中国西北及中亚区域构造研究中的地层问题

中国西北及其中亚邻国以镶嵌和线性构造并存为特征。镶嵌构造形成于新元古代至早古生代,表现为造山带环绕近似菱形的、大小不等的前寒武纪地块。线性构造则形成于晚古生代,其稳定延伸的长度常１０倍于新元古代—早古生代造山带。两类构造形成过程中陆壳增生方式不同,而...     

松辽盆地增强型地热系统(EGS)地热能开发热-水动力耦合过程

增强型地热系统地热能开发涉及到热和水动力的耦合,对应的温度和压力场时空变化特征是评价地热开发效果的关键问题。基于松辽盆地徐家围子深部地质条件,采用TOUGH2进行了地热能开发过程中裂隙-孔隙介质系统中温度和压力变化的数值模拟,分析了不同埋深水平情况下地热能开发的差别,研究了孔隙基质和裂隙介质的渗透率和孔隙度、岩石导热系数、井径、注入压力、注入温度及裂隙周围基质因素对地热能开发的影响。结果表明：采用定压力开发时生产井抽出控制整个区域的压力分布,压力梯度在注入井区域较大,并随着开发的进行,注入井的注入对压力的影响逐渐增大;温度由注入井到生产井逐渐增大,并随着开发的进行温度降低范围逐渐向生产井扩大;质量和热提取速率随时间逐渐减小。不同埋深位置的模拟结果显示,埋深大的温度相对较高,水的流动性较强,质量和热提取速率较高,压力和温度变化幅度均较大。裂隙系统的渗透率、注入井/生产井压力和注入温度、井径对深部地热开采过程中的压力和温度影响较大,从而影响热的提取效率;而孔隙基质的渗透率和孔隙度、裂隙介质的裂隙度和岩石的热传导系数的影响并不明显。     

鄂尔多斯盆地西北缘早—中侏罗世延安期碎屑锆石LA-ICP-MS定年及其物源意义

鄂尔多斯盆地西北部延安期地层分布广泛,其周缘同期地层分布零星,不同地区岩性具有一定的相似性,对该时期的盆地沉积边界和物源属性还存在争议。文中利用锆石LA-ICP-MS U-Pb测年和地球化学分析方法,探讨了西北部不同地区延安期的物源时代和性质。本次在贺兰山和桌子山地区共测试锆石年龄210个,获得193个有效的单颗粒碎屑锆石年龄。贺兰山地区大部分碎屑锆石阴极发光图像具有环带结构,且具左倾式稀土元素分布模式,大部分Th/U值大于0.4,表明锆石来源以岩浆为主,变质为次。锆石年龄绝大部分为古生代(集中于二叠纪),其次为元古宙。桌子山地区碎屑锆石具有与贺兰山相似的阴极发光和稀土元素分布特征,但碎屑锆石年龄分布差别较大。其中大部分锆石年龄(66.7%)分布于新太古代—元古宙(集中于元古宙),其次为二叠纪(22.7%)和早—中三叠世(10.6%)。通过与周缘古老地层的年龄对比认为,鄂尔多斯盆地西北部早中侏罗世延安期的沉积物源,贺兰山地区可能主要来自其西侧的阿拉善地块海西期岩浆岩,其次为西北部元古宙岩浆岩和变质岩(贺兰山群);桌子山地区可能主要为其西北部元古宙岩浆岩和变质岩,其次为海西期岩浆岩和早—中三叠世岩浆岩。早—中侏罗世延安期西缘贺兰山地区和桌子山、磁窑堡等地区的物源年龄具有一定的相似性,但仍然存在差异,需要借助于岩石学和沉积学方面的证据进一步精细刻画其物源属性。     

鄂尔多斯盆地深部咸水层二氧化碳地质储存热-水动力-力学(THM)耦合过程数值模拟

注入CO₂到深部咸水层(CO₂地质储存)被认为是一种直接有效地减少CO₂向大气排放的途径。CO₂地质储存涉及到热、水动力和力学耦合过程,该耦合过程是预测CO₂在储层中的迁移转化、评价储层储存能力和分析潜在风险的关键。基于Terzaghi固结理论,在热-水动力(TH)耦合软件TOUGH2框架中加入了力学模块,形成了新的热-水动力-力学(THM)模拟器。结合鄂尔多斯盆地CO₂捕获和储存(CCS)示范工程场地的地质、水文地质条件,采用新的THM模拟器数值分析了CO₂注入后地层中的温度、压力、CO₂饱和度、位移和有效应力的时空变化特征。结果显示:在井口保持8 MPa和35℃情况下,能够实现10万 t/a的CO₂注入量;压力上升的范围远远大于CO₂运移和温度降低的范围,注入20 a后,其最大距离分别达到接近边界10 km、620 m和100 m;位移和应力变化主要与压力变化相关,注入引起最大抬升为0.14 m,在注入井附近位置储层中有效应力变化水平方向要大于垂直方向,而在远井位置相反;注入引起井附近有效应力明显减小,从而导致了孔隙度和渗透率的增大,增强了CO₂注入能力。     

