院士风采之二——刘东生院士

刘东生（1917-），辽宁沈阳人，1942年毕业于西南联大地质专业，1946年进入地质调查所。著名古脊椎动物学家、第四纪地质学家、环境地质学家、高山和极地科学家、中国科学院资深院士。2002年获美国颁发的“泰勒”环境成果奖，2003年获中国国家最高科学技术奖。     

高外水压力下隧道工程的渗控措施研究

本文简要叙述了深埋富水地区隧道工程外水压力处理的两种方式,从不同角度分析了两种处理方式的优缺点。根据渗流计算的原理分析了“灌浆封堵”外水压力的作用机理。并结合工程实例,对“以堵为主、堵排结合”渗控措施进行了三维有限元数值仿真分析,得出了工程实用的渗控方案,分析结果可为工程设计施工提供参考。     

黔桂地区深水相二叠系-三叠系界线附近黏土岩研究

对贵州断杉、纳水以及广西柳桥3条深水相剖面上的二叠系-三叠系界线附近黏土岩的研究结果表明,在断杉、柳桥剖面黏土岩中的黏土矿物主要由伊-蒙混层、蒙脱石和高岭石组成,碎屑物质中存在六方双锥石英、锆石等与火山活动有关的矿物;在纳水剖面黏土岩中未发现与火山活动有关的迹象.由此可知华南大部分地区在晚二叠世曾受强烈的火山作用影响,但也有少部分深水相地区未受影响或影响很小.同是深水相P-T界线剖面附近的黏土岩以及同一剖面不同层位的黏土岩中的黏土矿物和碎屑物质存在较大的差异,其原因可能是与火山作用的强弱、离火山活动中心的远近以及所处地理位置有关.     

基于波动方程正演模拟分析薄砂层含不同流体的AVO特征

塔河油田碎屑岩储层厚度较小,薄层AVO特征受薄层内多次波反射以及薄层调谐效应和频率滤波效应影响,导致薄层AVO特征与厚层AVO特征差异较大。为此,笔者设计了不同含油气性薄层砂体模型来进行波动方程正演模拟,得到了CRP道集记录,提取了目的层反射振幅,基于入射波振幅计算了反射系数,从而获得了薄层地震正演AVO曲线,分析了塔河油田碎屑岩储层含不同流体时的AVO特征,找出了实际地质条件下的含油气性与AVO属性特征的对应关系,以指导地震剖面上的含流体预测工作。     

黔北务正道地区早二叠世铝土矿多期淋滤作用及其控矿意义

通过对黔北务正道地区安场向斜东南翼ZK288-16井中大竹园组铝土矿含矿岩系的沉积学分析,辨别出该口钻井记录下的包括两次准同生淋滤作用及一次后生淋滤作用在内的3次淋滤作用。土状-半土状铝土矿层是记录淋滤作用发生的标志性层位,与下伏岩(矿)层呈现渐变关系,说明土状-半土状铝土矿是由碎屑状或豆鲕状铝土岩(矿)经过淋滤作用转化而来,在此过程中,杂质元素被移除,铝元素相对富集而形成富矿,而碎屑状与豆鲕状铝土矿也经过不同程度的淋滤作用。区域上的钻孔对比表明,区域内这种多期淋滤作用对于提升矿石品质、控制矿层厚度具有重要意义。     

锋面短时强降水系统发展模态的环境因子浅析

利用探空和地面加密自动站逐小时观测资料,对2010—2011年汛期发生在锋面上的四次具有不同发展模态的短时强降水过程的降水系统环境场特征进行了分析。结果表明:对于产生短时强降水的中尺度对流系统(MCS),地面假相当位温(θse)等值线密集区和地面切变线的分布形态及运动是影响其系统模态发展和移动方向的关键因素,且对流单体的新生还与地面辐合区密切相关。纬向型MCS的θse等值线密集区呈纬向分布;经向型MCS的θse等值线密集区呈经向分布;转向型MCS的θse等值线密集区则由经向转为纬向分布。不同发展模态MCS的强降水持续时间与地面θse高值区的持续时间关系密切。     

