首次发现产自辽西义县皮家沟下白垩统九佛堂组保存有解剖构造的木化石,利用木化石切片法对木化石解剖特征进行研究。当前木化石均为硅化保存,其中一块标本保存有髓、初生木质部、次生木质部等解剖构造。其髓部主要由薄壁细胞构成,初生木质部为内始式,次生木质部为 Protophyllocla- doxylon 型。部分木化石标本表面密布大小不一的孔洞,推测为昆虫幼虫的觅食痕迹。此外,木化石产出层位还发现有大量丝碳化石,表明义县地区早白垩世九佛堂组沉积时期存在野火事件,而频发的火山喷发活动可能是野火事件的诱因。
华北克拉通辽东半岛地区广泛发育侵位于青白口系不同层位中的辉绿岩 (脉) 岩墙,对其锆石 CL 图像、U- - Pb 定年和岩石地球化学特征研究得出以下结论。锆石类型有三组: 前两组锆石具有早期岩浆作用的锆石属性或结晶基底的变质锆石属性,反映该区辉绿岩岩浆上升过程受到了陆壳的混染; 第三组锆石多呈自形- - 半自形短柱状,发育岩浆振荡生长环带结构或条带结构,具原生岩浆成因锆石属性,锆石 SHRIMP U- - Pb 定年显示其加权平均年龄为 832. 3 ± 8. 1 Ma (n = 14,MSWD = 1. 3),可以代表辉绿岩的结晶年龄。岩石地球化学组成,其具有低 SiO 2 、Al 2 O 3 ,高 TFe 2 O 3 、MgO、TiO 2 的特征,这与拉斑玄武岩特征相似; 其稀土元素总量相对较低 (ΣREE = 71. 88 × 10 -6 ~ 129. 64 × 10 -6 ),且具弱的正 Eu 异常和铌亏损; 略富集轻稀土元素 (LREE)、富集大离子亲石元素 (LILE: Rb、Pb、Ba) 和高场强元素 (HFSE: Th、U、Zr、Ti、Hf),而亏损高场强元素 (HFSE: Nb、Sm、Gd、P) 等; 以上特征指示岩浆源区为富集型地幔,且上侵位就位过程中受陆壳不同程度的同化混染。本文对辉绿岩的研究显示华北克拉通辽东半岛地区在新元古代早期存在基性岩浆活动,结合前人对华北克拉通中元古代晚期—新元古代早期构造- - 岩浆事件的研究成果,进一步证明了华北克拉通东北部在新元古代早期经历了挤压汇聚后的伸展裂解演化过程,这与 Rodinia 超大陆聚合和裂解事件一致。
本文报道了佳木斯地块东部方山花岗岩体的锆石 LA- - ICP- - MS U- - Pb 定年结果、全岩地球化学特征,确定了花岗质岩石的形成时代以及大地构造背景。花岗岩的锆石主要呈自形- -半自形晶,振荡环带发育,Th/U 在 0. 26 ~1. 16 之间,显示其典型的岩浆成因; 测年结果表明这些花岗岩形成于早二叠世 (278 Ma,277 Ma)。方山花岗岩呈现出弱过铝质高钾钙碱性的地球化学特征,这些岩石轻稀土富集,重稀土亏损,具有 Eu 负异常,富集大离子亲石元素 (Rb、K 等),相对亏损高场强元素 (Nb、 Ta、P、Zr 和 Ti)。该区花岗岩地球化学特征与佳木斯东缘二叠纪的美作、青山、楚山、柴河、石场、锦山等岩体相似,体现出火山弧型花岗岩的特征。结合区域研究资料,我们认为佳木斯地块东缘在早二叠世期间为活动大陆边缘。
