编制盆地复原古构造图的若干问题的讨论

为了描述盆地三维构造的演化过程,通常需要编制不同地质时期的古构造等构造线图。编制古构造等高线图是一个复杂的研究过程,可能遇到许多概念性和技术性问题,但是所有问题都必须在地质平衡概念约束下寻求解决途径。本文讨论了按照地质平衡概念编制古构造等高线图的基本原则和可能的技术方案,包括研究构造变形模式、复原剥失厚度及其分布、复原断层位移、去压实校正等。运用地质平衡概念将较浅地层界面的构造等高线图复原到代表特定地质时期地形面的原始状态,相应地将较深地层界面的构造等高线图复原得的古构造等高线图。运用地质平衡概念编制的古构造等高线图比传统的只用地层残余厚度编制的古构造等高线图能更合理地反映地质时期的盆地古构造三维几何特征。     

古构造应力场反演的理论与实践——基于断层滑动矢量分析

古构造应力场恢复是重建区域地质演化历史的重要手段之一。断层作为地壳浅表发育的脆性变形构造,为恢复古构造应力场提供了重要地质条件。关于利用断层滑动矢量反演古构造应力场,前人进行了长期探索。目前其相关理论基础、研究方法与实际应用均取得重要进展。在断层滑动矢量反演古构造应力场的理论方面,改进的安德森模式描述了在发育先存薄弱带的情况下断层形成与演化的规律,克服了安德森模式只适用于均匀变形域的理论局限性;在研究方法方面,突破了在沉积盆地内部变形相对单一的限制,在造山带前陆或者叠加褶皱区等复杂变形区有效地开展了相关研究,并通过断层相关褶皱与同褶皱变形的滑动矢量分析,厘定出同造山作用的古构造应力场。这一方法在大巴山造山带强变形区得到了有效应用,为探讨其构造演化提供了基础。     

论山西河东煤田中部构造特征及对煤层含气性的影响

通过大量的节理测量与分析,对研究区的构造形态进行了深入的调查研究,系统总结了研究区的构造特征,恢复了研究区的古构造期次及古构造应力场特征,并对现代构造应力场进行了分析与研究,为下一步煤层气勘探开发提供了可靠的地质依据和有效的指导,探讨了现代构造应力场对煤层含气性的影响。     

动态古地貌再造: Badlands软件在盆地分析中的应用*

近几年来的研究发现,当存在较强的构造活动时,古地理特征变化将会加快,而常规方法很难对这一构造活动过程中的古地理和古地貌进行有效的恢复和研究。Basin and Landscape Dynamics(Badlands)软件正是基于前人的研究工作而开发的一款数值模拟软件,用于模拟各种空间和时间尺度的地貌演化。它可用于研究地表演化过程、预测侵蚀和沉积速率并评估沉积物通量,从而实现对古地理和古地貌进行更为精细化的研究。笔者介绍了Badlands软件的基本原理和方法,并将此方法应用于东海陆架盆地南部中生代地貌及地质演化过程的研究: 首先利用研究区域内现有的地震剖面、测井、平衡剖面等资料获得中生代早期的古地形;再通过恢复的古地形构建数值模型,并加载降雨量、岩石侵蚀性、海平面变化、动力地形调整和地壳弹性层厚度等相关参数进行模拟研究,以分析强烈的构造运动对盆地地貌演化的影响;最后对比模拟结果与已知的中生代的地貌特征和沉积分布,并据此进一步分析中生代盆地演化过程中的沉积物分布规律以及三维古地理和古地貌演化特征。该方法可以为沉积盆地充填过程分析和能源矿产勘探提供有益的思路。     

动态古地貌再造:Badlands软件在盆地分析中的应用

近几年来的研究发现,当存在较强的构造活动时,古地理特征变化将会加快,而常规方法很难对这一构造活动过程中的古地理和古地貌进行有效的恢复和研究。Basin and Landscape Dynamics (Badlands)软件正是基于前人的研究工作而开发的一款数值模拟软件,用于模拟各种空间和时间尺度的地貌演化。它可用于研究地表演化过程、预测侵蚀和沉积速率并评估沉积物通量,从而实现对古地理和古地貌进行更为精细化的研究。笔者介绍了Badlands软件的基本原理和方法,并将此方法应用于东海陆架盆地南部中生代地貌及地质演化过程的研究:首先利用研究区域内现有的地震剖面、测井、平衡剖面等资料获得中生代早期的古地形;再通过恢复的古地形构建数值模型,并加载降雨量、岩石侵蚀性、海平面变化、动力地形调整和地壳弹性层厚度等相关参数进行模拟研究,以分析强烈的构造运动对盆地地貌演化的影响;最后对比模拟结果与已知的中生代的地貌特征和沉积分布,并据此进一步分析中生代盆地演化过程中的沉积物分布规律以及三维古地理和古地貌演化特征。该方法可以为沉积盆地充填过程分析和能源矿产勘探提供有益的思路。     

