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当期目录

    2009年 第23卷 第6期    刊出日期:2009-12-29
    构造与第四纪地质
    青藏高原古大湖与夷平面的关系及高原面形成演化过程
    吴珍汉, 吴中海, 胡道功, 周春景, 叶培盛, 张耀玲
    2009, 23(6):  993-1002. 
    摘要 ( 7968 )   PDF (13800KB) ( 2146 )  
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    青藏高原经过古近纪挤压缩短和增厚地壳均衡隆升,晚新生代形成了以走滑和伸展为主的相对稳定构造环境。中新世早期与晚更新世分别发育巨型古大湖,上新世—早更新世发育很多规模较大的古湖泊,古大湖对夷平面形成演化具有重要的控制作用。中新世早期((24.1±0.6) ~(14.5±0.5)Ma)以古大湖的湖面为侵蚀基准面,经过隆起区剥蚀夷平和长期湖相沉积,在高海拔环境下形成早期夷平面。中新世晚期—第四纪以湖面与五道梁群湖相沉积顶面为基准,在高海拔环境下继续发生剥蚀夷平和准平原化,逐步形成主夷平面或高原面。第四纪河流溯源侵蚀导致内外流水系分界线自东向西迁移,在青藏高原东部形成高山峡谷地貌。

    华北中地壳滑脱面及其活动分区的天然地震研究
    李涛, 周世卿
    2009, 23(6):  1003-1011. 
    摘要 ( 3515 )   PDF (12991KB) ( 4463 )  
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    华北的上部地壳以脆性变形为主,下部地壳以韧性伸展为主,两种截然不同的变形状态却有着相同伸展方向、相同伸展量,使得上下地壳之间因差异运动而形成一个区域性界面—华北中地壳顶部滑脱面。以这个滑脱面为底边界发育起来的上地壳的结构构造,是控制华北盆山格局、基底构造发育形成的直接原因。华北构造是地壳脆性域“薄皮”伸展变形。滑脱面在华北基本上是连续分布的,呈断坡—断坪状,南北分带、东西分片,深度为12~22 km,一般为15~18 km,可识别出11个层状拆离区;上地壳以断块方式变形,断块的位置、形态及活动方式受滑脱面的断坡—断坪产状、与滑脱方向垂直的断叉线和与滑脱方向平行的调整断裂的组合控制,可识别出3个主裂陷轴、2条主断叉线和3条主调整断裂带。

    新疆艾比湖东南缘K3孔晚新生代环境演化
    张金起, 刘斌, 陈旭光, 孙晓明, 王云生
    2009, 23(6):  1012-1021. 
    摘要 ( 2586 )   PDF (12171KB) ( 901 )  
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    新疆准格尔盆地艾比湖K3孔孔深500.8 m,岩心采取率80.4%。依据光释光(OSL)测年、磁性地层学、磁化率、微体古生物(介形类和有孔虫)、孢粉学和岩相学研究,确定了K3孔晚新生代以来的环境演化过程:该孔钻遇地层属于约4.2 Ma以来沉积,在约3.6~4.2 Ma时期此地是湖泊环境;大约自3.6 Ma以来,伴随着青藏高原快速隆升发生的哈密运动,该区沉积环境由半深湖和浅湖演变为滨湖和水下三角洲,研究区干旱化状况加剧;在约2.6~3.0 Ma的上新世末期,形成盆地边缘和冲积扇体系;2.6 Ma前后,在西域运动—盐水沟运动影响下,研究区是曲流河体系发育期;自“中更新革命”约0.8 Ma以来,全区干旱化状况与现代相近。4.2 Ma以来不连续的孢粉图示和介形类的分布,也显示了沉积动力和水体的复杂变化;构造-气候旋回控制了该地晚新生代环境演化。

