油气成藏动力学及其研究进展

成藏动力学是综合利用地质、地球物理、地球化学手段和计算机模拟技术 ,在盆地演化历史中和输导格架下 ,通过能量场演化及其控制的化学动力学、流体动力学和运动学过程分析 ,研究沉积盆地油气形成、演化和运移过程和聚集规律的综合性学科。成藏动力学研究的基础是盆地演化历史和流体输导格架 ,研究的核心是能量场 (包括温度场、压力场、应力场 )演化及其控制的化学动力学和流体动力学过程。 2 0世纪 90年代以来 ,成藏动力学研究的进展表现在 :( 1)流体输导系统预测能力的提高 ;( 2 )能量场演化机制及其控制的化学动力学过程和流体流动样式研究的深入 ;( 3)油气成藏机理研究的深化 ;( 4 )计算机模拟技术的改进。在进一步认识与油气成藏密切相关的化学动力学和流体动力学过程和机理的基础上 ,实现盆地温度场、压力场、应力场的耦合和流体流动、能量传递和物质搬运的三维模拟 ,是成藏动力学的重要发展方向。     

青藏高原大陆动力学研究若干进展

近10年来,"大陆构造与动力学实验室"在青藏高原大陆动力学研究,尤其在特提斯演化和青藏高原生长方面取得若干进展,包括(1)"青藏高原——造山的高原"理念的提出;(2)青藏高原特提斯体制和构造格架的再造;(3)新特提斯蛇绿岩中原位金刚石和深地幔矿物群的重大发现;(4)新特提斯洋盆俯冲新机制的揭示;(5)印度/亚洲碰撞的早期岩浆和喜马拉雅折返中的作用;(6)喜马拉雅三维碰撞造山机制和折返全过程的初步建立;(7)青藏高原东南缘物质逃逸的新机制——"弯曲与地壳解耦"的提出;(8)青藏高原俯冲型、碰撞型及陆内型片麻岩穹窿;(9)青藏高原东缘汶川强震的构造背景和强震机制;(10)青藏高原碰撞造山成矿模式;(11)印度/亚洲碰撞过程的数值模拟。综述和集成上述成果是为了与同行们交流磋商,进一步共同发展青藏高原大陆动力学理论,向国际地学前沿的冲刺。     

柴达木盆地英雄岭地区新生代构造演化动力学特征

通过分析柴达木盆地英雄岭 (YL)地区地质、2D/ 3D地震、遥感、重磁电和钻探等资料 ,提出了喜马拉雅运动几个阶段在该区的构造动力学响应特征。研究认为喜马拉雅运动晚期 ,英雄岭地区西南侧的阿卡腾能山因近SN向的区域挤压作用 ,产生了顺时针方向的旋转及隆升作用 ,从而在干柴沟一带形成了强烈的SE向局部挤压应力场 ,基底大幅隆升 ,而在英雄岭隆起的南侧则产生了局部的拉张构造环境。喜马拉雅山中期运动在该区的主要表现形式就是使古近纪的张扭构造环境转变为新近纪的坳陷构造环境 ,英雄岭西南的阿尔金地区发生隆升作用 ,沉积中心发生向东和向北的迁移。通过分析主干断裂、构造块体和沉积凹陷的分布特征等 ,得出喜马拉雅早期英雄岭及邻区发育局部拉张环境 ,为较为稳定的断陷湖盆发育期 ,沉积了一套优质烃源岩。英雄岭地区潜在勘探领域主要有构造裂缝型圈闭、地层岩性圈闭及渐新世断凸构造圈闭等。     

成岩动力学分析与深部储层孔隙预测

国内外深部优质储层的不断发现大大拓宽了油气勘探的新领域,但孔隙流体自然排放的压实理论和有机无机反应的次生孔隙窗机理对深部高孔渗储层并不能作出圆满解释。深部储层孔隙保存状况除与储层物质组成及其内部结构有关外,与各成岩动力学过程间的耦合关系更为密切。压实作用、胶结作用、粘土矿物转化、有机质热演化、溶蚀作用、异常流体压力的积累与释放等动力学过程在时间和空间上的不同组合决定了深部储层孔隙的发育程度及其保存状况。     

滇西三江地区中生代盆—山动力学耦合初论

盆地和相邻造山带在动力学机制上的耦合关系是当前大陆动力学研究的热点,滇西三江地区中—新生代盆山格局是开展这一研究的典型实例。晚三叠世思茅盆地从前陆盆地向裂谷盆地的转换过程,与造山带演化的主碰撞阶段和后碰撞阶段相关,是研究的切入点。通过分析研究区中—新生代盆—山耦合过程及其沉积响应、地球物理和岩浆岩地球化学特征来探讨其深部动力学过程的一致性和连续性。研究表明三江地区中—新生代盆山演化经历了"盆转山"(T1—T2)、"山控盆"(T3—E1)以及盆—山共变(E2—Q)三个阶段;思茅陆相断陷湖盆通过盆地内沉积相迁移、层序建造、基底变形,尤其是沉积旋回来响应深部动力学过程;岩石圈速度结构剖面揭示出思茅盆地的下地壳和岩石圈地幔P波速度增大,莫霍面加深;结合思茅盆地两侧中生代岩浆岩活动期次和地球化学特征,底侵作用、拆沉作用和俯冲板片断离作用可能是盆山动力学耦合的深部作用模式。     

