Laboratory Simulation of the Formation Process of Surface Geochemical Anomalies Applied to Hydrocarbon Exploration

The formation mechanisms and processes of geochemical anomalies used as proxies in surface geochemistry exploration (SGE) have not been well understood. Previous studies cannot realize 3D measurement of microseeping hydrocarbons from reservoirs to the surface, which made it difficult to understand the features and pathways of deep hydrocarbon microseepages. Understanding the processes of hydrocarbon microseepages will contribute to the acceptance and effectiveness of surface geochemistry. Based on a simplified geological model of hydrocarbon microseepages, including hydrocarbon reservoir, direct caprock, overlying strata and Quaternary sediments, this work established a 3D experimental system to simulate the mechanisms and processes of deep hydrocarbon microseepes extending to the surface. The dispersive halos of microseeping hydrocarbons in the subsurface were adequately described by using this 3D experimental system. Results indicate that different migration patterns of hydrocarbons above the point gas source within the simulated caprock and overlying strata can be reflected by the ratio of i-butane to n-butane (i-C4/n-C4), which follow diffusion and infiltration (buoyancy) mechanisms. This is not the case for vertical measurement lines far from the point gas source. A vertical gas flow in the form of a plume was found during hydrocarbon microseepage. For sampling methods, the high-density grid sampling is favorable for delineating prospecting targets. Hydrocarbon infiltration or buoyancy flow occurs in the zones of infiltration clusters, coupling with a diffusion mechanism at the top of the water table and forming surface geochemical anomalies. These results are significant in understanding hydrocarbon microseepage and interpreting SGE data.     

松花江白山河段冰情数值计算及分析

根据水动力学、河流动力学、热力学、河冰水力学及固体力学等原理,针对松花江上游白山河段具体特征,建立了河冰数学模型,并应用有限差分计算方法,对白山河段冬季冰情演变进行了精确模拟。应用该河段1958-1973年共15年完整的地形、气象、水文、热力、冰情等原型观测资料,分别进行了模型参数率定及冰情数值模拟。研究结果表明:白山河段的封冻首先开始于白山坝址下游4 km的大崴子河段,然后封冻边缘逐渐上溯,最终到达松14断面;计算的白山河段冰花堆积体外形与河床纵剖面呈相似趋势;各种水力及冰情要素的数值计算结果和实测值吻合较好,所建立的数值模型能较好地模拟该河道的冰情。研究结果对东北地区河流冬季冰情研究及冰害防治具有一定的借鉴意义。     

祁连山中段白垩纪以来阶段性构造抬升过程的磷灰石裂变径迹证据

祁连山作为青藏高原的东北边界,是研究青藏高原隆升和扩展的重要区域,利用磷灰石裂变径迹分析反映的祁连山地区白垩纪以来阶段性隆升和扩展新认识对理解青藏高原的隆升过程有重要的意义。分别采自南祁连陆块、疏勒南山—拉脊山缝合带、中祁连陆块和北祁连缝合带22个样品的磷灰石裂变径迹年龄介于(124±11)Ma与(13±2)Ma之间,平均径迹长度介于(13.6±2.3)μm和(10.3±1.8)μm之间。时间-温度反演模拟结果表明祁连山地区至少经历了3个重要构造活动阶段:1)白垩纪早期((129±14)~(115±17)Ma)祁连山隆升,南祁连陆块和疏勒南山—拉脊山缝合带的冷却速率及剥蚀速率均较大,并且祁连山南部可能率先抬升而初步构成高原的东北边界;2)白垩纪中晚期—中新世((115±17)~(25±7)Ma)祁连山构造平静,南祁连陆块和疏勒南山—拉脊山缝合带冷却速率及剥蚀速率均较低;3)中新世以来祁连山由南向北逐渐扩展,构造活动强烈而最终形成盆-山构造地貌格局。祁连山白垩纪早期的快速冷却过程可能是受拉萨地块和羌塘地块碰撞的影响;中新世以来向北扩展则主要是受印度—欧亚板块碰撞的影响。     

