根据断层擦痕确定主应力方位的理论和方法

<正> Arthaud于1969年提出根据运动面确定主应力方位的图示法,运动面是指断层面法线和擦痕确定的平面。他认为在同一应力场中形成的断层,其运动面相交于一点、两点或三点(在吴氏网上),这些交点分别对应于三个相互直交的主应变轴:X(最大伸长轴),Y(中间应变轴)和Z(最大缩短轴)。求出运动面的交点后可根据断层的相对运动     

鄂尔多斯盆地双龙地区延长组长6致密油成藏主控因素

双龙地区为延长油田长6致密油勘探的重要区域,目前对区块致密油富集主控因素的认识仍存不足。基于此依据19口井的岩心资料、128口井的测井资料及26口井的试油试采资料,结合19口井的实验测试结果在成藏地质条件和致密油聚集特征进行精细分析的基础上对致密油成藏主控因素进行研究。结果表明:研究区致密油成藏地质条件良好,油水分布复杂。沉积微相及储层物性为控制致密油成藏的首要条件,单层为4 m以上的浊积水道砂体,储层孔隙度大于5.4%,渗透率大于0.16×10^-3μm²,致密油易富集;过剩压力影响油藏的平面分布,致密油多聚集在过剩压力系数相对低值区(过剩压力系数约为0.24~0.32);泥岩盖层能够形成良好的遮挡,有利于致密油就近聚集,也是造成油水关系复杂的重要原因。因此在满足砂体发育、储层物性条件的前提下,遵循过剩压力系数局部低值、泥岩盖层有效遮挡的原则,划定长6段有利勘探区域11个,以指导双龙地区致密油勘探开发工作。     

大洋多金属结核的矿物学特征与南极底流(AABW)活动

总结了大洋多金属结核的形态、构造类型、矿物组合、区域分布等特征,及其对南极底流活动的反映。采用扫描电镜(SEM)对结核生长过程中构造类型的变化进行连续观察,结合透射电镜(TEM)与X射线粉晶衍射(XRD)分析结果对结核的矿物类型作进一步的确定。结果表明,结核的形态、构造类型、矿物组成之间有着很好的响应关系,且受控于南极底流活动强弱的影响,结核形成初期(核心层),南极底流活动强度较强、海水氧化性较高,形成的锰矿物以水羟锰矿为主,构造类型多为斑杂状。结核生长中、后期(外壳层),南极底流活动较弱、海水氧化性较低,形成的锰矿物以钙锰矿为主,其构造类型逐渐过渡为柱状构造及纹层状构造。此外,多金属结核的区域分布及元素变化特征与南极底流活动具有密切联系,南极底流活动区往往对应着多金属结核的大面积分布区,南极底流活动区和非活动区δCe_N和Ce/La值具有明显差别。     

中印度洋海盆表层沉积物稀土元素分布特征及富集规律

对中印度洋海盆14个站位的表层沉积物进行了稀土元素(REE+Y,简称REY)分布特征和富集规律研究.结果表明,样品中REY主要富集于沸石黏土和远洋黏土中(稀土元素总量最高为1239×10?6),且明显富集钇(Y)等重稀土元素(Y富集系数高达14.1,重稀土元素和Y富集系数最高为11.6);富稀土沉积物呈明显Ce亏损,发...     

河床高差对Y型汇流口螺旋流结构的影响

通过三维数值模拟分析了河床高差(定义为干支流河床高程差与尾水位之比)对Y型汇流口螺旋流结构的影响。通常情况下,Y型汇流口水流为表面汇聚的双螺旋流。河床高差的存在将减小干流侧水流的螺旋流强度,增强支流侧水流螺旋度,而当支流侧螺旋流很强烈时,干流侧螺旋流将受到破坏。     