对内蒙古东部扎鲁特旗巨日河地区原定为上二叠统林西组砂岩样品的碎屑锆石 LA- -ICP- -MS U- - Pb 年代学分析,发现所取两组样品均存在明显的三叠纪年龄峰值,分别为 ~244 Ma (ZL010)、 ~250 Ma (ZL011),表明在该地区存在早、中三叠世沉积,原定为二叠纪的地层实为三叠系。两组样品的最小年龄分别为 242 ±4 Ma (ZL010)、241 ±4 Ma (ZL011),限定了沉积的下限年龄为中三叠世。结合大兴安岭中部地区零星出现的早、中三叠世陆相化石的证据,进一步确认在内蒙古东北部大兴安岭地区存在早、中三叠统,其大面积缺失的原因,推测为该区域在三叠纪末发生了大规模构造抬升运动,导致三叠系遭受强烈剥蚀。
山东胶莱盆地东北缘郭城牧牛山二长花岗岩的锆石 LA- ICP- MS U- Pb 年代学及岩石地球化学特征表明,牧牛山花岗岩为古元古代 (2 138 ±15 Ma) 岩浆侵入产物,是一套钾玄岩系列岩石,A/CNK 为 1. 07 ~1. 13。稀土配分曲线表现为右倾模式,轻稀土和重稀土分异明显,Eu/Eu * 值为 0. 59 ~0. 71。蛛网图表明明显富集大离子亲石元素 (Rb、K),相对亏损高场强元素 (Th、U、Nb、Ta、Ti、P)。岩石 10 000 Ga/Al 值 (2. 73 ~2. 85),为 A 型花岗岩。岩石的 Mg # 值为 12 ~ 28,Nd/Th 值为 1. 62 ~ 1. 96,Rb/Sr 值为 4. 70 ~9. 71,显示壳源特征。综合分析认为,古元古代胶辽地块向西俯冲引发幔源岩浆底侵,导致地壳物质部分熔融形成牧牛山花岗岩。
黑龙江金厂铜金矿床地处兴蒙造山带的北东端,兴凯—延边中生代岩浆构造带北部。对该矿区花岗岩杂岩体开展锆石 CL 图像、U- -Pb 定年和演化史示踪,结果表明它较好地记录了该区晚三叠世早期—早侏罗世岩浆连续作用的热演化史。岩浆演化大致经历了 6 个阶段: 岩浆房冷却结晶、早期岩浆缓慢结晶、岩浆上涌过程中快速结晶、主体花岗岩浆降温结晶、晚期岩浆热液结晶和残余岩浆热液结晶过程。整个岩浆演化过程至少经历了 23Ma,呈现相对连续的岩浆就位过程。
青龙沟金矿位于柴达木盆地北缘—南祁连造山带中,主矿体赋存于青龙沟背斜褶皱北东翼部 NW 走向的层间滑脱断裂,矿石类型为蚀变岩型。依据矿石矿物组合和矿物穿切关系将成矿过程划分为 3 个阶段: Ⅰ. 无矿石英脉阶段; Ⅱ. 石英- - 黄铁矿多金属硫化物阶段; Ⅲ. 石英碳酸盐阶段。对不同阶段石英中流体包裹体进行岩相学和显微测温研究,结果表明,不同阶段石英中流体包裹体均以气液两相为主,在石英碳酸盐阶段出现纯液相包裹体; 均一温度集中在 200℃ ~240℃,170℃ ~210℃和 130℃ ~160℃。不同阶段压力平均值分别为 24. 39 MPa,17. 30 MPa 和 11. 84 MPa,对应成矿深度分别为 2. 4 km,1. 7 km 和 1. 2 km。结合矿床地质特征以及流体特征显示青龙沟金矿应属于浅成造山型金矿。
为查明内蒙古鄂温克旗那干楚勘查区的成矿特征及资源潜力,开展了已知矿床的地质特征、矿床成因类型研究以及物化探测量工作。结果表明,该区显生宙以来经历了多期次构造岩浆活动,内生金属矿床成矿地质条件优越。大民山组火山岩 - 碎屑岩地层、北东向断裂构造、燕山期中酸性脉岩对成矿有利; 已知铜多金属矿体受北东向构造控制明显,多呈脉状产于大民山组地层中,具有中低温岩浆热液型多金属矿石的矿物组合和组构特征。综合信息分析表明,该区具有较好的银铜多金属找矿远景。根据 1∶ 10000 土壤地球化学测量和激电中梯测量异常特征,结合总结出的铜矿和铅锌矿的找矿标志,圈定化探异常 8 处,其中,4 处异常最具找矿潜力。