    山西忻定盆地断层崩积楔OSL年龄及其对古地震事件的指示意义
    赵俊香, 任俊杰, 于慎谔, 张世民, 丁锐
    2009, 23(6):  1022-1029. 
    摘要 ( 2072 )   PDF (7165KB) ( 996 )  
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    断层陡坎崩积楔是断层活动的直接产物,是古地震事件的重要证据。对于崩积楔的准确定年是解决古地震事件的关键。近几年得益于释光技术与方法的发展,简单多片再生法(SMAR)已成功应用于130 ka以来黄土类型沉积物的定年。以山西忻定盆地五台山北麓南峪口探槽为例,对该探槽中的两期崩积楔(D1、D2)各个部位不同类型沉积物进行系统采样,对样品采用细颗粒石英(4~11 μm)简单多片再生法(SMAR)进行光释光(OSL)测年,根据光释光年龄,得出如下认识:(1)D1、D2崩积楔演化过程与常规的正断层崩积楔演化模式有些差别;(2)D1崩积楔古地形面由断层处向外延伸堆积而成,D2崩积楔古地形面由水平堆积形成,且较D1厚;(3)D1崩塌结束后经历较强的水流作用;(4)两次古地震事件分别发生于(42.77±2.46)~(61.72±282) ka、(32.80±2.87)~(47.92±0.94) ka,时间间隔为10~15 ka。

    矿物岩石与矿床地质
    青藏高原北羌塘盆地查涌蛇绿岩的地球化学特征及其构造意义
    李善平, 陈有顺, 李伍福, 王钦元, 祁生胜
    2009, 23(6):  1030-1038. 
    摘要 ( 7752 )   PDF (7844KB) ( 938 )  
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    查涌蛇绿岩为甘孜—理塘缝合带在青藏高原北羌塘盆地治多地区的北延部分,由基性堆晶岩、辉绿岩墙群、基性喷出岩及沉积成因的硅质岩组成,缺乏地幔橄榄岩。受后期构造强烈破坏,岩石变质变形较强,多呈被肢解的构造岩块、岩片产出。堆晶岩包括蚀变橄榄辉石岩、辉长岩,蚀变橄榄辉石岩具有低SiO2、TiO2、P2O5含量及高MgO含量的特征,Rb、Th、Cr等元素呈强富集型,Sr、Nb、Y等元素具亏损型;辉长岩低SiO2及K2O含量,高MgO、TiO2及Al2O3含量;辉绿岩墙以Rb、Ba、Th等元素的明显富集和Y、Yb的轻微亏损为特征,微量元素蛛网图曲线与洋中脊玄武岩类似;玄武岩具高TiO2含量、低K2O含量,属低钾拉斑玄武岩系列,轻重稀土元素分馏程度明显,具有轻稀土富集型,铕不显异常,玄武岩REE模式呈近平坦型曲线,与大洋玄武岩特征相似。由上述蛇绿岩地球化学特征及结合区域地质、构造环境等特征,推测查涌蛇绿岩产于洋盆环境。

    南天山英买来花岗岩:磁铁矿系列还是钛铁矿系列?
    马乐天, 张招崇, 董书云, 张舒, 张东阳, 黄河, 薛春纪
    2009, 23(6):  1039-1048. 
    摘要 ( 3737 )   PDF (9656KB) ( 1247 )  
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    位于南天山中段英买来岩体的主体由中粗粒似斑状黑云母钾长花岗岩组成,局部有粗粒似斑状二云母钾长花岗岩。二者全岩化学成分相似,但在矿物组成上表现出一定差异。前者不透明矿物为钛铁矿,而后者出现原生白云母, 不透明矿物全部为磁铁矿。根据石原舜三(1977)的划分方案,黑云母钾长花岗岩全部符合钛铁矿系列特征,而二云母钾长花岗岩虽然表现出不透明矿物为磁铁矿、所含黑云母富镁等看似符合磁铁矿系列的特征,但所有的磁铁矿均和黑云母、钾长石共生,因此推测磁铁矿是由黑云母分解析出而成,并结合其同样具有全岩Fe3+ /(Fe3++Fe2+)低、且出现钛铁矿系列的特征共生矿物白云母,亦判定其属于钛铁矿系列。另外,英买来岩体的矿物学和地球化学特征均符合S型花岗岩的特征,说明在本区钛铁矿系列和S型花岗岩相当。研究结果也表明南天山地区在早二叠世还没有完全进入板内演化阶段。

