国内外基础地质数据更新现状与思考

在大数据、云计算、移动互联网等信息技术的推动下,地质科研范式正由过去的经验范式、理论范式向数据密集型范式转变。基础地质数据是国家基础性、战略性、公益性地质调查工作成果,反映了地质调查的精度和质量,是地质调查工作创新、服务和可持续发展的基点与源泉,决定了地质调查事业发展的战略制高点和竞争力。在以密集数据为基础的科学研究第四范式即将来临之际,基础地质数据的数量、质量和更新时效已成为衡量一个国家地质调查工作水准的基础标准之一。大部分国家按照严格的技术标准实现了基础地质数据库的实时更新和基础地质数据与图件的一体化表达,并面向社会需求研发出类别丰富的地质数据衍生产品。我国虽然建成了地质云平台,实现了一批数据库的汇聚和共享,但基础地质数据更新机制尚不健全,影响了宏观尺度的地质认知水平;基础地质数据更新标准与技术刚刚提上日程,制约了地质调查工作的支撑服务能力;基础地质数据研发服务能力不足,限制了数据更新的外在需求。基于此,本文提出了依托地质云平台构建基础地质数据更新体系的建议:一是建立“地质云节点一盘棋”的数据更新工作机制;二是构建全国统一的基础地质数据更新标准体系;三是构建“大数据、智能化和在线化”三位一体的数据更新技术体系;四是打造多方稳定协同的数据更新队伍体系。     

考虑发射电流波形的地–空瞬变电磁三分量响应研究

地–空瞬变电磁法在煤炭采空区勘探等领域受到了越来越多的关注, 有必要研究发射电流波形参数对地–空瞬变电磁三分量响应特征影响, 为地–空瞬变电磁数据处理与解释提供理论依据。以梯形波为例, 首先, 研究不同发射电流波形的频谱分布情况; 然后, 基于三维时域有限差分正演研究发射波形的上升沿时间、脉宽和关断时间对地–空瞬变电磁三分量磁场响应的影响。结果表明:上升沿时间对三分量二次场响应基本不产生影响; 关断时间对三分量二次场响应的影响主要集中在0.2 ms之前, 且关断时间越长对纯异常响应影响越大; 脉宽对三分量二次场响应的影响主要集中在0.1 ms之后, 且脉宽越短对纯异常响应影响越大。三维采空区模型结果表明:关断时间、脉宽对三分量异常场和背景场响应的影响特征基本一致; 通过三分量纯异常场响应多测道图和时间道图可以判断异常体的分布范围和深度。研究成果可为地–空瞬变电磁激励源波形的参数选取提供有价值的理论借鉴。      

一次“晴天霹雳”致死事件分析

对2017年广州从化地区一次"晴朗"天气下的闪电致死事件进行调查分析发现,这次事件是闪电首先击中一棵大树,然后击中附近人员头顶致死。根据目击者描述的时间和位置,利用闪电低频电场变化探测阵列的定位数据和广东电力等系统的雷电定位数据,结合广州番禺雷达观测资料,确定此事件是由一次含有7次回击的地闪过程的首次回击造成,其电流峰值强度为-30.9 kA。闪电起始于13.0 km高度的云内,经约600 ms云内发展过程后闪电通道从云体延伸出来,云砧区边缘（0 dBz）到回击点水平距离约300 m,降水区边缘（18 dBz）到回击点水平距离约1.8 km。使用雷击现场等效电路模型,计算旁络闪击空气击穿场强可击穿空气与人头部连接为通路,根据电路分流原理,如果雷电流击中13 m高的大树后流经到"跳点"（树干上方1/4）处后,则有13.2 kA雷电流直接闪击到受害者身上,同时还承受了78.3 kV跨步电压伤害,而距离雷击点10 m远的目击者仅承受1.3 kV跨步电压。      

