长白山天池火山千年大喷发火山碎屑流堆积相特征

发生于公元946年的长白山天池火山千年大喷发（Millennium Eruption,ME）形成的火山碎屑堆积物体积高达100~172km³,并可分为大规模的ME-Ⅰ和小规模的ME-Ⅱ两个喷发阶段。通过对围绕长白山天池火山53个典型露头剖面进行火山地质测量（单元构成、垂向堆积序列和堆积特征）,结合筛析法粒度分析、偏光显微镜成分分析,刻画了长白山千年大喷发火山碎屑流堆积物特征,探讨了相和亚相划分,并建立了火山碎屑流搬运和堆积模式。根据火山碎屑的堆积特征,将长白山千年大喷发火山碎屑流堆积分为峡谷充填火山碎屑流相（包括块状峡谷充填亚相和层状峡谷充填亚相）和火山碎屑流冲击扇相（包括扇头亚相和扇体亚相）等两相四亚相。峡谷充填火山碎屑流相主要发育在天池火山锥体周缘距离喷发中心8~23km左右范围内（坡度在15°~60°之间）的火山U型谷中;火山碎屑流冲积扇相主要发育在距离喷发中心23~45km左右范围内,地形相对平缓的熔岩台地处（坡度在5°~15°之间）,火山碎屑流的搬运不受地形限制,一般形成较大纵横比扇状堆积。块状峡谷充填亚相和扇体亚相以块状混杂堆积为主要特征,而层状峡谷充填亚相和扇头亚相则以多火山碎屑流单元垂向叠加为主要特征。多单元叠加现象是由搬运过程中火山碎屑流单元发生分离增生作用形成。根据火山碎屑流的最大分布范围和厚度,如果再次发生与长白山千年大喷发类似规模的普林尼式喷发,至少距长白山天池火山喷发中心45km范围内具有巨大的火山碎屑流灾害风险。该研究有利于进一步深入认识长白山千年大喷发火山碎屑流堆积物的空间分布特征和相变规律,对火山碎屑喷发灾害的预防具有指导作用。     

利用室内和现场水压致裂试验联合确定地应力与岩石抗拉强度

钻杆式水压致裂原地应力测试系统的柔性会影响最大水平主应力的计算精度。利用空心岩柱液压致裂试验获得的岩石抗拉强度来取代重张压力计算最大水平主应力是降低钻杆式测试系统柔性的负面影响的重要途径。在福建某隧道深度为65 m的钻孔内开展了8段的高质量水压致裂原地应力测试,随后利用钻孔所揭露的完整岩芯开展了17个岩样的空心岩柱液压致裂试验。利用空心岩柱液压致裂所得的抗拉强度平均值为8.40 MPa,与经典水压致裂法确定的岩体抗拉强度8.22 MPa接近。对于20 m的范围内8个测段的原地应力量值,最小水平主应力平均值为8.41 MPa,基于重张压力P_r的最大水平主应力平均值为16.70 MPa;基于空心岩柱抗拉强度的最大水平主应力量值平均值为16.88 MPa,两种方法获得的最大水平主应力平均值基本一致。最大最小水平主应力与垂直主应力之间的关系表现为σ_H > σ_V > σ_h,这种应力状态有利于区域走滑断层活动。通过对比分析可知,对于钻杆式水压致裂原地应力测试系统,当测试深度小且测试系统柔性小时,基于重张压力和基于空心岩柱抗拉强度得到的最大水平主应力量值差别不大,这说明基于空心岩柱的岩石抗拉强度完全可以用于水压致裂最大水平主应力的计算,同时基于微小系统柔性的水压致裂测试系统获得的现场岩体强度也是可靠的。      

