及盆缘构造进行了研究。通过对土城子组沉积特征研究表明,土城子组中-下部为一套河湖相沉积,上部为一套冲积扇粗碎屑沉积;土城子组砾岩成分系统统计分析显示,赤城盆地与宣化-下花园盆地具有相似岩屑岩性相旋回,反映源区具有相同或相近的蚀顶过程。研究区晚侏罗世盆地中土城子组充填特征及盆缘构造特征表明,土城子组形成于挤压构造背景,土城子组沉积时期盆地受控于盆缘逆冲断层。大地构造背景暗示,赤城-宣化盆地晚侏罗世-早白垩世期间,古太平洋板块向NW方向的俯冲作用与尚义-赤城断裂向南逆冲并伴随右旋走滑作用是土城子组沉积时期盆地格局形成的重要控制因素。

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花岗岩潜山储层裂缝建模表征方法——以渤海花岗岩潜山A油田为例
张雨晴, 王晖, 范廷恩, 宋来明, 聂妍, 梁旭, 陈飞
吉林大学学报(地球科学版). 2016 (5):  1312-1320.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.201605104
摘要 ( 566 )   [HTML] ( ) PDF(5192KB) ( 341 )  

花岗岩潜山油气藏在世界范围内并不多见,当前对其表征还未形成系统完善的研究方法;同时,由于储层受风化、构造多种作用改造,导致储层内部孔、缝、洞并存,具有极强的非均质性,对其表征存在一定的难度。为此本文以渤海大型花岗岩潜山A油田为例,提出了一套花岗岩潜山储层建模表征方法。首先从成因分析入手,引入地貌学分析方法,通过地貌演化特征分析,确定裂缝发育主控因素,在此基础上建立不同成因的裂缝分布趋势体。其次,以井点统计的裂缝特征参数为先验信息,以裂缝分布趋势体为平面约束,建立DFN模型,并对其进行“等效”得到裂缝属性模型。最后,采用动静态资料对裂缝属性模型进行优选,严格控制模型质量,最终得到符合地质认识的裂缝模型。

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临南洼陷沙三段孔隙度控制因素分析与定量模型
邱隆伟, 师政, 付大巍, 潘泽浩, 杨生超, 曲长胜
吉林大学学报(地球科学版). 2016 (5):  1321-1331.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.201605105
摘要 ( 466 )   [HTML] ( ) PDF(3947KB) ( 383 )  

利用物性数据分析、铸体薄片鉴定、扫描电镜观察、图像分析技术等手段,探讨了临南洼陷沙三段砂岩储层孔隙度控制因素,并运用灰色关联等研究方法量化各因素的影响程度,最终建立储层孔隙度综合预测模型。结果表明,控制临南洼陷沙三段砂岩储层孔隙度的因素包括与沉积相关的粒度因素和分选因素,以及与成岩相关的压实因素、胶结因素和溶蚀因素。在限定压实条件下,孔隙随埋深的变化和岩石粒度、分选系数具相关性;粒度较粗的储集层物性相对较好,且分选性对原始物性的影响要大于粒级的影响;碳酸盐岩胶结物质体积分数大于5%时,孔隙度与碳酸盐岩体积分数呈负相关;以长石颗粒溶蚀为主的溶蚀作用具有明显的增孔效应;随着黏土矿物含量增高,孔隙度逐渐降低。运用灰色关联法量化各项地质参数对储层孔隙度的影响,进而在设定现今储层孔隙度为正常埋藏压实保存孔隙度与其他成岩作用对孔隙度贡献的叠加的前提下,建立了孔隙度综合预测的数学模型。经17组数据的验证,该预测方法的准确率可达90.5%。

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基于AFM表征的页岩孔隙特征及其与解析气量关系
白永强, 刘美, 杨春梅, 姜振学
吉林大学学报(地球科学版). 2016 (5):  1332-1341.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.201605106
摘要 ( 574 )   [HTML] ( ) PDF(1262KB) ( 462 )  

页岩储层的孔隙结构影响着页岩气的储集特性。为了较为真实地反映样品表面孔隙三维结构,著者选用原子力显微镜研究页岩微-纳米孔隙特征。以重庆市涪陵地区焦页1井(JY1)和渝参4井(YC4)典型样品为研究对象,用原子力显微镜表征岩样的微观结构,获取岩样的三维形貌图,分析岩样的孔隙分布特征和储集空间特征,构建代表岩样孔隙特征的参数。分别比较相同井号不同井段之间的特征参数差异和不同井号之间的特征参数差异,从而定量描述岩样的形貌特征。结合样品提取现场解析气量数据,建立JY1、YC4样品的解析气量与特征参数之间的关系。结果表明:JY1样品的储集空间密集,孔隙占的空间相对多,其微观结构更有利于气体的吸附和储集;结合两口井取心现场解析页岩气量分析发现,JY1、YC4样品的空间起伏度FDI与现场解析气量均呈现正相关关系。

