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    2015年  40卷  第12期

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    2015, 40(12).
    摘要:
    哈尔滨黄山黄土粒度特征及其对成因的指示
    魏传义, 李长安, 康春国, 常国瑞
    2015, 40(12): 1945-1954. doi: 10.3799/dqkx.2015.175
    摘要:
    哈尔滨黄山黄土是东北地区黄土沉积的典型代表,其成因研究是恢复东北地区古气候和古环境的基础.为探讨松嫩平原地区中更新世晚期黄土成因问题,对具代表性的哈尔滨黄山黄土剖面进行系统、高分辨率的粒度和磁化率特征分析,并与哈尔滨现代沙尘沉降物、黄土高原典型黄土-古土壤、现代河流沉积物及大连市滨海黄土粒度特征进行对比.结果显示:黄山黄土粉砂级(10~50 μm)颗粒和黏土颗粒(<5 μm)的平均含量分别是43.86%(主众数粒组)和23.40%(次众数粒组);各粒度参数的平均值为:分选系数标准偏差σ=1.83、平均粒径Mz=6.25φ、中值粒径Md=5.89φ、偏度SK=0.21、峰态KG=0.86、中值粒径Kd=2.01;粒度频率曲线以双峰态分布为主,且主峰突出;岩性三角投影图、粒度象(C-M图、L-M图、A-M图)投影图及粒度参数(Mz-σMz-SKMz-KG)散点投影图与风成沉积物基本一致,但与河流沉积物差异明显;判别函数Y<0.基于以上粒度特征分析表明哈尔滨黄山黄土为典型的风成成因.
    柴北缘西段古-新近纪古气候演化
    贾艳艳, 邢学军, 孙国强, 史基安, 刘士杰
    2015, 40(12): 1955-1967. doi: 10.3799/dqkx.2015.176
    摘要:
    古气候是陆相湖盆层序地层形成的主要沉积动力学因素之一.古-新近纪柴北缘西段及周边地区古气候演化过程复杂,目前就古气候演化过程还存在争议,利用地球化学方法对重点井的岩心和岩屑进行元素、TOC和碳氧稳定同位素测定.各古气候指标之间的相关性分析表明:Sr/Ba、Rb/Sr、Sr/Ca、TOC和氯离子含量可作为研究区恢复古气候的指标,δ13C与δ18O不能指示出该区的古气候演化过程.重点井全井段的岩屑氯离子含量分析表明:柴北缘西段古-新近纪古气候经历了干旱-潮湿-干旱的演化过程,从路乐河组到下干柴沟组上段沉积期古气候由干旱逐渐向潮湿的方向演化,呈现了7个旋回,湖盆水体盐度降低,总体来说气候潮湿,水体为微咸水;从上干柴沟组到狮子沟组沉积期古气候从潮湿向干旱方向演化,呈现了12个旋回,古水介质经历了微咸水至半咸水的演化过程.
    下扬子区新生代伸展构造变形及其区域构造意义
    徐曦, 高顺莉, 王兴建, 黄俊菠, 王博
    2015, 40(12): 1968-1986. doi: 10.3799/dqkx.2015.177
    摘要:
    下扬子区是中国东部重要的含油气盆地区之一,其新生代伸展构造变形一直是下扬子新生代构造动力学的核心问题.通过对下扬子海陆全区新生代断陷盆地结构与构造格局分析,明确了下扬子区伸展构造变形特征,探讨了变形成因机制及其区域构造意义.区域构造分析表明,下扬子区伸展变形构造由一系列NNE-NE-NEE走向的总体呈弧形展布的正断层构成,表现为受伸展断裂系统控制的断陷结构,具有多向伸展特征,自南向北可分为江南、沿江-苏北-南黄海和南黄海北部3个构造伸展区.有限元数值与构造物理模拟表明,受控于太平洋板块俯冲推挤传递至陆内的侧向构造作用力,下扬子块体南向蠕移,区域上近南北向伸展变形,郯庐断裂右旋走滑,两者共同构成一个"右旋侧向扩展变形"系统.在区域构造上,大兴安岭-太行山-武陵山重力梯度带以东的中国东部新生代伸展变形构造和盆地成因与古太平洋板缘边界条件密切相关.