内蒙古冬季极端多雪气候事件环流演变特征及季节预测信号

文章研究关注了内蒙古冬季极端多雪气候事件的季节预测问题,在对大量降水观测资料、海温及大气环流场资料进行统计、分析、研究的基础上,确定了历史上58a(1960—2017年)内蒙古冬季极端多雪和少雪气候事件样本,通过对大气环流场的对比分析发现极端多雪或少雪冬季环流场特征显著不同,分析后确定了影响内蒙古冬季降雪的主要环流系统,包括西太平洋副热带高压、极涡、东亚大槽、环流E型及南方涛动等系统。同时,探索了对这些主要环流系统具有预测意义的来自海洋和大气场的预测信号,对预测信号关键区做了标准化定量提取,确定了预测信号综合指数分段判别阈值,给出了预测概念模型,取得了较好预测效果。     

滇西南云岭锡矿三叠纪花岗岩年代学、地球化学与云母矿物学特征:对锡成矿的指示意义

云岭锡矿位于保山地块东缘的云岭花岗岩体内,含矿岩石主要为黑云母二长花岗岩,局部显示片麻状构造。本文锆石U-Pb定年结果表明云岭花岗岩侵位于222.8±1.3Ma,其Si O₂为64.83%～66.05%,K₂O为3.30%～3.72%,Na₂O为1.91%～2.19%,铝饱和指数(A/CNK)为1.26～1.30,显示过铝质高钾钙碱性花岗岩特征。花岗岩中岩浆锆石和继承锆石ε_Hf(t)值分别在-10.6～-13.9和-1.16～-23.8之间,对应t_DM2(Ma)分别在1926～2138Ma和1951～3387Ma之间,表明岩浆主要来源于古老的地壳物质重熔。云岭花岗岩中Sn含量在4.3×10^-6～14.2×10^-6之间,花岗岩中岩浆黑云母Sn含量在5.8×10^-6～9.6×10^-6之间,蚀变花岗岩中的热液黑云母Sn含量为75.8×10^-6～244.0×10^-6<...     

陆相页岩油效益开发的若干问题

我国陆相页岩油已经取得一系列重大勘探开发突破,但大规模开发的抗风险能力和可持续发展能力存在较大挑战.实现陆相页岩油规模效益开发,理念变革是关键,为此提出“全生命周期可接受经济指标条件下最大化采收率、最小化环境影响为根本目标”的效益开发理念.为了支撑上述开发理念,提出需系统性评价陆相页岩油的流动能力、改造能力和提高采收率能力并梳理出关键评价内容,对前人较少关注的页岩油原油性质空间非均质性、微观润湿性、大分子滞留、细观-宏观多尺度力学性质、主动应力干扰机理等关键评价问题进行剖析阐述.指出：页岩油流动能力是甜点评价和提高采收率的基础,地质时间尺度页岩油流-固耦合演化过程形成的累积效应具有控制性作用;页岩复杂组构多尺度力学性质及诱导应力场动态演化行为是改造能力的关键,可通过主动应力干扰提高“人工渗流体”的有效性;陆相页岩油在工作介质介入条件下的可流动能力是微观驱油效率的核心,在立体开发条件下构建和强化特殊的提高采收率机制;流体非均质性、微观润湿性、细观力学性质及人工渗流体基质有效渗透率是需要高度关注的基础性评价参数并强化其定量表征和理论建模.建议加强针对性实验装备研制和实验方法创新,强化陆相页...     

柴西北缘花土沟地区新近系狮子沟组沉积特征与砂岩型铀矿关系分析

【研究目的】柴西北缘花土沟地区发育典型砂岩型铀矿床,铀储层为七个泉组、狮子沟组及油砂山组,狮子沟组介于七个泉组与油砂山组之间,正确认识狮子沟组沉积特征与砂岩型铀矿关系成为亟待解决的地质问题。【研究方法】本文基于柴达木盆地砂岩型铀矿找矿工作,研究了狮子沟组沉积特征,分析了狮子沟组地层层序格架、成因机制、物源特征与铀矿关系。【研究结果】跃进2号地区ZK10杂砂岩颜色为棕红色,主体上为钙质泥砂岩,属碳酸盐陆源碎屑杂砂岩,CIA=37.79～69.14,ICV=0.84～2.13,Σ=1.39～2.14,K₂O/Na₂O=0.90～1.18(平均为1.06),说明杂砂岩中钾长石或钾矿物较多。224～240 m处测得的GR为0～30 API,RT为-5～45Ω·m,测井相为箱型,曲线的幅度较大。K₂O/Al₂O₃=0.22～0.27,Ni/Co=0.34～0.53。【结论】狮子沟组在该地区为河流相沉积环境,其上段源岩物质为干燥寒冷的古气候环境下的首次沉积,含有黏土物质较少。杂砂岩原岩形成...     

