断层面高精度形貌对比研究: 基岩区古地震研究的选址

随着断层面形貌测量、宇宙成因核素测年、物理和化学指标测定等一系列先进技术的发展, 已有大量的研究案例成功地从基岩断层面上提取了古地震信息, 基岩断层面在古地震研究方面的优势被不断发掘。然而, 沟谷等地表过程的侵蚀作用, 也会使得基岩断层面出露。这种非构造成因的断层面, 很容易与构造成因的断层面混淆, 却不记录古地震信息。已有的研究工作, 缺乏对这两种断层面出露方式的系统研究, 更缺少对适合于古地震研究的基岩断层面特征的归纳总结, 这将不利于在基岩区开展古地震研究工作。为了解决这一问题, 选取了山西地堑系的马家窑和南马庄两处基岩断层面, 采用小型无人机航测(s-UAV)结合陆基三维激光扫描(t-lidar)技术, 获取了基岩断层面高精度形貌及周围的三维地形数据, 将断层面形貌特征的定量分析结果与断层坎精细的地貌解译结合, 研究基岩断层面的不同暴露方式下的形貌特征。结果显示, 马家窑基岩断层面受沟谷侵蚀而逐渐暴露, 表面形貌呈现出连续平滑的特征, 不具有地震活动信息。南马庄基岩断层面的形貌显示出明显的阶跃式分带特征, 具有分段出露的特点。结合精细地貌解译的结果, 这种出露特征可能与周期性的地震活动有关, 并识别了两次同震倾滑位移量为3.1 m和3.3 m的古地震事件。最后, 本研究强调了在开展基岩断层面古地震研究时, 选择合适的研究地点的重要性, 对比了构造活动和地表侵蚀两种成因断层坎的特点, 提出了适合提取古地震信息的基岩断层面的特征和识别原则。

     

基于面积-高程积分的叶尔羌河山区流域地貌发育特征及其控制因素研究

以叶尔羌河山区流域为研究对象, 利用ArcGIS中的水文分析工具获得1357个集水区的面积-高程积分(HI)值, 定量化研究帕米尔弧形构造带东缘叶尔羌河山区流域的地貌发育特征及其控制因素。结果表明: 1)叶尔羌河山区流域的1357个集水区面积与HI均值的相关性较差(R²=0.0936), 表明集水区面积对HI均值的影响较小; 2)HI值介于0.0717~0.6485, 均值为0.4056, 整体处于地貌发展的壮年期, 是构造、岩性和气候等因素共同作用的结果; 3)HI均值排序为断裂带区域(0.4148)>整个流域(0.4056)>非断裂带区域(0.4004), 表明构造活动是地貌发育的影响因素, 其影响主要表现在断裂带的规模和活动性; 4)非断裂带区域不同岩性的HI均值排序为: 变质岩(0.491353)>冰、雪及现代冰川(0.491351)>花岗岩(0.4426)>海相沉积岩(0.4098)>陆相沉积岩(0.3890)>海陆交互相沉积岩(0.3813)>第四系沉积物(0.3598), 表明岩性是地貌发育的重要影响因素, 且岩石的抗侵蚀能力差异是影响岩性与地貌的关系的重要因素; 5)气候主要通过降水和气温控制河流径流量来影响河流的侵蚀作用和搬运作用进而影响流域内地貌发育, 多年平均年降水对流域的地貌发育的影响较小, 多年平均年气温对流域的地貌发育有特别重要的影响, 是气候对地貌发育的主要控制因素。

     