塔里木盆地库车坳陷中生界构造古地理分析

运用区域地面地质、地震、钻测井等资料的综合分析,对库车坳陷中生界的盆地结构、构造样式、中生界各层序原始地层厚度和沉积相分布、古隆起形态、区域构造演化等方面进行研究,重建了库车坳陷中生代盆地构造古地理,并对盆地原型成因进行分析。库车坳陷残留中生界总体上为北厚南薄、北剥南超的地质结构,北部强烈角度不整合在南天山海西期褶皱带,南部微角度不整合面在寒武-奥陶系之上,南部边缘沿着温宿-西秋-牙哈古隆起有基底断裂活动。北部单斜带为冲积扇和辫状河三角洲,克拉苏构造带为深湖,南部沿着古隆起带为缓坡三角洲、浅湖。库车坳陷中生代原型盆地位于南天山海西期造山带和塔里木克拉通边缘过渡带之上,地壳均衡可能是盆地沉降的主要动力。南缘古隆起带在南天山洋扩张期为塔里木克拉通台地与被动大陆边缘的台地边缘,南天山洋闭合期为前陆隆起带,发育基底断裂和断块差异活动,在中生代有继承性活动,晚新生代新天山挤压隆升使古隆起带发生挤压变形,成为新天山逆冲变形造山楔的前锋。     

辽中凹陷反转构造及其对郯庐断裂带走滑活动的响应

辽中凹陷发育多种样式的反转构造,其形成演化与郯庐断裂带辽东湾段新生代的脉动式活动有直接关系。通过最新的地震剖面、相干体切片等资料以及平衡剖面恢复等方法,对辽中凹陷反转构造的几何学形态、演化过程和反转期次进行研究,并结合区域板块活动背景,分析反转构造演化过程及其对郯庐断裂带新生代活动的响应。结果表明:辽中凹陷发育反转断裂、反转背斜、泥底辟、隐伏凸起等多种类型的反转构造,且沿郯庐断裂带呈带状展布。辽中凹陷在新生代主要曾经历了三期构造反转,分别发生在沙三段沉积末期、东营组沉积末期和明化镇组沉积末期。三期构造反转均与郯庐断裂带的走滑压扭活动有关,从根本上受控于周边板块活动背景的变化:第一期反转是由于太平洋板块俯冲方向和速率发生变化,导致郯庐断裂带由左旋走滑转为右旋走滑,由走滑张扭转为走滑压扭,形成反转构造的雏形;第二期反转的动力主要来源于太平洋板块对中国大陆向西的推挤作用,导致渤海湾地区受到整体挤压以及郯庐断裂带发生走滑压扭,使反转构造定型;第三期反转是由于太平洋板块的加速俯冲促使郯庐断裂带晚期再次发生走滑压扭活动,对早期反转构造进行改造。其中沙三段和明化镇组沉积末期的反转为局部反转,强度较弱,东营组沉积末期的反转为区域反转,强度最高。     

基于变动范围法(RVA)的信江水文改变及生态流量研究

选择信江下游梅港站1950~2010年日径流量,根据流域大型水库界牌枢纽运行时间将梅港站径流序列分为建库前(1953~2001)和建库后(2002~2010)两个时段。采用变动范围法(Range of Variability Approach,简称:RVA)分析水库运行对下游梅港站流域生态水文指标改变度,并分析了信江下游生态流量。研究表明:33个水文指标有22个发生中高度改变,11个指标发生低度改变,其水文综合改变度为0.51,属于中度改变;梅港站生态流量值均在RVA阈值内,基本能够保持河流稳定流量,但2月、7~9月及12月河道生态流量大于RVA下限。可适量增大水库下泄水量,降低对下游河段生态系统的威胁。     

