地下水流模型识别的分步解法

地下水流模型识别问题是综合的水文地质分析与计算过程,但常常被片面理解为反求水文地质参数问题,这种片面的认识大大妨碍了对水文地质条件的认识及对水文地质过程的理解,并由此导致一些不应有的错误结论。简要论述了地下水流模型识别的概念及问题类型,利用模型分解的方法指出地下水流模型的识别可分2步完成:一是利用附加水头场(或附加降深场)求参数;二是利用初始水头场确定边界条件及源汇项。除参数外,源汇项、初始条件、边界条件也是地下水流模型识别的重要内容。     

斜坡非饱和带低渗透岩石结构体风化前锋扩展过程

非饱和带低渗透岩石结构体风化前锋扩展是斜坡灾害孕育过程中的关键环节之一。到目前为止,化学风化领域的研究成果主要集中在高水-岩比的饱和环境下单矿物及矿物成分单一的碳酸盐岩的风化动力学方面,非饱和环境下的岩石风化研究还主要限于风化产物的特性描述方面。斜坡非饱和带低渗透岩石结构体风化前锋扩展是一种高度复杂的THMC过程。由于在溶解对象、溶解液及溶解过程的水动力-水化学环境等方面存在的显著差异,既有的地质材料风化动力学成果为探索这一复杂过程提供了理论储备,但还不能阐明其核心机理。斜坡非饱和带低渗透岩石结构体风化前锋的扩展过程研究不仅可以加深人们对斜坡灾害孕育的理解,为灾害预报-预警及其控制提供理论依据,同时可以促进岩石-岩体力学及浅表生水文地球化学等相关学科的交叉与发展。     

“西南河流源区径流变化和适应性利用”重大研究计划进展综述

西南河流源区是中国的水资源战略储备区,但其未来水资源演变趋势不明,为厘清气候变化下的径流变化规律以开展适应性利用,国家自然科学基金委于2015年启动了“西南河流源区径流变化和适应性利用”重大研究计划,本文对重大研究计划的总体情况和主要进展进行综述。重大研究计划实施以来取得了一系列研究成果:构建了西南河流源区天空地一体化监测体系,有效提升了西南河流源区的监测能力;创新了高原寒区径流水源组成的多元综合解析方法,揭示了高原寒区典型径流水源的形成机理及气候驱动下流域下垫面与水文系统的协同变化机理;创建了综合冰雪冻土寒区水文过程和示踪过程的分布式同位素水文模型,揭示了雅鲁藏布江径流变化的历史规律和未来趋势;提出了河流全物质通量概念,开展了大量取样检测,揭示了高原河流生源物质循环及生物响应规律,量化了澜沧江梯级水库运行的环境累积效应;发展了多目标互馈系统理论,从水量、水能、水质3个方面创新了梯级水库适应性利用技术,为西南水电消纳、澜沧江-湄公河水资源合作等国家重大需求提供了支撑。     

长岭凹陷潜在地热初步探讨

根据长岭凹陷石油井地温测量和物探资料,从地热形成的4要素——储、盖、通、源以及地热具备的地质特征入手,分析了长岭凹陷潜在着地热资源。目前长岭盆地基本具备了储和盖,需要进一步寻找的是通和源。     

克拉玛依侏罗纪玄武岩地球化学特征及其壳幔作用过程研究

新疆北部中新生代岩石圈深部过程一直备受关注但研究较少。在详细的野外地质和室内岩相学的研究基础上,对西准噶尔克拉玛依侏罗纪玄武岩开展了全岩主元素、微量元素和Sr-Nd同位素以及锆石U-Pb年代学和Hf同位素分析。这些玄武岩与下伏下石炭统太勒古拉组地层呈角度不整合接触关系,具有明显柱状节理、块状构造、斑状结构,斑晶主要由富Ca斜长石、普通辉石和橄榄石组成,部分含有菱铁矿,基质为间粒间隐结构。玄武岩属于碱性玄武岩系列(σ=3.87~4.68),强烈富集大离子亲石元素(如Rb、Ba、K等)和轻稀土元素,没有Eu的负异常(δEu=1.02~1.06),具有相对较低的正εNd(t)值(+2.95~+3.02)和较高的(87Sr/86Sr)i值(0.7048~0.7049),暗示其具有与OIB型源区相似但较为亏损的源区特征。这些玄武岩可能来源于80 km以下深处的石榴石二辉橄榄岩的低程度部分熔融作用。玄武岩中获得锆石的U-Pb谐和年龄为(357.3±5.1)Ma,这一年龄与围岩太勒古拉组的时代相当,指示这些锆石主要来自早期岩浆作用。与晚古生代岛弧及后碰撞基性火山岩不同,侏罗纪玄武岩形成于相对稳定的板内构造环境,其地幔源区亏损程度不及晚古生代火山岩源区。这样的源区可能与俯冲下沉洋壳和拆层岩石圈发生变质重熔形成富集熔体并不断交代亏损地幔有关。     