一种古构造恢复方法探讨--以乌马营构造为例

古构造恢复是探索多旋回盆地油气藏改造、重组的有效手段之一。古构造恢复的基本原理是“回剥”,即通过“退变形”而获得不同地质演化阶段某构造层的埋藏起伏变化。回剥可以视为剔除上覆地层,并将不同时期古水准面恢复到原位的过程。利用层序充填特点和古水平面重塑研究古构造的新方法。在三维地震覆盖区,标示古水平面的层序特点在较高精度成像的地震数据体中是可以识别的,利用三维地震解释技术,可以精确恢复针对圈闭或局部构造单元的变形史和变形基础。在黄骅坳陷乌马营地区进行了实例应用研究,研究表明：利用该方法可精确恢复三维空间内、不同时期潜山高点迁移的变化规律;古构造恢复的结论与WS1井气藏特点的吻合,为潜山天然气藏的评价和目标勘探提供了决定性依据。     

构造古地理重建与动力地形

摘要：构造古地理是研究地质历史时期的构造过程和自然地理演化的科学。大数据时代的计算能力和效率的迅速提高及地球动力学模拟技术的发展,要求古地理研究应建立在全球板块构造背景下,重建“深时”、原位、原型的活动古地理。本文在综合分析国际、国内关于GPlates和CitcomS的地球动力学模拟软件平台的研究成果基础上,系统阐述了板块构造古地理重建思路、内容和方法,残余地形(动力地形)的分离技术、动力地形与板块俯冲、深部地幔流动的动力成因关系;介绍了利用地表动力地形等古地理资料进行约束,揭示板块运动过程、地幔动力学过程研究思路、方法;提出了古地理重建和地球动力学研究中应遵循的“定时、定位、定向和定型”的原则。将全球板块构造古地理模型(GPlates)与基于物理特性的地幔和岩石圈有限元模型(CitcomS)相结合,将动力地形与地幔活动过程研究相结合,对揭示4-D地球动力学具有重要理论意义。     

构造地貌与低温热年代学若干问题探讨

构造地貌主要是结合地球深部构造活动与地表过程来研究地质地貌塑造和演化过程,探究地球各圈层的相互作用关系。本文简述了构造地貌研究中的几个关键问题:如地幔对流的动力地形效应,定量研究古高程方法,气候、侵蚀和构造之间的相互反馈作用,侵蚀作用与岩石强度、地应力等定量研究问题等。同时,介绍构造地貌演化研究中主要测年方法之一的低温热年代学方法原理和进展,讨论了低温热年代学方法在构造地貌应用中的地形效应和热冷却对侵蚀速率的影响以及低温热年代学数据限定下的构造地貌演化数值模拟。     

初论造山带古地理学

造山带古地理学属构造古地理学 ,是造山带地层学的姐妹学科 ,其核心是活动论构造观。简述了造山带古地理学的形成和内涵 ,重点讨论了地质记录已发生移位、歪曲和混杂的造山带地区 (或经造山作用改造的克拉通地区 )正确地进行构造—古地理重建的三个问题 :一是不能用“将今论古”的方法恢复地史期间的隆起区和堆积区 ,地史期间的物源区并非一成不变 ,要充分认识物源供应的多样性和多重性 ;二是沉积相带的展布受区域构造应力场及基底构造格局控制 ,要特别重视边缘相及其物源区的研究 ;三是辨析原生沉积盆地与构造盆地 ,对盆地进行正确的构造复位是古地理重建的基础。     

外生铀矿成矿系统研究与古水动力分析

分析了砂岩型铀矿的国内外研究现状和发展趋势,尝试从成矿系统演化论的角度提出新的研究思路：即,以系统观为指导,以物质迁移的动力学为主线,从区域地质背景演化,特别是构造动力演化、岩相古地理等方面入手,恢复矿前期、成矿期、矿后期的区域古地形格局。运用融入了地下水流动系统理论的古水文地质分析方法,重建区域演化进程中各地质时期的古流场。着重从区域尺度上研究矿质的源-迁移-汇（成矿）-保存的动力学过程。     

