海底浊流在坡道转换处的流动及沉积的数值模拟

根据一经多项试验数据验证的基于三维不可压缩流体Navier-Stokes方程和湍流 k-ε 模型的重力流数值计算的数学模型,模拟并分析了单粒径沉积物的海底浊流沿不同斜坡流至近似平坦坡的流动及沉积特征。模拟结果显示了有关海底浊流的一些重要特征:连续入流的浊流在斜坡上的流速随着斜坡的增大而增大,同时浊流厚度由于对环境水体的夹带而渐渐增厚,坡度越大,增厚越快;流至近水平坡时,流速均有明显的降低,但大斜坡入流依然保持相对较高的流速。在沉积方面,初步的模拟结果显示对给定的沉积物来说存在一相对应的临界坡度:当坡度小时,坡上沉积多,坡下少,这样整体的坡度有逐渐增大之势;当坡度大时,坡上沉积少或为侵蚀,而坡下沉积相对较多,坡度有整体减小之势。了解了不同坡度转换的浊流沉积的上述特点,对于我们根据实测的浊流沉积的剖面特征推测其形成的环境,进而推测相关油气储层的分布状况会有一定的参考作用。     

浊流形成条件的水动力学模拟及其在储层预测方面的作用

在对浊流形成条件地质背景研究的基础上,应用水动力学模拟原理正演模拟了由不同粒级沉积物形成的浊流的几何形态,并通过与地震资料的对比来达到储层预测的目的.采用该方法分别对莺歌海和琼东南盆地的浊流沉积进行了模拟研究,模拟结果表明:①浊流发育的最理想的坡度是1.5～3.0°;②浊流沉积一般都会形成斜坡扇和盆底扇,且单个浊积体在坡角处沉积最厚,向盆地方向逐渐减薄;③在其它参数不变的情况下,固体颗粒越大,形成的浊积体越厚,但展布范围越小;固体颗粒越小,形成的浊积体越薄,但展布范围越大.模拟结果与钻井的实际情况吻合良好.     

扇三角洲形成过程及演变规律

应用实验沉积学的方法对扇三角洲的形成过程及演化规律进行了较为详细的研究。指出扇三角洲的形成是突发性洪流与常态水流交替作用的结果,洪水期以碎屑流或泥石流沉积为主,平水期以牵引流沉积为主。随着沉积作用的延续,在基准面下降过程中,扇三角洲形态在平面上不同步增长,展宽速率大于伸长速率,扇三角洲的形态呈边缘圆滑的舌状。辫状河道的迁移摆动是导致扇三角洲演化的根本内在原因,而构造运动的强度与辫状河道的迁移摆动速率呈近似正相关关系。湖水深度、入湖坡降、辫状河道的形态、流量变化率以及粒径大小是影响扇三角洲演化的重要因素。     

模拟温泉形成的一种管道渗流实验

自然界中温泉形成的循环机制比较复杂,前人的实验模型研究很少有报导。根据断裂-深循环型温泉的特点可以设计一个简易实验装置,对温泉的形成进行模拟实验。实验采用充满砂的半圆弧形圆管实验装置,开展不同水温下热水循环的模拟实验,以便了解地下热水循环过程温泉流量的影响因素。利用室温实验计算出实验用砂的渗透系数K的范围在50.59～57.94 m/d。实验结果表明,温泉流量除与水头差、介质渗透系数和截面积呈正比例关系外,还随温度增大而增大。温泉形成过程是伴随能量转换的地下水循环过程,地下水从深部热源获得的热量使其温度升高,粘滞性降低,导致其流量增大。利用河北北部和广西东南部温泉的流量、温度数据进行验证,进一步分析了实验结果的合理性。     

我国微细浸染型金矿床的形成条件及成矿作用特征

微细浸染型金矿床是我国主要的热液金矿床之一,空间上多分布于扬子地台周边地区,其产出成受大地构造背景及地层、构造和一定的热动力条件的控制。我国该类型金矿床成矿作用总体具有如下特点：①矿化点多面广,但规模相对较小;②区域上金矿化常与Ｈｇ、Ｓｂ、Ａｓ及Ｕ等元素低温热液矿床密切共（伴）生;③矿床形成具多期多阶段性,且其成因复杂多样;④成矿时代主要为印支晚期－燕山期。     

