钻孔重入与跟管钻进技术研究与应用

大洋钻探在海底泥面钻孔,需要解决钻探过程泥面坍塌和钻具反复重入钻孔的问题。重入锥是大洋钻探钻孔重入的专用装置,可采用自由落体和跟管钻进2种方式部署。自由落体式重入锥是一种临时性重入井口,用于支撑短期内钻孔重入,而采用跟管钻进工艺部署的重入锥井口,可作为一种永久性的海底装置,支撑现阶段乃至以后多航次的钻孔重入。笔者介绍了钻孔重入和跟管钻进技术的原理、关键器具和工艺流程,并总结了首次浅海试验情况。通过浅海试验验证了重入锥与跟管钻进同步部署工艺流程的可行性,测试了自研套管送入工具及张敛式随钻扩孔器的功能性,发现了送入工具在密封结构方面存在的不足,为进一步开展深海复杂地层钻孔重入和跟管钻进技术研究奠定了理论和实践基础。     

我国的主要气象灾害及其经济损失

根据《中国统计年鉴(2014)》《中国水旱灾害公报(2014)》《中国气象灾害年鉴》《中国气象年鉴》等资料,利用统计方法和综合分析法,对1995—2014年(近20 a)影响我国农业生产的主要气象灾害的变化趋势及其原因进行了分析。结果表明:我国农业受灾面积和成灾面积总体呈下降趋势,其中暴雨洪涝和干旱造成的农业受灾面积波动较大,重大以上洪涝灾害5 a一遇,重大以上旱灾10 a一遇,风雹灾害和冷冻灾害总体变化不大;大气环流异常造成的年降雨量时空分布不均是导致我国农业暴雨洪涝和干旱灾害变化的主要气象原因;加强气象灾害防御工程建设,不断发挥气象灾害预警作用,科学实施退耕还林工程,调整农业生产布局,既是保证我国农业不断适应气候变化、避免或减轻气象灾害的有效措施,也是近20 a来我国农业气象灾害面积总体呈下降趋势的社会原因。

     

青藏高原末次盛冰期和全新世大暖期多年冻土边界变化的探讨

位于中低纬的青藏高原多年冻土是第四纪高原隆升和冰期气候叠加的产物, 与高纬多年冻土相比, 具有厚度薄和不稳定的特点, 对全球变化反应敏感。因此, 评价冰期-间冰期多年冻土扩张-收缩过程和其范围重建, 是研究高原环境变化的重要工作。本文依据青藏高原及周边地区温度数据和《中国冰川冻土沙漠图》, 对青藏高原现代大片多年冻土、岛状多年冻土和高山多年冻土分布进行恢复。依据来自冰川、冰缘和湖泊等证据, 采用末次盛冰期气温较现代低7℃, 全新世大暖期气温较现代高4℃, 进行末次盛冰期和全新世大暖期多年冻土分布重建。重建结果表明: 末次盛冰期多年冻土扩张明显, 面积约为现代冻土面积的195%; 末次盛冰期大片多年冻土几乎覆盖整个高原, 岛状多年冻土向东扩张明显, 向西范围逐渐收缩变窄, 高山多年冻土在喜马拉雅山、祁连山和横断山脉等地区扩张明显。全新世大暖期多年冻土明显收缩, 面积是现代多年冻土的73%; 大片多年冻土收缩幅度较小, 岛状多年冻土在高原东南部收缩明显, 高山多年冻土在喜马拉雅山脉、祁连山脉、横断山脉等高海拔山地发育。     

长白山地区晚新生代火山地貌形态研究及其地质应用

长白山地区晚新生代火山岩规模巨大而且来源复杂。本次研究主要基于新生火山岩与基底地质体在地貌形态上的差异及火山口群和锥状火山口的地貌特征,利用ASTER-GDEM数据,通过地形高程、地势起伏度、坡度、典型剖面、地形参数等分析手段,对比区域地质调查成果,对长白山晚新生代火山岩区的地貌形态进行解译、分析。解译所得到的研究区晚新生代火山岩、火山口群和锥状火山口的分布特征与地质调查结果基本一致。地形剖面分析揭示甄峰山火山口群呈现熔岩高地的地貌特征,指示裂隙式火山活动,其他火山口群均呈锥状火山地貌特征。各锥状火山口群的地形参数特征与地质资料所确定的形成顺序较为一致。在各锥状火山口群及周边地区共解译锥状火山口149个,正确率75%,预测15个,对进一步野外地质调查具有指示意义。此外,综合解译结果及前人地质调查分析,认为长白山晚新生代火山岩及火山口群分布受NW向深大断裂的控制。     

