基于砂箱模拟实验的罗布泊盆地新构造变形特征分析

在现有罗布泊盆地新构造活动特征分析的基础上,设计了刚性基底和塑性基底两种砂箱实验模型进行实验模拟。实验结果显示,在近南北向区域构造挤压应力作用下,罗布泊盆地两侧的阿尔金山与库鲁克塔格均以逆冲岩片的形式向盆地强烈逆冲,形成一系列向盆地推覆的冲断-褶皱带,且局部发育断层三角带。库鲁克塔格山发育一系列具右旋走滑作用的冲断层,而阿尔金断裂带则形成具左旋走滑的逆冲活动,在两者共同作用下,导致塔东地块发生向西逃逸,导致罗布泊盆地内部处于东西向伸展状态,发育一系列近南北向断层。模拟实验结果较好再现了罗布泊盆地新构造变形特征,有助于探讨塔里木地块东缘构造形成机制。模拟实验也表明罗布泊盆地两侧的盖层变形特征明显受控于基底发育特征,而两种模拟实验结果的分析比较表明罗布泊盆地具有刚性基底。实验结果为研究该区构造与成钾、油气成藏关系提供了依据。     

酒泉盆地南缘老君庙构造带应力场数值模拟

老君庙构造带处于酒泉盆地南缘新生代前陆冲断带上,纵向上,叠置于早白垩世断陷盆地的南部隆起和石大凹陷之上。利用构造应力场数值模拟计算,分别对酒泉盆地南缘山前冲断带的老君庙构造带新生代平面断裂系统及老君庙构造带西段北东向地质剖面进行应力场分析。通过与油气分布区域的对比,得出了以下结论:应力场数值模拟X方向位移场显示构造带西侧的断层具有左行走滑性质,构造带中部以逆冲为主,东部断层位移具有右行走滑的性质;Y方向位移场显示断层位移具有左行走滑性质。老君庙构造带上高应力区中所圈闭的低应力区是油气聚集最有利的区域,应该把这些应力圈闭区域作为油气勘探的重点,如庙西背斜、老君庙推覆体中盘、下盘以及老君庙背斜翼部等低应力圈闭区。     

含油气盆地三维构造应力场数值模拟方法

含油气盆地数值模拟系统是近10年发展起来的新技术,也是实现石油地质研究定量化的途径之一。该系统包括盆地地史、热史、生烃史、排烃史和油气运移聚集史数值模拟,而含油气盆地三维构造应力场数值模拟是排烃史和油气运移聚集史研究中的一部分重要内容,并且刚刚起步。本文运用SuperSAP有限元程序,通过辽河油田张强凹陷现今三维构造应力场数值模拟,对含油气盆地三维构造应力场数值模拟方法进行了探索。该项研究对排烃史和油气运移聚集史定量化研究,油田合理注采开发,避免或解决油井套损,寻找残余油等均具有重要意义.      

天山构造带新生代构造变形二维有限元模拟

利用地质、地球物理成果，建立了横跨天山，包含准噶尔和塔里木盆地等构造单元的二维离散模型．模拟在5种不同边界条件下，整个天山构造带的应力应变和位移，结果表明：天山地区构造应力场以近NS向为主，主要动力源来自南部塔里木地块的向北推挤，北部准噶尔地块向南的推挤作用要弱于南部塔里木地块．主压应力多分布在天山地区下地壳及上地幔，主干断裂带附近也有集中，剪应力集中区分布在断裂带及其与地壳内界面相交处，总应变集中在天山下地壳及其上地幔部分，断裂带附近更为集中，尤其是边界断裂．剪应变主要集中在断裂带上，特别是边界断裂，位移以水平位移为主，在天山两侧山前最大，内部相对较小且以垂直位移为主．     