浙江中部芙蓉山花岗斑岩及包体岩石地球化学研究

花岗岩的源区、温压条件及与其他岩石的共生组合的研究可以限定其形成构造背景,了解其形成的深部动力学过程。本文对浙江中部中生代芙蓉山花岗斑岩及其暗色包体开展了全岩主微量元素、锆石U-Pb年代学和Hf同位素、Ti温度计和全岩Sr-Nd同位素研究,探讨芙蓉山花岗斑岩的成因类型、源区特征及其与镁铁质包体之间的关系,并进一步限定其构造背景。锆石U-Pb定年结果显示芙蓉山花岗斑岩加权平均年龄为133.6±1.6 Ma (MSWD = 2.1,2σ),镁铁质包体加权平均年龄为130.3±4.2 Ma (MSWD = 5.8,2σ),其成岩年龄基本一致,形成于早白垩世。全岩地球化学表明芙蓉山花岗斑岩属于亚碱性系列,同时具有低的Ga/Al(<2.6),高的Na2O含量(2.75%-4.5%,平均3.78%),较高的全碱含量(Na2O + K2O = 7.93%-8.75%),以及较低的锆石Ti饱和温度特征（631-690℃）,这些特征显示芙蓉山花岗斑岩为I型花岗岩,而非A型花岗岩。芙蓉山花岗斑岩中锆石Hf同位素有比较大的范围[εHf(t)=-10.9~-1.1],全岩[n(87Sr)/ n(86Sr)]i = 0.7062-0.7078,相对富集的εNd(t)=-5.6 ~ -4.7值;而包体表现为均一的[n(87Sr)/ n(86Sr)]i=0.7071-0.7079和弱富集的εNd(t)=-3.8 ~-2.8特征。野外及岩相学和元素地球化学特征显示典型的岩浆混合特征。镁铁质包体源区可能来自于俯冲交代地幔,芙蓉山花岗斑岩则形成于古老富钾地壳熔体和交代地幔熔体混合后的结晶分异。混合模型计算表明混合比例为：~80%的地幔端元和~ 20%地壳端元。浙江中部芙蓉山富钾I型花岗斑岩与镁铁质包体共生可能指示其形成于古太平洋板块俯冲后撤初始弱伸展拉张的构造背景。     

多元统计分析在紫金山铜金矿床研究中的应用

紫金山铜金矿床为典型的高硫化型浅成低温热液矿床。文章以矿山地质调查工作为基础,通过岩相学、矿相学、岩化学分析等方法对紫金山铜金矿中的赋矿围岩以及金属矿石进行了系统研究;应用多元统计分析法对蚀变围岩的岩石地球化学数据进行分析,借助SPSS系统研究了Cu-Au元素变量与控矿微量元素变量的聚类关系,建立了Cu-Au元素变量与其它变量的回归方程,验证与解释了紫金山Cu-Au高硫化型矿床的成矿作用是由多期次的岩浆热液活动引起的。另外,通过聚类分析研究发现紫金山的成矿过程主要有中温Cu-Au矿化、低温Pb-Zn矿化以及少量高温W-Sn矿化三种矿化类型,其中W-Sn矿化形成于燕山早期的赋矿围岩形成阶段,而Pb-Zn、Cu-Au矿化为主矿化成矿阶段、形成于燕山晚期,且与富潜火山热液活动有关。     

浅谈不同地质构造对煤与瓦斯突出的控制

地质构造对煤与瓦斯突出的控制通过对地应力的分布、瓦斯的保存以及软分层的发育而表现出来。压性构造有利于高地应力的生成、瓦斯的保存以及软分层的发育,从而有利于煤与瓦斯突出的发生;而张性构造则不利于煤与瓦斯突出的发生。此外,煤层围岩性质、煤层厚度和倾角对煤与瓦斯突出的发生也起到了一定的控制作用。     

塔里木盆地海相石油的真实勘探潜力

塔里木盆地古生界蕴藏了丰富的海相油气资源,储集层目前埋深在5500～10000m。深部流体的相态或者说液相石油大量消失的深度下限是学术界比较关心的理论问题,而塔里木盆地海相到底富油还是富气也是关系到塔里木油田未来产能规划的现实问题。通过对塔里木盆地原油的热稳定性分析,特别是低地温梯度和晚期快速深埋过程的补偿效应研究,认为液态石油大量消亡(油裂解成气)的深度下限在9000～10000m以下,对应的储层温度大于210℃,在此深度之上液态石油可以大量存在。通过对油气聚集与保存的关键地质科学问题的研究,认为晚海西期是台盆区油藏的主要成藏期,烃源灶区生成的油气主要分布在稳定的古隆起及其围斜区域;而晚海西期这些古隆起及其围斜区碳酸盐岩储层埋藏深度在800～2500m范围内,岩溶储集体发育,这是台盆区形成大面积层状油气聚集的基础,也决定了现今埋深在7000～9000m深度范围内的斜坡区将成为黑油和凝析油的重要勘探接替区。