硐子铅锌矿床位于华北板块北缘成矿带与大兴安岭南段成矿带的叠置区。矿床主要受近东西向断裂控制,属于中低温热液脉型矿床。主控矿断裂 F 1 -1 成矿前表现为压性特征,成矿期表现为左行张扭特征,在断裂带产状变陡、走向偏北地段含矿性较好。与矿脉空间分布关系密切的燕山早期花岗斑岩为成矿提供了热动力和含矿热液。矿石中方铅矿、黄铁矿单矿物 δ 34 S CDT 值为 - 4. 8 × 10 -3 ~ 1. 4 × 10 -3 ,接近陨石值,表明硫主要来源于岩浆,铅锌含量高的围岩安山岩、燕山早期闪长岩、花岗闪长岩和花岗斑岩可能提供了主要的成矿物质。根据矿物组合空间变化特点推测含矿热液在矿区内自西部深层向东部浅层运移。花岗斑岩体、地表及浅部蜂窝状硅质破碎带、铁锰帽可作为本区找矿的直接标志。
对马元铅锌矿白云石- - 硫化物型和重晶石- - 硫化物型矿石中的热液矿物白云石和重晶石的同位素和稀土元素地球化学特征对比研究表明,白云石的 δ 13 C PDB 为 - 2. 51 × 10 -3 ~ 0. 93 × 10 -3 ,δ 18 O SMOW 为 17. 55 ×10 -3 ~23. 24 ×10 -3 ,说明成矿流体中碳、氧来源于震旦系碳酸盐岩的溶解; 锶同位素组成 (0. 711 46) 表明 Sr 来源以壳源锶为主,可能与富放射性锶的上覆碎屑岩或下伏基底变质火山岩有关; 稀土元素具有明显的正 Eu 异常 (δEu 平均为 1. 415),表明白云石- -硫化物型矿化流体具有盆地中循环热卤水特点。重晶石的硫同位素 (平均为 33 × 10 -3 ) 具有富重硫且分布均一的特点,暗示硫可能来源于富集重硫的单一海相硫酸盐; Sr 同位素 (0. 709 18 ~ 0. 709 71) 特征表明其来源以海水锶为主,有少量壳源锶加入; 稀土元素具有明显负 Ce 异常 (δCe 平均为 0. 255) 和正 Eu 异常 (δEu 平均为 1. 43),表明重晶石- - 硫化物型矿化有关的流体可能是海水 (或大气降水) 与盆地循环热流体混合的结果。白云石- -硫化物型矿石和重晶石--硫化物型矿石的沉淀可能是盆地中循环热卤水与海水 (或大气降水) 两种端元组分以不同比例混合的结果。
蓬勃山地区位于天山—阴山构造带东段,隶属于甜水井—乌珠尔嘎顺—雅干成矿带。研究区矿化主要表现为金矿化,矿化类型较为单一。通过对研究区的土壤地球化学测量,共圈出单元素异常 66 处。根据各元素聚类分析结果,并结合元素异常的套合情况,进一步圈定了 4 处组合异常。综合考虑研究区土壤地球化学异常特征、土壤地球化学组合异常所在位置及异常与地质体、矿脉的关系,在研究区内圈定了三个找矿靶区并进行了工程验证,取得了良好的找矿效果。
以北黄海盆地东部坳陷北部侏罗系为目的层,探讨侏罗纪北部物源- -沉积体系的岩矿特征、物源区构造背景和物源方向。研究区侏罗系是一套陆相碎屑岩沉积,主要岩石类型为岩屑石英砂岩和岩屑砂岩。通过对北黄海盆地东部坳陷侏罗系沉积序列的研究,识别出三角洲、扇三角洲和湖泊等 3 类沉积环境。根据碎屑组分和灰岩丰度可知,北部物源- - 沉积体系为风化物源,并存在附加的火山物源,物源区为再旋回造山带,沉积体系为自北向南方向的扇三角洲沉积体系。对岩石样品进行微观特征及粒度特征研究,识别出沉积微相类型有扇三角洲前缘亚相的远砂坝、河口坝、水下河道和重力水下河道 4 种微相。
