川滇西部上新世以来构造地貌:断裂控制的盆地发育及对于远程陆内构造过程的约束

青藏高原隆升、周边地貌形成是新生代时期印度-欧亚板块碰撞后的重要响应。在滇西北地区发育了一系列由晚新生代(上新世以来)活动断裂所控制的盆地,例如宾川盆地、洱海盆地、鹤庆盆地、弥渡盆地等。宾川盆地是近南北向程海左行走滑断裂在走滑剪切作用下产生的北西向正断层和北东向走滑断层共同作用而形成的一个较大的拉分盆地。洱海盆地是由两组陡立的共轭张剪性(Transtensional)断层组限定的,为一伸展断陷盆地,总体上反映了近E-W向的区域伸展。滇西北地区发育的其它晚新生代盆地,如弥渡盆地、鹤庆盆地、剑川盆地等,也为区域走滑断裂及其分支断裂所控制,并且这些分支断裂在区域上为一组NE-SW和NW-SE向的共轭正断裂,反映了该区域近E-W向的伸展。将藏东南三江地区发育的活动断裂按照其走向分为三组:(1)NW-SE走向的断裂,如红河断裂、无量山-营盘山断裂等;(2)近N-S向断裂系,以程海断裂、小江断裂等为代表;(3)NE-SW走向的断裂,如丽江-剑川断裂、鹤庆-洱源断裂和南定河断裂等。这些断裂的震源机制解表明地震断裂活动性或者是走滑性质或者是伸展属性,它们的组合型式也揭示出藏东南三江地区在上新世以来表现为近E-W向的伸展。区域上,在藏东北部地区发育的断层构造组合普遍反映了以近E-W向挤压为主导的应力场。推测这一现象为上新世以来藏东地区上地壳围绕喜马拉雅东构造结做顺时针旋转所致,区域上受印度-欧亚会聚过程中印度板块顺时针旋转诱发的差异性应力场制约。     

莺琼盆地中新统海相烃源岩地球化学特征及生烃潜力评价

通过有机碳测定、岩石热解分析、显微组分定量分析、饱和烃色谱、色谱-质谱等实验分析,对莺琼盆地中新统海相烃源岩的地球化学特征进行了研究,探讨了不同层位烃源岩的生烃潜力。结果表明：莺琼盆地中新统海相烃源岩有机质丰度总体较低,大部分烃源岩为中等烃源岩,有机质类型以Ⅱ2型和Ⅲ型为主,有机质热演化主要处于成熟阶段。烃源岩显微组分组成具有富含镜质组、壳质组+腐泥组次之、贫含惰性组的特征。烃源岩沉积环境主要为弱氧化-弱还原环境,具有陆生高等植物和低等水生生物生源混合输入的特征。莺歌海盆地梅山组烃源岩综合评价为中等烃源岩,生烃潜力相对较好,三亚组烃源岩综合评价为较差—中等烃源岩,具有一定的生烃潜力。琼东南盆地梅山组和三亚组烃源岩综合评价为中等烃源岩,具有相当的生烃潜力。     

改进时间分数阶模型模拟非Fick溶质运移

通过将经典时间分数阶对流-弥散方程的等待时间分布函数的尾部修改为指数型,推导出了改进时间分数阶对流-弥散方程,并提出有效的时空算子分裂数值求解方法。对两个理想算例和一个实际算例进行计算,结果表明,改进的时间分数阶对流-弥散方程继承了时间分数阶对流-弥散方程能模拟穿透曲线幂率型拖尾分布的优点,还可模拟穿透曲线尾部由幂率型转换到指数型的过程;特征时间λ、分数阶指数γ和两相容量比例系数β共同决定了运移行为。改进的新模型可以区分非均质介质中流动相和非流动相中的溶质浓度, 更细微地模拟非Fick溶质运移行为。     