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青海湟中县三岔金矿流体包裹体特征及矿床成因
张延军, 孙丰月, 李碧乐, 李良, 陈扬
吉林大学学报(地球科学版). 2016 (5):  1342-1353.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.201605107
摘要 ( 859 )   [HTML] ( ) PDF(4631KB) ( 326 )  

三岔金矿位于中祁连新元古代-早古生代中晚期岩浆弧带,是一个陆块与岩浆弧叠置的构造单元。本文在详细的野外矿床地质研究的基础上,开展了与金成矿密切相关的各期流体包裹体岩相学、显微测温、包裹体成分的LRM、碳-氢-氧同位素等方面的分析对比研究工作。结果表明:早期成矿阶段的隐爆石英角砾岩流体包裹体发育气液两相、含子矿物三相和富液相CO2包裹体,均一温度集中于200~280℃,盐度(w(NaCl))集中于6.00%~18.00%,密度集中于0.64~0.73 g/cm3;主成矿阶段的黄铁绢英岩主要发育气液两相包裹体,均一温度集中于160~240℃,盐度为2.00%~6.00%,密度为0.80~0.95 g/cm3;晚期的石英脉阶段主要发育气液两相包裹体,均一温度主要集中在120~190℃,盐度为2.00%~6.00%,密度为0.76~0.86 g/cm3。碳-氢-氧同位素组成揭示三岔矿床的成矿流体早期主要以岩浆水为主,至演化后期,成矿流体有大气水加入;硫同位素研究反映了成矿物质深源性特征。因此,认为三岔矿床属中温热液脉型矿床。

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内蒙古额尔古纳地区八大关铜钼矿床流体包裹体特征与成矿时代
王晰, 段明新, 任云生, 侯召硕, 孙德有, 郝宇杰
吉林大学学报(地球科学版). 2016 (5):  1354-1367.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.201605108
摘要 ( 928 )   [HTML] ( ) PDF(6340KB) ( 370 )  

八大关铜钼矿床为内蒙古额尔古纳地区发现较早但研究程度较低的典型斑岩型矿床。为确定其成矿机制、形成时代和构造背景,对主成矿阶段矿石脉石英中的流体包裹体开展了岩相学、显微测温、气相组分的激光拉曼光谱分析,利用LA-ICP-MS锆石U-Pb法和辉钼矿Re-Os法分别测定了成矿石英闪长斑岩体和铜钼矿石的同位素年龄。结果表明:八大关铜钼矿床成矿流体为中高温、中低盐度、中低密度的NaCl-H2O-CO2±CH4流体体系,流体的沸腾作用是矿床形成的重要机制;成矿石英闪长斑岩体的锆石U-Pb同位素年龄的加权平均值为(217.6±2.6)Ma,矿石中辉钼矿的Re-Os模式年龄为(222.4±3.3)Ma,因此八大关矿床的成岩成矿作用发生于晚三叠世。综合本文获得的成岩成矿年龄及前人在区域构造演化方面的研究资料认为,八大关矿床形成于与洋壳俯冲有关的活动大陆边缘构造背景,与蒙古-鄂霍茨克洋向南俯冲所引起的构造-岩浆活动具有密切的成因联系。

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西天山卡特巴阿苏矽卡岩型-破碎带蚀变岩型金铜矿床地质特征
刘云华, 李真, 莫宣学, 黄玉, 李云涛, 韩一筱
吉林大学学报(地球科学版). 2016 (5):  1368-1382.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.201605109
摘要 ( 514 )   [HTML] ( ) PDF(11443KB) ( 428 )  

卡特巴阿苏金铜矿床是新疆西天山近年来发现的特大型金铜矿床之一。本文对卡特巴阿苏金铜矿床矿体产出特征、矿石矿物组成及结构构造、围岩蚀变、成矿作用期次等进行了研究,对矿床的控矿因素进行了分析。通过对矿床野外地质特征研究,结合岩矿分析结果表明,矿体主要产于二长花岗岩中,受破碎带节理构造系统及岩体与大理岩地层接触带控制。节理系统中矿体为脉带状,矿石主要为细脉状、细脉浸染状、团斑状构造,蚀变以钾化、硅化、绢云母化、绿泥石化为主。岩体与大理岩地层接触带的矿体呈透镜状、似层状、巢状、串珠状,矿石主要为致密块状构造、脉状构造,蚀变以钙铝榴石化、透辉石化、透闪石-阳起石化、绿帘石化为主。矿区具有两期成矿作用,分别与二长花岗岩和闪长质岩脉有关,在空间上具有一定程度的叠加。矿床受地层、构造、岩浆作用的多重控制,为矽卡岩型-破碎带蚀变岩型矿床,研究成果为区域找矿提供了方向。

