江汉叠合盆地及邻区中生代以来盆山耦合数值模拟研究

江汉叠合盆地位于扬子地台中部,夹持于秦岭-大别及江南造山带中段之间。中生代以来,先后经历了北部陆陆碰撞、南部陆内挤压造山与断陷、裂陷成盆的演化历程,区域构造体制在中生代发生了重大转换,其中复合、联合了众多的地质现象;盆地历经的海盆、煤盆、盐盆、陆相广盆四个盆地世代详细记录有中国南北大陆联合及东北亚大陆构造体制转换的运动学过程,是认识欧亚大陆东部深层动力地质作用过程的关键地区之一。盆地沉积充填过程可简要概括为前陆、裂陷、坳陷三种基本样式。系统的盆山构造样式及运动学分析结果表明:叠合盆地前陆期发育于同碰撞-造山后作用阶段早期,断、坳陷期发育于造山后作用阶段晚期-非造山裂解阶段。本文运用大陆动力学数值模拟(FLAC软件)方法,从挤压和伸展两方面效验了山-盆演化分别受控于印支-早燕山期的华南与华北陆块的旋转碰撞造山,以及随后的晚燕山-喜山早期碰后陆内俯冲作用所产生的板片断离引起的地幔物质上升与对流作用,晚喜山期太平洋板块俯冲作用以及由此产生的地幔调整等三期动力学系统。为南方中小型叠合盆地动力学解析提供了一种新的思路与研究方法。     

赣南大富足岩体岩石地球化学特征及其构造环境判别

大富足岩体位于武夷山隆起带南段,为一多期复式花岗岩侵入体,岩体由当风凹、泮塘、春坑、荷树岽、土桥凹、水隘背、新村、沙告、先坑、石教坪共10个单元所组成,固结指数、Rb/Sr和K/Rb比值以及稀土配分型式反映侏罗纪的石教坪、先坑、沙告单元和二叠纪的泮塘、当风凹单元均为相对独立的没有分异演化关系的单元,而由新村、水隘背、土桥凹、荷树岽、春坑单元组成的三叠纪富城超单元则为同源岩浆房岩浆过程的产物。根据矿物成分和化学成分和微量元素特征判别,岩体属CCG或同碰撞花岗岩类型,形成于大陆碰撞的构造环境,扬子板块与华夏板块在二叠-侏罗纪的大致沿着杭州-诸广山-花山这条缝合带发生的陆内A型俯冲与这种构造环境相呼应。     

流动单元划分新方案及其在临南油田的应用

把沉积学与储层物性相结合, 从流动单元体系的角度出发, 提出了流动单元划分的新方案.在流动单元体系内部划分出流动单元、亚流动单元和渗流区3个不同层次.在储层精细小层对比的基础上, 首先根据区域内连续分布的隔层把储层分成几个独立的流体压力系统, 即流动单元; 然后再根据不连续分布的隔层, 把一个流动单元进一步分成若干个亚流动单元; 最后根据储层物性的差别把流动单元/亚流动单元划分成不同的渗流区.按照这个思路, 选取临南油田的典型高产区块———以三角洲前缘亚相沉积为主的夏52块砂三中段三砂组, 进行了流动单元、亚流动单元和渗流区的划分, 共划分出7个流动单元、7个亚流动单元和63个渗流区, 这样划分出来的流动单元体系同时包括了油藏整体与局部细节的特征, 为油藏开发提供了详细的地质依据, 也在实际应用中取得了良好的效果.      

非均匀介质热蠕变流动的数值求解

针对非均匀介质中热蠕变流动问题,给出了有限单元方法与网格－粒子方法联合求解新技术,即有限单元方法求解欧拉网格节点上的未知量,分布于单元内部作为物质成分标记的粒子反映变形过程.有限元法求解动量方程和连续性方程时引入了速度场和压力场等阶插值的压力场稳定的Petrov Galerkin方法,求解能量方程时采用了流线迎风Petrov Galerkin方法,网格－粒子算法中采用双线性插值与有限单元插值函数对应.有限单元计算与网格－粒子计算相对独立,两种方法计算的数据通过有限单元节点传递.同时,实现了三角形单元的算法和程序,解决了复杂结构条件下不规则网格计算的问题.通过经典方腔热对流问题验证了程序,给出了不规则形态块体沉降算例,并分析了数值解的稳定性.     