地下空间逾渗与裂缝属性的关系分析

裂缝连通性评价是地下空间研究的重要内容。逾渗分析是研究裂缝网络连通性的一种有效手段。裂缝网络逾渗临界值多使用裂缝间接表征参数(如分形维数)来确定,但存在裂缝网络连通性不同却有相同间接表征参数的情况,这降低了预测的可靠性。为避免此类问题并更加准确快速地表征裂缝网络的连通性,文章在构建逾渗临界值方程时,摒弃了间接参数简化的方式,使用裂缝直接表征参数(如裂缝数量、长度等)进行非线性拟合。通过二维数值模拟建立不同参数的离散裂缝网络模型,分析逾渗低、中、高概率临界条件与裂缝直接表征参数的关系,建立逾渗临界条件预测方程,并对方程在不同尺度研究区的应用进行了讨论和验证。结果表明：预测方程可有效地预测不同概率的逾渗临界值。同时文章在预测方程的基础上,建立了裂缝网络连通性评价标准,这对于裂缝发育地区的地下空间评价工作具有一定的指导和借鉴意义。     

黔南—桂北地区南华系化学地层特征

化学蚀变指数(chemical index of alteration)(CIA)最早作为判别源岩化学风化程度而提出, 随后又应用于对沉积物沉积环境的判定。化学蚀变指数的表达式为CIA={n(Al2O3)/[n(Al2O3)+n(CaO*)+n(Na2O)+n(K2O)]}? 100。CaO*代表硅酸盐中的CaO, n(CaO*)=n(CaO)?n(CO2方解石)??n0.5?n(CO2白云石)??10/3?n(P2O5)。化学蚀变指数样品的选取极为重要, 最佳岩性为细碎屑岩, 并需清除成岩过程中钾交代作用的影响, 以及采用成分变异指数(ICV)来判别沉积再循环作用和沉积物成分被改造的程度。使用A-CN-K三角图解判别物源区的源岩性质和样品钾交代的程度及其风化趋势。黔南—桂北地区南华系的CIA研究表明: 该地区南华系下部的长安组其下部CIA值为60~65之间, 中部为70~5, 上部回落到65~70之间。南华系中部富禄组CIA值高, 在85~95之间。南华系上部的南沱组CIA值再次回落到60—65的范围。上述CIA值的变化表明本区南华纪时期自老至新经历多次由干燥寒冷—温暖潮湿气候期的变化。本文据此提出扬子地块南华系新的划分、对比方案。     

伸展构造拉张量计算方法的适用性分析及在琼东南盆地的应用

文章将三种以面积平衡为原理的几何学方法应用在物理模拟拉张实验中,对比三种方法的结果与模型设计参数间的 误差,讨论了三种方法的优缺点和适用范围。其中层长守恒方法需要假设在构造变形过程中层长保持不变,通过曲线拉直 可以恢复构造各阶段拉张量和拉张总量。利用面积守恒可以计算拉张构造中滑脱层深度,面积深度法允许构造变形过程中 层长和层厚的变化,多个构造前沉积地层的面积深度拟合直线可以反映构造整体拉张量和滑脱层深度。面积守恒法在已知 构造滑脱层位置的基础上,通过同构造沉积地层可以计算出拉张活动不同阶段拉张量变化和拉张总量。结合琼东南长昌凹 陷剖面特征,面积守恒法是计算其拉张量变化最准确又有效的方法,面积守恒法应用结果确定过长昌凹陷剖面在岭头组、 崖城组和陵水组沉积阶段的拉张量分别为13.8 km、15 km和21.4 km,拉张总量为50.2 km,拉张率为42.7%。三种方法在物 理模拟实验和琼东南盆地中的应用结果表明,在伸张构造中由于剪切变形作用,基于面积守恒的方法优于层长守恒的方 法。面积深度法利用构造前沉积地层的几何形态来预测构造整体拉张量和滑脱层深度,面积守恒法可以利用同构造沉积地 层和已知的滑脱层位置来预测拉张构造整体的拉张量和不同阶段的拉张量变化。     

