陕西省恒温层深度主要影响因素及其估算

恒温层深度的预测与地热能开发利用、地下空间建设等密切相关,陕西省区域恒温层的研究工作进展较慢。通过探讨恒温层深度的影响因素认为: 导热系数与恒温层深度呈弱负相关; 地表与大气间表面传热系数与恒温层深度呈弱正相关; 大气温度年振幅与恒温层深度呈正相关; 导温系数与恒温层深度呈明显的正相关。介绍并验证了一种土壤恒温层深度的计算方法,通过该方法,计算了全省不同地貌单元恒温层深度的理论值。全省恒温层深度介于10.5~23.8 m之间: 陕北地区恒温层深度为10.5~23.8 m; 关中盆地恒温层深度为11~17.4 m; 陕南地区恒温层深度为11.7~18.6 m。该研究系统地划分了陕西省区域恒温层的深度范围,为陕西省“绿色”追赶超越政策的实施做出贡献。     

陕西省恒温层深度主要影响因素及其估算

恒温层深度的预测与地热能开发利用、地下空间建设等密切相关,陕西省区域恒温层的研究工作进展较慢。通过探讨恒温层深度的影响因素认为:导热系数与恒温层深度呈弱负相关;地表与大气间表面传热系数与恒温层深度呈弱正相关;大气温度年振幅与恒温层深度呈正相关;导温系数与恒温层深度呈明显的正相关。介绍并验证了一种土壤恒温层深度的计算方法,通过该方法,计算了全省不同地貌单元恒温层深度的理论值。全省恒温层深度介于10.5～23.8 m之间:陕北地区恒温层深度为10.5～23.8 m;关中盆地恒温层深度为11～17.4 m;陕南地区恒温层深度为11.7～18.6 m。该研究系统地划分了陕西省区域恒温层的深度范围,为陕西省"绿色"追赶超越政策的实施做出贡献。     

胶东金矿成矿深度的构造校正测算及成矿预测

成矿深度测算对于矿床学理论研究和深部找矿都有重要意义。经典的成矿深度“压力/比重”计算方法,缺乏考虑构造应力在成矿过程中的影响。前人按照“压力/比重”的计算方法,提出胶东蚀变岩金矿是6 000~8 000 m深的元古宙成矿,石英脉型金矿是深度在3 000 m左右的中生代成矿,并据此建立了金矿垂直五层楼的分带模式。依据该模式指导的深部预测勘查效果不好。“成矿深度构造校正测算”是近几十年逐渐成长起来的一个新方法,即先减去“构造附加压力”后再进行成矿深度测算。本文介绍“成矿深度构造校正测算”的计算方法,指出其应用条件和预测意义。开展成矿深度构造校正测算需要以下条件:(1)确定成矿模式;(2)开展野外构造变形岩相测量;(3)测量岩石矿物应变,恢复成矿构造应力场,计算构造附加静水压力;(4)测算成矿深度。根据“成矿深度构造校正测算”方法已经获得胶东多个典型金矿成矿深度的测算结果:(1)夏甸金矿成矿深度为-1 979.51~-3 014.72 m;(2)焦家金矿成矿深度为-1 632.4~-2 331.6 m;(3)大尹格庄金矿成矿深度为-2 775.4~-4 164.5 m;(4)新城金矿成矿深度为-1 781.29~-2 750.0 m;(5)玲珑金矿成矿深度为-720.55~-3 454.97 m。根据以上典型金矿成矿深度的测算结果,本文认为胶东金矿属于深-1 000~-4 500 m的浅成热液剪切带型矿床,由此推断胶东典型金矿矿体主要部分仍然赋存在深部。按照“构造校正测算”方法得到的成矿深度,结合地质、物探和化探信息,预测金矿发育“深部第二富集带”,已经得到胶东金矿勘查工作的证实。     

