爆炸应力波作用下分支裂纹动态力学特性试验

应用爆炸加载的透射式动焦散线测试系统,分析了平板中预制贯通裂纹在爆炸应力波作用下端部衍生分支裂纹及爆炸主裂纹的扩展规律。预制贯通裂纹面在压缩应力波及反射拉伸波作用下表现出明显的张开和闭合交替变化,预制贯通裂纹减弱了爆炸主裂纹的动态扩展行为,爆炸主裂纹难以穿过预制贯通裂纹继续扩展。分支裂纹是爆炸应力波在预制贯通裂纹端部衍射效应形成应力集中而衍生、起裂、扩展,其开裂角与预制贯通裂纹、爆炸应力波入射角密切相关,分支裂纹尖端沿着最大能量释放率方向起裂,逐渐平行于最大主应力的方向稳定扩展,中后期扩展多表现为复合型断裂。爆炸分支裂纹的动态应力强度因子、扩展速度低于爆炸主裂纹,获得了分支裂纹起裂韧度为0.50～0.65 MN/m3/2、止裂韧度为0.25～0.35 MN/m3/2。     

岩溶碳汇的主控因子——水循环

精确地计算岩溶碳汇量,有助于全球碳循环模型理论的进一步完善。因而在实际工作中,排泄量和HCO^-₃质量浓度是岩溶碳汇监测评价的主要指标。选取贵州茂兰国家级自然保护区的板寨河流域为研究对象,基于自动化在线监测技术,获取了该域排泄量及水化学指标的实时监测数据。对比分析暴雨期、无或弱降水期以及枯水期等不同降水条件下HCO^-₃质量浓度、流域排泄量及岩溶碳汇量的动态过程曲线,发现流域排泄量与岩溶碳汇量呈良好的正相关关系,而与HCO^-₃质量浓度则呈负相关。这说明相比地下水中HCO^-₃浓度,流域排泄量才是影响岩溶碳汇的主控因素,同时也说明水循环方式是影响岩溶碳汇的主控因子,即流域排泄量愈大,流域内岩溶作用对大气CO₂形成的“汇”值愈大。     

IODP 311航次底栖有孔虫碳稳定同位素对天然气水合物地质系统的指示

为了探索海洋天然气水合物背景下有孔虫特征的响应,对综合大洋钻探计划(IODP)311航次岩芯沉积物中底栖有孔虫Uvigerina peregrina和Bulimina mexicana进行了初步研究。通过对冷泉站位U1328和毗邻的非冷泉站位U1327沉积物中底栖有孔虫Uvigerina peregrina和Buliminamexicana的显微形貌特征和碳、氧稳定同位素测试等,证实有孔虫壳体未受到后期成岩作用的改造和自生碳酸盐岩的交代影响,有孔虫壳体的碳稳定同位素呈现明显的负偏。其中U1327站位中U.peregrinaδ13C为-0.67‰~-2.75‰(PDB),B.mexicanaδ13C为-0.51‰~-1.52‰(PDB);U1328站位中U.peregrinaδ13C为-0.72‰~-2.71‰(PDB),B.mexicanaδ13C为-0.58‰~-1.45‰(PDB)。底栖有孔虫壳体的碳稳定同位素负偏成因可能与水合物不稳定分解释放的甲烷厌氧氧化作用和食物源有关,因而可较好地指示海底天然气水合物系统地质背景。     

冲绳海槽中部海底气体排放分布特征及其控制因素

海底气体排放是海洋环境中碳物质从岩石圈进入到水圈中的重要地质过程,理解甲烷在该过程中的迁移方式和表征是定量评价海底甲烷排放在全球碳循环中环境效应的重要基础。本次研究使用2013—2016年采集的多波束回声测深以及二维多道地震数据,展示了与海底气体排放有关的地球物理特征,在水体、浅部地层中以及海底界面处分别识别出了束状羽状流、柱状裂隙气体疏导通道和下伏有碳酸盐岩的海床凸起,它们被解释为气体排放的地质表征,这些构成要素在空间上的叠置关系呈现了冲绳海槽中部气体排放特征,研究选取典型实例刻画了这一地质过程并总结了模型。经过分析断层与气体排放地质表征的空间位置关系,提出冲绳海槽研究区内海底气体排放的分布受到了盆地构造活动的控制,冲绳海槽发生的斜向裂谷作用导致了研究区张扭断层的形成,以拉张为主的断层为富甲烷流体提供了垂向运移通道,致使气体排放沿正断层分布。研究表明海底气体排放可以广泛发育在以拉张应力为主的地质环境中。     

海山对深水底流沉积过程及演化的影响研究进展

海山是广泛分布于深水区的一种构造地貌类型,底流则是一种长期存在于深水区的沉积动力,故二者之间将会不可避免地发生相互作用,对深水沉积过程及其演化具有不可忽略的控制作用。通过归纳总结全球海山区底流沉积过程研究成果,指出在海山的直接或间接作用下,深水底流沉积动力受到影响,流动路径发生改变,产生次级底流沉积动力,同时也可影响生物群落分布,进而导致海山区沉积地貌及岩相表现出独特的平面展布特征。随着海山区底流沉积动力和沉积地貌背景的垂向演变,不同时期底流沉积过程及其响应也有所差异。因此,海山区底流沉积动力复杂且具特殊性,造就了不同于开阔陆坡背景下的底流沉积地貌和岩相特征及时空分布规律,其对深海盆地构造和古海洋演化的指示意义也与开阔陆坡底流沉积体系有所不同。目前有关海山与底流沉积过程之间的耦合关系研究程度还相对较低,极大地限制着深水资源勘探和地质灾害预测,这一问题有必要在未来深水沉积学研究中给予重点关注。     

