陆相裂谷盆地构造沉积学特征:以松辽盆地伏龙泉断陷为例

构造沉积学不仅强调大地构造背景条件对盆地演化的控制作用,同时还注重盆地内部的构造特征与沉积充填特征之间的控制及响应关系研究。陆相裂谷盆地发育过程中,构造作用强烈,盆地沉积充填过程复杂,进行构造沉积学研究对揭示盆地构造沉积演化过程具有重要意义。以大量地震、钻测井资料为基础,结合大地构造背景资料,研究松辽盆地伏龙泉断陷发育过程中的构造、沉积演化特征,分析构造活动与沉积作用之间的响应及控制关系,并由此讨论半地堑陆相湖盆的沉积充填演化规律及其控制因素。研究表明,在伏龙泉断陷盆地演化过程中,早期的火山岩隆起对盆地初始裂陷期形态具有明显的影响作用;边界断层的分布及其生长速率特征则对盆地结构演化过程起着首要的控制作用。盆地裂陷期,研究区古气候环境比较稳定,构造因素是控制该陆相裂谷盆地地层序列与沉积特征的首要因素;断裂发育特征决定了盆地的古地貌特征,而盆地的古地貌特征直接影响着盆地内部的沉积充填类型与沉积体系展布格局;区域构造抬升与断块掀斜是该半地堑盆地内部发育不整合面的主要因素。在陆相裂陷盆地的构造沉积特征研究中,构造沉积学显示出了其必要性与适用性,有利于在揭示构造沉积现象的同时,合理解释其地质成因。     

断层端部裂纹扩展相似模拟试验及力学机理

基于相似理论制作符合实际地层力学性质的先存断层模型试件,分析在一定地应力条件下试件破坏过程;利用断层端部应力场理论,揭示先存断层构造产生相应破坏模式的机理。结果表明,随着载荷的增加,微裂纹逐渐发育扩展,扩展路径逐渐趋向于加载方向,在裂纹扩展的过程中会伴随产生多条分支路径,随后裂纹相互汇合贯通使试件破坏,利用断层端部应力场理论可以判定新产生的破裂方向,其与先存断层产生的主要破坏的角度具有一致性。      

新疆低渗透储层压后返排制度优化研究

压后返排作为压后管理的重要组成部分已经得到了压裂工程师的广泛关注,特别对于低渗透储层而言,如不能及时返排出储层中的压裂液,压裂液将会进入储层深部,对储层产生二次伤害。但如果返排速度过快,又会导致支撑剂发生回流,降低压裂效果,严重的会导致井筒及井口装置的破坏。因此,低渗透储层返排控制的一个重要关键技术就是优化合理的返排流速。返排见气前,本文基于物质平衡原理,利用渗流力学和工程流体力学理论,建立了支撑剂回流及裂缝闭合时间计算模型,得到了不同时刻井口压力与最佳油嘴匹配关系图。当返排见气后,研究并分析了见气后油嘴变大的原因,给出了具体的油嘴制定方法。以新疆低渗透储层X井为例,制定了返排优化方案,取得了较好的返排效果,该方法对同类储层具有一定的借鉴作用。     

峰后围压卸载对原煤变形和渗透特性的影响

运用自主研制的煤岩热-流-固耦合试验系统,以原煤为研究对象,进行峰后轴压保持在不同应力水平下围压的卸载试验,以分析围压卸载对原煤变形特性和渗透特性的影响。研究结果表明：通过径向应变 、轴向应变 和体应变 的不可恢复变形量以及三者在力加载过程中的响应程度来定义损伤变量,满足损伤变量的变化区间[0, 1],并以此计算煤样在卸载过程中的损伤量,得到在峰后轴压 保持不变,对围压 进行卸载时,损伤量D随着 的减小而增大,煤样的损伤程度越来越大;当轴压卸荷到不同应力时,煤样的渗透率随围压卸载次数的增加而增大,表明当 减小时, 对渗透率的影响越来越重要,同时煤样内部的孔隙裂隙以发育、扩展、延伸为主。此外,渗透率k在 卸载初期,几乎不增加;当 继续卸载时, 开始增大,并且斜率越来越大,表明煤样的损伤加剧。当保持 不变,对 进行卸载时,相当于摩尔应力圆半径增大,煤样向破坏的趋势发展,发生二次破坏的可能性增大。随着 的卸载,卸围压前 越大,摩尔应力圆半径越大,煤样的承载能力就越弱,更易发生煤样的二次破坏,表现在煤样的轴向应变 和径向应变 发生突变。     

