南海北部神狐海域细粒储层矿物组分对天然气水合物储集赋存的影响

为了探明矿物类型对于天然气水合物成藏的影响,笔者等利用南海北部神狐海域W07站位样品及其水合物饱和度数据,进行XRD全岩和黏土矿物测试分析、比表面积分析以及束缚水能力综合分析。结果表明,海床下110~127 m（即110~127 mbsf,meters below sea floor, 海床以下深度）为水合物储层段,海床下127~156 m为非水合物储层段。通过XRD分析可知,高石英及长石含量,低伊蒙混层含量的层段,比表面积与束缚水能力较低,说明其具有相对较好的孔渗条件,为水合物的运移与储集提供了良好的空间条件,因此形成水合物储层段;而在高伊蒙混层的层段中,比表面积较大,束缚水能力较强,其对甲烷气体及流体的吸附和束缚能力较强,对水合物成藏起到潜在的封隔作用,成为非储层段,储层与非储层段纵向叠置序列有利于优质水合物储层的形成。本次研究总结了矿物组分与优质水合物储层之间的关系,并揭示两者存在的潜在成因联系,以期丰富水合物富集成藏的基础理论,对未来南海北部天然气水合物的商业化开发提供支持。     

辽东黄花甸-苏子沟地区南辽河岩群里尔峪岩组变沉积岩碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学及其地质意义

辽东黄花甸-苏子沟地区南辽河岩群里尔峪岩组主要为一套原岩以含硼火山-沉积夹陆源碎屑岩的变质岩石组成,岩石类型主要为长英质粒状岩石（浅粒岩-变粒岩组合）。前人长期在该活动带上进行深入的研究,在区域构造、地球化学、同位素年代学研究以及构造演化等方面积累了大量资料,取得了一系列重要进展。但是,有关其里尔峪岩组的变质作用时代、沉积时代、源区特征以及辽河岩群乃至整个胶-辽-吉活动带的大地构造属性和形成的构造演化过程长期以来存在着裂谷开启-闭合模式、弧-陆碰撞模式和陆-陆碰撞模式的争论。笔者旨在辽东黄花甸-苏子沟等地区开展1：5万区域地质调查的基础上,选择黄花甸-苏子沟地区里尔峪岩组的透闪斜长变粒岩、电气黑云二长变粒岩和黑云斜长变粒岩为重点研究对象。通过锆石阴极发光图像特征和锆石U-Pb （LA-ICP-MS,下同）年代学测试,综合限定研究区里尔峪岩组变质沉积岩的物质来源、原岩形成时代及变质变形时代。测试结果显示锆石阴极发光图像具核-边结构,核部具振荡环带,Th/U值较高（Th/U=0.02~2.37）,表明部分锆石来源于岩浆,少部分锆石来源于后期的变质变形作用。年代学分析结果表明,这些碎屑锆石U-Pb年龄分别得到~1 900 Ma、~2 182 Ma和~2 511 Ma三个主峰值以及~2 030 Ma、~2 076 Ma、~2 110 Ma、~1 900 Ma、~2 312 Ma、~2 452 Ma、~2 715 Ma、~2 796 Ma、~3 537 Ma等8个次峰值。综合前人研究成果,研究区里尔峪岩组的原岩形成时代应晚于~2 030 Ma,其沉积作用应发生于2 030~1 946 Ma;峰期变质作用年龄为~1 900 Ma,变质变形作用应发生于1 837~1 946 Ma。该区里尔峪岩组碎屑锆石的年龄频谱特征显示,其沉积物主要来源于胶-辽-吉活动带内2 000~2 200 Ma的中酸性岩浆岩、辽吉花岗岩及辽河岩群火山岩,少部分来自北侧龙岗地块的太古宙结晶基底。胶-辽-吉活动带至少还存在一期2 000~2 100 Ma的中酸性岩浆活动。     

中国历史极端干旱研究进展

中国现有抗旱相关法规、规划、标准和制度等均是按常态干旱考虑的,几乎没有考虑大范围、长历时极端干旱的问题。一旦发生类似崇祯大旱和光绪大旱等极端干旱,将对中国经济社会产生深刻影响。从历史旱涝序列重建、极端干旱事件复原和重演3个方面论述了相关研究进展,发现重建方面缺乏重建方法对比研究、重建序列时空分辨率较低等,复原方面缺乏干旱灾害双重属性的考虑等,重演方面缺乏对抗旱减灾能力以及全球气候变化的考虑等。对未来研究重点和实践需求进行了展望,指出需在不同重建方法交叉检验、高时空分辨率旱涝序列重建、基于自然灾害双重属性的历史极端干旱事件复原、历史极端干旱事件定量化重演和干旱巨灾风险应对战略等方面取得突破性进展。     