青海省河南县三叠系伊利石结晶度与极低级变质作用

在开展“青海省河南县托叶玛地区I47E007023、I47E008023、I47E009023、1I47E009024四幅1:5万区域地质矿产调查”时,为验证该地区三叠系变质情况,针对三叠系中泥岩(页岩)的伊利石结晶度做了分析测试。30件样品的实验结果表明: 北部宗务隆—泽库地层分区三叠系泥岩(页岩)伊利石Kübler结晶度指数为0.312~0.537,晶胞参数b₀为0.898 0~0.903 2 nm,判断其变质温度小于350 ℃,具葡萄石-绿纤石和沸石相; 南部西倾山地层分区三叠系泥岩(页岩)的伊利石Kübler结晶度指数为0.21~0.318,b₀为0.898 1~0.901 4 nm,变质温度主要分布在200~350 ℃,局部>350 ℃,具葡萄石-绿纤石和绿片岩相。研究认为青海省河南县地区区域变质程度较低,为极低级变质作用或者未发生区域变质作用,且南部西倾山地层分区的变质程度略高于北部宗务隆—泽库地层分区变质程度。这一变质相带研究结论与前人认为的“区域低温动力变质作用及低绿片岩相变质带”不一致,变质程度相对更低。该研究证实了在青海省河南县地区三叠系地层中不存在大面积区域变质作用,仅存在极低级区域变质作用。     

多种剥蚀厚度恢复方法在内蒙古雅布赖盆地侏罗系和白垩系中的应用及其地质意义

剥蚀厚度恢复是进行盆地埋藏史、热演化史、油气成藏等定量分析的基础。文中利用镜质体反射率法、流体包裹体法、声波时差法和地层厚度趋势法等多种方法,恢复了内蒙古雅布赖盆地侏罗系和白垩系剥蚀厚度。计算结果表明,侏罗系和白垩系总剥蚀厚度为1610.9~2177.0,m;在流体包裹体法和地层厚度趋势法约束下,恢复的侏罗系剥蚀厚度为930.2~1395.3,m,白垩系剥蚀厚度为0~612.1,m。雅布赖盆地侏罗系剥蚀厚度“北大南小”,白垩系剥蚀厚度“南大北小”,反映盆地改造强度具有晚侏罗世南弱北强、早白垩世南强北弱的特征。大规模隆升剥蚀,导致地层温度下降、烃源岩遭到破坏,一定程度上制约着雅布赖盆地的烃源岩成熟演化以及油气生成。     

塔里木盆地塔河油田奥陶系数字岩心图像中生物扰动的定量表征*

生物扰动对塔里木盆地塔河油田奥陶系碳酸盐岩“基质储集体”储集性能的改造效应具有重要影响。以塔河油田奥陶系岩心为研究对象,利用Adobe^® Photoshop^® CS6软件提供的生物扰动数字图像分析软件包,对岩心数字图像中生物扰动区域进行了识别和定量表征。结果表明: (1)在生物扰动数字图像分析软件包提供的方法中,“相似像素选择法”和“魔棒法”是对生物扰动识别与定量表征最为有效的方法,但二者适用范围不同;(2)“相似像素选择法”适用于生物扰动程度较大,单个形体相对较小且离散度相对较高的情况:当生物扰动充填物和围岩基质边界对比度较大时,应用“选取相似”操作效果最好;而当生物扰动充填物和围岩基质边界对比度较小时,应用“色彩范围”操作识别效果最好;这2种操作都仅能执行1次;(3)“魔棒法”对于识别生物扰动区域形体大而分布连续,且充填物颜色不同的情况具有独到优势;该方法可以通过多次重复操作以及调整“容差”来提高生物扰动区域与围岩基质的识别度。该研究对从生物成因角度解释碳酸盐岩“基质储集体”的非均质性与分布规律、实现增强储集性能生物扰动属性表征、丰富海相碳酸盐岩储集层地质学理论、指导该类油气藏远景勘探和储量计算以及选择合理的开发方案等具有重要意义。     

河北沽源、饶阳地区浅层地温场特征

通过在河北沽源和饶阳地区建立的40m深试验孔,进行了长期(＞1年)定时(1次/天)的浅层地温观测,分析研究了浅层地温场的特征,并确定了恒温层参数,沽源地区的恒温层深度约为24 m,温度约为5.6℃;饶阳地区的恒温层深度约为18 m,温度约为14.7℃.     

