热-水-力作用下圆孔花岗岩的动态损伤特征及结构模型

基于深层地热能开采时储能区井筒围岩所处的工程环境,采用高温加热、不同温度水浸泡、加热-循环次数及径向冲击加载的方法模拟井筒围岩经历的高温、遇水、循环采热及热冲击等造成的动力扰动等物理力学条件。同时,以不同内孔直径的同心圆孔岩样模拟深层地热井,采用分离式霍普金森压杆试验系统开展热-水-力作用下圆孔花岗岩的动态力学试验,并结合VIC-3D非接触应变测量及数值模拟分析技术监测冲击过程中圆孔岩样裂隙萌发、形成的历程和表面应变演化的规律,揭示热-水-力作用下圆孔岩样的动态损伤破坏机制。研究结果表明：径向冲击荷载作用下圆孔花岗岩先后经历弹性变形、塑性变形、结构失稳破坏3个典型阶段;内孔直径、加热温度、浸水温度、加热-浸水循环次数4因素都弱化了圆孔花岗岩抗外界荷载的能力,但未改变其整体的变形演化规律;圆孔花岗岩的破坏模式是动态拉伸破坏,先沿冲击方向由内孔壁向岩样外壁,再垂直冲击方向由岩样外壁向内孔壁萌发、贯通裂纹,形成近垂直的两组破裂面。最后,基于圆孔花岗岩的损伤变形特征及历程,在一定假设基础上,建立动态损伤结构模型,推演了结构方程,并结合试验结果确定了方程参数,通过对比分析发现,理论拟合曲线与试验...     

四川盆地大池干井构造带构造形成机理及勘探评价

本文研究了大池干井构造带二叠系阳新统顶面的古构造特征，众多地质资料表明该构造带存在早期古拉张断裂，构造带的形成与这些断裂带关系密切，构造物理模拟结果反映出古断裂在该类高陡构造带的形成中所起的重要作用。对该构造带下一步天然气勘探方向提出了具体意见。     

高有机质软土固结特性与机制分析

有机质中的纤维素和腐殖质会影响软土的力学性质,有机质含量越高,软土的力学特性就会越差。为研究高有机质软土的固结特性,通过对不同深度高有机质软土的渗透性、固结以及微、细观结构特征进行试验,并利用分解程度试验结果,分析高有机质软土的特殊渗透、固结和结构特征的形成机制。研究结果表明,不同埋深的高有机质软土渗透系数差别较大,且渗透固结速度较快,基本处于粉砂到粉质黏土数量级;0.5～1.8 m埋深的土层垂直渗透系数小于水平渗透系数,其余深度垂直渗透系数均大于水平渗透系数;分解程度的研究表明,分解程度直接影响高有机质软土的压缩固结特性,低分解程度的土层更容易发生塑性变形。由埋藏从浅到深,结构由絮凝结构逐渐向叠片结构转化,最后转变为集块结构。结合土体的分解程度分析,得出高有机质软土的分解程度高低直接影响高有机质软土的渗透、固结以及结构特性。     

基于强度条件的黄土结构性静力试验研究

土体的结构是其强度、变形的内在决定因素,黄土的结构性由黄土颗粒之间的联结结构强度和摩擦结构强度所决定。由此,提出了基于强度条件的黄土静力结构性参数即联结结构静力强度势参数 、摩擦结构静力强度势参数 以及结构静力强度势参数 ,并通过黄土的三轴试验研究了原状黄土和人工水泥结构性黄土的结构性及基于强度条件的黄土静力结构性参数的变化规律,揭示了含水率、围压、轴向变形对原状黄土和水泥人工结构性黄土结构性的影响。结果表明,原状黄土的含水率越小,其结构性越强,结构破坏后土体强度损失越大;黄土结构的损伤破坏主要发生在小应变阶段。并对所提出的基于强度条件的黄土静力结构性参数的合理性进行了讨论。     

角闪石高温高压实验研究进展及其地球物理意义

高温高压实验作为地球科学研究的重要方向之一,通过模拟地球深部的温度和压力条件,了解地球深部物质的物理化学性质、地球内部结构和动力学演化。角闪石属于双链硅酸盐矿物,为地幔岩石圈的重要组成,广泛分布在海洋地壳、俯冲板块、变质岩和火成岩中。作为俯冲带的重要含水矿物,角闪石的广泛分布和高温高压下的脱水对于理解俯冲带水含量以及水迁移具有重要作用,同时在俯冲带的地震活动、高电导率异常、地震波速异常和岩浆活动中扮演重要角色。在过去的近百年时间里,国内外学者对角闪石高温高压物理化学性质进行了大量的研究。角闪石具有非常复杂的元素组成和结构特征,由此也导致了不同角闪石物理化学性质存在显著不同,包括脱水与脱羟基反应中元素迁移的差异、角闪石形成与分解过程中碱性元素(K+Na)和H2O含量对热稳定的影响、不同空间群结构下的高压结构相变、原位条件下不同结晶方向的电导率异常、不同结晶学优选方位(CPO)下的波速异常等。已有的研究对于角闪石的物理化学性质以及其在俯冲带中发挥的作用有了比较清楚的认识,但仍然有许多问题需要进一步研究,如角闪石的高压脱水动力学、热物性和变形机制等。     