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大兴安岭北部新林地区大乌苏混杂岩锆石U-Pb年代学、地球化学及其地质意义
刘玉, 孙加鹏, 王献忠, 张文强, 杨华本, 梁中恺, 徐立明
吉林大学学报(地球科学版). 2016 (5):  1383-1405.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.201605110
摘要 ( 488 )   [HTML] ( ) PDF(16373KB) ( 479 )  

新林地区位于大兴安岭北部,处在塔源-新林-喜桂图断裂之上,西侧为额尔古纳地块,东侧为兴安地块。前人研究认为本区的“倭勒根群”为有序地层,通过野外观察及综合分析,认为本区地层是经历了多期次的变质变形作用,由多个构造岩块堆叠和拼贴起来的非史密斯地层单位。对新林地区大乌苏混杂岩的基质及岩块进行了碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb定年。测试结果显示,岩块中细碧岩的岩浆结晶年龄为(477.3±2.7)Ma,基质中变质石英砂岩的最小峰值年龄为468 Ma,限定其沉积时间为早奥陶世。而本地区二长花岗岩测年的结果为300 Ma,综合文献资料并结合本区构造特点,认为大乌苏混杂岩实际上是一套时间跨距从早奥陶世到晚石炭世的非史密斯地层。地球化学特征上,蛇绿岩残片低SiO2,属钙碱性或拉斑玄武岩系列玄武岩;稀土元素球粒陨石标准化图解中Eu无异常或弱正异常,稀土元素总量变化较大;在微量元素原始地幔标准化图解中,富集Ba、K、Sr等大离子亲石元素,相对亏损Nb、Ta、Zr等高场强元素。可以推测在兴隆-呼玛弧后盆地进一步拉伸过程中,本区形成具有洋壳性质的大洋,同时在岛弧上形成细碧-角斑岩及中基性火山岩,在弧前形成砂泥质浊积岩。

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大兴安岭北部凤凰山地区英云闪长岩地球化学特征与锆石U-Pb定年
郭宇飞, 杨言辰, 韩世炯, 谈艳, 薄军委
吉林大学学报(地球科学版). 2016 (5):  1406-1417.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.201605111
摘要 ( 488 )   [HTML] ( ) PDF(8823KB) ( 290 )  

凤凰山地区位于大兴安岭北部额尔古纳地块和兴安地块过渡带,该区广泛分布着前寒武纪变质岩系组成的兴华渡口群古老块体。本次研究发现凤凰山地区内还有古老的侵入体——英云闪长岩,零星分布于前寒武纪结晶基底内。本文以凤凰山地区英云闪长岩为研究对象,进行了岩石的主、微量元素测试和LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素定年。岩石地球化学特征显示,英云闪长岩属于过铝质钙碱性岩石系列岩石,富集Rb、K等大离子亲石元素(LILE),亏损Nb、P、Sr、Ta、Ti等高场强元素(HFSE),呈中等负铕异常(δEu=0.64~0.69),表现出火山弧花岗岩的特征。英云闪长岩的锆石呈长柱状,具有清晰的环带,显示出岩浆锆石的特征,其LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为(807.7±2.2)Ma,表明其侵位时代为新元古代。结合区域构造演化史,认为该地区新元古代英云闪长岩的形成受Rodinia超大陆裂解-碰撞影响,是额尔古纳地块和兴安地块过渡带地壳增生的产物。

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吉林中部小蜂蜜顶子组火山岩的形成时代及其地质意义:锆石U-Pb年代学和Hf同位素组成证据
张海洪, 许文良, 王枫, 曹花花
吉林大学学报(地球科学版). 2016 (5):  1418-1429.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.201605112
摘要 ( 571 )   [HTML] ( ) PDF(4037KB) ( 372 )  

本文对出露于吉林省中部地区的小蜂蜜顶子组标准剖面的流纹岩(样品号:JH21-1)和非标准剖面小蜂蜜顶子组的安山岩(样品号:JX1-1)进行了锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学以及Hf同位素组成研究。2个样品中的锆石均呈自形-半自形,CL图像上显示条痕状吸收或典型的岩浆振荡生长环带,结合其Th/U比值(0.27~0.81),均暗示了它们的岩浆成因。定年结果表明:流纹岩(JH21-1)中锆石206Pb/238U加权平均年龄为(192±2)Ma (MSWD=4.8),其形成于早侏罗世;安山岩(JX1-1)中锆石206Pb/238U加权平均年龄为(172±1)Ma (MSWD=0.27),表明其形成于中侏罗世。前者与标准剖面时代一致,后者与小蜂蜜顶子组并非同一套火山岩。而2个样品中锆石的Hf同位素组成较为均一,εHft)值为+5.25~+9.37,二阶省模式年龄为803~1 177 Ma,暗示它们起源于中-新元古代新增生陆壳物质的部分熔融。综上所述,吉林中部地区侏罗纪岩浆事件至少可以划分为两期——早侏罗世和中侏罗世,结合区域构造演化历史,可以认为吉林省中部地区早-中侏罗世火山岩的形成应与古太平洋板块俯冲于欧亚大陆之下的地质作用相联系。