北京山区泥石流预警阈值初步研究

泥石流预警阈值,是突发地质灾害防灾减灾的重要参考指标。本文结合北京山区泥石流灾害特点和已有降雨阈值研究成果,一方面在泥石流沟易发性、物源和危害人数进行分级的基础上,提出不同级别沟谷在不同前期降雨条件下,不同发灾概率的激发雨量,极大地方便了中短期预警实际工作;另一方面将泥石流流域降雨量、土壤含水率、次声、泥位4个参数,作为泥石流短临灾害预警关键物理参数,开展了泥石流专业监测设备预警阈值研究。最终,从技术层面上构建不同时间维度的泥石流监测预警阈值体系,为北京山区泥石流监测预警提供技术支持。     

塔中地区卡1三维区块奥陶系鹰山组台内滩的地震相特征与分布

塔里木盆地塔中地区奥陶系鹰山组是海相碳酸盐岩油气勘探的有利目标层位。为查明塔中地区卡1三维区块鹰山组台内滩储层的空间分布,基于大量的岩心、钻井、地震资料,通过井震对比,分析台内滩的地震反射特征,并在此基础上预测卡1区块内鹰山组台内滩的分布。研究认为,台内滩内部多具有高频无序反射,振幅的强弱变化明显,且不均匀,两翼地层厚度有较明显的变化,与相邻层位岩性有明显差异;在顶面和底面多具有宽、缓的透镜状或丘状地震反射波外形,台内滩附近的围岩,较明显地超覆或披覆在台内滩之上。在精细解释三维地震资料的基础上,利用地震属性,对鹰山组古地貌进行了恢复,预测卡1三维区块奥陶系鹰山组的台内滩有利发育区,为区内高能滩相储集层的评价奠定基础。     

2001年秋季风对坦帕湾盐度平衡的影响

利用三维高分辨率有限体积的近海海域模型FVCOM来分析2001年秋季期间风作用对坦帕湾区域盐度平衡的影响。为了区分风的影响,分别设计了两个实验：一个由潮汐和河流作为驱动,另一个由潮汐、河流以及风场共同驱动。结论如下：首先,风作用会使盐度产生变化,能够明显地使坦帕湾内的盐度增加,并导致水平和垂直方向上盐度梯度的减少;随后,本文分析了坦帕湾区域内的盐度平衡,主要的盐度平衡来自于全部（水平和垂直方向上）平流的盐度流量分歧以及除去海峡底部的垂直方向上盐度流量分歧;最后,对由风引起的盐度变化进一步进行分析,结果表明风作用不能改变盐度平衡地位的相对重要性,由风引起的盐度平衡改变高度依靠于特殊的地形,除此之外,全部平流盐度流量分歧和垂直散布盐度通量分歧能够抵消,并且两者都远大于水平散步盐度流量分歧。     

桂西地区二叠系合山组铝土岩的沉积环境*

桂西地区二叠系合山组铝土岩的沉积环境存在海相、陆相之争。通过对桂西二叠系铝土岩的区域调查及钻孔样品微量元素地球化学数据的分析,认为桂西二叠系铝土岩产出于陆相环境。从铝土岩分布情况看,桂西二叠纪各孤立碳酸盐岩台地上均广泛分布铝土岩沉积,该区域产出特征证明矿层是在碳酸盐岩台地全部暴露地表的环境下形成的。从铝土岩层与下伏茅口组灰岩的接触关系来看,铝土岩层底部存在茅口组灰岩砾石,在部分剖面尚见下伏茅口组灰岩中充填铝土岩等现象,说明铝土岩矿化过程直接于茅口组灰岩的古喀斯特面上完成。此外,在矿层中发现古植物根茎化石也是铝土岩形成于陆相环境的有力证据。从微量元素地球化学结果来看,来自铝土岩层样品的硼含量均小于10×10^-6,Sr/Ba值范围为0.29~1.61,平均值为0.92,Rb/K值范围为0.0011~0.0025,平均值为0.0017,以上指标结合V/Zr-Zr/Cu图解的判别,结果均指示铝土岩形成于陆相淡水环境。