煤层受火成岩侵蚀后的地震成相特征及认识

在东北吉林地区,多数煤田资源赋存区火成岩发育,煤层不同程度受到火成岩侵蚀,受火成岩侵蚀部位在地震剖面上出现非沉积地层异常反应的地震相,通过对地震成相特征的充分研究和分析,就可有效地确定其产状和空间分布范围。     

利用地震偏移剖面解释岩浆岩的方法分析

在吉林敦化黑石煤炭资源赋存区,岩浆岩发育,煤层较大范围内受到岩浆岩侵蚀,岩浆岩侵蚀部位在地震剖面上差异十分明显,利用二维地震方法,对水平和偏移时间剖面特征进行分析和解释,就可确定其分布范围及位置。     

泥质岩脱水作用的高压差热实验研究

俯冲带变质脱水作用对俯冲带的流体形成、岩浆起源和演化起着重要的控制作用。泥质岩是俯冲板块表层沉积物的典型代表,本文以天然泥质岩为对象,成功运用高压差热分析(HP-DTA)方法对其在1．5-4．0GPa下的脱水温度进行了实验研究。结果表明,泥质岩的脱水温度与压力呈很好的负相关关系。通过与冷、热俯冲带地热梯度线比较,确定了泥质岩在俯冲带深部发生变质脱水作用的深度范围(75-145 km),为岛弧岩浆源区位置的解释提供了实验证据。     

青藏公路沿线热喀斯特湖分布特征及其热效应研究

热喀斯特湖的出现和发育是多年冻土变暖的指示器,研究热喀斯特湖发育及其热效应是应对青藏高原气候变化和人类活动诱发冻土灾害的基础工作.基于SPOT-5卫星影像资料,在ArcGIS平台下解译遥感影像,获取了青藏公路沿线楚玛尔河至风火山段热喀斯特湖的数量和分布特征,这些热喀斯特湖以楚玛尔河高平原和北麓河盆地为主要分布区,且80％发育于高含冰量多年冻土区.热喀斯特湖通过竖向和侧向2种传热方式影响多年冻土,竖向传热会造成其下部多年冻土融穿,侧向传热会造成湖岸多年冻土增温,扩大热影响范围.通过北麓河地区一典型热喀斯特湖的数值计算,湖全年都在向湖岸放热.当热喀斯特湖离路基较近,将会对公路产生潜在或者直接的危害,其侧向热侵蚀往往会导致冻土路基温度升高,诱发路基病害.     

不同成岩期泥质岩非构造裂缝发育规律、形成机理及其地质意义

通过野外剖面踏勘、井下岩芯观测、镜下微区扫描等,初步探讨了泥质岩非构造裂缝（泥裂）的发育期次、空间展布形态、裂缝开裂模式及影响因素等。研究表明:（1）泥裂发育可以分为3个期次,依次为同生成岩期、埋藏成岩期（早成岩期和中-晚成岩期）和表生成岩期,各期泥裂发育数量与面孔率表现为∑同生期＞∑表生期＞∑埋藏期;（2）泥裂开裂方式主要包括3大类7种模式; （3）现代泥裂发育通常经历四个阶段,其中砂-泥旋回地层中砂层的润滑作用有助于泥裂的形成,并为早期裂缝填充提供了物质保障,同时,此类地层也有利于异常高压缝的发育;（4）泥裂单边延展开裂后期通常产生分叉,分叉角度多为120°,其次为90°,主要与沉积物颗粒均质性和能量释放有关;（5）影响泥裂发育的因素有多个方面,其中粘土含量和盐度决定着泥裂的发育程度,地形坡度控制着泥裂的空间组合形态,沉积旋回影响着泥裂的开裂方式、位置及裂缝内填充模式等;（6）构造裂缝的存在对泥裂的发育与保存具有一定的积极作用,二者互相影响。     

