国际地质编图现状及发展趋势

随着经济社会的发展和科学技术的进步,以及地质工作服务领域的空前扩展,地质图件作为地质工作成果的集中体现和地质工作服务于经济社会发展的主要工具,受到各国政府及国际地质组织的高度重视,并出现一些明显的特点和发展趋势,主要表现为:由专业性地质图件向更多实用性图件发展;由单一地质类图件向多学科系列图件发展;由地区性、国家级图件向洲际性及全球性图件扩展;由地表地质图件向反映深部地壳结构构造图件发展;并在图面结构、表现形式上进行了诸多改革,提供了更多地质信息。     

考虑地层变异特征一致性的围岩变形不确定性分析

目前地层变异性分析大多基于地层重复性沉积和变异特征一致性假设,而未考虑地质构造和风化作用的影响,忽略了地层变异性特征一致性的检验。为此,提出地层变异特征一致性的检验和分区方法,采用岩土相局部状态转移概率矩阵的相关系数作为一致性的定量判据,基于耦合Markov链模型模拟地层分布,并通过Monte Carlo方法分析隧道围岩变形的不确定性。利用青岛轨道交通某斜井的地质钻孔数据,探讨了地层变异特征一致性对地层分布和变形模拟精度的影响,分析了所提方法的有效性。结果表明,当地质构造和风化作用导致地层变异特征不一致时,增加钻孔数量无法提高地层分布模拟精度,采用所提方法对地层变异特征一致性检验并分区后,可避免状态转移概率矩阵中局部地层分布特征缺失的问题,提高围岩变形不确定性分析的准确性。     

浅谈煤炭城市工程地质编图分区方法

煤炭城市的规划发展和施工设计都需要对场地的工程地质条件有一个详尽的了解。本文从煤炭城市特殊的工程地质条件出发,讨论煤炭城市工程地质编图分区方法。编制定量化的工程地质分区图是进行城市规划分区的一个必然趋势,通过针对目前较有影响的几种定量化的分区方法进行总结,并对其各自的优缺点进行了比较,最后指出了各种方法的优势与不足。     

智能地质体综合技术在地质图缩编中的应用

地质图缩编过程中存在地质体合并效率低、处理环节繁杂、成果质量难以保证等问题。提出了一套新的地质体智能化综合方法,依托地图综合方法、人工智能算法、地质专家知识等,采用同属性合并、空间聚合、自定义融合、地质体消除、地质体夸大等方法进行智能化处理。MapGIS版智绘地质软件中实现了地质体智能综合处理模块,采用自动或人机交互式并行工作模式,通过"一键式"操作可快速完成地质体综合任务。经实际数据测试,验证了地质图缩编中地质体智能综合方法的正确性,可节省80%以上的工作量,极大提高了编图人员的工作效率,对未来开启地质图件智能化编制具有重要意义。     

趋势面分析法圈定氡异常

测氡技术能有效圈定煤炭气化燃空区范围。为了准确圈定氡异常的位置和范围,采用趋势面分析方法,以不同次数的多项式拟合氡元素的整体分布趋势;基于拟合度分析和F分布检验确定最佳趋势面多项式的次数,在此基础上进行残差(剩余)分析,识别局部异常,进而圈定氡值异常范围。以内蒙乌兰察布新奥集团煤炭地下气化燃空区测氡数据为例,验证了该分析方法在圈定地下气化燃空区范围方面的可行性。结果表明：该方法圈定的氡异常与验证钻孔点吻合程度好,明显优于使用传统方法圈定氡异常的方法,为低放射性地区氡异常的圈定提供了一种快速、简单并且有效的方法。     

Spline-surface interpolation, spatial filtering, and trend surfaces for geological mapped variables

Spline surfaces are interpolated for top of the Dundee Limestone of the central Michigan Basin, USA. The requirement of gridded data render spline functions inappropriate tools for representing many types of geological mapped data. Comparisons are drawn with maps for the same Michigan data based on trend surfaces and spatial filtering.     