滑坡型泥石流的形成机理和规模

库仑混合流理论对滑坡松散体转化为泥石流的形成机理、能量转化、预测更为合理。实践证明这种新型理论更为实用。     

欢曙上台阶馆陶组凝结型油藏的形成条件及分布规律

本文根据笔者近年来对欢曙上台阶稠油油藏的专题研究成果，重点探讨了该区馆陶组油藏的控制因素和成因特点，认为这种油藏是由于原油运移过程中自身性质变化（主要为凝固点）引起流动状态改变最终凝结，形成自身封堵的特殊油藏类型，进而提出了油藏类型应属”凝结型油藏”的新认识并总结出了该油藏空间分布特点与规律性。     

一个大型红土型金矿的成矿地质条件及形成机理分析

蛇屋山金矿床是我国首先在湖北省发现并探明的大型红土型金矿床。矿床经渗流热卤水成矿作用，形成原生金矿化（体）；再经表生同化成矿作用形成风化型金矿床。矿床成因类型属渗流热卤水－表生成因的残积粘土型金矿床，工业类型为红土型金矿床。     

我国微细浸染型金矿床的形成条件及成矿作用特征

微细浸染型金矿床是我国主要的热液金矿床类型之一,空间上多分布于扬子地台周边地区,其产出受大地构造背景及地层、构造和一定的热动力条件的控制.我国该类型金矿床成矿作用总体具有如下特点:①矿化点多面广,但规模相对较小;②区域上金矿化常与Hg、Sb、As及U等元素低温热液矿床密切共(伴)生;③矿床形成具多期多阶段性,且其成因复杂多样;④成矿时代主要为印支晚期-燕山期.     

磁铁矿-磷灰石型铁矿的实验模拟研究进展与展望

磁铁矿-磷灰石(IOA)型铁矿,或称基鲁纳型(Kiruna)铁矿,或称陆相火山岩型铁矿,在时空上常常与碱性-钙碱性的(次)火山岩有着紧密联系。该类型矿床在世界范围内广泛产出,发育特征的磁铁矿-磷灰石-阳起石矿物组合,但其成因还存在广泛争议。文章介绍并归纳了成岩成矿实验在IOA型矿床相关的岩浆原生过程方面取得的最新进展,包括液态不混溶作用、岩浆磁铁矿-气泡悬浮模式和阳起石岩浆成因的实验验证,探讨了磁铁矿以及磷灰石通过液态不混溶作用和气泡悬浮完成超常富集形成铁矿浆的可能性。在此基础上,指出了相关实验目前尚存在的问题及未来的研究方向。     

鄂尔多斯盆地西峰油田三叠系延长组浊流沉积及成因模式

鄂尔多斯盆地西峰油田三叠系延长组发育典型的浊流沉积体。本文通过对西峰油田延长统野外露头的观察和室内岩心的描述与分析,根据钻井、测井资料,识别出了层状浊积岩、浊流水道、辫状浊流水道。槽状充填浊积岩以及滑塌浊积岩等浊流微相。并基于浊流的两种形成机制(洪水 沉积物→浊流和滑塌沉积物 水→浊流)和沉积动力学原理在该区建立了陆相湖盆浊流沉积模式,即洪水型浊流成因模式和滑塌型浊流成因模式,在此基础上探讨了浊流沉积对构造环境的沉积响应,认为构造背景在宏观上控制了浊积砂体的时空展布,鄂尔多斯盆地该时期的前陆发展演化特征构筑了其浊流沉积地层层序的充填特色。     

基于热模拟实验的富有机质泥页岩成岩作用及演化特征

富有机质泥页岩蕴含丰富的油气资源,但成岩研究基础薄弱,已成为制约页岩油气勘探开发进程的重要因素。通过开展成岩热模拟实验,结合扫描电镜观察、流体成分测试及有机酸测试等实验测试手段,全面描述实验过程中所发生的水-岩化学反应,试图揭示泥页岩成岩过程及成岩演化规律。研究结果显示,有机质热演化过程中存在一个较宽的有机酸生成窗口,对孔隙流体性质具有重要影响;长石和方解石存在接力溶蚀现象,长石溶蚀高峰过后紧接着出现方解石溶蚀高峰,但方解石溶蚀窗较窄,此后出现方解石重新沉淀结晶;黏土矿物转化及长石的溶蚀过程中会产生大量自生微晶石英,成链状或簇状胶结泥页岩骨架。泥页岩地层作为一个相对封闭体系,各类成岩作用之间相互关联,相互影响,构成错综复杂的成岩体系,进一步增加其成岩作用研究难度。     

