杭州湾北部海底天然气的浅地层剖面测量调查

利用浅地层剖面测量,对杭州湾北部地区的海底浅层天然气进行了调查与分析。探测结果呈现空白与幕状屏蔽、柱状扰动,顶界面不规则、两侧相位下拉等特征,显示该区域存在大量浅层天然气。分析结果表明：调查区域内的海底天然气整体埋藏较浅,深度通常在15~25m之间,赋存于中全新统砂层中,为甲烷型生物气,气体压力不大,属自生自储类型。圈划出了海域浅层气分布范围。成果可为未来海洋工程建设和浅层气灾害防治提供依据。     

渤海湾某海洋平台场址浅层气分布与成因

海底浅层气严重影响海底地层的结构稳定性,因此成为影响近海海洋平台安全的重要因素.基于高精度浅地层剖面及单道地震等物探调查资料,识别了渤海湾某海洋平台周边的浅层气分布状况及顶界埋深,并分析了研究区浅层气的成因.浅地层和单道地震资料解释的浅层气分布和顶界埋深具有非常好的一致性,平台周边1 km2范围内的浅层气主要分布在平台...     

内蒙古阿鲁科尔沁旗陶海营子剖面林西组地球化学特征及其对物源-构造背景的制约

大兴安岭中南段上二叠统林西组发育厚层的暗色泥页岩,是区域上重要的上古生界生烃层系之一。阿鲁科尔沁旗陶海营子剖面是林西组的典型剖面之一,本文以该剖面为研究对象,对取自该剖面林西组的10件砂、泥岩样品进行主量元素、微量元素和稀土元素测试分析。剖面样品元素分析和物源判别函数（F₁-F₂）、Ni-TiO₂、La/Th-Hf图解判别结果表明,陶海营子剖面林西组沉积物来源多样,主要来源于上地壳长英质火成物源区和石英岩沉积物源区,还有少量来自中、基性岩火成物源区。剖面样品微量元素PAAS（后太古庙澳大利亚页岩）标准化蛛网图、稀土元素球粒陨石标准化配分模式图、K₂O/Na₂O-SiO₂、Zr/Th、TiO₂-（TFe₂O₃+MgO）图解、物源构造背景判别函数（F₁-F₂）''的分析判别和剖面样品与不同构造环境砂岩地球化学参数对比结果表明,陶海营子剖面林西组物源构造背景具有被动大陆边缘、活动大陆边缘和大陆岛弧特征,构造背景较复杂。综合分析可知,陶海营子剖面林西组物源主要为被动大陆边缘背景下的火成岩、石英质沉积岩,以及活动大陆边缘和大陆岛弧背景下的火成岩。结合前人相关研究成果,推测兴蒙造山带内伸展作用背景下的晚石炭世-二叠纪岩浆型被动陆缘沉积建造和与俯冲背景有关的古生代弧岩浆岩应该是陶海营子剖面林西组的主要物源。     

