青藏高原复杂地层地质钻探低固相冲洗液试验研究

青藏高原由于地质条件的多样性,分布有松散破碎地层、高应力地层、断层破碎带等复杂地层,在地质钻探中经常遇到塌孔、漏浆、缩径、卡钻、埋钻等问题。同时配套使用的冲洗液形成的泥皮质量差、胶结能力较差、携岩粉能力较弱等不足。冲洗液的性能是实现复杂地层顺利钻进的关键。结合青藏高原复杂地层的地质特点,研发了低固相聚合物新型冲洗液,该冲洗液以钠质膨润土和微泡剂等外加剂为基础,具有流动性好、胶结性强、降失水量适中的特点,适宜在青藏高原复杂地层地质钻探中使用。     

黔水地1井钻探施工技术难点及对策

总结了桂中-南盘江地区页岩气调查黔水地1井在钻进过程中出现的严重井漏、卡埋钻、起下钻或通井遇阻等技术难点及相应的处理措施。由于钻遇的地层较为复杂,因此综合采取了回填粘土、商砼封堵、顶漏钻进、岩屑打捞、空气钻进、跟管钻进、套管封隔等多种措施进行处理;此外,结合实际工程应用提出了针对该复杂地层的多种钻井液配方,均取得了一定的效果。处理技术难点的过程中所积累的钻探技术和钻井液技术的优化经验能够为日后黔西南复杂构造区页岩气勘探的实施提供一定的参考依据。     

水基钻井液防塌封堵材料封堵特性实验研究

提高钻井液封堵能力是有效解决硬脆性页岩、煤层等复杂地层井壁失稳的主要技术手段。本文以在一定温度、压力条件下30 min的滤失量为评价标准,对几种封堵材料的封堵特性进行了实验研究。结果表明：除超细碳酸钙外,其他材料随着加量的增加,封堵效果越来越好;乳化沥青、乳化石蜡和油溶性酚醛树脂随着温度的升高,封堵效果变差,而聚乙二醇和聚酯先变差然后又有一定程度的恢复;聚酯和超细碳酸钙能够快速封堵微裂缝;几种封堵剂均对钻井液的流变性能有较明显的影响。对各封堵材料的封堵机理分析表明：不同的封堵材料具有不同的封堵特性,分别适应不同的温度、压力条件。只有根据井下实际情况,有针对性地选择与之相适应的封堵材料,才能有效提高水基钻井液的封堵能力。     

西秦岭中—晚三叠世构造属性:来自将其那梁侵入杂岩体的年代学及地球化学证据

西秦岭造山带印支早期的构造环境仍存在较多争论,选择西秦岭将其那梁杂岩体进行详细的年代学、岩石学及地球化学分析,以期对该科学问题进行深入探讨。将其那梁杂岩体由石英闪长岩和花岗斑岩组成,石英闪长岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为(240.0±1.5) Ma,形成时代为中三叠世,属于早印支期。将其那梁杂岩体具有富钾(K₂O=3.09%~3.54%)、富碱(K₂O+Na₂O=6.44%~7.20%)和过铝质(A/CNK=1.05~1.56)特征,Mg^#值(54~67)较高,属于过铝质高钾钙碱性岩类。将其那梁杂岩体石英闪长岩和花岗斑岩具有相似的微量元素及稀土元素组成,轻重稀土元素分馏明显(LREE/HREE=8.19~14.63),呈右倾特征,显示无或弱负Eu异常(δEu=0.87~1.03),具有亏损Nb、Ta、Zr等高场强元素和富集Ba、Rb、Sr等大离子亲石元素的地球化学特征。岩石地球化学特征指示,将其那梁杂岩体主要源于下地壳高钾变基性岩的部分熔融,且有幔源物质参与其中。结合区域地质背景,认为将其那梁杂岩体形成于火山弧构造环境,可能与中—晚三叠世阿尼玛卿—勉略洋向北俯冲有关,反映了中—晚三叠世西秦岭地区具有活动大陆边缘的属性。     

