成矿流体活动的地温信息及地球物理示踪

本文对流体活动与地温结构的相互作用关系－流体活动的热效应,地温异常导致的地球化学效应,流体活动－地热传输的耦合过程及其模拟进行了研究。初步建立了识别流体活动热效应的地球物理及地球化学标志,指出通过热史模拟,流体史模拟、热－质迁移模拟及地球物理等方法识别这些标志可以进行流体活动的示踪。     

准噶尔盆地热历史

准噶尔盆地从石炭一二叠纪的“热盆”（古地温梯度0．05-0．07℃／m）演变成新生代典型的“冷盆”（地温梯度0.02－0.023℃／m），使盆地两套主要烃源岩：二叠系和侏罗系烃源岩热演化程度（成熟度）具有明显的差异。二叠系径源岩成熟度普遍很高，大部分达到过成熟阶段；而侏罗系烃源岩成熟度则很低，即使埋深超过5000m，实测镜质组反射率R°％仅为0．5－0．6，相当于生油初期（低成熟）阶段。通过应用Waples模型和Sweeney－Burnham模型两种方法对盆地13口深井进行古地温梯度拟合计算表明：对于热演化过程主要发生在白垩纪之前，高地温梯度背景下的8口深井，烃源岩热演化受压力的影响小，成熟度相对较高；而对于热演化过程主要发生在白垩纪之后、低地温梯度背景下的5口井，烃源岩热演化受压力的影响较大，成熟度异常偏低，实测镜质组反射率低于用Waples模型和Sweeney－Burnham模型计算的镜质组反射率。     

二连盆地侏罗系地层热演化史研究

本文应用磷灰石裂变径迹,镜质体动力学模型等方法恢复二连盆地侏罗系地层的热演化史,二连盆地图参１井磷灰石退火浓度为１６００－２７７４ｍ,对应的退火温度为６４－１０２．７℃,图参１井现今温度小于最高古地温,这是由于二连盆地地温梯度逐渐降低及地层发生抬升和剥蚀所致。根据磷灰石裂变径迹分析和镜质体动力学模型模拟图参１井的热演化史,在晚侏罗世时其经受的最高地温梯度分别为７℃／ｈｍ和６℃／ｈｍ。侏罗系地层在晚     

镜质组反射率与沉积盆地古地温分析

在地质研究与资源勘探中，特别是针对油气生成、运移和保存有关的地热过程分析，镜质组反射率（Ｒ）已被广泛地应用于沉积盆地古地温的确定。本文从Ｒ增值的反应动力学、Ｒ－古地温－受热时间模拟计算、流体扰动对流型热体系中的Ｒ性征及Ｒ古地温分析技术扩展等方面，概括地总结讨论了有关应用现状与理论进展。由于沉积有机质构成及其热反应作用的复杂性，过分简单地将Ｒ与地温值对应的做法已被否定，代之以地质、地球热力学与反应动力学的综合分析。不同源岩中Ｒ增值与热能关系的确定，温度－时间计算方法的改进、异常热背景如对流型热体制的分析以及低成熟与镜质组缺失条件下成熟度参数的Ｒ标定等，将是今后急待解决的主要问题。     

中国煤变质作用

通过煤变质热源及作用方式的研究，总结了中国煤变质作用主要类型，动态地史－热史模拟表明，煤盆地的地热状态以非均－地温场影响深成变质格局，如鄂尔多斯盆地三叠纪的地温高于前后时代，大地热流同盆地了中心增高，四川盆地中心莫霍面较浅，与高变质煤分布基本一致，区域岩浆热变质是形成中国大多数中高煤级煤的主因，模拟分析了湘赣中南部印支－燕山期花岗岩体与煤变质，煤热水变质作用以载热的深循环流体构成派生热绿岩侵入的增     

沉积盆地地温与地层压力关系研究

地下地温和地层压力是控制油气生成和演化以及赋存相态的两个最基本的物理参数，地温与地层压力之间相互影响，理论推导和实际资料均证实，地温与地层压力保持直线关系，在地下不同的温－压体系中，地温与地质压力的直线斜率不，通常地下层中存在两类地温－地压直线，即浅层地温－地压直线关系和深层地温－地压直线关系，浅层与深层地温－地压直线关系的改变表明浅层与深层两种地温－地压环境中流体能量不同，进而反映浅层与深层在宏     

塔里木盆地古生界砂岩热成熟度与有效储层的预测

根据砂岩热成熟的概念，认为塔里木盆地古生界砂岩的孔隙度主要受控于与地热场、埋藏时间和盆地沉降有关的砂岩热成熟度。用热成熟度比用深度可更合理地解释砂岩孔隙度的发育特征及其成因。ＴＴＩ值可综合反映热成熟程度，ＴＴＩ值越大，砂岩的热成熟度越高，成岩强度越大，被保存的孔隙度越小。若已知盆地的地温梯度，可计算出预测储层的ＴＴＩ值，并可用本文提出的砂岩热成熟度－－孔隙度和热成熟度－－深度的两个定量关系预测砂岩     