区域地下水污染综合评价研究现状与建议

区域地下水污染综合评价研究是一项总结区域地下水水质特征、评估地下水水质和污染状况、分析其驱动机制、研判其演化趋势的重要基础性工作,也是地下水污染防控以及水质改善的重要依据。受水文地质领域一些传统概念、观念以及技术方法的限制,在水质综合评价、污染评价、天然劣质水与污染的区分、人类活动影响等方面存在诸多问题和挑战,认知的科学性和可靠性不断受到质疑,给政府管理部门的应用和决策带来困惑。本研究通过梳理分析近年来区域地下水污染综合评价的研究现状,回顾总结了在水质综合评价、背景值、污染评价、劣质水和劣变水评估以及人类活动识别等方面存在的问题,提出了几点认识和建议:(1)“指标分类评价-组合表达”的水质及污染综合评价思路,可为解决现阶段水质及污染综合评估容易造成歧义和误导的问题提供新的方向;(2)视背景值的建立不仅能够解决传统概念背景值无法获取的问题,还能有效进行污染判定、劣质水和劣变水评估以及人类活动识别,是一项亟待全面开展的基础性工作;(3)劣质水和劣变水概念及评价思路的提出,对区分天然劣质水和污染水具有借鉴意义,在科学回答这两类水对我国地下水水质的影响、帮助决策者理解水质不安全成因等方面有重要意义,但是方法学方面需要进一步探讨;(4)对人类活动影响的识别和量化,进一步推动了对输入型污染、诱导型水质恶化以及水化学场变化所引起的各种水质问题的认识,进而对判断水质演化趋势、污染防控、分类解决水质问题具有重要的意义。     

六盘水地区煤层气井合层排采实践与认识

为了提高煤层气井合层排采效果,需要合理划分排采阶段并制定与之对应的管控措施。基于贵州六盘水地区以往煤层气勘查与试采工作,分析该区二叠系龙潭组煤层气地质条件和煤储层特征,对比分析两口煤层气井合层排采管控制度及其效果。结果表明：研究区具有煤层层数多、单层厚度薄、含气量高、储层压力大、煤层渗透率低、局部构造煤发育等煤层气地质特点,使煤层气井排采过程中压敏效应和贾敏效应较明显,储层伤害较严重,煤层气井高产时间较短,产气量较低。应该优选厚度较大、含气性好的原生结构煤层或煤组进行射孔压裂。在合层排采过程中,对排采阶段进行合理划分,并根据排采阶段控制流压、套压、流压降幅、套压降幅和液面高度等参数,可有效减小压敏效应、贾敏效应、速敏效应等储层伤害。合理的合层排采管控有助于实现控制产气量稳定平稳上升、煤层气井长期稳产与高产的目标。     

基于混合聚类的岩体结构面优势分组方法

提出一种基于凝聚层次法和模糊C均值法的混合聚类法,用于对岩体结构面的优势组划分。该方法将结构面投放到在单位球面上,并使用欧式距离作为极点的相似性度量准则。先剔除结构面数据中的孤值产状,然后用凝聚层次法得到初步聚类结果,并将其作为FCM法的初始聚类中心,最后用FCM法划分优势组。通对人工生成产状样本的分组,验证了该法的正确性。将该方法应用于大藤峡坝址区实测的结构面数据的划分。在实测数据中寻找到两个孤值产状,成功将大藤峡D1y^1-3地层岩体结构面划分为两组,得到了符合实际的分组结果。     

高烈度区双洞隧道洞口段地震响应分析与振动台模型试验

强震作用下,隧道地下结构损伤严重,其中洞口段更是抗震的薄弱环节,但其影响规律和特点目前尚缺乏系统的计算分析和研究。以强震区扯羊隧道为例,首先采用FLAC^3D对双洞隧道洞口段地震响应进行分析,再用模型试验的方法进行洞口段模型试验,测量其地震响应应变规律,观测其震害发展情况,并与数值分析结果相互验证。结果表明:地震作用下,隧道仰拱横向位移较大;随着隧道埋深增加,内力逐步增加,其中墙角部位内力较大;洞口处隧道围岩在强震作用下会产生贯通性裂缝,影响隧道洞口稳定;地震作用下的明洞与暗洞交接处内力较大;地震作用下的双洞隧道之间存在较强的动力相互作用。     

胶南晚中生代大珠花岗岩岩体的脆性变形机制

在长期变化的构造应力作用下,胶南大珠山花岗岩岩体自早白垩世冷凝冷却以来发生强烈的脆性破裂变形,形成了多样的破裂类型如岩脉、节理和断层。在该岩体冷凝冷却早期侵入的细晶花岗岩脉和稍后形成的N-S向节理组反映出与同期区域构造应力场协调的N-S向挤压作用,而后伴随着揭顶剥蚀,出现了交替变化的构造应力场形成了岩体内主导的NW-NNW向和NE向节理组。整体上,恢复出的岩体内构造应力场发生顺时针方向旋转,最大水平挤压由早期的N-S向偏转为晚期的近E-W向。构造应力场的长期变化、平行节理作用和节理断层化作用造成了研究区复杂的破裂型式和破裂序列。     