东天山云海铜镍矿地球化学特征及成因分析

云海铜镍矿位于觉罗塔格构造带西段,成矿岩体为多期次侵入的杂岩体,岩体分异演化充分,镁铁质和超镁铁质岩石均有发育,主要岩石类型为角闪辉石岩、橄榄苏长岩、辉长岩、闪长岩。主量元素化学组成表明,该杂岩体属拉斑玄武岩系列,岩石具同源演化特征,显示高铁、高镁、低钛、低铝特征,富集大离子亲石元素Rb,Ba,亏损Nb,Ta,轻稀土富集。岩浆源区有部分熔融而交代的岩石圈地幔,岩浆在上升过程中受到地壳物质混染,发生橄榄石、斜方辉石、斜长石的分离结晶。岩体形成于早二叠世,为构造活动和地幔柱双重作用下的产物。     

扬子陆块西缘江浪穹窿超基性岩的成因:锆石U-Pb定年、岩石地球化学及Sr-Nd同位素

江浪穹窿位于扬子陆块西缘,本文作者在穹窿南部新发现一套侵入于二叠系及志留系的超基性岩,岩石主要由蛇纹石(约60%)、橄榄石(约30%)和少量磁铁矿(约5%)、角闪石(约5%)组成。为探讨超基性岩的成因,本文进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年、岩石地球化学及Sr-Nd同位素研究。定年结果表明,超基性岩中发育大量2427~430 Ma的捕获锆石,最年轻一组岩浆锆石²⁰⁶Pb/²³⁸U加权平均年龄为222.3±4.4 Ma(MSWD=1.9,n=6)。主微量元素分析显示岩石：(1)具有低的SiO₂含量(46.76%~39.07%)、高的Mg#值(82.3~74.0)与Cr、Co、Ni丰度;(2)稀土元素含量(ΣREE平均31.8 μg/g)与(La/Yb)_N值(5.26~1.38)偏低,稀土配分型式较为平坦,具有较弱的Ce负异常(Ce/Ce^*=0.80~0.67);(3)富集大离子亲石元素Rb、Ba和U,亏损高场强元素Zr和Hf;(4)(Th/Yb)_PM值(29.8~1.56)、(Th/Ta)_PM值(0.22~0.03)、(La/Nb)_PM值(1.91~0.39)及La/Sm值(5.88~1.11)较低。Sr-Nd同位素分析显示,超基性岩具有较低的(⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_i值(0.706872~0.702598)和高的ε_Nd(t)值(8.02~5.64),成分接近于亏损地幔和岛弧玄武岩,计算表明地壳物质的混染程度低于5%。结合前人研究成果,本文认为超基性岩结晶年龄为222.3 Ma,可能形成于古特提斯洋闭合阶段的岛弧背景;原始岩浆来自高度部分熔融的地幔源区,上升侵位过程中可能经历了铬铁矿与橄榄石的分离结晶作用。此外,捕获锆石的年龄谱反映江浪穹窿很可能存在太古宙—古元古代变质基底,并且具有Rodinia超大陆会聚—裂解以及泛非事件的地质年龄记录。     

西藏南羌塘增生杂岩中俯冲反向驱动高压变质岩折返:来自猫耳山大型拆离断层的启示

大洋岩石圈俯冲增生过程中可能伴随着复杂的深部板片运动过程。高压变质岩无疑是记录这些深部过程的良好载体。最近的研究提出,在特定情况下,双向俯冲中占主导的俯冲板块拖曳另一侧板块发生反向运动,从而短板片可能被另一侧长板片拖出。该研究提示我们关注俯冲增生过程中这种可能的“不正常”的板片运动方式,从而客观而全面地剖析碰撞造山带。现有高压变质岩折返模式中,除了俯冲隧道流模式,其余模式均强调单次快速折返。然而,俯冲反向运动导致的折返过程有所不同:对单个高压变质岩来说仍是快速折返,但是对整体高压变质岩带来说,整个俯冲反向期间必然都存在高压变质岩折返,从而形成较长的折返过程持续时间。对上地壳层次的折返相关构造变形的研究有助于揭示上述过程。     

Discovery and significance of Lizifang metamorphic core complex in Zhuanghe area of southern Liaoning

