岩石润湿性的核磁共振表征方法与初步实验结果

随着石油勘探开发领域的不断扩大,某些复杂油气藏尤其是致密油气的岩石物理响应,受岩石润湿性变化的影响越来越明显,影响油气藏的评价以及后续勘探开发,识别和评价岩石润湿性成为重要的研究课题.核磁共振弛豫可以有效表征多孔介质孔隙及其流体分布,特别是通过T₁-T₂弛豫图谱能够获得流体分子与孔隙表面相互作用的信息,进而为孔隙表面润湿性质的判断提供了可能性.本文首先讨论了T₁-T₂弛豫谱表征孔隙介质润湿强度的理论基础,然后,采用一阶近似方法对孔隙表面流体分子的核磁共振弛豫分布进行正演模拟,建立T₁/T₂比值法判别孔隙介质润湿性的基本方法.最后,选取玻璃珠和天然砂岩样品进行初步实验,验证方法的合理性.结果表明,当岩石饱和双相流体时,润湿相流体T₁/T₂值高于非润湿相流体,通过观察不同饱和度状态T₁-T₂二维图谱的变化,能够判断岩石的润湿性.本文的理论分析与初步实验结果为岩石润湿性研究提供了新的手段,对核磁共振测井探测储层润湿性也具有一定的应用价值.     

东昆仑东段巴隆花岗质片麻岩年代学、地球化学特征及地质意义

东昆仑东段巴隆南侧古元古界白沙河岩组中可识别出一套花岗质片麻岩。采用LA-MC-ICP-MS方法进行锆石UPb年代学分析,获得加权平均年龄为870.6±7.7Ma(MSWD=2.6)和875.3±6.3Ma(MSWD=0.92),显示该岩体形成于新元古代早期,并经历了早古生代变质作用。地球化学特征显示,岩石具有高Si O2、Al2O3、K2O,低Ti O2、Na2O的特征,A/CNK平均为1.14,A/NK平均为1.47,矿物组合中出现石榴子石和白云母等富铝矿物,显示S型过铝质花岗岩特征;球粒陨石标准化配分曲线显示轻稀土元素富集((La/Yb)N=6.22~25.37),有明显的铕负异常(δEu=0.16~0.44)。原始地幔标准化蛛网图显示,岩石富集Rb、Th,明显亏损Ba、Ta、Nb、Sr、P和Ti元素。综合分析,岩浆来源于陆壳部分熔融,可能为古元古界白沙河岩组长英质岩石发生脱水熔融的产物,形成于同碰撞环境,是东昆仑地区响应Rodinia超大陆汇聚事件的物质记录。     

东昆仑东段可日正长花岗岩年龄和岩石成因对东昆仑中三叠世构造演化的制约

可日岩体位于东昆仑造山带东段东昆北构造带,岩性为含暗色微粒包体正长花岗岩。LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素定年结果显示寄主岩和暗色微粒包体的结晶年龄分别为231.58±0.49Ma和232.6±2.3Ma。可日正长花岗岩主体为弱过铝质中钾钙碱性I型花岗岩,具有较高的SiO_2含量(72.06%~74.49%)和Na_2O/K_2O(1.00~1.35)、Nb/Ta(15.4~27.9)比值,较低的值(14~31)和Rb/Ba(0.10~0.46)比值,富集大离子亲石元素(LILE),亏损高场强元素(HFSE)。岩体为巴颜喀拉地块同东昆仑地块碰撞后,板片断离持续作用产生的镁铁质熔体底侵中下地壳使其部分熔融的结果。暗色微粒包体同寄主岩具有相近的结晶年龄、较细粒度、含有寄主岩捕获晶、针状磷灰石,显示包体是镁铁质岩浆注入寄主岩快速冷却的产物。由于寄主岩分离结晶,残留熔体与包体的浓度梯度差导致元素扩散,使两者具有物质交换。东昆仑东段晚古生代-早中生代幔源岩浆对花岗质岩浆的影响是一个持续的过程,从俯冲阶段早期流体交代地幔熔融,到俯冲阶段后期板片断离,然后同碰撞阶段板片断离的持续影响,再到后碰撞阶段加厚地壳的拆沉作用,由于地球动力学体制不同,导致幔源岩浆影响的大小和特征不同。可日岩体年龄及岩石成因显示东昆仑地区在232Ma左右处于同碰撞阶段。     

