南—襄盆地深部过程分析及重磁异常

南—襄盆地是含油的内陆盆地。本文由航磁异常算出了磁性基底地形高度和等温面的深度。并由布格异常确定出了莫霍面的深度,同时还进行了莫霍面深度与地形高度的相关分析,由此得出了有关地壳结构需要的重力均衡信息的。     

南秦岭古生代盆地演化中幕式流体过程及成岩成矿效应

从南秦岭古生代盆地构造-沉积演化出发,通过分析古生界不同层位流体成岩成矿事实与盆地发展演化之间的关系,探讨了南秦岭早古生代—泥盆纪演化时期多幕流体过程和成岩成矿效应。幕式流体成岩成矿最早可追溯到早寒武世,区域上从东到西形成了重要的碳硅质岩中重晶石/毒重石矿床及金、铂族元素矿化;早、中志留世继续发展,形成了钠长石岩、重晶石岩、铁碳酸盐岩、硅质岩与铅-锌、金矿床;中泥盆世为最强烈的一次热水沉积活动,其规模大、热水沉积产物多样,形成了泥盆系硅质岩-钠长石岩-重晶石岩-铁白云石岩中的铅锌(铜)矿床、铁白云石硅质岩中铅锌(铜)矿床以及钠长石角砾-铁白云石板岩中金-铜矿床。     

渗流-应力耦合下侏罗系红砂岩力学及渗透特性试验研究

三峡库区广泛分布侏罗系红砂岩,在水库运行期间红砂岩的渗流-应力耦合特性关乎库区内多数滑坡和岩质边坡的稳定性。借助岩石多场耦合三轴试验系统,对三峡库区侏罗系红砂岩开展了不同围压、不同渗透压下的三轴压缩试验,系统研究了红砂岩的三轴压缩力学特性和渗透率演化特征。研究结果表明：(1)红砂岩的峰前应力-应变曲线可分为孔隙压密阶段、弹性变形阶段、微裂隙稳定发展阶段和非稳定发展阶段。红砂岩的力学参数与渗透压的关系呈负相关,与围压呈正相关。(2)随着围压升高,红砂岩的破坏模式由张拉破坏过渡到剪切破坏。(3)不同渗透压下,渗透率曲线呈平稳发展→缓慢上升→快速上升3阶段演化规律;不同围压下,渗透率曲线先降低后升高。(4)从能量角度分析了渗透压和围压对岩石的作用,验证了渗流对岩石的劣化效应以及围压对裂纹发展的抑制作用。本试验对鲜有报道的侏罗系红砂岩的强度、变形和渗透特性做了系统的研究,对渗流-应力耦合课题有补充意义。其工况根据三峡库区边坡岩体的应力水平来确定,试验结果对分析库区边坡稳定性具有指导意义。     

鄂尔多斯盆地高自然伽马异常特征

为了加深对盆地深部和浅部高自然伽马异常特征综合分析研究,揭示高自然伽马异常地质成因,从而促进盆地多种能源矿产协同开发研究,针对收集大量的地球物理测井资料、地质资料及其他相关成果,绘制并分析了相关成果图。研究中遵循从单孔测井曲线特征分析到典型剖面研究,并按层对高自然伽马的平面分布特征进行分析研究。化验测试结果和自然伽马能谱测井成果研究表明,在本区,自然伽马异常增大主要是由于铀的活化和聚集,导致铀元素增加而引起。相关研究表明,盆地深部和浅部的铀异常具有一定的关系,盆地历经的沉积环境变迁是铀元素富集的主导因素。     

油藏渗流—应力耦合计算区域分析

在实际油藏开采过程中,储层区域发生地下流体渗流,岩土力学平衡的影响范围大于渗流的计算区域,并影响储层的上覆盖层和下部地层。在流固耦合油藏数值模拟中,地下流体渗流和岩土力学的计算通常采用相同的计算区域,并限定在储层范围内,未考虑完整的应力计算区域,造成计算结果存在偏差。采用改进的有限元—有限体积混合方法,对地下流体的渗流和岩土的力学平衡分别采用不同的计算区域和不同的网格密度进行计算,分析渗流—应力耦合数值计算中计算区域的选取对计算结果的影响。规则储层与背斜圈闭储层算例数值模拟结果表明:应力计算区域的选取影响计算结果,计算结果偏差与非储层区域材料的参数相关,其中拱效应是计算结果出现偏差的主要原因。该结果为流固耦合油藏数值模拟提供指导。     

