河北高阳低凸起深部热储层回灌注水诱发断层失稳危险性探讨

近年来, 注水诱发断层活化引发地震已成为深部地热资源安全开采面临的突出地质安全问题。河北高阳低凸起深部岩溶热储丰富, 区内分布多条隐伏断层, 研究旨在探明未来大规模开发高阳低凸起深部地热资源是否会诱发区内隐伏断层失稳破坏。研究基于华北地区综合地应力场, 利用莫尔-库伦准则计算热储区及邻区主要隐伏断层的初始稳定状态; 选用Hsieh and Bredehoeft水文模型计算代表性地热井回灌注水10~40年产生的超孔隙水压力值; 在初始稳定状态的基础上叠加该孔隙水压扰动, 采用断层滑动失稳概率评价方法, 分析长期回灌注水对断层稳定性的影响; 讨论断层走向与最大水平主应力夹角变化对断层滑动失稳风险的作用规律。结果表明: 高阳低凸起及邻区代表性地热井在170 m3/h注水速率条件下, 持续注水40年产生的超孔隙水压力值最大不超过11 MPa, 该扰动以注水井为中心向四周呈幂函数规律递减, 其影响范围不超过8 km; 持续回灌注水对高阳低凸起代表性地热井附近2 km范围内隐伏断层的稳定性影响显著, 部分断层滑动失稳概率超过85%, 具有极高的活化风险; 距离注水井2 km范围内不同走向的断层, 在单井回灌注水50年的作用下, 滑动失稳概率随断层走向与最大水平主应力夹角的减小而迅速增加。文章研究方法及相关成果可为国内外深部地热资源安全开发利用提供地质科学支撑。     

移动状态边界面法在黏性土不排水蠕变孔压分析中的应用

在黏性土的各种流变现象的数学模拟研究中,不排水蠕变孔压方程几乎是空白。基于临界状态土力学理论,采用与时间相关的移动状态边界面法,给出了适用于正常固结黏性土的不依赖状态边界面具体形态的不排水蠕变孔压公式。正常固结黏性土的不排水蠕变孔压可以看作是体积蠕变势和剪应力水平增大造成的剪缩这两种作用的结果,前者与参数 有关（ 为次压缩指数, 为压缩指数）,后者则与状态边界面的具体形态有关。在此基础上进一步给出了可方便用于试验数据分析的双对数和单对数形式的两个公式。以修正剑桥模型椭圆形状态边界面为例,分析了双对数和单对数坐标系下蠕变孔压曲线的斜率m和m′与土的流变参数 的关系。采用提出的方法,很好地预测了Walkers给出的Leda clay黏土的蠕变孔压系数,并基于以上两种作用解释了Leda clay黏土的蠕变孔压形成的机制。     

A New Formation Mechanism of Coesite without the Plate Deeply-Subduction and Fast-Exhumation——Comment on the Article “Discussion on Some Problems of Quartz-Coesite Phase Transition”

本文分析评论了嵇少丞等(2010)发表的“石英—柯石英相变研究中若干问题讨论”一文.指出他们对柯石英非俯冲折返新机制的一些误解,对某些热力学、物理学概念,及其在地学问题中的解释理解的不同.分析了机械球磨的作用机制;论证了机械球磨作用本质与构造挤压剪切作用本质的同一性.分析了岩石糜棱岩化过程的两个阶段;讨论了地震波形成柯石英机制的可能性.围绕比较标准问题,论证了高能机械球磨(预处理)能大大降低α-石英转变成柯石英的压力、温度和合成时间,促进柯石英的形成.用小尺度不均匀局域高压微区模型解释了人工合成柯石英的规律性、南极洲天然矿物的行为,柯石英的寄生矿物、岩石——锆石、榴辉岩包裹体、非包裹体的形成.列举事例澄清了“球磨引进的Fe杂质提高柯石英形成压力迟缓合成”的说法;讨论了第二相存在对石英—柯石英转变的影响和“应变禁区”边界区的应力梯度相变驱动力可以形成柯石英问题.指出了机械球磨石英原料预处理和静高压合成柯石英后处理两步法,是一种实验室研究柯石英形成规律的有效物理方法;小尺度不均匀局域高压微区模型和无需板块深俯冲快折返的柯石英形成机制,是一种有希望的柯石英形成新机制.     

Control Factors and Diversities of Phase State of Oil and Gas Pools in the Kuqa Petroleum System

Based on the analysis of the hydrocarbon geochemical characteristics in the Kuqa petroleum system of the Tarim Basin, this study discusses the causes and controlling factors of the phase diversities and their differences in geochemical features. According to the characteristics and differences in oil and gas phase, the petroleum system can be divided into five categories: oil reservoir, wet gas reservoir, condensate gas-rich reservoir, condensate gas-poor reservoir and dry gas reservoir. The causes for the diversities in oil and gas phases include diversities of the sources of parent material, maturity of natural gas and the process of hydrocarbon accumulation of different hydrocarbon phases. On the whole, the Jurassic and Triassic terrestrial source rocks are the main sources for the hydrocarbon in the Kuqa Depression. The small differences in parent material may cause diversities in oil and gas amount, but the impact is small. The differences in oil and gas phase are mainly affected by maturity and the accumulation process, which closely relates with each other. Oil and gas at different thermal evolution stage can be captured in different accumulation process.     