长江中下游南部逆冲变形样式及其机制

长江中下游长江以南地区发育燕山早期(J1-J2)逆冲推覆事件,形成的断裂-褶皱构造在纵向和横向上都表现出了鲜明的特征。纵向上,逆冲变形具有分带性,本文将长江以南的中下扬子逆冲变形划分成根部带、中部带、前锋带三个次级分带,它们的运动学特征是由南向北的逆冲,变形从根部带的厚皮构造变为中部带、前锋带的薄皮构造。野外考察和地球物理资料揭示,根部带断裂陡,叠瓦式逆断层为主,向下收敛于基底和盖层之间的深部滑脱层;中部带逆冲断裂具叠瓦式和双冲式特征,断裂产状相对较缓,深部滑脱层较根部带变浅,浅部的志留系滑脱层也十分发育,带内构造不对称性不明显,褶皱样式Ω为""和"Ω"型为主;前锋带断裂组合为叠瓦状,发育大量反冲断层及倒转褶皱,其滑脱层主要是志留系或三叠系内部的软弱层。横向上,逆冲变形具有不均一性,体现在中下扬子的差异变形上:中扬子逆冲构造在中部带、前锋带卷入变形主体地层为志留系-三叠系,而下扬子中部带和前锋带却大量出露震旦-寒武系;中扬子在前锋带主要为向北倒转的不对称褶皱,前锋带Ω到根部带都是隔槽式褶皱组合,而下扬子逆冲构造前锋带为""和"Ω"式褶皱,前锋带、中部带、根部带分别为上古生界-三叠系体现的隔档式、下古生界体现的隔档式、隔槽式褶皱组合。另外,中、下扬子深部滑脱层的深度也有显著差别。在变形的动力学上,中、下扬子燕山早期逆冲作用同古太平洋板块向东亚大陆下俯冲有关。中、下扬子逆冲变形的差异性表现可能是由于J3-K1后期赣江断裂走滑逆冲造成的不均一的隆升导致的。赣江断裂以东的下扬子逆冲抬升剥蚀严重,导致深部层次构造剥露,而中扬子保留了J1-J2时期逆冲构造的浅部构造原始样式。这种模式也符合在J3-K1东亚属于安第斯型大陆边缘的观点。     

西秦岭关子镇蛇绿混杂岩的地球化学和锆石SHRIMP U-Pb年龄

西秦岭沿天水武山断裂带产出的关子镇蛇绿混杂岩由变玄武岩、变中-基性深成岩浆岩以及少量蛇纹岩组成。变玄武岩具有平坦或轻稀土略亏损的稀土配分型式((La/Yb)_N=0.63～1.24),且不存在Nb、Ta和Ti的负异常,表明它们形成于洋中脊环境。变中-基性深成岩浆岩包含两种类型:类型Ⅰ显示轻稀土富集((La/Yb)_N>2.2)、具有显著Nb负异常((La/Nb)_N>2.4)的特征,类似于岛弧火山岩;类型Ⅱ显示轻稀土亏损到略富集((La/Yb)_N=0.44～1.38)、无显著Nb负异常((La/Nb)_N<1.5),这些特征与上述变玄武岩类似,表明它们也是关子镇蛇绿岩的组成部分。蛇绿岩中辉长岩和闪长岩(该闪长岩属"大洋斜长花岗岩类")样品的锆石SHRIMP U-Pb年龄分别为534±9Ma和517±8Ma,这反映关子镇蛇绿岩可能为早-中寒武世古洋壳残片。由于西秦岭的天水武山断裂带是东秦岭商丹断裂带的西延并共同被认为是华北和华南陆块之间的主缝合线,上述年龄对理解该带及古秦岭洋的演化提供了重要制约。     

西秦岭糜署岭花岗岩体年代学、地球化学特征及其构造意义

秦岭造山带南缘勉略缝合带附近发育东西向展布的印支期花岗岩带,位于西秦岭地区勉略缝合带北侧的糜署岭岩体是该花岗岩带的一部分。本文对糜署岭岩体寄主岩及二长闪长质包体进行LA-ICP-MS锆石U-Pb定年和地球化学特征研究。结果表明,糜署岭岩体的结晶年龄为214.5±1.6Ma(MSWD=0.24)。糜署岭岩体寄主岩和二长闪长质包体A/CNK在0.64～0.97之间,具有准铝质特征。稀土元素总量(∑REE)为197.3×10-6～246.6×10-6,在稀土元素配分图上显示为右倾型,Eu具有中等的负异常。高场强元素Ta、Nb、P、Ti和大离子亲石元素Sr、Ba明显亏损,而Rb、U、La、Zr、Hf、Nd、Y等元素具有明显的正异常。寄主岩和包体是同源岩浆演化而来,是以基性岩为主的源岩部分熔融形成的花岗质岩浆上升侵位形成的,为I型花岗岩。糜署岭岩体形成于同碰撞(挤压环境)向碰撞后(伸展环境)转化阶段,为后造山花岗岩类,是印支期扬子与华北地块全面碰撞导致的地壳增厚下地壳部分熔融的产物。     