松科1井南孔白垩系青山口组一段沉积序列精细描述:岩石地层、沉积相与旋回地层

中国白垩纪大陆科学钻探松科1井南孔连续取青山口组一段岩心81.41m,收获率为100%。青一段沉积时期应与土仑阶对应。通过对松科1井南孔青一段岩心的精细描述,揭示其岩性-岩相-旋回的沉积序列及其过程。青一段识别出6种岩石类型(泥岩、白云岩、泥灰岩、重结晶灰岩、介形虫灰岩和火山灰)。相类型为深湖亚相以及白云岩沉积、泥灰岩沉积、灰岩沉积、深湖浊流沉积、火山灰沉积和深湖静水泥沉积共6种沉积微相。青一段中可识别的米级旋回(六级旋回)有4种类型,可划分出81个米级旋回。这些米级旋回叠加成25个五级旋回、6个四级旋回,识别出1个三级旋回界面。对青山口组一段暗色泥岩、白云岩、火山灰等特殊事件层的精细刻画对于松辽盆地的缺氧事件、烃源岩、湖海沟通事件研究具有重要意义。     

松辽盆地营城组火山岩相量化表征与应用

盆地火山岩及其储层的地震解释需要量化的岩相模型提供地质约束。三维揭露的盆缘剖面是实现岩相量化表征的最佳区。在松辽盆地东南隆起营城组建组剖面区开展了爆发相、喷溢相和侵出相的三维量化研究。爆发相出现在火山旋回早期,延伸千米量级、厚度百米量级,外形呈楔形尖灭状,坡度上陡下缓、呈平均15°左右的上凹形轮廓;始于热基浪亚相、向上为热基浪与空落亚相互层,终于热碎屑流亚相。喷溢相多出现在火山旋回中后期,覆于爆发相之上,延伸千米量级、厚度百米量级,外形呈凸透镜向外尖灭状,坡度上缓下陡、呈平均20°左右的上凸形轮廓;自下而上依次为下部、中部和上部亚相。侵出相出现在火山旋回后期,可见对其它相带呈切割-披覆关系的内、中、外三个亚相,侧向延伸和垂向厚度多为百米量级、通常最大不超过1km,呈顶缓缘陡的蘑菇状。用火山岩相模型约束井旁地震解释、建立岩相-地震相响应关系,可为无井区的火山岩地震识别提供模板。火山机构的后期改造只改变相序的完整性、不改变原始喷发相带间的相邻与相依性,不影响用岩相模式预测相变关系。非同源喷出物之间的叠置会干扰盆地火山岩相的解译,且使岩相模型的约束作用失效。     

下扬子区三叠纪层序地层样式对扬子板块与华北板块碰撞的响应

下扬子区三叠纪层序地层的发育特征反映出巨大的沉积环境改变和气候变迁 ,即从海相环境过渡为海陆交互环境 ,进而转变为陆相环境 ;从热带气候过渡为副热带干旱气候 ,进而转化为温暖潮湿气候。相应的层序类型也由Ⅱ型碎屑岩与碳酸盐混合层序、Ⅰ型台地碳酸盐层序、Ⅰ型碳酸盐潮坪—泻湖层序转变为Ⅱ型海陆过渡湖泊层序和陆相湖沼层序。各种类型层序的发育、分布和保存揭示了背景的构造控制作用与改变。华北板块与扬子板块碰撞是地史上的重大地质事件 ,但在碰撞时间上存在着争议。下扬子区三叠纪层序地层类型转化及其反映出的海平面变化与全球海平面变化的不一致性是扬子板块与华北板快碰撞的响应。碰撞作用开始于中三叠世 ,下扬子区大规模海退比全球性海退提前约 2 2Ma ,碰撞前和碰撞过程中的构造条件控制了层序地层的发育与类型转化     

南海南、北陆缘中生代构造层序及其沉积环境

新生代海底扩张,使南海陆缘分为南、北两部分。南部礼乐地块与南海北缘在扩张之前构成了统一的活动陆缘。通过对南、北陆缘的钻井研究和井旁地震剖面解释,发现二者的中生界均具有4 个地震层序及3 个构造层。南北陆缘构造层序及物源分析表明,早白垩世礼乐地块与南海北缘曾发生碰撞拼贴。早白垩世的南海北缘地区沉积环境由海陆过渡相向陆相演化,相应的礼乐地区是由浅海相向滨海相演化,二者反映出相同的向上变浅旋回,说明在南、北陆缘拼贴之后,两者具有了统一的构造沉积背景。到晚白垩世末,两区均隆升为陆,且遭受剥蚀; 南海北缘地区上白垩统部分被剥蚀,而距俯冲边界更近的礼乐地区上白垩统则被剥蚀殆尽。     

