陕西靖边龙洲波浪式丹霞地貌成因机理初探

近期,通过对陕西靖边龙洲地区的丹霞地貌进行详细调查,查明了该地区丹霞地貌类型为丹霞正-负地貌的过渡类型——波浪式丹霞地貌。为了科学评价其价值和意义,本文主要从成景地层岩石特征、地质构造特征以及外动力因素等方面来初步探讨龙洲波浪式丹霞地貌的成因机理。研究表明:首先,研究区洛河组砂岩平行层理、大型风成交错层理对波浪式丹霞景观的形成具有很好的塑造作用;成景地层洛河组紫红色砂岩,为一套风成沙漠相沉积,岩石胶结程度较差,硬度低易碎,是波浪式丹霞地貌形成的物质基础;晚白垩世以来,鄂尔多斯盆地掀斜,区内地壳普遍隆起,表现为靖边龙洲地区发育多级古夷平面和河流阶地,对波浪式丹霞地貌的形成起基础性控制作用;该区洛河组砂岩中发育多组节理、裂隙构造,将洛河组砂岩切割成块状,其对波浪式丹霞地貌的形成和改造起着关键性控制作用;外动力因素上,靖边为半干旱内陆性季风气候,受西北风改造作用非常明显,是波浪式丹霞微地貌形成的主导外动力因素,此外,夏秋季的暴雨强烈冲刷侵蚀地表岩层,春秋季的寒潮霜冻,岩石发生冻融和崩落,对龙洲波浪式丹霞地貌的形成也有重要改造作用;靖边龙洲波浪式丹霞地貌除了受到地质构造和流水侵蚀的约束外,风力吹蚀对微地貌的改造非常明显,这是该地区丹霞地貌形成的主导外动力因素和特色所在;该地区波浪式丹霞地貌的发育阶段可分为两期。     

Prediction Model of Coal Reservoir Pressure and its Implication for the Law of Coal Reservoir Depressurization

The main methods of coalbed methane(CBM) development are drainage and depressurization, and a precise prediction of coal reservoir pressure is thus crucial for the evaluation of reservoir potentials and the formulation of reasonable development plans. This work established a new reservoir pressure prediction model based on the material balance equation(MBE) of coal reservoir, which considers the self-regulating effects of coal reservoirs and the dynamic change of equivalent drainage area(EDA). According to the proposed model, the reservoir pressure can be predicted based on reservoir condition data and the actual production data of a single well. Compared with traditional reservoir pressure prediction models which regard EDA as a fixed value, the proposed model can better predict the average pressure of reservoirs. Moreover, orthogonal experiments were designed to evaluate the sensitivity of reservoir parameters on the reservoir pressure prediction results of this proposed model. The results show that the saturation of irreducible water is the most sensitive parameter, followed by Langmuir volume and reservoir porosity, and Langmuir pressure is the least sensitive parameter. In addition, the pressure drop of reservoirs is negatively correlated with the saturation of irreducible water and the Langmuir volume, while it is positively correlated with porosity. This work analyzed the reservoir pressure drop characteristics of the CBM wells in the Shizhuangnan Block of the Qinshui Basin, and the results show that the CBM reservoir depressurization can be divided into three types, i.e., rapidly drop type, medium-term stability type, and slowly drop type. The drainage features of wells were reasonably interpreted based on the comprehensive analysis of the reservoir depressurization type; the latter was coupled to the corresponding permeability dynamic change characteristics, eventually proving the applicability of the proposed model.     