秦岭-祁连结合部位早古生代埃达克岩的发现及其造山作用意义

阎家店闪长岩体位于北祁连造山带东段,是秦-祁构造结合部位最大的早古生代复合闪长岩体,主要岩性为石英闪长岩-闪长岩。早期研究显示阎家店闪长岩体北部样品的测年结果为~440Ma,是以红土堡基性火山岩为代表的弧间裂谷(或初始弧后盆地)在中晚奥陶世向北俯冲形成的岛弧侵入岩体。区域资料显示阎家店闪长岩自北向南岩体逐渐发育平行定向构造,具有糜棱结构,片麻状构造。南部糜棱岩化闪长岩LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果显示其形成于418±3.2Ma。主微量元素地球化学特征显示其与埃达克岩地球化学特征一致,具有高Si O2,Al2O3,Na2O和Sr,低Yb和Y以及高Sr/Y和(La/Yb)N比值,无或微弱的Eu异常。低Na/K,Nb/U和Ce/Pb比值以及负的εHf(t)值表明阎家店闪长岩体主要起源于壳源物质的部分熔融。较高的Y/Yb和Ho/Yb以及Nb/Ta暗示其源岩已经转变为榴辉岩相物质。高密度的榴辉岩相基性下地壳由于重力不稳定性拆沉进入地幔,受地幔橄榄岩交代导致了阎家店闪长岩体南部样品的高Mg O含量以及Mg#。因此,自~440Ma至~418Ma秦岭-祁连结合部位的地壳在不断地加厚,~418Ma的阎家店闪长岩形成于俯冲后碰撞造山阶段,其动力学背景和时限与北祁连构造带一致。     

带有预紧功能的新型钻杆夹持器的研究

〗在分析现有机械式钻杆夹持器的问题基础上,针对解决机械钻杆夹持器的工作可靠性、操作性问题,选用铰链式的增力夹持结构,设计了一种带有预紧夹持功能的夹持器,增加了卡瓦的初始夹持力,改善了夹持器的工作性能。     

内蒙古东南缘芝瑞盆地流纹斑岩年代学、地球化学特征及地质意义

芝瑞盆地位于内蒙古东南缘克什克腾旗境内,处于西拉木伦河-长春缝合带以南、华北克拉通北缘断裂带以北的辽源地块上,属沽源—红山子铀成矿带北东段,流纹斑岩侵位于晚侏罗世早期长英质火山岩中,由南店、上柜、水泉沟等岩体组成。SHRIMP锆石U-Pb年龄表明,南店和上柜流纹斑岩锆石的~(206)Pb/~(238)U年龄分别为155.5±1.5 Ma(n=14,MSWD=0.70)和154.7±1.9 Ma(n=11,MSWD=1.11),属于晚侏罗世早期岩浆活动的产物,与芝瑞盆地流纹岩的形成时代一致。流纹斑岩具有较高的SiO_2含量,A/CNK1.0,标准矿物刚玉含量1%,源区具岩浆岩的特征;在SiO_2-(Na_2O+K2O-CaO)和SiO_2-FeO~T/MgO图解中落于A型花岗岩区;∑REE含量较高,铕负异常明显,具右倾轻稀土富集型稀土配分曲线特征;富集大离子亲石元素Rb、Th、U、Ga和高场强元素Nb、Ta、Zr、Hf,亏损大离子亲石元素Ba与Sr,10000Ga/Al=3.52~4.58,(Zr+Nb+Ce+Y)=987×10~(-6)~1339×10~(-6),在Nb-Y-3Ga和Y/Nb-Rb/Nb图解中落入A_2型花岗岩区,在Zr-Sr-Ba图解中落入低Sr-Ba流纹岩区;具有较高的(~(87)Sr/~(86)Sr)_i=0.707084~0.709303、较低的ε_(Nd)(t)=-7.11~-6.21、较年轻的T_(DM2)=1448~1521 Ma、较低的(~(206)Pb/~(204)Pb)_t=17.13~17.30、(~(207)Pb/~(204)Pb)_t=15.41~15.45、(~(208)Pb/~(204)Pb)_t=37.41~37.50和低的δ~(18)O_(V-SMOW)值=4.0‰~5.1‰,在ε_(Nd)(t)-(~(87)Sr/~(86)Sr)_i图解中位于下地壳和亏损地幔之间,在(~(207)Pb/~(204)Pb)_t-(~(206)Pb/~(204)Pb)_t和(~(208)Pb/~(204)Pb)_t-(~(206)Pb/~(204)Pb)_t图解中位于下地壳和地幔之间,说明流纹斑岩可能是源于DMM型、EMⅠ型地幔和少量古老下地壳混合形成的年轻下地壳部分熔融的产物,而且与俯冲的经历了高温热液蚀变的洋壳有关。     

