开合构造:新全球构造观探索

20世纪60—70年代,是我国大地构造研究领域学术思想最为活跃的时期,1979年全国第二届构造地质学术会上,出现八大学派的领军人物同台亮相阐明各自观点的壮观场面。尔后多旋回学说的领军人黄汲清及其继承人之一姜春发、断块构造学说的领军人张文佑及其继承人之一张抗、区域大地构造学说的领军人马杏垣及其继承人之一杨巍然几乎同时分别提出多旋回手风琴式开合、断块开合和"开""合"构造观点。三大学派殊途同归携手创建了具有中国特色的开合构造理论,开合构造理论是研究开合运动及其形成的地质体的结构构造特征和规律的学科。本文是对开合构造研究的新一轮成果的总结。(1)开合运动的基本属性为:开合运动是一切地质体运动的基本形式;它揭示了各种地质运动之间的内在联系和本质特征;开与合是地球动力学中一对主要矛盾,二者相互依存、相互对立、相互转换,转换点(区)时空的定位具有重要的理论和实践意义。(2)地学开合律为开合运动规律的总结:它包括开合运动规模上的级次性和层次性;时间上的旋回性、空间上的互补性、演化上的方向性,并总结出由简至繁和从点开始、到线、再到面的开合迁移演化模式。(3)开合构造研究中几个重要概念:开合标志是指能确定开合属性的各种地质现象,它是研究开合构造的基础资料;开合建造及建造序列是研究开合过程中物质的组合特征,它们反映了该物质组合形成时的构造环境及开合构造演化的阶段;开合构造类型是根据开合标志的综合,总结出不同级次和层次的开合运动的组合规律,它反映了大陆-大洋开合演化的不同阶段,目前已总结出8种开合构造类型;开合构造单位是开合构造综合特征和开合构造类型空间分布规律的总结,提出了以大陆一级构造单位为开合构造集群的新概念,它强调集群内各地质体具成生联系和它们围绕核心陆块从点(块)到线(带)再到面(体)的演化规律;笔者将亚洲中部划分了4个开合构造集群。(4)在开合运动和旋转运动长期共同作用下,形成了地球的层圈结构和各种地质构造。其中开合运动是主导的,旋转运动则是调整开合运动达到相对稳定的动态平衡状态,称之为开合旋构造体系;动态平衡体系一度或局部被破坏,并经调整达到新平衡的过程称构造运动,诸如导致地史中出现重大地质事件的晋宁运动、加里东运动、海西运动、燕山运动等。旋转运动调整开合运动达到平衡是通过地球旋转速度短暂的细微变化和地球层圈间旋转速度短暂细微的差异而实现的。(5)构造运动是开合旋动态平衡体系一度或局部被破坏,并经调整达到新平衡这一过程的真实记录。构造运动的主要动因是地球的热能和重力能:地核是不断向上提供热能的热能库;重力在核幔边界形成开合构造转换地带,成为以热能为主的综合能量形成和聚集的基地。在一定条件下,富含综合能量的物质,上升至地幔和地壳不同层位与围岩化合或混合成不同特点的熔融热流体,它们是导致各种地质事件的产生和各种地质构造形成的直接原因。(6)活动论和固定论长期争论不休,其焦点是地壳运动是水平运动还是垂直运动为主。通过时空分析,地壳不可能分出是以水平还是垂直运动为主。实际上垂直运动和水平运动共同存在于开合构造体系之中,是开合运动中两种形式——水平开合与垂直开合。因此,垂直运动与水平运动之争无实际意义。     

砂卵石层旋冲挤密钻进机具研究与应用

针对松散地层自稳能力差,因钻孔掉块、缩径等引起提钻遇卡的问题,设计了PDH-130型新型双向旋冲挤密钻具,利用浮动芯管改变活塞配气行程,实现正向冲击回转挤密钻进及提钻时的反冲击功能。根据现场试验情况,对双向冲击矛结构进行了改进,以满足砂土、砂卵石等复杂地层旋冲挤密钻进施工要求。     

高压旋喷水泥浆护壁技术的研究与应用

针对深孔复杂夹层（断层）和溶洞地层钻进的护壁困难,常规护壁方法无法解决的问题,提出并研究试验成功了高压旋喷水泥浆护壁技术,经多个矿区、钻孔的实践证明,高压旋喷水泥浆护壁法可以在任意孔深的坍塌超径孔段、软弱松散地层等形成可靠、有效的“水泥套管”护壁。系统介绍了该项技术的工艺原理、技术要点及其推广应用情况。     