安徽省淮北地区矽卡岩型矿床成矿系列及成矿规律

淮北地区是皖北重要的铁铜成矿区,为系统总结该区矽卡岩型矿床成矿系列及成矿规律,基于近年来在该地区取得的找矿成果,通过系统研究已知矿床地质特征和成矿地质条件,结合成岩、成矿年代学特征,认为该区有3个成矿系列: 与高钾钙碱性侵入岩有关的矽卡岩型铁铜金成矿系列、与高钾钙碱性侵入岩有关的矽卡岩型铁-石膏成矿系列和与二长花岗岩有关的矽卡岩型铁-轻稀土成矿系列。分别论述了该区4个典型矿床的地质特征及成矿规律,认为该区为两阶段成矿,成矿空间受深断裂、弧形构造和岩浆岩带的共同控制。最终建立了该区早白垩世早期“前常式”、“杨桥孜式”和“王场式”铁多金属矿床和早白垩世晚期“旗杆楼式”铁-轻稀土矿床的区域成矿模式。     

邯邢式铁矿形成机制:来自河北武安斑状二长岩中“含铁熔体-流体”的证据

人们对邯邢式铁矿形成机制一直存在争议。为解决这一科学问题,本文对在河北武安赵庄地区斑状二长岩中发现的“含铁熔体-流体”脉及团斑进行了详细的矿物学及岩石学研究。结果显示:“含铁熔体-流体”矿物组合分带明显,其中核部矿物组合为Di+Amp+Mt+Ap+Pl,边部矿物组合为Prh+Cal。“含铁熔体-流体”中磁铁矿具有明显的环带结构,中心部分TiO₂含量为2.23%,边部磁铁矿TiO₂含量为0.36%0.57%。核部∑REE高过边部两个数量级,在球粒陨石标准化稀土元素分配图中呈右倾型曲线,与武安地区侵入岩同源,在未经流体加入时的高温岩浆环境中结晶。边部磁铁矿在球粒陨石标准化稀土元素分配图中显示REE轻微亏损,且有明显的Ce负异常,指示了磁铁矿结晶环境有大量富含挥发分的流体加入。在磁铁矿(Ti+V)-(Al+Mn)图解中,“含铁熔体-流体”中的磁铁矿落于斑岩型磁铁矿和Fe-Ti、V型磁铁矿区域,也处于热液型磁铁矿与岩浆型磁铁矿之间。这表明“含铁熔体-流体”并非侵入岩与围岩发生接触交代反应后形成的远端夕卡岩脉,而是源于深部的“含铁熔体-流体”在浅部结晶的产物。以高钛、富集REE为特征的磁铁矿是深部岩浆房铁矿浆结晶的磁铁矿微晶。由于富含挥发分的流体注入岩浆房形成流体超压,磁铁矿微晶与气泡结合沿岩浆通道快速上升。最后在1.552.19 km的深度形成以低Ti、亏损REE为特征的磁铁矿,并结晶形成角闪石等流体晶矿物。     

松潘—甘孜造山带容须卡岩浆-穹隆地质特征及构造演化

位于松潘—甘孜造山带雅江穹隆群北东部的容须卡岩浆底辟穹隆区,经历了多期构造演化,内部构造极其复杂。为厘清容须卡地区岩浆与穹隆的演化关系,通过野外地质调查及室内综合研究,探讨了容须卡穹隆的地质特征及构造演化。该穹隆中心发育无根或肠状褶皱,及“S”型、“Z”型褶皱和“A”型平卧褶皱; 穹隆外围发育叠加褶皱,反映造山带早期SN向和EW向收缩挤压。该穹隆主要经历了晚三叠世(印支末期)SN向与EW向的“双向挤压”作用; 成穹期岩浆向上侵位时限为(214.4±1.2) Ma; 成穹后经历了挤压推覆和应力松弛阶段; 早中新世(17~10 Ma),由于青藏高原东南缘快速抬升,松潘—甘孜造山带发育NW-SE向鲜水河左旋走滑断裂,使容须卡地区形成一系列NNW向韧脆性和脆性破碎带。     

郑州市东区深层地热特征及合理开发利用

介绍了郑州市东区深层地热的特征,把深层地热资源划分为三层：埋藏深度320～850 m的第一地热储层,热储岩性为新近系中细砂层,热储平均厚度1553 m。热储温度33°C,地温梯度2.5～3.5°C/100 m。埋藏深度850～1 200m的第二热储层储岩性为新近系细砂、中细砂层,热储总厚度86～187m,热储温度45°...     