南海东北部台湾浅滩陆坡的浊流沉积物波的发育及其成因的构造控制

南海东北部马尼拉海沟发育有面积达35 000 km2的、壮观的沉积物波波域,水深2 600～4 100 m。基于波域的特征、区域分布、物质组成等,判断其为重力流成因。该波域于1.2 Ma开始起动,从而形成了和下伏平行反射截然不同的波状反射,二者之间为沉积物波的起动面。该波域的发育史受控于台湾造山运动的发育史,吕宋岛弧在北西西向运动的菲律宾海板块的携带下,于6.5 Ma左右和欧亚大陆边缘发生斜向弧—陆碰撞,碰撞焦点持续向南转移,于1.2 Ma左右转移至台湾南部,造成台湾南部的物理剥蚀、乃至向毗邻深水的碎屑供应急剧增加,改变了深水沉积动力学状态,浊流活动的强度和频率极大加强,从而开始了该波域的起动和发育。该沉积物波的发育和台湾造山运动构成了完美的构造活动和沉积响应关系。     

浊流及相关重力流沉积研究综述

本文首先介绍了浊流及相关重力流的有关概念,并对浊流沉积研究历史进行了简要回顾,概括了当前浊流沉积的研究现状;随后,总结了浊积岩的沉积特征并对其成因进行了扼要解释;最后,对浊流及相关重力流沉积研究中两个有争议的问题－浊积相的划分和浊积相模式的建立进行了探讨。     

济阳坳陷车15井区浊积扇沉积及油气勘探意义

根据岩心、地震、测录井资料,在济阳坳陷车镇凹陷车15井区的沙三下砂砾体中识别出滑塌浊积扇和深水浊积扇。其中,车古25井以具水道补给的(有根的)滑塌浊积扇为特色;内扇及水道最发育,为碎屑流夹浊流的巨砾岩、中细砾岩(厚10～20 m)与砾质砂岩夹薄层深灰、灰色泥岩;崩塌成因的巨砾(大小1.06 m)反映了陡的斜坡;地震上呈楔状外形,内扇为弱反射,中扇与外扇为发散、亚平行的连续反射。车57井以粒度偏细且有根的深水浊积扇与深湖相互层为特色;中扇发育,为厚(5～11 m)的水道碎屑流细砾岩与砾质砂岩,夹深灰色泥岩;水道沉积表现为钟型测井曲线。顺水道方向滑塌浊积扇由北而南产生进积,向盆出现深水浊积扇;2类扇体沿主构造线串珠状排列,包裹于大片的深湖相中,呈现"深湖包扇"的沉积格局。不同类型浊积扇的识别及其边界的确定,对于该区隐蔽圈闭勘探具有重要意义。     

Features and Origin of Turbidity Current Sediment Waves in the Huatung Basin off the Eastern Taiwan Island

Based on numerous high-resolution seismic profiles, sediment waves and their distribution, morphological characteristics, internal structure, and potential origins were revealed in the eastern waters of Taiwan. The sediment waves are located at the junction between the Taitung Canyon and other canyons in the slope. The wave length and the wave height of a single waveform ranged from 0.8 to 7.2 km and from 18 to 75 m, respectively (NE-SW direction). Sediment waves, located inside the bend of the Taitung Canyon, were characterized by an upward migration and showed mass transport deposits (MTDs) at the bottom, while the inner curve of the bend was subdivided into lower and upper wavy transition units. The sediment waves on the outer curve of the bend were characterized by vertical accumulation, and there was no mass flow deposit at the bottom. According to the geometry of the sediment waves, the calculated flow thicknesses across the entire wave field ranged from 196 to 356 m, and the current velocity ranged from 15 to 21 cm/s. The morphological characteristics, the internal structure, and the distribution of sediment waves, as well as the numerical calculations, evidenced that these sediment waves had formed by turbidity currents. The development of the sediment wave field in eastern Taiwan was found to be similar to that in southwestern Taiwan. It was the sedimentary response of the tectonic movement between 3 and ~1 Ma which created the sedimentary systems where gravity flow processes predominated. Turbidity current sediments settled in the place of less topographical constraints or overflowed in the bend section of the Taitung Canyon, which resulted in the formation of sediment wave fields.     