哈萨克斯坦伊特穆伦硬玉岩的矿物学特征

硬玉岩是一种较为少见的高压低温变质岩,不仅具有重要的科研价值,也是一种名贵的玉石材料。本文对产于哈萨克斯坦卡拉干达州伊特穆伦矿区的硬玉岩进行了岩相学观察和矿物化学成分分析,并与缅甸、俄罗斯和危地马拉的硬玉岩进行对比。结果表明,哈萨克斯坦硬玉岩主要组成矿物为硬玉、绿辉石以及少量方沸石和钠沸石,具有粒柱状变晶结构,硬玉矿物的平均化学成分为w(SiO₂)=58.38%,w(Al₂O₃)=21.88%,w(Na₂O)=12.69%,w(CaO)=3.40%,w(MgO)=2.58%,w(FeO)=0.29%。不同产地样品中绿辉石和硬玉的SiO₂含量相差不大。哈萨克斯坦样品中绿辉石Na₂O和FeO的含量略低于缅甸、俄罗斯和危地马拉,MgO和CaO稍高于其它3个产地,硬玉MgO和CaO略高于其它3个产地。     

呼伦贝尔半干旱草原区化探方法技术研究

本文对内蒙呼伦贝尔半干旱草原区的区域化探方法技术进行了研究,提出了排除风成沙干扰的取样层位和粒级,开展水化学测量也取得了一定效果。     

东海冲绳海槽泥火山发育区甲烷气体来源研究

高沉积速率、构造活动发育和高热流值3个重要地质条件促使了冲绳海槽广泛发育泥火山、气烟囱等烃类流体渗漏构造,前人对该类泥火山及气烟囱的地球物理特征做过较多的研究,但是鲜有研究从地球化学角度揭示渗漏流体来源及形成机制。本研究通过对东海冲绳海槽中部泥火山发育区2个泥火山站位开展海底钻探取样,获取浅表层60 m沉积物并开展孔隙水烃类浓度、甲烷稳定碳、氢同位素研究。通过分析发现,18-01孔孔隙水顶空烃类比值C_1/C_2为960.53～1 120.75,甲烷稳定碳同位素(δ~(13)C_(C H4))为-36.07‰～-56.60‰V-PDB,甲烷稳定氢同位素(δD_(CH4))为-163.94‰～-237.81‰V-SMOW;在18-05孔,孔隙水顶空烃类比值C1/C2为1 064.66～1 546.74,δ13CC H4为-36.10‰～-62.92‰V-PDB,δD_(CH4)为-122.86‰～-282.09‰V-SMOW。系统分析2个站位甲烷气源均为热解成因或以热解成因为主的混合成因。综合分析2个站位泥火山及气烟囱发育的地质背景以及高通量甲烷渗漏的特征认为,深部地层中有机热解成因甲烷流体是通过断层、气烟囱等运移通道,在流体超压的驱动下渗漏、扩散至浅表层地层中,并在海底形成了泥火山以及羽状流等构造。     

浅表层泥火山型天然气水合物成藏地质模型

深海环境泥火山活动为甲烷从深部向浅部迁移提供了搬运介质和通道,泥火山附近天然气水合物成藏具有独特的形成过程和富集规律。泥火山型水合物资源潜力和环境影响的理论假设已被提出,而在工程实施阶段的论述相对较少。本次研究通过调研世界范围内典型海域泥火山-天然气水合物系统研究进展和赋存规律,结合我国海域泥火山的调查成果,归纳出泥火山型天然气水合物赋存地质模型。之后分析该模型组成要素的地质记录,获得识别泥火山型天然气水合物的3G异常标志,总结出该类型水合物实用的勘探思路。     

新疆地区公益性油气调查进展与主要成果

新疆地区油气资源潜力巨大,是我国陆上油气增储上产的重点地区。“十三五”以来,公益性油气地质调查按照“盆地综合研究选方向、基础地质调查定区带、战略选区研究求突破”的工作思路,以深层—超深层、山前复杂构造带和非常规页岩油气为重点,持续加大新疆地区油气基础地质调查投入和科技攻关力度,取得了塔里木盆地深层地质结构调查1项重大进展和温宿凸起新近系、沙井子构造带志留系、塔西南和塔东南坳陷山前带侏罗系和准噶尔盆地博格达山周缘非常规页岩油气等4项油气调查重大发现和突破,形成了温宿地区“古隆起差异沉降控储控藏”、沙井子构造带“断裂主控、多期充注、晚期为主”和博格达山周缘“深部源储一体、浅部构造-岩性为主、多矿种环带分布”等3项地质理论认识,形成了“盆地级骨干地震大剖面资料拼接处理”“复杂山前带地震资料叠前目标处理解释”“广域电磁剖面测量及综合解释”等3项关键技术。支撑新疆地区油气勘查开采体制改革试点工作取得实效,带动企业实现高效勘探开发,提升了盆地深层、山前带及非常规页岩油气成藏理论认识水平,促进了地方经济和社会发展。