板块运动的机制与动力来源学术争鸣

目前人类对地球的认识仍很肤浅,无论国外还是国内对于地球动力学问题仍在探索过程中,Science杂志2005年公布的125个重大科学问题中的第10个问题是“地球内部是如何运行的”,提出地球动力来源还尚未解决。 2017年出版的《中国学科发展战略--板块构造与大陆动力学》认为板块构造理论虽然取得了巨大成功,但该学说依然存在其形成以来就存在的难题,即板块动力、板块起源及板块上陆三大问题,驱动板块运动的动力机制是最为重要的问题,也是亟待解决的问题。 研讨会分两个环节,一是主要观点报告环节,二是讨论争鸣环节。 在报告环节,涉及动力机制的主要有5位报告人,分别阐述了他们的主要观点。梁光河提出了新大陆漂移说,通过大量证据分析认为传统的海底扩张驱动大陆漂移的模式存在很多问题,很多地质和地球物理观测事实说明持续推动大陆漂移的动力不是海底的持续扩张,而是大陆板块后下方持续的岩浆上涌推动大陆板块向前漂移,那是一个自发的连锁反应。万天丰认为传统的海底扩张传送带模式很难解释大陆板块漂移速度远远大于地幔对流速度这个问题,提出了陨击说。陨石撞击诱发地幔底劈推动大陆板块运动这个新的驱动模式。唐春安提出了地球龟裂说,认为地球内部热能的积累与释放,使得地质历史上岩石圈地幔具有冷热交替的周期。毛小平分析认为,目前所提出的地球动力中,只有周向应力具有足够数量级的应力,可以推动板块运动;周向应力在岩石圈薄弱处释放从而产生地壳相对运动;长期以来解释不了的“地壳异常压力”其实就是周向应力,而可独立于重力的构造力、碰撞力并不存在。 在讨论争鸣环节,大家针对地壳运动的动力来源自由发言。梁光河指出万天丰提出的陨石撞击可以较好地解释超大陆裂解的初始动力,但不同意陨石撞击可以提供持续的大陆漂移的动力,以印度板块的北漂为例,因为地幔的巨大黏滞阻力,需要无数个陨石定点撞击印度板块后面才可能持续推动印度板块漂移。唐春安提出地球的锅盖效应,因此上地幔具有冷热周期,在热周期地壳才会大规模漂移,按照力学机制,大洋中脊和转换断层不可能是海底扩张产生的,应该是大陆漂移拉开产生的断裂系统。最后杨巍然总结发言,认为陨石撞击是一个重要因素,地球上的构造运动都可以归结为开合运动,海底扩张和大陆漂移都是存在的,地体构造也是科学的。研讨会取得的共识是：大陆的确存在大规模水平运动,传统的地幔对流传送带驱动模式存在很多与观测事实不符的问题,需要重新认识驱动机制和驱动力的问题,对板块俯冲问题多数持怀疑甚至反对的观点。其驱动力应该来自重力和地球内部热力,但它们之间是如何相互作用的,仍需要进行更深入的研究。     

井下圆球运动分析与新型试压体设计

在油、气、水井井下作业中,圆球广泛地应用于管柱试压、坐封和分段(层)压裂等施工作业。为准确计算现场施工时圆球到达设计点时间（即候球时间）,通过对圆球运动过程和受力分析得出新的候球时间计算公式,并指出圆球绕流阻力系数、圆球直径、圆球密度和压井液性能等是影响候球时间的关键因素,为优化施工设计提供了依据;同时提出了一种能减少候球和反洗球时间的新型管柱试压体设计构思,为进一步优化施工作业奠定了基础。     

