近60年来长江河口河势变化及其对水动力和盐水入侵的影响I.河势变化

河势是影响河口水动力和盐水入侵基本因子。本文利用20世纪50和70年代长江河口海图,数值化岸线和水深,结合2012年长江河口实测水深资料,分析长江河口自50年代以来的河势变化。长江河口为分汊河口,50年代仅为二级分汊,至70年代才形成三级分汊,四口入海的河势格局。70年代相比于50年代,北支淤浅严重,其上、中、下段容积变化分别为-64.13×106、-306.60×106和-639.27×106 m3,对应的变化率分别为-16.30%、-22.74%和-25.69%,均显著减小;南支的上、中、下段容积变化分别为-28.61×106、-35.69×106和126.43×106 m3,相应的变化率分别为-1.30%、-2.12%和4.36%;北港由于崇明浅滩和横沙浅滩的淤浅,下段容积明显减小,其上段和下段容积变化分别为109.21×106和-797.14×106 m3,对应的变化率分别为5.01%和-15.25%;南港上段由于河道淤浅容积减小,下段北由于铜沙浅滩被冲开形成北槽,导致水深变深、容积增加,其上段、下段北和下段南容积变化分别为-238.95×106、203.58×106和153.34×106 m3,对应的变化率分别为-8.96%、6.85%和3.26%。2012年相比于70年代,北支由于大量淤浅和围垦容积大幅减小,其上、中、下段容积变化分别为-199.06×106、-504.61×106和-654.12×106 m3,对应的变化率分别为-60.45%、-48.44%和-35.38%;南支的上、中、下段容积变化分别为92.34×106、193.01×106和-163.62×106 m3,相应的变化率分别为4.24%、11.73%和-5.40%;北港上段青草沙水库的围垦和下段横沙东滩的围垦造成面积和容积减小,其上段和下段容积变化分别为-154.64×106和-511.79×106 m3,对应的变化率分别为-6.75%和-11.55%;南港由于上段河道刷深而下段九段沙以及南汇边滩淤浅、围垦,导致其容积上段增加,下段减小,上段、下段北和下段南容积变化分别为136.39×106、-658.28×106和-1266.11×106 m3,对应的变化率分别为5.62%、-20.73%和-26.06%。     

长江河口主槽地貌形态观测与分析

人类活动可以改变流域至河口的泥沙输运与沉积。尽管一些近期的研究已经调查了长江河口的形态演变,然而,流域和河口工程如何影响河口河床的形态演变仍然是不清楚的。该文利用2010年至2015年多波束测深系统和浅地层剖面仪等先进现场测量仪器的长江口主槽走航测量资料,并结合主槽表层沉积物资料,分析了近年来人为强干扰下的长江河口主槽底床微地貌形态,以理解近期人类活动对河口的影响。结果显示:近年来长江河口主槽底床上除了存在平床、沙波、冲沟和冲刷痕等常见微地貌形态外,还存在着疏浚痕和凹坑等人为微地貌形态。在流域和河口大型工程的共同影响下,近年来南北港中上段、横沙通道和南槽上段均受到不同程度的冲刷,其主槽底床上呈现出不同程度冲沟和冲刷痕等侵蚀性微地貌。而由于疏浚工程的影响,南港下段、圆圆沙航槽和北槽航道底床上出现了大范围的疏浚痕和凹坑。近年来包括南槽上段、北槽主槽中段和下段的局部区域和北港拦门沙河段局部区域在内的长江河口最大浑浊带的河床沉积物有粗化趋势。南北港中上段和横沙通道的大部分区域均发育了大量沙波微地貌;总体上,长江河口沙波的波高在0.12~3.12 m,波长在2.83~127.89 m,波高/波长在0.003~0.136,长江河口中上段的沙波尺度(波高的均值为0.91 m,波长的均值为20.08 m)大于密西西比河下游(波高的均值为0.87 m,波长的均值为17.62 m),且两区域沙波的几何形态差异性较小。     

长江中下游宣城水东地区早白垩世酸性火山岩年代学、地球化学及岩石成因

位于长江中下游的宣城水东地区发育一套酸性火山岩,主要由流纹质角砾岩、流纹岩和珍珠岩组成。本文对该套火山岩进行了详细的锆石U-Pb年代学、主量元素、微量元素以及Nd-Hf同位素研究。LA-ICP MS锆石U-Pb定年结果显示3种岩性的火山岩年龄分别为133.2±0.8、133.4±0.8和131.5±0.9 Ma。主量元素组成上,这套酸性火山岩具高硅(72.51%~81.79%)、富钾(K_2O/Na_2O=2.04~14.93,平均6.72)、贫钙镁(Ca O=0.19%~1.57%,Mg O=0.06%~0.29%)的特征,属于弱过铝质(A/CNK=1.02~1.24)的高钾钙碱性-钾玄岩系列岩石。微量元素方面,轻重稀土元素分馏明显[(La/Yb)_N=5.43~9.17],具明显的负铕异常(Eu/Eu~*=0.44~0.60),富集大离子亲石元素(LILE)Rb、Th、K和Pb等,亏损Ba、Sr、Nb、P和Ti等元素,表现出壳源的特征。全岩Sr-Nd和锆石Hf同位素组成变化范围相对较小,(~(87)Sr/~(86)Sr)_i为0.707 3~0.708 8,εNd(t)值为-7.05~-5.56,εHf(t)为-8.6~-1.3。结合区域地质研究成果,认为宣城水东地区酸性火山岩可能是在约135 Ma古太平洋板块俯冲作用之后的伸展-拉伸环境下,由新元古代早期新生地壳重熔而成。     