安徽马鞍山市当涂地区地下水水化学特征及演化机制

【研究目的】 了解长江中下游平原地区地下水流系统并深入分析其地下水水化学特征及其演化机制。【研究方法】 综合马鞍山市当涂地区的水文地质条件、水动力场等,基于研究区水化学基本特征,运用多元统计分析、水化学图件、离子比值和反向水文地球化学模拟等方法对该地区浅层地下水水化学演化进行分析。【研究结果】 结果表明：（1）研究区地下水主要为低矿化度偏碱性水,地下水组分中阳离子以Ca²⁺和Mg²⁺为主,阴离子以HCO₃^-和SO₄^2-为主。（2）研究区地下水水化学类型主要可分为7类,其中松散岩类孔隙含水岩组和碎屑岩类孔隙裂隙含水岩组的水化学类型主要为HCO₃^-Ca型、HCO₃^-Ca·Na型、HCO₃·Cl-Ca·Na型以及HCO₃^-Ca·Mg型;基岩类裂隙含水岩组的化学类型主要为HCO₃·SO₄-Ca·Mg型和SO₄·HCO₃^-Ca·Mg型。（3）研究区浅层地下水水样超标率为46%,总体水质较差,超标率较高的组分依次为Mn、高锰酸盐指数（COD_Mn）、硝酸盐（以N计）、Fe、As、氨氮（以N计）等。（4）研究区地下水的化学组分主要受到岩石风化作用的控制;此外,还存在Na-Ca的正向阳离子交替吸附作用。反向水文地球化学模拟结果进一步定量论证了水岩相互作用对本区浅层地下水组分的形成和演化起着主导作用。【结论】 研究区地下水主要为低矿化度偏碱性,主要可分为松散岩类孔隙水、碎屑岩类孔隙裂隙水和基岩类裂隙水。主要离子比例和反向水文地球化学模拟揭示了本区浅层地下水化学组分主要是地下水溶滤方解石、白云石等碳酸盐矿物、石英、长石等硅酸盐矿物,高岭土等黏土矿物以及岩盐、石膏等达到过饱和之后形成的。     

周口店东洞洞穴沉积物的地球化学特征及其环境指示意义

周口店地区的古环境变化研究多数研究集中在中更新世时期,而缺乏对早更新世时期环境变化的研究。这主要是由于缺少保存完好的早更新世沉积记录造成的。随着对20世纪80年代在周口地区发现的东洞剖面,发现这是一个保存完好的早更新世剖面,为研究早更新世时期的古环境变化特征提供了良好的研究材料。为了重建早更新世时期的古环境变化特征,利用XRF对东洞洞穴沉积物的主要元素（SiO₂,Al₂O₃,Fe₂O3和CaO）的化学组成进行了高分辨率分析,同时对沉积物中的FeO含量进行了测试。结果显示东洞剖面沉积物的主要化学组成为SiO₂,占41.6%～58.9%,其次是Al₂O₃和Fe₂O3,其含量的变化范围分别为13.69%～29.63%和5.00%～9.81%。Al₂O₃和Fe₂O3在剖面上与SiO₂含量成明显的镜像变化关系,显示出Al₂O₃和Fe₂O3对沉积物中SiO₂含量的稀释作用。另外,Fe₂O3与Al₂O₃在剖面上具有很好的相关性,表明Fe₂O3主要富集在富铝的矿物中。从元素含量在剖面的上分布看,东洞剖面的化学组成发生3次大的波动,主要表现为SiO₂和FeO含量增高,而Fe₂O3与Al₂O₃含量的减少。这3次波动分别出现在剖面的15.3～14.6m,11.0～9.9m和8.40～7.84m深度处。在3次化学组成的波动出现的同时,指示沉积物风化程度和温度变化的Si/Al（SiO₂/Al₂O₃）和FeO/Fe₂O3比值也发生了明显变化,比值增高,指示了3次大的干冷事件。另外,在剖面上部（10.00～7.84m,即第2次事件以后）SiO₂/Al₂O₃和FeO/Fe₂O3比值变高且波动频繁,表明自第2次干冷事件后沉积区的环境变得不稳定,逐渐向冷干气候转变。东洞剖面的地球化学记录（SiO₂/Al₂O₃和FeO/Fe₂O3）与泾川黄土剖面的粒度曲线具有较好的对比性,支持了东洞剖面记录的环境信息与黄土沉积记录的环境变化具有一致性。通过与泾川粒度曲线的对比发现,东洞剖面记录的3次干冷事件在时段上分别对应于黄土-古土壤序列中的L26,L15和L13。     