    丽水-椒江凹陷西斜坡明月峰组上段碎屑锆石物源
    付晓伟, 朱伟林, 陈春峰, 钟锴, 许长海
    2015, 40(12): 1987-2001. doi: 10.3799/dqkx.2015.178
    摘要:
    沉积物源对油气储层发育具有重要影响.为研究丽水-椒江凹陷西斜坡明月峰组上段物源的岩性组成及其分布特征,选取4口钻井4个砂岩样品进行碎屑锆石U-Pb定年,并对陆上潜在物源区岩层(体)的岩性和年龄进行统计分析.结果显示:(1)样品中碎屑锆石以岩浆锆石为主,主要的年龄区间为125~90 Ma、145~125 Ma及170~145 Ma,还有少量变质锆石,其年龄区间为235~210 Ma及2 087~1 653 Ma;(2)陆上潜在物源区中以火山岩占绝对优势(173~94 Ma),局部区域可能有较大规模白垩系永康群沉积岩,而变质岩(>210 Ma)和侵入岩(107.0~87.8 Ma)仅零星出露.综合分析认为:研究区东北部明月峰组上段的物源以永康群火山-沉积岩和九里坪组火山岩为主,含有少量晚白垩世侵入岩;西南部以九里坪组、西山头组火山岩及元古代区域变质岩为主,侏罗纪火山岩为辅,这一区域可能更有利于优质储层的发育.
    江西九瑞矿集区东雷湾矿区中酸性侵入岩及其铁镁质包体的成因:锆石U-Pb年代学、地球化学与Sr-Nd-Pb-Hf同位素制约
    杨堂礼, 蒋少涌
    2015, 40(12): 2002-2020. doi: 10.3799/dqkx.2015.179
    摘要:
    九瑞矿集区成矿与燕山期中酸性侵入岩体关系密切,但对该区东雷湾矿床的地质地球化学研究还相对较少.对东雷湾矿区中酸性侵入岩(花岗闪长斑岩、石英闪长玢岩)及其铁镁质包体进行了系统的锆石U-Pb年代学、矿物化学、岩石地球化学和Sr-Nd-Pb-Hf同位素研究,探讨其岩石成因.锆石LA-ICP-MS U-Pb定年表明:东雷湾中酸性侵入岩的成岩年龄为144.3~148.7 Ma,铁镁质包体的年龄为146.4~147.1 Ma,与寄主侵入岩花岗闪长斑岩的年龄一致.东雷湾侵入岩属准铝质范围,岩石的Mg#较高(42.5~68.0,平均56.0),并具有较高的相容元素含量,富集轻稀土,Eu异常不明显,富集大离子亲石元素,亏损高场强元素.暗色铁镁质包体呈细粒结构,常见针状磷灰石和钾长石斑晶.东雷湾样品的Sr-Nd同位素组成变化范围较小,初始87Sr/86Sr比值位于0.706 4 ~ 0.707 9,εNd(t)值变化于-5.80~-3.31,t2DM(Nd)为1.2~1.4 Ga,锆石εHf(t)值为-15.9~-3.6.样品的206Pb/204Pb(t)、207Pb/204Pb(t)、208Pb/204Pb(t)值分别变化于17.333 3~18.260 0、15.513 5~15.621 0、37.404 1~38.395 4之间.详尽的元素和同位素地球化学特征表明,东雷湾铁镁质包体是由拆沉的加厚下地壳发生部分熔融,并在其上升过程中与地幔物质发生相互作用,进而与花岗质岩浆混合过冷结晶形成的.该区侵入岩的形成很可能是因为加厚下地壳拆沉入软流圈地幔后发生部分熔融,熔体与地幔橄榄岩相互作用后在上侵的过程分别形成了铁镁质岩石和花岗质岩石.