煤矿井下水平保压取心保压触发装置研制与试验研究

瓦斯含量是煤矿安全开采和煤层气资源开发利用的重要评价指标,而保压取心技术是提高煤层瓦斯含量精确测定的有效途径。针对煤矿水平保压取心特殊工况,基于煤矿原位保压保瓦斯取心原理与技术,为提高保压煤样的采取率,研制了保压触发装置,系统设计了装置的密封保压单元、液压驱动模块和捞矛头与水平打捞器连接-脱卡机构等关键部件。搭建了保压触发装置工作性能地面试验系统,对装置性能进行试验研究。结果表明：在保压控制器阀盖5个典型的翻转方向工况下,保压触发装置的各功能模块均稳定运行,保压控制器均完成了翻转闭合;同时,钢丝绳顺利从取心钻杆内取出,有效防止取心器从孔底提至孔口过程中钢丝绳缠绕,避免引起设备故障。采用电动试压泵对已完成工作性能试验的取心器保压舱进行打压测试,结果表明：在最高压力为4.1 MPa条件下,压力表读数稳定,取心器保压舱内带压流体不发生泄漏,表明保压触发装置可触发取心器的密封保压功能。最后,在煤矿井下实际条件下对装置性能进行试验,结果表明：保压触发装置可在煤层实际工况下稳定实现取心器的密封保压功能,煤样采取率高达90%。保压触发装置的研发可促进煤矿水平保压取心技术的发展,对煤层瓦斯含量的精准测...     

窝崩区水流结构的概化水槽试验研究

窝崩是长江中下游常见的一种崩岸类型,具有流场结构复杂、发展速度快、破坏力强等特点。为揭示不同类型窝崩三维水流结构的特点,以长江中游虾子沟和下游扬中窝崩为例,设计了一般型与口袋型的窝崩概化模型,开展了相应的水槽试验。采用PIV流场测量技术,获得了一般型和口袋型窝崩的三维流场,研究了这2类窝崩的水流结构。试验结果表明：(1)窝塘及附近区域可分为主流区、掺混区和回流区;(2)一般型与口袋型窝崩回流区流速的最大值分别为主流平均流速的0.19倍和0.27倍,掺混区存在着较大的流速梯度且紊动强度大,掺混宽度沿主流方向逐渐增大;(3)一般型窝崩回流区的垂向平均流速比口袋型大48%～76%,且回流中心相比于口袋型更靠近窝塘外侧,这导致一般型窝崩更易将窝塘内泥沙输运至主流区;(4)在较高主流流速条件下,一般型窝崩窝塘水体与主流的交换速率大于口袋型窝崩,较低主流流速下则相反。     

一种新的岩浆岩分类定量方法

目前,岩浆岩的超基性、基性、中性、酸性的分类均根据SiO2的含量,但这种单一含量判别标准并不严谨,含量经常与分类不完全对应。使用TraceElem 1.0软件对各种岩浆岩进行逐步判别分析、聚类分析和对应分析研究,据此认为超基性岩由MgO和FeO组成的因子确定,基性岩则由P2O5、Fe2O3、TiO2、CaO、MnO组成的因子确定,中性岩由Na2O和Al2O3组成的因子确定,酸性岩由K2O和SiO2组成的因子确定。岩浆岩的分类宜以SiO2为主、以MgO和CaO为辅,尤其要引入MgO。在SiO2含量相同的情况下,MgO、CaO含量越高,基性程度越强。基于这一分析结果,提出一种新的酸度指数（ADI)计算方法,即ADI=w(SiO2)-0.75w(MgO)-0.23w(CaO),ADI<38.0%为超基性岩,在38.0%～52.0%之间为基性岩,在52.0%～62.5%之间为中性岩,>62.5%为酸性岩。