黄土高原西部白草塬剖面L1和S1记录的古地磁场特征

文章详细介绍了黄土高原西部白草塬剖面L₁和S₁的高精度岩石磁学和古地磁学结果,讨论了白草塬剖面记录古地磁场的特征,从古地磁学角度探讨白草塬剖面黄土沉积的连续性。白草塬剖面黄土沉积物中,磁铁矿和磁赤铁矿是主要的亚铁磁性矿物,粗粒的碎屑磁铁矿是其天然剩磁和特征剩磁的主要载体。白草塬剖面L₁和S₁没有记录任何地磁漂移。其中,L₁没有记录MonoLake或Laschamp地磁漂移的原因可归结于黄土沉积物堆积过程的不连续性和/或粗颗粒载磁矿物的重磁化,但前者是主要原因,而堆积过程的不连续性是导致S₁没有记录Blake地磁漂移的主要原因。因此,白草塬剖面的L₁和S₁分别存在约2000年和4000～6000年的沉积不连续。     

基于剖面声呐的海底微地貌观测研究*

海底地貌是海水覆盖下的固体地球表面形态的总称。海底地貌巨变往往与海底地质灾害息息相关,会对海底管线和海上平台等海洋工程设施造成危害,因而对海底地貌进行原位观测具有重要意义。本研究基于前人研究成果和团队常年自主研发仪器经验,研制出了剖面声呐海底微地貌原位观测系统,详细介绍了观测系统的组成、功能、工作原理和工作模式,并提出了观测数据的处理分析方法;然后,使用观测系统进行了标志物检验实验,通过将观测系统测量数据与其他设备测量数据相对比,验证了观测系统的可行性和数据准确性;最后,使用观测系统在舟山海域朱家尖滑坡区进行原位观测,进一步验证了观测系统的可行性。观测结果进一步表明剖面声呐观测系统可以用于海底微地貌的观测研究。     

南海北部东沙陆坡主要灾害地质因素特征

我国深水区海洋灾害地质研究成果较少,而南海北部东沙陆坡深水区天然气水合物资源的进一步勘探急需弄清海底地质环境。研究区缺乏浅地层剖面资料,因此,本文基于高分辨率2D地震资料等实测资料,率先在东沙陆坡深水区开展灾害地质研究。文中识别出地震、活动断层、海底滑坡、浅层气、泥火山、陡坎及侵蚀沟(谷)共7种具有活动能力的破坏性灾害地质因素,还识别出浅埋基岩面、海底火山、岩浆底辟共3种不具有活动能力的限制性灾害地质因素,同时总结了各灾害地质因素的平面展布特征并研究了其地震反射特征及灾害性。基于以上研究,本文认为陆坡深水区应重点避让海底滑坡、活动断裂、浅层气、侵蚀沟等与海洋工程关系密切的灾害地质类型,研究成果虽然精度有限,但可初步为该区天然气水合物的进一步勘探及防灾减灾提供参考。     

基于声学探测的渤海海峡海底灾害地质分析

根据高分辨率侧扫声图和高分辨率声地层剖面的解译结果,识别了渤海海峡通道海区海底灾害地质因素的声学特征及分布规律,发现研究区主要包括侵蚀陡坎、冲刷槽、潮流沙脊、活动沙波、沉船、岩礁、侵蚀洼地、浅滩、活动断层、浅埋基岩面、浅层气等灾害地质因素。探讨了灾害地质要素的成因及危害,绘制了灾害地质要素的平面分布图,可为今后该海区的海洋工程建设提供一些借鉴。     

西宁第四纪黄土-古土壤序列中的可溶盐、来源及环境意义

文章对西宁第四纪黄土-古土壤序列L₉以来的黄土和古土壤层进行了土壤化学分析,揭示出剖面中含有大量的可溶盐。古土壤层中的可溶盐含量远高于黄土层,且二者所含可溶盐类型的相对比例存在明显差异。黄土层中Na₂CO₃和NaHCO₃的相对比例较高,表现出更多的碱化特性,而古土壤中含有较多的NaCl和Na₂SO₄,表现出更多的盐化特性。从剖面所处的地貌-水文条件及土壤微形态特征来看,这些可溶盐主要来自大气降尘。研究揭示,约900ka以来,该区周边地区一直存在较多的干盐湖,是形成粉尘物质的重要源区之一,且间冰期粉尘比冰期粉尘可溶盐含量高得多。这些粉尘中含有较多的、包括对气候有影响的硫酸盐在内的可溶盐类。     