地质流体与流体地质填图

地质流体是地质作用过程不可缺少的介质,以不同产状和表现形式广泛发育在造山带和沉积盆地的不同演化阶段,是油气和成矿物质形成、运移和定位成矿（藏）的直接载体。流体地质填图作为一种专题地质填图,是在基础地质研究程度较高的地区,为解决与流体形成、运移、聚集过程有关的地质和成矿（藏）问题而进行的地质调查和填图工作。通过对流体地质特征和表现形式的论述,认为流体填图单位应以流体活动类型（同源）和期次（同期）为划分依据,以流体野外宏观地质要素和流体地球化学要素为主要调查内容,填图范围和比例尺灵活多样,成果图应为以反映流体宏观分布特征、流体地球化学性质变化、流体动力学、流体成矿（藏）作用及其分布规律等为内容的一系列图件。流体地质填图为地质科学研究和找矿提供了创新性的地质工作方法和思路。     

太古宙富铁苦橄岩与太古宙早期深部地幔不均一性

富铁苦橄岩是一类特殊的高镁地幔来源岩浆岩,具有高的FeO^T含量（> 14%）和MgO含量（> 12%）,并富集不相容元素和具有轻重稀土强烈分异的稀土元素配分模式。富铁苦橄岩通常与科马提岩产出于绿岩带中,或产出于大火成岩省中,因此富铁苦橄岩的形成与地幔柱活动有着密切的联系,与其他高镁地幔来源岩浆岩（科马提岩、苦橄岩）一道成为了探究地球深部地幔的最佳材料。根据太古宙科马提岩成分随时间的演化,以往的研究认为地球深部地幔中出现富集组分的时间约为2.7Ga。而最近在华北克拉通冀东地区发现的古太古代（3.45Ga）富铁苦橄岩表明地球深部地幔中铁和不相容元素的局部富集可能在3.45Ga前后便已出现。对太古宙富铁苦橄岩的进一步研究有助于我们理解地球早期各圈层相互作用的模式。

     

趋势面分析在瓦窑堡油田油藏分布规律研究中的应用

为了确定油藏分布规律,运用趋势面分析法对瓦窑堡油田长6油层组的顶面构造及层位厚度进行趋势值和剩余值分析,结合已有地质资料综合分析油井分布、产量、构造位置与剩余值之间的关系。通过数学建模分析已有数据,加深对油藏分布规律的研究。结果表明,已有的油井在构造剩余趋势和厚度剩余趋势图上均有明显的组合特征,构造正剩余区且厚度负剩余区内的油井大多产能较高,构造成为控制油井产能的主要因素。显著性检验证明该数学模型符合实际地质情况,对研究区油藏分布规律具有指导意义。     

软黏土强度非均质性对复合加载模式下桶形基础破坏包络面的作用分析

针对非均质软黏土地基上复合加载模式下桶形基础的破坏包络面,运用大型有限元分析软件ABAQUS进行了三维非线性数值分析。通过比较系统的数值计算与分析,考察了软黏土非均质性对复合加载模式下桶形基础破坏包络面形状的作用及影响。结果表明：软黏土地基的不排水抗剪强度对于力矩为0的平面内,其应力归一化的破坏包络面影响不大,而在水平荷载与竖向荷载为0的平面内,其应力归一化的破坏包络面具有一定影响。通过与有关模型试验的对比分析,在一定程度上验证了有限元计算模型与数值分析结果的合理性。     

趋势面分析在东欢坨井田构造研究中的应用

受区域构造及其演化过程的控制作用,造就了东欢坨矿区构造具有多期次、多性质、多方向、多级别和多序次的特点。选择东欢坨矿大苗庄组8煤层底板标高代表石炭—二叠系含煤地层的起伏变化规律,利用钻孔坐标构建了二维多项式趋势面数学模型。通过对8号煤层底板标高1-4次趋势面和偏差图的分析,提示了开滦矿区东欢坨井田的构造格局:煤层底板有自北东向南西由高到低的变化趋势;主体构造为北东—南西向,趋势图上呈现典型的"反S"型扭曲,且煤层底板等高线趋势面形态显示在走向NE、倾斜ES的单斜基础上,有近东西向构造叠加的格局。该研究还表明煤层底板标高趋势面偏差分析可反映构造形态细节,且随着趋势面偏差次数的增加,分区性更趋明显。     