长春地区粉质黏土导热系数与其物性参数相关性研究

为研究导热系数与影响因素之间的相关关系,建立导热系数的推算公式,以长春地区粉质黏土为研究对象,对原状土样的导热系数与其物理参数之间的相关性进行回归分析。制作9个重塑土样,测其相关的参数值,以验证回归方程的适用性。结果表明,回归分析建立导热系数与2个物理参数之间的关系式不成立;考虑天然密度、含水率和孔隙度为自变量,其分别对应的相关性系数T检验显著值(Sig)都0. 05,复决定系数为0. 886,建立的回归方程成立,自变量能准确解释因变量的变化,且含水率与导热系数呈负相关,天然密度和孔隙度呈正相关。重塑土样相关参数代入回归方程得到的导热系数值与实验实测值之间相对误差低于4%,验证了该回归方程的普遍性和适用性。     

辽宁北部秀水盆地秀D1井孢粉组合及其地层意义

孢粉化石采自辽宁省北部秀水盆地的秀D1井,分析、鉴定和系统研究结果表明,来自秀D1井井深62.1~1089.7m的孢粉化石自下而上划分为3个孢粉组合,下部孢粉组合(井深703.85~1089.7m)以Osmundacidites-Klukisporites-Podocarpidites为代表,地质时代为晚侏罗世堤塘期(Tithonian),中部孢粉组合(井深381.5~699.3m)以Densoisporites-Cicatricosisporites-Piceaepollenites为代表,地质时代为早白垩世贝里阿斯期(Berriassian),上部孢粉组合(井深62.1~339m)以Cicatricosisporites-Impardecispora-Pinuspollenites为代表,地质时代为早白垩世凡兰吟期—欧特里夫期(Valanginian-Hauterivian)。秀D1井钻遇地层所含孢粉组合特征在区域上可以与冀北地区大北沟组,辽宁西部地区下白垩统义县组、九佛堂组,松辽盆地东南缘下白垩统火石岭组、沙河子组所产的孢粉组合对比。含孢粉组合地层时代的确定解决了井柱地层的划分,以及与区域地层的对比关系,同时为区域地层古生物研究提供了翔实的基础资料。     

天津地区地层热物性特征及影响因素分析

为分析天津地区地层热物性参数的地区分布特征和平面分布规律,布置88个勘查孔、现场采集1 076个岩土样、室内分析热导率、比热容、热扩散系数等地层热物性实验,对测试数据进行统计分析。结果表明:天津市岩土体热导率在1.26~1.70 W/(m·K),比热容在2 050~2 090 J/(kg·K),热扩散系数在0.45×10-6~0.74×10-6 m2/s。同一地区不同岩性的比热容,黏土最大、粉砂最小,热导率刚好相反,热扩散系数与比热容规律相同;不同地区同一岩性的热物性参数差别不大。天津市比热容与热导率呈现大致相反的趋势,热导率高值区位于蓟县、宝坻和宁河的东部、武清西部、静海南部以及滨海新区的中部地区;比热容高值区位于蓟县、宝坻和宁河西部、武清东部、静海北部以及滨海新区大部分地区。     

基于叠加法的陕西省典型地貌单元岩土导热系数分析

近年来,浅层地热能受到广泛关注,但由于在开发利用过程中对地层导热性能分析不足,现有开发利用项目失败率较高。为解决这一问题,对陕西省不同地貌单元已开展的46组热响应试验结果进行整理,以线热源模型为基础,采用叠加法对陕西省典型地貌单元的导热系数进行了分析统计。结果表明: 山间盆地、沙漠高原和断陷盆地3种地貌单元的导热能力依次减小; 在同一地貌单元中,第四系黄土覆盖层越厚,钻孔的导热能力越差; 黄土塬地区导热系数大小差距较大,可进一步深入研究该地貌单元内导热系数的影响因素。通过对不同地貌单元岩土导热系数分布特征的研究,提出了各地区浅层地热能开发利用的相关建议,从而为进一步高效、高质开发浅层地热能提供思路和技术支持。     