地下水与地表水相互作用下硝态氮的迁移转化实验

全球水体氮污染形势严峻,且以硝态氮(NO₃--N)污染为主,研究地下水与地表水(G-S)相互作用模式对NO₃--N在“潜流带”(HZ)中迁移转化的影响是开展水体氮污染综合防控的关键.开展地表水(S)补给地下水(G)(下降流)、地下水(G)补给地表水(S)(上升流)以及交替作用3种模式的NO₃--N迁移转化实验,研究表明:3种模式下,出水NO₃--N浓度可降低95%以上;上升流中反硝化强度大于下降流;异化还原作用(DNRA)对下降流与上升流出水氨氮(NH₄+-N)浓度的贡献分别约为71%和11%;上升流实验后水-土界面有机氮含量是下降流实验后水-土界面的2.3倍.结果表明,G-S相互作用下NO₃--N的衰减途径主要包括:合成有机氮、反硝化及DNRA;相互作用模式对各衰减途径的强度存在影响;HZ介质通过吸附NH₄+-N和微生物作用合成有机氮的方式截留氮素.      

松辽盆地油田地下水化学场的垂直分带性与平面分区性

松辽盆地地下水动力场的形成与演化控制了地下水化学场的形成与分布,地下水化学分布特征又反映地下水动力场的演化结果。在地下水化学场的形成过程中,影响沉积盆地地下水化学性质的因素较多,这些因素对地下水化学性质的影响作用在垂向上具有阶段性,在平面上具有选择性。前者导致地下水化学性质的垂直分带性,从浅到深可以划分出:1)大气水下渗淡化带,2)近地表蒸发浓缩带,3)泥岩压实排水淡化带(C₁)—压滤浓缩带(C₂),4)粘土矿物脱水淡化带和5)渗滤浓缩带等5种水化学剖面单元类型。后者决定了地下水化学场的平面分区性:1)盆地边缘为大气水下渗淡化区,2)盆地中央为泥岩压实排水淡化区,3)越流区为过渡区,4)越流-蒸发区为浓缩区。在泥岩压实排水形成的离心流方向上,矿化度、Na⁺浓度、Cl^-浓度和盐化系数升高,(CO₃^2-+HCO₃^-、SO₄^2-浓度、钠氯系数(γNa⁺/γCl^-)和脱硫系数(SO₄^2-/SO₄^2-+Cl^-)降低。在大气水下渗向心流方向上,矿化度、离子浓度和钠氯系数、脱硫系数和盐化系数一致升高。     

波浪及波流边界层泥沙起动规律

基于波浪边界层理论及单向流泥沙起动Shields曲线,推证出波浪泥沙起动Shields曲线;基于波流边界层理论,提出表述波流边界层动力特征的波流比因子X及非线性作用因子Y,并建立了Y与X的相关关系;在此基础之上,结合单向流及波浪泥沙起动Shields曲线,推证出波流共同作用下泥沙起动Shields曲线。结果表明:波浪泥沙起动Shields曲线在层流区与单向流光滑紊流区曲线保持一致,粗糙紊流区与单向流粗糙紊流区曲线保持一致,过渡区线型为折线,由层流区及粗糙紊流区曲线延长交汇获得;X及Y能够合理地表征波流边界层动力对比特征及非线性作用特征;波流泥沙起动Shields曲线介于波浪及单向流泥沙起动Shields曲线之间,随着波流比因子X的不同,依据非线性作用因子Y,自动在波浪及单向流泥沙起动Shields曲线之间非线性过渡。建立的波流泥沙起动Shields曲线与试验结果吻合较好,且能够概括单向流、波浪及波流等不同动力及细沙、粗沙等不同粒径的泥沙起动条件。     

新疆东准噶尔早志留世埃达克岩——来自锆石U-Pb年龄、地球化学及Sr-Nd-Hf同位素的证据

新疆东准噶尔野马泉地区索尔巴斯塔乌石英闪长岩锆石U-Pb年龄为442.5±5.6 Ma。该岩体SiO_2为63.75%~65.40%,Al_2O_3为17.07%~18.00%,Na_2O/K_2O比值为5.28~6.82,MgO为1.11%~1.35%;富集大离子亲石元素(LILE,如K、Rb、Ba和Sr),而亏损高场强元素(HFSE,如Ta、Nb、Zr和Ti)及P,Sr为783×10~(-6)~1 030×10~(-6),Y为8.10×10~(-6)~10.80×10~(-6),Yb为0.84×10~(-6)~1.04×10~(-6),Sr/Y比值为82.59~112.32,具埃达克岩的典型特征;具有相对低的(~(87)Sr/~(86)Sr)i值(0.703 77~0.704 04)和相对高的εNd(t)值(+6.9~+7.2),且锆石具有相对高的εHf(t)值(+10.7~+13.7),暗示岩浆很可能起源于亏损的年轻地幔源区,与俯冲洋壳熔融形成的埃达克岩相似。结合区域地质背景,认为索尔巴斯塔乌石英闪长岩是由俯冲的大洋板片边缘受到来自板片窗高温软流圈地幔物质的烘烤发生部分熔融形成的,为阿尔曼泰蛇绿岩代表的古亚洲洋于早志留世向南俯冲消减过程中形成的岩浆弧记录。     