无单元法用于地震波波动方程模拟与成像

波动方程方法是解决地震正反演问题的基本工具之一.无单元法作为一种新兴的偏微分方程数值计算方法,已经在材料力学、热传导等领域取得了显著的成功.由于抛弃了单元的概念及采用滑动最小二乘的拟合方法,使得无单元法具有前处理简单、精度高、独立变量解高次连续等优点.本文首先介绍无单元法求解波动方程的原理,指出影响其精度的主要因素.在算例的基础上详细讨论了无单元法用于实际波动问题的效果,并进一步尝试利用无单元法进行地震波数值模拟和反演成像的研究.模型计算的结果表明,无单元法能够较好的处理地震模拟和成像问题,精度和稳定性是令人满意的.     

利用毛管压力曲线分形分维方法研究流动单元

利用取心井铸体薄片获得的图像资料和毛管压力曲线,通过图像分形几何学方法以分维数的形式定量地表征出了复杂的微观孔隙喉道结构特征,发现能够很好地划分和评价孔隙岩石中油、气、水的渗流差异,可以用于储层微观流动单元表征。文中阐述了岩石微观孔隙喉道结构分形的理论基础、计算方法和应用于表征流动单元的依据。建立了中国西部砾岩低渗透油藏微观孔隙喉道分维数与孔隙度、渗透率之间计算图版,据此在油藏中利用常规测井资料获得的孔隙度、渗透率参数计算微观孔隙喉道分维数,开展全油藏流动单元划分与评价,取得了良好的效果。研究结果表明,利用毛管压力曲线分形分维方法研究储层微观流动单元是一种很有效的途径。     

河南木厂河区银、金、铜矿床的构造控矿特征

河南木厂河地区,位于秦岭-大别山中央造山带的东部,桐柏-大别构造亚带东段。区内以长期活动的NWW-近EW向深大断裂及派生的NWW向,SN向断裂以及平行于东部郯庐断裂带的NE向断裂为主要特征,褶皱表现为形态复杂的宽缓线形。通过调查研究,确认了木厂河矿区存在三个构造岩石单元:核杂岩单元(CC)、超高压单元(UHP)、高压单元(HP).各单元之间发育有大型的拆离断层,有利于成矿元素富集。本区矿床的形成与大别山超高压变质带折返后的伸展拆离作用密切相关。矿体形成部位主要在核杂岩单元之上,超高压单元之下的拆离断层带。拆离断层对本区的矿化起了重要的控制作用。      

西太平洋海山区构造分区图编制及玄武岩Nd同位素填图

基于公开的地球物理、地球化学数据以及国内外航次调查积累的海底地形等资料,笔者编制了西太平洋海山区1:500万构造分区图.西太平洋海山区构造分区图包括1幅主图和3幅辅图,主图为《西太平洋海山区构造分区图》,共划分出了3个一级板块、22个二级分区块体、12个三级分区块体,3幅辅图分别为《西太平洋海山区地质构造图》、《西太平...     

砾石单元法与SPH耦合模型在数值波浪水槽中的应用研究

为研究以流体粒子描述波浪运动,以固体单元描述砾石运动的两相介质大变形运动,在港口、海岸工程科学研究中具有重要意义。本文提出砾石单元法（GEM）,介绍了光滑粒子动力学方法（SPH）和GEM的基本原理,阐述了GEM与离散单元法（DEM）的异同之处,说明了采用SPH方法与GEM构建波浪砾石耦合运动数学模型的方法和过程。应用SPH方法建立数值波浪水槽,用GEM模拟波浪作用下堆积砾石的滚落、坍塌变形,构建了SPH方法与GEM耦合数学模型。模拟了水槽造波和波浪生成过程和波浪作用下砾石的滚落、坍塌变形,并与物理模型试验成果进行了比较,结果基本吻合。本文提出的GEM法具有模拟单相堆积砾石运动和堆积砾石与流体粒子耦合多相介质运动的功能,是对DEM法的补充和改善。本文提出的堆积力学球概念和拟序排列求解方法是砾石单元法的重要组成部分。     

石崆山Ⅱ段岩质高边坡稳定性的工程地质系统分析研究

岩质高边坡稳定性的分析评价涉及工程地质学、岩体力学、计算科学等多学科交汇的问题,是一较为复杂的系统工程问题。在系统分析岩质高边坡赋存的地质背景和环境条件的基础上,采用系统分析评价、综合集成的方法应是研究分析和解决该问题的有效和最佳方法。针对漳龙高速公路石崆山Ⅱ段岩质高边坡工程,在系统分析边坡工程地质特性的基础上,采用赤平极射投影法和有限单元(FEM)法等,进行综合评价和系统分析,获得的稳定性结论,已正常运营使用若干年,反映了系统分析,综合评价方法是成功和有效的。它表明,综合评价、系统分析应是岩质高边坡稳定性评价分析的重要途径;它的综合内容和集成方式及其完善与工程实用性,有待进一步深入的研究和工程实践的运用及其经验的积累。