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内蒙古乌拉特中旗德岭山地区石英闪长岩的锆石U-Pb年龄及地质意义
李剑波, 王保宏, 杨亮, 景耀祖, 陈利珍
吉林大学学报(地球科学版). 2016 (5):  1430-1439.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.201605113
摘要 ( 504 )   [HTML] ( ) PDF(4158KB) ( 300 )  

内蒙古乌拉特中旗德岭山地区石英闪长岩位于华北克拉通北缘中段晚古生代构造岩浆岩活动带中,对其进行了同位素地质年代学和地球化学研究,探讨了石英闪长岩形成时代和构造背景。利用锆石LA-MC-ICP-MS U-Pb法测得石英闪长岩的年龄为(278.1±1.6)Ma,表明其形成于早二叠世。其地球化学特征显示:属准铝质高钾钙碱性-钙碱性系列,I型花岗岩类;富集轻稀土(LREE)、大离子亲石元素(K、Rb、Sr),亏损高场强元素(Th、Ta),Eu异常不明显(δEu=0.61~1.46),形成于大陆活动边缘构造环境,是壳幔部分熔融的产物。结合区域上岩浆活动带出露的石英闪长岩地质特征,根据索伦山蛇绿岩带的出露位置和本区石英闪长岩产出的大地构造位置、形成环境及侵位时代,认为德岭山地区石英闪长岩的侵位反映了古亚洲洋俯冲消减于华北板块北缘之下及岩浆混合作用的岩浆事件。

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大兴安岭北段伸展构造
刘勃然, 李伟, 张守志, 彭甜明, 冯志强
吉林大学学报(地球科学版). 2016 (5):  1440-1448.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.201605114
摘要 ( 444 )   [HTML] ( ) PDF(2155KB) ( 496 )  

本文对大兴安岭北段额尔古纳七卡地区发育的大型区域伸展滑脱构造开展了详细的研究,并系统地总结讨论了大兴安岭地区伸展构造及其与大兴安岭隆升的成因联系。查明七卡伸展构造带总体走向NE,滑脱面倾向NW,变形为具有减薄特征的简单剪切应变,发育SL构造岩,运动指向标志J显示向NW的伸展滑脱。结合区域上嫩江科洛伸展构造、嘎啦山伸展构造和磋岗伸展构造的对比研究表明,大兴安岭地区的伸展构造应该是区域伸展作用的产物,形成时间为早白垩世。随着大规模区域伸展作用,大兴安岭地区发生强烈的岩浆底侵,导致大兴安岭快速隆升,从而使其形成东侧向SE和西侧向NW方向滑脱的伸展构造。

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豫北平原全新世孢粉记录气候变化与古文化演替
李贶家, 顾延生, 刘红叶
吉林大学学报(地球科学版). 2016 (5):  1449-1457.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.201605115
摘要 ( 558 )   [HTML] ( ) PDF(3041KB) ( 467 )  

14C测年和岩石学的基础上,对豫北平原全新世钻孔沉积物孢粉分析,发现了蒿属、藜科、禾本科、菊科、莎草科、香蒲属6大科属草本,桦属、栎属、榆属3大科属阔叶类,以及裸子植物和蕨类各2种。孢粉含量具有6阶段的组合特征,分别对应6个时期的古气候与古环境演化:10 200~8 200 cal BP,气候冷湿,8 200 cal BP处指示了一次较大的降温事件;8 200~4 000 cal BP,温湿条件有波动,整体上显示了全新世中期整体暖湿气候的特征;4 000~3 300 cal BP,湿度较4 000 cal BP时降低,气候由冷湿向冷干转变;3 300~2 400 cal BP,整体呈寒冷干旱的气候特征;2 400~1 350 cal BP,温度小幅回升,降水增加,气候变暖变湿;1 350 cal BP迄今,温度小幅回落,气候较为干凉。总体上呈“凉湿-暖湿-凉干”的变化特征,各对应时期的裴李岗文化、仰韶文化和龙山文化分别呈现出“欠兴旺-兴旺-衰落”的景象。全新世气候的变化对古文化的兴衰演替有着决定性的影响。温度和湿度升高时期,受水热配置影响,喜湿热动植物增多,植被茂盛,原始农牧业生产力上升,物质相对丰富,人口增加,文化遗址单个规模、密度增大,显示出古文化兴旺的景象;反之,原始农牧业生产力下降,物质相对匮乏,文化遗址单个规模、密度相对变小,显示出古文化衰落的景象。本文研究结果初步表明中原地区中、晚全新世古气候变化与古文化兴衰之间有着很好的耦合关系。

