基于HEC-RAS及GIS的川西叠溪古滑坡堰塞湖溃决洪水重建

青藏高原东南缘岷江上游地区地质环境条件十分复杂,滑坡堵江灾害及堰塞湖溃决事件频发,重建其灾害演化过程对于地区性防灾减灾和风险控制具有重要指导意义。以川西岷江上游叠溪古滑坡堰塞湖为研究对象,首先利用高精度DEM和ArcGIS软件重建了叠溪古堰塞湖的原始规模,其原始最大湖水面积为1.1×10⁷ m²,相应的湖容量为2.9×10⁹ m³;然后采用经验公式法和HEC-RAS一维水力学模型重建叠溪古堰塞湖溃决洪水的水力学特征。计算结果表明,HEC-RAS模拟的最大溃决洪水洪峰流量为73 060 m³/s,与经验公式法计算结果(74 500~76 800 m³/s,平均值76 000 m³/s)非常接近,误差小于5%。对应的最大洪水深度和流速分别为70.1 m和16.78 m/s,模拟河段的洪水淹没范围约为6.08 km²。综合误差分析推测的溃决洪峰流量误差范围为69 000~81 000 m³/s。叠溪古滑坡堰塞湖溃决洪水在世界范围内是十分罕见的,其最直接的影响是在下游数公里范围的河谷内形成大量带状或台阶状的溃坝堆积体和巨砾石堆积“阶地”,且这种影响仍延续至今,这与前人关于高能洪水水文特征和沉积特征的研究认识高度一致,证明本研究成果是非常可靠的。此外,本研究还表明,HEC-RAS一维水力模型可用于高山峡谷地区古滑坡堰塞湖溃决洪水重建研究,可为青藏高原东南缘岷江上游古环境重建和地貌演化提供参考。     

四川盆地东部茅口组白云岩成因: 来自岩石学、矿物学和地球化学的证据*

四川盆地中二叠统茅口组白云岩中蕴藏丰富的天然气资源,但是这套白云岩的成因多年来一直存在争议。盆地东部茅口组白云岩储集层多发育在茅三段中下部,纵向上厚度介于3.0~46.8 m之间,平面上沿北西—南东向基底断裂呈带状展布。野外和钻井岩心观察发现,白云岩内发育交织状张性裂缝,将岩石切割呈角砾状,裂缝多被粗晶方解石、白云石充填或半充填。根据围岩和裂缝中白云石晶体形貌和产出状态,在显微镜下识别出4类不同组构的白云石: 第1类为灰泥基质中“星散状”自形粉晶—细晶白云石; 第2类为半自形面状组构细晶白云石,呈他形—半自形镶嵌状; 第3类为具“雾心亮边”的自形晶面状组构细晶—粗晶白云石,具糖粒状结构,晶间孔隙发育; 第4类为脉体充填的粗晶鞍状双晶白云石。背散射照片显示前3类白云石的“雾心”部分晶面混浊、表面分布方解石残斑及微孔, 而第3类白云石的“亮边”部分与第4类鞍状粗晶白云石脉则晶体明亮、洁净、致密,属新生矿物。上述4类白云石的成分均具有富Ca和贫Fe、Mn、Sr的特点,MgO含量变化较大,其中前两类白云石MgO含量总体低于白云石标准计量,而后两类白云石的MgO含量则接近或略高于标准计量。岩石学、矿物学和地球化学特征表明:茅口组白云岩主要经历了2期白云化作用,初次白云化作用形成第1类、第2类白云石及“雾心”白云石,二次白云化作用形成“亮边”白云石和粗晶白云石脉体; 2期白云化作用均发生得很早,可能始于同沉积期至浅埋藏期。白云石原位微量元素和原位锶同位素分析表明,白云化作用流体具有混源的特点,流体可能由富Ca地下水以及与火山活动有关的热液混合而成。推测中二叠世末期峨眉山地幔柱的喷发引起四川盆地内基底断裂再次活动,造成茅口组内张性构造裂缝发育,这为白云化流体混合及运移提供了通道。     