    云南澜沧老厂斑岩钼矿成岩成矿时代研究
    李峰, 鲁文举, 杨映忠, 陈珲, 罗思亮, 石增龙
    2009, 23(6):  1049-1055. 
    摘要 ( 3970 )   PDF (5899KB) ( 1791 )  
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     2008年以来,滇西澜沧老厂矿区深部新发现巨厚斑岩型钼矿体,找矿取得重大突破。在对矿区矿化系统结构研究的基础上,应用锆石SHRIMP U-Pb法和辉钼矿Re-Os同位素测年法对成岩和成矿进行精确定年。结果表明:成矿花岗斑岩体的形成年龄为(44.6±1.1)Ma;辉钼矿ReOs等时线年龄为(43.78±0.78)Ma。证实矿区喜山期存在与隐伏花岗斑岩有关的大规模成矿作用,斑岩钼矿的成岩成矿期与滇西新生代岩浆作用高峰期吻合,老厂斑岩钼矿形成于陆内碰撞造山环境。

    山西繁峙义兴寨金矿黄铁矿热电系数与导型特征及其地质意义
    李成禄, 李胜荣, 罗军燕, 宋继叶, 张聚全
    2009, 23(6):  1056-1063. 
    摘要 ( 2699 )   PDF (6630KB) ( 1487 )  
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    山西省繁峙县义兴寨金矿为一大型石英脉型矿床。为了获得含金石英脉空间分带性和相对埋深的信息,利用BHTE-6型热电仪,对35件矿石样品4 158粒黄铁矿进行了热电系数分析。结果表明,该矿床黄铁矿的热电导型以N型为主,N型黄铁矿出现率为75.1%,热电系数均值αN为-155.3 μV/℃。时间上从早到晚,从黄铁绢英岩化阶段到石英碳酸盐阶段,黄铁矿热电导型组合从N%﹥P%渐变为N%﹤P%;空间上从上到下,从1 190 m中段到830 m中段,N型黄铁矿热电系数均值的绝对值|αN|和N%增大,P型热电系数均值αP和P%减小,具正向分带的变化规律。通过上述参数获得矿床的形成温度为143.3~323.3 ℃,为一中低温热液矿床。热电系数在0~-200 μV/℃之间的黄铁矿是富金矿段的标志。按照经验公式计算结果,现开采中段属矿体的中下部位置,但相对埋深部位稳定。综合分析认为,该矿床830 m以下仍有良好的找矿潜力。

    异极矿热相变过程的高温原位拉曼光谱
    张健, 喻学惠, 谢俊, 尤静林, 莫宣学
    2009, 23(6):  1064-1069. 
    摘要 ( 1846 )   PDF (4368KB) ( 1449 )  
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    利用高温拉曼光谱技术,对异极矿进行了原位拉曼光谱的测试和研究。结果表明,异极矿加热至800 K时,与结晶水(H2O)中O-H伸缩振动对应的3 470 cm-1特征拉曼谱峰消失,但标志硅酸盐骨架[Si2O7] (Q1)结构的特征谱峰926 cm-1未受影响,表明结晶水的丢失并不影响异极矿的整体结构。当加热至1 050 K,反映结构水O-H伸缩振动的特征峰3 580 cm-1消失,与Q1结构单元Si-Onb对称伸缩振动相对应的特征峰926 cm-1强度逐渐减小,并出现与Q0相对应的852.4 cm-1特征峰。这表明加热到1 050 K时,异极矿开始出现相变。当升温达1 100 K以上,结构水(OH)的特征谱峰(3 580 cm-1)消失,与Si-Onb对称伸缩振动对应的特征拉曼谱峰变为855 cm-1,这标志着异极矿原有的Q1结构已完全转变为硅锌矿的Q0结构 ([SiO4]结构),也就是说异极矿已完成向硅锌矿的转变。

    石油地质学
    川西龙门山冲断带构造油气藏类型及分布预测
    金文正, 汤良杰, 万桂梅, 王俊鹏
    2009, 23(6):  1070-1076. 
    摘要 ( 4115 )   PDF (8811KB) ( 1322 )  
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    野外地质考察和地震剖面解释表明川西龙门山冲断带具有复杂的构造地质特征,认为研究区发育类型众多的构造变形样式,主要有背冲断块、三角带构造、逆冲断层带和断块构造、断层相关褶皱构造以及双重构造等,不同类型的构造变形样式形成不同类型的构造油气藏。不同类型构造油气藏具有一定的分布规律,在平面上具有分带性,并与龙门山冲断带的主干断裂密切相关,如北川—映秀断裂与马角坝—通济场—双石断裂之间主要发育与断层相关的褶皱型油气藏;马角坝—通济场—双石断裂与广元—关口—大邑断裂之间主要发育三角带构造型油气藏以及一些断滑褶皱型油气藏,等等。在纵向上具有分层性,区域性滑脱层之上发育各种类型的构造油气藏,主要有背冲断块型油气藏、逆冲断裂带内的构造油气藏等,滑脱层之下发育双重构造型油气藏、断层相关及与背斜有关的构造油气藏。

