东北多年冻土区埋地输油管道周围温度场特征非线性分析

为解决冻土区输油管道周围土壤的温度计算问题,根据考虑相变瞬态温度场的控制微分方程,应用Galerkin法推导出了二维温度场的有限元计算公式.以东北多年冻土区中俄原油管道工程为背景,根据该工程区的冻土条件和气候条件,应用该方法对温热型输油管道土壤温度场进行了计算预报与对比分析.结果表明:对于输送油温为15 ℃、直径为0.914 m以及管顶埋深为2.0 m的管道,在没有铺设保温材料情况下,管顶之上的土壤在管道运行的第1年就达到热平衡状态,同时土壤融化速率在第1年达到最大,随后4a时间里迅速减小,第5年后融化速率变化趋于稳定;管道运行一段时间后,管道周围的融化圈随冷暖季节的变化呈交替式的扩展;在管道运行30 a后,融深＞10 m,即管底下的融化层厚＞7 m,而在铺设5～8 cm的聚氨酯保温材料后,融深控制在3.08～3.88 m,即管底下融化层厚为0.2～1.0 m.因此,合理使用保温方法能有效防止冻土区管道冻害的发生,同时达到保护冻土环境的目的.     

中俄原油管道沿线典型土样冻胀性试验研究

中俄输油管道穿越约500 km的多年冻土区,管道沿途地形起伏,水系和沼泽发育,使得管道工程地质条件复杂.沿线地貌单元主要可分为沼泽湿地、阶地、河漫滩、坡地以及基岩山脊等5种,不同地貌单元的岩性和冻土赋存条件均不相同.选取各地貌单元的典型土样进行颗粒分析、冻胀率等试验,分析了土样冻胀率与天然含水率、干容重、粘粒含量之间的关系.结果表明:全-强风化花岗岩冻胀率最小,冻土工程地质条件最好;含有机质粉质粘土冻胀率最大,管基需要进行特殊处理;粘土和粉土冻胀率介于二者之间,对管基进行常规处理即可.该试验定量评价了中俄输油管道沿线不同地貌单元的冻胀性,为管道在确保工程长期稳定性的基础上,选择经济、环保的施工方式提供了试验依据.     

中国-俄罗斯原油管道工程(漠河-大庆段)冻土工程地质考察与研究进展

在2005-2007年期间,先后3次对中国-俄罗斯原油管道漠河-大庆段沿线的冻土工程地质条件等进行科学考察,开展了冻土工程地质条件及其在气候变化和人类活动作用下的评价和预测研究.考察研究结果表明:管道沿线多年冻土在各类融区、季节冻土和水系等分隔作用下呈片状或岛状分布,沿线岛状、稀疏岛状及零星岛状占多年冻土区段的40%左右;管道沿线多年冻土随着气候的转暖和人类活动的影响不断退化.地形地貌单元、植被分布、地表水分条件的变化等局部因素对多年冻土的分布和地下冰的赋存产生重要的影响,管道沿线大约分布有50 km左右的沼泽湿地,其表层为腐殖质土及泥炭层,泥炭层下面分布着含土冰层或地下冰,是管道沿线最差的冻土工程地质地段;由于中俄原油管道沿线水系发育多,冻胀丘、冰椎和冰幔等不良冻土现象广泛分布.科学考察的成果为管道沿线冻土工程地质条件评价和预测、管道的稳定性影响分析以及后期的长期检测系统设置等研究奠定坚实的基础,进一步为即将开工的中俄原油管道漠河-大庆段工程的设计、施工提供科学依据.     

墨西哥湾GC238区冷泉碳酸盐岩的微结构与石化微生物特征

采于墨西哥湾GC238海底天然气渗漏区浅表层的冷泉碳酸盐岩呈结核状产出,由方解石微晶和胶结物及少量的黄铁矿构成。胶结物由直径为0.1～0.5 m的方解石化的球体、卵形体、棒状体组成,充填于方解石晶体之间。冷泉碳酸盐岩结核下表面发育有由方解石化的球体、卵形体、棒状体组成的薄层,其中的一些球状集合体（约5 m）断面显示发育有核和外壳的层圈结构。黄铁矿呈草莓状,也具有相似的层圈结构。这种层状结构与活体古细菌被硫酸盐还原细菌包裹的层圈结构相似。样品中所保存的球体、卵形体、棒状体及其所组成的层圈结构可能是石化的甲烷氧化古细菌和硫酸盐还原细菌。     