低可容空间浅水三角洲沉积层序及聚煤模式:以渤海湾地区下二叠统山西组为例*

为研究低可容空间浅水三角洲体系沉积层序及聚煤模式,以渤海湾地区下二叠统山西组为主要研究对象,开展层序地层研究,在层序地层格架内揭示低可容空间浅水三角洲体系聚煤模式。根据沉积相转换面以及下切谷冲刷面两类不整合面(SU)可将山西组划分为3个三级层序Sq1、Sq2及Sq3,每个三级层序代表 1期三角洲。通过最大洪泛面(MFS)与最大水退面(MRS)将每个三级层序划分为LST、TST及HST 3个体系域,代表 9个四级层序。根据岩性参数等值线绘制一系列特定于层序的沉积相图,在可容空间增长速率及泥炭堆积速率的控制下,三角洲平原泛滥平原及三角洲前缘泥炭沼泽为聚煤中心,位于冀中坳陷东部、黄骅坳陷中北部以及济阳坳陷部分地区。泛滥平原中形成的煤层厚度大,且聚煤中心具有随三角洲推进逐渐南移的趋势,三角洲前缘聚煤环境相对较差,形成的煤层厚度较薄,且易被分流河道砂体冲刷。渤海湾地区下二叠统浅水三角洲层序地层学及沉积学分析为聚煤模式提供了基础,该模式包括LST、TST早期、TST中期、TST晚期以及HST 5个时期的演化。煤层主要聚集在Sq1与Sq2的TST以及HST时期。这些成果对渤海湾地区煤炭资源勘探及提高钻探工程地质效果具有现实意义。     

四川盆地仪陇-平昌地区二叠系长兴组地震沉积学研究

为明确四川盆地仪陇-平昌地区长兴组地震相及沉积特征,运用地震岩性学和地震地貌学的综合分析技术,开展井-震结合及礁体三维识别研究,以阐明长兴组生物礁滩储集体的展布特征。研究结果表明,仪陇-平昌地区长兴组主要为四个沉积区带,开阔台地相对应平行-亚平行席状中弱断续地震相、台地边缘相对应平行-亚平行丘状或透镜状中弱地震相、台地前缘斜坡相对应前积席状弱地震相,海盆相对应平行-亚平行席状中强地震相,可细分为台缘礁、台内礁和台内滩亚相;30 Hz振幅调谐体切片揭示海盆岸线为北西向展布,25 Hz调谐体切片对于海盆线西侧的台缘带礁体和台内礁滩体反应明显;生物礁滩体的平面展布特征、发育规模受控于长兴组沉积期西南高、东北低的古地貌形态,台缘礁生长发育的有利区域为台地相带两排北西向凸起带。     

四川盆地西部二叠系多期台缘带油气勘探潜力

四川盆地西部二叠纪时期位于稳定克拉通边缘,受到海西运动、东吴运动和峨眉地裂运动的共同作用,发生构造-沉积分异。本文采用构造控盆、盆地控相、相控成藏要素组合的研究思路,在川西地区开展新一轮研究工作,揭示了二叠纪构造-沉积分异对油气成藏的控制作用,明确川西地区海相碳酸盐岩油气勘探潜力。盆地二叠纪以拉张伸展背景为主,总体呈现“南部隆升、西部裂陷、北部拉张”的沉积格局。二叠纪多期构造运动共同导致了川西地区一系列台内裂陷的形成,叠加二叠纪时期海平面变化,控制了栖霞至长兴期的多期台缘发育。川西北地区发育北东—南西向和北西—南东向两组断裂体系控制该区岩相古地理格局,其中龙门山断裂带主要控制了泥盆纪至二叠纪栖霞期沿上扬子台地西北缘发育台缘带,呈北东向展布。茅口至长兴期台缘带受克拉通边缘及台内裂陷共同控制,在川西地区呈北东向展布,梓潼—老关庙地区沿裂陷发育呈北西向展布,在剑阁一带,栖霞、茅口、吴家坪和长兴组多期台缘带叠置发育。川西地区二叠纪多期台缘控制了多层系优质滩相储层和礁储层叠置发育,是川西地区二叠系规模孔隙型储层发育的主控因素。多期古裂陷、多期台缘带和成藏期大型古隆起三元素耦合有利于油气规模聚集成...     