西藏多龙矿集区水系沉积物地球化学数据定量分析与解释

位于西藏改则县的多龙矿集区是班公湖—怒江结合带最重要的斑岩型铜-金产地,具有较大的找矿潜力。本文利用MML-EM算法(Minimum Message Length-Expectation Maximization Algorithm)和ILR变换(Isometric Log-Ratio Transformation)为基础的主成分分析定量研究多龙矿集区水系沉积物化探数据的统计分布规律。混合分布筛分结果表明,Cu、Pb、Zn、Cr、Ni、Mn、Ag、Sn、W、Mo、As、Sb、Bi、Hg和Au的元素含量都服从包含两个对数正态分布的混合分布。大部分元素的高均值子分布反映了该地区多期次岩浆或热液活动。通过作ILR变换(Isometric Log-Ratio Transformation),消除了多龙地区化探数据的闭合效应,第一主成分的元素组合指示该地区的铜-金成矿潜力。多龙地区大部分铜-金矿床(点)和地表蚀变落在第一主成分得分较高的区域。根据第一主成分的得分,本文圈定了若干个成矿潜力较大的靶区。     

胶西北金矿控矿断裂深部特征及对找矿的启示——来自地球物理探测的证据

【研究目的 】胶东是全球著名的金成矿区,金矿床主要受断裂构造控制,该区尚有很多断裂是无矿的,以往对断裂的深部形态及赋矿断裂与无矿断裂的区别特征缺乏深入研究。【研究方法 】本文通过在胶东西北部实施重、磁、电长剖面和穿越主要金矿集区的广域电磁剖面、反射地震剖面,揭示了断裂深部特征,为赋矿断裂和无矿断裂的识别提供了重要证据。【研究结果 】地球物理探测表明,胶西北地区的断裂构造有陡倾角的深断裂、缓倾角的铲式断裂和陡倾角的小断裂,其中控矿的三山岛、焦家和招平断裂均是铲式断裂。结合对金矿床的研究发现,矿床主要赋存于缓倾角断裂中,矿体呈阶梯分布特征,陡倾角的深断裂中未见明显的金矿化蚀变,现今金矿床赋存的最大深度在5 km左右。【结论 】综合分析认为,低角度拆离断层和连续性不好的高角度小断层有较好的物理圈闭条件,有利于矿化富集;而产状平直、陡倾的深断裂不具备物理圈闭的条件,不利于成矿。胶东型金矿的找矿方向应集中于缓倾角的铲式断裂及其派生、伴生的陡倾角小断裂附近。     

低频标准振动台系统和振动校准技术研究

校准是保证传感器测量数据准确的前提。低频振动传感器在地震观测、土木水利与建筑工程、机械与运载工程、能源与矿业工程等领域愈来愈获得广泛应用。这些传感器都需要在低频振动标准装置上进行校准,而低频标准振动台是低频振动标准装置的关键设备,低频标准振动台的设计和制造技术通常决定了一个国家低频振动校准的水平。振动台在校准中用于产生标准振动信号,通常情况下是正弦信号,但校准激励信号有从稳态正弦信号向随机信号发展的趋势。目前,低频振动传感器的校准通常是在实验室进行的,但是一些在线监测系统对传感器的现场校准提出了要求。本文重点研究了以下3方面内容:(1)低频标准振动台的控制技术。建立了低频标准振动台的数学模型,并实际设计了一种便携式的低频标准振动台,对设计的低频振动台进行了测试。测试结果表明,该振动台加速度信号可以低至0.5Hz,速度信号可以低至0.1 Hz,能够满足一般低频振动传感器的校准需要,可满足省一级的计量机构、振动传感器生产商以及大量使用低频振动传感器单位的校准需求。(2)对以地震波作为激励信号的校准方法进行了研究。探索了在低频标准振动台上产生地震波的方法,在中国地震局工程力学研究所的低频标准振动台上实现了地震波复现,大部分情况下复现的地震波与原始地震波记录的相关系数可以达到0.95以上。随后以地震波作为校准激励信号,对传感器进行了校准,将校准结果与激光干涉法振动绝对校准方法的校准结果进行了比较,获得了理想的结果。(3)对振动传感器的现场校准方法进行了探讨。虽然以往自标定(校准)方法一直在使用,但并未对系统进行详细的分析研究。本文针对4种类型的内置校准线圈传感器,分别利用自校准方法和激光干涉法振动绝对校准方法进行校准。2种校准方法的校准结果表明,低频段(10Hz以下)结果一致,高频段有偏差。以无源伺服式振动传感器为例,对自校准下的传感器数学关系进行了系统的分析,自校准时的反感应电动势、感抗(自感和互感)是造成这种偏差的原因。本文第一章阐述文章的背景,第二、三、四、五章是文章的主体,对本文重点研究的问题进行了阐述。第六章对未来的工作进行了展望,提出了低频标准振动台的发展方向和实用的现场校准系统实现的方法。