An adaptive grid technique for minimizing heterogeneity of cells or elements

Geostatistical techniques allow simulation of properties such as porosity or conductivity on a fine scale. Typically, porous media flow modeling is performed at a coarser scale. Upscaling properties from the fine scale to the coarser scale introduces potential errors which are constrained by the degree of homogeneity of the cell or element. Adaptive grid techniques can be used to minimize the heterogeneity in the individual cells or elements, thus minimizing potential upscaling errors. A geostatistical adaptive grid (GAG) algorithm based on local minimization of heterogeneity is introduced. Local minimization allows greater control over the type of distortion permitted. Comparisons are made with a general elastic grid adjustment (GEGA) algorithm based on global minimization of heterogeneity. Several sample problems are used to test and demonstrate the two approaches.     

建立地质图数据库的地质年代代码问题

在建立全国1：50万地质图数据库的工作中,根据使用的需要,对原有国家标准中的地质年代代码做了改编,使之适用于按地质年代进行任意检索和各种统计．按不同需要对各种面元进行合并．根据年代代码由计算机自动生成所需的面色、花纹和地质符号等。近10年来的应用证明效果良好。结合国外的情况,建议以地质年龄为主体编制地质年代代码。     

陕西省区域性瓦斯地质分带研究

瓦斯地质规律和瓦斯地质区划研究是煤矿瓦斯宏观管理和瓦斯资源科学利用的基础和依据。根据陕西省\     

Dynamic Earth: crustal and mantle heterogeneity

The dynamic processes within the Earth leave their record in geophysical and geochemical variation about the general stratification with depth. A snapshot of current structure is provided by geophysical evidence, whereas geochemical information provides a perspective over the age of the Earth. The combination of information on the distribution of heterogeneity from geophysical and geochemical sources provides enhanced insight into likely geodynamic processes. A variety of techniques can be used to examine crustal structure, but the major source of information on seismic heterogeneity within the Earth comes from tomographic studies, exploiting surface waves for the lithosphere and body waves for the bulk Earth. A powerful tool for examining the character of mantle heterogeneity is the comparison of images of bulk-sound and shear-wave speed extracted in a single inversion, since this isolates the dependencies on the elastic moduli. Such studies are particularly effective when a common path coverage is achieved for P and S as, for example, when common source and receiver pairs are extracted for arrival times of the phases. The relative behaviour of the bulk-sound and shear-wave speeds allows the definition of heterogeneity regimes. For subduction zones, a large part of the imaged structure comes from S-wave speed variations. The narrow segments of fast wave speeds in the lower mantle, in the depth range 900 – 1500 km, are dominated by S variations, with very little bulk-sound contribution, so images of P-wave speed are controlled by shear-wave variability. Deep in the mantle, there are many features with high seismic-wave speed without an obvious association with subduction in the last 100 million years, which suggests long-lived preservation of components of the geodynamic cycle. The base of the Earth's mantle is a complex zone with widespread indications of heterogeneity on many scales, discontinuities of variable character, and shear-wave anisotropy. Discordance between P- and S-wave speed anomalies suggests the presence of chemical heterogeneity rather than just the effect of temperature.     

Effect of waterwashing on light ends compositional heterogeneity

A number of experiments have been carried out to study in the laboratory the effects of waterwashing on light ends composition. The experimental data were then compared with the results of a simple numerical model. Both approaches confirm the fast removal of the light aromatics by the flushing water and the very slow alteration of the C₁₀₊ compounds. The experimental results also indicate that the normal paraffins are removed faster than the cycloalkanes which is not in agreement with their respective solubility data. the simulations show that, over geological time, compounds such as benzene and toluene should be completely absent in an oil column which is not the case. Therefore, it is likely that in nature oil-water interactions are not as effective as one could imagine, which has implications for oil migration, as well as for the understanding of hydrodynamism phenomena in oil pools.     