基于热-水-力-损伤耦合数值模型的高地温水工高压隧洞围岩承载特性

针对高地温水工高压隧洞围岩的力学行为特点,在考虑岩体的渗透系数、热传导系数随岩体损伤发生变化的基础上,基于多物理场耦合理论,提出一种考虑硬岩强度力学参数劣化的含损伤演化的热-水-力-损伤耦合模型,并给出了该模型的FLAC3D数值实现方法。通过与物理模型试验结果对比,验证了模型的可靠性,进而利用该模型推演了高地温水工高压隧洞的多物理场耦合演化过程,分析了不同影响因素下的承载特性。研究结果表明：隧洞充水运行后,高地温水工高压隧洞的多场耦合效应显著,尤其高地温梯度和高内水压力联合作用下产生的迭加拉应力对围岩的承载安全具有不利影响;温度梯度、内水压力以及岩体线膨胀系数越大,隧洞围岩的损伤程度与开裂深度越大;当隧洞横断面的侧压力系数趋向于1时,洞周出现的宏观裂缝较多,且出现方位不确定;当隧洞横断面侧压力系数小于1/3时,洞周出现的宏观裂缝相对较少,且主要出现在与初始地应力的最大主应力方向相平行的方向上。常规锚喷支护对高地温水工高压隧洞的加固效果不佳。     

粉砂质板岩力学特性及各向异性特性

为研究鄂西北地区板岩的力学特性及各向异性特征,开展了志留系粉砂质板岩的单轴压缩和巴西劈裂试验,分析了试样的力学特性和各向异性特征以及在不同荷载作用下的变形破坏模式,揭示了不同破坏模式的力学机制,并通过数值分析研究了不同板理面角度板岩边坡破坏模式及力学机制。研究结果表明,粉砂质板岩中的板理面是影响岩体力学行为的弱面,使得粉砂质板岩表现出明显的各向异性的特征。在单轴压缩条件下,粉砂质板岩在垂直板理面方向比平行板理面方向更易变形,变形量更大;平行板理面方向加载时试样破坏类型为竖向劈裂型张拉破坏,其实质是压杆失稳;垂直板理面加载时试样的破坏类型为穿切板理面的劈裂型剪切破坏;所测得的力学参数各向异性也较明显。在劈裂荷载作用下,粉砂质板岩的破坏模式主要有张拉劈裂破坏和沿板理面剪切破坏两种,所得抗拉强度在平行板理面方向上最大,在垂直板理面方向上最小,两个方向上的抗拉强度均小于抗压强度。由于板理面间的抗拉强度极低,在受到与板理面呈小角度相交的劈裂荷载作用时,容易产生沿板理面的张拉劈裂或拉剪破坏,在实际工程中应尽量避免板理面间的受拉破坏和沿板理面的拉剪破坏。在边坡工程中,板理面倾向、倾角对边坡破坏模式及力学机制有较大影响,边坡防护治理需充分考虑这一影响。上述研究为粉砂质板岩区岩质边坡防护治理以及其他岩石工程设计与施工提供理论依据与技术基础。     