陆相坳陷盆地边缘沉积区古地貌恢复:以准噶尔盆地玛湖地区三叠系百口泉组为例

常用的古地貌恢复方法侧重于利用地层厚度反映古地貌形态,而忽略沉积前由于盆地差异沉降导致地层厚度反映古地貌的不准确性。笔者以准噶尔盆地玛湖地区三叠系百口泉组沉积前古地貌恢复为例,提出一种沉积趋势校正的新方法。百口泉组沉积前为一种陆缘剥蚀区—过渡区—沉积区背景下的冲积扇—扇三角洲陆—湖相逐渐过渡的沉积体系,以地层厚度反映的古地貌形态能较好地刻画湖盆水下部分,较难合理地刻画陆上的古地貌特征。结合研究区资料情况,优选残余厚度法和地震层拉平法开展古地貌恢复工作。首先获取三叠系百口泉组地层真厚度,经过压实、古水深校正之后,对陆上部分的古地貌进行沉积趋势校正。校正后的古地貌较前人研究结果更加合理,对准噶尔陆相坳陷盆地的复杂源-汇沉积体系分析的指导更加准确。     

角域地形点源电场解析计算及其在高密度电阻率法地改中的应用

通过角域叠加的方法获得由纯地形引起的视电阻率异常,采用比值法对边坡地形条件下的高密度电阻率法测量数据进行地形校正,并结合测区钻孔地质剖面分析地改效果。结果表明:角域地形改正的方法是有效的,地改后的反演断面与实际的地质情况更加接近,效果较好。     

峡谷地区大型地下洞室群岩体初始地应力场反演分析

合理地确定地下洞室群岩体初始地应力场对于地下洞室群的总体布局、支护设计有着重要的意义。本文提出了一种依据少量实测地应力资料反演地下洞室群岩体初始地应力场的方法。这种方法假设远古地形是一无起伏的夷平面,认为岩体初始地应力场主要由处于远古地应力状态下的远古地形经过漫长的地形剥蚀形成,而远古地应力场由地质构造运动和岩体自重形成。以有限元数值分析为基本手段,提出了可以考虑构造运动、岩体自重和地形剥蚀等多因素的岩体初始地应力场反演思路。通过某水电站地下厂房区域岩体初始地应力场反演的工程实例分析,验证了这一方法的可行性和实用性。     

四川盆地东部黄龙组古岩溶地貌研究

作为川东地区最重要的天然气储集类型之一的石炭系黄龙组古岩溶型储层,业已引起众多油气地质工作者的重视。通过古岩溶作用标志识别和成因分析,采用残余地层厚度法、地貌法和印模法等技术手段对川东地区黄龙组古岩溶地貌进行恢复,从中划分出岩溶高地、岩溶斜坡和岩溶盆地三个岩溶地貌单元和峰丛、溶沟、落水洞、坡地、谷地、浅洼、残丘和槽地等微地貌单元,在平面上细分出七个典型的古岩溶地貌分区,并对分区内的岩溶地貌特征进行了研究,认为不同古岩溶地貌分区所处的地理位置及微地貌单元组成特征具有明显差异,从而直接影响到天然气藏的发育。在此基础上,对川东地区古岩溶及储层发育控制因素进行了分析,认为构造、气候、岩性、层位、古地形、古水文条件和不同的岩溶地貌形态影响和控制着古岩溶储层的发育与区域分布。上述研究成果将为川东石炭系古岩溶型储层评价与有利区带优选提供可靠依据。     

三维地质结构模型精度评估理论与误差修正方法研究

三维地质模型精度评估与误差修正问题已成为制约三维地质模拟技术深入发展应用的瓶颈。在综合国内外研究现状与发展趋势的基础上,提出了三维地质结构模型精度评估、误差检测、动态修正的总体研究框架。在模型精度评估方面,提出分别构建三维地质结构模型精度评估的一般理论模型、面向特定地质体的实际操作模型和地质结构构造不确定性的三维空间分布模型的研究思路,指出应重点研究地质实体自身特性、三维地质建模方法对三维地质结构模型精度的影响,解决由一般地质界面的内插误差和特殊地质体的外推误差引起的精度评估问题。在模型误差修正方面,提出基于建模初始数据的模型误差修正方法和基于建模中间结果的模型误差修正方法,在具体实现时,引入“数据 模型的可视化交互技术”。这些研究成果为建立一套完整的三维地质结构模型精度评估与误差修正的理论体系和方法体系奠定了基础,有助于完善复杂地质条件下三维地质模拟的方法与技术。     