Spatial and temporal variation of organic carbon in the northern South China Sea revealed by sedimentary records

Three sediment cores were taken from the Pearl River estuary and adjacent northern South China Sea (SCS). These sediment cores span the time interval 1900–2000 AD. The stratigraphy of the concentration, the ratio of total organic carbon (TOC) to total nitrogen (TN) and stable isotope (δ¹³C_org) of organic carbon (OC) from three high-resolution sediment cores were analyzed. The stratigraphic profiles of OC concentration, TOC/TN ratios and δ¹³C_org for the near past 100 yrs indicate that terrestrial organic matter decreases from 68.3% to 27.4% of the TOC in the Pearl River estuary, while Dapeng Bay (offshore east of Hong Kong) apparently had throughout little terrestrial organic matter input. The highest deposited OC occurs at the Humen River mouth and the OC concentrations are higher in the outer estuary than in the inner shelf of the northern SCS. The deposited OC at the River mouth increased with time, which could be caused by the high precipitation of land-derived organic matter and the high input of terrestrial organic matter, which is likely related to the rapid urbanization and industrial development in the Pearl River Delta since the 1970s. The OC concentrations did not exhibit an obvious increase with time in most areas of the Pear River estuary and adjacent inner shelf of the SCS, but the algal-derived OC concentration inferred from the δ¹³C_org values increased with time especially from 1980 to 2000 in the outer Pearl River estuary and Dapeng Bay. This increase is presumably caused by enhanced primary marine productivity supported by higher anthropogenic nutrient inputs.     

上海地区浅层气地质灾害评估

软土地层中的浅层气是一种矿产资源,也是一种地质灾害源。上海地区随着地下工程广泛兴建,其灾害评估为人们所重视。浅层气源于mQ42淤泥质粘性土生气层中有机质的分解作用,储存于该地层上覆、下伏及中部所夹的粉细砂、贝壳砂等储气层中。在上海地区,浅层气的灾害影响将越来越小。     

琼东南盆地天然气水合物与浅层气共生体系成藏特征

继我国在神狐海域两次天然气水合物试采成功之后,近几年来在琼东南盆地的勘探证实了天然气水合物的存在,而且钻探表明其与浅层气具有复杂的共生关系.为揭示琼东南盆地深水区天然气水合物与浅层气共生体系成藏特征,结合岩心、测井及三维地震数据,阐明了天然气水合物与浅层气的空间分布特征,研究结果表明,天然气水合物主要赋存在海底以下200 m范围内的沙质沉积物中,且其形成过程与浅层气的垂向运移有关.对天然气水合物与浅层气共生体系成藏特征的深入分析表明,深部热成因气和浅部生物成因气是其重要的气体来源,第四系未固结沙层是良好的储层,且天然气水合物和浅层气共生体系的分布主要受深部气烟囱和断层的控制.浅层气藏为天然气水合物提供稳定的气源条件;第四系块体流沉积与含天然气水合物地层能有效地封堵浅层气的纵向运移,进一步促进浅层气的成藏.因此,天然气水合物的形成与浅层气的发育具有正反馈的相互作用关系,有利于形成更大规模的天然气水合物矿体和浅层气藏,具有良好的商业开发潜力.      