    黄骅坳陷孔南地区新生代断裂特征及其与油气关系
    能源, 漆家福 , 李庭辉 , 张格, 李明刚, 石奎太
    2009, 23(6):  1077-1084. 
    摘要 ( 2142 )   PDF (9309KB) ( 1057 )  
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    黄骅坳陷孔南地区新生代盆地演化经历了断陷期、断坳期及坳陷期。盆地内部发育复杂断裂系统,根据断层活动特征可以分为沧东伸展断裂系统与徐西右旋走滑断裂系统。沧东断层剖面上具有铲式正断层特征,向深部滑脱,控制了孔南地区的构造变形;徐西断层可以看作是其上盘上的次级断层。在孔店组沉积期,沧东断层与徐西断层均表现出伸展正断层的特征,控制了其上盘孔店组沉积。在沙河街组三段沉积期,受基底断层右旋走滑影响,徐西断层及其上盘分支断层表现出右旋走滑特征。在伸展与走滑的共同作用下,在孔南地区中北部聚集了丰富的油气。

    塔里木盆地塔中低凸起滑脱构造与分层构造变形
    何春波, 汤良杰, 黄太柱, 李慧莉, 宁飞
    2009, 23(6):  1085-1092. 
    摘要 ( 2149 )   PDF (9488KB) ( 907 )  
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    塔中低凸起作为古生代形成的凸起,是油气运移聚集的有利指向区,研究其构造变形特征对油气勘探具有重要的意义。应用地震和钻井资料,在地震资料解释和分层构造复原基础上,研究认为:(1) 除塔中Ⅰ号断裂带部分段为基底卷入式外,塔中低凸起主要逆冲断裂以滑脱式为主,主逆冲断裂多在中、下寒武统膏盐层系滑脱;(2) 盐上地层变形特征与盐下地层变形特征不同,盐上地层构造变形强度总体上大于盐下地层构造变形强度;(3) 膏盐层系在分层构造变形过程中起到协调变形作用;(4) 塔中低凸起分层构造变形主要受控于俯冲造山及膏盐层系滑脱作用。

    山西沁水盆地热史演化特征
    承金, 汪新文, 王小牛
    2009, 23(6):  1093-1099. 
    摘要 ( 2185 )   PDF (6046KB) ( 1644 )  
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    沁水盆地是华北克拉通内的构造盆地,是天然气勘探的潜在重要区域,盆地的热史研究是天然气储层评价的重要基础。重点应用磷灰石裂变径迹的分析与模拟,配合镜质体反射率的分析与模拟以及区域构造地质背景分析,恢复了沁水盆地的古地温梯度和地热演化模型:早古生代地温梯度稳定,为3 ℃/100 m,晚二叠世至三叠纪地温梯度较前期略有降低,约为2.5~3.0 ℃/100 m;早、中侏罗世地温梯度开始上升,约为3.0~4.0 ℃/100 m;晚侏罗世—早白垩世地温梯度大幅度上升,为4.5~6.5 ℃/100 m;晚白垩世至古近纪早、中期为高地温场的延续时期,地温梯度为5.5~6.5 ℃/100 m;古近纪晚期—新近纪早期地温梯度大幅度降低,从6.0 ℃/100 m骤降至4.2 ℃/100 m左右;中新世以来地温场逐渐趋于稳定,地温梯度由4 ℃/100 m演变到接近现代地温场的3 ℃/100 m左右。

    川中广安地区须六段储层特征及控制因素分析
    季丽丹, 贾爱林, 何东博, 位云生, 邵辉
    2009, 23(6):  1100-1106. 
    摘要 ( 5702 )   PDF (10040KB) ( 1940 )  
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    广安地区上三叠统须六段为辫状河三角洲平原分流河道的大套砂岩复合体沉积,以中—细粒长石岩屑砂岩、岩屑砂岩为主;孔隙度主要分布在3%~15%之间,渗透率主要分布在之间。主、次分流河道为该区有效储层,复合砂体内渗透层与致密层交互分布形成了复杂的储层分布特征。在此基础上,结合成岩作用分析储层物性的影响因素认为,物源成分的不同影响储层发育富集区的分布,沉积演化特征控制储层发育层段,沉积微相控制层内非均质性。在煤系地层酸性环境下,强烈压实作用是形成普遍低渗的主要原因。主分流河道沉积的中、粗粒长石岩屑砂岩次生孔隙较发育,是主要的储层岩石类型。