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地质工程与环境工程
顶管施工引起土体变形的计算方法及应用
潘建立
吉林大学学报(地球科学版). 2016 (5):  1458-1465.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.201605201
摘要 ( 637 )   [HTML] ( ) PDF(1119KB) ( 360 )  

顶管施工技术已经广泛用于给排水管道和小直径隧道工程中,同时其施工扰动引起的土体变形问题也越来越受到重视。顶管施工引起周围土体变形的主要因素有:刀盘正面附加推力、顶管机及后续管道与土体之间的摩阻力、注浆压力和土体损失。针对上述影响因素,分析各影响因素单独作用产生的土体变形,然后叠加得出土体总变形计算公式,最后结合港珠澳大桥珠海连接线工程中0#试验管的工程实例分析了其适用性。工程实例分析结果表明:土体损失、注浆压力和顶管机与土体间摩阻力产生的最大土体变形分别为-8.000、2.500和±2.020 mm,这三者是引起土体变形的主要因素;而正面附加推力和后续管道与土体摩阻力产生的最大变形量分别为±0.075和±0.230 mm,影响程度不显著。与Peck公式对比,本文公式除了在最大沉降值处偏差较大以外,其他位置土体变形比Peck公式更接近实测值。

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河西寒旱区盐渍土地层温湿度变化模式
赵天宇, 张虎元, 严耿升, 李锦
吉林大学学报(地球科学版). 2016 (5):  1466-1474.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.201605202
摘要 ( 486 )   [HTML] ( ) PDF(1434KB) ( 218 )  

盐渍土病害的发生与发展在很大程度上取决于土体内水、热变化状况。笔者以甘肃酒泉瓜州地区戈壁盐渍土为原型,利用硅半导体温度测量方式和时域反射技术(TDR)实时监测了盐渍土地层温度和湿度变化情况,分析了河西寒旱区盐渍土地层温湿度的变化模式。结果表明:研究区地层温度的日变化和年变化分别表现为一定周期的正弦曲线,地表处温度变化最剧烈;随深度增加温度变化幅度呈指数衰减,对环境气温的滞后效应也明显增加,日温度变化影响深度为40~50 cm,年温度变化影响深度为500~600 cm。因强烈的蒸降比和较深的地下水位,研究区地层基本无外界水分补充或损耗,地层湿度在一定时期内基本不发生明显变化,仅降水时期在浅表部有所波动。分析表明,研究区浅部100~150 cm深度范围内温度变化较大的地层中存在发生盐渍土病害的可能性,这也在很大程度上取决于地层的湿度情况,因此工程建设中应做好浅表层的防排水措施。

参考文献 | 相关文章 | 计量指标
大连滨海粉质黏土剪切力学特性环剪试验
洪勇, 岳玉秋, 郑孝玉, 车效文, 刘鹏
吉林大学学报(地球科学版). 2016 (5):  1475-1481.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.201605203
摘要 ( 527 )   [HTML] ( ) PDF(2145KB) ( 689 )  

以大连滨海地区典型粉质黏土为研究对象,利用大型高速环剪仪,针对不同法向应力和剪切速率条件下该粉质黏土大剪切力学性质的变化情况进行了试验。环剪试验结果显示:1)该滨海粉质黏土在正常固结状态下出现明显的应变软化现象,分析表明其应变软化特性主要与土中黏土矿物质量分数及其在剪切过程中的定向排列有关。2)在相同剪切速率下,峰值强度和残余强度随法向应力的增加而增大,峰值强度与法向应力之间表现出良好的线性关系。3)由于峰值强度产生过程中土体内部黏聚力的变化,峰值强度随剪切速率的增加而增大;残余强度变化与剪切速率具有一定的相关性,这与不同剪切速率下剪切带(面)处黏土颗粒定向排列程度不同有关。

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基于Ls-Dyna的高能射流式冲击器活塞杆回程应力分析
王福平, 李鹏, 李国琳, 彭枧明
吉林大学学报(地球科学版). 2016 (5):  1482-1489.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.201605204
摘要 ( 506 )   [HTML] ( ) PDF(3683KB) ( 257 )  

针对在钻探实践中高能射流式冲击器的活塞杆频繁出现尾部塑性变形严重影响冲击器工作性能和整体寿命的现象,拟对活塞杆进行优化改进。利用非线性动力学仿真软件Ls-Dyna对活塞杆的回程撞击缸体进行数值模拟和优化分析,并进行了室内试验,结果表明:冲击末速度为4 m/s,活塞杆回程撞击缸体强制停止运动瞬间,尾部产生的应力集中值为3 339.28 MPa,导致其破坏;优化改进后,活塞杆上下端直径比为17/16、尾部圆弧直径为60 mm,活塞杆体内的应力集中值为1 419.66 MPa,较改进前活塞杆的应力集中值减小58%。试验验证表明,优化后的活塞能大幅提高使用寿命和耐久性。