在进行内蒙古 1∶ 5 万区域地质调查工作中,对内蒙古赤峰元宝山镇小建昌营子一带的下二叠统三面井组砂岩进行了粒度分析。结果表明,萨胡成因环境判别值为 10. 66 ~10. 76,沉积环境为河流相或三角洲相; 弗里德曼粒度参数判别为陆相河砂沉积; 浊流 C - -M 判别图解显示沉积环境介于三角洲与浊流沉积之间。三面井组总体为一套河流相 - 三角洲前缘滑塌浊积扇沉积。滑塌浊积扇一般发育于深湖、半深湖区,结合本地区三面井组地层中缺乏海相碳酸盐岩沉积,综合认为本区的三面井组形成于河流- - 湖泊三角洲环境。
为提高复杂断块区断裂识别精度,笔者基于 Landmark 解释软件,以渤海海域浅层断裂较为发育的渤中 23 构造区为例,详细对比分析识别断裂的 ESP 模块、Semblance 模块及 Structure Cube 模块参数设置及识别效果。对比结果显示,结合倾角校正技术及滤波技术的 Structure Cube 模块对数据体进行相干体制作,可以显著提高断裂识别精度。将该方法应用到断裂较为发育的蓬莱 A 构造,新发现走滑断裂,为该区新增资源量约 230 万 t。
梅河盆地为典型的断陷型含煤、油页岩盆地。通过岩芯、测井和地震的层序标志识别,在梅河盆地梅河组识别出 1 个巨层序、2 个超层序和 4 个三级层序。其中,砂砾岩段、下部含煤段、中部泥岩段、上部含煤段分别对应着三级层序 I、II、III 和 IV。通过对层序地层格架的认识,结合构造、沉积分析,揭示了研究区梅河组沉积层序演化规律,三级层序地层格架内沉积演化分别为: 层序 I 发育了盆地初始裂陷阶段的冲积型和扇三角洲沉积; 层序 II 发育了盆地裂陷扩张阶段扇三角洲、沼泽和浅水湖泊沉积; 层序 III 发育了盆地最大扩张阶段深水湖泊沉积; 层序 IV 发育了盆地萎缩阶段扇三角洲和湖泊沉积。因此,梅河盆地梅河组的层序 I 到层序 IV 的演化揭示了中国东部伸展环境下断陷盆地从初始裂陷阶段到盆地萎缩阶段完整的不同沉积层序演化特征。
北黄海盆地位于苏鲁造山带—临津江造山带与胶—辽隆起之间。盆地划分为一凹二隆三坳共 6 个二级构造单元,其中东部坳陷钻遇中生界中侏罗统—下白垩统地层,以陆相沉积为主。划分为 8 个三级层序,中侏罗统发育 2 个三级层序,为拉张构造背景下的向上变细沉积序列; 上侏罗统发育 2 个三级层序,沉积序列为拉张- - 构造反转背景下的向上变细序列。在上侏罗统沉积期末,挤压构造导致部分地层遭受剥蚀。下白垩统发育 4 个三级层序,受挤压构造控制,沉积地层剥蚀严重,局部缺少层序。钻井 B32 与 B21 的测井资料分析,认为 Th/U 比值可以有效对比,这种对比从古水深和海平面变化方面佐证了盆地的拉张- - 挤压构造的演化特征。构造演化史剖面分析,说明北黄海盆地东部坳陷的沉积层序发育和分布受构造活动性质的影响,同时也说明了盆地转换伸展构造背景的演化特征。
地震、钻探及测试资料综合分析表明,王府断陷气藏类型主要以火山穹窿构造- -岩性型、砂岩上倾尖灭型及透镜型岩性气藏为主。内部具有储集区段的火山穹窿与火石岭组或沙河子组烃源岩构成有利的生储盖组合是火山穹窿构造- - 岩性气藏形成的基础; 同沉积控盆断裂边缘扇三角洲上倾尖灭舌状砂体与优质烃源岩指状交互是上倾尖灭岩性气藏形成的主要条件; 沙河子组烃源岩包裹火石岭组松散火山锥体垮塌重力流是构成透镜型岩性气藏的关键要素。并概括出了王府断陷成藏模式,指出断陷斜坡区是上倾尖灭岩性气藏有利成藏带,次级凸起区是火石岭组火山穹窿构造- -岩性气藏与沙河子组透镜型岩性气藏的叠合发育带,与次级洼槽相邻的隆起边缘区易于形成火山穹窿气藏。
