全球干热岩资源开发诱发地震活动和灾害风险管控

干热岩地热资源作为一种绿色可再生的新型能源,其开发利用已成为当前世界各国尤其是发达国家能源战略的重要组成部分.但由于干热岩位于地壳浅部3～10 km,在采用增强型地热系统(EGS)等通用开发方式过程中,伴随着地壳应力状态的扰动,部分开采项目发生较大震级的诱发地震事件,甚至造成明显灾害、引起社会问题,亟待实现科学利用和风险管控.鉴于此问题在平衡能源开发战略和社会安全领域的重要性和关键性,本文梳理了全球干热岩开采诱发地震的总体情况、典型案例,整理了在成因和机理研究、地震灾害风险管控和缓解等方面的研究进展.综合分析结果表明,已有EGS项目案例中诱发地震震级超过3.0的达到31.2％、主要与断层活化有关,最大的诱发地震可发生在注水压裂、关井后、循环生产等各阶段.干热岩开采诱发地震有多种成因,已有案例多为多种成因共同作用,其中的关井后的尾随效应是目前重大难点.目前世界各国已开展了广泛的诱发地震机理研究并探索多种减灾措施,认为累积注水体积、注水速率与最大诱发震级之间不存在普适性的定标关系,前瞻性预测需要采用"一井一策"的方式.在缓解诱发地震灾害风险上,普遍采用科学的流体注入策略、对注采策略进行验证校准、持续开展地震活动监测等系列措施.此外,对储层的临界应力状态和应力时空演化的量化描述、地热储层内的先存断层与裂缝的探测识别、可有效管控地震发生的流体注入策略等,是当前干热岩资源开发减轻地震风险的主要技术难点,而利用地热储层实时感知信息技术、采用新的注入热交换载体、发展前瞻性的地震预测方法是该领域目前重点关注的技术方向.根据我国的干热岩资源开发和减轻地震灾害风险的实际情况,亟待建立开采场地安全性和灾害风险评价、多学科的地震监测网络和分析技术、地震灾害风险管控红绿灯系统等技术体系,并加强关井后的尾随现象、多场耦合等科学问题的基础研究.     

三维井间地震侧面波传播特征及其分离研究

井间地震与常规地震相比具有较高的分辨率,同时波场也更加复杂.利用视速度特征的差异很容易地分离井间上下行波场,根据纵横波偏振特征的不同可将纵横波完全分离,但是针对井间地震侧面波的研究并不多.本文构建高速透镜体和断层模型进行波场数值模拟,通过对三维地震波场的传播特征进行分析可知,井间地震接收的波场既有岩性分界面的响应,还会有侧向地质不均匀体产生的干扰,严重影响成像的质量和精度.经偏振旋转后的T分量记录对物性横向变化较为敏感,综合分析X、Y、Z分量和T分量上不同连井剖面的波场传播特征,可对侧向传播的干扰波进行有效识别,利用线性Radon变换可以在一定程度上将侧面波进行压制,为后续井间地震资料处理提供高信噪比的数据.本文通过理论模型进行试算研究,验证了该方法的有效性,并对理论记录取得了较好的分离效果.     

洱海沉积物中有机质和DNA的分布特征

测定了洱海沉积物中有机碳、氮,提取了沉积物中的DNA。有机碳氮呈现相同的变化趋势降解主要发生在表层10cm;7cm前后氧化-还原条件变化,微生物电子受体改变,所以有机质的降解方式不同,出现不同的特征。利用分子生物学和地球化学相结合的方法,能更全面的认识和理解早期成岩过程。     

川西汉旺地区雷口坡组四段风暴岩特征及地质意义

通过野外实测剖面和镜下薄片观察,川西汉旺地区雷口坡组四段发育典型的风暴岩,具有底冲刷—充填构造、风暴砾屑层、菊花构造和丘状交错层理等典型风暴沉积标志。根据该风暴岩岩性、沉积位置、沉积标志组合特征,共识别出三种风暴沉积序列类型:1)序列Ⅰ由侵蚀底面及砾屑段、粒序段组成,代表靠近风暴浪基面附近的台前缓斜坡下部环境; 2)序列Ⅱ由侵蚀底面及砾屑段、粒序段、平行纹层段、丘状纹层段组成,代表靠近正常浪基面附近的台前缓斜坡上部环境; 3)序列Ⅲ由粒序段、平行纹层段组成,代表台地边缘环境。风暴层序自下而上的沉积演化为:台前缓斜坡下部—台前缓斜坡上部—台地边缘,整体为一个向上变浅的沉积序列。     

鄂尔多斯盆地南缘上二叠统——中下三叠统地球化学特征及其古气候、古环境指示意义

为探索陆相湖泊环境记录中二叠纪—三叠纪之交古气候演化的信息,以鄂尔多斯盆地南缘陕西铜川石川河剖面上二叠统石千峰组(P3s)和三叠系的刘家沟组(T1l)、和尚沟组(T1h)、纸坊组(T2z)为研究对象,对界面上下地层开展了系统的矿物学、岩石学和地球化学研究。通过主量和微量元素、碳氧同位素以及TOC测试对古盐度、古氧化还原环境和古气候演化规律进行分析。测试结果显示在二叠系—三叠系(P/T)界线附近主、微量元素和碳、氧同位素发生较明显的变化,气候环境代用化学指标的波动指示了从晚二叠世至早中三叠世鄂尔多斯盆地的古气候、古环境的变化。研究结果表明上二叠统石千峰组形成于河流-三角洲沉积环境,氧化程度相对低,古气候相对温暖湿润;下三叠统刘家沟组与和尚沟组的紫红色砂泥岩代表水体较浅的河流-三角洲相,强氧化环境,气候干旱炎热;而到中三叠统纸坊组沉积期,湖平面上升,元素的迁移作用加强,氧化程度变弱,气温降低,气候转为半干旱半湿润气候。碳同位素分析结果显示,鄂尔多斯盆地陆相P/T界线上δ^13CPDB存在显著负偏,与全球范围内的海相P/T界线具有一致性,说明在华北地台陆相P/T界线上同样存在气候突变和生物灭绝等重大地质事件的沉积记录,与海相地层可对比。     