四川省白玉县呷村-有热矿区成矿流体地球化学

四川省白玉县呷村银多金属矿床是我国著名的VMS型矿床之一,该矿床由西矿带热液流体补给通道相的脉状-网脉状矿化系统和东矿带的海底盆(洼)地卤水池喷气-化学沉积系统组成。有热矿床紧邻呷村矿床的南部,实质上是呷村矿带(体)的自然南延部分,具有相同的地质背景和成矿环境。本文分别对呷村西矿带、东矿带以及有热矿床进行了主成矿期石英的流体包裹体测试和氢、氧同位素分析以及硫化物的硫同位素分析。显微测温结果显示,呷村矿床从西矿带到东矿带,即由深部向浅部表现为成矿温度下降(258.0～209.8℃),流体的盐度略变小(4.42%～4.18%NaCleqv),而流体的密度增大(0.816～0.894g/cm3),并且有热矿床成矿流体特征(平均成矿温度为244.3℃;平均盐度为4.71%NaCleqv;平均密度为0.841g/cm3)与呷村西矿带流体特征更类似。显微激光拉曼光谱分析显示流体包裹体的液相成分主要为H2O,气相成分为H2O、CO2、N2以及CH4。氢、氧同位素研究显示,成矿流体为海水和岩浆水的混合流体。硫同位素分析结果表明,呷村西矿带(δ34S平均值为-3.65‰)与呷村东矿带的硫(δ34S平均值为-0.68‰)和有热矿床(δ34S平均值为-3.74‰)的硫都由深部岩浆提供,并且有热矿床与呷村西矿带的硫同位素特征更类似。成矿流体物理化学特征和同位素示踪结果表明,有热矿床目前已知矿体可与呷村西矿带对比,暗示可能存在尚未发现的类似呷村东矿带的富矿体。呷村-有热矿区的成矿机制为:在海水对流的成矿模式下,由岩浆水和海水混合而成的成矿流体,携带来自岩浆来源的成矿物质,自下而上向上运移和循环,在热液补给通道和海底发生淀积作用,形成脉状-网脉状矿体和块状矿体。     

塔里木盆地二叠系划分对比与火山岩分布

根据全盆地钻井与露头剖面对比和地震剖面追踪解释,探讨了塔里木盆地覆盖区二叠系岩石地层的划分对比。二叠系自下而上由一个自然伽玛曲线加积段、三个自然伽玛曲线退积段组成,加积段为南闸组、退积段分别为库普库兹曼组、开派雷兹克组和沙井子组。南闸组是塔里木盆地最后一次海侵形成的滨浅海灰岩泥岩薄互层为主的沉积。库普库兹曼组和开派雷兹克组是两个基性火山岩-酸性火山岩的旋回或基性火山岩-砂泥岩的旋回。沙井子组是一个与区域构造运动有关的冲积扇、辫状河-曲流河沉积的异旋回。二叠系火山岩在和田河、塔中西部和顺托果勒地区厚度较大,库普库兹曼组火山岩一般0~60m,开派雷兹克组火山岩一般0~200m,局部可超过400m。与库普库兹满组火山岩相比,开派雷兹克组火山岩分布范围由塔西南朝塔东北方向有所迁移。中西部的库普库兹曼组火山岩可能喷发于水下。火山通道多沿着古隆起上的断背斜、断鼻构造分布。火山岩可形成油气藏遮挡,或本身形成储层,但火山活动改造或不同程度地破坏了早期已有油气藏。     

超高沥青混凝土心墙高应力水平的降低措施研究

随着沥青混凝土心墙堆石坝的快速发展,超高沥青混凝土心墙堆石坝建设迎来了前所未有的机遇,但随着坝高的增加,心墙的安全挑战也变得异常突出。基于应力水平的定义,提出降低超高沥青混凝土心墙高应力水平的措施,依托心墙应力水平的敏感性研究,推算了独立满足和综合满足心墙屈服剪切破坏控制标准的心墙材料强度参数(最敏感材料参数)取值范围。研究表明,心墙应力水平随坝高和河谷岸坡坡比的增加而显著增大;心墙破坏比R_f、黏聚力c和内摩擦角φ属于高敏感性参数;增大心墙破坏比R_f、黏聚力c和内摩擦角φ,能够显著地降低心墙应力水平;推荐适宜建设超高沥青混凝土心墙堆石坝的心墙破坏比R_f、黏聚力c和内摩擦角φ取值范围:R_f≥0.8、c≥0.4MPa和φ≥31.5°(坝高h=200 m),且随坝高的增长梯度按5%/25 m、15%/25 m和5%/25 m进行调整。     