鄂尔多斯盆地西峰和姬塬油田长81段低渗透储层迥异性

利用岩芯、薄片、测井等资料,从储层特征及孔隙演化角度对比分析了西峰和姬塬油田长8₁低渗透储层的迥异性。分析结果表明,两地区长8₁储层的共性为:1）储层砂体为浅水三角洲前缘的多期叠加的水下分流河道厚层砂体,且在空间上具有良好的连续性;2）砂体为岩屑长石砂岩和长石岩屑砂岩,属于细砂岩和极细砂岩,分选以较好为主;3）储层孔隙类型以粒间孔和溶蚀孔为主,原始孔隙度约38%,压实作用、胶结作用孔隙损失率约35%,最终储层孔隙度约7%。两地区长8₁储层存在以下差异:1）姬塬地区长8₁水下分流河道砂体叠加期次不明显,为"连续退积式"沉积模式,而西峰地区具有明显的垂向加积特征,为"顶牛"沉积模式;2）粒间孔、岩屑溶孔、晶间孔姬塬地区低于西峰地区,而溶蚀孔姬塬地区高于西峰地区;3）储层后期成岩演化过程中,姬塬和西峰地区长8₁砂体平均胶结孔隙度损失率为13.87%和11.99%,姬塬地区胶结孔隙度损失程度高于西峰地区,而溶蚀增孔率分别为3.71%和2.79%,姬塬地区溶蚀增孔率高于西峰地区。     

浅水三角洲前缘砂体地震沉积学研究--以松南乾安地区上白垩统青三段为例

浅水三角洲前缘砂体是松辽盆地主要勘探开发目标之一,由于该类储层砂泥岩薄互层十分发育,一直以来都是储层预测中的难点。利用覆盖全区的三维地震资料和已有钻井、测井信息,在建立研究区青三段高分辨率层序地层格架的基础之上,运用"相位调整-地震相-地层切片"的地震沉积学综合研究方法,对松辽盆地南部乾安地区上白垩统青山口组三段的砂体类型、特征及层序格架内砂体演化规律作了进一步探讨。研究表明,青三段可划分为2个三级层序,三级层序内进一步划分为12个四级层序;地震资料进行相位调整后,将地震同相轴与岩相建立相互对应关系,红色波峰代表偏砂相,黑色波谷代表偏泥相;在四级层序约束下提取典型地层切片,并识别出枝状水下分流河道、曲流状水下分流河道和末端水下分流河道3类主要砂体,各类砂体具有不同的地震相特征;SQ1三级层序早期以发育末端水下分流河道为主,晚期以发育枝状水下分流河道和曲流状水下分流河道为主。SQ2三级层序湖侵体系域早期以发育枝状水下分流河道为主,晚期以发育末端水下分流河道为主。SQ2三级层序湖退体系域以发育枝状水下分流河道和曲流状水下分流河道为主。     

河道发现对塔中地区碳酸盐岩勘探的启示

塔中地区鹰山组为大型岩溶风化壳型油气藏。上奥陶统良里塔格组与中下奥陶统鹰山组地层暴露时间短,导致表层岩溶作用弱,古岩溶河流欠发育。利用地震沉积学（地震切片技术）以及三维立体雕刻等技术,在鹰山组内发现了2套岩溶古河道系统,根据河道发育古地貌以及河道的形态将河道分为明河、暗河。通过岩性以及测井资料确定了不同类型河道的充填物,并对本区储层进行了综合评价:明河相关的储层,在暴露期大部分被泥岩充填,明河相关的储层发育区为不利区;暗河相关储层发育区,储集空间充填程度低、具有完整的储盖组合,结合已钻结果,证实为有利储层发育区。河道的发现为塔中地区碳酸盐岩储层成因提供了新的解释。     