莺歌海盆地前新生代基底特征

结合盆缘露头、盆地基底钻井及重磁震资料,综合研究莺歌海盆地前新生代基底特征。基于盆地西北缘Song Da带18个剖面点地层序列、166件岩石样品密度和2 800套磁化率测量结果,建立密度--磁化率交汇图版,约束盆内地震剖面和重磁异常解释,通过海陆结合的方法填制出盆地基底地质图。其前新生界由前震旦系、寒武系—上三叠统下部、上三叠统上部—白垩系三个构造层构成,它们沿红河断裂呈北西向分布,中间老,为前震旦纪中—高级变质岩;两侧新,向西为中生代沉积岩,向东为古生代浅变质岩、灰岩。     

辽河东部凹陷走滑构造及其与火山岩分布的关系

走滑构造可分为压扭和张扭两类,平面上主干走滑断裂都表现为一条贯通性的走滑构造带,剖面上前者表现为正花状构造(向上撒开的逆断层组),后者表现为负花状构造(向上散开的正断层组)。它们的伴生构造在平面上分别表现为与主干走滑断裂共生的雁列褶皱、雁列逆断层(压扭)和雁列正断层(张扭)。在实际剖面中由于构造应力场的变化还常见由正—负花状构造组合的复合花状构造。在平行于走滑构造带方向,有时断层面倾角会变化,直至倾向相反(丝带效应);走滑断裂带各点所受的应力可从挤压(褶皱)—逆断变为伸展—正断(海豚效应)。走滑断裂在火山岩盆地中普遍发育,是构造—火山作用关系研究的重要方面。研究区走滑断裂系统由贯通性主干走滑断裂和伴生构造两部分组成。主干走滑断裂平面上侧向延伸长,其附近多为与之成锐角相交的雁列正断层组;剖面上同时出现负花状构造和正花状构造,断层面陡倾且有时两侧地层厚度不等。根据雁列构造与主干断层间锐角指示方向和断层切割层位可判别,该区于古近纪主要发育右旋走滑断裂系。火山岩分布明显受走滑断裂带控制,火山喷发中心沿主干断裂呈串珠状分布;火山岩厚度于主干断裂附近最大,向两侧减薄,多终止于次级断裂附近;厚度大于1 km的火山岩距主干断裂通常在2 km范围内。     

海洋平台板架结构简化评估对比研究

在海洋浮体平台设计初期,为了快速评估设计方案的结构强度水平,需要研究高效的简化方法。本文基于正交异性板理论,综合了平面应力和横向弯曲两种承载方式,改进了板架结构的正交简化评估方法。改进方法克服了原来只针对单一载荷型式的局限性,可以满足组合载荷状态下板架参数的等效变换。为了验证改进方法的适用性和精度水平,分别采用常规方法和改进方法,针对某案例平台的局部板架结构和整体结构开展了强度评估。评估结果的对比分析表明,采用改进方法得到的结构区域应力水平误差在15%以内,满足初始阶段总强度评估的精度要求?     

松辽盆地断陷期白垩纪营城组的时代归属

本文结合生物地层,同位素年代学,古地磁及地层序列的最新研究成果,探讨了松辽盆地断陷期营城组的时代归属。营城组孢粉组合多繁盛于白垩纪早—中期的Hauterivian期—Albian期;营城组同位素年龄分布表现出两个峰值135 ~ 120Ma和115 ~ 110Ma,结合采样层位及地层序列特征认为135~130Ma代表营城组下段中基性火山岩的年龄,130 ~ 120Ma代表营城组一段酸性火山岩的年龄,115~110Ma代表营城组三段基性火山岩及顶部酸性火山岩的年龄;古地磁研究表明在Hauterivian期底界偏上的135Ma发生过磁性的倒转以及松辽盆地的快速北移。这些特征表明营城组的时代为Hauterivian期—Albian早期,同位素年龄为135 ~ 110Ma。