柴北缘超高压变质带变质泥质岩碎屑锆石年代学研究及其地质意义

柴北缘超高压变质带作为中国西部深俯冲的一个研究热点,对其变质泥质岩的碎屑锆石年龄研究对了解此区内深俯冲大陆的前寒武纪演化历史,及与华北克拉通及华南克拉通的亲缘性讨论具有重要意义。本文选取柴北缘超高压变质带中绿梁山和都兰的变质泥质岩,筛选锆石利用LA-ICP-MS进行定年并讨论其地质意义。实验结果表明碎屑锆石年龄分为三个组别集中,分别是1100Ma、1000~800Ma和800~500Ma,并分别代表了古老的结晶基底、与Rodinia超大陆相关的碰撞和裂解事件以及古祁连洋的演化。板块亲缘性分析表明柴达木-祁连地区可能与扬子克拉通西缘具有亲缘性,可能作为扬子克拉通西缘的延伸而与扬子克拉通相连。通过结合碎屑锆石数据及板块亲缘性分析并对比现今西太平洋边缘的演化模式,本文提出了一个在早古生代北祁连为主动大陆边缘,柴北缘为被动大陆边缘;在祁连地体北侧的古祁连洋闭合后柴北缘转变为主动大陆边缘的构造演化模式。     

高山寒漠带水文、生态和气候意义及其研究进展

高山寒漠带在青藏高原和天山地区的面积比率约为20%~30%,在高海拔山区面积分布广阔,是山区流域降水的高值区,下渗迅速,产流系数高,是山区流域的主要产流区。由于其海拔高、气温低、地形陡峭、植被稀疏,是重要的水文功能区和极端寒区生态脆弱区,附生在其中的稀疏植被和低温微生物是高山生命带的重要组成部分,对气候变化也有指示意义,但国内相关研究很少。人类活动对高山寒漠生境植被的影响比低海拔区要小,因而为我们提供了一个可以进行气候变化效应比较监测的机会。提出高山寒漠带在我国冰冻圈水文、生态和气候等方面的重要性,并对相关进展进行初步总结,建议将高山寒漠带作为一个特殊的生态、气候和水文功能区,专门进行研究。     

地震油藏地质研究及其在大港滩海地区的应用

针对滩海地区油藏评价阶段"井点少,以地震资料为主,面向水平井、大斜度井开发需要"的特点和要求,提出地震油藏地质研究的思路、方法和技术,其涉及的内容包括地震地层划分对比、地震构造精细解释、地震沉积相研究、地震储层预测、地震油藏流体识别以及油气分布的不均一性研究。以地震沉积学的原理及方法为指导,以单井相分析为基础,将地震高阶信息应用于沉积相平面分析;利用地层切片技术在地震数据体中提取等时地层单元信息,结合各种地震属性参数的分布研究不同地层单元的沉积相分布及其演化史。在对储集层特征进行重构基础上的随机模拟地震反演是储层表征与预测的有效方法。地震油藏地质研究的主要目的是揭示油藏的非均质性及油气分布的不均一性,进而较准确地评价油藏。实现这一目的的关键一方面是依据地质模式减少地震信息的多解性和提高地震信息的纵向分辨率;二是探索如何将地震信息与测井、录井、地质等多种信息真正融合起来,综合分析和解决地质问题。通过大港滩海地区地震油藏地质研究,发现研究区油气分布的不均一现象,这对认识复杂油藏具有重要意义。     

汶川Ms 8.0级地震余震重新定位及其空间分布特征研究

对南四川台网提供的2008年5月12日至2008年12月31日期间发生的地震观测报告资料进行了整理,并根据研究需要从中挑选出了2957次地震事件用于地震定位研究.然后,采用双差定位方法对汶川Ms 8.0级地震及挑选出的余震进行了重新定位,得到2678个地震的震源位置,重新定位后走时均方根残差由重新定位前的1.01s降到了0.20s,水平和垂直方向标准差分别为±0.85km和±1.3km.余震震中沿走向分布的总长度约为350km,震源深度优势分布为5～20km,平均震源深度为11.4km.文章结合地表考察破裂、震源机制解等研究结果,对余震空间分布进行了更为详细的分段和讨论,提出以下3点认识:1)余震震中沿主破裂带表现出明显的空间分段活动特征,根据余震空间分布特征和震源机制解可推测断层运动方式由一开始的逆冲为主,经过渡段最终转换为以右旋走滑为主;2)沿小鱼洞-棉篪-理县和青川-文县方向延伸的北西向余震带存在两个与龙门山构造带走向近似垂直的捩断层;3)龙门山构造带的北段(水观乡以北),存在一个斜跨北川-映秀断裂和青川-平武断裂的隐伏断层,并且该隐伏断层参与了北段余震的发震过程.     