AutoPaCA:耦合过程-模式的城镇空间增长模拟模型

理解城镇增长过程、模式、机理并预判未来发展趋势,对优化城镇空间布局,促进城市可持续发展有重要意义。元胞自动机模型（Cellular Automata, CA）是研究城镇增长过程、模式的有效技术手段,但传统CA模型对城镇增长过程和空间模式的协同考虑不足。本研究构建了基于斑块（Patch）的城镇CA模型AutoPaCA,实现对城镇增长过程及空间模式的协同表征和精细控制,将城镇增长过程分为边缘增长和跳跃增长两种形式,并实现了对不同形式下城镇斑块位置、形状和面积大小的精细控制,同时考虑城镇空间模式的集聚性、整体形态及空间约束。此外,还提出使用景观格局分析法分析历史时期城镇增长过程和模式,并结合遗传算法实现对模型参数的地域化自动校正,降低人为主观因素对模拟结果的影响。将模型应用于长沙市1995—2035年的城镇增长模拟与多情景分析。结果表明,构建的AutoPaCA模型可以取得较好的模型精度,200次模拟结果的互异邻域相似性指数均值达到0.486;在生态保护情景下,长沙市城市内部生态结构保存完好,且表现出更为明显的长株潭一体化趋势,说明本研究提出的AutoPaCA模型及参数校正方法是有效的。     

衡阳盆地与周边重力异常的分析

衡阳盆地周边各个岩体附近矿产丰富,历来是找矿重点地区。根据衡阳盆地范围内的高异常推测此处地壳较薄,而其周边的低异常地壳较厚。作者认为衡阳盆地深部为地幔亚热柱;而其周边的低异常则形成幔枝构造,正是幔枝构造控制了丰富的矿产。引入幔枝构造的研究会对该地区的矿产赋存规律有更深入的认识,也会推动该地区的找矿工作。     

含油气盆地微观裂缝脉体期次、成因与流体演化研究进展及展望

沉积岩石中断裂与裂缝是含油气盆地流体活动的重要通道,断裂与裂缝中充填的不同期次、不同类型的矿物脉体是烃-水-岩相互作用的产物,记录了断裂、裂缝形成过程中不同期次流体性质、组分、来源以及温压场、氧化还原环境等信息,为研究沉积盆地断裂发育、流体动力场特征、物理化学环境及封闭与保存条件等地层古流体活动、动态演化过程提供了重要线索。系统总结了含油气盆地微观裂缝脉体流体活动示踪、演化的基本方法及其地质应用现状,认为目前主要集中在三个方面:①通过对裂缝脉体充填的成岩矿物岩石学观察,分析成岩矿物类型、结构及形成的相对次序;②通过对脉体成岩矿物的同位素、微量-稀土元素、流体包裹体等地球化学测试,示踪成脉古流体性质、来源、温压-氧化还原环境等;③通过对脉体成岩矿物放射性同位素(如U-Pb、Re-Os等)的测试,精确确定脉体形成时间,结合区域构造演化探讨脉体形成过程、流体动力场环境及其动态演化过程。最后分析了现有研究方法存在的问题,探讨今后的发展趋势及地质应用前景,以期为含油气盆地古流体演化及其与油气运移、聚集与保存等油气成藏机理的研究提供参考。      