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用镭-226示踪胶州湾的海底地下水排泄
袁晓婕, 郭占荣, 黄磊, 章斌, 马志勇, 刘洁
吉林大学学报(地球科学版). 2016 (5):  1490-1500.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.201605205
摘要 ( 529 )   [HTML] ( ) PDF(2251KB) ( 411 )  

海底地下水排泄(SGD)是全球水循环的一个组成部分,其输送的溶解物质不仅参与海洋的生物地球化学循环,而且影响近岸海域的生态环境。为了评估胶州湾海底地下水排泄状况,通过建立胶州湾内海水中226Ra的质量平衡模型来计算海底地下水排泄通量。胶州湾海水中226Ra的源主要有河流的输入、沉积物扩散输入和地下水的输入,海水系统在稳定状态下,这几种源应该与湾内海水和湾外海水的混合损失达到平衡。除了将地下水输入作为未知项外,对其他源和汇逐个进行量化,计算得知:2011年9-10月胶州湾的海底地下水排泄通量为7.85×106 m3·d-1;2012年4-5月胶州湾的海底地下水排泄通量为4.72×106 m3·d-1。在此基础上,对地下水输入胶州湾的营养盐进行了评价。

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利用多源大功率充电法定位复杂岩溶含水通道的方法
韩凯, 郑智杰, 甘伏平, 陈贻祥, 陈玉玲
吉林大学学报(地球科学版). 2016 (5):  1501-1510.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.201605206
摘要 ( 560 )   [HTML] ( ) PDF(1871KB) ( 435 )  

由于地下发育的岩溶形态空间分布存在不均匀性,导致地表地质调查很难确定地下岩溶含水通道的位置;而一般的地球物理方法受地形或地质条件的限制,在对岩溶含水通道进行探测时存在多解性,往往需要几种物探方法综合判断。本文尝试利用大功率充电法对岩溶含水通道进行快速准确的定位,并通过布设多个充电点来验证异常的可靠性;在布设测线的同时布设以充电点为圆心的弧形测线和平行直线测线,分析对比其优缺点;在数据分析之前分别对数据进行正常场改正和Fraser滤波处理。通过利用多源大功率充电法对洛潭水库复杂岩溶含水通道进行探测后发现:该方法可以快速准确地定位测区内岩溶含水通道的位置及走向,其中弧形测线能够更好地控制整个测区岩溶含水通道的走向,经过正常场改正和Fraser滤波处理后的平行直线测线观测结果也能很好地对异常进行定位;而“多源”观测能更好地甄别有效异常。经钻探及示踪法验证,该方法的探测结果是准确可靠的。

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改进的支持向量机方法在矿山地质环境质量评价中的应用
卢文喜, 郭家园, 董海彪, 张宇, 林琳
吉林大学学报(地球科学版). 2016 (5):  1511-1519.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.201605207
摘要 ( 466 )   [HTML] ( ) PDF(1630KB) ( 371 )  

传统支持向量机(SVM)评价模型中网格搜索法对参数的选择受到主观因素的影响,选用粒子群算法对SVM模型进行优化,并应用改进的SVM模型(PSO-SVM)对长吉图经济区135个矿山进行地质环境质量评价。PSO-SVM模型的评价结果与综合评价结果的相同率(注:该相同率是指两个评价结果相同的个数占所有评价样本数的百分比)达到95.56%,与SVM模型评价结果的相同率达到91.11%。结合研究区实际情况并分析三种评价结果得出,PSO-SVM模型的评价结果更符合实际情况。改进的支持向量机方法能够避免人为因素影响,提高矿山地质环境评价水平,在评价中具有可行性和有效性。基于改进的支持向量机方法评价结果表明,研究区矿山地质环境受矿山开采等人为活动的影响,54.1%的矿山遭受严重破坏(III级),25.9%为中度破坏(II级)。评价结果可为研究区矿山环境恢复治理提供决策支持。

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铅同位素示踪在大气降尘重金属污染来源解析中的应用
胡恭任, 于瑞莲, 胡起超, 温先华, 刘贤荣, 张希琳
吉林大学学报(地球科学版). 2016 (5):  1520-1526.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.201605208
摘要 ( 506 )   [HTML] ( ) PDF(900KB) ( 545 )  