金沙江下游溪洛渡水库排沙效果及影响因素

溪洛渡水电站自2013年开始直接拦截金沙江的泥沙,其排沙效果对水库运行及下游向家坝和三峡入库泥沙都会造成影响。本文基于水文泥沙及河道断面观测资料,对比分析溪洛渡水库和三峡水库排沙规律异同点,研究溪洛渡水库排沙效果及影响因素。结果表明,2014—2019年溪洛渡水库共计排沙1 490万t,排沙比为3.1%,较设计值和向家坝、三峡水库均明显偏小。溪洛渡水库排沙比偏小主要有3个原因:入库水沙峰值协调性较差、水库长期高水位运行及库区河道二级天然潜坎对泥沙运动的阻隔效应。     

长江中游荆江段非均匀悬沙恢复饱和系数

三峡工程运行后,长江中游荆江河段含沙量大幅度降低,次饱和水流冲刷河床使含沙量在沿程逐渐恢复,但其恢复特点由于沿程床沙组成差异而有所不同。本文基于Markov随机过程及泥沙起动理论,推导非均匀悬沙的泥沙落距表达式;结合悬移质扩散理论,修正非均匀悬沙恢复饱和系数公式。在此基础上,基于荆江河段实测输沙过程,提出考虑床沙组成影响的分组悬沙恢复饱和系数计算方法;该方法主要与泥沙粒径、悬浮指标、床沙组成及止滚概率、止悬概率等因素有关,无需考虑非饱和调整系数的影响。计算结果表明:①不考虑床沙组成时,沙市、监利站恢复饱和系数计算值均在区间0.12~0.27内变化,而考虑床沙组成时分别为0.000 3~0.171 8和0.003 5~0.157 9。②不考虑床沙组成时,分组悬沙恢复饱和系数计算值细沙>中沙>粗沙;考虑床沙组成时细沙 < 中沙 < 粗沙;除落水期外,沙市站粗沙的恢复速度均大于监利站。③沙市、监利站恢复饱和系数在各计算时段的变化过程对悬沙分组具有敏感性,其中洪水期恢复饱和系数大于枯水期、涨水期和落水期。采用河床变形方程反算分组悬沙恢复饱和系数,并与本文计算结果进行对比;通过比较分析,本文公式能够用于描述荆江河段分组悬沙恢复特性,可为三峡工程下游非均匀悬沙沿程恢复过程研究提供参考。     

汊口滩沉积特征及沉积模式——以鄱阳湖赣江三角洲汊口滩为例

随着我国许多油田进入高含水开发阶段,剩余油挖潜难度增大,复合分流河道带和单河道的划分已不能满足生产要求,迫切需要进行分流河道内部有利砂体的识别。现代沉积研究是认识分流河道内砂体发育特征的有效手段。通过对鄱阳湖赣江三角洲的现场考察,发现汊口滩是三角洲分流河道中发育的重要砂体类型,以发育在分流河道的分汊口处为典型特征。根据水动力条件、沉积物组合、沉积构造等特征,将汊口滩划分为滩头、滩中、滩尾3个沉积单元。从滩头到滩尾具有水动力条件减弱、沉积物层理规模减小、单砂层厚度减小、粒度变细、泥质夹层增多的特点。汊口滩主要是由于在分汊口处,水流受到汊口的顶托作用流速降低,沉积物按粒度分异堆积形成;堆积方式主要以向上游方向的逆流加积为主。与水道砂体相比,汊口滩发育的层理类型多,而且内部夹层发育,非均质性更强;由于夹层的遮挡作用,砂体不易发生水淹,有利于形成剩余油的富集区。     

两类El Niňo事件次年夏季长江-黄河流域降水低频特征及低频水汽输送途径差异

利用1961年1月—2014年12月Hadley气候预测研究中心的全球海表温度(SST)资料,NECP/NCAR逐日风场、比湿等再分析资料,国家气象信息中心提供的中国753站逐日降水、160站逐月降水资料,对比分析了东部(EP)型和中部(CP)型两类El Niňo事件次年夏季长江-黄河流域降水(简记为EP型和CP型降水)低频特征,以及与之相关的低频水汽输送差异。结果表明,1)平均而言,EP型降水主要有10～20 d(最显著)以及20～30 d(次显著)低频周期;CP型降水主要有10～20 d的低频显著周期。与之相关的纬、经向水汽通量最显著低频周期也为10～20 d。2)影响EP、CP型低频降水共同的低频水汽环流系统主要有:菲律宾群岛附近的异常反气旋式水汽环流和渤海湾附近(日本东南侧)的异常气旋式(反气旋式)水汽环流。另外,影响EP(CP)型低频降水的还有来自巴尔喀什湖东北部异常气旋式水汽环流(孟加拉湾、苏门答腊岛以西的异常气旋式水汽环流对和贝加尔湖西、东两侧的异常气旋式、反气旋式环流)。3)EP型降水暖湿水汽主要源自南海,冷湿水汽主要源自西北太平洋,冷空气来自巴尔喀什湖东北部和贝加尔湖西北侧。CP型降水暖湿水汽少量来自阿拉伯海和印度洋,大量来自热带西太平洋,冷空气主要来自贝加尔湖西北侧。