塔西地区富烃类还原性盆地流体与砂砾岩型铜铅锌-铀矿床成矿机制

塔西地区萨热克大型砂砾岩型铜矿床和乌拉根铅锌矿床进入矿山开发期,今后找矿潜力大但成矿机制不明,制约了成矿与找矿预测。基于构造岩相学和地球化学岩相学,以西南天山造山带为核心,塔西地区前陆盆地、山间盆地和后陆盆地对于砂砾岩型铜矿床、铅锌矿床和铀矿床有不同控制作用:1在西南天山造山带北侧的托云中—新生代后陆盆地系统中,其次级盆地(萨热克巴依中生代山间拉分断陷盆地)上侏罗统库孜贡苏组上段为萨热克式砂砾岩型铜矿赋存层位;2在西南天山造山带南侧的前陆盆地系统中,乌拉根砂砾岩型铅锌矿赋存在下白垩统克孜勒苏群顶部与古近系底部,巴什布拉克大型砂岩型铀矿床赋存在伽师前陆盆地克孜勒苏群中;3在前陆盆地系统中,古近系顶部和新近系渐新统—中新统为砂岩型铜矿床赋存层位。富烃类还原性盆地流体识别构造岩相学标志为沥青化蚀变相、沥青化—褪色化蚀变带、碎裂岩化相和沥青化蚀变相多重耦合结构;地球化学岩相学标志包括富含有机碳,矿物包裹体中含有含烃盐水、气态烃-液态烃-气液态烃、轻质油和沥青等有机质类包裹体,低盐度和中盐度成矿流体,Cu-Ag-Mo同体共生矿体,氧化相铜、硫化相铜和钼硫化物等。砂砾岩型铜铅锌-铀矿床成矿机制主要包括:1同生断裂带由走滑拉分断陷发生构造反转后,转变为挤压收缩体制,即烃源岩大规模生烃-排烃机制;2反转构造带、区域性不整合面、滑脱构造带、高孔隙度和渗透率砾岩等构造岩相带为富烃类还原性盆地流体大规模运移构造通道;3高孔隙度和渗透率砾岩类下部低渗透率泥质粉砂岩和上部含膏泥岩为岩相岩性圈闭构造岩相学标志;4大规模富烃类还原性盆地流体与含铜紫红色铁质杂砾岩(氧化相铜)有多相流体多重耦合结构,可能是砂砾岩型铜矿床大规模富集成矿机制,低温卤水沉积叠加富烃类还原性盆地流体成矿可能是形成砂砾岩型铅锌矿床机制,富烃类还原性盆地流体多期次混合与氧化相铀被还原可能是砂岩型铀矿富集成矿机制。     

沉积盆地动力学与盆地成藏(矿)系统

以沉积盆地动力学与盆地成藏(矿)系统为主线,梳理和归纳了笔者在此方面理论研究的部分认识和观点.在地球科学研究和应用的3大领域(科学研究、物质需求、生存环境)中,沉积盆地均处于极为重要的地位.其中展布面积大、发育时间长的大中型盆地(如含油气盆地)意义更为重要.沉积盆地是地史上地壳或岩石圈较长时间相对沉降、沉积物在其中不断充填过程中的一种负向地壳构造.将沉积盆地动力学定义为:直接控制和明显影响盆地沉降和沉积充填的地球内、外动力地质作用有机耦合的统一动力学系统和演化过程;属地球动力学大系统的重要组成部分.根据盆地沉降动力的不同,将盆地成因划分为热力、应力、重力和复合成因4种类型.从厘定和揭示盆地沉降、沉积和堆积中心的分布位置、演变规律及其相互关系入手,剔去非沉降作用产生的沉积效应,有可能揭示沉降作用特征和其与沉积、堆积中心的时空演变关联及原因.活动性强、深部作用活跃、后期改造强烈是中国沉积盆地的重要特点,这由中国大陆的特性所决定.根据后期改造的主要地质作用及改造形式的不同,将改造盆地划分为8种类型.剔去后期改造的影响,系统恢复原始盆地面貌,为深刻认识和揭示盆地演化改造过程和油气成藏、定位及分布的重要基础.根据改造盆地的地质实际和笔者的研究实践,探讨和提出了改造盆地研究和油气评价的思路及程式;从绝对时间和相对时限两方面,具体厘定了中国盆地油气晚期超晚期成藏定位的时限.探讨了深部作用对油气富集的影响、油气逸散及其地质效应等问题.含油气盆地动力学研究系统可划分为成盆、成藏和评价3大次系统.在盆地演化和改造过程中,各次系统及子系统之间联系密切、相互作用.倡导沉积盆地研究遵循"整体、动态、综合"的总则.世界已探明的砂岩型铀矿床逾82%与已生产的油气田或煤田同盆共存.这4种主要能源矿产同盆共存富集存在普遍,但其富集成矿区分布却有明显的分区性,其中尤以中东亚地区典型.在中东亚能源矿产成矿域诸盆地中,多种能源矿产赋存和分布的特点为:空间分布复杂有序、各含(储)矿层位及地区联系密切、成藏(矿)定位时期相同或相近、赋存环境和成藏(矿)作用有机相关;铀成矿过程和主成矿期与区域动力学环境演变有明显地响应关系,并与所在盆地油气的成藏定位时期基本一致;表明其间有着密切的内在联系和统一的地球动力学背景.沉积盆地集多种有机和无机、金属与非金属矿产以及水资源等共存于一盆,是诸多沉积矿产同盆成生、赋存的基本单元和成藏(矿)的巨型复杂系统,称之为沉积盆地成藏(矿)系统.该系统中各种沉积矿产的成藏(矿)不是孤立存在和单独出现;其形成和分布有机关联、相互作用、彼此影响,内在联系形式多样;有其自身的成矿特点和成藏(矿)环境,应将其作为一种独立的成矿系统与其他成矿系统相并列和区别.本文讨论了小型含油气盆地的类型和其油气赋存条件、成熟盆地再研究的必要性和指导思想,适于中国西部大陆动力学研究的(稳定陆)块、盆(地)、带(各类构造活动带)系统动力学等.地球和盆地均属非常复杂的巨系统,运用整体和系统的学术思想,研究地学等复杂性科学是一个有效途径.在复杂系统研究中,各子系统的相互作用最为重要,同时要重视研究思想和方法论的嬗变,揭示研究对象的个性特征.     