    塔河油田卡拉沙依组地震沉积学研究与储层预测
    李斌, 杨迎春, 何玉萍, 张百涛
    2009, 23(6):  1107-1112. 
    摘要 ( 2650 )   PDF (8144KB) ( 1256 )  
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    针对塔河油田石炭系卡拉沙依组储层含灰质严重造成砂泥岩波阻抗值接近的特点,开展地震沉积学研究,用时频分析的方法在卡拉沙依组CK3和CK4砂组中划分3个最小等时研究单元及其对应的短期等时沉积界面;采用岩石—岩相物理分析确定了最小等时单元对应的地震响应特征,其中厚砂岩为强振幅反射;通过定量地震属性相分析提出用伪熵和扭度属性刻画薄层砂泥岩分布的方法;采用相控属性投影技术进行相控储层预测,并将有利沉积微相平面范围投影到过井的岩性反演剖面中,在三维空间中确定了有利储层展布形态,实现了实践意义上的“相控”理念,证实了地震沉积学在沉积相分析及岩性圈闭预测方面具良好的学科优势。

    海西—印支期上扬子南缘碳酸盐岩台地边缘沉积特征、演化及其控制因素
    时国, 田景春, 张翔, 李蓉, 喻美艺
    2009, 23(6):  1113-1120. 
    摘要 ( 2504 )   PDF (10015KB) ( 1149 )  
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    海西—印支期上扬子地块发育稳定型的碳酸盐岩大台地,在碳酸盐岩台地南缘台地边缘沉积体系发育,主要包括4种沉积类型:台地边缘滩,台地边缘礁、台地前缘斜坡、滩(礁)间海。据海西—印支期台缘沉积发育及分布特征,可分为4个沉积演化阶段:中泥盆世—晚泥盆世(SS1),台缘沿弥勒—师宗—晴隆—南丹—河池一线呈带状分布,台缘礁滩发育;早石炭世—早二叠世早期(SS2-SS3),台缘沿晴隆—六盘水—安顺呈带状分布,台缘生屑滩发育;早二叠世晚期—晚二叠世(SS4),沿贞丰—紫云—罗店—河池—柳州—娄底呈带状分布,台缘滩、台缘礁交互发育;早三叠世—中三叠世(SS5),沿贞丰—镇宁—贵阳—福泉一线呈带状分布,早三叠世主要发育台缘鲕粒滩,中三叠世台缘礁占优势。这4个阶段的台缘沉积特征表明:台地边缘礁滩沉积体系垂向演化受海平面变化控制,横向迁移主要受同沉积断裂控制,不同类型生物的出现和绝灭控制台缘生物礁滩的类型及特征。

    塔河油田四区奥陶系古岩溶流域的倒淌河及其成因研究
    刘永立, 蔡忠贤
    2009, 23(6):  1121-1125. 
    摘要 ( 2130 )   PDF (4726KB) ( 1199 )  
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    在现代岩溶区,由于构造运动、岩性差异以及地貌起伏等因素,常常出现水系袭夺现象,并随之伴生一系列反常的水文地貌现象,如分水岭迁移和破坏、袭夺肘、风峡、断头河和倒淌河等。基于三维地震资料,应用层拉平技术、精细相干分析技术及相关地震成图技术,对塔河油田四区中—下奥陶统顶部海西早期的岩溶古地貌和古水系进行了恢复识别,发现也存在类似的反常水文地貌现象。借鉴现代水系袭夺理论,证实了塔河油田四区东部岩溶流域早期为南向汇流结构,而后期由于构造运动引起西北部侵蚀基准面下降,并通过地下途径对邻近南向流域北缘进行逐步袭夺,形成了大型倒淌河,再现了本区岩溶古水系及流域的阶段性演化过程,从而为揭示塔河油田奥陶系古岩溶发育规律提供了重要的依据。