会泽型(HZT)富锗银铅锌矿床成矿构造动力学研究及年代学约束

川-滇-黔多金属成矿域是会泽型(HZT)富锗银铅锌矿床的主要分布区。近十年来,该类矿床成矿时代及其成矿构造动力学一直是该区研究的主要热点之一。针对铅锌矿床准确定年的难题,首次综合应用地质推断-构造变形筛分-构造古应力系统测量-同位素定年技术,提出冲断褶皱构造形成时代与矿床成矿时代一致,其主体时代为印支晚期(2.0~2.3亿年)。研究认为,该期发生的铅锌多金属成矿作用是川-滇-黔接壤区重要的地质事件,其成矿构造动力学为印支晚期特提斯洋闭合与造山作用在扬子地块西南缘前陆盆地诱发强烈的斜冲走滑,形成一系列冲断褶皱构造带,并发生流体大规模运移,在有利的构造部位形成一批大型-超大型矿床。该认识对深化川-滇-黔多金属成矿域铅锌矿床成矿模型、优选找矿标志、圈定重点找矿靶区和实现找矿突破具有现实意义。     

有机蒙脱石层间微结构的分子模拟

采用分子动力学模拟方法,对舍烷基长链阳离子表面活性剂改性有机蒙脱石的层间域内分子环境及烷基长链排列状况进行模拟研究,并考察改性剂负载量与层间域含水量的改变对烷基链排列方式和活动性以及表面活性剂离子中N,C原子的分布状况的影响.1.0倍阳离子交换容量改性的有机蒙脱石在含少量水的情况下(干态),N,C原子均呈双层分布,表明烷基长链为双层平卧排列.含水量的提高(湿态)会导致烷基链从双层分布向在层闻域内均匀分布转变.2.0倍阳离子交换容量改性的有机蒙脱石在舍少量水的情况下(干态),烷基链呈双层倾斜分布于层间域内,烷基链的头部靠近四面体片层.含水量的提高(湿态)对烷基链在层间域内分布状态影响有限,但会导致烷基链整体向层间域中心平面移动,水分子优先占据靠近四面体片层的位置.     

强夯置换软土中碎石墩形成过程的试验研究

强夯置换工程要求保证夯沉量、置换墩长度等设计指标,通常通过试夯确定必要夯击次数。研究置换墩形成机制,确定夯锤能量释放时间、填料运动规律、锤底动压力等因素,对优化强夯置换工艺有重要作用。目前有关置换墩形成机制的研究较少,往往套用强夯工程的基本参数或机制来解决。针对这一问题设计了一种模型试验方法,研究强夯冲击下填料、软土与夯锤之间的相互作用过程。试验研究表明：每次夯击中夯锤的运动加速度曲线可以分为4个阶段,分别代表了夯锤作用下土体-填料的不同运动过程;通过分析夯锤的动态力-位移曲线,阐述各阶段随夯击和填料次数变化而发生的变化及原因;随填料次数的增加,在相同夯击能下,每次夯击中夯锤的能量释放时间减小,峰值动态力增加,这反映了随着夯击次数增加,软土基础中碎石墩逐渐形成的过程。     

一个可供现代数学分析研究的气候动力学模型

针对以往大气动力学方程和气候动力学方程数学研究所使用模式的不足之处,本文作了改进,使数学模型更接近于实际情况。这些包括,（1）取大气上界气压为零,而非某个正的（小）常数;（2）消除了整层无辐散近似,从而使地面气压为直接的预报量,但在地面气压预报方程中加入了水平湍流扩散项（平滑）;（3）对大气运动的内热源的辐射传输过程和水汽相变过程作了合理的处理,而非看作已知的外强迫,用适当的方法可以用解析函数较好地逼近这些过程。另外还提出合理的边界条件。我们的目的是要证明这样提出的初—边值问题的解的存在性,以后还可研究其基本性质和长期行为。     

基于大涡模拟的小区气候态精细化风环境模拟试验

对具有复杂下垫面的小区精细化风环境进行数值模拟是当前城市气象研究的热点,而针对具有复杂地形的山地型城市（如重庆）的研究还比较匮乏。本文采用能显式分辨下垫面陡峭地形和复杂建筑物的计算流体力学（CFD）模式对重庆市渝北区龙湖社区气候态下的精细化风环境进行高分辨率的数值模拟。结果表明,下垫面能显著调节小区内风场的分布,风速大值区主要出现在九龙湖等开阔区域以及与中尺度背景入流方向一致的街道中。在夏季,小区整体风场以东南风为主,而其他3个季节则以偏东风为主。4个季节中,夏季小区内的风速最大,平均风速为0.3 m/s左右,局地能出现大于背景风的风速,可达0.8 m/s;其他3个季节的风速则较弱,区域平均的风速在0.2 m/s左右。不同的建筑物布局对局地风环境的影响也不同:单个孤立高层建筑迎风面的近地面存在明显地绕流,局地风速有所增加,而在背风面则形成尾流区,水平风速较低;在低矮分散的建筑群,建筑物的整体高度不高,区域内流场相对来说比较一致,风速较大,有利于小区的通风;在密集高层建筑群内,由于建筑物群本身的布局比较封闭,加之不同建筑物的环流场存在相互干扰及影响,使得小区近地面风速几乎为零,不利于小区通风和污染物扩散。建筑物的这些影响在城市冠层内尤为明显,高度越高这种影响越弱。