沉积记录对白垩纪中国大陆古气候模拟的约束

摘要：古气候模拟已经成为白垩纪古气候研究中不可替代的技术手段。但是目前中国白垩纪陆相古气候模拟的一些关键边界条件尚未完全确定。通过白垩纪沉积记录对中国大陆白垩纪古海陆边界和古地形做出约束。早白垩世,新疆西南部喀喇昆仑地区可能存在喀喇昆仑海湾,在东北松辽盆地东侧有乌苏里湾;晚白垩世,受全球海平面上升的影响, 特提斯海向北延伸,新疆西部地区存在塔西南海湾和喀喇昆仑海湾;而受燕山运动的影响,乌苏里湾向东退出松辽盆地,影响变小。在古地形方面,认为东北大兴安岭,西北天山、祁连山、昆仑山等山脉,西南云贵高原、川西高原、横断山,秦岭-大别山在白垩纪时均已形成并隆升到一定高度;指出“东部高原”和“沿岸山脉”的存在与否可能对白垩纪古气候状况产生深远的影响。此外, 还讨论了沉积记录与古气候模拟结果的对比、验证对中国大陆白垩纪古气候重建的重要作用。     

海底大地电磁探测的实时数据备份技术

海洋环境复杂.国外的文献和国内的应用例子均表明, 电磁探测仪器在海底工作时, 由于各种不测因素导致数据丢失的现象时有发生.相对于陆上同类测量而言, 海底大地电磁探测成本高, 作业难度大, 且不易实施数据采集的重复观测.因此, 实时数据备份技术的研发, 对确保实测数据的完整性, 从而提取探测区域的全部介质电性信息, 将具有重要的科学意义.在所确定的技术方案中, 以PC104计算机为主控单元, 自主开发ISA总线转USB总线的接口电路, 实现将海底采集的大地电磁数据实时地同时存入IDE盘和U盘.电路采用了CPLD译码及逻辑控制、双向数据收发及CH375A接口转换等芯片, 并在PC104源程序中扩展了对上述芯片的控制指令.仪器具备了实时数据备份的功能后, 以冗余的数存量确保了海底大地电磁信息的完整保存.经黄海海试, 证实了本技术的实用效果.      

MCSEM电磁场能流密度分布特征研究

采用海洋可控源电磁方法进行海底油气和水合物的勘查,需事先在海底布放接收机阵列,而后用一艘携带深拖缆的科考船将大功率电磁发射机牵引至海底,沿预设路线慢速走航,并将大功率电磁场导入海底.海底的人工电磁场中,空气波和直达波对提取勘探目标体的异常信息不做贡献.只有当折射波经过被测目标体时,产生电磁感应,海底的接收机对此感应信号进行数据采集,经数据处理,揭示被测目标体的几何大小和物理属性.异常体的有用信息与导入海底电磁场的能流密度(坡印廷矢量)有着密切的关系,以致于后者决定了前者的有效探测范围、有效带宽以及尽可能达到的最佳测量精度.能流密度在海底的分布情况十分复杂,但在均匀全空间中可较清楚地认识其分布特征,可为复杂地质条件的情况作理论铺垫.以此推广,在水平层状介质的地电条件下,建立能流密度的数理模型,利用海洋生产作业中的典型物性与几何参数,对海底以下有覆盖层的高阻体(可模拟油气或天然气水合物)进行正演,建立电磁场能流密度分布特征与数据采集技术的有机联系,为海洋可控源电磁发射机和接收机的优化改进提供理论依据.     

大功率井-地电磁同步发射技术分析与系统实现

为了提高勘探深度和分辨率,对于地球物理传统可控源电磁法的人工激励场源而言,主要通过提高其发射功率和更换激发方位的途径来实现,但是单套的发射系统会因为功率的增加而变得笨重、复杂和可靠性降低,且不适用于金属矿复杂的探测环境.本文采用分布于勘探目标区周边多个方位的中功率同步发射系统来组合成一套大功率发射系统,该系统可以显著提高探测区接收信号的信噪比,有望克服传统可控源类方法的探测盲区和获取可靠性更高的异常体反演结果.每个单套发射系统由发电机、开关供电电源、发射电缆、发射电极、发射机及其外控同步激发控制器构成.利用此发射系统可以在地面或井下的多个位置布设多个人工激励场源,同时对异常体进行扫频激发,频率范围覆盖10 kHz~0.01 Hz,单套发射系统的最大发射功率为48 kW,发射电流大于60 A,同时,在地面、井道、巷道或已有的探测井中采集电磁场信号.通过对均匀半空间理论场值的叠加计算以及实际数据的对比研究发现,多方位场源同时激发能够提高目标区信噪比,并初步验证了其可行性.该方法对可控源电磁法系统提出了一种全新的研发方向,为金属矿勘探提供了一种新的探测手段.     

