模式化煤系露头剖面沉积环境分析方法

含煤岩系在富含丰富矿产资源的同时,还是地质历史时期高分辨率古环境、古气候恢复、地层旋回性及其全球成因动力学研究的有利载体。沉积环境分析是了解和认识煤系的重要方法和手段之一。为了促进煤系沉积环境分析程序的规范化和标准化以及分析结果的可靠性,以祁连山石炭纪等煤系为例进行了露头剖面沉积环境分析方法的探讨与研究。结合野外实践和前人研究成果,着重探讨了在野外工作时对沉积环境分析步骤、程序和方法。归纳总结出一套模式化的煤系露头剖面沉积环境分析方法,并将其概括为地质分层与描述-岩相归纳与环境解释-信手岩相剖面图绘制-沉积模式建立-剖面环境演化史总结等5个环节,明确了各环节分析内容和方法,指出地质分层与描述为沉积环境分析基础、岩相归纳和环境解释为核心、信手岩相剖面图绘制是主线、沉积模式建立和剖面沉积演化史总结是重点。      

利用泥质岩化学蚀变指数分析物源区风化程度时的限制因素

近年来,根据泥质岩中常量元素的摩尔数计算出的化学蚀变指数(CIA:Chemical index of alteration)、化学风化指数(CIW:Chemical index of weathering)和斜长石蚀变指数(PIA:Plagioclase index of alteration)被广泛用来反映物源区的风化程度及物源区古气候,这些指数在应用时都有一些严格的限制因素,应给予足够重视。CIA计算公式未排除成岩作用过程中钾交代作用的影响,需要采用A-CN-K[Al_2O_3-(CaO*+Na_2O)-K_2O]三角图进行判断,对发生钾交代作用的样品利用A-CN-K三角图或CIAcorr计算公式进行校正。CIW计算公式中去掉了K_2O,但没有排除钾长石中的Al元素。PIA计算公式中考虑了钾长石中的Al元素,但只适用于判断母岩中仅含有斜长石而不含钾长石的物源区风化程度。综合分析表明,在判断物源区风化程度及古气候时,CIA的干扰因素相对较少,值得推广。但即使利用从泥质岩常量元素获得的CIA值来判断物源区的风化程度时,仍需要考虑沉积分异作用、再旋回作用、沉积区进一步风化作用以及成土作用、成岩期的钾交代作用的影响,建议首先依据泥质岩常量元素的摩尔数计算出成分变异指数(ICV:Index of compositional variability),然后对ICV1的样品进行CIA的计算,并利用A-CN-K三角图或CIAcorr计算公式对CIA值进行钾交代作用的校正,该校正过的CIAcorr计算值可用来判断物源区的风化程度。     

海底水道体系沉积构型样式及控制因素:以尼日尔三角洲盆地陆坡区为例

作为当今油气勘探开发的重要目标,海底水道的沉积构型样式复杂多变,其控制因素目前尚无定论,这大大增加了相关油气藏的钻探风险和开发难度。以尼日尔三角洲盆地陆坡区为例,以近海底高频地震信息为原型,揭示了海底水道体系的外部形态样式和内部结构样式,探究了水道体系与复合水道形态特征参数间的相互关系,分析了海底水道体系沉积构型控制因素。研究认为:(1)水道体系可分为限制性、半限制性和非限制性3个大类,限制性水道体系的边界为一明显的大型下切谷界面(或峡谷),半限制性水道体系的边界也发育明显的大型下切谷,但其界面两侧发育大型天然堤沉积,非限制性水道体系则不发育大型下切谷,其中每个大类又可依据其内部复合水道的类型,细分为2个小类(下切式和包络式)。(2)水道体系内部复合水道间存在垂向和侧向2种类型的叠置,前者可细分为孤立式、叠加式和切叠式3类,后者则包括叠合式和分离式2类。(3)地形坡度与水道体系类型和规模具有一定的耦合与关联,在类似油藏规模的局部沉积体内部,陡坡段(坡度大于1°)主要发育限制性水道体系,缓坡段(坡度0.5°~1°)主要发育半限制性水道体系,平坦段(坡度小于0.5°)主要发育非限制性水道体系;随着地形坡度的增大,水道体系的宽度减小、深度增加、宽深比减小,即向"窄深型"形态发展。该项研究不仅对深水沉积学的发展具有较大的理论意义,而且对高效开发海底水道油气藏具有重要的实际意义。     