云南澜沧老厂多金属矿床矿石类型及其成因探讨

云南澜沧老厂是三江成矿带南段最重要的铅锌铜钼多金属矿床之一.根据不同的赋矿特征、含矿岩性、矿石构造及成矿元素将澜沧老厂多金属矿床矿石类型系统地划分为铅锌硫化矿石、铅锌氧化矿石、颗粒状含铜黄铁矿石、块状含铜黄铁矿石、夕卡岩型矿石及斑岩型钼矿石6种类型.矿体产状、微量元素地球化学、年代学证据均表明铅锌硫化矿石、颗粒状含铜黄铁矿石及块状含铜黄铁矿石为火山喷流沉积型成因（VMS型）,而铅锌氧化矿石、夕卡岩型矿石及斑岩型钼矿石为斑岩热液型成因.其中,铅锌硫化矿石、颗粒状含铜黄铁矿石及块状含铜黄铁矿石的主控矿因素为地层;铅锌氧化矿石为构造;夕卡岩型矿石为岩性;斑岩型钼矿石为岩体.     

软煤储层顶板水平井穿层工况下压裂缝扩展模型

为了探索煤层顶板中水平井向目标层穿层压裂的裂缝扩展规律,以华北石炭-二叠纪煤田为例,运用断裂力学、损伤力学以及流体力学等经典理论并结合现场实测资料,开展了压裂缝延伸距离与压裂时间时空演化规律的建模与验证。首先,基于原生裂缝特性、渗透特性以及压裂射孔段附加应力等因素,提出了顶板水平井垂向造缝的起裂压力计算公式;其次,在考虑裂缝性煤岩体损伤效应的基础上,引入Dougill损伤因子,将该计算模型拓展为延伸压力计算模型;最后,基于改进的经典PKN裂缝模型和压裂液滤失理论,建立了连续穿层工况下压裂缝延伸距离与压裂施工时间的函数关系。实践验证表明,根据理论模型合理调配时间参数,可以控制穿层裂缝的延伸距离。     

云南腾冲全新世火山岩岩浆演化和岩石成因

腾冲火山岩区是我国全新世以来记载火山喷发的少数地区之一,该地区岩浆作用的性质与成因是揭示青藏高原东缘的现今侧向生长过程与深部作用的重要依据。本文对腾冲火山岩区的马鞍山、黑空山、打鹰山全新世火山岩开展了矿物化学和岩石地球化学研究,以期揭示岩石成因和深部动力学过程。腾冲全新世火山岩主体岩性为高钾钙碱性系列的玄武粗安岩和粗安岩。岩石的Ca O、Fe_2O_3~T、Ti O_2与Si O_2负相关,而K_2O与Si O_2正相关,表明岩浆演化过程中可能存在橄榄石、辉石和斜长石的分离结晶作用。岩石中存在酸性斜长石(更长石,An=28)大颗粒捕掳晶,其边部发育了基性斜长石(拉长石,An=65)增生边;在大颗粒石英捕掳晶的边部发育了辉石的反应边,这些结构表明在岩浆上升到地壳浅部时,曾受到了花岗岩围岩的混染,但岩石的Th/Nb值均小于1.16,表明地壳混染总体不显著。腾冲全新世火山岩大离子亲石元素富集、高场强元素相对亏损,高Th/U、低Ba/La,富集Sr-Nd同位素,其岩浆源区应为经历过洋壳沉积物交代后的富集地幔。腾冲火山岩属于大陆板内环境,是印度与亚洲大陆碰撞后岩浆作用的产物。火山岩是沿着腾冲盆地南北向展布,且熔岩分布面积有限。由于高原侧向生长过程中的区域性走滑断裂会引起局部的伸展,腾冲火山岩产出可能与富集岩石圈地幔的减压熔融有关。     

廊坊地区土壤重金属污染程度评价

利用河北省多目标地球化学调查资料,研究了廊坊地区表层土壤中重金属元素As、Cd、Cr、Hg、Pb的富集特征与污染程度.与我国土壤元素背景值相比,廊坊地区表层土壤中Hg的富集系数较大;与研究区元素背景值相比,Cd、Hg富集系数较大,富集程度依次为Hg＞ Cd＞ Pb＞ Cr＞ As.地积累指数污染评价结果表明,以全国土壤...     