莺歌海盆地地层各向异性多波地震判别技术研究

充分利用中国在海上采集到的多波地震资料:PZ分量(P波)时间偏移剖面、X分量(P-SV波)时间偏移剖面和Y分量(P-SH波)时间偏移剖面,对莺歌海盆地3个构造(A构造、B构造、C构造)和D砂体的地下岩石介质的各向异性特征进行了研究,Y分量(P-SH波)、X分量(P-SV波)的旅行时间闭合差、准各向异性系数和泊松比结果表明A构造、B构造、C构造等存在不同程度的各向异性,且A构造的各向异性最强.实践证明,在海洋石油勘探中,多波地震资料用于地下岩石介质各向异性的判别是可行的.     

初始固结应力对平面应变黄土剪切破坏特性影响

针对黄土工程中大量存在的平面应变问题,在均压固结条件下研究的较多,但与土实际的应力状态不符,利用平面应变改造后的真三轴仪,模拟土体的实际应力状态,通过原状黄土在不同初始固结应力比、含水率和围压条件下的竖向加载平面应变试验,揭示不同初始固结应力比、含水率和围压对原状黄土强度特性影响及破坏时中主应力变化规律。研究结果表明:偏压固结原状黄土的强度随着初始固结应力比的增大而增大,且明显大于均压固结;抗剪强度及破坏时p、q随着初始固结应力比的减小或含水率的增大而减小;土体原生结构损伤程度随着初始固结应力比的增大而增大使得黏聚力减小;当次生结构形成土颗粒间挤密使得内摩擦角增大;破坏时刻的中主应力随初始固结应力比增大而增大;破坏时刻的中主应力系数范围在0.15~0.45之间;平面应变条件下原状黄土破坏时的固结围压及含水率对中主应力系数的影响较明显。研究结果对进一步完善原状黄土的平面应变试验研究,进而解决平面应变条件下的黄土工程建设问题,提供试验依据和理论基础。     

一个被动大陆边缘的“开”“合”史及找矿标志——以赣西北震旦系至下古生界为例

本文根据赣西北地区震旦系至志留系基本层序和板内构造演化,可把古板块构造发展划分为4个阶段:开裂期(Z_1l-Z_2p)以中、小规模的重力流和凝缩段为特征;成熟发展期(∈_1-∈_3~1),以沉降沉积作用为主;萎缩期(∈_3~2-O_2h)以大规模重力流和混生动物群为特征;闭合期(O_3-S_3)以双幕式沉积为特征。同时阐述了在板块发展的各个阶段,不能忽视其成矿作用。     

天山石炭纪碰撞后裂谷火山作用

天山石炭纪碰撞后裂谷火山岩是中国西北的一个大火成岩省。根据岩石地球化学数据,天山石炭纪碰撞后裂谷基性熔岩可以被分为两个主要岩浆类型:①低Ti/Y类型,分布于天山中段和东段,以低Ti/Y(<500)、Ce/Y(<15)、SiO_2(43％～55％)和相对高Fe_2O_(3T)(6.4％～11.5％)为特征;②高Ti/Y类型,分布于天山西段,以高Ti/Y(>500)、Ce/Y(>11)、SiO_2(49％～55％)和相对低Fe_2O_(3T)(5.8％～7.8％)为特征。研究表明,低Ti/Y和高Ti/Y熔岩的化学变异不能用一个共同母岩浆的分离结晶作用予以解释。天山石炭纪基性熔岩可能源于似OIB型软流圈地幔源(~(87)Sr/~(86)Sr)_t≈0.703～0.705,ε_(Nd)(t)≈+4～+7。地壳混染作用和大陆岩石圈地     

