LSQR法在位场反演中的分析与评价

LSQR法具有计算效率高、对计算机内存要求低的优点,适合于大规模问题的求解。为探讨其应用于位场反演的稳定性和可靠性,笔者以加入不同噪声的两个合成模型数据为实验对象,比较分析了Tikhonov正则化与LSQR法求解结果,显示直接利用LSQR法求解位场反问题能够得到满意的正则化解,其解模型相对Tikhonov正则化,最大相对误差仅为0.36%,说明直接利用LSQR法求解位场反问题是可行的。将其应用于四川盆地雅安地区重力三维反演,极大地降低计算成本,获取了区内沉积盆及主要断裂分布情况,为页岩气靶区优选提供了有力支撑。     

基于高斯束理论的有限频核函数计算

相对于常规射线层析速度建模,基于波动理论的层析速度建模考虑了波的带限特性,反演分辨率更高。波动理论层析的核心在于波路径(有限频核函数)的计算。文中详细介绍了一种基于高斯束算子计算有限频核函数的方法,分析了初始束宽度和高斯束出射角度间隔对计算精度的影响;并针对高斯束近源处误差较大的缺陷,提出了改进的束参数以提高近源精度;详细分析了初始束宽度和角度间隔对改进高斯束方法的影响及改进高斯束的聚焦特性;数值算例验证了该方法在缓变介质中计算有限频核函数的可行性,计算效率较高且可处理回折波的核函数。     

Study of antigorite Crystal Cell Parameters Changing with Temperature and Pressure by TEM

To determine the P‐T conditions of serpentinite without any specific metamorphic minerals is a difficult work, because the main mineral antigorite could stable at a wide P‐T range of about 400–700°C, 10–50 kbar. Observations from natural rocks and high‐pressure experiments both suggest that the length of a‐axis of antigorite (can calculate as m value) is related to temperature and pressure, which could be used as a thermobarometer. However, some researchers disagree with this point. In this study, transmission electron microscope (TEM) technique is used to measure the crystal structure of antigorite obtained by whole‐rock system high pressure experiments, and then compare with the experimental results in the predecessors’ MgO‐SiO₂‐H₂O (MSH) system, to find out the correlation between m value of antigorite and P‐T conditions in the whole‐rock system. According to this study, several conclusions have been drawn: (1) the m value of antigorite is elevated with increasing pressure; (2) the increase content of aluminum in antigorite migrate the m values to high temperature field; (3) as the temperature rises, the m value of antigorite decreases, and the water content increases.     

东濮凹陷沙三段致密砂岩储层裂缝形成机制及对储层物性的影响

为探讨东濮凹陷沙三段储层裂缝的发育特征、形成机制、主控因素及其对储层的影响,综合运用岩心观察、薄片鉴定、扫描电镜、流体包裹体分析等方法对裂缝进行了研究。结果表明:东濮凹陷沙三段储层中发育的裂缝按规模可分为宏观裂缝和微观裂缝两大类,按成因可分为构造缝、超压缝和成岩缝。构造缝走向以NNE向、NE向为主,其形成可分为两期,分别为40～35 Ma沙河街组沉积中后期和25～18 Ma东营组沉积末期。超压缝的形成与膏盐脱水、烃类充注和膏盐层封堵作用有关,形成于33～25 Ma东营组沉积时期。压实作用、溶解作用、收缩作用等成岩作用均可形成微裂缝。裂缝的形成序列为:早期构造缝-压裂缝-溶解缝-超压缝-收缩缝-晚期构造缝-溶解缝-压裂缝;裂缝的发育可以改善储层物性,宏观裂缝主要起渗流作用,微观裂缝既可作为有效的储集空间,又可作为酸性流体流动通道,产生次生孔隙带,提高储层孔隙度。     

奥陶系岩溶古地貌恢复及对气藏分布的控制作用——以鄂尔多斯盆地苏里格东区41-33区块为例

苏东41-33区块位于鄂尔多斯盆地中央古隆起的北部南缘,长期沉积间断的风化壳不整合面形成复杂的岩溶古地貌,属苏里格气田东部奥陶系碳酸盐岩气藏的重要勘探区。研究基于钻井、测井、地震及生产动态资料分析,综合运用地球物理法、残厚法和印模法,优选本溪组顶9号煤层和马家沟组马五5灰岩为标志层,深入探讨古地貌单元的恢复依据和划分标准,精细恢复岩溶古地貌形态,并明确岩溶古地貌特征及其对气藏分布的影响。研究表明:苏东41-33区块整体处于二级地貌单元岩溶斜坡之上,奥陶系古风化壳上下地层厚度可划分出上薄下薄、上薄下厚、上厚下薄等5种组合类型,细分古坡地、残丘和沟槽3个三级地貌单元;古地貌总体趋势走向为北高南低,出露层位展布由马五4过渡到马五1。中南部发育连片残丘,北部见小型零星残丘,恢复厚度低于15m,残留厚度超过85m;北部发育2条侵蚀沟槽带,充填厚度大于20m,残留厚度小于45m;古坡地分布范围广泛,周围被古残丘与沟槽所分割,残留厚度介于45m^85m之间,恢复厚度大于10m。古地貌类型对风化壳气藏分布具有明显的控制作用,岩溶残丘及残丘边缘带的古坡地储层叠合厚度增大,溶蚀孔洞充填程度低,主力含气层保存完整且连通性较好,是寻找高产井的目标区,而岩溶古沟槽相对不利于天然气富集,所钻遇气井多为低产或无产能。     