珠江口盆地珠一坳陷断裂控藏定量表征与有利勘探区预测

摘要：珠江口盆地珠一坳陷中浅层珠海组、珠江组、韩江组的油气主要来自深部烃源岩层系,断裂既是必备的油源通道又对油气藏形成和分布起到关键作用。为明确断裂对珠一坳陷珠海组-韩江组油气成藏的控制机制,对断裂分布及演化特征进行了分析,依据断裂活动时期和断开层位的不同将其分为5类：早期活动-深层切割型断层、中晚期活动-中浅层切割型断层、晚期活化-深浅切割型断层、继承性活动-深浅切割型断层、通天型断层。在对恩平南断裂带解剖的基础上,发现影响断裂控藏的因素主要有断裂类型、断裂活动速率、断裂规模和圈闭离断裂的平面距离。针对全区所发现油藏,对以上影响因素进行统计分析,结果表明：研究区深浅切割类断层控藏作用显著,且其断层活动速率中等时最有利于油气成藏,在15 m/Ma左右达到最大;断裂规模越大,越有利于油气成藏;圈闭距控藏断裂越近,含油气性越好。根据活动速率、断裂规模、断裂与圈闭的相对距离所拟合的定量控藏表征公式,发现现今探明的978%的油气藏均分布在深浅切割型断裂控藏概率大于05的区域。依此指出惠东低凸起及惠北半地堑东南部、恩平中半地堑东北部为下一步有利勘探区。     

龙泉山构造区隧道浅层天然气来源定量研究

龙泉山含油气构造带是川西油气区和川中油气区分界构造,地层主要为侏罗系和白垩系红层,属非煤地层,不具生烃能力;但穿越龙泉山构造带的多条隧道,施工中都受到了浅层天然气危害。为查明浅层天然气来源,更准确地预测非煤地层隧道中瓦斯分布特征,为隧道工程服务,文章以成都地铁18号线龙泉山隧道为例,采用现场成分测试、气相色谱、稳定碳同位素、稀有气体同位素和生物标志化合物实验,对龙泉山含油气构造带浅层天然气的来源进行了定量研究。研究表明龙泉山含油气构造带浅层天然气主要成分以CH₄、N₂、CO₂为主,其中CH₄浓度达到57.65%~75.23%;浅层天然气稳定碳同位素实验表明δ¹³C₁、δ¹³C₂和δ¹³C₃的值分别在40‰、26‰和25‰上下;稀有气体同位素实验表明气样源岩年代介于225~249 Ma;生物标志化合物实验表明规则甾烷比值介于0.90~1.07。龙泉山构造带浅层天然气主要来源于下伏三叠系须家河组地层,深部气体主要通过断层及节理裂隙向上运移,在浅部砂岩、节理裂隙发育区和局部构造高点富集,从而对隧道工程形成危害。成都地铁18号线龙泉山隧道横穿龙泉山含油气构造,隧道掌子面瓦斯绝对涌出量达到2.13~4.99 m³/min,浅层天然气的分布受龙泉驿断层、卧龙寺向斜、龙泉山背斜和马鞍山断层控制。龙泉驿断层和马鞍山断层是深部三叠系须家河组天然气向上运移通道,断层破碎带及其伴生、派生节理裂隙发育区以及龙泉山背斜转折端是浅层天然气有利富集区,浅层天然气浓度高,隧道风险大。     

珠江口地区岩土层工程地质特征及物理力学性质研究

基于港珠澳大桥、深中通道、虎门大桥等工程的精细化勘察成果,分析了珠江口地区岩土层地质特性,区内岩土层可划分为淤泥质软土层、黏土粉质黏土层、中粗砂层、残积土层、不同程度风化基岩共5大层,结合区内水动力环境、沉积物类型、钻孔对比及地质剖面,将研究区划分为河口砂质沉积区、潮流型泥质沉积区、泥砂混合沉积区、浅海泥砂混合沉积区等4类。珠江口地区岩土层的物性参数特征研究表明,随着深度增大,岩土层含水率降低,快剪黏聚力增大,压缩系数减小,压缩模量增大;原状土十字板抗剪强度C_u与软土含水率w呈幂函数相关,与压缩模量E_s、快剪黏聚力c呈线性正相关;孔压静力触探试验比贯入阻力p_s与含水率w呈对数相关,与压缩系数a_1?2呈幂函数相关,与黏性土、砂类土的快剪黏聚力c呈线性正相关,得到的经验公式可为珠江口地区类似场地工程建设提供参考。     