为了分析大气降尘中铅的污染来源,解析各污染源对大气降尘铅的相对贡献值,在厦门市不同功能区采集了29个大气降尘样品。用热电质谱仪测定了大气降尘的总铅同位素组成,用ICP-MS测定样品酸可溶相铅同位素组成。结果表明,厦门市大气降尘铅同位素206Pb/207Pb值变化较大,为1.111 9~1.173 8;酸可溶相铅206Pb/207Pb值与福建土壤残渣相206Pb/207Pb值相差较大,表明厦门市大气降尘受人类活动来源铅的影响较大;酸可溶相铅206Pb/207Pb值明显小于总量铅206Pb/207Pb值。铅同位素示踪表明,厦门市大气降尘铅主要来源是燃煤,其次是自然来源和汽车尾气。三元混合模型分析表明,燃煤、自然来源、汽车尾气对厦门市大气降尘总量铅的贡献率分别为48.57%、20.29%、31.14%。

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地球探测与信息技术
覆盖层影响下典型地-井模型瞬变电磁法正演
杨海燕, 岳建华, 徐正玉, 张华, 姜志海
吉林大学学报(地球科学版). 2016 (5):  1527-1537.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.201605301
摘要 ( 634 )   [HTML] ( ) PDF(6080KB) ( 445 )  

地-井瞬变电磁法是用于地质找矿的有效方法之一,开展该方法的三维正演研究能对资料处理与解释提供帮助。在时间域有限差分算法的基础上,建立了三维地质模型和覆盖层模型,模拟了该模型下的地-井瞬变电磁响应;引入了参数EA,分析了方形低阻体和覆盖层的响应特征以及覆盖层影响因素。结果显示:低阻体位于发射场源下方时,其响应曲线呈现“双高一低”的极值特征,高峰值分别对应低阻体上下边界,低峰值对应低阻体中心;低阻体位于发射场源旁边时,其响应曲线呈现单极值特征,该特征与覆盖层响应特征相同。当覆盖层电阻率较低时,“趋肤效应”作用使覆盖层的响应强度强于低阻体;但当发射场源离钻孔足够远时,覆盖层影响可以忽略,低阻体响应强度更与覆盖层-低阻体电阻率的比值有关。孔中发射能有效降低覆盖层影响。

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大地电磁三维矢量有限元正演
严家斌, 皇祥宇
吉林大学学报(地球科学版). 2016 (5):  1538-1549.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.201605302
摘要 ( 657 )   [HTML] ( ) PDF(2134KB) ( 431 )  

采用广义变分原理,基于矢量基函数详细推导了大地电磁三维矢量有限元方程。为了提高计算精度和效率,应用直接法强加边界条件改善总体系数矩阵的条件数,同时使用SSOR(symmetric successive over relaxation)预处理的双共轭稳定梯度法求解复对称大型稀疏线性方程组。并利用国际标准模型与相关参考文献的结果进行了对比,验证了算法的准确性。对一个典型的三维低阻体模型进行正演,得到了不同测线的视电阻率和相位断面图,并与二维正演结果进行对比分析。结果表明:在x方向测线上,ρyx变化幅度较ρxy小,中心测线上的ρyxρxy响应均与二维TM模式条件下的响应特征相似。

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变密度声波全波形反演中密度影响因素及反演策略
张广智, 孙昌路, 潘新朋, 张志明, 姜岚杰, 印兴耀
吉林大学学报(地球科学版). 2016 (5):  1550-1560.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.201605303
摘要 ( 566 )   [HTML] ( ) PDF(5217KB) ( 444 )  

密度信息可预测储层流体饱和度,因此获取可靠的密度参数已成为全波形反演中首要考虑的问题。为了获得更稳定的反演密度,本文从频率、初始速度模型、初始密度模型和密度速度同时反演四个方面对密度的影响进行了研究。根据研究测试结果制定了稳定的反演策略:首先将密度固定,反演速度,此时波动方程中不再含有密度项,因而可以得到准确的速度模型;将其作为初始速度模型进行速度、密度同时反演,可以较好地减小速度对密度的影响。理论模型测试结果充分说明了策略的有效性。

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大情字井地区葡萄花油层储层砂体地震描述技术
连晓亮, 郭波, 闫巧洁, 姜忠诚, 张昌盛
吉林大学学报(地球科学版). 2016 (5):  1561-1570.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.201605304
摘要 ( 531 )   [HTML] ( ) PDF(7422KB) ( 424 )  

松辽盆地南部大情字井地区姚一段葡萄花油层为三角洲平原-前缘相沉积,分流河道砂体为本区主要储层类型。本文从井点出发,井震联合,利用地层切片对平原相带分流河道砂体平面展布规律进行了刻画。在三角洲前缘相带,针对储层砂体薄、横向变化快、地震响应不明显的特点,利用对比度纹理属性和基于云变换的地质统计学反演技术,精细刻画了纵波阻抗IP≤1.11×107 kg/(m2·s)、深侧向电阻率RLLD≥15 Ω·m的河道砂体,对窄、小目标河道砂体的边界、走向及厚度进行了定量描述,储层预测符合率达83%。根据储层预测结果编制了研究区内砂岩厚度图,区内河道砂体整体走向为南西-北东向,西南物源,油气主要集中在中央断裂带河道砂体内,为断层-岩性油藏类型,反向断阶是油气有利聚集区。