数值模拟在沉积盆地褶皱冲断构造变形研究中的应用与发展

数值模拟是一种利用电子计算机,通过数值计算和图像显示的方法,研究工程问题、物理问题乃至自然界各类问题的方法。随着高性能计算的不断发展,数值模拟方法在沉积盆地构造变形研究中的应用不断扩大,学术界和工业界将数值模拟方法广泛应用于盆地构造变形特征与变形机制的定量研究,取得了丰硕的成果。本文在系统分析前人数值模拟成果的基础上,阐述了有限元、有限差分、边界元和离散元四种常用数值模拟实验方法的特征和应用。同时,本文对近年来数值模拟方法在沉积盆地褶皱冲断构造变形中的研究进展进行了分类总结,重点介绍这一方法在构造特征与变形机制研究中取得的成果,为数值模拟方法在盆地构造变形领域应用的不断扩大和深入提供参考。最后,本文对数值模拟技术在目前应用中面临的问题和未来的发展方向提出了一些看法和建议。     

渭河盆地断裂构造研究

渭河盆地地处秦岭纬向构造体系、祁吕贺兰山字型构造体系、新华夏构造体系和陇西旋卷构造体系的交汇部位，各构造体系在此互相复合叠加，形成了多条断裂带，控制着渭河盆地的基底构造以及地震活动、地裂缝和地热资源的展布。通过对盆地断裂构造特征的研究，对减少地质灾害，合理的开发地热资源具有一定的意义。     

索尔库里盆地的形成,演化及其与阿尔金断裂带的关系研究

阿尔金走滑断裂带主要由阿尔金主干断层与和条近于平行的左行走滑断层和斜交断层组成,其空间分布规律可用左行走滑简单剪切模型解释。索尔库里盆地是阿尔金断裂带中一个新生代断陷盆地,属于典型松弛分叉型走滑拉分盆地。索尔库里盆地扩张开始于上新世,至今扩张量约为４０ｋｍ,其扩张速率约为０．８ｃｍ／ａ。按相同的位移速率,本文估算了阿尔金主干断层自始新世晚期以来的走滑量,大约为３２０ｋｍ。     

长江三峡工程构造应力场数值模拟

本文分别进行了长江三峡工程区域1/100万现今构造应力场有限元数值模拟和长江三峡工程库首区1/50万燕山期、新构造期和现今构造应力场演化规律模拟和分析。区域模拟结果表明:坝区不存在发生大于5级地震的构造应力场背景,库首区模拟结果表明:坝区不存在发生大于3级地震的构造应力场背景。     

塔里木河的变迁与罗布泊的演化

干旱区河流及湖泊变化是环境演变的最重要标志之一。本文根据实际调查、历史记载和遥感图像解译,论证了塔里木河河道变迁及水量变化与罗布泊的演化关系。魏晋及其以前,塔里木河与孔雀河合流从北面入罗布泊,当时上游农业规模小,入湖水量多,罗布泊水域面积达到5350km2。此后,孔雀河入塔里木河,从南面经喀拉和顺入罗布泊,由于绿洲面积扩大,引水增加,到了清末罗布泊水域明显缩小,但还没有干涸。1921～1952年塔里木河再度与孔雀河汇流,又从北面入罗布泊,湖面扩大到1900km2,代表了这一时期的罗布泊水域,因此罗布泊不是20世纪30年代末40年代初干涸。1952年塔里木河与孔雀河分流,孔雀河单独入湖,水量减少,使湖面缩小,但直至1959年中国科学院新疆综合考察队对罗布泊进行考察时仍有广阔的水面,1961年仍未干涸。孔雀河灌区为扩大灌溉面积,于1958年和1962年,分别在普惠和阿克苏甫修了拦河大坝和水库引起下游断流。因此,罗布泊应在1962年以后逐渐干涸,直到1972年美国第一颗地球资源卫星照片上才得到反映。同时,还根据塔里木盆地绿洲发展、水资源利用及水系关系,分析了罗布泊干涸的原因及与塔里木河开发有着必然联系,主要是人类活动改变了地表径流的地域分配,上中游引水过多,造成下游断流和尾闾湖干涸。     

新疆罗布泊钾盐矿床成因类型探讨

钾盐矿床产于蒸发岩建造中,是含盐盆地发育过程最后阶段的产物.据已往成果及盐类矿物提供的新资料认为罗布泊以卤水钾矿为主,已查明钙芒稍储钾潜卤水承压卤水钾矿床为一种新类型钾盐矿.此外,深层碎屑岩储钾卤水钾矿层及光卤石——泻利盐沉积和杂卤石沉积交代型固体钾盐矿均是有待进一步查证的稀有类型钾矿.深入研究罗布泊钾盐矿床成因,将有...     