利用纯岩石体积模型、测井数据回归方法分别计算了不同岩性的骨架参数。使用常规测井资料,给出了王府断陷盆地深部火石岭组火山岩储层孔隙度和渗透率的计算方法。分析了储层物性与岩性、岩相、孔缝和埋深的关系,发现有利储层主要发育在火山口杂岩相内,岩性主要为火山熔岩和火山角砾岩; 溶孔和溶蚀缝是主要储集空间; 埋深对火成岩储层的发育影响不大。利用储集层品质指数 (RQI),定性地对王府气田 20 口井的火山岩储层物性进行综合评价,评价的结果与试气产能结论符合情况较好。
基于岩芯观察和薄片鉴定,对西沙群岛西科 1 井梅山组一段生物礁储层特征进行系统分析和评价。研究表明,岩石成分为方解石和白云石; 岩石组构为骨架和碎屑颗粒、基质、胶结物; 岩石类型有白云岩、灰质白云岩、颗粒灰岩、泥粒灰岩和漂砾灰岩。储集空间类型包括原生粒间孔、粒内孔和晶间孔,次生溶孔、铸模孔、粒内溶孔和裂缝。白云岩储层物性好,颗粒灰岩储层物性差。研究区主体为高孔、高渗型储层,其次为中孔、中渗型储层,含有少量的低孔、低渗型储层。
为刻画储层沥青充填作用对储集物性的影响,以大庆长垣扶余油层储层沥青为研究对象,运用偏光显微镜、傅里叶红外光谱和包裹体分析等技术进行分析得出: 砂岩中棕褐色、黑色至暗色不透明物质为储层沥青。储层沥青发育在长石岩屑砂岩和岩屑长石砂岩中,含量分布为 1% ~16%,产状主要为孔隙充填,其次为孔隙壁衬式,呈分散状或定向分布。储层沥青对储层孔隙度的影响为 1% ~ 42%,平均为 7%,含量随距青一段底界距离增大而呈减小的趋势。储层沥青不仅使物性下降,同时也导致储层非均质性增强,是储层致密化控制因素之一。
结合松辽盆地北部勘探历程及石油三级储量历史,应用多旋回哈伯特模型预测石油探明、控制、预测三级储量增长趋势。预测 “十三·五”期间累计新增探明储量 2. 5 × 10 8 t,石油控制储量 5. 1 ×10 8 t,石油预测储量 6. 0 × 10 8 t。控制、预测储量高峰期将出现在 2018 年前后,下一个探明储量高峰期将出现在控制、预测储量高峰期之后。预测结果表明,多旋回哈伯特模型对松辽盆地北部具有 “多峰”特征的储量增长趋势预测是一种适用且有效的技术方法。
微地震初至时间拾取是微地震资料处理过程中的一个重要步骤,也是地层速度模型建立的重要依据。为提高拾取精度,本文提出一种新的自动拾取初至时间的方法,计算三分量地震数据的小时窗协方差矩阵特征值,将其作为特征函数引入到 STA/LTA 能量比法当中,从而实现自动拾取初至时间,并结合 P 波时差法完成震源定位。理论模型及农安浅井油页岩水力压裂试验的微地震资料处理结果表明,该方法可以有效地拾取微地震初至时间并实现震源定位。
本文将黏弹固体骨架与各向异性多孔弹性模型相结合,并将地层黏弹性的特性考虑其中,更好地刻画了快 P 波和横波在地震频带的衰减现象。将多孔黏弹模型模拟结果同传统弹性模型模拟结果对比显示,多孔黏弹模型在模拟真实储层方面更具优势。