莺歌海盆地D1-1底辟区天然气成藏过程与分布差异

通过对莺歌海盆地D1-1底辟区中深层高温超压带与浅层正常压力带、压力过渡带天然气的组成、碳同位素特征差异的对比分析,结合底辟活动特征,研究了天然气藏的形成过程和天然气组分的分布规律。研究结果表明：(1)D1-1底辟核部区和底辟波及区中深层天然气成藏过程有差异,主要受底辟活动影响程度的控制。底辟核部区中深层气藏的形成过程为早期成藏、后期破坏并再次充注;底辟波及区中深层气藏的形成则为早期成藏,后期改造较弱,成熟煤型原生气藏保存较好。(2)D1-1底辟核部区和底辟波及区中深层天然气组分、碳同位素分布有明显规律;随距底辟核部距离的增大,其甲烷含量升高,二氧化碳含量降低,甲烷碳同位素变轻(成熟度降低),二氧化碳碳同位素也变轻,底辟核部区富集无机成因CO₂,至底辟波及区则以有机成因CO₂为主。     

南海北部深水区油气勘探关键地质问题

南海北部深水区已经获得了重大的天然气发现,正逐渐成为全球深水油气勘探的热点区之一。通过与相邻陆架区以及世界上典型深水盆地的类比发现,南海北部深水区具有独特的石油地质特征。南海北部大陆边缘经历了从燕山期主动陆缘向新生代边缘海被动陆缘的转变,其演化过程和成盆机制复杂;陆坡深水区具"热盆"特征,凹陷发育超压,其生烃机制不明;深水区距离物源区较远,缺乏世界级大河系的注入,具远源沉积特征,未发现盐层及其相关构造,其油气成藏条件具有特殊性。此外,南海北部深水区海底地形崎岖、多火山,还面临着地震采集、处理等地球物理难题。因此,南海北部深水油气勘探需要在借鉴相邻陆架区和世界其他深水区成功经验的基础上,一方面深入研究其独特的油气地质特征,另一方面研发适应于我国深水环境的地球物理勘探新技术,切实推动深水油气勘探的进程。     

浅层气地层对地铁隧道稳定性影响模型试验研究

根据杭州地区地下浅层气的分布规律和赋存特点,结合杭州地铁工程,设计了一套模型试验系统。借助物理模型试验,研究了浅层含气土层中气体释放和再回聚对地铁隧道受力稳定性的影响。试验结果表明,在含浅层气地层中穿过的地铁隧道,土中气体的释放和再回聚会使隧道产生附加变形与附加内力;气体变化过程对隧道管片截面相对变形和内力的影响较弱,而对隧道整体变形则具有显著影响;气体释放后的再回聚过程对隧道结构变形和内力的影响明显小于前期的气体释放过程。处于含浅层气地层区域的地铁隧道,应将隧道的整体稳定性作为控制重点,并且施工前,宜将地层中气体进行超前有控排放,以减弱后期给地铁工程带来的不利影响。     

Heavy metal distribution in sediment profiles of the Pearl River estuary,South China

The Pearl River estuary is created by the inflow of freshwater from the largest river system that drains into the South China Sea. In recent years, massive economic growth and development in the region has led to excessive release of waste into the environment. The accumulation of contaminants in sediments is likely to pose serious environmental problems in surrounding areas. The study of sediment profiles can provide much information on the metal contamination history and long term potential environmental impacts. In this project, 21 core samples (up to 3.65 m deep) were collected in the Pearl River estuary. About 15 subsamples from each core were analysed for moisture content, total organic matter (L.O.I.), particle size and heavy metal and major element concentrations. The results show that Pb and Zn contents are elevated in the sediments at most of the sampling sites. Compared with historical monitoring results, the sediment metal contents have increased over the last 20 a, particularly for Pb. The west side of the Pearl River estuary tends to be more contaminated than the east side due to the contaminants inputs from the major tributaries and different sedimentation conditions. There are close associations between Fe, Co, Ni and Cu concentrations in the sediments. Zinc and Pb contents in the sediment profiles reflect a combination of the natural geochemical background, anthropogenic influences and the mixing effects within the estuary. The distribution of Pb in the sediments shows strong influences of atmospheric inputs, probably from the coal burning activities in the region.