A differential thermal analysis study of the high-temperature polymorphism of calcite at high pressure

A DTA-investigation has been conducted in the stable field of calcite between 8 to 45 kb and 400 to 1300 ° C. Two high temperature transitions of calcite with moderate pressure dependency were encountered in the temperature range of 700 to 800 ° C and around 1,000 ° C. In addition the calcite-aragonite transition was reexamined between 10 to 45 kb and two triple points were located at 720±20 ° C/18±1 kb and at 1,030±20 ° C/31 ± 1kb.     

泥质岩成岩作用中的黏土矿物研究

文章通过对泥质岩的黏土质矿物组分、成岩作用中黏土质矿物变化综合研究,认为泥质岩中存在大量黏土矿物,且泥质沉积物由松散到固结成岩实质上是黏土矿物组成的变化。泥质岩中主要黏土矿物包括高岭石、蒙皂石、绿泥石、伊利石以及其组成的混层型矿物伊利石/蒙皂石、绿泥石/蒙皂石,其成岩过程可划分为成岩早期的压实阶段、成岩晚期的黏土矿物转化阶段。压实阶段的泥质沉积物中黏土矿物具有物源的继承性、沉积水体古环境指示意义;受压实作用孔隙水、层间水被排出,原生絮凝团被压破,使片状质点趋于平行排列,黏土矿物与孔隙水发生反应,亦形成少量的新生作用矿物,因而黏土矿物具继承源和新生作用源特性。成岩晚期阶段发生层间水释放及层间阳离子交换,从而使得矿物晶体结构与成分发生变化,主要表现为一元黏土矿物向二元混层型转化,最后再到一元型黏土矿物的转化,最终形成转变源黏土矿物。     

基于断裂及高温损伤的岩石蠕变模型研究

为了反映热-力耦合作用下岩石蠕变变形的全过程,依据断裂力学原理提出了岩石裂纹扩展的临界损伤应力和一个新的可描述岩石在稳态蠕变阶段与临界损伤应力相关的非线性黏性分量,在传统西原模型和Burgers模型的基础上,将指数形式的损伤变量、临界损伤应力以及与其有关的非线性黏性分量引入到流变微分方程,通过叠加原理推导了考虑温度效应的单轴和三轴压缩条件下岩石的流变本构关系,建立了岩石的热-力耦合损伤蠕变本构模型。利用不同温度、不同应力条件下花岗岩的三轴蠕变试验曲线和本文蠕变模型的计算曲线进行比较,结果表明本文蠕变模型能够较好地模拟岩石在初始瞬态、稳态和加速蠕变阶段全过程的变形规律,验证了所建模型的有效性和合理性。该模型为分析高温、高应力环境下岩石工程的长期变形和稳定情况提供了理论依据。     

泥质膨胀岩崩解物粒径分布与膨胀性关系试验研究

崩解性是膨胀岩最基本的特性之一,但在膨胀岩膨胀性的快速判别指标中少见关于崩解性及崩解物的定量指标。因此,有必要开展膨胀岩崩解物粒径分布特征和崩解性与膨胀性之间关系的研究,以对膨胀岩的快速判别进行补充。以浙江台州黑洞、蛇蟠岛和新疆大阪隧洞泥质岩样品为例,进行了干燥饱和吸水率和干燥饱和崩解试验,并分析了干燥崩解物粒径分布特征、耐崩解性指数及其与基于干燥饱和吸水率的膨胀性判别结果之间的关系。结果表明,膨胀岩膨胀性的强弱与其崩解物的最大含量粒组颗粒粒径、有效粒径和耐崩解性指数呈反相关关系。膨胀岩崩解物粒径分布的差异性对其膨胀性具有一定的指示意义。     

Study of the initiation and propagation of excavation damaged zones around openings in argillaceous rock