华南东部陆缘新生代隆升历史及其动力学机制

华南陆缘在新生代期间经历了千米量级的上覆盖层剥蚀和山脉隆升;同时,其东侧的东海陆架盆地经历多次构造应力场的反转并发育多期反转构造。东海陆架盆地内的构造反转与华南陆缘隆升的发生时间和触发机制是否一致有待研究。为此,本文对浙江地区的岩石样品进行磷灰石裂变径迹测试和热演化史反演分析其隆升历史,并通过地震剖面分析东海陆架盆地的反转时间及其反转所导致的地层剥蚀量;最后,将二者进行对比分析并研究其动力学机制。结果发现,华南东部陆缘地区至少存在晚始新世(34. 5～33. 5Ma)、中中新世(16～11. 5Ma)、上新世以来(5～0Ma)三期明显的快速隆升事件,三期隆升导致的地层剥蚀量分别为227m、593m和865m;东海陆架盆地经历了古新世末-始新世初(～56Ma)、始新世末-渐新世初(～32Ma)和晚中新世(～10Ma)三期构造反转,三期反转导致的局部地层最大剥蚀量分别可达1200m、1300m和2000m。在时间上,东海陆架盆地的始新世末-渐新世初(～32Ma)和晚中新世(～10Ma)的构造反转分别滞后于浙江的晚始新世(34. 5～33. 5Ma)和中中新世(16～11. 5Ma)的隆升时间,说明这两期挤压-剥蚀事件分别具有自西向东的迁移性,即印度-欧亚板块碰撞的远程效应可能是导致该迁移特征的原因;在强度上,东海陆架盆地的反转剥蚀量大于浙江境内的地层隆升量、挤压强度东强西弱,中新世晚期菲律宾海板块向西俯冲导致冲绳海槽弧后伸展产生向西的挤压力、这种挤压应力向陆内传递且强度变弱可能是导致该特征的原因。     

The LA-ICP-MS zircons U-Pb ages and geochemistry of the Baihua basic igneous complexes in Tianshui area of West Qinling

Baihua meta-igneous complex consists mainly of pyroxenite-gabbro(diorite)-diorite-quartz diorite. They form a complete comagmatic evolutionary series. The geochemical characteristics of basic-interme- diate basic igneous rocks indicate that they belong to a tholeiite suite. The REE distribution pattern is nearly flat type and LREE is slightly enriched type, and their primitive mantle-normalized and MORB-normalized trace element spider diagrams are generally similar; the LIL elements (LILE) Cs, Ba, Sr, Th and U are enriched, but Rb, K and the HFSEs Nb, P, Zr, Sm, Ti and Y are relatively depleted. All these show comagmatic evolution and origin characteristics. The tectonics environment discrimination of trace element reveals that these igneous complexes formed in an island-arc setting. The LA-ICP-MS single-zircons U-Pb age of Baihua basic igneous complex is 434.6±1.5 Ma (MSWD = 1.3), which proves that the formation time of the island-arc type magmatite in the northern zone of West Qinling is Late Ordovician or Early Silurian, also reveals that the timing of subduction of paleo-ocean basin represented by the Guanzizhen ophiolite and resulting island-arc-type magmatic activities is probably Middle-Late Ordovician to Early Silurian.     

Verification of SPE probability forecasts at the Space Environment Prediction Center (SEPC)

In space weather forecasting, forecast verification is necessary so that the forecast quality can be assessed. This paper provides an example of how to choose and devise verification methods and techniques according to different space weather forecast products. Solar proton events (SPEs) are hazardous space weather events, and forecasting them is one of the major tasks of the Space Environment Prediction Center (SEPC) at the National Space Science Center of the Chinese Academy of Sciences. Through analyzing SPE occurrence characteristics, SPE forecast properties, and verification requirements at SEPC, verification methods for SPE probability forecasts are identified, and verification results obtained. Overall, SPE probability forecasts at SEPC exhibit good accuracy, reliability, and discrimination. Compared with climatology and persistence forecasts, the SPE forecasts are more accurate. However, the forecasts for SPE onset days are substantially underestimated and need to be considerably improved.