陕西岐山蓟县系碳氧同位素特征及其古环境意义

陕西岐山二郎沟蓟县系剖面位于华北克拉通南缘,发育一套浅海相碳酸盐岩,自下而上出露龙家园组和巡检司组。两个岩组共采集、测试了碳、氧同位素样品184件,结果显示δ13 C值落在-1.747‰～1.144‰之间,总体上较稳定,平均值为-0.523‰;δ~(18)O值整体在-8.662‰～-2.540‰之间,大部分落在-5.5‰至-3‰,平均值为-4.469‰,低幅高频振荡。碳同位素旋回性较明显,可以进一步划分出4个旋回。碳、氧同位素曲线与燕山地区蓟县系已有研究结果相似性较高,其中,巡检司组近顶部出现的约为2‰的负偏事件,可大致对应于蓟县剖面雾迷山组顶部至洪水庄组的负偏事件。碳同位素的升降趋势及藻类数量(叠层石)丰度变化表明当时海平面在不断变化。此外,二郎沟剖面研究结果还与俄罗斯南乌拉尔阿孜瓦尔组以及加拿大霍恩比湾群的碳、氧同位素曲线也颇为相近,符合全球中元古代碳同位素组成特别稳定的特征,是对全球统一的古海洋背景的响应。     

基于可靠度理论的尾矿坝失稳概率及敏感性分析

为了能够真实反映砭家沟尾矿库的稳定特性,运用Monte Carlo试验原理,考虑库区砂层的空间变异特性,利用Slope/W软件对尾矿库进行了概率分析与敏感性分析。分析表明,抽样方式的不同,使尾矿坝体失稳概率和可靠性指标发生了大幅波动,但是并没有使安全系数产生明显变化,也验证了仅将安全系数作为衡量尾矿坝体稳定性的唯一标准是不合适的;敏感性分析也表明了砂层主要参数对安全系数影响的敏感程度,同时也表明黏聚力是影响库区稳定的主要砂层因素。通过研究,为尾矿库今后的运行与管理提供了理论依据,具有一定的指导意义。     

青海省锡矿成矿特征及成矿规律

锡矿是青海省找矿潜力较大的有色金属矿之一.青海锡矿成矿时代分布较为集中,主要为印支期和海西期.锡矿床与锡矿点主要分布于东昆仑成矿带,成因类型主要为夕卡岩型.结合前人研究与地质资料介绍了青海地区锡矿的成矿地质背景、资源概况、矿床成因类型、控矿因素、成矿时代以及锡矿成矿带的划分,总结了青海锡矿的成矿特征及成矿规律,并对青海锡矿下一步找矿的研究提出了建议.     

黄河口近岸海域鱼卵、仔稚鱼种类组成及群落结构特征

为了解调水调沙期间黄河口及邻近海域鱼卵、仔稚鱼群落结构的动态变化,作者分别于2011年和2018年黄河调水调沙期间（6月—7月）,利用大型浮游生物网对该海域的鱼卵、仔稚鱼进行表层水平拖网调查。结果表明：2011年3个航次共采集鱼卵1 280粒,仔稚鱼5 973尾,隶属于7目11科13属;2018年3个航次共采集鱼卵4 104粒,仔稚鱼237尾,隶属于7目11科13属。优势种以斑鰶（Konosirus punctatus）、鳀（Engraulis japonicus）和赤鼻棱鳀（Thryssa kammalensis）等短生命周期、低营养层级的小型中上层鱼类为主。靠近黄河入海口处站位的鱼卵、仔稚鱼密度相对较高,鱼卵、仔稚鱼分布范围向黄河入海口门处集中。鱼卵、仔稚鱼的多样性指数在调水调沙过程中出现波动,过后又恢复至调水调沙前水平。环境因子Pearson相关性分析表明,鱼卵数量与环境因子间无显著相关性（P0.05）,仔稚鱼数量与叶绿素a的含量呈极显著正相关（R=0.870,P<0.01）。两个年度调查结果对比发现,总体来说调查期间黄河口及邻近海域鱼卵、仔稚鱼种类数变化不大,在适温类型组成上均以暖温种为主;2018年鱼卵、仔稚鱼采集数量均小于2011年,但是鱼卵、仔稚鱼的均匀度指数（J’）和多样性指数（H’）均大于2011年,除6月上旬航次外,其他两个航次丰富度指数（D）也均大于2011年。本研究补充了黄河口及邻近海域鱼类早期补充资源的基础数据,旨为黄河口邻近海域及渤海的渔业资源评估和养护提供依据。     

Global method for stability analysis of anchored slopes

Based on the global method, an approach is proposed to consider the effect of anchor reinforcement on slope stability, where equilibrium conditions are formulated in terms of the whole slip body. Anchor pre-tension is assumed to be undertaken by the whole slip body instead of individual slices, causing internal force within slope more realistic. Meanwhile, the optimization model for locating the critical slip surface is of weak nonlinearity and easy to solve using the conventional optimization procedures. The effects of anchoring orientation and position are thoroughly investigated, and interesting results are obtained.