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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:蒋 函
编 辑:邱殿明 王晓丽
    刘 莉
电 话:0431-88502374
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2020年, 第50卷, 第3期 刊出日期:2020-05-26
上一期   
地质与资源
大陆造山带深熔垮塌的岩石学、地球化学证据:以北大别深熔混合岩为例
王德远, 续海金, 王攀, 贾敏, 高占冬
吉林大学学报(地球科学版). 2020 (3):  675-693.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20180227
摘要 ( 103 )   [HTML] ( ) PDF(44256KB) ( 61 )  
北大别位于大别造山带的核部,分布着大量的造山带垮塌时期形成的混合岩,其于理解大别造山带的形成和演化有着重要的意义。北大别混合岩的原岩为TTG(D)岩石,因黑云母和角闪石的脱水熔融诱发深熔作用产生。顺层产出的为富斜长石浅色体,主要矿物组成为斜长石+石英+黑云母±钾长石±角闪石。伟晶岩脉或团块为富钾长石浅色体,主要矿物组成为钾长石+石英±斜长石±黑云母±角闪石。暗色体为变晶结构,主要矿物组成为角闪石+黑云母+斜长石+石英±单斜辉石;其中,暗色矿物角闪石和黑云母常常定向排列,具有明显的溶蚀结构;暗色体中浅色矿物颗粒较小,以斜长石和石英为主,指示部分熔融的残余产物。全岩地球化学特征表明,碱金属元素(Na、K等)、大离子亲石元素(Ba、K、La等)和LREE等优先进入酸性熔体,而相容元素和中-重稀土元素等残留在残余体中。浅色体与本区花岗岩相比,二者都有右倾的稀土配分模式,富集LREE,亏损HREE。但浅色体具有明显的Eu正异常,δEu值为2.48~6.55,而花岗岩则有弱的Eu负异常,并且浅色体中大颗粒斜长石相互构成框架结构,含量明显高于正常花岗岩熔体,表明浅色体更可能是熔体早期结晶的产物。
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渤海海域JZ25-1S太古宇潜山储层特征及其油气产能差异控制因素
高坤顺, 叶涛, 孙哲, 鲁凤婷, 陈心路, 邓辉
吉林大学学报(地球科学版). 2020 (3):  694-704.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20190098
摘要 ( 63 )   [HTML] ( ) PDF(20989KB) ( 46 )  
精细划分变质岩储层类型,并建立不同类型储层与产能间的关系,对变质岩油田高效勘探开发具有重要意义。基于岩心、薄片、物性、常规测井、成像测井以及生产测井资料,深入剖析了渤海海域JZ25-1S油田太古宇潜山储层类型及其测井响应特征,重点探讨了不同类型储层的产能差异。结果表明:研究区主要发育风化壳型储层、内幕碎裂带型储层和内幕裂缝型储层,分别以溶蚀孔缝、破碎砾间孔以及构造裂缝为主要的储集空间类型,不同的储层具有不同的测井响应特征;定义单位厚度油产能大于2 m3/d为高效渗流储层,风化壳型储层与内幕碎裂带型储层为主要的高效渗流储层,内幕裂缝型储层的渗流能力变化较大;储层类型、裂缝密度、裂缝走向与最大主应力夹角等因素共同控制了变质岩储层的产能差异。
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东营凹陷北部陡坡带利563区块沙四上亚段砂砾岩扇体沉积特征及沉积模式
王鑫, 林承焰, 马存飞, 陈柄屹, 杜凯, 李志鹏
吉林大学学报(地球科学版). 2020 (3):  705-720.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20190061
摘要 ( 47 )   [HTML] ( ) PDF(33589KB) ( 27 )  