四川盆地中二叠统天然气成藏特征及巨大勘探前景

近年来,在四川盆地中二叠统钻遇孔隙型白云岩储层,获得一批高产井,呈现出良好的勘探前景,但其勘探潜力如何,能否成为四川盆地继安岳气田之后又一个万亿方大气区亟待明晰。通过对烃源岩特征、沉积特征、储集特征以及成藏模式等方面的深入研究认为,中二叠统具备3套优质烃源岩供烃、孔隙型储层发育、封盖条件好的优越成藏条件,发育自生自储型和下生上储型两套成藏组合。中二叠统发育块状孔隙型白云岩储层和孔隙型灰岩岩溶储层,分布面积大,其储集性能和单井测试产量与安岳气田灯影组相当,勘探潜力巨大,是四川盆地下步寻找万亿方大气区的主要层系。     

上黑龙江盆地前哨林场黑云母二长花岗岩锆石U-Pb年龄、地球化学特征及地质意义

上黑龙江盆地前哨林场位于兴蒙造山带东段额尔古纳微地块北缘, 北与西伯利亚古陆以蒙古—鄂霍次克缝合带相隔, 东以塔源—喜桂图断裂与兴安地块相邻。本文通过对上黑龙江盆地前哨林场黑云母二长花岗岩进行锆石U-Pb年龄、主微量及同位素地球化学系统研究, 为探讨早古生代额尔古纳微地块与相邻地块的碰撞机制提供理论依据。利用LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素测定技术, 获得研究区黑云母二长花岗岩结晶年龄为(458.4±2.4) Ma(MSWD=0.022), 确定了岩体形成时代为早古生代中—晚奥陶纪。岩石中锆石Hf同位素?Hf(t)值介于–4.64 ~ 1.84, 其测点大部分位于球粒陨石演化线之下, 两阶段模式年龄(tDM2)介于 715 ~ 1 126 Ma。地球化学显示岩石具有富硅、富铝、富碱等特征; 稀土配分曲线表现出轻稀土(LREE)相对富集, 重稀土(HREE)相对亏损的右倾特征, 且岩石相对富集大离子亲石元素Rb、K及高场强元素Th、U、Zr、Hf, 相对亏损大离子亲石元素Ba、Sr及高场强元素Nb、Ta、P、Ti。岩石成因类型判别图显示前哨林场黑云母二长花岗岩具A型花岗岩特征, 岩石Hf同位素及微量元素特征显示岩体岩浆来源于中—新元古代古老地壳的熔融, 且存在少许幔源物质及新增生地壳物质熔融的参与, 元素特征暗示岩石形成于额尔古纳地块与西伯利亚古陆碰撞后的伸展构造环境背景下。结合前人对额尔古纳地块早古生代花岗岩形成背景的研究, 认为额尔古纳地块北缘及东北缘早古生代花岗岩形成机制不同, 前者形成于额尔古纳地块与西伯利亚古陆及蒙古—图瓦地块碰撞、拼接后伸展背景下; 后者主要形成于额尔古纳与兴安地块碰撞伸展背景下。     

