辽北地区早石炭世变质火山岩年代学和地球化学特征:对华北板块北缘东段构造演化的启示

华北板块北缘东段分布的构造混杂岩带为研究古亚洲洋的演化提供了重要的依据,"下二台岩群"作为该构造混杂岩带的重要组成部分,其形成时代和构造属性仍存在争议。详细的研究表明下二台地区变质火山岩原岩包括流纹岩、英安岩、安山岩,为一套钙碱性火山岩,属于准铝质-弱过铝质岩石,根据岩相学和地球化学特征将其分为变质酸性火山岩和变质中性火山岩;二者均相对富集轻稀土元素,亏损重稀土元素,轻重稀土元素分馏明显,Eu负异常不明显,但变质中性火山岩稀土总量低于变质酸性火山岩,变质酸性火山岩明显亏损Sr、P元素,结合野外产出面积和高场强元素相关性特征,认为二者不是同一基性岩浆分异的产物。变质火山岩锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄为341～348Ma,代表其原岩结晶年龄。变质酸性火山岩原始岩浆来自于地壳物质的部分熔融,变质中性火山岩原始岩浆来自于俯冲带附近岩石圈地幔,并遭受了地壳物质的混染,二者均形成于活动大陆边缘火山弧环境。最新研究成果表明"下二台岩群"由不同时代、不同构造环境下形成的地质单元叠置混杂而成,称其为"下二台"构造杂岩更为准确。下二台地区变质火山岩表明在早石炭世初,古亚洲洋板块已经南向俯冲,在华北板块北缘形成活动大陆边缘弧环境,早石炭世变质火山岩原岩为这一俯冲阶段的产物。     

多空隙组合地质单元渗流理论分析与试验

岩体通常是以孔隙岩石为基质并包含各种成因的裂隙和溶隙的复杂多空隙组合地质材料。为研究孔隙-裂隙-溶隙多空隙组合介质的渗流特性,在简要介绍多孔介质渗流Darcy定律、平板窄缝流Poiseuille定律和圆形管道流Darcy-Weibach理论的基础上,分析了几种孔隙-裂隙-溶隙组合情况的多空隙介质渗流特性,推导出相应组合的等效渗透系数KE,给出了描述多空隙组合介质KE的一般表达式,讨论了影响各种空隙组合KE的主要因素。以普通砖模拟岩石基质,通过砖身钻孔填充及砖间缝隙填充,试验模拟了岩溶岩体和裂隙岩体中溶孔和裂隙填充后的渗透情况。试验结果与所推求理论公式计算出的KE在同一量级且误差很小,很好地验证了所推导的多空隙组合介质渗透系数表达式的有效性。     

隧道开挖对下伏水平薄煤层采空区地层的扰动及衬砌受荷特征

为探明下伏薄煤层采空区地层中隧道施工对地层的扰动以及衬砌结构受荷特性,采用离散元颗粒流软件,从细观角度对隧道开挖引起的地层应力变化特性进行了模拟分析,同时在室内开展模型试验量测了下伏煤层采空区地层隧道衬砌背后土压力以及二次衬砌结构内力（轴力、弯矩）,分析了特定围压下间距对土压力和二次衬砌受力的影响。结果表明,下伏煤层采空区地层因隧道开挖引起的围岩松动区呈“O”形分布,隧道下伏围岩颗粒接触力反而小于隧道上覆围岩;洞周允许位移越大,颗粒接触力链间断区域越大;间距越小,颗粒接触力链间断区域越大,当间距大于2.0D（D为隧道跨度）时,下伏采空区对隧道围岩颗粒接触力影响逐渐消失,降低了地基反力,间距越小,降低程度越高;二次衬砌内力分布有一定的离散性,二次衬砌裂缝最先出现在拱底,是隧道主体结构的薄弱环节。     

两种pH水环境干、湿循环作用对泥质砂岩的侵蚀研究

选取三峡库区某边坡的泥质砂岩为研究对象,分别对pH=3和pH=7溶液下干、湿循环作用的泥质砂岩进行电镜扫描试验（SEM）、4种围压下的三轴压缩试验,通过MATLAB软件处理得到不同pH值和干、湿循环次数下SEM图像的骨架面积比和分形维数。研究表明：在相同的干、湿循环次数下,pH=3酸性环境下的分形维数比pH=7的要大;分形维数与吸水率成正比例相关;与骨架面积、凝聚力成反比例相关;泥质砂岩在干、湿循环作用下的临界骨架面积比为0.55左右;提出了泥质砂岩在干、湿循环作用下的侵蚀度概念,计算并拟合了泥质砂岩的侵蚀度随干、湿循环次数变化的关系曲线;推导出凝聚力的损伤变量公式,为研究不同pH水环境对岩石的侵蚀作用提供参考依据。     

柴达木盆地干柴沟地区第三系湖盆边缘斜坡带沉积体系及湖盆充填模式分析

通过地面调查及钻井地质资料分析,对柴达木盆地干柴沟地区第三系湖盆边缘斜坡带沉积体系构成进行分析研究,该体系主要由扇三角洲沉积体系,水下洪积扇-近岸浊流沉积体系,辫状河三角洲沉积体系,常态湖三角洲沉积体系和湖泊沉积体系组成。对其成因地层格架及湖盆充填模式进行了探讨分析。     