罗布泊形成及演化的地质新说

位于塔里木盆地东北端的罗后是现今塔里木盆地的最低点，其形成受新生代以来塔里木盆地东南缘阿尔金走滑断裂系及东北缘库鲁克塔格走滑断裂系的控制。由于基羌民怪的左行走滑及孔雀河断层的右行走滑，在罗布泊－带产生近东西赂的拉张背景，罗布泊即暗生这一拉背景的一个箕状凹陷。罗布汪周缘及塔里木河下游水系的分布，均受控于该地区新生代以来的断裂构造。     

罗布泊地区自然环境演变及其对全球变化的响应

罗布泊于1962年全部干涸,干涸前湖面积约5400km2,目前湖底被厚20～40cm的盐壳覆盖,海拔约780m。盐湖北岸和东岸普遍发育三级湖积台地,其高度分别为783～785m,789m和810～820m,相应的湖面积分别为9250km2,20000km2和55000km2左右,根据释光和14C年代,它们分别形成于7.0～7.5kaB.P.,约30kaB.P.和90～130kaB.P.,与深海氧同位素第5和3阶段及全新世大暖期在时间上具有很好的对应关系。可见,位于亚洲腹地、气候极端干旱的罗布泊,在地质历史时期其湖面的扩张与收缩受全球气候变化因素驱动,其变化幅度的强弱则与区域环境因素有关。     

罗布泊地区第四纪岩石地层、磁性地层和气候地层

罗布泊地区的AK1孔,是目前为止该区唯一的、最深的钻孔,深465.55m。依据AK1孔的岩性特征、热释光年龄、古地磁极性倒转、磁化率变化和Fe2O3含量的研究,将该地区第四纪地层划分如下:全新世为灰色—浅灰绿色色系,与晚更新世的界线划在深8.80m处,年龄值为11.5kaBP;晚更新世为杂色色系,与中更新世的界线在牙买加反向极性亚带的底界面上,深66.25m,年龄值为0.20MaBP;中更新世为褐黄色—土黄色色系,与早更新世的界线划在布容正向极性带—松山反向极性带的界面上,深235.00m,年龄值为0.73MaBP;早更新世为灰色色系,与上新世的界线在松山反向极性带—高斯正向极性带的界面上,357.50m深,年龄值为2.48MaBP;上新世为土黄色与灰色交替色系,顶部为厚8.78m的土黄色粘土层,与下更新世底部厚25.27m的灰色粗砂和含砾粗砂层相接,界限清晰。本区第四纪岩石地层、磁性地层和气候地层的底界,完全一致。因此,它是一条具有全球等时性的界线,可用以与世界其他地区的第四纪地层进行对比。     