高空冷涡影响台风Meranti(1010)北翘路径的集合预报分析

路径突变是台风路径预报中的一个难题。2010年第10号台风Meranti（1010）在台湾岛南部海域西移过程中突然北折,而欧洲中期天气预报中心（ECMWF）集合预报对其北翘路径存在较大分歧。选取预报成功与不成功两组集合成员各8例,对比分析台风Meranti路径变化的主要原因。结果表明:（1）一个来自热带对流层上部槽的切断高空冷涡（UTCL）是该台风路径变化的一个重要影响系统。Meranti北翘路径跟它与UTCL的南北向耦合有关;（2）UTCL通过改变台风上层的环境气流影响台风引导气流。在UTCL移至台风北部过程中,台风的偏南风引导气流明显加强,有利于其路径北翘;（3）UTCL对台风Meranti北翘路径的影响还与其自身结构有关。水平环流宽且气旋性涡旋向下垂直伸展更深的UTCL对台风路径变化影响更明显;（4）位涡倾向方程的诊断分析表明,在TC与UTCL南北向耦合过程中,台风北部的正位涡水平平流项输送显著,有利于台风向北运动,且UTCL影响下产生的非对称风场在其中起主要作用。     

Palaeomagnetic results from the Early Permian Copacabana Group, southern Peru: Implication for Pangaea palaeogeography

Samples collected from folded carbonate rocks of the Early Permian Copacabana Group exposed in the Peruvian Subandean Zone have been subjected to detailed palaeomagnetic analysis. Thermal demagnetisation of most samples yield stable high unblocking temperature directions dominantly carried by titanomagnetite minerals. This remanence, identified in 32 samples (43 specimens), is exclusively of reverse polarity consistent with the Permian–Carboniferous Reversal Superchron (PCRS). The overall directions pass the fold test at the 99% confidence level and are considered as being a pre-folding remanence acquired in Early Permian times. The Copacabana Group yields an overall mean direction of D = 166°, I = +49° (α₉₅ = 4.5°, k = 131.5, N = 9 sites) in stratigraphic coordinates and a corresponding palaeosouth pole position situated at λ = 68°S,  = 321°E (A₉₅ = 5.2°, K = 100). Combining this pole with the coeval high quality data from South America, Africa and Australia results in a mean pole for Gondwana situated at λ = 34.4°S,  = 065.6°E (A₉₅ = 4.9°, K = 73.6, N = 13 studies) in African coordinates. This pole position supports a Pangaea B palaeogeography in Early Permian times. In contrast, the combined pole for Gondwana diverges from the coeval Laurasian mean pole when assuming the Pangaea A-type configuration. Poor quality of the Gondwana dataset and inclination shallowing in sediments seem to play no role in the misfit between the Permian–Triassic poles from Gondwana and Laurasia in Pangaea A reconstruction.     

Size variation of the end Permian conodont <Emphasis Type="Italic">Neogondolella</Emphasis> at Meishan Section,Changxing, Zhejiang and its significance

This study is based on both a generic and species level investigation of the individual size of the latest Permian conodont Neogondolella Pa elements collected from Meishan Section A, Changxing, Zhejiang Province. In this study, an obvious size reduction of Neogondolella Pa elements within bed 24e of the upper Changxing Limestone is recognized. The size variation of the Neogondolella occurs simultaneously with some important events including the negative shift of δ ¹³C, change in the ratio of the abundance of cyanobacterial biomarkers versus that of other general bacterial biomarkers and the shallowing of the sea water. Through the investigation of the paleoenvironmental changes and the analysis of the paleoecology of the conodont genus Neogondolella, the authors propose that the major factors for the size reduction of species of the conodont genus Neogondolella are food shortages caused by the mass extinction, the shallowing of the sea water as well as the increase in opacity of the sea water during the end Permian. The same phenomenon of Neogondolella size reduction is also observed in preliminary research from the same horizon at Shangsi Section, Sichuan Province. All the evidence suggests that there was a mass extinction that occurred at the horizon of bed 24e, and the evidence supports the viewpoint of a multi-phase mass extinction during the Permian and Triassic transition in South China.