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高精度分频相干加强技术在微小断层识别中的应用
冯智慧, 张文春, 李向群, 孙广利, 刘财
吉林大学学报(地球科学版). 2016 (5):  1571-1579.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.201605305
摘要 ( 553 )   [HTML] ( ) PDF(3713KB) ( 405 )  

随着致密油、页岩气等非常规能源领域勘探程度的加深,特别是水平井位的大规模部署,微小断层的准确识别比以往更加重要。本文利用扩散滤波技术在压制噪声的同时能够增强地震同相轴横向连续性、使断点更加清晰、以及微小断层在窄频带地震数据中断层特征明显的特点,提出了一种基于高精度快速匹配追踪的分频相干加强微小断层识别方法。与常规短时窗傅氏变换谱分解技术相比,基于匹配追踪的谱分解技术更适用于地震信号非平稳性的特点。为了在保证匹配追踪算法计算高效性的同时进一步提高计算精度,对其进行了相应的改进:采用可变尺度参数的Morlet小波构建时频原子库,利用二阶微分复数道分析技术得到高分辨率三瞬参数,最后给出了具体的实现步骤。实际数据应用表明,与常规相干体技术相比,分频相干加强技术对微小断层的反映更为清晰、准确,而且对河道边界和岩性发育区等地质信息也有更好的反映。这不但为非常规勘探(以水平井钻探及大规模压裂为核心技术)提供了更详细的地质信息,而且在高含水老油田的剩余油开发中也将发挥更大的作用。

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非均质储层三维构造应力场模拟方法
朱传华, 王伟锋, 王青振, 李玉坤
吉林大学学报(地球科学版). 2016 (5):  1580-1588.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.201605306
摘要 ( 570 )   [HTML] ( ) PDF(2960KB) ( 476 )  

浊积砂低渗透储层为一种重要的储层类型,因其构造形态复杂、非均质性强等特点,极易导致其内部构造应力场异常分布;准确计算该类型储层的应力场分布、识别构造应力场异常区,对低渗透油藏的开发具有重要的指导意义。本次研究中,首先,在PETREL系统中依次建立浊积砂储层构造模型、浊积砂储层沉积微相模型和浊积砂储层层速度模型,并根据纵横波速度转换关系、纵横波速度与动态岩石力学参数转换关系、动静态岩石力学参数转换关系,由浊积砂储层层速度模型计算得到三维岩石力学参数模型;其次,将PETREL系统中的浊积砂储层构造模型转换为ANSYS系统中的浊积砂储层几何模型,解决浊积砂储层构造形态复杂的问题;然后,进行网格划分,并按照“距离扫描法”将三维岩石力学参数加载到浊积砂储层ANSYS有限元分析模型中,从而解决“非均质性强”的问题;最后,根据浊积砂储层区域构造背景及单井实测的地应力状态,设置初始边界条件和负载,进行计算。井点实测应力值和应力方向的检验表明,模拟结果准确可靠,能够体现出受浊积砂储层构造形态和储层非均质性影响而引起的局部构造应力场的异常。

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基于Hyperion数据的油砂分布遥感研究
尤金凤, 邢立新, 潘军, 单玄龙, 樊瑞雪, 曹会
吉林大学学报(地球科学版). 2016 (5):  1589-1597.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.201605307
摘要 ( 451 )   [HTML] ( ) PDF(1951KB) ( 471 )  

依据油砂中烃类的微渗漏和油砂组分光谱特征响应原理,利用Hyperion高光谱影像提取和识别与油砂分布相关的波谱信息,进行非常规油气能源——油砂分布的有利区预测。根据油砂所致烃类微渗漏的地表特征可知,低植被覆盖区的异常以矿物异常为主,中、高植被覆盖区的异常以植被异常为主。利用归一化植被指数表征地表植被的不同覆盖程度:当其值为[0.0,0.4)时,采用SAM(spectral angle method)提取矿物异常信息;当值为[0.4,0.7]和(0.7,1.0]时,分别采用LIC(lichenthaler index)和CTR(carter indices)方法提取植被异常信息。同时,为确保提取的矿物和植被异常信息的产生是由油砂中烃类的微渗漏所导致,以野外油砂反射光谱为端元,运用光谱角分类方法提取油砂信息,并将其与获取的矿物和植被异常信息进一步应用空间叠置分析确定油砂分布有利区。结果表明,综合运用野外实测高光谱数据和高光谱影像数据能够较准确地预测出研究区中油砂的分布位置。因此,应用高光谱影像进行油砂分布的有利区预测,可为未来利用遥感技术深入研究油砂可采储量评价提供参考依据。

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