东营凹陷北部陡坡带发育的大量砂砾岩扇体在油气勘探与开发中占据重要地位。本文研究针对东营北带利563区块沙四上亚段砂砾岩扇体及其中发育的重力流沉积,通过岩心精细描述,依据岩性、粒度、构造将砂砾岩扇体划分出12种岩相。然后以发育相同水动力条件为单元,依据岩性和沉积机理将岩相在垂向上进行组合,划分8种水动力类型和8种岩相组合类型。再基于砂砾岩沉积的空间分布、尺度大小、接触关系和根据沉积物中泥岩的结构、纹理所细分出的7种泥岩类型所代表的各种环境,定义了5种砂砾岩扇体沉积形态特征:近端厚层砾石沉积、限制性水道沉积、非限制性舌状体沉积、非河道薄层沉积、远端细粒沉积。认为该区砂砾岩扇体为近岸水下扇,包括扇根沟道、沟道间、扇中辫状水道、水道间、扇中前缘、扇端泥6种沉积微相类型并归纳其综合鉴定特征。最终建立本区砂砾岩扇体的沉积过程和沉积模式。
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鄂尔多斯盆地延长组致密砂岩孔喉结构与油藏物性表征
王付勇, 程辉
吉林大学学报(地球科学版). 2020 (3):  721-731.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20190141
摘要 ( 49 )   [HTML] ( ) PDF(5382KB) ( 42 )  
基于高压压汞和核磁共振测试方法,结合分形理论对鄂尔多斯盆地延长组致密砂岩孔喉结构与油藏物性进行了表征。采用毛管束模型和润湿相模型计算了高压压汞孔喉分形维数,利用核磁共振测试T2谱分别计算了大孔、中孔、小孔以及总孔隙的分形维数;对各分形维数与油藏物性之间的关系进行了对比分析。研究表明:基于高压压汞曲线计算岩心分形维数时,相比于润湿相模型,毛管束模型计算得到的分形维数与油藏物性之间具有更好的相关性,随着分形维数增加,平均半径减小,孔喉结构非均质性增强,油藏物性变差。核磁总孔隙分形维数与油藏物性相关性较差,大孔和中孔的分形维数与油藏物性具有较好的相关性,其中随着大孔和中孔分形维数增加,岩心渗透率降低,油藏物性变差;与小孔相比,大孔和中孔的分形维数与油藏物性的相关性更强,表明致密砂岩储层物性主要受大孔和中孔控制,分形维数可以有效表征致密砂岩小孔、中孔和大孔对油藏物性的影响。
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储层中固体沥青研究现状、地质意义及其发展趋势
李勇, 陈世加, 尹相东, 何清波, 苏恺明, 肖正录, 邱雯, 何鑫
吉林大学学报(地球科学版). 2020 (3):  732-746.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20190013
摘要 ( 73 )   [HTML] ( ) PDF(6422KB) ( 94 )  
固体沥青包含了油气形成与演化等重要信息,其研究对油气勘探与开发具有重要的指导作用。综合国内外众多学者的研究,阐述了固体沥青的定义、成因与分类、反射率、对储层物性的影响及测井识别。固体沥青成因类型多样,归纳起来主要包括热成因和冷变质成因两大类。固体沥青反射率可以作为成熟度评价的有效参数,但需结合实际地质情况合理选择转换关系式。固体沥青充填在储集层孔隙空间中,堵塞孔隙喉道:一方面造成储集层的严重损害,导致油藏分布不均;另一方面作为封堵带,有利于油气的保存,形成隐蔽油气藏。固体沥青在核磁共振上具有独特的响应特征,利用核磁共振T1/T2值、中子-密度交会、密度孔隙度与气测孔隙度差值以及纵波时差-电阻率交会可以有效识别固体沥青。对于固体沥青后续研究,固体沥青结构、性质与固体沥青反射率的关系,以及如何使用测井参数定量标定固体沥青体积分数,是未来固体沥青在储层评价和油气开发研究的热点和难点。
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宁夏固原炭山地区中侏罗统延安组油页岩特征及其沉积环境
海连富, 王磊, 马治军, 徐清海, 宋扬, 白金鹤
吉林大学学报(地球科学版). 2020 (3):  747-756.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20180307
摘要 ( 47 )   [HTML] ( ) PDF(8291KB) ( 37 )  