极端干旱荒漠区典型晴天大气热力边界层结构分析

利用极端干旱区敦煌野外观测试验资料，分析了极端干旱荒漠区夏季典型晴天位温、风速、比湿等主要物理要素的垂直结构特征及其地表热力和近地层大气运动特征的日变化规律。发现在极端干旱地区夏季晴天大气热力边界层结构十分独特。在夜间，贴地逆温层最低在900 m以上，最厚可以达到1 750 m，逆温层上面的残余层一般能达到4 000 m左右的高度。在白天，位温超绝热递减层高达1 000 m，超绝热递减层上面的混合层最高达3 700 m，混合层顶上还有大约450 m甚至更厚的夹卷层。当白天对流层发展达到残余层以后，混合层的发展明显加快。风速和比湿垂直廓线特征很好地印证了大气热力边界层独特的结构特征，地表热力和近地层大气运动特征也为这种独特的大气热力边界层结构提供了较好的物理支持。     

江苏干热岩地热资源潜力估算

干热岩是一种清洁的可再生地热资源,随着开发技术日趋成熟,显示出其巨大的利用价值。江苏地区中、新生代发 育大量火山活动,深部热源上涌,具有良好的干热岩赋存背景。文中在对江苏地区大地热流值、不同深度岩石热导率、生 热率分析的基础上,利用贡献率叠加法,对苏北盆地与苏南地区不同深度的温度进行估算,将5~8 km的温度计算结果与采 用温度梯度计算方法所得数据进行对比分析,在此基础上对江苏地区3 km至8 km深处干热岩资源量进行预测。结果显示, 江苏地区3~8 km深处干热岩资源总计为2.18×1021 J,合74.9亿吨标准煤,按2%的可开采资源量计算,即合1.5×108 t标准 煤,约相当于江苏省一年能源消耗总量的一半,开发利用前景巨大。     

基于原位地应力测试及流变模型的深部泥页岩储层地应力状态研究

深部泥页岩储层地应力状态的准确确定是页岩气等非常规能源高效开发的关键。综合基于原位地应力测试获得水平最小主应力,建立基于流变模型的地应力剖面,应用成像测井技术确定水平最大主应力方向等,是准确确定泥页岩储层地应力的有效方法。将该研究思路应用于陕西汉中SZ1井,利用水压致裂原地应力测试方法获得储层水平最小主应力值范围为32~41 MPa;利用偶极声波测井数据获得岩石力学参数,结合地壳应变率和储层埋藏史,建立了SZ1井地应力剖面,结果表明牛蹄塘组1950~2025 m深度范围内水平主应力差介于10~15 MPa,水平最小主应力值范围为28~41 MPa,水平最大主应力值范围为47~49 MPa,预测得到的水平最小主应力值与实测结果具有较好的一致性。原地应力实测及流变模型预测结果揭示SZ1井地应力为正断型(S_v＞S_H＞S_h)或正断型与走滑型相结合的应力状态(S_v≈S_H＞S_h)。水平主应力差随伽玛值的升高而变小,表明地应力剖面与地层岩性具有较好的对应关系。基于成像测井揭示的钻孔诱导张裂隙分布特征,SZ1井水平最大主应力方向约为N74°W,与区域构造应力场方向基本一致。相关结论为准确认识SZ1井目标层地应力状态,以及后期水平井布设及压裂控制等提供了重要依据。      

两淮煤田煤系岩石热导率特征及其对地温场的影响

随着煤炭开采深度的增大,矿井高温问题日益突出,因此必须对矿区的地温场特征进行研究。基于安徽淮北和淮南煤田煤系所测定的127块岩石样品的热导率数据,结合区内前人的研究成果,全面报道两淮煤田岩石热导率参数及其特征,并分析热导率对现今地温场的影响。结果表明:两淮煤田煤系岩石热导率变化范围为0.37~4.36 W/(m·K),平均值为2.54 W/(m·K);热导率与岩性、埋藏深度、地层时代和密度等密切相关,砂岩的热导率普遍大于泥岩和煤,热导率和深度、密度均表现为正相关关系;岩石导热性的差异对区内地温场的影响较大,导热性差的松散层和煤层往往会造成地温异常,且上覆松散层愈厚其地温愈高。