The study of the creation and evolution of the excavation disturbed zone (EDZ) in argillaceous rocks is a major issue for the safety of nuclear wastes underground repositories. In this context, the argillaceous Tournemire site has provided a unique opportunity to study the evolution of the EDZ with time thanks to the existence of three openings of different ages. A thorough characterization of the EDZ has been conducted by different means such as visual observation, analysis of samples extracted from drilled boreholes, EDZ permeability measurements, etc. On the basis of these measurements, a conceptual model of the EDZ initiation and propagation at the Tournemire site has been proposed. In order to validate this model, numerical simulations of increasing complexity have been carried out. In a first attempt, the response of the rock mass to the excavation phase, followed by seasonal cyclic variations of temperature and relative humidity inside the opening, has been simulated by means of a purely mechanical analysis, using a simple elastic material model. The EDZ has been estimated by post-processing the calculated stress states, using a Mohr–Coulomb failure criterion. The results obtained show that no EDZ could be predicted unless adopting a low cohesion value for the rock mass. Moreover, the deferred nature of the EDZ formation in Tournemire could not be reproduced. These limitations have then been suppressed by using a coupled viscoplastic-damaging mechanical model, the parameters of which have been identified from different laboratory experiments. With this model, a time evolution of the EDZ could be predicted, but the EDZ pattern could not match the one observed in situ. Finally, in view of the importance of the hydraulic couplings, unsaturated hydro-mechanical calculations have been carried out to investigate the effect of the numerous seasonal variations cycles and the resulting shrinkage.     

巴东组紫红色泥质粉砂岩损伤特性三轴试验研究

以宜昌至巴东高速公路中典型的巴东组紫红色泥质粉砂岩为对象,对其进行三轴压缩试验。通过对三轴应力-应变全过程分析表明:岩石破坏的实质是原生节理裂隙的不断扩展、累积、劣化的过程,其应力应变过程可分为线性弹性段,屈服段,应变软化段以及塑性流动四个阶段。基于试验结果探讨了泥质粉砂岩的初始损伤特性,分析结果表明:泥质粉砂岩的初始损伤时的主应力差对数与围压呈线性关系。同时,假定岩石微元强度服从 Weibull 随机分布的特点,合理推导了岩石微元强度的参量,建立了反映岩石破裂全过程的损伤软化本构模型,并分析了基于Weibull 分布的损伤变量与主应力差的抛物线数学关系,并结合试验数据与模型数据进行对比,分析了该损伤软化本构模型是合理的。     

含石量对软质岩土石混合料土力学特性影响研究

在中国西南地区边坡工程中大量存在含软岩的土石混合体（S-RM）,其力学特性与软岩破碎特性有别于以往研究的块石强度较高的土石混合体。本文通过大型室内剪切仪开展了不同含石量（WBP）的剪切试验研究含石量对软岩土石混合体力学特性的影响,基于筛分试验研究软岩块石破碎特性,结果表明:当S-RM密度一定时,随着WBP的增加,S-RM剪切强度增加,应变硬化现象增强;S-RM黏聚力随含石量的增加呈线性增长,内摩擦角在含石量为20%~60%时随含石量的增加呈线性增长;S-RM在剪切破坏过程中软岩块石出现破碎现象,当法向应力一定时,块石破碎率随土石混合体含石量增加而增长;S-RM块石破碎率随内摩擦角增加呈指数形式增长,表明块石之间咬合作用越大,块石的破碎程度越高。     

A study concerning the conductivity of porous rock

The electrical conductivity of rock depends essentially on pore space geometry and connectivity of low resistive components. This paper presents a method to combine lattice conduction with models of pore space geometry in order to predict the conductivity of porous rock. Key parameter in this context is a quantity called connectivity which in practice can be determined from porosity and formation factor of natural rock if micro structural properties of the material are known. Simulation investigations have been performed to determine the connectivity of random lattices. An approximate equation has been developed empirically which fits the simulation data at conductivity ratios within in the range of 0.5 to 0.001. From comparison with laboratory data is concluded that the electrical conductivity of saturated porous rock can be described by means of random lattice conduction.