宁夏固原炭山地区存在大量与煤伴生的油页岩资源,油页岩主要赋存于中侏罗统延安组中下部各含煤层系中。本文采集钻孔所获延安组油页岩岩心样品,通过低温干馏、主量元素测定以及钻井录井等方法对炭山地区油页岩特征进行了研究,明确了油页岩测井识别依据,恢复了油页岩沉积环境。研究表明:炭山地区油页岩主要以黑色、灰黑色、深灰色为主,质地较轻,密度小,硬度小,断口参差状、贝壳状,具油脂光泽、沥青光泽,块状层理发育;油页岩含油率为3.60%~9.00%,灰分质量分数为42.50%~79.05%,全硫质量分数为0.07%~1.37%,发热量为11.01 kJ/g(平均值),属中品质、硅质灰分、低硫且与煤伴生的油页岩;油页岩中w(SiO2)变化较大,为53.89%~65.55%,w(Al2O3)为17.45%~23.29%,w(K2O)明显高于w(Na2O),w(Fe2O3+MgO)为12.75%~21.98%,表明油页岩中含有较多的含钾矿物和镁铁成分;另外,Al2O3/(CaO+Na2O)值为3.09~21.12,揭示油页岩稳定组分含量较高。炭山地区油页岩测井曲线特征明显区别于煤层和泥岩,油页岩长距伽马、声波时差和密度介于煤层与泥岩之间,而电阻率明显低于煤层和泥岩。炭山地区油页岩化学蚀变指数为74.87~84.35,Sr/Ba值为0.33~0.83,平均为0.61,Th/U值为1.00~3.50,表明本地区油页岩沉积环境为温暖、温润的缺氧、贫氧的陆相淡水湖泊环境和沼泽环境。
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萍乐坳陷中部GFD1井页岩气富集模式
滕龙, 沈雪华, 方朝刚, 郑红军, 朱应新
吉林大学学报(地球科学版). 2020 (3):  757-767.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20190114
摘要 ( 53 )   [HTML] ( ) PDF(15206KB) ( 23 )  
为调查评价萍乐坳陷中部二叠系乐平组页岩气资源潜力,于丰城地区部署了页岩气地质调查井——GFD1井。以GFD1井的资料为基础,对乐平组富有机质页岩有机地球化学、岩石学、含气性等特征进行系统分析。结果表明:丰城地区二叠系层序完整,乐平组富有机质页岩厚度大,有机质类型以Ⅱ2-Ⅲ型为主,有机碳质量分数高,热演化程度已进入高成熟生气阶段;脆性矿物平均质量分数为34.84%,具有后期压裂改造的前提条件;随钻气测录井曲线可见两段明显异常。对岩心进行实时现场解吸,煤层气含气量普遍大于1.00 m3/t,平均达3.54 m3/t;页岩气含气量介于0.10~1.50 m3/t之间,平均为0.54 m3/t;致密砂岩气含气量一般小于0.30 m3/t。GFD1井所处的曲江向斜北翼完整,南翼被一条逆断层挤压,具有较好的封堵性,有利于页岩气保存,形成原地宽缓斜坡型页岩气富集模式。
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内蒙古碾子沟钼矿床成矿流体来源、演化及成矿机理
孙丰月, 王睿, 王一存, 李顺达, 王可勇, 石开拓, 孙清飞, 王文元
吉林大学学报(地球科学版). 2020 (3):  768-780.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20190121
摘要 ( 57 )   [HTML] ( ) PDF(13123KB) ( 42 )  
内蒙古自治区碾子沟钼矿床地处华北地台北缘西拉木伦钼成矿带西段,为一典型的中型石英脉型钼矿床。该钼矿床矿脉(体)主要产于燕山早期二长花岗岩-钾长花岗岩内NNW、NW向断裂构造体系之中,成矿作用过程经历了黄铁矿±辉钼矿+石英(Ⅰ)、辉钼矿+黄铁矿±黄铜矿+石英(Ⅱ)、黄铜矿+黄铁矿±闪锌矿+石英(Ⅲ)及石英±方解石(Ⅳ)4个阶段。系统的流体包裹体岩相学、包裹体组分析、包裹体显微测温研究表明,矿床初始成矿流体为高温、中低盐度(490~550℃,盐度(w(NaC1))2%~10%,50~62 MPa)均匀的NaCl-H2O体系热液,δ18OH2O-SMOW(2.21‰)及δDH2O-SMOW(-68.9‰)表明其主要来源于岩浆热液;成矿流体上升并不断汇聚于容矿断裂空间,伴随温度、压力降低(380~460℃,26~40 MPa→360~420℃,25~30 MPa)而进入两相不混溶区,流体开始发生沸腾→强烈沸腾作用,导致成矿元素Mo大量沉淀富集成矿,成矿晚期残余流体与大气降水混合(δ18OH2O-SMOW为-2.41‰~2.51‰,δDH2O-SMOW为-110.1‰~-105.5‰),矿床属燕山早期中高温岩浆热液型钼矿床。
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大兴安岭西坡比利亚谷银铅锌多金属矿床成因