罗布泊地区晚冰期至中全新世气候特征及气候波动事件

本文对罗布泊深220cm的DHX剖面沉积物元素、粒度、TOC（总有机碳）、C/N（总有机碳/总有机氮）分析。利用AMS ¹⁴C测年结果建立年代框架,探讨了晚冰期至中全新世环境演变特征及气候快速变化事件。结果显示气候环境经历了5个演变阶段：1）晚冰期（12.8~11.4cal.ka B.P.）罗布泊地区以物理风化为主,气低温,流水携带外来有机质少,湖泊水动力小。这可能是太阳辐射低、热带辐合带（ITCZ）纬度位置较低形成的。2）全新世11.4~9.6cal.ka B.P.期间,罗布泊地区以化学风化为主,流水携带外来有机质增加,气温升高,气候暖湿。这可能是夏季太阳辐射高,冬季太阳辐射低,热带辐合带位置北移,导致全年冰雪融水或山地降水增加、蒸发少,全年水分盈余,气候湿润。3）9.6~8.2cal.ka B.P.期间以化学风化为主,流水携带外来有机质减少,各指标指示湖泊水位波动明显,这可能是热带辐合带位置波动的结果。4）8.2~6.7cal.ka B.P.期间气候暖湿,以化学风化为主,此时段热带辐合带北移,季风仍较强,罗布泊源区昆仑山受其影响降水多,罗布泊来水增加气候相对湿润。5）6.7~5.5cal.ka B.P.期间水动力增加,气候逐渐变干,这可能是热带辐合带南移,夏季太阳辐射降低,冰雪融水量减少,冬季太阳辐射增强蒸发量增加引起的。其中,罗布泊大约在11.0cal.ka B.P.、10.0cal.ka B.P.、9.3cal.ka B.P.、8.4cal.ka B.P.、7.0cal.ka B.P.和5.8~5.5cal.ka B.P.期间出现了一系列气候干旱事件。罗布泊DHX剖面记录的这些气候事件在本区及其他地区也被广泛记录,并与格陵兰冰芯及北大西洋地区降温、热带辐合带南移、季风减弱一致,反映了此区在响应全球变化过程中既有区域特点,也有广泛的一致性特征。说明罗布泊地区对全球环境变化非常敏感并受控于全球变化。

     

罗布泊Ls2孔近7.1Ma以来沉积物的环境磁学研究

塔里木盆地的高分辨率环境记录对于理解西部干旱乃至全球变化至关重要.湖泊沉积物的磁学参数能够记录沉积环境和古气候信息.罗布泊地区是受西风影响的典型区域.本文选取罗布泊Ls2孔7.1Ma以来长度达1050.6m的沉积物进行详细的岩石磁学与环境磁学研究.结果表明,磁铁矿和赤铁矿是沉积物中主要载磁矿物.钻孔底部和上部的沉积物磁铁矿含量相对较高,中部强磁性矿物浓度降低导致赤铁矿占主导.磁性矿物以PSD (pseudo-single-domain)颗粒为主,并含有极少量的SP(super-paramagnetic)颗粒.罗布泊Ls2孔的S-ratio比值表明,7.1～5.6Ma气候为相对较干旱和相对较湿润交替出现,5.6～3.6Ma干旱化加剧,3.60～0.74Ma有所缓和,0.74～OMa干旱化最为强烈,其中5.1Ma和3.6Ma是两个明显的转折点.多磁学参数表明,晚中、上新世以来罗布泊地区的磁性矿物含量的变化,可以反映罗布泊地区气候渐进式的干旱化过程.     

新疆吐拉盆地构造特征与含油气评价

吐拉盆地侏罗纪时是柴达木盆地的一部分,其原型盆地是北断南超的箕状坳陷,由于新生代阿尔金断裂带的左行走滑活动,形成吐拉盆地现今构造面貌。吐拉盆地侏罗系暗色泥岩发育,有机质丰度较高,正处于生油高峰阶段,应具有生成油气藏的地质条件。吐拉巨厚油砂岩的发现,证明吐拉盆地已经生成一定规模的油气藏,建议进一步开展吐拉盆地的油气勘探。     

新疆罗布泊超大型卤水钾矿发现20年

"罗布泊超大型卤水鉀矿"的发现,是中国众多地学科学家40年探寻预测的。王弭力研究员及其团队,于1995年秋首次踏进罗布泊"罗北凹地",当年找到4356万t优质卤水鉀矿;经五年科研和勘探,查明儲量达2.5亿t、为超大型卤水鉀矿。理论创新,成为完成科硏和勘探的关键,加速了百万吨级"罗钾公司"硫酸钾肥生产成功投产。古丝绸之路上生命回归、一颗新星"罗布泊"镇诞生,"百年罗钾"资源保障科研探钾即将启动,中国几代"钾盐人"的梦想成真。