水库库岸滑坡涌浪的传播与爬高研究

基于流体力学明渠非恒定流的连续性方程、运动方程和沿程水头损失理论,把滑坡涌浪衰减过程分为急剧衰减和缓慢衰减两个阶段来考虑,并认为急剧衰减阶段的涌浪的衰减符合指数衰减规律,缓慢衰减阶段符合明槽水流的沿程水头损失规律,结合初始涌浪高度对涌浪沿岸的传播高度及爬坡高度进行了计算。以新滩滑坡为例对涌浪的传播及爬坡高度进行了计算,得出了滑坡涌浪衰减先快后慢以及传播3 km时的涌浪高度只有初始涌浪高度的30 %以及传播10 km时涌浪高度只有初始涌浪高度的13 %的规律。     

沉积盆地构造核心理论和关键技术方法:前沿与发展方向

系统分析前人在沉积盆地构造研究的基础上,论文总结了沉积盆地构造核心理论和关键技术方法的前沿与发展方向。沉积盆地构造核心理论包括盆地分类理论、成盆机制理论、变形定量分析理论和盆地充填过程理论。盆地分类理论是依据不同分类标准建立盆地分类方案,其发展趋势是基于资源与构造背景的原型盆地分类和基于盆地演化的叠合盆地分类;成盆机制理论是定量模拟不同作用机制下(纯热机制、构造作用、负载作用)盆地沉降过程及其控制因素,其发展趋势是三维成盆动力学模拟;变形定量分析理论包括断层相关褶皱理论、临界楔理论和盐构造理论,其发展趋势是三维构造建模与三维定量变形分析;盆地充填过程理论主要开展不同构造成因盆地的充填过程对比与盆山过程的源-汇分析,其发展趋势是多元源-汇分析与定量化盆地分析。沉积盆地构造关键前沿技术包括三维构造建模技术、构造物理模拟与数值模拟技术和基于三维构造恢复的裂缝预测技术。构造物理模拟技术包括了基于工业CT扫描成像物理模拟技术:可以无损动态监测构造带内部变形演化过程,精确构建变形带三维空间展布形态;基于PIV的有限应变分析的物理模拟技术:可以定量分析变形的演化过程,直观展示应变分布特征,探讨构造应变动态分布规律;基于超重力离心机的构造物理模拟技术:可以模拟不同尺度构造流变过程,探讨岩石圈浅层脆性变形与深层韧性流变之间的动力学机制。     

基于过程的分流平原高弯河道砂体储层内部建筑结构分析--以大庆油田萨北地区为例

河道砂体内部结构已成为影响剩余油分布的决定因素。本研究旨在弄清三角洲平原高弯曲河道砂体内部结构,指导开发调整。解剖分为复合河道、单一河道、基本结构要素及要素内部结构等四个层次。基于三角洲平原上高弯河流的形成过程,依据河泛沉积分布及河道沉积体内部沉积特征识别单一河道。依据砂体厚度分布及砂体测井响应所体现的砂体所处的河道位置识别最终废弃河道,依据测井响应特征识别中间废弃河道,通过中间废弃河道及最终废弃河道位置关系,分析河道摆动特征,追踪河道迁移演化。按照河道演化过程识别点坝及其平面展布。在点坝内部通过岩芯、对子井分析确定侧积体的垂向厚度、倾向、倾角,进而获取侧积体平面发育频率,建立点坝内部的结构模型。研究基于河流演化过程,将河流过程与沉积结果统一起来,从过程角度解释了砂体形成,使解剖结果更合理更准确,可很好地指导剩余油预测分析。     

第四纪以来塔里木河流域对罗布泊的钾离子输运量

研究塔里木盆地周边河流对罗布泊盐湖的盐分补给,对于研究罗布泊盐湖钾盐物质来源具有重要意义。文章在分析前人对塔里木盆地气候、温度、径流量变化等研究的基础上,分别根据竺可桢近5000年的古温度曲线、青藏高原古里雅冰芯δ¹⁸O记录的古气候变化及六盘山朝那黄土剖面磁化率记录的古温度变化,得出了近5000年、12万年、200万年的温度变化,并根据温度-径流量变化模型,估算了塔里木河流域三源流在研究时段内的径流总量。根据径流总量和河水中的K⁺浓度,估算了第四纪200万年以来塔里木河流域河水对罗布泊钾离子的输运量。