梁小龙, 孙景贵, 邱殿明, 徐智涛, 谷小丽, 任泽宁
吉林大学学报(地球科学版). 2020 (3):  781-799.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20190159
摘要 ( 52 )   [HTML] ( ) PDF(30005KB) ( 34 )  
比利亚谷银铅锌多金属矿床位于大兴安岭西坡的得尔布干成矿带,它是近些年来在该区新发现的一座大型银铅锌多金属矿床。该矿床矿体主要呈脉状、细脉浸染状、角砾状赋存于塔木兰沟组中—基性火山岩和满克头鄂博组酸性火山岩中的NW向断裂体系内。根据矿石的结构、构造以及矿物之间的共生组合、穿切关系,将成矿过程从早到晚划分为硅化石英+黄铁矿阶段(Ⅰ)、石英+黄铁矿+闪锌矿阶段(Ⅱ)、石英+黄铁矿+闪锌矿+方铅矿+辉银矿+黄铜矿±黝铜矿阶段(Ⅲ)、石英+黄铁矿+方解石+萤石±蛋白石阶段(Ⅳ);详细的石英、闪锌矿流体包裹体研究揭示:成矿早阶段(Ⅰ、Ⅱ)石英中发育WL型、C型包裹体,包裹体完全均一温度为188~254℃,盐度(w(NaCl))为1.83%~4.79%,密度为0.81~0.94 g/cm3,属于中低温、低盐度的H2O-NaCl-CO2体系;成矿主阶段(Ⅲ)石英、闪锌矿中发育WL型包裹体,包裹体完全均一温度为160~188℃,盐度为3.69%~7.15%,密度为0.92~0.96 g/cm3,属于低温、中低盐度的H2O-NaCl-CH4体系;成矿晚阶段(Ⅳ)石英中发育WL型、L型包裹体,WL型包裹体完全均一温度为130~165℃,盐度为1.22%~3.53%,密度为0.93~0.95 g/cm3,属于低温、低盐度的H2O-NaCl体系。流体包裹体H-O同位素地球化学特征揭示:早阶段流体的δ18OH2O-SMOW值为-6.3‰~-5.9‰,δDH2O-SMOW值为-163.4‰~-162.7‰;成矿主阶段流体的δ18OH2O-SMOW值为-14.4‰,δDH2O-SMOW值为-165.4‰~-162.0‰;成矿晚阶段流体的δ18OH2O-SMOW值为-19.1‰,δDH2O-SMOW值为-150.7‰;硫化物Pb同位素比值分别为206Pb/204Pb=18.435~18.513、207Pb/204Pb=15.579~15.675、208Pb/204Pb=38.283~38.603。这种特征揭示,该矿床成矿流体为低温、低盐度的H2O-NaCl-CH4体系,早期为残余岩浆水和大气降水混合、中—晚期大气降水逐渐增加;成矿物质源于壳幔混合源区;成矿过程以流体混合方式导致成矿元素聚集和沉淀,矿床成因类型为与陆相火山-次火山作用有关的低硫化型浅成热液铜(银)铅锌多金属矿床;其整体与大兴安岭西坡同类型矿床相似,成矿作用发生在早白垩世(131.3 Ma),与古太平洋板块俯冲产生的弧后伸展环境相关。
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吉林省和龙地区鸡南BIF型铁矿床含矿建造地球化学特征及形成时代
任云生, 刘小禾, 商青青, 陈聪, 杨群, 郝宇杰, 孙振明
吉林大学学报(地球科学版). 2020 (3):  800-814.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20180236
摘要 ( 62 )   [HTML] ( ) PDF(20553KB) ( 28 )  
鸡南铁矿床位于吉林省和龙地区,地处华北克拉通北缘与兴蒙造山带接壤的龙岗地块北部,是东北地区发现较早的BIF型铁矿床之一。该矿床铁矿体主要呈层状、似层状、扁豆状赋存于鞍山群鸡南组上段中部层位,含矿岩石以黑云斜长片麻岩、角闪黑云斜长片麻岩、黑云角闪斜长片麻岩及斜长角闪岩为主,为角闪岩相的中低级区域变质岩系;主要矿石类型为条带状磁铁石英岩型和块状磁铁角闪岩型。为确定该矿床含矿建造的原岩、变质时代及构造背景,重点对含矿岩系中的斜长角闪岩进行了岩石地球化学和锆石U-Pb年代学研究。结果表明:斜长角闪岩的地球化学特征表现为富集大离子亲石元素、轻微富集重稀土元素;主量元素质量分数与中性-基性岩类基本相似,结合原岩恢复图解,判断其原岩类型为亚碱性玄武岩(拉斑玄武岩),形成于弧后盆地背景;LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学研究中,2个较老的锆石测点年龄分别为(2 468±15)和(2 469±9)Ma,代表区内峰期变质年龄(约2 460 Ma),26个锆石测点的测年数据较为集中,加权平均年龄为(2 275±25)Ma,代表区内退变质年龄。通过与国内外典型BIF型铁矿床的对比研究认为,区内的鸡南铁矿与官地铁矿同属Algoma型铁矿床。