旋冲钻井技术在内蒙古意1井的应用

为了提高内蒙古意1井3000 m以深下部井段机械钻速,采用了射流冲击器旋冲钻井提速技术。根据地层岩性特点,通过冲击器台架性能测试,优选出了冲击器的冲击功及冲击频率,确定了旋冲钻井参数。射流冲击器配合牙轮钻头应用井段为3675～3817 m,通过合理确定水力参数及冲击器的性能参数,取得了预期的提速效果,达到了提速增效的目的。冲击器纯钻共计185 h,总进尺142 m,采用旋冲钻井技术,在相同地层及钻头条件下,旋冲钻井2趟钻进进尺较以前转盘钻进4趟钻进进尺多10 m,提高机械钻速达42％,为白音查干区块钻井提供了一项新的技术手段。     

无人飞行器航测遥感系统飞控精度分析的探讨

通过无人飞行器航测遥感系统飞控精度分析的试验,影像重叠度、影像旋偏角、飞控系统精度评价与分析,得出双频GPS飞控系统相较于普通飞控系统能更好地实现定点曝光的功能和引导飞行器按照预设航线进行飞行的结论.     

遥远的宇宙天体：活动星系核

我们所处的宇宙非常巨大,大得超出人们的想象能力。宇宙的基本构成单元是星系,星系的大小不同,形态各异,亮暗不一,颜色迥然。它们共同组成这个多姿多彩的宇宙。天文学家经过长期的观测和归纳,按形状将星系分为以下几类。其中一类星系看起来是一个椭圆形的弥漫天体,被称为椭圆星系（图1左上）;而有些星系是盘状结构,它们有一个明亮的核心,并从核心向外伸展出两条或多条弯曲的旋臂,看起来象一个旋涡一样,所以叫旋涡星系（图1右上）;有些旋涡星系的中心是一个明亮的棒状物,旋臂从棒的两端向外弯曲伸展出动,这类星系中棒旋星系（图1左下）。     

节能型变频器在长螺旋旋喷搅拌桩止水帷幕中的应用

长螺旋旋喷搅拌桩技术是一种新型的止水帷幕技术,采用改装的长螺旋钻机在机械搅拌土体的同时进行高压喷射水泥浆形成桩体。由于长螺旋钻机钻杆转速较慢,但提升速度较快,使高压水泥浆不能充分切割土体,使桩体均匀性差,强度低,止水效果不好,而在长螺旋钻机中使用变频器后可人为改变钻杆升降速度,使旋喷搅拌更充分,桩体更完整,止水效果更好。同时也省去了繁琐的动滑轮系统,使得装置更简便。发电机功率变小,钻机电流变小,达到了节能的目的。     

波浪驱动推进机构的最优水翼倾角的确定

波浪可以为海上航行器提供运动的能量,实现长时间、大范围的机动运动.一般认为波浪能驱动推进机构的水翼的摆角对推进性能有显著影响.本文提出了一种确定波浪驱动机构最优水翼倾角的方法.基于绝对坐标系和Kane方程建立了通用波浪驱动推进机构的动力学模型,确定了模型中波浪产生的推进力组成,采用"机构冻结"的方法,计算了任意时刻水翼...     

黄骅坳陷南区扭动构造特征及其与油气聚集的关系

在研究黄骅坳陷断裂系统的基础上,通过力学分析认为黄骅坳陷在第三系盖层中极难出现明确的走滑断裂,但形成大量斜向滑动断层,具有典型的扭动构造特点。扭动构造包括直扭型和旋扭型两种,其中沧东断裂、徐西断裂、南皮北-盐山隐伏断裂以及皂坡-故县隐伏断裂带所围限的区域以发育直扭型构造样式为主,组成＂λ＂字形、雁列式及＂S＂形断裂构造样式等。在豫冀鲁巨型帚状构造体系和边界大断裂共同作用下,以南皮洼陷为漩涡中心,形成帚状旋扭构造样式。这一旋扭构造样式在南皮北-盐山隐伏断裂带南部的乌马营地区表现最为明显,其次为沧东断裂下降盘的舍女寺地区,平面上呈向南西方向收敛、向北东方向撒开,在沙二段、沙三段地层最为明显。张扭性断裂系统对油气聚集的重要控制作用主要表现为圈闭和断裂构造带形成、油气垂向运移通道作用以及控油性差异等3个方面。     

海洋测绘中船体姿态改正的误差分析

船体姿态变化是海洋测绘中重要的误差来源,需要进行修正。姿态改正实际上是进行坐标系变换,存在着不同的坐标轴旋转顺序,对应的旋转矩阵形式也不一样。实际应用中发现不同的旋转矩阵导致不同的姿态改正结果,甚至出现错误的改正。仔细分析了姿态改正中的三种旋转方式,重点讨论了两种常用模型简化后的误差量级。研究后发现,坐标系变换中的旋转角并非姿态角,并由此导出了两种常用旋转方式对应的旋转角,它是纵摇角和横摇角的函数。采用正确的旋转角,不同的旋转方式能够得到一致的姿态改正结果。另外,在姿态改正精度要求不高于0.2m的前提下,第一种旋转方式可以采用简化模型。