燕山西部尚义盆地沉积岩区专题地质填图方法与成果

燕山运动是中国东部晚中生代重要的陆内造山运动,具有广泛而深远的地质影响。虽然前人对燕山运动的研究已近百年,积累了大量研究成果,然而目前对于燕山造山带的陆内造山过程仍存在很大争议。针对这一科学问题,选取燕山西部尚义盆地开展了1∶5万专题地质填图。在此基础上,通过盆地充填序列、岩相、沉积环境、物源的综合分析,恢复了盆地岩相古地理,建立了盆地演化模型,并探讨了燕山造山带陆内造山过程的沉积响应。根据沉积岩区岩相组合填图方法,绘制了1∶5万组-相级岩相分布图。燕山西部尚义盆地侏罗纪—早白垩世早期沉积演化记录了燕山造山带造山前伸展、同造山挤压和造山后伸展的全过程。     

大陆俯冲化学地球动力学

碰撞造山带陆壳岩石中柯石英和金刚石的发现证明在碰撞造山过程中,一侧陆壳可俯冲到地幔深度。在这一俯冲过程中,随着温度、压力的升高,俯冲陆壳岩石必然会发生一系列地球化学变化,并会与周围的地幔物质发生不同形式和程度的相互作用。认识这些地球化学变化及相互作用,并以此制约大陆壳俯冲的动力学过程是陆壳俯冲化学地球动力学的主要研究内容和目标。文中以大别山陆壳俯冲为例,总结了陆壳俯冲化学地球动力学研究的主要进展。已有的研究表明在大别山造山带,扬子陆块是在二叠纪末—三叠纪初开始向华北陆块下俯冲,并在２３０～２１８Ｍａ达到峰期超高压变质作用。该俯冲板块可能在２００～１９０Ｍａ断离,从而使陆壳俯冲终止。伴有超高压变质作用的陆壳深俯冲作用可能仅在两个较大陆块碰撞时才发生。超高压岩石的折返至少经历了两次快速抬升。最初一次是在陆壳俯冲时期（２２８～２１０Ｍａ）,超高压岩石由逆冲构造推至中地壳并构造就位于角闪岩相围岩中;第二次是在俯冲板块断离之后（２００～１９０Ｍａ）由浮力推动超高压岩石与其围岩一起快速抬升。在俯冲过程中,俯冲陆壳可以析出流体交代改造上覆楔形地幔。该富集地幔在俯冲陆壳断离之后可发生部分熔融,产生具有Ｎｂ,Ｚｒ,Ｔｉ亏损及?     

火山—热液作用相关细粒沉积岩研究现状及前沿探索

陆相细粒沉积岩是中国含油气盆地中重要的烃源岩和致密油储集层。随着对烃源岩、致密油、页岩油-气勘探开发研究的不断深入,陆相细粒沉积岩取得了一系列重要进展并持续进行着前沿探索。作者论述了传统细粒沉积岩基本概念及演变,岩石、矿物组成特征、成因机制与分类方法。结合近年来在陆内裂谷盆地陆相细粒沉积岩中广泛分布的火山—热液物质的新报道及研究成果,认为火山物质、热液喷流物质不仅参与了陆相黑色细粒岩系的沉积和成岩作用,也与油气生成有密切关系。加强对陆相细粒沉积研究,探讨深源碎屑及热液流体的来源及其对细粒沉积过程的影响,既有利于丰富、完善沉积学和陆相含油气盆地生油理论,也有利于更好地指导致密油、页岩油-气的勘探开发。     

西藏羊八井热田地热流体成因及演化的惰性气体制约

地热流体中惰性气体的相对丰度和同位素组成，不仅可以揭露热田的热源性质，而且还能够揭示深，浅层地热流体的内在联系和演化过程等。在西藏羊八井热田的地热气体中，已检测出大量的^4He组分，3He/^4He值是大气的0．087－0．259倍，表明深部地壳物质的局部熔融为热田提供能量，浅层地热流体的3He/4He 值自西北向东南呈降低趋势，与热储温度的变化相一致，反映出侧向运移时补充了更多的壳源氦，热田北区深层地热流体具有稍高的3He/4He值，是浅层地热流体的母源，气体中氪和氙的相对丰度具有大气降水成因的特征，结合现有的实际资料，建立了热田地热流体的概念模型。     

八面河地区原油、烃源岩中甾类化合物的分布特征及其应用

对渤海湾盆地八面河地区31个分别形成于还原性咸化水体和淡水环境的页岩和泥岩样、20个油样中甾类化合物进行了剖析。结果表明该区烃源岩、原油中的甾类化合物异常丰富，主要包括C27－29规则甾烷、C28－304－甲基甾烷、甲藻甾烷以及芳香甾类；不同层段烃源岩中甾类化合物的分布各具特色，发育于牛庄洼陷南斜坡咸化水体的富藻类沙四段页岩富含4－甲基甾烷及甲藻甾烷，形成于淡水环境的沙三段泥岩中甲藻甾烷不太发育。烃源岩、原油中规则甾烷的分布型式明显有别于甲基甾烷，指示两类化合物可能来源于不同的藻类属种。甾类化合物的分布特征受控于古环境、生物先质种类及热成熟度等多种因素。不同层段甾类化合物的特征性分布使其成为该区油源岩确认的关键指标。结果还表明，甲基甾烷在油源岩识别中比规则甾烷具有更好的应用效果。依据甾类化合物，可判断埋深超过2700m的Es4烃源岩与原油具有较好的相关性，发育于牛洼洼陷南斜坡的未熟－低熟特殊烃源岩－富藻类页岩与原油没有可比性，该结论是对近期油源调查结果的进一步确认。