全新世以来毛乌素沙地东南缘成壤环境演变研究——以榆林镇北台为例

古土壤是重建古环境重要的信息源。毛乌素沙地东南缘的古土壤在发育程度上尚未有明确解释。陕西省榆林市的镇北台地区位于毛乌素沙地东南边缘,对气候响应敏感。本文选取厚度为524 cm的镇北台(ZBT)剖面,按照古土壤2 cm、风成砂5 cm的间隔共采集古土壤样品156个,风成砂样品58个。基于6个AMS14C和3个OSL年代样品,推测剖面古土壤底部年龄为10 cal.ka B.P.,顶部年龄为3.2 cal.ka B.P.;并结合土壤微形态特征,对镇北台剖面沉积物中常量元素特征与成壤强度进行分析探讨。结果表明,镇北台(ZBT)剖面常量元素组成以SiO2、Al2O3和Na2O为主。CIA指数指示剖面处于脱Ca、Na为主的初级风化阶段,反映了毛乌素沙地东南缘全新世以来可能以相对干旱的气候环境为主,风化成壤作用较弱,但其中也不乏幅度较小的冷暖气候旋回。土壤微形态特征也表明ZBT剖面风化程度较弱,主要矿物由石英、长石、云母和岩屑矿物构成,可见胶结物和泥岩岩屑等土壤形成物。其成壤强度变化与化学元素特征表现一致:10.0~8.1 cal.ka B.P.左右,成壤较弱,气候向暖湿转变;6.9 cal.ka B.P.左右,成壤作用稍有加强;5.5~3.7 cal.ka B.P.左右,成壤作用最强,气候相对暖湿,化学、生物风化加强,但此阶段具有明显的不稳定性.     

湖北武汉典型地区岩溶发育特征分析

本文在分析以往地质资料和完成的武汉市1∶5万岩溶塌陷调查成果的基础上,从武汉市岩溶发育的形态及规模、不同岩溶条带、不同构造条件、不同地层、不同埋深和不同地貌七个方面,分别系统总结了武汉市典型地区岩溶发育的特征。区内岩溶总体中等发育,岩溶形态主要为溶隙、溶孔以及小规模溶洞;在水平方向上存在5个走向NWW—SEE、各自相对独立的碳酸盐岩条带,其中白沙洲条带岩溶最为发育,在垂直方向上浅层溶蚀发育;各地层的岩溶发育强度依次为P2q>T1d>C2h+d>T1-2j;在褶皱核部或转折端、断层带附近、长江一级阶地、山前补给局部地区等地下水交替循环强烈地带和可溶岩与非可溶岩接触带,岩溶发育相对强烈。结论可为武汉市岩溶塌陷地质灾害防治提供地质基础支撑。     

混凝土徐变对抗滑桩结构的影响分析

混凝土徐变作用能够增大桩身弯曲变形,占用设计冗余。增大受拉侧混凝土裂缝宽度,降低结构耐久性。由于抗滑桩嵌固段属于隐蔽工程,无法及时发现此类问题,故将会对防治工程造成安全隐患。本文采用在抗滑桩埋设应变计,定期监测桩身应变数值的方法,研究了悬臂式抗滑桩在成桩后至一定时期内的实际受力变形情况。特别是对工程运行初期混凝土徐变作用下的桩身变形情况,进行了分析与总结,最后提出了抗滑桩设计时注意事项。     

中国西南河流碳、氮运移机制及其对水文条件变化的响应:以西江为例

流域碳、氮的生物地球化学循环过程关联着区域/全球尺度的气候变化,同时受到气候条件变化的影响。本次研究以我国西南喀斯特地区的西江为例,通过时间序列的高频次样品采集和分析,揭示水文条件变化对河流碳、氮动态变化的影响及其控制机制。结果表明,在高流量条件下,化学风化的加速、土壤CO2的汇入及流域内有机质的降解导致了水体δ13CDIC偏负,碳酸盐矿物的快速风化致使河水HCO3-浓度表现出强烈的"化学稳定性";对DIC、δ13CDIC、流量、温度的联合分析表明,矿物溶解、土壤CO2的汇入与河流中有机质降解的共同作用导致了西江河水碳动态的季节变化;河水NO3-浓度在高流量条件下并未表现出明显的稀释效应,反应了人为输入和化学转化过程对NO3-浓度的影响;硝酸盐氮、氧同位素的分析结果表明,西江NO3-来源受人为活动影响较大,主要转化过程为硝化作用;同位素和水化学证据表明碳酸、硫酸、硝酸共同参与流域岩石化学风化,雨季外源酸参与风化的减弱是河流中HCO3-稀释的重要原因。