On the basis of the previous regional geological survey, based on the macroscopic and microscopic structural survey, combined with the comprehensive analysis of the regional magmatic activity and dating data, the authors in this paper revealed that there is another metamorphic core complex structure in Lizifang area of Southern Liaoning, namely Lizifang metamorphic core complex. A typical three-layer structure and five parts exist in the core complex, which are the footwall composed of Neo-archean metamorphic plutonic rocks and mesozoic granite intrusive rocks, the detachment fault zone composed of different levels of tectonic rocks, and the upper plate composed of Precambrian sedimentary cap and Cretaceous extensional basin. Lizifang metamorphic core complex formed in the Early Cretaceous Epoch, and the upper plate moved from NWW to SEE relaive to the footwall, which was similar with Jinzhou metamorphic core complex and Wanfu metamorphic core complex in geometry, kinematics polarity and formation time, indicating the same dynamic background. The determination of the metamorphic core complex may provide a basis for the late Mesozoic lithospheric thinning process and the mechanical and rheological properties of the lithosphere in the east of North China Craton. At the same time, the metamorphic core complex is closely related to the mineralization of gold deposits. So the detachment fault zone of Lizifang metamorphic core complex can serve as the key work area for further gold exploration, which may possess large mineralization potential.     

边界层参数化对海南岛海风环流结构模拟的影响

利用WRF V3.7详细分析了应用8种边界层参数化方案（YSU、MYNN2.5、MYNN3、ACM2、BouLac、UW、SH、GBM）所模拟的2014年5月25日海南岛海风环流结构的差异,其中YSU、ACM2和SH为非局地闭合方案,MYNN2.5、MYNN3、BouLac、UW和GBM为局地闭合方案。结果表明:对于海风环流水平结构的模拟,15时,YSU、ACM2、BouLac、UW和SH模拟的北部海风较强,SH和GBM的内陆风速偏大。温度与海风发展强度相对应,MYNN2.5与MYNN3模拟的岛屿温度偏低,海陆温差小,海风相对较弱。对于海风环流垂直结构的模拟,09时海风开始,但强度较小,且存在残余陆风,向内陆传播距离较短,YSU、MYNN2.5和SH方案的海风相对较强。12时,海风已呈现出较为清晰的环流结构,YSU和ACM2的海风厚度及向内陆传播距离相对强于其它方案,MYNN3的环流结构则不太明显,且向内陆推进距离短,海风相对较弱。15时,海风发展强盛,MYNN2.5和MYNN3方案模拟的海风垂直强度较小,ACM2方案的海风垂直环流特征最为明显。18时,海风的强度和扰动均有所减弱,ACM2、BouLac和UW的整体海风相对强于其它方案。21时海风已基本转为陆风,BouLac与UW的陆风环流结构最为清晰。位温、水汽及海风垂直环流强度的发展变化与海风的演变过程基本一致。造成ACM2模拟海风偏强的原因是其边界层垂直混合偏强,形成了足够的湍流混合强度所致。对于边界层高度的模拟,ACM2的边界层顶最高,这与此方案所模拟的海风强度偏大相吻合,其它方案的边界层高度与海风强度并不完全一致。      

青藏高原东缘构造演化的SHRIMP锆石U-Pb年代学框架

青藏高原东缘一直被普遍认为是一个吸收印度—欧亚大陆碰撞变形的调节带。本文所获得的最新SHRIMP锆石U-Pb测年结果显示:青藏高原东缘具有更加复杂的地质历史。测年结果表明,高原东缘最古老的前寒武纪结晶基底形成于古元古代(2401~1912Ma)。这一古老基底首先受到中元古代构造热事件(1361~1040Ma)的影响,随后受到新元古代与弧岩浆活动有关构造热事件(791~817Ma)的强烈改造。松潘—甘孜复理石杂岩的基底是亲洋壳型的,形成于晚新元古代的大陆裂解作用(681~655Ma)。高原东缘的前寒武纪微地块可能是由这次裂解作用从扬子或青藏地块拉裂出去形成的。这些微陆块先增生拼贴于东冈瓦纳大陆、然后又从中裂离,并最终卷入高原东缘的特提斯构造演化过程中。伴随东冈瓦纳大陆裂解,高原东缘古特提斯洋于石炭纪至二叠纪早期拉开(328~292Ma),经早中生代弧-陆碰撞作用闭合(224~213Ma)。中侏罗世这一地区发育显著的构造岩浆活动(175Ma),但其动力学背景仍不十分清楚。晚白垩世岩浆活动(97Ma)可能是印度板块初始俯冲阶段的产物。新生代岩浆作用(18Ma)与陆-陆碰导致的大规模走滑断层作用所引起的同熔作用有关。