宁南盆地古近纪沉积岩地球化学特征对沉积环境的反映

沉积物元素地球化学特征是盆地沉积环境变化的响应。通过分析沉积岩的微量元素和稀土元素含量变化特征,研究了宁南盆地古近纪气候条件、古盐度和氧化还原环境。Cu、Cs质量分数变化以及Rb/Sr比值、Sr/Cu比值特征,揭示寺口子组沉积时期至少存在一期由潮湿-干旱转变的气候事件,从寺口子组沉积末期到清水营组沉积初期,古气候由干旱变为潮湿。Sr/Ba比值和B/Ga比值反映清水营组沉积水体盐度与寺口子组相差不大,仅在石峡口水库处古盐度值极大,其他地区略有减小。寺口子组沉积过程中,水体盐度有所增加。氧化还原指标V/Cr、Ni/Co、U/Th、V/(V+Ni)、δU、δCe、Ce/La和Ce_anom以及氧化还原敏感元素V、U、Ni、Zn 和Cr 的质量分数变化指示清水营组沉积时期水体氧含量整体小于寺口子组沉积时期。寺口子组沉积环境以氧化环境为主,清水营组沉积水体为氧-贫氧环境。      

洞庭盆地古沅江砾石层的沉积特征及沉积环境

以野外调查中发现的2处出露较好的古沅江沉积砾石层剖面,即河袱山剖面和黄土山剖面为研究对象,分析了所出露
沉积物的沉积特征和沉积环境并建立了沉积序列。结果表明,古沅江砾石层在地貌上表现为古冲积扇,但该古冲积扇并不是一期
冲积扇。依据2个剖面的岩性特征与沉积特征,以岩性层作为对比标志层,将剖面划分为3期冲积扇。河袱山剖面第2层与黄土
山剖面第2层构成第Ⅰ期冲积扇,表现为扇顶-扇中相;河袱山剖面第3、4层与黄土山剖面第3~6层构成第Ⅱ期冲积扇,该期冲
积扇较完整,表现为完整的扇顶-扇中相以及部分扇缘相;河袱山剖面第5层与黄土山剖面第7~9层构成第Ⅲ期冲积扇,表现为
以扇顶相为主的扇顶-扇中相。该古冲积扇的成因类型表明冲积扇形成时的气候较为湿润;以砾质为主的沉积物则说明当时洞
庭盆地周缘的地形较现在陡峻,古沅江也具有更强的搬运能力。      

鄂尔多斯盆地中部上古生界沉积相演化

利用钻井资料和地质资料对鄂尔多斯盆地上古生界沉积相演化进行详细的研究。分析了本溪期（海侵）、太原期（海侵扩大）、山西期（海退）、石盒子期（海陆交互）和石千峰期（陆缘湖泊）等5个时期的古地理环境、岩石类型、沉积相类型和平面展布特征。得出这5个时期在盆地内构成了一个海侵海退旋回，形成了从滨浅海相到海陆过渡的三角洲相、河流湖泊相陆源沉积。控制生成了三角洲相分流河道砂砾岩、水下分流河道砂砾岩以及潮坪相砂坝等有利储集岩带，潮坪相发育的煤系地层为烃源岩。上石盒子组洪泛平原形成泥质岩盖层。生油岩和储集岩叠置或互侧式组合关系，形成本区受砂体分布控制的岩性气藏。     