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小秦岭地区大湖-秦南钼矿床矿化类型、Re-Os定年及找矿方向
张元厚, 刘金伟, 文斌, 杜尚泽, 屈文俊
吉林大学学报(地球科学版). 2020 (3):  815-824.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20180297
摘要 ( 58 )   [HTML] ( ) PDF(6486KB) ( 32 )  
小秦岭地区大湖—秦南钼矿床位于华北地台南缘,属于小秦岭-外方山成矿亚带。矿化类型可分为含钼次生石英岩型和细脉浸染型。含钼次生石英岩型矿石构造有角砾状构造、团块状构造、蜂窝状构造、细脉网脉状构造和块状构造;蚀变以细脉浸染状钾化、硅化、碳酸盐化、高岭土化、硬石膏化为特征。细脉浸染型矿化通常与花岗质岩石关系密切,偶尔也见于含钼次生石英脉边部的片麻岩中;蚀变通常为钾化、硅化、绢云母化和少量的黄铁矿化、高岭土化、碳酸盐化等。含钼次生石英岩型含有含钼花岗质岩石角砾。野外证据表明,含钼花岗质岩石向含钼次生石英岩内部表现为,含钼花岗质岩石角砾逐渐变小,并逐渐被含钼次生石英岩包裹,含钼石英脉增厚,高岭土化、硬石膏化增强。这一特征反映了二者之间的成因联系。两种矿化类型中获得的12件辉钼矿Re-Os模式年龄分别为(223.6±4.1)~(196.1±3.0)Ma以及(197.8±3.2)和(196.1±3.3)Ma,Re-Os同位素等时线年龄为(199+14/-25)Ma。这些年龄数据表明,该区的成矿作用发生于印支期或早燕山期。钼矿化时空上与花岗斑岩脉和正长斑岩一致,含钼花岗质岩石的矿化和蚀变样式与斑岩型矿床类似。辉钼矿中w(Re)为0.894×10-6~2.964×10-6,反映钼成矿物质来源于地壳。这一时期,区域上以碱性岩岩脉产出为特征,因此本区成矿作用形成于陆内伸展环境下,应注意找寻与印支期花岗质岩石有关的斑岩型钼矿床。
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湘西-黔东地区铅锌矿床找矿模型与定量预测
李堃, 刘飞, 刘凯, 赵少瑞, 汤朝阳, 段其发
吉林大学学报(地球科学版). 2020 (3):  825-841.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20180216
摘要 ( 87 )   [HTML] ( ) PDF(32067KB) ( 31 )  
湘西-黔东地区位于扬子陆块东南缘,已发现铅锌矿床(点)200余处,是中国重要铅锌资源战略接续区之一。对该地区铅锌矿床控矿因素与找矿标志的研究结果表明:铅锌矿床受地层、岩相、构造三者的综合控制,即特定的地层岩性组合、台地边缘中缓坡相、区域性断裂和背斜及次生或派生裂隙构造为主要控矿因素;含菱锌矿或褐铁矿的氧化露头,方解石化、黄铁矿化、重晶石化或沥青化等围岩蚀变,Pb、Zn、Cd、CaO、Hg单元素化探异常及Pb-Zn-Cd元素组合化探异常为该地区铅锌矿床的主要找矿标志。综合控矿因素与找矿标志研究结果,构建了研究区铅锌矿床的地质-地球化学找矿模型,并以此模型为基础,在GIS平台上利用特征分析法进行了综合信息矿产定量预测。根据研究区铅锌矿床预测单元联系度等值线图,圈定出A级找矿远景区2个和B级找矿远景区2个,提出松桃、镇远—铜仁、都匀—凯里地区应作为后续铅锌找矿勘查工作重点区。
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桂东北姑婆山岩体矿物学和年代学特征及其成岩成矿意义
蔡永丰, 刘风雷, 冯佐海, 周云, 曾长育
吉林大学学报(地球科学版). 2020 (3):  842-856.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20180316
摘要 ( 64 )   [HTML] ( ) PDF(13959KB) ( 22 )  