养护温度对水泥固化淤泥强度影响试验研究

采用水泥固化海泥（CSMC）作为围海垦地填料正在被广泛关注。由于水化放热,当环境温度较高时大体积填筑的CSMC内部实际养护温度可能明显高于室内标准养护温度（≈ 20 ℃）,这必然会对CSMC的强度发展产生影响,但目前工程实践中并未考虑这一温度差异的影响。因此,基于室内试验,测试了不同配合比CSMC试样在不同养护温度下的强度发展过程,并重点探讨了养护温度对CSMC强度发展的影响规律及其内在机制。结果表明：养护温度对CSMC强度发展影响显著,高的养护温度不仅会显著提高CSMC的早期强度,而且会比较明显地提高CSMC的晚期强度,这就意味着在CSMC垦地工程实践中考虑养护温度的影响是十分必要的。鉴于此,文中最后给出了如何在CSMC垦地工程实践中考虑养护温度对强度发展影响的建议和设计流程。     

纳米科技与粘土矿物学研究的思考

纳米科技已在地学领域取得了重要研究成果。粘土矿物学在材料科学中占有重要的地位,有必要建立“纳米粘土矿物学”这一学科,其研究手段与纳米科技一致,研究内容主要包括：纳米粘土矿物微粒矿物学、纳米粘土矿物体系物理学、纳米粘土矿物化学、纳米粘土矿物材料学和纳米粘土矿物加工学。本文进一步对纳米粘土矿物的检测方法和检测标准、聚合物／纳米粘土矿物复合材料的产业化提出了思考。     

全球地球化学填图

作指出了1973年至今世界上50余项地球化学填图计划中普遍存在的缺陷大都涉及分析问题。1988－1992年实施的国际地质对比计划IGCP259项目旨在使全世界地球化学填图方法标准化。在此项目中对分析问题提出了若干规定，主要是要求今后的填图计划应统一分析71种元素，痕量及超痕量元素的检出限必须低于相应的地壳丰度值及采用中国的GSD和加拿大的STSD标样系列，以使全球数据可以对比，在其后开始延续至今的全球地球化学填图计划IGCP360，旨在用极低密度采样早日覆盖全球大陆，讨论了正在实行的两种极低密度采样方案，并提出通过极低密度采集地极少量样品示范性实现IGCP259项目对分析要求的具体建议。     

安塞油田谭家营油区长2油藏剩余油分布规律及潜力研究

以油藏数值模拟方法为主,同时结合综合地质分析方法对安塞油田谭家营油区长2油藏分小层进行了河流相低渗透储层剩余油成因类型、分布规律及剩余油潜力研究。认为井网未控制型剩余油、注采不完善型剩余油、厚油层顶部滞留型剩余油、层间干扰型剩余油是主要的剩余油成因类型;长21-2储量动用程度高,但剩余储量的绝对数较大,仍然是开发的主力层位,长21-3动用程度很低,但由于存在底水,底水锥进严重,需加强动用程度及开发控制。     

四元体系Na~ ∥Cl~-,CO_3~(2-),B_4O_7~(2-)-H_2O 273K介稳相平衡研究

采用等温蒸发法研究简单四元体系Na ∥Cl-,CO32-,B4O72--H2O273K时的介稳相平衡,并测定该体系273K平衡液相中各组分的溶解度及密度,该体系的介稳相图和密度组成图显示:该四元体系在273K时的相图由3条溶解度单变量线、3个结晶区及1个共饱和点组成。体系属简单共饱型,无复盐或固溶体形成,3个结晶区分别对应单盐Na2CO3·10H2O,NaCl和Na2B4O7·10H2O。共饱点E处于Na2CO3·10H2O,NaCl及Na2B4O7·10H2O3盐共饱和,所对应的平衡液相组成为w(Na2CO3)=6.81%,w(NaCl)=21.69%,w(Na2B4O7)=0.65%,w(H2O)=70.85%。研究体系在273K下,Na2CO3·10H2O是碳酸钠盐的唯一析出形式,且硼酸钠对碳酸钠有盐析作用。     

High-Pressure Behavior of Copper Carbonate: Data from Malachite

Abstract: In-situ high-pressure energy dispersive X-ray diffraction experiments of malachite have been performed using diamond anvil cell and synchrotron radiation. The highest recorded pressure is up to 17.4 GPa. The experimental results reveal that malachite experienced two phase transitions at 0.7 and 7.8 GPa, and the last one is reversible.