大兴安岭中段早二叠世A型花岗岩成因及对扎兰屯地区构造演化的制约

本文通过对大兴安岭中段扎兰屯地区早二叠世花岗岩进行岩石学、年代学及地球化学分析,揭示早二叠世花岗岩的成因和构造背景,探讨贺根山-黑河缝合带中段晚古生代构造演化特征。早二叠世花岗岩主要由二长花岗岩和碱长花岗岩组成,形成年龄为289～298Ma。样品的高硅、高铝、低P_2O_5、低CaO、低MgO的岩石地球化学特征及较低的FeO/MgO比值和低的Ba、Sr、Eu组分,表现出A型花岗岩的岩石地球化学特征;此外,样品的低Sc、Ni、Co、V含量及Nb/Ta(488～219)和Zr/Hf比值(832～291)表明研究区早二叠世花岗岩岩浆是壳幔物质混合作用的产物。早二叠世A2型花岗岩形成于伸展环境,说明早二叠世之前兴安地块与松辽地块已完成拼贴,早二叠世期间贺根山-黑河缝合带在扎兰屯地区处于碰撞拼贴以后的后碰撞伸展环境。     

声波方程变网格有限差分正演模拟的虚假反射分析

变网格正演模拟方法因其低存储、高效率等特点,在含低速带或小尺度异常体的地下介质的数值模拟中发挥了重大作用.变网格模拟算法的精度与模拟时采用的频率、细网格长度、网格比、介质速度等参数密切相关.当模拟参数选取不合理时,在粗、细网格的分界处会产生强能量虚假反射,严重降低波场模拟的精度及分辨率.因此,选择合理的参数以压制虚假反射的产生在变网格正演模拟中显得尤为重要.本文基于一维假设和平面波理论,结合变系数变网格算法,推导出在变网格声波方程正演模拟中由于网格变化所引起的虚假反射的反射率函数公式,该公式为反射率函数与频率、细网格步长、网格比、介质速度的函数.基于该函数表达式,本文通过理论分析和模型数值算例,系统分析了频率、细网格步长、网格比、介质速度等对于变网格数值模拟中虚假反射的影响.理论分析和数值模拟实验均表明:在声波方程变网格正演模拟中,到达临界位置(即虚假反射率函数为1)之前,频率越高、细网格步长越大、网格比越大、介质速度越低,虚假反射率越大,即虚假反射现象越明显;反之,虚假反射率越小,虚假反射越弱.本文推导出的反射率函数可为实际变网格数值模拟中的各参数选取提供理论指导.     

全局弱式无网格法在大地电磁二维正演中的应用研究

无网格法作为有限元法的一种重要补充和发展具有重要的研究意义和实用价值,其避免了网格剖分,具有前期处理简单,精度高,自适应分析方便,适用于复杂模型和复杂边界条件等优点.本文重点研究基于全局弱式无网格法的大地电磁二维正演问题.本文首先论述了无网格理论,并推导出基于全局弱式无网格法的大地电磁二维问题对应的最终总体矩阵表达式,通过标准模型数值模拟实验研究了相关重要参数对计算精度及计算效率的影响,并确定其最优值,选取高斯点数量为2～3、无量纲支持域尺寸为1.1～1.3.后续分别用有限元法和全局弱式无网格法计算典型一维模型和二维模型,通过对比计算结果及计算精度,验证本文中提出方法在处理大地电磁二维问题上的有效性及在处理复杂模型上的优越性.     

岩石初始宏观变形模拟及微裂纹闭合应力确定方法

为了建立能够反映岩石初始宏观变形模拟方法以及微裂纹闭合应力确定新方法,首先,针对岩石及其内部微裂纹的受力变形特点,将岩石视为由岩石基质和微裂纹两部分组成,并以此建立了岩石与其组成成分之间的变形分析模型,并由材料变形力学分析角度分别建立了岩石基质和微裂纹的受力变形分析方法,从而建立了岩石初始宏观本构模型并给出了模型参数的确定方法;然后,针对现有微裂纹闭合应力确定方法存在的缺陷与不足,提出了基于本文模型的微裂纹闭合应力确定新方法;最后,基于本文模型探讨了围压对岩石初始宏观变形非线性上凹程度的影响,从理论上阐述了围压效应即围压与岩石初始宏观变形非线性上凹程度成负相关。研究结果表明,本文模型不仅能够很好地模拟岩石启裂前变形全过程,还能够阐述岩石与其组成成分之间的变形关系;微裂纹闭合应力确定新方法既满足微裂纹闭合应力的理论意义又能够避免人为因素的干扰,并具有易操作性的特点,表明了本文模型与方法的合理性与可行性。     