胶莱盆地下白垩世莱阳群沉积特征研究

根据沉积学标志和构造演化史,认为胶莱盆地下白垩世莱阳群沉积环境以河湖相为主,由2个完整的水进-水退沉积旋回组成。其中,下部瓦屋夼组形成了一个独立的沉积旋回;上部从林寺山组、止凤庄组到曲格庄组组成第二个沉积旋回,该沉积旋回全区发育,反映了胶莱盆地的主要沉积特征。止凤庄组、林寺山组是盆地形成初期,发育冲洪积扇沉积体系。水南组是盆地形成的鼎盛时期,发育三角洲-深湖沉积体系,该组地层暗色泥页岩发育,为较好的页岩气目标地层。龙旺庄组是盆地形成中晚期,发育河流-三角洲相沉积体系。曲格庄组为盆地消亡期,主要为河流相沉积体系。     

围压与轴压共同作用对恐龙化石应力场的影响

包括恐龙化石在内的古生物化石是重要的地质遗迹,是研究生物进化的最重要资料。该文从物理力学角度,通过数值试验模拟分析围压和轴压作用下对恐龙化石强度和破坏特性的影响效果。试验结果表明:不同埋深时围压对含有不同角度裂隙化石应力影响较大,随着埋深增加,含有裂隙化石的应力大幅增大。在围压与轴压共同作用时,埋深对开裂角的影响较小,而随埋深增大时极限载荷也随之增大。同时,在不同埋深下开裂角随裂隙角度的变化趋势一致,均随着裂隙角度的增大而减小;而极限载荷随裂隙角度的变化趋势一致。     

琼东南盆地南部梅山组丘状体沉积特征及成因机制

琼东南盆地南部梅山组具有独特的丘状反射特征,关于其成因机制引起了广泛关注和讨论。以琼东南盆地大量二维地震资料和高分辨率三维地震资料解释为基础,在深水钻井标定下,从地震相特征、沉积物物源、沉积搬运通道、古地貌特征以及海平面变化和构造活动6个方面,阐明了梅山组丘状体的沉积特征,并讨论了其成因机制。研究结果表明,中中新统梅山组沉积时期,受强制性海退影响,琼东南盆地范围内海平面下降至低水位,南部隆起局部暴露剥蚀,提供了大量沉积物源;上中新统黄流组沉积时期,盆地局部构造活动使得南部隆起物源发生重力失稳,通过深水水道向盆地中央以重力流方式搬运沉积物。琼东南盆地梅山组地层的丘状反射特征是黄流组沉积时期以南部隆起沉积物为物源的浊流侵蚀下伏梅山组地层所致。对该丘状体成因机制的深入研究,不但有助于丰富对丘状地震反射现象的认识,而且揭示了其沉积构成为粗碎屑沉积物而非生物礁滩沉积,对深水油气勘探储层特征及评价具有重要意义。      

鄂尔多斯盆地西部上二叠统石千峰组沉积环境地球化学表征

在沉积学、生物和地球物理测井相标志研究基础上,运用锶钡质量分数比值和锶钡散点图法,锶钙和钍铀比值法、沉积磷酸盐法、碳氧同位素和氧化-还原电位法等地球化学方法,根据微量元素和稳定同位素的特征对鄂尔多斯盆地西部上二叠统石千峰组沉积时的古盐度和氧化还原条件进行了详细分析.结果表明:石千峰组为淡水沉积,属干旱、炎热、氧化的陆相湖泊环境.其结论与石千峰组的棕红、紫红和紫灰色陆源碎屑岩沉积特别与红色沉积层为特征是相一致的.     

基于流固耦合理论的三峡库首区蓄水后附加应力场研究

首先在Rhino软件中导出三峡库首区的DEM地形图,再将地形面数据文件导入FLAC3D软件中并建立实体模型,设置好模型相关的力学参数和计算模式,得到在145 m和175 m蓄水位时三峡库首区的流固耦合计算结果。根据结果讨论三峡库首区孔隙水压场和等效应力场的特点发现,孔隙水压从地表至地下3 km范围内产生的影响不容忽视。