漫谈粒子和宇宙（十九）现代宇宙学简说（续）

科学假说与“光锥”概念 现代科学哲学大师玻普尔说过,“那种只把成熟的、教科书中的理论当成科学,而把不成熟的假说当成非科学,是对科学的危险,实际上也是对我们文化的危险。”事实上,许多科学理论在刚产生时都没有充足的证据,这是因为科学理论的前身是科学假说,而任何科学假说,都是在条件不成熟,证据不充分的情况下做出的猜想。正是因为假说的真理性是或然的,所以犯错误的可能性很大。     

基于AMT的龙首山成矿带西岔地段马路沟断裂带深部发育特征

为减少铀矿钻探工程风险,基于音频大地电磁法(AMT)资料,对龙首山成矿带中的马路沟断裂及次级断裂的深部发育特征进行了探究。通过对马路沟断裂与次级断裂正演理论模型响应特征分析,论证了方法的可行性,在此基础上,结合地质、岩石电性参数和钻探资料,对反演电阻率断面进行了推断解释,大致查明了区内断裂的深部发育特征。研究结果表明:马路沟断裂(F101)走向NW,倾角约80°,其中X501—X502剖面之间倾向NE,X502—X506剖面倾向SW;次级断裂F102、F103走向NW,均倾向NE,倾角75°~80°;上述断裂具有切割深度大、倾角较陡特征。该结果为后期钻探工程的布置提供了依据,提升了铀矿地质勘查的效果与效益。     

“十三五”期间中国探矿权及地质勘查投资时空演变

基于详细的统计数据,从时间、空间、结构等多个纬度,对中国探矿权及地质勘查投资情况进行了时间序列、因素相关性等对比分析和综合研究,为政府管理部门制定政策和规划提供参考依据。通过研究,揭示了影响探矿权及地质勘查投资的主要因素、底层逻辑和发展规律,并认为受国内外宏观经济增速放缓、地缘政治等因素影响,特别是国内相关产业政策、生态和环境保护压力,“十三五”期间中国探矿权数、地质勘查投入和新发现矿产地持续大幅度减少。“十三五”期间,新立探矿权同比减少52.1%,注销探矿权数是“十二五”期间的3.7倍多。油气矿产的探矿权登记面积和地质勘查投资分别占全国的96%和77.6%;非油气矿产探矿权数占全国的90%以上,有近60%的非油气探矿权在西部地区;非油气地质勘查投资中,水工环及科技等投资额占居半壁江山。预计中国在能源矿产、战略性矿产等勘查领域将增加勘查投入,地质勘查投资将于2024年后逐渐走出低谷。     

中国煤层气开发存在的问题及破解思路

复杂含煤地层顶板水平井射孔压裂是增加煤层透气性、提升瓦斯抽采效率的关键,而地层结构和射孔位置影响裂缝扩展形态。考虑地层结构特征及射孔位置,建立压裂工程地质模型;基于有限元方法构建数值模型,研究射孔位置、地层条件、垂向应力与水平应力差对裂缝扩展的影响,并进行工程验证,提出施工建议。结果表明：射孔孔眼位置存在全部位于煤层中、全部位于顶板岩层中和部分位于顶板部分位于煤层3种情况。孔眼位于煤层中,裂缝受到界面的“阻隔”作用,对煤层改造有利;孔眼位于顶板,当顶板层理发育,垂向应力与最小水平主应力差大于2 MPa时裂缝能够穿越层理和界面进入煤层,而顶板完整时,应力差大于−2 MPa裂缝即可在孔眼诱导作用下进入煤层,顶板层理和界面对裂缝垂向扩展具有“阻挡”作用,结构完整地层有利于裂缝的垂向穿层扩展;孔眼部分进入煤层,对裂缝起裂、扩展产生明显诱导作用,形成沿界面的水平缝和进入煤层的垂直缝,无论顶板是否完整,都能形成有效改造裂缝。当射孔孔眼距煤层较远、孔眼与煤层间弱面发育、水平应力大于垂向应力或压裂施工规模不足时,建议采用深穿透射孔、分支孔等能够沟通煤层的工程措施,以保证压裂效果。研究结果在陕西韩城某煤矿的井下分段压裂施工中进行了应用,试验孔瓦斯抽采效果良好,可为类似地质、工程条件下的压裂施工提供借鉴。

     