勘查天然气水合物资源的海洋可控源电磁发射系统

海洋可控源电磁探测(MCSEM)是勘查天然气水合物资源的有效方法之一.海洋可控源电磁发射系统是实现MCSEM的重要硬件组成部分.本文以天然气水合物在海底的一维地电模型为例,研究电偶源发射频率、发射偶极侧向漂移、源偶极矩大小对电场响应的影响,进而指导发射系统研制.该系统包括:甲板升压控制单元,可将船载大功率电能升为高压并通过万米光电复合缆输送至海底的发射机;水下变压器,可将深拖缆中的大功率高压转换为低压;拖曳式大功率电磁发射机,其内部的控制电路硬件和嵌入式驱动软件可将水下变压器输出的电能逆变为大功率矩形脉冲,并通过发射偶极将脉冲发送至海水介质中;借助水动力学设计的发射机拖体,用于装载发射系统水下部件和保持拖曳过程中的平衡与稳定;甲板端上位机监控单元,利用万米光电复合缆中的光纤实现船上计算机与海底发射机的远程数据通信.2012年5月和2013年5月海洋试验的结果均表明,所研制的发射系统可作为天然气水合物资源勘探的有效激励场源.     

燕山运动“绪动/A幕”的本意及其锆石 U-Pb年代学制约

"燕山运动"提出已有90余年。该概念从产生之日到现在一直存在着巨大争论。本文首先回顾了该概念的原始含义及其存在的逻辑问题。翁文灏将燕山运动分为三个阶段:"绪动"阶段、即A幕;火山幕、或称为中间幕;B幕。"绪动/A幕"的本意指上火山岩系下部砾岩与煤系地层之间的不整合事件。需强调翁文灏所谓的上火山岩系包括了主体的火山岩和火山岩之下的砾岩。这套砾岩在辽西为海房沟组、在北京西山为龙门—九龙山组。翁文灏认为砾岩产生于燕山运动的"绪动/A幕",但"绪动/A幕"与"火山幕"的关系翁文灏认为难以阐述清楚。翁文灏在提出燕山运动(Yenshan movement)之后、丁文江提出了燕山期运动(Yenshanian movement)的名词。后续的研究者多因循"燕山期运动"的思想,但在中文表述中几乎只使用"燕山运动"的文字表述,这造成了逻辑上理解的差异,二者显然是不同的概念范畴,需予以区分。理清原始概念之后,本文通过位于北京西山雁翅镇田村、淤白村附近的钻孔和探槽,揭露出北京西山九龙山组底部的一套厚约12m火山凝灰岩。凝灰岩之下发育一套砾径可达2m、碳酸岩质的砾岩,与其下寒武纪地层呈不整合接触,代表"绪动/A幕"的不整合面。凝灰岩的锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学测试揭示了154Ma和161Ma两期年龄,前者限定了九龙山组的底界年龄,后者可能代表了"绪动/A幕"发生的最早火山响应。最后本文依据不整合面穿时性特点指出位于龙门—九龙山组砾岩之下的不整合面在空间上应收敛于髫髻山组火山岩之下的不整合面。而龙门—九龙山组砾岩与髫髻山组火山岩具有同时异相的空间特征。     

致密储层孔隙结构表征技术及发展趋势

随着非常规油气勘探的兴起,致密储层微观孔隙研究备受重视,如何细致精确地研究致密储层的孔隙结构已经成为非常规油气勘探首要解决的问题之一,其对非常规油气勘探层位选取、资源潜力评价和油气渗流能力计算具有重要作用。重点介绍了几种致密储层微纳米孔隙结构表征技术方法及其应用,包括恒速压汞技术、氮气吸附技术、扫描电镜技术、激光共聚焦技术、微纳米CT扫描技术及核磁共振技术,并结合现有研究技术进行了展望。认为致密储层孔隙结构表征技术具有如下发展趋势:按不同层次对致密储层进行不同级别的孔隙结构分析,以对取样点的测试模拟为基础,通过数字岩心技术对整个致密储层结构进行空间构建,可以接近客观、全方位、精确地描述整个储层孔隙特征。     

SoPC技术在高精度地电数据采集中的应用

现代地球物理学科要取得更好更快的发展,需要汲取最新技术提升地球物理数据采集精度。而可编程片上系统(SoPC)技术是一种基于FPGA的灵活、高效的片上系统解决方案,为研制新型高精度地电数据采集装置提供了一条新途径。介绍了应用SoPC技术来研究并设计遵从CS5372芯片工作时序的A/D转换芯片控制器及串并转换模块,借助Matlab、DSP Builder工具的FIR重采样数字滤波器,在QuartusⅡ环境下合理集成NIOS II软核模块,并结合LabVIEW开发的上位机软件,实现了用Cyclone系列芯片替代昂贵的CS5376进行高精度地电数据采集。结果表明,采用SoPC技术可大大提升高精度地电数据采集系统的性能,且可将地电数据采集中的数字电路部分全部整合到一片SoPC芯片上。这为解决复杂地电条件提供了一种有效途径。     

不同流体与黏土矿物对岩石渗透率影响实验研究

储层的渗透率是描述流体在岩石中渗透性的固有属性,在实验室测量的样品液体渗透率往往小于克式校正法修正后的Klinkenberg渗透率.本研究分别以氮气和盐水为介质,分别测量了 30块不含黏土矿物的枫丹白露砂岩试块与30块含黏土矿物的Y砂岩试块的渗透率,用以研究不同流体与黏土矿物对渗透率的影响以及气体测量渗透率时滑脱因子b...