砂的中值粒径与分选系数的经验关系及其对沉积环境的反映

用沉积物粒度分析资料推论沉积环境的双变量法中,探讨中值粒径(或平均粒径)与分选系数(或标准差)的经验关系是一个方面。目前,这方面的研究多为散点图的形式,如鲁欣(1952),弗里德曼(Friedman, G.M,1961、1968)、莫伊欧拉与韦塞(Moiola and Weiser,1968),布勒与梅曼斯的工作。本文通过对几种成因类型砂的分选系数σ与中值粒径Md的沿程变化及相互关系的分析,为推论沉积环境提供依据。     

非饱和重塑黄土的土水特性及压缩屈服与湿陷性的研究

利用改造的非饱和土固结仪对Q_3重塑黄土分别进行了无应力作用的分级增湿试验和控制基质吸力的压缩试验,测试得到了土–水特征曲线和压缩应力–应变曲线,研究了饱和度与基质吸力和含水率与基质吸力之间关系、压缩屈服应力随基质吸力的变化规律和湿陷系数随基质吸力的变化规律。研究结果表明,非饱和重塑黄土的吸力较大时土的强度较大,其压缩变形较小,非饱和重塑黄土的结构屈服压力较大;非饱和土基质吸力一定时,随着压力的增大,湿陷系数呈现出先增大后减小的趋势;同一净压缩应力下非饱和土基质吸力越大,湿陷系数越大,吸力越小,土样的?_s(p=200 k Pa)越小,当?_s(p=200 k Pa)超过约0.1时,?_s(p=200 k Pa)与基质吸力(u_a-u_w)近似呈指数增加。     

新疆火山岩双重介质气藏供排气机理数值模拟研究

根据火山岩气藏特点建立了反映气藏渗流特征的双重介质数学模型,应用数值模拟的方法研究基质孔隙-裂缝-井筒之间的供排气机制,定量分析了不同产量的气井定产条件下,窜流系数? 对火山岩气藏稳产的影响程度。数值模拟结果表明,双重介质气藏气体窜流过程包括过渡段和稳定段,过渡段基质窜流量小于井底产出量,井底压降快,稳定段窜流量与井底产量相当,井底压降变缓,气体窜流进入稳定段所需时间决定于窜流系数。当窜流系数大于10-7时,窜流对气井生产影响较小;但当窜流系数小于10-8时,气井稳产受窜流影响严重,此时根据气井窜流系数的大小合理配产显得十分重要。结合新疆某口井的实例进行计算,验证了数值模拟结果的可靠性,证明供排气机理数值模拟对气藏高效稳产开采有一定的指导意义。     

新疆喀拉通克铜镍矿镁铁质岩体形成时代、成矿特征与深部找矿前景

喀拉通克镁铁质岩体群位于准噶尔地块东北缘,由13个小岩体组成。在以往的研究中,这些岩体多被视为同期形成。笔者新获得的锆石SHRIMP U-Pb年龄显示,镁铁质岩体群发育晚石炭世和早二叠世2个时期的岩体,其中Y3岩体闪长岩、苏长岩以及G21岩体淡色辉长岩的年龄分别为290 Ma、283 Ma和281 Ma,与Y1和Y9含矿岩体的年龄在误差范围内一致;Y5岩体辉长岩和闪长岩的年龄均为320 Ma,明显早于其他岩体。结合区域构造演化资料分析,晚石炭世Y5岩体是俯冲环境下岩浆作用的产物,这与以往研究较多的早二叠世后碰撞伸展环境下形成的岩体不同。在该矿区,具有工业价值的硫化物矿体主要赋存在Y1~Y3以及Y9岩体中,其中Y1和Y9岩体中富硫化物的矿体主要分布在岩体中部,而Y2和Y3岩体中矿体主要分布在底部的苏长岩中,在Y1-Y2以及Y2-Y3岩体结合部位均可见块状矿体。矿体空间分布及其与通道对应关系显示镁铁质含矿岩体可能形成于不同的岩浆通道系统或通道的不同部位。矿物学变化显示Y3、Y9和G21演化程度相对高于Y1和Y2岩体;同时,前者硫化物矿石多为中等稀疏浸染状和星点状,后者多为稠密浸染状和块状矿石,且前者浸染状矿石的Ni/Cu比值(0.15~2.00)总体小于后者(0.14~4.48)。上述特征表明含矿岩体的岩浆相对演化程度与矿化富集程度有一定的关系。综合分析地质、物探资料以及成矿特征,笔者认为Y1-Y3岩体深部仍具有寻找成矿岩体的潜力。G21岩体的演化程度较高,但具有与Y2、Y3岩体相似的重力异常和源区性质,推测该地段深部可能存在体积更大的岩体。     