海拉尔盆地古地温研究

海拉尔盆地作为大庆油田外围最有潜力的油气盆地之一,其古地温梯度以及古地温与油气的关系尚未进行系统研究。根据磷灰石裂变径迹法求取的古地温梯度为3.44～4.20℃/hm。其中乌尔逊凹陷古地温梯度与现今地温梯度接近,贝尔凹陷和呼和湖凹陷恢复的古地温梯度值高于现今地温梯度值。热史模拟表明海拉尔盆地最高古地温是在伊敏组沉积晚期90Ma达到。一类凹陷如乌尔逊凹陷属于持续埋藏型凹陷,中生代以来是一升温过程,在凹陷的中心部位现今地温是地层经历的最高地温,烃源岩热演化程度受现今地温场控制,现今持续生烃。另一类凹陷如贝尔凹陷和呼和湖凹陷,属于抬升剥蚀型凹陷,伊敏组沉积之后是一个降温过程,现今地温小于古地温,烃源岩热演化程度受古地温场控制。古地温演化史结合伊利石测年结果表明,伊敏组沉积晚期是海拉尔盆地一次非常重要的油气成藏期;古近纪以来为第二次成藏阶段,主要为早期形成油气藏的重新调整和二次生成的油气继续注入成藏。     

海拉尔盆地呼和湖凹陷热演化史与油气关系

呼和湖凹陷现今地温梯度为3.54℃/100m,属于中温型地温场。根据镜质体反射率、包裹体测温和磷灰石裂变径迹法恢复了呼和湖凹陷古地温演化史,研究表明呼和湖凹陷早白垩世古地温梯度可达3.7～6.5℃/100m,古地温梯度高于现今地温梯度,古地温高于今地温。古地温恢复及热史模拟表明最高古地温是在早白垩世晚期达到的,下白垩统烃源岩热演化程度主要受古地温场控制。热演化史与油气关系研究表明呼和湖凹陷油气生成期主要有两期,分别是早白垩世晚期及古近纪以来,且以早白垩世晚期为主要成藏期,古近纪以来由于目的层温度降低生烃强度减弱。     

青藏公路多年冻土路段冻土过程的变化和控制建议

本文通过青藏公路沥青路面下冻土地温观测,分析冻土过程变化的主要原因。根据青藏公路楚马尔河高平原段的地温温度场的一年观测结果,分析活动层的热状态,并通过热状态方程预测人为多年冻土上限的变化,给出了冻土变化的控制建议     

青藏铁路遮阳板措施应用效果观测研究

在青藏铁路的施工建设中,许多主动保护冻土的措施已经被采用,遮阳板就是其中之一.遮阳板措施的保温效果在应用只有1 a的时间里面就表现出来,在第1个冷暖季节过后,在遮阳板保护下的路基土体温度就较普通路基低,在路基左路肩部位(阳坡)低出3~5℃;在路基的左右护道、路肩孔和中心孔冻土上限抬升在1.0~1.7 m,平均抬升1.1 m.遮阳板措施对于保护路基冻土效果较其它主动保护冻土措施更快、更明显,是多年冻土区工程建设中主动保护冻土措施的首选措施之一.     

多年冻土南界附近青藏铁路路基下的冻土退化

基于2006-2012年青藏铁路多年冻土区唐古拉山南侧安多断面地温监测资料,分析了多年冻土南界附近路基下多年冻土的退化过程及其影响因素.结果表明：该监测断面天然场地多年冻土退化表现为多年冻土天然上限下降与多年冻土地温升高,观测期内多年冻土天然上限下降0.29 m,下降速率为4 cm·a^-1;路基下10 m处多年冻土温度升高0.03℃,升温速率为0.004℃·a^-1.该监测断面路基左路肩下多年冻土退化表现为多年冻土人为上限下降、多年冻土地温升高、多年冻土下限抬升以及多年冻土厚度减少.观测期内多年冻土人为上限下降0.41 m,下降速率为6 cm·a^-1;路基下10 m处多年冻土地温升高0.06℃,升温速率为0.009℃·a^-1;多年冻土下限抬升0.50 m,抬升速率为7 cm·a^-1;多年冻土厚度减少0.90 m,减少速率为13 cm·a^-1.工程作用是导致路基下多年冻土退化的主要原因,气温升温与局地因素中的冻结层上水发育促进了这一退化过程.路基下融化夹层的出现,导致多年冻土垂向上由衔接型变为不衔接型.     

气候变化背景下青藏铁路沿线多年冻土变化特征研究

多年冻土是复杂地气系统的产物, 以升温为特征的气候变化不可避免地对其产生影响. 基于青藏铁路沿线8个天然场地2006-2011年的地温监测资料, 分析了气候变化背景下, 多年冻土升温特征及上限变化规律, 并对低、高温冻土的变化特征进行了对比分析. 结果表明: 2006-2011年监测期间, 铁路沿线多年冻土正在经历明显的升温趋势, 上限附近和15 m深处平均升温率分别为0.015 ℃·a^-1和0.018 ℃·a^-1, 其中, 低温冻土区在上述两个深度处升温均比高温冻土区显著; 多年冻土上限深度也表现出一定的增深趋势, 平均增深速率为4.7 cm·a^-1, 其中, 高温冻土区增深速率大于低温冻土区. 低、高温冻土对气候变化的响应表现出了较大差异. 同时, 受局地因素的影响, 不同区域在升温和上限增深上也存在一定差异.     