估计地层品质因子 Q 对描述地下构造分布和油气预测都有着重要的意义。考虑到地震波在介质中传播时的黏滞吸收作用,笔者选择 2D 黏滞性声波方程全波形反演,将观测波场与正演模拟计算得到的波场构建一个目标函数,引入 L- - BFGS 算法反演出地层品质因子。将该方法应用于异常体模型和 Marmousi 模型测试,结果均表明反演的模型与理论模型的相对误差较小,计算精度高,反演效果好。
针对传统 DEXP 快速成像结果依赖于地质体构造指数的缺点,笔者提出了利用重力异常不同阶垂向导数比值 DEXP 的方法。该方法使得成像结果独立于地质体构造指数。地质体的深度估计完全自动化,仅需要寻找比值 DEXP 成像结果的极大值点位置。通过该方法估计出的深度结果,可以进行地质体构造指数的估计。通过模型试验,证明该方法能准确地估计出地质体的深度位置以及地质体的类型。将该方法应用到 Bell Geospace 公司在 Vinton Dome 测得的 Air- -FTG 全张量重力梯度数据中取得了很好的结果。
火成岩泥质含量的计算对火成岩储层孔隙度、饱和度等参数的确定以及储层测井解释研究起着十分重要的作用。为准确计算火成岩泥质含量,在辽河盆地东部凹陷区域,以玄武岩为例,以 10 口井、40 个数据点的岩芯 X 射线衍射泥质含量资料为基础,采用多元回归分析方法和 BP 神经网络算法计算火成岩泥质含量。结果表明,BP 神经网络算法和多元回归分析方法均有较高的准确度。BP 神经网络算法可以应用到火成岩泥质含量计算的领域。
本文以深部探测关键仪器装备野外实验与示范基地为例,利用影像融合技术进行地质构造信息的提取。在卫星遥感和重力异常数据空间配准的基础上,利用 IHS 数据融合方法,将重力异常与 ETM + 数据进行融合与分析。研究表明: 一方面构造形迹在遥感图像及重力异常上的表征是存在差异性的,即其空间分布特征,另一方面通过卫星遥感在地表定位重力异常所反演的地质信息,能够为深部探测仪器装备野外实验选点提供科学的依据。
根据某热电厂贮灰场模拟降水 30 mm、50 mm、100 mm 和 150 mm 的试验数据,采用统计方法分析不同降水强度下粉煤灰随着降水渗透至地下的深度,以确定各种降水条件下贮灰场渗滤液是否能够达到含水层,造成地下水污染。运用箱线图直观了解不同降水量下含水量发生显著性变化的土层深度,进一步使用秩和检验方法,利用本底值与降水影响情况下样本土壤含水量数值进行比较分析。结果表明,在 0. 1 显著性水平下,污染液不能达到含水层。
基于四期遥感影像数据 (TM、ETM、WFV2) 对城市建成区进行调查,研究 1990 年以来长春市的扩展情况,并结合统计年鉴资料,对长春市城市土地利用效率进行研究。结果表明: 1990—2013 年长春市建成区的面积持续增加,除东北方向之外,其他方向扩展明显; 长春市的发展方式以外部扩张与内部填充发展交替进行,并且城市建成区形状简单,土地利用受城市规划影响较大,城市向着有序的方向发展,有利于城市土地利用效率的提高; 1990—2012 年城市土地利用效率虽有波动,但整体呈上升趋势。
针对现有钻孔柱状图绘制中描述文字空间分布存在的问题,采用弹性理论 - 非线性原理对柱状图描述文字位置进行规划,合理分配各岩层描述单元空间,形成柱状图的初步分布; 计算出各个地层的工程地质描述文字在柱状图图纸中最优位置的高度坐标 x i ; 利用 AutoCAD 软件图形绘制环境,实现全程自动绘制钻孔柱状图的新方法。该方法高效且专业性强,图件规范、整齐、文字分布合理、格式美观,无需对图件进行后期的手动处理,免去了人工处理过程,节约了大量的人力成本。