内蒙古扎兰屯地区白音高老组火山岩地球化学、年代学及其地质意义

扎兰屯西南部白音高老组火山岩的岩相学鉴定为流纹岩组,少量英安岩.LA-ICPMS锆石U-Pb定年显示,流纹岩形成于125~129 Ma的早白垩世.岩石地球化学研究表明,火山岩高硅、富碱,为过铝质高钾钙碱性系列;稀土丰度较高（∑REE=128.35×10-6~169.26×10-6）,轻重稀土分馏明显（（La/Yb）N=12.17~16.42）,弱负Eu异常（δEu=0.43~0.70）;大离子亲石元素（LILE）Rb、Th、K等相对富集,出现Ba的亏损,高场强元素（HFSE）Sr、P、Ti强烈亏损,Nb、Ta相对亏损,与A型花岗岩特征相似.Rb/Sr=0.58~2.06,Ti/Y=6.50~17.98,Ti/Zr=7.49~40.87,基性相容组分Cr、Co、Ni含量较低,Mg#较低,具有壳源岩浆特征.综合考虑扎兰屯白音高老组火山岩的上述特征并结合他人研究成果,认为扎兰屯地区的这套火山岩源于地壳的部分熔融,形成于非造山板内伸展环境.     

鄂尔多斯块体周缘地区现今地壳水平运动与应变

位于青藏块体和华北块体之间的鄂尔多斯块体及其周缘地区是中国大陆构造活动最活跃的地区之一,从1300年至今,在块体周边断陷盆地和西南缘断裂带上发生了五次8级以上的地震.为了了解该地区现今地壳运动、应变状态以及断裂滑动分布,我们收集了中国大陆构造环境监测网络2009-2013年、国家GPS控制网、跨断陷盆地的8个GPS剖面等共527个流动站和32个连续站GPS观测数据,获得了高空间分辨率的地壳水平运动速度场,进一步用均匀弹性模型计算了应变率分布.结果表明,块体内部GPS站点向NEE方向运动,速度变化较小,应变率大多在（-1.0~1.0）×10-8/a之间;山西断陷带构造运动与变形最为强烈,盆地相对于鄂尔多斯块体为拉张变形,应变率为（1.0~3.0）×10-8/a,相对于东部山地则为挤压变形,应变率为（-2.0~-3.0）×10-8/a,盆地西侧断裂（如罗云山断裂、交城断裂）以拉张运动为主,拉张速率为2~3 mm·a-1,盆地东侧断裂主要以右旋缩短运动为主,速率为1~3 mm·a-1;河套断陷带西部的临河凹陷处于较强的张性应变状态,应变率为（2.0~3.0）×10-8/a;块体西南边缘处于压缩应变状态,应变率为（-1.0~-2.0）×10-8/a,六盘山断裂存在明显的地壳缩短运动,速率约为2.1 mm·a-1,速率在断裂附近逐渐减小,反映了断裂处于闭锁状态;相对于鄂尔多斯块体内部渭河断裂带为左旋运动,速率为1.0 mm·a-1,盆地处在弱拉张变形状态.     

煤热解气体主产物及热解动力学分析

为了研究不同煤化程度煤的热解气相产物、热解动力参数,采用热重-红外光谱-质谱（TG-IR-MS）联用技术对4种不同热演化程度的煤进行了热解实验。实时记录了4种煤样在30~1 100℃、10/min℃升温速率、氦气气氛下热解过程中释放的各种气体成分及其释放量的变化趋势。研究结果表明,随煤热演化程度升高,煤的失重率和最大失重速率逐渐降低,与煤的干燥无灰基挥发分呈正相关关系;随着热解温度的升高,煤中逐渐释放出水、甲烷、二氧化碳、氢气和二氧化硫等小分子气体,且随着煤化程度的升高,各种气体的释放峰逐渐向高温处偏移,说明煤的热稳定性逐渐升高。不同变质程度煤的热解动力学分析结果表明,随着煤变质程度增高,其活化能逐渐降低,说明其热效应强度和发生热解反应的能力在逐渐降低。     