为揭示桂东北姑婆山一带花岗岩的成岩成矿特征,本文对姑婆山岩体进行了黑云母矿物化学成分分析和锆石U-Pb年代学研究。花岗岩中黑云母化学成分分析结果表明:黑云母具有富铁镁、贫钙钠的特征,w(TFeO)为26.78%~31.06%、w(MgO)为2.98%~6.60%,且w(TFeO)与w(MgO)呈明显的负相关性,说明其结晶过程中主要发生了Fe2+←→Mg2+的置换反应;黑云母的含铁指数为0.68~0.84,属于高铁黑云母,氧逸度为-17.0~-15.5,结晶温度为680~705℃,平均为695℃;黑云母的全铝压力计显示黑云母结晶的压力为69~179 MPa,平均为115 MPa,对应的侵位深度相当于2 621~6 755 m,平均深度为4 331 m。年代学分析结果显示,采自姑婆山岩体的两个代表性花岗岩样品形成年龄分别为(162±3)和(163±2)Ma,为燕山早期,与华南中生代大规模岩浆-成矿作用时代一致。综合上述分析,姑婆山岩体形成于较高温度、低氧逸度、较浅的环境,显示出良好的锡成矿性,具有良好的找矿前景。
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地质工程与环境工程
土石围堰中混凝土防渗墙设计方案的数值优化
王常明, 鲁鋆, 马栋和
吉林大学学报(地球科学版). 2020 (3):  857-865.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20190095
摘要 ( 30 )   [HTML] ( ) PDF(7298KB) ( 50 )  
土石围堰中防渗墙的结构对坝基渗流量及坝体稳定性具有重要的影响,因此优化防渗墙的尺寸十分有必要。本文以珠江流域某水利枢纽工程施工中的土石围堰为例,采用有限元法,对防渗墙的厚度和嵌入弱风化层基岩的深度进行了优化研究,分别模拟了有防渗墙和无防渗墙两种情况下围堰的防渗效果,共设计了33种计算方案。将坝基单宽渗流量、防渗墙后作用水头、防渗墙底部和坝脚溢出点的水力比降分别与其允许值进行了对比分析,提出了防渗墙的优化尺寸。研究结果表明:防渗墙厚度的变化对防渗效果影响较小;增大防渗墙的入岩深度,可以有效控制本围堰工程的单宽渗流量和防渗墙后作用水头;防渗墙底部水力比降的变化与防渗墙入岩深度有关,当入岩深度在0~8 m时,水力比降随入岩深度的增大而减小并呈先快后慢的趋势,当入岩深度在8~12 m时,水力比降随入岩深度的增大而增大,超过10 m时水力比降骤增。考虑经济因素和施工的方便性,满足防渗设计要求的防渗墙最优设计参数为厚度0.8 m、嵌入弱风化层基岩深度2 m。
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无人机摄影测量在矿山地质环境调查中的应用
王凤艳, 赵明宇, 王明常, 张旭晴, 周凯
吉林大学学报(地球科学版). 2020 (3):  866-874.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20190142
摘要 ( 55 )   [HTML] ( ) PDF(15326KB) ( 160 )  
为解决传统的人工野外矿山地质环境调查易受交通、地形影响,且劳动强度大、效率低、成本高等问题,将无人机摄影测量技术应用在矿山地质环境调查中。以长春市净月东升采石场为研究区,利用RTK(实时动态差分技术)获取地面控制点坐标,采用大疆精灵4无人机进行航空摄影,在Pix4Dmapper建立的研究区三维模型上经量测、解译等,提取研究区内矿坑面积、边坡方位、长度、高度、体积和表面积以及滑坡、崩塌堆积体和断层等矿山地质环境相关的几何信息,制作了研究区地形图、DOM(数字正射影像)和DSM(数字表面模型),同时解译了边坡大量随机结构面迹线和产状信息。结果表明,基于无人机摄影测量技术的矿山地质环境调查可以快速获取矿山地质环境信息,获取的结构面倾向、倾角误差分别在5°和4°以内,可满足矿山地质环境调查精度要求。
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重金属污染土壤修复的Pb2+钝化产物稳定性
赵玉岩, 姜伟明, 臧利斌, 孙文, 汤肖丹
吉林大学学报(地球科学版). 2020 (3):  875-882.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20190062
摘要 ( 48 )   [HTML] ( ) PDF(7208KB) ( 36 )  