青藏铁路多年冻土区站场路基温度场试验研究

站场路基的宽度为单线普通路基宽度的两倍。结合青藏铁路试验工程观测数据 ,分析了站场路基地温场及多年冻土人为上限的特征 ,探讨了路基的冻结和融化过程的规律 ,阐述了多年冻土区路基的稳定性问题。     

冻土温度状况研究方法和应用分析

分析讨论了冻土温度状况研究中相关问题,包括构成多年冻土层的岩性、含水量、结构和构造,决定多年冻土温度状况动态变化的地面温度与气温间的关系,地中热流,研究区域的确定以及取决于地层的岩性、含水量、结构和构造、容重的热量在地层内传播过程的热物理参数.在分析物理学、地学和气候学等学科研究结果的基础上,笔者认为:1)在研究冻土温度状况问题中,研究区域应根据所研究问题的时间尺度确定,由于多年冻土层内不同深度上的温度和热流(或温度梯度)随时间的不同影响深度也不同,研究数十年时间尺度的多年冻土温度状况问题,一般应取多年冻土下限处的地中热流(或温度梯度)作为问题的下边界条件;2)以气温积温(或气温)与地面温度积温(或地面温度)比值所定义的N系数不仅存在年变化、季节变化和日变化,并在求解时必须已知地面冻结(或融化)的持续时间,而在目前对于不同地面条件缺乏定量描述气温与地面温度间关系的实验基础.因此,在缺乏比较严格的地面条件定量描述的情况下,应用气温与地面温度之差描述二者间的关系可能更为简单;3)在青藏高原地区,由于不同区域地形、地面条件、地层岩性以及地中热流等存在着很大差异,因而,不同区域多年冻土的热状况也不同.所以,不能简单地以气温等值线进行多年冻土制图,更不能以此年冻土变化预报的基础.     

瞬变电磁法(TEM)在多年冻土区的应用研究

多年冻土的上下限是在多年冻土区从事冻土研究、工程设计施工、气候水文生态模式等方面非常重要的参数,它可以通过破坏环境的有损方法(坑探和钻孔)或无损的物探方法来获取.结合少量的坑探和钻孔资料,应用瞬变电磁法(TEM)对青海省兴海县温泉地区多年冻土进行探测.基本查清了本地区多年冻土分布特征、上下限深度和多年冻土层的厚度,获取...     

青藏高原地气温度之间的关系

应用多元线性回归分析方法,对位于40°~25°N,75°~102°E范围内的119个气象观测台站的1991—2000年平均气温和地面温度观测资料进行分析,获得了研究区域的月平均气温、地面温度与纬度、经度和海拔高度间关系的线性统计系数.统计结果和实测资料的比较以及统计分析的相关系数结果表明,高原地区的气温、地面温度和它的年较差与经度、纬度及海拔高度具有很好的相关性.应用曲线拟合方法将所得统计分析系数拟合成时间函数,就可将高原地区的气温和地面温度表示成统一的空间坐标和时间的函数.如果将已验证的1991—2000年平均地面温度与气温差统计结果作为气温与地面温度间关系的实验结果,那么,就可以解决长期困扰多年冻土预报研究中在任意已知时间和空间点上气温条件下,难以确定影响多年冻土温度状况变化上边界条件的变化这一难题.这一结果对于目前正在进行的青藏铁路冻土工程和环境预报研究具有重要意义.     

青海高原中、 东部多年冻土及寒区环境退化

近年来, 随着全球气候变暖和人类社会经济活动的增强, 处于季节冻土向片状连续多年冻土过渡区的青海高原中、 东部多年冻土退化显著. 巴颜喀拉山南坡清水河地区岛状冻土分布南界向北萎缩5 km; 清水河、 黄河沿、 星星海南岸、 黑河沿岸、 花石峡等岛状冻土和不连续多年冻土出现融化夹层和不衔接多年冻土, 有些地区冻土岛和深埋藏多年冻土消失, 多年冻土上限下降、 季节冻结深度变浅; 片状连续多年冻土地温升高、 冻土厚度减薄. 1991-2010年巴颜喀拉山南北坡不连续多年冻土分布下界分别上升90 m和100 m, 1995-2010年布青山南北坡不连续多年冻土分布下界分别上升80 m和50 m. 造成冻土退化的主要原因为气候变暖, 使得地表年均温度由负变正, 冻结期缩短, 融化期延长, 冻/融指数比缩小. 伴随着冻土退化, 高寒环境也显著退化, 地下水位下降, 植被覆盖度降低, 高寒沼泽湿地和河湖萎缩, 土地荒漠化和沙漠化造成了地表覆被条件改变.