青藏高原西部赛利普中新世火山岩源区:地球化学及Sr-Nd同位素制约

青藏高原拉萨地块西部赛利普地区新生代火山岩依据主量元素可划分为超钾质、钾质和钙碱性系列,主要的岩石类型为粗面安山岩、粗面岩,一个超钾质岩石的40Ar-39Ar年龄为17.58Ma,指示出火山活动为中新世.超钾质、钾质和钙碱性火山岩都显示出富集LREE及LILE(Th、U)、亏损HFSE(Nb、Ta、Ti)的特征.超钾质火山岩具有较高的K2O(6.31%～8.55%)、MgO(6.75%～8.96%)、Cr(270.7×10-6～460.4×10-6)、Ni(142.3×10-6～233.9×10-6)含量,较高的(87Sr/86Sr)i(0.71883～0.72732)和较低的εNd(-14.78～-15.37),指示可能起源于一个前期亏损并经后期俯冲作用改造的富钾的方辉橄榄岩富集地幔源区.钾质火山岩具有比超钾质火山岩低的K2O、MgO、Cr、Ni含量以及高的Ba、Sr含量,初始87Sr/86Sr为0.71553～0.71628,初始143Nd/144Nd为0.51197～0.51198,在空间上与超钾质火山岩共生,可能是前者母岩浆的演化产物.钙碱性火山岩具有较高的Sr(881.7×10-6～1309.2×10-6)、Sr/Y比值(50～108)和较低的Y(12.05×10-6～18.02×10-6),明显亏损重稀土Yb(0.93×10-6～1.30×10-6),类似于典型的埃达克质岩成分特征但相对高钾,并具有相对低的(87Sr/86Sr);(0.70928～0.71374)以及高的εNd(-7.90～-10.91),指示起源于富钾增厚下地壳物质的部分熔融.区域上拉萨地块超钾质岩、钾质岩与N-S向地堑系在空间上共存、时间上相吻合,由此本文认为拉萨地块中新世钾质.超钾质岩和南北向地堑系的形成可能与中新世早期北向俯冲的印度大陆岩石圈断离有关.     

青藏高原东南木里地区二叠纪苦橄岩的Os-Sr-Nd同位素地球化学研究

本文报道了在青藏高原东南木里地区发现的二叠纪苦橄岩和与其共生玄武岩的主微量元素地球化学特征以及Os-Sr-Nd同位素组成。苦橄岩和与其共生玄武岩受地壳混染作用影响较小。根据苦橄岩的Ti/Y比值和初始的Os同位素组成,将木里苦橄岩分为两类:高Ti/Y型苦橄岩和低Ti/Y型苦橄岩,其中高Ti/Y型苦橄岩具有高的γ_(Os)= 5.3～ 10.7和ε_(Nd)= 5.9～ 6.4,与全球典型洋岛玄武岩的Os和Nd同位素组成接近,代表了地幔柱源区的同位素特征;而低Ti/Y型苦橄岩具有低的γ_(Os)=-4.1～ 1.2和ε_(Nd)= 3.2～ 5.0,可能表明受到了SCLM(大陆岩石圈地幔)源区物质的混染。与其共生的玄武岩具有低的γ_(Os)=-3.5～-1.6和ε_(Nd)=-0.6～ 0.7,表明其来自于不同于低Ti/Y型苦橄岩也有异于高Ti/Y型苦橄岩的地幔源区,但是也可能受到了SCLM物质的混染。基于Nd-Os同位素的地幔柱与SCLM的二端元混合模型显示:低Ti/Y型苦橄岩可能是SCLM物质组分与地幔柱起源的苦橄质原始岩浆混合形成的;与苦橄岩共生的玄武岩可能是由地幔柱来源的玄武质岩浆与SCLM小比例熔融的熔体混合形成的。     

西藏冈底斯带措勤地区则弄群火山岩锆石U-Pb年代学格架及构造意义

大规模的则弄群火山岩呈带状近东西向展布于西藏冈底斯带中北部地区.对出露状况较好的措勤地区则弄群火山岩进行了锆石U-Pb定年,以建立其年代学格架便于区域对比.措勤地区则弄群火山岩多数锆石具有生长振荡环带,部分锆石显示核边结构.在措勤达雄北西部上覆于中二叠统下拉组灰岩的1件则弄群英安岩样品的LA-ICP-MS锆石U-Ph年龄为130±1Ma,1件则弄群流纹岩样品的SHRIMP锆石U-Pb年龄为129±3Ma;在措勤达雄北东部与下白垩统多尼组碎屑岩呈断层接触的1件则弄群英安岩样品中的锆石具有两组LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄,最年轻的一组(包括增生边)为121±1Ma,较老的一组(包括核部)为131±1Ma;在措勤南西部1件则异群流纹岩样品的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为111±1Ma,与措勤地区花岗岩类的侵位时代相当.这些高质量的锆石U-Pb年代学数据表明,措勤地区的则弄群火山作用很可能开始于约130Ma,停息于约110Ma,持续时间约20Ma.区域对比表明,东西延伸约1000km的则弄群火山作用同时发生在约130Ma.区域上目前的年代学数据结合同时代岩浆作用的分布特征表明,冈底斯带中北部地区早白垩世岩浆作用不太可能由新特提斯洋壳向北的低角度或平板俯冲产生.     