自然状态下土壤中重金属元素是否稳定存在是重金属污染固化修复技术中的核心问题。本文以常见重金属离子Pb2+为例,分析土壤中重金属离子与常见离子基团结合的稳定性。将第一性原理应用于Pb的存在形态和稳定性的分析,计算了PbCO3、PbSO4、PbCl2、Pb3(PO42、PbAl2O4和Pb3Fe2(PO44的自由能、能带和态密度。首先推断Pb2+和CO32-、SO42-、Cl-、PO43-等土壤中常见阴离子的结合稳定性,再判断加入金属阳离子Al3+和Fe3+对体系稳定性的影响。结果表明:铅化合物自由能从高到低趋势为PbCl2、PbAl2O4、PbCO3、PbSO4、Pb3(PO42、Pb3Fe2(PO44,其相应的结构稳定性顺序从大到小为Pb3Fe2(PO44、Pb3(PO42、PbSO4、PbCO3、PbAl2O4、PbCl2。通过对能带和态密度的分析,首先确定了SO42-和PO43-的引入能够增强含Pb体系的稳定性,进一步加入金属阳离子Fe3+会使体系更稳定。推测SO42-、PO43-为治理Pb2+污染合适的官能团,应选择容易释放SO42-、PO43-的物质作为合适的钝化剂。在实际应用中可选择磷酸二氢钠、无水硫酸钠、脱硫石膏等作为钝化剂。
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地球探测与信息技术
基于多元线性回归的航空重力梯度测量自身梯度校正
孙勇, 于平, 王新月, 黄大年
吉林大学学报(地球科学版). 2020 (3):  883-894.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20190040
摘要 ( 40 )   [HTML] ( ) PDF(24296KB) ( 12 )  
航空重力梯度勘探中,载体自身产生的重力梯度效应对于超高精度的重力梯度仪而言是一种严重的干扰。由于载体结构复杂,用常规的载体建模并正演难以精确去除这种干扰。本文从统计学角度出发,用多元线性回归来处理自身梯度效应,不需要对载体模型做出任何假设与近似,用纯数据驱动的方式来校正自身梯度的干扰。回归诊断与模型仿真验证了这种校正方式有较高的准确性,并且当实际的转角落在地面标定的范围内时具备预测能力。
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基于三维稀疏反演的混合震源数据分离与一次波估计
王铁兴, 王德利, 孙婧, 胡斌, 刘思秀
吉林大学学报(地球科学版). 2020 (3):  895-904.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20190147
摘要 ( 38 )   [HTML] ( ) PDF(9545KB) ( 31 )  
混合震源采集(下称混采)技术是当前地震勘探的潮流。但是由混采获得的数据中包含相互重叠的由多个震源激发产生的炮记录,会对后续的地震数据处理产生严重干扰。本文针对现有的基于混采数据的稀疏反演一次波估计(EPSI)方法,提出了一种改进的基于三维稀疏反演的混采数据分离与一次波估计方法。我们将混采EPSI方法的地下一次波响应估计过程转化为基于L1范数的双凸优化问题,并用基于L1范数的谱投影梯度(SPGL1)算法进行求解,确保取得全局极值,从而稳定反演过程。此外,我们还用二维曲波变换和一维小波变换组成三维联合稀疏变换对反演过程进行约束,能在确保求解精度的同时较以往的三维曲波稀疏约束大大提高计算速度。将本文方法应用于模拟混采数据和海上实际混采数据,将试算结果与传统混采数据EPSI方法对比,全面验证了本文所述方法的有效性和优越性。
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改进的确定折射面法线深度的t0
李启成, 郭雷, 何书耕, 闵也
吉林大学学报(地球科学版). 2020 (3):  905-910.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20190054
摘要 ( 31 )   [HTML] ( ) PDF(4781KB) ( 22 )  