水土化学作用对土体黏聚力的影响——以蒙脱石-石英砂重塑土为例

为研究水土化学作用对土体黏聚力的影响,通过将蒙脱石-石英砂重塑土分别浸泡于超纯水(正常水体)、p H=3的HNO3(酸雨)和p H=13.5的Na OH溶液(碱性废液)中,对黏聚力变化规律和机制进行了探讨。研究发现:超纯水条件下,黏聚力先上升后下降再上升;酸性条件下,黏聚力先下降后上升再下降;碱性条件下,黏聚力先下降后上升再下降,后期出现反弹。温度对各种条件下的反应均有促进作用,但程度不一。X射线衍射(XRD)结果表明,酸会溶蚀胶结物蒙脱石,且没有新物质生成,导致黏聚力下降,浸泡中期黏聚力增大的原因尚不明确。碱性条件下有水化硅酸钙(CSH)生成,超纯水条件下还有碳酸钙(Ca CO3)生成。两种新胶结物均为离子化合物,晶胞之间以化学键相连,其键强度远大于相邻蒙脱石层组间的结合力强度。新生胶结物造成超纯水和碱性条件下黏聚力上升,化学溶蚀和离子交换是黏聚力下降的主要原因。此外,结合土质滑坡垂压和内摩擦角情况,分析了水土化学作用下的土体抗剪强度变化。超纯水条件下,抗剪强度总体变化不大;酸性条件下,抗剪强度变化与黏聚力变化一致;碱性条件下,抗剪强度表现为总体增大。     

软-硬自然节理的改进JRC-JCS剪切强度公式

借助三维白光扫描技术和3D打印技术,浇筑了若干块含相同自然节理面、上下盘壁面强度不同的吻合软-硬节理混凝土试块,并对其进行了不同常法向应力下的剪切试验。试验表明,试件的剪胀程度随着节理壁面强度系数λ_(σc)值的增大而增大,剪切强度随着λ_(σc)值的增大而减小。同时,研究表明,对于软-硬节理,在剪切过程中,软-硬节理两侧都发生了破坏,节理的等效壁面强度JCS_(等效)受壁面强度系数λ_(σc)的影响,相对于硬节理侧,较软节理侧对等效壁面强度JCS_(等效)的贡献更大,并且这种趋势随壁面强度系数λ_(σc)的增大而增强,这也是JRC-JCS(节理粗糙系数-节理壁面强度)强度公式预测软-硬节理强度时具有一定局限性的原因。根据以上分析,以较软节理侧的壁面强度JCS软为基准,建立了关于壁面强度系数λ_(σc)的修正关系函数f(λ_(σc))来确定软-硬节理的等效壁面强度JCS_(等效),进而提出了考虑软-硬节理不同壁面强度组合类型的修正JRC-JCS剪切强度公式,该新公式是对现有的JRC-JCS强度公式的完善。     

边坡三维极限平衡法的通用形式

基于以下假定条件:(1) 稳定系数定义为材料的强度折减系数;(2) 土体为刚体,底滑面服从Mohr-Columb强度破坏准则;(3) 微条柱底部法向力dNz的作用点处于条柱底部中点;(4)滑面剪力与底滑面和xoz平面交线的夹角为。本文建立了边坡三维极限平衡法的通用形式,通过给定不同的限制条件,可分别得到三维普通条分法 、三维简化毕肖普法 、三维简化简布法 、三维Spencer法 等三维极限平衡的具体算法。