    三维岩石力学参数场随机模拟预测方法及应用
    曹正林, 郑红军, 苟迎春, 袁剑英, 赵应成, 师永民
    2009, 23(6):  1126-1130. 
    摘要 ( 2126 )   PDF (6708KB) ( 1418 )  
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    以提高油田采油速度为目的的人工压裂裂缝施工改造,对当前广泛应用于求取岩石力学参数的常规测井资料法提出了更高的要求。提出三维岩石力学参数场随机模拟预测的方法,即以已知有限的常规测井资料计算出来的岩石力学参数曲线作为硬数据输入,以已知地震属性数据体及泥页岩水化和岩石环境参数数据作为软数据约束,选择序贯高斯模拟方法,随机模拟得到动态规律变化的岩石力学参数的三维空间数据场,然后由岩石力学参数的三维空间数据场预测空间任一位置的岩石力学参数在井上的测井响应,并把该反映动态规律变化的测井响应按照油田勘探开发的要求输出成特定格式,供生产和工程上使用。该方法为当前岩石力学参数的求取开辟了一条全新的途径,对勘探开发上制定完善的钻井、完井与油气开发方案和技术措施提供重要的指导作用。

    海洋地质与水合物
    南海神狐海域X区块天然气水合物的控制因素
    龚建明, 胡学平, 王文娟, 李刚, 杨艳秋, 马立杰
    2009, 23(6):  1131-1137. 
    摘要 ( 7035 )   PDF (8582KB) ( 1008 )  
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    为了探讨南海神狐海域X区块天然气水合物的控制因素,开展了高分辨地震资料精细解释和天然气水合物地震相研究。结果显示,X区块存在3条主控断层和众多滑塌断层;预测的稳定带内水合物呈多层分布,稳定带底部水合物层厚度较大、连续性较好。结合地震反射特征和可能的气源讨论初步认为,X区块天然气水合物的成藏模式主要有两种类型:在断裂或滑塌构造发育区,水合物的气源以热解成因气为主,水合物呈多层分布;在构造平缓地区,水合物的气源以生物成因气为主,水合物呈单层分布,且主要分布在似海底反射(BSR)之上一个狭窄的范围内。

    西太平洋海域海山地形分形特征研究
    章伟艳, 张富元, 朱克超, 杨克红, 胡光道, 程永寿, 李守军, 赵宏樵
    2009, 23(6):  1138-1146. 
    摘要 ( 1899 )   PDF (6530KB) ( 2270 )  
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    对太平洋麦哲伦海山区、威克—马尔库斯海山区、马绍尔群岛、中太平洋海山区及莱恩群岛5个海山区的平顶海山与尖顶海山地形进行分形研究,结果表明两种类型海山地形具有不同的分形特征。海山形态投影覆盖法揭示平顶海山具有单分形的大尺度构造分形,尖顶海山具有大尺度构造分形和小尺度结构分形的双分形结构。海山等高线尺度法分形结果显示,同一海山区平顶海山分维值小于尖顶海山的;同一海山不同高程段等高线分维值基本保持稳定,垂向上具有明显的分段性,可以参考并使用它进行地貌垂向分带。

    天然气水合物保真取心装置内部密封技术分析
    张凌, 蒋国盛, 宁伏龙, 涂运中, 吴翔, 窦斌
    2009, 23(6):  1147-1152. 
    摘要 ( 2503 )   PDF (3428KB) ( 1386 )  
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    摘要:在海底天然气水合物地层钻探中,利用压力岩心取样器(PCS)获取保压岩心对于后续相关的处理和分析非常重要。首先回顾了国内保压保温取心器相关研究现状,然后从PCS取样腔内部球阀和O型圈等密封结构的特点分析了其内部上、下两部分的密封技术。在综合分析国内两种取样器密封结构特点的基础上,结合岩心现场处理与分析的特点,对PCS与上述两种取样器的密封技术进行了探讨,为取样器的密封设计、岩心现场压力和温度的保持以及保压岩心的保真转移提出了几点建议。