库车坳陷上三叠统的浊流沉积及石油地质意义

库车坳陷中部上三叠统发育了一套的典型的浊积岩系，既有代表浊流沉积特征的多种底痕构造，又有特征的鲍玛序列，浊流沉积通过坳陷东北部的辫状河三角洲前缘陡坡带进入盆地中心，由于晚三叠世处在稳定的坳陷沉降阶段，加之湖盆底部地形平缓，因而浊积岩系相对较薄，仅发育Ｄ相一个浊积岩相，显然这是一种典型的远源浊积岩。与浊积岩共生的深湖相烃源岩和辫状河三角洲相储集层及盖层十分发育，从而证实本区中生界有着良好的油气勘探远景。     

烃源岩有限空间温压共控生排烃模拟实验研究

烃源岩的生烃反应是在其限定的孔隙空间中承受高静岩压力和流体压力下进行的,然而受实验装置和条件的限制,目前大多数的生排烃模拟实验都是在一个低压、相对较大的生烃空间下进行的,与实际地质情况差异较大。通过对同一样品分别进行有限空间和常规高压釜方式加水模拟实验对比研究发现:（1）有限空间热压模拟实验的气态产物更接近地质实际。气体组分中烃气占有更大的比重;重烃气的保存下限大于常规模拟,延迟了重烃气向甲烷的转化;烯烃含量比常规加水模拟条件下更少,基本检测不到。（2）有限空间的限制使水介质参与成烃反应的作用增强,其限定空间内较高的流体压力延迟了油向烃气的转化过程,有利于液态油的生成和保存。（3）有限空间下高压液态水介质条件有利于烃类的排出。     

深水单向迁移水道建造模式与成因机制研究进展*

深水水道是发育于大陆坡—海底平原的一种常见地貌。单向迁移水道是深水水道中的一种特殊类型,其成因主要源于垂直陆坡走向浊流与平行陆坡走向底流(即等深流)的交互作用。单向迁移水道的迁移—建造特征目前存在2种截然不同的模式。其一为下游迁移模式,即水道顺着等深流的流动方向单向迁移,该模式下水道建造特征表现为非对称“U”形或“V”形剖面形态、顺直—低弯度平面特征、外堤岸缺乏,以水道内的侵蚀—充填建造为主。其二为上游迁移模式,即水道向等深流的来源方向单向迁移,该模式下水道建造特征表现为非对称“鸥翼”状剖面形态、低—高弯度平面特征、外堤岸单侧较发育,以水道—堤岸建造为主。这2种截然不同的迁移—建造特征表明交互作用成因的深水单向迁移水道的形成机制及古海洋学意义目前还存在较大争议。现代化的重力流与底流交互作用模拟实验(如数值模拟、水槽模拟)、地质露头分析和近海底流体原位观测可能是解决该争议的最有力手段。     

An experimental investigation of density-stratified inertial gravity currents

Turbidity currents and pyroclastic density currents may originate as stratified flows or develop stratification during propagation. Analogue, density‐stratified laboratory currents are described, using layers of salt solutions with different concentrations and depths to create the initial vertical stratification. The evolving structure of the flow depends on the distribution of the driving buoyancy between the layers, B* (proportional to the layer volumes and densities), and their density ratio, ρ*. When the lower layer contains more salt than the upper layer, and so has a greater proportion of the driving buoyancy (B* < 0·5), this layer can run ahead leading to streamwise or longitudinal stratification (ρ*→0), or the layers can mix to produce a homogeneous current (ρ*→1). If the upper layer contains more salt and thus buoyancy (B* > 0·5), this layer travels to the nose of the current by mixing into the back of the head along the body/wake density interface to produce a homogeneous flow (ρ*→1) or overtaking, leading to streamwise stratification (ρ*→0). Timescales describing the mixing between the layers and the streamwise separation of the layers are used to understand these flow behaviours and are in accordance with the experimental observations. Distance–time measurements of the flow front show that strongly stratified flows initially travel faster than weakly stratified flows but, during their later stages, they travel more slowly. In natural flows that are stratified in concentration and grain size, internal features, such as stepwise grading, gradual upward fining and reverse grading, could be produced depending on B* and ρ*. Stratification may also be expected to affect interactions with topography and overall fan architecture.