胶东焦家断裂带3000 m深部矿化特征及金矿物赋存状态

胶东是我国黄金的主要产地,前人已开展大量矿床学研究,但主要集中在浅部,其深部的成矿研究仍然薄弱.本文以目前最深的见矿钻孔为研究对象,在宏观观察描述的基础上,以电子探针为主要研究方法,在微观上系统开展深部金矿的矿相学和元素地球化学研究,为深部金矿成矿特征提供了第一手的基础资料,研究结果对于深入认识焦家金矿带矿床的成因以及进一步的深部找矿预测都具有重要意义.超深科研钻ZK01井位于莱州吴一村地区,是目前焦家断裂带最深的见矿钻孔,也是我国岩金最深见矿孔.深钻蚀变类型主要有钾化、硅化、黄铁矿化、绢英岩化、黄铁绢英岩化、绿泥石化和碳酸盐化,矿石类型为黄铁绢英岩化碎裂岩和黄铁绢英岩化花岗质碎裂岩,矿体多以脉状、细脉网脉状、细脉浸染状为主.载金矿物主要为黄铁矿,少数金矿物分布在黄铜矿、石英和钾长石中.焦家带深部矿石金矿物成色较高,主要为含银自然金,其次为银金矿,说明该深钻深部金矿形成于高温、较深的成矿环境;成矿时代相对较老.Au主要有两种赋存形式:独立的金矿物和不可见金即晶格金.独立金矿物可分为三种赋存状态,即包体金、裂隙金和晶隙金.初步认为矿石矿物生成顺序从早到晚依次为:(不含Pb黄铁矿、方铅矿、辉铋矿、金矿物)→(黄铜矿)→(含Pb黄铁矿)→(方铅矿、金矿物)→(重晶石)→(闪锌矿).深钻成矿热液存在多期活动,碎裂岩带为含金热液运移提供了通道,多重成矿阶段的叠加和复合导致金矿物多期次结晶.     

直墙半圆拱巷道爆破震动数值分析

为利于判断巷道围岩在爆破荷载作用下的稳定性及巷道内壁混凝土衬砌的安全,采用ANSYS/LS-DYNA分析了巷道钻爆法掘进爆破荷载作用下震动区岩体的动力响应。结果表明,近区岩体内部爆破压力、单元有效应力、质点振动速度随爆心距的衰减规律基本符合萨道夫斯基经验公式,单元有效应力与质点振动速度的衰减规律具有很强的相关性;巷道围岩临空面上的质点振动速度以沿巷道方向的振动速度为主,巷道横截面内垂直临空面方向次之,横截面内沿临空面方向为最小。巷道同一横截面处各质点的振动波形基本相同,拱顶的振动速度峰值比帮部的要大10%左右,拱与帮的连接处振动速度峰值较小。巷道围岩沿巷道方向临空面上质点振动速度衰减规律也基本符合萨道夫斯基公式,以上分析结果对采用钻爆法进行岩巷施工时,控制近区震动区爆破荷载对结构的影响具有一定的指导作用。     

厚层河道砂体储层非均质性研究——以葡萄花油层组PI1-PI4小层为例

储层非均质性对油气田的勘探和开发效果影响很大.结合测井资料二次解释的孔隙度(Φ)、泥质含量(Vsh)、粒度中值(Md)、束缚水饱和度(Swi)等资料,借助BP网络对渗透率进行预测.对萨尔图油田中部葡萄花油层组的非均质性进行了定量半定量的研究,认为萨尔图油田中部葡萄花油层组PI2小层层内非均质性最严重,与沉积微相密切相关.单砂层垂向上渗透率的变化以正韵律和复合式韵律为主,局部发育反韵律模式.葡萄花油层组PI1-PI4小层层内非均质性强弱依次为PI2a,PI3,PI2b,PI1,PI4;层间非均质性在PI3和PI4间表现得最强,其他相对要弱;各小层平面非均质性相差无几,整体表现为较强的非均质性.