On the optically biaxial character and heterogeneity of anthracites

The results of the study of optical properties of 13 anthracites from different parts of the world are presented in this paper. Measurements of reflectance values were made on non-oriented vitrinite grains for a minimum of 300 points per sample. The reconstruction of Reflectance Indicating Surfaces (RIS) were made by Kilby's method [Kilby, W.E., 1988. Recognition of vitrinite with non-uniaxial negative reflectance characteristics. Int. J. Coal Geol. 9, 267–285; Kilby, W.E., 1991. Vitrinite reflectance measurement — some technique enhancements and relationships. Int. J. Coal Geol. 19, 201–218]. It was found that the use of Kilby's method for strongly anisotropic materials like anthracites did not give unambiguous results. Some improvement in Kilby's method, consisting of the division of the cumulative cross-plot into several elemental components, is suggested. Each elemental cross-plot corresponds to a textural class of anthracite, which is characterized by the values of RIS main axes R_MAX^(k), R_INT^(k) and R_MIN^(k) (k=1,2,…n; n — number of classes). The global texture of anthracite is characterized as a RIS with main axes calculated as the weighted means of , and for each class of this anthracite.The division of cumulative Kilby's cross-plot on elemental components makes possible the calculation of new coefficients H_t and H₁₀ characterizing the heterogeneity of the structure and texture of anthracites. The results of our study show that all anthracites have biaxial negative textures, but their heterogeneity varies in a wide range of H_t and H₁₀ coefficients depending upon the individual coal basin.     

国外军事地质工作现状与发展趋势

军事地质伴随着军事活动而生,并伴随军事活动和地质科学的发展而发展。通过对国外军事地质的发展历史和现状进行系统的研究,将国外军事地质分为早期孕育期、快速发展期和稳定发展期3个阶段,介绍了国外在军事工程地质、军事水文地质、军事矿产地质、军事海洋地质、军事地球物理和军事遥感地质六大研究方向取得的进展,总结了国外军事地质工作的3个特点,分别为军民共同推进军事地质工作、地质工作与国防建设统筹部署,及军民联合攻关技术成果双向转化应用。提出了未来军事地质的三大趋势,大数据和云计算将成为军事地质工作的重要支撑技术、军事地质将由资源保障走向空间拓展、现代军事地质的保障工作由国内(局部)扩展到全球(全时域),为中国国内军事地质工作发展提供借鉴和参考。     

长白山火山地幔不均一性——微量元素及同位素地球化学研究

大陆火山的复杂性是一个普遍关注的全球性问题,也是一个长期以来悬而未解决的地质问题.长白山火山位于亚洲板块东部的活动边缘,受到西太平洋俯冲的影响,新生代构造和火山活动活跃,为探讨大陆火山成因及其地幔源区特点提供了极佳的天然实验室.天池火山和龙岗火山是长白山地区两个重要的新生代火山区,其火山岩分布具有空间相邻、火山活动时代相似的特点,本文通过对基性火山岩的岩石学和地球化学对比研究,指出天池火山和龙岗火山具有明显的地球化学不均一性,包括微量元素不均一性和Sr、Nd、Pb同位素不均一性,来自于不同的地幔源区,天池火山和龙岗火山火山岩分布相邻,覆盖范围东西最大不过100多公里,因此这是典型的小尺度地幔地球化学不均一的特点.Sr、Nd同位素特征显示龙岗火山来自于原始地幔,而天池火山来自于原始地幔和富集地幔混合源区.不相容元素Nb、Ta显示,天池火山Ta元素含量很低（主要落在0.17～2.15 ppm的范围）,具有明显的负Ta异常和明显的Nb/Ta分异（Nb/Ta=10～50,个别达到100以上）,可能是板片部分熔融产物与金红石等副矿物反应的结果,暗示了西太平洋板块俯冲机制的影响;而龙岗火山没有明显Nb、Ta亏损或者分异.     

煤层非均质程度测井定量评价方法

针对强非均质性对煤层气开采影响大的特点,通过分析测井渗透率分布规律可定量评价煤层的平面和纵向非均质程度。采用达西公式确定煤层基质渗透率,运用双侧向测井资料估算裂缝渗透率,绘制煤层渗透率贡献率在序数百分数坐标下对应的累积分布曲线,定义坐标变换后累积分布曲线的斜率为非均质程度系数。实际应用表明：非均质程度系数能够反映不同煤层物性在横向和纵向上的差异,进而可定量评价煤层的非均质性。