煤层分布规律新认识：气候演变控制下的聚煤模式

正确认识不同聚煤模式下煤层分布规律及其内在控制因素对于煤及煤系气的勘探至关重要。在综述古地理控煤、层序地层聚煤、异地堆积成煤和多元聚煤理论体系等理论和模式的基础上,以准噶尔盆地南缘(准南)侏罗纪含煤地层为例,提出了气候演变控制下的新聚煤模式。准南侏罗系八道湾组(聚煤期)、三工河组和西山窑组(聚煤期)、头屯河组的古气温和古湿度分别呈低—高—低—高和大—小—大—小的变化规律,是分析古气候演变作用下煤层聚集规律的有利层位。基于煤层层数、厚度变化和首煤层、末煤层、最厚煤层与煤系顶底界面距离等参数的统计分析,认为古气候变化对区域煤层空间展布具有重要的控制作用。古气候由温暖潮湿向干旱炎热转变过程中,煤层层数逐渐减少,单层煤厚先增大后降低直至消失,可将聚煤强度分为中等、强、中等和弱4个阶段,含煤地层的中下部出现较多厚煤层,是煤炭勘查的重要层位;对于八道湾组或西山窑组而言,聚煤早期煤层快速形成,聚煤晚期煤层则缓慢消失,这应该与温度持续升高背景下湿空气向干空气转换时间较长,而从干气候向湿气候转换时间较短密切相关。     

可控源音频大地电磁法在鄂东南封三洞铜矿深部找矿中的应用

丰山铜矿是一个开采历史悠久的老矿山,需要接替资源勘查。基于在鄂东南封三洞铜矿矿区开展可控源音频大地电磁测深(CSAMT)找矿工作,结合矿区地质特征对反演图进行推断解释并圈定成矿有利部位,经后期地质勘查工作验证取得较好的找矿成果。因此,可控源音频大地电磁测深为封三洞铜矿的深部找矿工作打开了找矿思路。     

全球气候变化中的云辐射反馈作用研究进展

云的形成过程及其类型复杂多样,在气候系统中发挥着重要作用.在当前气候背景下,云在大气顶的净辐射效应为负值,即对地气系统起着强烈的冷却作用.云反馈过程是当前气候变化研究中不确定性最大的因子之一,其强度会随时间、空间、云量、云高、云光学厚度等发生变化.目前,观测研究和气候模拟都表示全球平均云反馈为正值,以热带高云高度反馈和热带海洋低云量反馈两个正反馈为主,但是云反馈仍然存在较大的不确定性.在温室气体驱动的全球变暖下云如何对气候系统进行反馈至关重要,它直接影响气候敏感度的估算并决定着气候模式对未来全球变暖预估的准确性.因此,云反馈强度也会在很大程度上影响温室气体减排政策的制定.为此,本文回顾了云在气候系统中反馈作用的最新研究进展,指出了该研究领域当前面临的关键挑战,最后,对未来需要开展的研究进行了讨论与展望,以期为全球和东亚区域云辐射物理过程模拟、模式不确定性分析以及未来气候变化和全球变暖预估等方面的研究提供系统的科学参考.     

