工业CT技术在地球科学中的应用

工业CT作为计算机断层成像（CT）发展至今的一个重要分支,得益于其分辨率高、可重复、探测范围广等优势,在航空航天、军事工业、地质分析等多个领域得到了广泛应用。本文在深入调研国内外工业CT技术研究现状的基础上,综述了在地球科学领域中的3种典型工业CT技术（地震波CT、电阻率CT、电磁波CT）以及多种物探方法组合而成的综合物探方法,重点介绍工业CT在孔隙研究、天然气水合物研究、构建数字岩心和二氧化碳地质利用与封存方面的最新应用。同时,总结工业CT在地球科学领域中的发展趋势。     

辽宁北部秀水盆地秀D1井孢粉组合及其地层意义

孢粉化石采自辽宁省北部秀水盆地的秀D1井,分析、鉴定和系统研究结果表明,来自秀D1井井深62.1~1089.7m的孢粉化石自下而上划分为3个孢粉组合,下部孢粉组合(井深703.85~1089.7m)以Osmundacidites-Klukisporites-Podocarpidites为代表,地质时代为晚侏罗世堤塘期(Tithonian),中部孢粉组合(井深381.5~699.3m)以Densoisporites-Cicatricosisporites-Piceaepollenites为代表,地质时代为早白垩世贝里阿斯期(Berriassian),上部孢粉组合(井深62.1~339m)以Cicatricosisporites-Impardecispora-Pinuspollenites为代表,地质时代为早白垩世凡兰吟期—欧特里夫期(Valanginian-Hauterivian)。秀D1井钻遇地层所含孢粉组合特征在区域上可以与冀北地区大北沟组,辽宁西部地区下白垩统义县组、九佛堂组,松辽盆地东南缘下白垩统火石岭组、沙河子组所产的孢粉组合对比。含孢粉组合地层时代的确定解决了井柱地层的划分,以及与区域地层的对比关系,同时为区域地层古生物研究提供了翔实的基础资料。     

河南登封晚古生代层序地层及聚煤特征研究

运用露头、钻井岩心层序地层学的有关理论方法,对蹬槽剖面的晚古生代地层进行了详细的沉积学和层序地层学研究,共识别出8个三级层序界面,把本研究区域晚古生代地层划分为7个三级层序。S1大致相当于本溪组;S2大致相当于太原组;S3大致相当于山西组;S4和S5分别对应下石盒子组的上下部分;S6对应上石盒子组;S7对应石千峰组。在这些层序中,低位体系域往往以发育三角洲平原分流河道相砂砾岩、或残积相风化壳、或滨湖相中细砂岩为特征,而水进体系域多障壁岛-潟湖相泥岩和粉砂岩、三角洲前缘相砂泥层以及浅湖相细砂岩为主,高位体系域则主要为浅海相碳酸盐岩、前三角洲相泥岩及富泥质的浅湖相沉积序列。层序S1～层序S2物源不丰富,聚煤作用主要发生在海侵初期或海退时期;层序S3～层序S6物源相对丰富,聚煤作用主要出现在最大海泛附近。     

“可燃冰”开发,难在哪？

自20世纪60年代以来,人们陆续在冻土带和自海洋深处发现了一种可以燃烧的“冰”,就是天然气水合物,即后来被人们称作“可燃冰”的物质。可燃冰中甲烷含量占80%~99.9%,燃烧污染比煤、石油、天然气都小得多,而且其广泛分布在大陆永久冻土、岛屿的斜坡地带、活动和被动大陆边缘的隆起处、极地大陆架以及海洋和一些内陆湖的深水环境,在全球范围内的储量是现有天然气、石油储量的两倍,足够人类使用1000年,因而被各国视为未来石油、天然气的替代能源。     

杨山群的构造特征及对北淮阳区构造演化的意义

北淮阳豫皖交界地区发育有一套含有煤线的杨山群，研究表明杨山群发育两期构造变形，第一期构造变形（D1）为北西西向褶皱及伴生的塑冲断层，第二期变形（D2）为北西西向的脆性断层，研究区佛子岭群发育三期构造变形，不同与前人认识，扬山群第一期构造变形与佛子 岭群第二期构造变形存在着明显的差异，它们不是同一期构造变形的产物，这一新的认识可能预示着在晚古生代时本区北部还有一次重要构造事件。     

实测天然气扩散系数在地层条件下的校正

在研究天然气在地下岩石中扩散机理及扩散系数测试方法的基础上，指出了实测天然气扩散系数与地层条件下的差异，利用实测饱和水和干样条件下人造石英粉砂岩的扩散系数值的比值与其物性之间的关系，利用爱因斯坦方程产实测天然气扩散系数的饱和介质转换和温度校正方法，该方法的实际应用表明，校正结果符合地质规律，表明该校正方法是可行的。     

四氢呋喃水合物沉积物静动力学性质试验研究

利用研制的天然气水合物沉积物合成与力学性质测试一体化试验设备,以粉细砂土和蒙古砂土作为沉积物骨架,对四氢呋喃(THF)水合物沉积物进行了静动三轴试验,获得了水合物分解前后沉积物样品的应力-应变关系、强度和液化特性,对两种骨架的水合物沉积物的性质进行了对比,同时将水合物分解后的沉积物与对应的饱和土的动三轴试验结果进行了对比。结果表明：水合物沉积物均表现为塑性破坏;围压越大,水合物沉积物强度越高;水合物分解导致沉积物的强度大幅降低;水合物分解后沉积物液化所需的时间较饱和水沉积物缩短     

琼东南盆地华光凹陷天然气水合物稳定带厚度的影响因素

为了探讨琼东南盆地华光凹陷海底天然气水合物稳定带的分布规律,定量研究了静水压力、底水温度、地温梯度和气源组分对水合物稳定带的影响程度。在此基础上,分析了华光凹陷现今甲烷水合物稳定带的厚度分布。最后,综合各因素的历史演化过程,初步探讨了华光凹陷1.05 Ma BP以来天然气水合物稳定带的演化。结果表明:(1)气源组分和海底温度的变化对研究区内水合物稳定带的影响较大;水合物稳定带厚度与海底温度呈良好的线性负相关性。(2)水深超过600 m的海域具备形成天然气水合物的温压条件;超过600 m水深的海域水合物稳定带厚度大部分超过 100 m,其中西北部稳定带的最大厚度超过300 m,是有利的水合物勘探区。(3)华光凹陷1.05 Ma BP以来天然气水合物稳定带厚度经历了快速增厚–窄幅变化–快速减薄和恢复的过程。麻坑群与水合物稳定变化敏感区在空间上具有较好的叠合关系。结合前人的研究成果,推测其形成与天然气水合物的分解释放有关。     

江西广丰地区中奥陶统层序地层分析

本文通过对广丰县周家坞中奥陶统露头剖面层序、体系域、副层序的研究，识别出了三个不同性质的Ⅱ型层序界面和二个三级层序，确认这三个层序界面为符合实际又易于野外识别的自然界面，并对ＳＱ２中反映最大海泛期的高分辨异旋回驱动机制事件，提出可能受米兰柯维奇频率的春分点和秋分点间约２万年间隔的控制。