松南海坨子—大布苏地区泉四段— 姚家组层序地层研究

根据工区内现有的钻井、测井和地震资料,应用以多级次基准面旋回为参照面的高分辨层序地层学理论与研究方法,对松辽盆地南部海坨子—大布苏地区的泉四段—姚家组地层进行了详细的层序地层研究,共识别出5个长期基准面旋回（相当于三级层序）,9个中期基准面旋回（相当于四级层序）,建立了研究区的层序划分方案,在连井剖面的层序地层对比基础上,建立了该区的地层格架,并对层序构成特征进行了分析,研究了储集层在层序格架内的分布规律,揭示出浊积砂体和三角洲前缘相的分流河道形成于基准面上升期,三角洲前缘相的河口坝、远砂坝和席状砂沉积形成于基准面下降期,指出浊积砂体和三角洲前缘相的远砂坝、席状砂沉积是研究区形成岩性油气藏的有利储集体。     

西准噶尔克拉玛依蛇绿混杂岩中的石榴角闪岩

本文报道在准噶尔地区发现的石榴角闪岩,该岩石产在克拉玛依蛇绿混杂岩带的百口泉地区.石榴角闪岩主要由钙质角闪石、富钠斜长石和黝帘石组成,含少量钛铁矿、绿帘石、绿泥石、榍石、石榴石、普通辉石、金红石、磷灰石、钠长石、石英和锆石.石榴石中常包裹磷灰石、金红石、钛铁矿、石英和锆石.黝帘石 富钠斜长石组合中出现少量钙铝榴石残余.百口泉石榴角闪岩中石榴石的化学组成特征以及其中出现的金红石-钛铁矿-磷灰石-石英-锆石包体组合说明,该岩石不是异剥钙榴岩退变质的产物,而是榴辉岩退变的产物(辅助证据包括二辉橄榄岩中发育的辉石出溶结构和辉石塑性变形特征).百口泉石榴角闪岩至少记录了四个阶段:石榴石-单斜辉石-金红石-磷灰石-石英-锆石组成的阶段Ⅰ(可能为榴辉岩相),普通辉石-钛铁矿-磷灰石-角闪石组成的退变阶段Ⅱ,角闪石-斜长石-榍石-钛铁矿构成的阶段Ⅲ(角闪岩相),以及绿帘石-石英-绿泥石构成的绿片岩相变质阶段Ⅳ.尽管上述演化历史存在一些不确定性,石榴角闪岩的发现为深入研究西准噶尔地区古生代洋壳俯冲带的性质及其演化过程提供了新的物质基础.     

中祁连东段什川杂岩基的岩石化学特征及年代学研究

祁连造山带被托菜南山-了高山构造带及宗务隆山-贵得构造带分为北祁连、中祁连及南祁连构造带。什川岩基位于中祁连构造带东部,由闪长岩、斜长花岗岩、二长花岗岩组成;对二长花岗岩进行U-Pb单颗粒锆石微区LA-ICP-MS同位素测定,获得444.6Ma及414.3Ma两组加权平均年龄,前者代表岩石的形成年龄,后者代表构造热事件年龄。二长花岗岩主量元素W(SiO_2)=68.66%～80.77%,w(K_2O)/w(Na_2O)>1和A/CNK介于0.95～1.21间,总体为钾质钙碱性过铝质花岗岩。岩石富集LILE元素(K、Th、Rb、Ba等),亏损HFSE元素(Ta、Nb、Y等);稀土元素总量较高(∑REE多介于109.05×10~(-6)～322.66×10~(-6)),轻重稀土强烈分馏(∑LREE/∑HREE介于7.92～31.68),稀土元素分配模式为轻稀土富集型,具中等-强Eu负异常(δEu=0.26～0.58)。岩石矿物组合及岩石地球化学特征共同表明,什川岩基为中上地壳泥砂质岩石部分熔融而成,形成温度较低,为加厚地壳拆沉熔融成因。这为祁连造山带构造演化及其深部动力学机制研究提供了新的资料。