贵州水城蟠龙煤矿古滑坡形成及复活的可能性分析

经对贵州省水城县蟠龙煤矿的地质勘探,发现矿区内存在较为典型的崩塌式古滑坡。从地形地貌、地层岩性、构造和水文等方面阐述了滑坡形成的地质环境背景;并从滑坡体的规模、形态、结构和物质来源方面分析了滑坡的特征。研究认为:区内断层形成于滑坡之前,是滑坡形成的前期条件,地形地貌、水文等条件为主要诱发因素;滑坡形成过程可以分为两个阶段,第一阶段为崩塌的形成,第二阶段为滑坡的发生阶段。依据矿井排水、大气降水和采矿活动等方面分析得出滑坡存在复活的可能性,并以深层蠕动变形为主。从而为以后滑坡的治理、安全采矿提供了依据。     

四川邻水华蓥山大峡谷地质公园地质遗迹资源体系及地学意义

华蓥山大峡谷地质公园是以峡谷、构造和岩溶地貌为代表的风景地貌类地质公园。本文以华蓥山大峡谷地质公园地质遗迹景观资源为基础, 以川东褶皱带构造单元、川东平行岭谷地貌单元和上扬子地层分区的部分地层区域为研究视角, 构建华蓥山大峡谷地质公园地质遗迹资源体系——包括地质(体、层)剖面、古生物活动遗迹、地貌景观、水体景观以及环境地质遗迹5个大类、15个类共100多处地质遗迹景点; 通过对各类地质遗迹的特征进行分析, 对前人研究进行总结, 探讨了地质公园地质遗迹重要的地学意义。研究表明, 华蓥山大峡谷地质遗迹在地质构造、地层、岩溶学、水文地质学以及地貌学等领域具有重要的科学价值。     

淮南潘谢矿区岩溶类地质异常体演化过程及预测

针对深埋矿山开采岩溶通道的突水致灾问题,依据近年淮南潘谢矿区揭露资料,讨论了该区岩溶类"地质异常体"特征;在分析宏观地质背景基础上,从沉积史、构造史、古岩溶发育史及地下水流作用等方面追踪其演变过程;通过分析古地貌与矿区不同深度放水试验水文地质特征,间接分析深埋条件下的古岩溶信息,并预测潘谢矿区岩溶类"地质异常体"分布位置,从而为煤炭开采过程中的灰岩水害防治提供参考。      

1∶25万区调中第四系深覆盖区野外工作方法研究——以淮安市幅为例

以淮安市幅区域地质调查为背景,总结了第四系深覆盖区的野外地质调查方法。主要步骤为：（1）根据已有资料总结区域地质特征,通过踏勘、遥感解译和地貌分析布置野外路线;（2）应用点线法确定调查路线方向与精度;（3）根据居民点分布、地形变化和野生草本植物组合准确判断地质界线;（4）针对不同地层时代、微地貌、成因类型确定槽形钻揭露深度;（5）地质观察点布置在地层时代、微地貌类型、成因类型等界线上,用槽形钻揭露,垂直界线两侧各打1个槽形钻来确定地质界线点位置。     

黄骅坳陷孔店南部枣Ⅲ油组物源分析

为精确刻画孔店南部地区枣Ⅲ油组物源体系的展布,预测枣园开发区与王官屯开发区之间的砂体展布,进一步促进勘探的突破,必须综合运用地球物理、地球化学、沉积学的方法对孔店南部枣Ⅲ油组物源体系进行精确刻画。通过对黄骅坳陷孔店南部的区域重力异常、地震属性特征、重矿物聚类分析、轻矿物分析、岩屑特征分析、砂体分散体系展布的综合研究,精确描绘了来自西部沧县隆起、北部孔店凸起、东部徐黑凸起3个物源方向的6个扇体。通过物源体系与地层、古地貌、构造之间的综合研究,认为黄骅坳陷孔店南部孔店组枣Ⅲ时期物源的展布受古地貌特征、同生断裂和盆缘基岩的控制。