旋挖钻机聚合物泥浆施工技术浅探

通过对聚合物泥浆护壁机理的分析,简要叙述了聚合物泥浆的性能特点,为在旋挖钻孔工艺中应用聚合物泥浆,总结了聚合物泥浆的制备、回收、净化、排放方法,优化了施工时泥浆循环系统的布置方案。结合工程实践,指出了旋挖钻进时应注意的问题和对一些易出现问题的处理方法,对旋挖钻机应用聚合物泥浆施工时具有一定的指导意义。     

渤海湾盆地黄骅坳陷古潜山的宏观展布特征与演化过程

古潜山的形成与发育受控于多期构造运动,在不同构造背景下所表现出的结构形态是有规律可循的,呈现出成群、成带分布的现象。本文以黄骅坳陷潜山宏观展布特征为研究重点,利用三维地震资料,解剖潜山结构特征,探讨潜山的演化过程。研究表明,黄骅坳陷古潜山可分为基岩褶皱形成的潜山背斜群、基底断块掀斜作用形成的大型断鼻和盆缘裙边断鼻潜山构造三大类潜山。歧口凹陷内部潜山构造带总体构成"轮毂"式格局,沧东-盐山断陷区潜山带结构整体性强,以大型背斜构造为主。基底逆掩断裂系统复杂化潜山构造带内幕结构,可分为三角逆冲构造、背驮式逆冲构造及双重构造等。三大拆离伸展构造系统控制掀斜断块潜山的分布,形成以断鼻和断垒构造为主的潜山构造群。黄骅坳陷古潜山分为四个主要演化阶段:中元古代至古生代末为潜山内幕地层建造阶段,中生代为潜山内幕构造发育阶段,新生代古近纪为潜山宏观面貌定型阶段,新近纪为潜山深埋阶段。     

天津静海含煤区无井式煤炭地下气化选址地质评价模型

地质条件对煤炭地下气化选址起着重要作用。运用二级模糊综合评判法,从勘探情况、煤层特征、煤质特征、水文条件4个影响因素入手,构建了天津静海含煤区无井式煤炭地下气化地质评价模型,并通过质量守恒物料衡算与室内模拟实验结果对比验证了模型的适用性。研究认为：影响无井式煤炭地下气化的地质条件所占权重依次为勘探情况 > 煤层特征 > 水文条件 > 煤质特征,综合得分高于70的区域为无井式煤炭地下气化适合区,60~70分为比较适合区,低于60分为不适合区。天津静海含煤区5号煤层综合评分为78.89分,为无井式煤炭地下气化适合区,扣分项主要来自于埋深、CO₂反应活性（900℃）和黏结性。物料衡算所得煤气组分与室内模拟实验所得煤气组分相对误差均在允许误差15%范围内,有用组分（H₂+CO+CH₄）相对误差为2.63%,证明了所建模型的适用性,对后期生产规模设计和现场生产具有一定的指导意义。     

不同充填介质下的溶洞跨孔电阻率CT探查数值模拟

城市地铁修建过程中常常会遇到溶洞等不良地质条件,为更加准确探查地下溶洞的位置和大小,采用有限元法和最小二乘法正反演数值模拟手段,利用孔距、电极距和与钻孔距离三个变量构建了地下溶洞的地电模型,分析并总结了跨孔电阻率CT法对充气、充水和部分充水溶洞的电阻率响应特征及规律。结果表明:部分充水溶洞的水、气分界面明显,低阻区域和高阻区域与溶洞充水、充气部分位置大小一致,且随着溶洞充水量的增加,溶洞低电阻率响应增强,其异常范围向溶洞顶部扩大;跨孔电阻率CT法能够有效识别溶洞充填性状。      

柴达木盆地及邻区侏罗纪原型盆地恢复及油气勘探前景

侏罗系是柴达木盆地最重要的源储层系之一。通过野外地质、剖面实测、地震解释、显微构造分析等大量系列资料的综合应用与分析,认为研究区自中生代以来,经历了印支期右行逆冲-走滑构造运动、早—中侏罗世伸展运动、早白垩世北西-南东向挤压及新生代南北向挤压运动,它们与早侏罗世至中侏罗世早期(小煤沟组至大煤沟组)在NE向伸展应力场作用下形成的断陷盆地、中侏罗世晚期至晚侏罗世(彩石岭组—洪水沟组)热力沉降坳陷盆地、早白垩世南北向挤压坳陷盆地密切相关。侏罗纪原型盆地发育三类沉积边界,即盆缘不整合边界(缓坡型和陡坡型边界)、盆内正断层边界、后期逆断层改造边界。不同的现存盆地边界类型对原型盆地恢复的作用不同。侏罗纪盆地以东昆仑构造带为界具有"北陆南洋"的古地理格局,柴达木地区的侏罗纪盆地主要发育在沿岸造山带和岛弧带的山前坳陷以及薄弱的柴北缘加里东俯冲碰撞带之上,形成相对分隔的独立盆地群。柴达木早、中、晚侏罗世原型盆地的分布因受到古特提斯洋向北偏东方向的俯冲作用和阿尔金断裂左旋走滑作用的影响,其沉积中心和沉积范围呈现出从早到晚向东北方向逐渐迁移的规律。早侏罗世盆地的沉积沉降中心主要位于柴北缘西部的冷湖—马海一带,中侏罗世盆地的沉积沉降中心主要位于柴北缘中段的大柴旦—怀头他拉一带,而晚侏罗世盆地的沉积沉降中心主要位于德令哈—乌兰一带。