基于边坡渐进破坏特征对传统极限平衡法几点假设的合理分析

边坡的渐进破坏特征一直以来是边坡计算仿真中的一个难点。实际边坡的破坏很少是一个整体达到极限状态,突然滑动的过程,往往是逐步发展由局部破坏到最终整体失稳,即临界状态小扰动导致的链式多米洛骨牌式失稳。利用颗粒流软件,设计了0.1 m粒径高10 m土坡的数值模型,粒间黏聚力为36 kPa,摩擦系数为0.36。初始模型在重力作用下不会发生破坏,通过单独折减粒间黏聚力到18 kPa使得边坡破坏,监测竖向颗粒组group的变化获取每20 000个时间步的边坡破坏形态,实现200 000个时间步内边坡的渐进破坏过程。边坡总是从局部开始破坏,坡体物质的运移造成次一级破坏,形成最终的近似弧形的滑动面,说明滑体不是整体下滑,不是刚体,不是整体达到极限状态;坡体内应力的变化也不是单调的,有涨有落,均区别于当前极限平衡法中有限条块的刚体假设;滑动面上同时达到极限状态假设,问题本身是静不定的,通过给出条间力的传递方式使之静定可解;整体分析不能考虑破坏的局部化和渐进特征。这说明边坡计算方法的未来在于能反映动力问题和材料破坏特征的离散元方法。     

基于拟静力法的不同地震工况斜坡单元危险性评价方法研究

地震造成斜坡失稳是其引起的最为显著的次生灾害,在小震频发,大震多发的现实背景下,开展不同等级地震作用条件下斜坡危险性评价对区域防灾减灾、地质灾害风险管控及国土空间规划的现实意义日渐凸显。基于拟静力法,根据斜坡所处场地类别和不同超越概率水平地震作用,对其地震动峰值加速度进行调整,确定斜坡不同等级地震作用下的综合水平地震系数,计算不同等级地震作用引起的作用于斜坡重心处的水平和竖向惯性力,以极限平衡法为理论基础,计算不同等级地震作用下斜坡稳定性系数,结合危险性指数法,计算不同等级地震作用下斜坡失稳概率和危险性指数,据此对斜坡不同等级地震作用下的危险性进行划分。结果表明斜坡稳定性系数随地震作用的增强逐渐减小,斜坡失稳概率随地震作用的增强逐渐增大,斜坡危险性指数随地震作用的增强逐渐增大,斜坡危险性亦随地震作用的增强逐渐增大。     

对关中盆地腹部深层地下热水δ18O富集主控因素的再认识

开展关中盆地腹部深层地下热水起源成因的研究,对推动研究区地下热水的可持续开发利用意义重大。中国大多数地下热水赋存地区的热水样点与现代循环水的关系密切,多属循环型热水,而关中盆地深层地下热水却远离大气降水线,δ18O漂移显著,对此,国内外学者专家对引起关中盆地地下热水δ18O富集的主要因素有不同的认识。应用同位素水文地球化学方法结合关中盆地地质构造演化,对关中盆地不同构造单元深层地下热水δ18O富集的主控因素进行探索性研究。研究结果表明,影响关中盆地深层地热水δ18O富集的因素是多元的,因热储环境开发度而异,在较封闭的热储条件下,其主控因素是水岩反应。热储蒸发实验的结果表明,深层地热水在进入地层前作为补给水源时,存在一定程度的蒸发作用,入渗后进入较封闭热储环境时则主要受控于水岩作用的影响,且受水岩反应的影响程度为固市凹陷＞咸礼断阶东＞咸礼断阶西及西安凹陷。     

黑河流域上游融雪径流时间变化特征及成因分析

以黑河流域上游莺落峡水文站和札马什克水文站1959-2008年及祁连水文站1967-2008年的天然径流序列为基础数据, 通过计算水文站的流量质心时间来表示融雪径流时间, 研究了黑河流域上游融雪径流时间变化的特征. 结果表明: 莺落峡站和札马什克站自20世纪70年代起, 融雪径流时间表现为提前的趋势, 祁连站自20世纪80年代起融雪径流时间提前.野牛沟站和祁连站10月至次年4月降水量增加或4-7月气温升高, 会使得莺落峡站融雪径流时间提前, 札马什克站融雪径流时间的提前与野牛沟站10月至次年4月降水量的增加具有较高的相关性, 祁连站融雪径流的提前与祁连气象站4-7月气温升高的相关性较强.通过分析莺落峡站融雪径流时间与年径流及各季节径流的相关性, 可知如果融雪径流时间提前, 莺落峡站观测到的年径流量和夏秋季的径流量均会减少, 而同时冬春季的径流量会增加, 这对合理安排流域水资源配置和管理具有重要的指导意义.