高密度电法在岩溶探测中的应用

高密度电法是一种适用性广泛的电阻率勘探方法,拥有多种电极排列装置选择。不同装置由于电极分布方式的差异,在针对不同地质目标和测区环境时往往表现出明显不同的探测能力。为探究各排列装置的特点及其适用情况,推导了2.5D电位的变分问题,采用Delaunay三角化算法实现了非结构化网格剖分,进而实现了有限元正演模拟。结合实践,对常见地质情况进行建模,分别使用温纳α、温纳β、施伦贝谢尔、偶极−偶极4种装置开展正反演对比研究。研究发现：(1) 在探测未知区域单个异常体时,温纳β、施伦贝谢尔2种排列的效果更好;(2) 在探测相邻较近的多个异常体时,应优先采用具有更高水平分辨率的施伦贝谢尔和偶极−偶极排列;(3) 对于低阻破碎带的勘探,温纳β和偶极−偶极排列更为适用;(4) 当地层具有较好分层界限时,4种排列均可体现良好的分层效果。因此,高密度电法勘探实践中应综合考虑不同排列装置的特点,根据具体情况选用合适的多种排列方式进行测量,并对采集数据进行综合对比分析,以获得更为准确的解释结果。

     

阿斯南地震的余震发震构造及构造应力场分析

1980年10月10日阿尔及利亚的阿斯南（El ASnam）发生了Ms=7.2级地震。震后法-阿联合考察队布设了临时地震台网。其中有法国斯特拉斯堡地球物理研究所地震研究室,为作近场研究而布设的由8个地震站组成的遥测地震台网,取得了良好的记录,较精确地确定了各项地震参数。我们试用了J.A.Mendiguren所提出的“用综合节面解寻找不同震源机制分布区域的方法”,利用上述台网所取得的部分余震资料,对该区余震的发震构造及构造应力场进行了研究。     

论中国大陆基底构造

中国大陆基底可以分为４个区域：西域克拉通和东亚克拉通具太古代－早元古代变质基底,蒙藏增生陆块与华南增生陆块为元古代基底．在西域克拉通内可以识别出南塔里木陆核分布区、准噶尔陆核分布区与伊犁陆核;在东亚克拉通内可以勾画出燕吕陆核分布区、黄淮陆核分布区、秦岭陆核分布区和扬子陆核分布区．在克拉通形成的同时或稍后,在克拉通的两侧发育巨型基底断裂．在东亚克拉通的东西侧为郯庐断裂带与东亚克拉通西缘断裂带;在西域克拉通的南北为阿尔金断裂带与阿尔曼大断裂带．在蒙藏地块中部通过的日喀则－狼山断裂带是位于两克拉通之间的重要断裂带．     

琼东南盆地深水陆架坡折区地震速度建模与反演的研究与应用

无论是构造简单或者复杂的地方,高精度速度建模与反演一直是地震处理所追求的目标,为进一步提升复杂构造区域的速度建模精度,提升该区域的成像质量.文中以琼东南盆地陆架坡折区速度建模与反演为例,采用构造形态对速度反演过程进行约束,通过模型和实际数据验证了混合邻域构造约束建模与反演技术的有效性,解决了坡折大角度构造常规速度建模及反演技术存在速度异常的问题.结果表明:相对于常规速度反演方法,本文方法得到与地质更加吻合的速度场,能够更好地解决成像及岩性认识问题.结论认为:本方法在速度建模的过程中实现了自动提取构造张量并约束建模过程,提高陆坡下方速度精度,改善了坡折下方成像,该方法对于崎岖海底地区速度建模具有较大应用价值.     

GDS—1000宽频带通用流动数字地震观测系统

GDS-1000宽频带通用流动数字地震观测系统主要用于大陆岩石层的人工及天然地震台阵研究、强震观测以及余震观测台网的临时布设。其主要技术指标为:动态范围120dB,前放增益1,16,128倍可调,高端频率6.25,25,45Hz可调,采样率25,100,200Hz可调,1MB固态数据存储器借助地震数据的压缩软件可以存储3MB以上的数据,工作温度范围-10—45℃,功耗小于3W。定时接受的BPM无线电授时信号可保证记录系统时钟校正误差小于10ms。其智能化地震触发系统可处于下列模态:近震触发,远震触发,近震和远震触发,任意地面运动信号触发,以及手动触发和定时触发。DSR-1000数字地震数据回收系统用于GDS-1000的参数预置、地震事件数据的转储和地震图的现场绘制。该系统在野外试验期间已取得大量近震、远震及核爆炸记录。     

华北地区重力场与沉积层构造

位于中朝准地台的华北地区是由几个不同的断块组成的,重力异常场的分布具有很强的浅部效应、块状分布和深浅叠加场的特点。重力的高程效应很复杂,不同波长的起伏变化有不同的影响系数。本文对布格改正的有关问题进行了讨论,指出华北如区表浅层的密度值偏低（2520kg/m3）,该区合理的布格改正公式为△g2=-0.0879H。将重力场的垂直导数和向上延拓结合起来,有利于揭示地壳上部构造特征。本文搜集整理了由第四系到寒武系的沉积层资料,给出了沉积层总厚度和视密度的分布。对深部重力异常的分析表明,华北沉积层的形成有深源性质,在均衡调节中起着一定的内载荷作用。