海上油田河流相复合砂体构型级次解析*

在现有的碎屑沉积地质体构型分级方案基础上,充分考虑自然界中河流沉积演化规律以及海上油田的资料基础与经济开发尺度等因素,遵循地质体分级原则与依据,建立了海上油田河流相复合砂体构型分级方案。从地质成因、主控因素、时空规模等方面系统阐述了河流相复合砂体13级构型单元的基本特征,并解析其与相关沉积地质体级次的关联性。与现有的储层构型分级的差异主要在于新增了“复合点坝”级次,复合点坝是多期残存点坝以复合体形式叠置而成的沉积单元,该级次是储层构型理论、海上油田资料分辨能力与经济开发尺度三者的契合点,是海上油田“地震导向、井震联合”构型研究思路的良好实践。河流相复合砂体构型分级对于指导海上油气开发具有一定的优势。     

大气颗粒物理化特征和影响效应的研究进展及展望

大气颗粒物,尤其是细颗粒物PM_2.5,是有毒和有害物质的载体,对人体健康具有重要的影响,同时大气颗粒物具有吸湿性、光学吸收和散射能力以及云凝结核活性等,对环境和气候变化具有重要的作用,大气颗粒物进一步的长距离输送还会对区域和全球地球化学循环产生重要影响.总结了当前大气颗粒物的物理化学特征研究进展,分析了离线和在线分析技术在大气颗粒物主要组分检测中的应用,阐述了大气颗粒物源解析技术的应用现状,以及由于大气颗粒物污染对环境、气候、人体健康和地球化学循环等产生的影响,最后展望未来大气颗粒物研究的重点问题.      

大气微纳米颗粒物界面反应与矿物协同演化意义

综述了大气气溶胶颗粒物的特征、颗粒物的界面反应与矿物协同演化意义;重点介绍了大气颗粒物粒径分布和矿物成分,以及常见有毒有害气体的界面反应产物特征与关键化学过程;总结了矿物颗粒在大气气溶胶形成过程中汇聚、调控、催化的作用,以及颗粒物与大气中SO₂、NO_x的协同反应机制;分析了微纳米颗粒对二次有机气溶胶形成的影响,以及大气矿物相颗粒界面反应产物组合及协同演化作用.可为进一步研究大气颗粒物与大气中痕量污染气体反应形成二次气溶胶进而影响大气化学组成的过程提供指导,对深入探讨大气矿物颗粒表面特性在复合污染物中多介质反应的微界面化学过程,矿物尘-污染物气溶胶体系在雾-霾形成、转换、新生粒子和阻断行为的复合作用具有重要的环境学意义.      

柴西缘阿尔金山前下侏罗统层序地层与岩相古地理研究

柴西缘阿尔金山前侏罗系与柴北缘侏罗系具有相似的沉积背景,发育较好的泥页岩层段,具有一定的页岩气资源潜力。通过对野外露头与钻孔岩芯沉积特征的研究,建立了柴西缘阿尔金山前下侏罗统小煤沟组层序地层格架,恢复了基于三级层序的岩相古地理,并对沉积演化特征进行分析。小煤沟组岩性主要为泥岩、页岩、粉砂岩、砂岩、砾岩,发育湖泊、扇三角洲和辫状河沉积体系,包含半深湖、滨浅湖、湖湾、扇三角洲平原、扇三角洲前缘、河床、泛滥平原等沉积相。根据区域不整合面、河流下切谷冲刷面等层序界面,将小煤沟组划分为3个三级层序,每个层序内均发育一定厚度的泥页岩段。在单剖面和对比剖面沉积相分析的基础上,以三级层序为作图单元,利用单因素分析多因素综合作图法恢复了研究区古地理面貌。小煤沟组整体呈现北部半深湖、滨浅湖,南部以及东北部扇三角洲、河流的古地理格局,地势具有东南高西北低的特点,此时阿尔金山尚未隆升,物源主要来自于南部的柴达木盆地腹部隆起以及东北部的古阿拉巴什套山,盆地沉积中心主要为清水沟以及小西沟东北地区,发育厚度巨大的泥页岩段,为侏罗系页岩气勘探的有利地区。