本文基于对目前确定折射面法线深度t0方法的分析,发现存在如下问题:首先,目前方法求解时采用初等数学的方法,引进过程函数,计算过程繁杂;其次,求解时有两次近似操作,使结果误差增大;最后,在对法线深度曲线进行平滑时,采用手工偏移处理不仅费时费力,而且会造成人工误差。故提出一种改进的确定折射面法线深度的方法。改进方法优点:采用高等数学方法,不存在目前方法中的过程函数,计算更简洁;消除了近似问题,减小了计算误差,计算结果更精确;改进方法用相邻平均法对法线深度曲线进行平滑处理,提高了工作效率,节省了人力成本,实现了全过程计算机处理。目前方法和改进方法对同一野外的勘探结果表明,改进方法的勘探结果更符合真实折射波法线深度的变化,而且还可精确求出折射面倾角。
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皮克特图版在含泥质砂岩储层测井解释评价中的改进及应用
丁磊, 张恒荣, 袁伟, 郑志锋, 王一
吉林大学学报(地球科学版). 2020 (3):  911-918.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20190031
摘要 ( 53 )   [HTML] ( ) PDF(12040KB) ( 28 )  
经典皮克特图版由阿尔奇公式推导而来,但无法处理泥质砂岩储层。本文以南海西部海域W油田作为研究对象,从印度尼西亚公式出发,对经典皮克特图版进行改进,开发出了泥质砂岩皮克特图版。通过对比分析经典皮克特图版与泥质砂岩皮克特图版的不同,指出在含泥质砂岩储层测井解释评价中使用泥质砂岩皮克特图版的重要性,并提出利用迭代法精确求解地层水电阻率及岩电参数的方法。研究表明:使用改进的泥质砂岩皮克特图版计算得到的地层水电阻率与纯水层的计算结果保持一致;同时,相比于经验值,使用迭代法求解出的地层水电阻率及岩电参数与实际情况更为吻合。
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基于微元动态物质平衡法模型确定水淹层混合液电阻率
秦敏, 申辉林, 丁磊, 刘欢, 黄信雄, 章利民
吉林大学学报(地球科学版). 2020 (3):  919-928.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20190073
摘要 ( 47 )   [HTML] ( ) PDF(7342KB) ( 18 )  
水淹层测井评价关键技术之一就是精确计算水淹层混合液电阻率,目前精确计算水淹层混合液电阻率的方法精度亟需提高。为此,本文提出精确计算地层混合液电阻率的微元动态物质平衡法。该方法将水驱油过程微元化,并考虑到水驱油过程中地层原生水与注入水离子有效交换比例这个变量,理论上该变量随水淹程度的增强从0逐渐变为1。对比结果表明,一阶导电法、变倍数物质平衡法和改进的微元动态物质平衡法模拟计算岩石电阻率的平均相对误差分别为0.192、0.169和0.124,改进的微元动态物质平衡法精度有了较大的提高,并且得到的混合液电阻率在不同水淹类型测井评价中可以更精确地计算剩余油饱和度。该方法已推广应用到各大油田不同水淹类型测井评价中,计算的水淹层含水饱和度与密闭取心的饱和度数据最为接近,水淹层测井综合解释符合率达到87%以上。
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松辽盆地大庆长垣四方台组可地浸砂岩铀成矿测井评价
于洋, 王祝文, 宁琴琴, 徐方慧
吉林大学学报(地球科学版). 2020 (3):  929-940.  DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20190165
摘要 ( 62 )   [HTML] ( ) PDF(12768KB) ( 31 )  
为了研究孔隙度、渗透率、泥质等参数与砂岩型铀矿成矿的关系,本文对松辽盆地中央坳陷大庆长垣南部某区块四方台组底部砂岩进行分析。含铀矿砂岩具有高放射性,这使得测井曲线的密度值异常降低,自然伽马值异常升高。通过研究总结出利用升高的自然伽马曲线校正密度曲线的方法,以及利用其他不受放射性影响曲线重构自然伽马曲线的方法。与岩心的对比分析结果证明,校正后的密度曲线与重构后的自然伽马曲线较准确,密度曲线校正与自然伽马曲线重构解决了含铀砂岩利用测井曲线求取孔隙度、渗透率参数不准的问题。在准确求取测井参数的基础上,得到能展现砂体内部非均质性特点的物性空间展布并成图分析,进而得出本地区有利于铀成矿的物性条件:产生铀矿的砂体并不是孔渗性质最好的地方,也不是孔渗性质最差的地方,而是处于由高孔渗向低孔渗过渡的地方。
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