黑龙江龙江盆地中侏罗统万宝组时代确定新证据及其地质意义

黑龙江西部大兴安岭地区侏罗纪地层研究程度不高,以往中侏罗世含煤地层的确定主要借助于与吉林西部万宝组的对比。近年来随着新一轮大兴安岭地区含煤及油气地层的区域地质调查工作的开展,笔者在大兴安岭地区中段的龙江盆地（黑龙江省龙江县以西）发现一套新的中侏罗世含煤地层,该地层由砂砾岩和火山碎屑岩夹煤层组成。文中对龙江盆地万宝组火山岩夹层内2件凝灰岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年分析,获得凝灰岩形成时代,其年龄分别为(165.2±1.7) Ma和(162.1±1.6) Ma;笔者采得的植物大化石为Neocalamites Coniopteris Raphaelia组合,时代显示为早-中侏罗世;孢粉化石经初步鉴定,时代倾向于早-中侏罗世;综合同位素年龄及地层古生物研究,笔者认为龙江盆地万宝组的形成时代为中侏罗世晚期。地球化学分析显示：万宝组凝灰岩具有高Si、Al,低Ca、P过铝质钙碱性火山岩特点,富集轻稀土元素,配分曲线呈平缓右倾型,并具有明显负Eu异常;富集大离子亲石元素Cs、Th、U,亏损高场强元素Nb、Ti、Zr,反映火山岩为壳源成因类型。万宝期火山活动可能与古太平洋板块俯冲作用和蒙古-鄂霍茨克缝合带演化双重作用有关,而与蒙古-鄂霍茨克缝合带演化联系更密切。目前中侏罗统万宝组是油气勘探的重要新层系,本研究不仅为大兴安岭东坡地区中侏罗世含煤地层的划分、对比提供同位素年代学和生物地层学依据,而且为龙江盆地形成演化历史及油气资源勘查提供了基础地质新资料。     

黏土中自升式钻井船插桩对邻近桩基影响的分析方法

自升式钻井船是广泛用于浅、中水域油气资源开发的重要设施,经常紧邻固定式导管架平台进行作业。钻井船插桩就位过程中大量土体被排开,挤土效应会导致邻近导管架平台桩基承受很大的附加荷载,影响平台的正常设计性能,该效应在黏土中尤为显著。针对黏土中钻井船插桩对邻近桩基的影响这一实际问题,现有规范和分析方法存在明显不足。为此,建立了一套数值分析方法,把这一复杂问题分解成相对独立、简单的两个方面进行分析：一是采用任意拉格朗日-欧拉（ALE）数值方法,计算自由场地插桩周围土体产生的位移场;二是利用桩基水平力与位移关系曲线,即P-Y曲线,采用杆系-土弹簧的传统方法计算土体位移产生的桩体加载。通过与已有离心试验数据的比较,验证了该方法的可靠性和适用性。研究揭示了自由场地土体的变形模式和流动机制,阐明了由于插桩邻近桩基产生的附加荷载变化规律,特别是发现了黏土变形参数 对插桩引起的自由场地土体位移场有显著影响,但对插桩引起的桩基加载影响较小。最后,针对导管架对桩基的桩头约束条件和插桩及导管架自身对桩基的线性叠加加载适用性问题给出了详细说明。     

天津潮间带春季贝类资源调查

为研究天津潮间带贝类资源的分布特征,2017年5月,作者对天津滩涂开展贝类资源调查。共采集贝类30种,分属2纲、4亚纲、10目、19科,在汉沽鲤鱼门、大港减河口、大港滨海湿地分别采集贝类20种、19种、19种;高潮区、中潮区、低潮区分别采集贝类11种、22种、10种;H'值大小顺序为鲤鱼门滨海湿地减河口,中潮区高潮区低潮区;经济贝类主要分布于中潮区,鲤鱼门与减河口滩涂的优势经济种均为菲律宾蛤仔(Ruditapes philippinarum),生物量分别为562.8、828.5 g/m~2,滨海湿地的优势经济种为四角蛤蜊(Mactra veneriformis),生物量为1 403.8 g/m~2。对比2013年,大港减河口滩涂的贝类种数及生物量均升高,鲤鱼门滩涂的贝类种数增加,滨海湿地滩涂的贝类资源为首次报道。     

四川盆地理论CO_2地质利用与封存潜力评估

结合CO_2地质利用与封存技术机理,在国际权威潜力评估公式的基础上,系统地提出了适合中国地质背景的次盆地尺度CO_2封存潜力评估方法及关键参数取值。同时,以四川盆地为例,依次开展了枯竭油田地质封存与CO_2强化石油开采、枯竭气田与CO_2强化采气、不可采煤层地质封存与CO_2驱替煤层气,以及咸水层地质封存技术的CO_2地质封存潜力。结果表明,四川盆地利用深部咸水层与枯竭天然气田CO_2地质封存潜力最大,期望值分别达154.20×10~8t和53.73×10~8t。其中,枯竭天然气田因成藏条件好、勘探程度高、基础建设完善,为四川盆地及其周边利用枯竭气田CO_2地质封存技术实现低碳减排提供了早期示范机会。CO_2地质利用与封存潜力评估方法,对进一步开展全国次盆地尺度理论封存潜力评估与工程规划具有重要意义。     

沉降监测网络的数据处理方法

传统意义上的沉降监测网的数据处理大多采用自由网平差的方法,需进行大量的矩阵计算,内业工程浩繁。本文以杭州市沉降监测网为例,充分利用了其监测网络的结构特点,提出了采用间接平差法,即按路线测站数定权对结点网先行平差,减少了计算强度,便于实现程序模块化处理;最后对今后的研究方向提出了建议。     

球面圆拟合算法及其在测月定向中的应用

本文提出了一种球面圆拟合算法,解决了月球视面中心的确定问题。结合该算法,利用仿真测量数据,研究了月相及月相姿态对月球视面中心拟合精度的影响。通过观测实验验证了球面圆拟合算法的正确性,并与原有的算法进行了定向结果的比较。结果显示,球面圆拟合算法与原有算法的拟合内符合精度相当,但外部检核精度提高了大约0.5″,建议在工程实践中采用本文提出的算法进行测月定向。