新特提斯洋俯冲起始的地质记录:土耳其南部蛇绿岩和变质底板

在现行板块构造理论的框架下,板块的初始俯冲是岩浆活动和构造运动发生转变的重要过程,亦是理解板块运动的关键节点。在俯冲起始过程中,主要存在四个方面的地质记录,分别为一系列地球化学成分多样的岩浆活动、SSZ型蛇绿岩、变质底板和玻安岩及其对应的铬铁矿床。特提斯造山带作为公认的研究板块构造理论尤其是初始俯冲的关键场所,一直备受地学界的重视。而土耳其南部构造带作为特提斯造山带的重要组成部分,亦是确定亚欧板块和阿拉伯板块之间缝合线存在的重要标志。该南部构造带是研究新特提斯洋俯冲起始的理想场所,上述关于俯冲初始的四个地质记录均保存良好,且有如下方面的重要特点:1)不同地区的镁铁质岩石甚至同一地区的镁铁质岩石具有不同的地球化学特征,从似洋中脊玄武岩,到过渡型岩石类型和玻安质岩石均有发育; 2)大部分蛇绿岩具有完整的序列,各单元及变质底板岩石中普遍发育侵入的基性岩脉,产状多变,是多期岩浆事件的产物; 3)蛇绿岩下部通常发育一套角闪岩相变质底板,且其年龄与蛇绿岩的形成年龄基本一致; 4)蛇绿岩中普遍发育铬铁矿床,以高Cr型为主,部分蛇绿岩中还赋存高Al-高Cr的过渡型铬铁矿,均被认为是幔源岩浆与地幔橄榄岩反应的产物。因而,这些地质体完整记录了新特提斯洋形成-俯冲-消减的演化过程。     

辽宁凤城荒甸子金矿床地质特征及成因探讨

荒甸子金矿床位于辽东金矿化集中区青城子矿田北东部,矿体严格受地层和构造双重控制,并与印支—燕山期岩浆侵入体相关密切。文章通过对荒甸子金矿床成矿地质背景和主矿体60号金脉带地质特征的阐述,说明金矿体与地层、构造、岩浆岩三位一体的关系,为下一步的找矿工作指明方向。     

A New Formation Mechanism of Coesite without the Plate Deeply-Subduction and Fast-Exhumation——Comment on the Article “Discussion on Some Problems of Quartz-Coesite Phase Transition”

本文分析评论了嵇少丞等(2010)发表的“石英—柯石英相变研究中若干问题讨论”一文.指出他们对柯石英非俯冲折返新机制的一些误解,对某些热力学、物理学概念,及其在地学问题中的解释理解的不同.分析了机械球磨的作用机制;论证了机械球磨作用本质与构造挤压剪切作用本质的同一性.分析了岩石糜棱岩化过程的两个阶段;讨论了地震波形成柯石英机制的可能性.围绕比较标准问题,论证了高能机械球磨(预处理)能大大降低α-石英转变成柯石英的压力、温度和合成时间,促进柯石英的形成.用小尺度不均匀局域高压微区模型解释了人工合成柯石英的规律性、南极洲天然矿物的行为,柯石英的寄生矿物、岩石——锆石、榴辉岩包裹体、非包裹体的形成.列举事例澄清了“球磨引进的Fe杂质提高柯石英形成压力迟缓合成”的说法;讨论了第二相存在对石英—柯石英转变的影响和“应变禁区”边界区的应力梯度相变驱动力可以形成柯石英问题.指出了机械球磨石英原料预处理和静高压合成柯石英后处理两步法,是一种实验室研究柯石英形成规律的有效物理方法;小尺度不均匀局域高压微区模型和无需板块深俯冲快折返的柯石英形成机制,是一种有希望的柯石英形成新机制.     

AVO叠前反演在中等阻抗储层预测中的应用

新场气田须四下亚段TX94砂体为砂砾岩互层。前期勘探证实,砂岩为有效储层,由于砂岩与作为围岩的泥岩阻抗接近,而砾岩的阻抗又远远大于砂泥岩,常规地震属性及叠后反演无法准确识别砂岩。采用AVO叠前反演技术,综合应用纵波弹性阻抗和纵波、横波速度比,结合岩石物理模板,对砂岩进行了准确刻画。这里阐述了AVO叠前反演的原理,讨论了反演处理中的地震数据分析,岩石物理分析,子波提取,低频趋势模型建立等关键步骤。反演结果表明,AVO叠前反演能很好地识别砂岩,降低了勘探风险。     

福建柘荣马坑银矿地质特征及找矿方向

福建省柘荣县马坑银矿产于上侏罗统-下白垩统陆相酸性火山岩中,矿体严格受断裂（F1,F2）及其派生裂隙的控制。矿床发育绢云母化、硅化、黄铁矿化、黄铁绢英岩化、青磐岩化等中低温热液蚀变,矿体地表呈密集细脉状,深部为简单板状、透镜状。矿石矿物以自然银为主,次为辉银矿,含少量方铅矿、闪锌矿等。矿石工业类型为硫化矿,矿床成因为受断裂构造控制的中低温浅成火山热液充填交代型银矿床。