廊固凹陷沙四晚期构造应力场模拟及低级序断层预测

在了解区域构造背景、分析断层活动特征及构造演化特征的基础上,对廊固凹陷沙四晚期构造应力场进行数值模拟,并对低级序断层发育进行预测。研究结果表明,研究区在沙四晚期活动的主要断层包括大兴断层、半截河断层等6条,牛北斜坡构造带与河西务构造带在该时期隆起明显,综合分析可知该时期最小主应力方向为SE144°—NW324°;低级序断层发育受最小主应力、剪应力等的影响,最小主应力和最大主应力与最小主应力的差值控制断层的优势发育区,平面剪应力控制断层走向,该区主要发育北北东—北东走向的断层;剖面剪应力在大部分区域为左旋,表明断层视倾向以北西向为主。     

赣南横市地区基性岩墙的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄、地球化学特征及其地质意义

本文对江西赣南横市地区基性岩墙进行了年代学、岩石学和地球化学研究,主量元素特征和微量元素分析结果显示,基性岩墙为拉斑玄武岩系列和钙碱性系列,属于富钠基性岩类;Ti O2含量较高,平均含量1%,属于钛较高的基性岩类;A/NCK均小于1,属于准铝质基性岩类,具幔源型岩浆特征。基性岩墙LA-ICP-MS锆石U-Pb定年法测年结果为422.8±1.8 Ma和421.7±2.2 Ma,时代属于晚志留世,表明该基性岩墙是加里东期褶皱造山运动期后拉张(伸展)作用的产物。该地区不仅出露了加里东期同造山期和后造山期两类酸性花岗岩岩体,而且在该地区还同时出现加里东期的酸性岩类及基性岩类,大致反映了该地区从挤压型酸性岩浆侵位逐渐转换为拉张环境的基性岩浆侵位构造过程。     

地质力学的基本特征、成就和问题

论述了地质力学这一我国独立建立的地质学科形成的背景、基本特征、主要成就和存在问题, 指出:地质力学是在地质学三大论战, 特别是大陆漂移学说影响下, 独辟蹊径提出的; 地质力学有4个基本特征, 即3个立论依据, 9个基本概念, 7个研究步骤, 4个基本观点(本质的、联系的、发展的和实践的)。全面论述了地质力学10个理论方面、5个技术方法和5个生产实践方面的突出成就。地质力学存在的突出问题:本质上被裹挟于"固定论"泥潭中, 在认识新发现和接纳新观念上裹足不前; 古构造时期鉴别上存在重大误区, 过分强调了造山带的"长期继承活动"; 深部地质和全球海洋地质研究十分薄弱等。因此, 解放思想、与时俱进和走向全球是它当前3个紧迫任务。     

钻孔成像中结构面自动判读技术研究

通过钻孔数字成像系统得到地质钻孔的孔壁数字图像并研判地下地质结构是一种重要的地质勘查手段。对钻孔成像中的结构面信息的判读通常是由人工完成的,不同的人判读结果可能存在差异。钻孔成像自动辨识结构面系统首先对图像进行RGB(red红,green绿,blue蓝)到HSV(hue色相,saturation饱和度,value明度)颜色空间的转换,使得结构面信息突出显示出来,以利于图像的结构面提取;再对转换后的S分量进行图像滤波及增强等预处理,然后对图像进行分割,对分割后的图像进行数学形态学中的二值图像边缘提取和细化处理,快速分离出结构面信息,对结构面边缘进行有效的提取;最后采用正弦曲线的Hough变换对图像边缘点进行识别,可得到钻孔结构面的产状和厚度参数。以实际钻孔数字图像为例,经过钻孔成像自动辨识结构面系统提取了其中的4个结构面的空间参数,与人工判读结果比较,自动辨识得到的参数更精确,结果具有唯一性。     

川西新场构造须四段储层特征及主控因素

利用岩心观察、岩石薄片分析、阴极发光和扫描电镜等方法对川西新场地区须四段储层的岩石学特征、储集空间类型及物性特征进行分析,讨论沉积环境、成岩作用及构造作用等对储层的影响。研究区储层经历了压实作用、胶结作用、溶蚀作用和交代作用等成岩作用。有利储层主要发育在分选性中等-好、杂基含量低的中细粒砂岩中。主要储集空间以次生孔隙为主,其次为残余粒间孔。高能环境下的分流河道和河口坝是形成有利储层的先决条件,而后期长石及岩屑溶蚀产生的次生孔隙、裂缝的发育是形成有利储层的关键。