中国新疆及其邻区地质矿产对比研究

笔者初步总结了中亚主要成矿带的基本特征,并探讨了新疆邻区矿带在新疆境内的可能延伸。研究者对新疆邻区成矿带的划分、成矿建造类型和特征的认识不断在变化,因此,笔者强调,在与邻区地质矿产对比时,必须系统了解其研究历史并力求在查明控矿基本要素的基础上进行。此外,在中亚地区,与早古生代陆壳增生相关的成矿作用相当重要,而晚古生代的大规模成矿更多地表现为对已有成矿物质的继承、改造和新成矿物质的叠加,形成了多阶段成矿作用的复合,这些都属于中亚成矿域的特征,也是在对比研究中必须予以充分考虑的。通过分析和对比研究,故认为在中亚成矿域中控制大型、超大型矿床的主要成矿环境可初步概括为以下6种:(1)夹杂于显生宙造山带中的众多前寒武纪地块,在其内部形成了重要的原生铀矿和稀有金属矿床;(2)形成于早古生代陆缘增生带、成矿时代为加里东晚期的科克切塔夫东缘和北准噶尔(境外)的别斯图贝、玛依卡因、捷克利等重要的金、铜多金属矿床;(3)在加里东和前加里东陆壳围限的环巴尔喀什湖地区,具有多个峰期和在空间上相互叠加或有一定迁移规律的成矿作用;(4)境外中天山地块南部存在一条重要的成矿带,代表性的矿种是Au-Cu-Mo-W,该成矿带线性特征明显并与一个活动延续的时间长达70Ma的巨型水热系统相关;(5)南哈萨克斯坦及其以南地区,中、新生代盆地中的可地浸型铀矿及晚古生代超大型砂岩铜矿等大都形成于碰撞后的陆内环境,其成矿作用还可能与深部来源的成矿物质有关;(6)中亚的重要矿床大都产在有所谓大型“横向构造”与成矿带交叉的部位,造成呈串珠状分布的矿结。     

致密低渗透砂岩储层多尺度天然裂缝表征方法

本文利用地表露头、岩芯、测井、三维地震和微观分析资料,根据多尺度裂缝的发育特征及不同资料的精度,探讨了多尺度裂缝的表征方法。致密低渗透砂岩储层发育多尺度天然裂缝,根据天然裂缝规模以及限制天然裂缝扩展延伸的岩石力学层界面,将天然裂缝分为大尺度裂缝、中尺度裂缝、小尺度裂缝和微尺度裂缝4级,不同尺度裂缝的发育特征存在较大差异。其中大尺度裂缝主要应用三维地震资料的叠后属性进行检测和表征;中小尺度裂缝在单井上可以应用岩芯、成像测井和常规测井相结合的方法进行表征,在平面上采用基于地质和测井约束的三维地震叠前各向异性分析以及储层地质力学相结合的方法进行综合预测和评价;微尺度裂缝一般应用铸体薄片、普通薄片、扫描电镜和三维CT扫描等微观分析方法进行观察描述,通过主控因素约束的方法进行预测。利用本文提出的多尺度裂缝表征方法实现了对鄂尔多斯盆地西南部致密砂岩储层多尺度裂缝表征,可为其它致密低渗透砂岩储层多尺度裂缝表征提供借鉴。     

“钉合岩体”与新疆北部主要缝合带的形成时限

本文介绍了钉合岩体的概念,强调钉合岩体在造山带研究中具有重要的大地构造意义。在科迪勒拉增生造山带中,钉合岩体是在增生事件之后形成的;而在喜马拉雅碰撞造山带中,钉合岩体是在碰撞事件之后形成的。因此可以区分后增生和后碰撞两类钉合岩体,它们可以为限定增生或碰撞事件的时间上限提供年代学约束。特别是在缝合带被钉合岩体侵入的情况下,缝合带的形成时限(即增生或碰撞事件的起止时间)可以根据缝合带中最年轻的蛇绿岩质岩石和最老的钉合岩体给予严格限定。应用这种方法,能够限定新疆北部的主要缝合带(如额尔齐斯-斋桑缝合带、北天山缝合带和南天山缝合带等,东准噶尔和西准噶尔的蛇绿岩带)最晚是在晚石炭世形成的。西准噶尔增生杂岩也是在在晚石炭世形成的,但当时是否存在洋壳俯冲还需要进一步研究。目前的资料显示,虽然新疆北部各主要缝合带的形成时限存在一定差异,但没有三叠纪形成的缝合带。特别是南天山缝合带内发育的钉合岩体不但有效地限定了缝合带的时间上限,而且还从地质上约束了受到质疑的晚二叠世放射虫化石的可靠性和高压-超高压变质岩中三叠纪锆石U-Pb年龄的解释的合理性。     

燕山陆内造山作用的深部制约因素

中生代燕山陆内造山带是在克拉通软弱带上发育起来的。陆内造山作用受到深部条件的制约是与陆缘造山的主要区别。深部制约表现在:(1)继承性的构造活动;(2)断块的差异升降;(3)主动裂谷盆地演化;(4)岩石圈剧烈的构造变动。其中,岩石圈剧烈的构造变动和主动裂谷盆地演化直接受制于上地幔的影响,而断块差异升降是深部作用的间接反映。继承性的构造活动贯穿于燕山运动各个时期,其表现形式可以不同。这些深部影响因素随着时间是有变化的,存在交叉叠置,但是构造-岩浆活动的深度总的来说趋于越来越浅。与其他陆缘、陆间造山带对比,可以看到深部热体制调整在燕山陆内造山作用中是最重要的因素。陆内造山作用是上部地壳对岩石圈不同深度层次剧烈变动的响应,地壳以及岩石圈的加厚和随后的变薄是其实质性的构造过程,不仅导致岩石的变形,而且也引起了山脉的隆升。     

基于遥感影像的天津市土地利用时空变化研究

利用卫星遥感影像来研究城市扩展,使用遥感手段提取各时间段内城市的建设区域,并分析扩张过程的时空特征,与传统研究土地利用动态监测的方法比较,具有很大优势.本文以天津市作为研究区域,基于1997年、2007年和2017年3个时期的Landsat影像,利用面向对象分类法进行土地利用类型分类,进而对天津市20年以来城市扩展的时...