准噶尔盆地南缘天然气成藏及勘探方向

准噶尔盆地南缘地区与塔里木库车坳陷有着相似的沉积地层和构造演化历史,但是天然气勘探始终未取得重大突破。本文在南缘地区天然气成因类型与气源判识的基础上,分析该地区天然气成藏条件,探讨有利勘探方向与目标层系。结果表明,南缘地区天然气存在煤型气、混合气与油型气三类,且以煤型气和混合气为主;侏罗纪煤系为该地区主要的天然气源岩,其大量生气期与背斜构造形成期相匹配,构成最佳源灶-圈闭成藏组合;二叠系湖相和上三叠统湖相-湖沼相烃源岩也是重要的天然气源岩,其主要生气期在中部地区早于绝大多数背斜构造形成期,而在西部地区与背斜构造形成期相匹配。南缘地区生烃物质基础好于库车坳陷,只是主要气源岩侏罗纪煤系的成熟度略低于库车坳陷,盖层封盖性和储层发育规模略逊于库车坳陷,但仍具备形成大规模油气田的成藏条件。深层二叠系-侏罗系-白垩系成藏组合是最为有利的天然气勘探目标层系,西部是寻找和发现侏罗纪煤系和二叠系湖相油气藏的有利目标区域,中部是寻找和发现侏罗纪煤系天然气藏的有利目标区域。中浅层白垩系-新近系成藏组合是次要的天然气勘探目标层系,具有寻找和发现一定规模天然气藏的潜力。高探1井获得重大突破充分表明制约南缘天然气勘探大发现的因素不是气源规模、运移通道、储层物性和盖层封闭性,而是有效圈闭的落实、钻井工程技术及勘探工作量的投入。     

插拔桩靴对临近桩靴承载力的影响研究

自升式钻井船桩靴的插拔过程将会对临近井口平台的桩靴基础产生不利影响。开展了室内模型试验研究,将试验结果与理论分析结果相结合,得到了桩靴插拔的影响范围及影响范围内土体强度的变化规律,并推导了桩靴插拔影响区内临近桩靴承载力的计算方法,与模型试验结果进行了对比验证。研究表明,桩靴插拔后砂土相对密实度降低,其降低程度随距桩靴距离的增加而逐渐减小,影响范围约为1倍桩靴直径。受桩靴插拔影响,临近桩靴的承载力下降,降低比例随两桩靴相对间距的增大而减小,随桩靴相对插深的增加而增加。当两桩靴相对间距大于2倍插拔桩靴直径时,可认为桩靴插拔对临近桩靴基础承载力无影响。     

提高复杂地层取心质量的一种发夹式岩心提断器及其应用

为了解决普通取心钻具在软弱、松散性复杂地层钻进中的取心问题,降低堵心、磨心概率,提高钻进回次进尺长度和岩心采取率,研制了安装在普通S95绳索取心钻具上的一种新式岩心提断器。该岩心提断器是利用女性头饰发夹卡取软弱、松散岩心,其构件由发夹、发夹座、发夹室组成,无须通过铆焊工艺固定,可在施工现场由手工借助一种发夹装配器进行组装。在某勘查区3个钻孔中进行了试验,试验孔段总进尺45.11 m,平均回次进尺1.16 m,平均岩心采取率91.42%。试验结果表明：该岩心提断器与底喷式钻头及“引心管”配合使用,能够在软弱、松散性破碎地层大幅度提高回次进尺量、岩心采取率及取心质量,解决了试验前应用普通绳索取心钻具,在钻遇松软夹石、水敏性强的复杂地层中岩心采取率不足30%的难题。用发夹卡取软弱、松散岩心的方法与类同现有技术中簧片的卡心方法比较,更具经济性、灵活性和普适性。其应用领域不限于矿山地质,还可拓展到水文地质、工程地质及环境地质的岩心钻探,具有广泛的应用前景。