滇东南广南县砂子塘铝土矿床地球化学特征研究

砂子塘铝土矿床以Al2O3含量高、A/S值高为特征,是滇东南地区少有高品质铝土矿床。笔者以砂子塘铝土矿床沉积型铝土矿为研究对象,研究了该矿床沉积型铝土矿的地球化学特征,进而对其成矿物质来源、成矿环境进行了讨论。含铝岩系的稀土总量总体较高,具中等程度的Eu负异常,具Ce正异常和Ce负异常;稀土配分曲线均为向右倾斜的弱"V "字型曲线,斜率不等,反映稀土元素分馏程度不等。含铝岩系明显富集大离子亲石元素U、高场强元素Nb、Ta、Zr、Hf、Th和亲铁元素Cr,其余元素则明显亏损。含铝岩系之中伴生有黑色金属Ti、稀土元素、分散元素Ga、稀有金属Nb和Li,可以与Al2O3一起综合利用。聚类分析显示,Al2O3与Nb、TiO2、REE呈正相关,而与Ga、Fe2O3、Li呈负相关。含铝岩系灰岩标准化曲线为近水平的"U"字型曲线,含铝岩系的钛率（16.89）与下伏威宁组灰岩的钛率（13.09）接近,说明含铝岩系与下伏的威宁组灰岩关系密切。含铝岩系的Be含量低（3.60×10-6）,Th/U较高（6.07）,多具Ce负异常,说明砂子塘铝土矿床来源于风化壳,后又经历了沉积作用的改造;Ga含量高（25.25×10-6）,Sr含量低（77.7×10-6）,Ba含量低（34.4×10-6）,V/Zr值较低（0.22）,Eu/Sm值较低（0.21）,显示出陆相沉积的特征;Sr/Ba值高（3.28）,显示出海相沉积的特征。这预示着砂子塘铝土矿床的成矿物质来源于古风化壳,沉积作用改造不明显。     

利用马尔可夫链分析识别内蒙古正镶白旗额里图组沉积特征

通过野外地质剖面实测识别了额里图牧场额里图组各层岩性特征, 利用马尔可夫链分析方法分析该剖面下岩段地层的沉积旋回, 综合地质基础资料, 进一步分析了沉积环境. 结果识别出一个以砂岩-粉砂质泥岩-粉砂岩-泥岩为特征和一个以砂岩-灰岩-泥岩为特征的两个岩性旋回, 分别代表浅海陆棚-深水浊积岩相序和陆棚浅海礁滩相沉积. 结合剖面分别划分出陆棚、斜坡和盆地(海槽)3个相, 进一步识别出潮坪滩相、滩前斜坡相、浊积滩坝相、滩相、斜坡盆地相、缓坡相、深水海槽相和礁滩相等亚相. 整个剖面由两次海侵半旋回和一次完整的海侵海退旋回组成. 研究认为古亚洲洋的最终闭合时限应该在额里图组时期之后.     

内蒙古中部大黄花夕卡岩型铜多金属矿床特征

大黄花铜多金属矿位于赤峰-朝阳金多金属成矿带南部,矿化发生在燕山期正长花岗岩与石炭系酒局子组大理岩接触部位,局部构成铜（铁）矿体.夕卡岩矿物主要为石榴石、透辉石、透闪石、绿帘石、绿泥石、角闪石及阳起石,金属矿物有黄铜矿、辉铜矿、黝铜矿、斑铜矿、铜蓝及氧化次生矿物蓝铜矿、孔雀石、褐铁矿.围岩蚀变强烈,呈现清晰的蚀变分带现象,自接触带向外可分为较强的透闪石-阳起石化带,较强的透闪石-透辉石化带,弱蚀变的大理岩化带.金属元素组合特征明显,为Cu、Pb、Zn、Au、Ag组合.该铜多金属矿的形成与正长花岗岩的侵入作用有关,成矿时代为中侏罗世晚期,与朝阳-赤峰地区金多金属矿成岩成矿时代一致.