    地球物理学
    中国大陆科学探井岩性的VSP地震特征分析
    杨正华, 朱光明, 周小伟
    2009, 23(6):  1153-1159. 
    摘要 ( 1854 )   PDF (7853KB) ( 818 )  
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    中国大陆科学钻探(CCSD)井位于苏鲁超高压变质带南部,地处郯庐断裂东侧的东海县境内。VSP地震勘探为CCSD多学科研究内容之一,利用 数字地震仪(HF300)和多级三分量数字检波器(GeoChain)对探井进行了VSP测量。结合VSP勘探结果和CCSD探井5 000 m岩性资料,分析了井中岩性分段特征、超高压变质岩的地震响应特征和vp/vs比值特征,取得了若干具有科学意义的结论:(1)以榴辉岩的分布和组合特征进行的岩性分段比较合理,每段的VSP速度和测井密度等特征和岩性分布具有很好的一致性。(2)榴辉岩与片麻岩界面以及剪切带均可形成强反射,正/副片麻岩界面也可产生明显反射,透镜状和条带状岩体的反射同相轴呈现不同程度的弯曲,剪切带的反射同相轴连续性好。(3)榴辉岩以高波速(6.3 km/s)、低vp/vs值(1.2)和波组强而稀疏为特征,副片麻岩以较高波速(6. 1 km/s)、高vp/vs值(1.8)和波组较稀疏为特征,正片麻岩以较低波速(5.8 km/s)、中等vp/vs值(1.5)和波组较密集为特征,而剪切带以强反射、vp/vs值最高(2-2)为特征,而且不论剪切带出现在哪种岩性中其vp/vs值都很高。该研究成果不但揭示了变质带的地震响应特征,同时为二维或三维地面地震解释提供科学依据,减少解释分析中的多解性和不确定性,能够有效地提高中国大陆科学钻探孔区地质构造解释的可信度,为其他学科研究提供依据。

    隐伏活断层地震勘探正演模拟方法
    兰晓雯, 晏信飞, 吴何珍, 田家勇, 牛滨华
    2009, 23(6):  1160-1166. 
    摘要 ( 2157 )   PDF (8747KB) ( 1790 )  
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    浅层高分辨率地震勘探是城市活断层探测手段中最有效、最可靠的方法之一,但是由于隐伏活断层勘探时存在着勘探深度浅、地层的属性差异小以及环境噪声大等因素,导致地震勘探数据信噪比低、反射信号弱等问题,严重影响地震数据的采集、处理和解释。采用一阶应力-速度方程的高阶交错网格有限差分方法, 结合完全匹配层(PML)的边界处理方法和通量校正(FCT)法消除频散的技术手段,对活断层模型地震勘探进行正演模拟,清晰直观地表现了断层处的细微差别,有助于地震勘探中对信号的分析与理解。结果表明,这些处理手段结合波动方程有限差分算法,能够有效实现薄层、弱反射的隐伏活断层模型的波场正演模拟,可有效识别隐伏活断层的断层倾角、断距、规模、跨越范围、断层深度以及断裂带影响范围,为分析这些参数对地震记录的影响提供有力帮助,同时结合实测地震数据的处理、解释,为防灾减灾提供具体有力的判据。

    水资源与环境科学
    川东槽谷区岩溶泉水物理化学动态特征及其环境效应研究
    扈志勇, 杨平恒, 杨梅, 罗鉴银, 李元庆
    2009, 23(6):  1167-1173. 
    摘要 ( 1784 )   PDF (5702KB) ( 1480 )  
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    以重庆青木关岩溶槽谷姜家泉野外观测试验基地为例,利用CTDP300多参数水质自动记录仪、NITRATAX plus sc在线硝氮分析仪及HOBO小型气象站,分别对岩溶泉在不同降雨条件下水化学的动态变化特征进行了监测研究。结果表明:岩溶泉水pH值受偏酸性雨水的影响而降低;水温变化取决于降雨量、持续时间及气温等因素影响。分析认为,电导率的变化随环境的不同而不同,一般降雨环境下雨水的稀释作用仅表现在降雨的开始阶段,之后裂隙含水介质起主要作用;暴雨环境下雨水的稀释作用贯穿整个降雨过程,地下河水质主要受岩溶管道裂隙控制,水动力作用占主要地位。NO-3含量与电导率变化呈正相关,都与降雨量密切相关,从而说明降雨是导致岩溶区土壤元素流失的主要原因,也是造成岩溶山区地下水污染的重要原因。岩溶泉水化学动态变化的监测研究对于解决岩溶石山区居民的饮水、水土保持及石漠化治理具有重要意义。

    湛江市深层承压水铁分布和地球化学模拟研究
    姚锦梅, 周训, 谢朝海
    2009, 23(6):  1174-1179. 
    摘要 ( 2309 )   PDF (3422KB) ( 1245 )  
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    在广东省湛江市深层承压水开采过程中,在开采区内形成了区域水位降落漏斗。降落漏斗的形成对深层承压水的化学特性产生了一些影响,具体表现为:西部和西北部铁含量低,北部铁含量高,降落漏斗附近铁含量中等。对降落漏斗内深层承压水铁分布进行演化模拟计算,结果表明,降落漏斗内深层承压水的补给可能来自北部高铁承压水、西部和西北部低铁承压水以及浅层承压水。深层承压水由这些地下水混合而成,高铁地下水是主要补给来源。降落漏斗中心区深层承压水的大量人工开采导致其铁含量升高。地下水在向降落漏斗中心区的径流过程中,不但发生了方解石、白云石和赤铁矿的溶解作用以及菱铁矿和水绿矾的沉淀作用,而且发生了Na+与Ca2+的交换、铁氧化-还原反应等一系列复杂的水-岩作用。

    潮白河受水区再生水入渗盐污染模拟柱试验
    闫永生, 何江涛, 郑凡东, 熊燕娜, 宋博
    2009, 23(6):  1180-1184. 
    摘要 ( 2585 )   PDF (410KB) ( 1383 )  
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    根据工程地质勘察及采样测试分析,选取北京市顺义潮白河再生水受水区3种典型代表性土壤介质(砾石含砂、细砂、粉质粘土)装柱,并采用受水区再生水进行淋溶模拟土柱试验。测试结果分析表明,在3种典型土壤介质中,阳离子交换吸附作用主要体现为K+与Ca2+之间的交换,且粉质粘土柱中阳离子的离子交换作用较砾石含砂柱和细砂柱更为显著。另外,试验结果还表明,随着土壤介质中粘粒含量、总有机碳含量、阳离子交换容量和粘土矿物总量的增加,典型介质淋溶模拟土柱试验中阳离子交换作用达到平衡时所需要的时间也就越长,分别为砾石含砂72 d、细砂80 d和粉质粘土86 d。定量结果计算也证明:粉质粘土介质的各阴、阳离子本底含量最高,单位质量粉质粘土介质硬度及溶解性总固体(TDS)的贡献量最大,分别为5 767 mg/g和6 952  mg/g。

    浅层地温能开发利用对地质环境影响程度的探索性研究
    高新宇, 范伯元, 张宏光, 于湲, 邹元霖
    2009, 23(6):  1185-1193. 
    摘要 ( 2238 )   PDF (10736KB) ( 968 )  
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    结合已施工的浅层地温能资源开发利用工程,在收集分析地质、水文地质和地源热泵项目资料基础上,建立了地源热泵监测系统,即地下水地源热泵系统监测站、地埋管地源热泵系统监测站和20个地源热泵系统监测点。通过布设温度传感器以及数据采集装置,对地源热泵系统进行动态监测,采用GPRS无线传输系统实现监测数据的远程传输。对所监测的数据进行分析,进而评估浅层地温能资源的开发利用对地质环境的影响程度,认为土壤温度场变化与深度存在一定的相关性,且地温的变化与系统的换热功率相关。

    浅层地下水人工回灌应用于上海市工程性地面沉降防治的试验研究
    吴建中, 王寒梅, 杨天亮
    2009, 23(6):  1194-1200. 
    摘要 ( 9395 )   PDF (5791KB) ( 21446 )  
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           上海地面沉降主要由过量开采地下水资源和大规模工程建设等因素共同影响,工程性地面沉降引起的地面沉降漏斗严重影响了周边地区生命线工程的建设及运营安全。通过开展试验研究,将深部承压含水层中应用成熟的地下水人工回灌技术引入浅部含水层中,但由于浅部含水层砂层结构及水动力条件与深部含水层差异较大,回灌工艺及方法也存在差异。本次试验工作中,改进了地下水人工回灌工艺流程,并通过同步地面形变监测分析了浅层地下水人工回灌对控制地面沉降的作用效果。结合上海地区实际地层特征以及各种回灌工艺的实际效果,评价了浅层地下水人工回灌技术在防治工程型地面沉降中推广应用的可行性及适用性。