    鄂西南齐岳山须家河组物源及构造背景:来自岩石学、地球化学和锆石年代学的制约
    田洋, 谢国刚, 王令占, 涂兵, 赵小明, 曾波夫
    2015, 40(12): 2021-2036. doi: 10.3799/dqkx.2015.180
    摘要:
    为揭示鄂西南齐岳山地区晚三叠世须家河组物源与构造背景,以周家湾与颜家沟剖面为代表,对须家河组碎屑岩的颗粒组分、元素组成以及锆石年龄进行测试与统计.结果显示:砂岩碎屑颗粒石英含量高、岩屑与长石含量低,平均值分别为76.15%、8.90%与3.45%,具有锆石-板钛矿-磁铁矿-榍石-电气石重矿物组合,反映源岩以酸性岩或低级变质岩为主,Dickinson判别图解表明物源主要来自再旋回造山带;砂岩(TFe2O3+MgO)*与TiO2*含量低,Al2O3/SiO2比值低,K2O/Na2O比值高,最接近被动大陆边缘特征值;泥岩成分变异指数ICV分布于0.32~0.79之间,平均值为0.56,反映物源主要为再旋回沉积物;样品稀土元素配分模式、特征微量元素含量及比值指示晚三叠世沉积构造背景为被动与活动大陆边缘;碎屑锆石分为磨圆与自形两类,磨圆者具有2 480 Ma、1 880 Ma、832 Ma年龄峰值(n=133),年龄频数分特征与扬子陆块最接近;自形锆石具有435 Ma、217 Ma年龄峰值(n=42),年龄频数分布特征与秦岭造山带和雪峰造山带花岗岩年龄具有很好的对应关系.结合物源与构造背景判别图解,上述特征综合表明须家河组形成于被动大陆边缘(为主)与活动大陆边缘环境,其物源来自东南的雪峰造山带(为主)与北侧的秦岭造山带.
    珠江口盆地惠州凹陷北部边界断裂复合联接和转换
    田巍, 何敏, 杨亚娟, 刘海伦, 袁勋, 吴森, 朱定伟, 梅廉夫
    2015, 40(12): 2037-2051. doi: 10.3799/dqkx.2015.181
    摘要:
    边界断裂控制断陷盆地的形成和构造格局,不同边界断裂联接模式对不同类型盆地演化具有差异性.基于井控高精度3D地震资料,通过对边界断裂几何学特征描述和“四级小层”刻画,结合裂陷Ⅰ幕边界断裂不同区段的活动差异性以及与沉积中心迁移的空间匹配关系,剖析珠江口盆地惠州凹陷北部边界断裂的形成和演化.惠州凹陷北部边界断裂始新世早期分段孤立发育,逐渐以纵向和横向双向联接的模式发展.纵向联接为断层软联接和硬联接复合联接和转换,形成转换斜坡和横向背斜,控制凹(洼)陷的结构与演化,制约沉积中心及层序的迁移.横向联接表现为转换斜坡内横向断层的多阶段联接,联接过程可划分为孤立正断层、同向叠置及硬联接3个阶段,控制转换斜坡带内沉积体系的发育和展布.研究给出了一个裂陷盆地边界断裂时空演化、复合联接和转换模式的独特案例,对丰富裂陷盆地边界断裂及其与沉积层序、凹陷演化和区域动力学机制的响应关系的研究具有积极的意义和价值.
    南海礼乐滩碳酸盐台地的发育及其新生代构造响应
    方鹏高, 丁巍伟, 方银霞, 赵中贤
    2015, 40(12): 2052-2066. doi: 10.3799/dqkx.2015.182
    摘要:
    为了探索碳酸盐台地在海盆演化过程中的作用,对南海南部礼乐滩区域碳酸盐台地的发育及其与新生代构造沉降特征的相关性进行研究.对多道地震数据的分析表明:在研究区广泛发育包括碳酸盐台地和生物礁在内的碳酸盐沉积,其发育时间主要集中在晚渐新世至早中新世期间,在中中新世后开始退积和淹没.通过对穿越礼乐滩区的两条NW-SE向测线NH973-2和DPS93-2的构造沉降反演,进行沉降量、沉降速率计算和构造分析.结果表明:沉降速率及沉降量随不同时期的构造活动而发生变化,可分为缓慢沉降期(古新世-早渐新世,张裂阶段)、隆升剥蚀期(晚渐新世-早中新世,漂移阶段)、加速沉降期(早中新世末期,后漂移阶段1)、强烈沉降期(中新世,后漂移阶段2)和稳定沉降期(晚中新世至今,后漂移阶段3)5个发育期.碳酸盐台地的发育期和南海海盆的漂移阶段相对应,构造沉降的分析表明该期间具有构造抬升作用,其与相对上升的海平面结合有利于碳酸盐沉积的发育.在南海扩张期间主地幔对流的控制下,南部陆缘区礼乐地块和礼乐滩盆地之间较大的地壳厚度差异会导致侧向上地温梯度的差异,从而形成礼乐滩盆地之下的次生对流.该次生对流控制了研究区在晚渐新世至早中新世期间的隆升剥蚀作用.
    渤南洼陷沙四下亚段扇三角洲前缘优质储层成因
    杨田, 操应长, 王艳忠, 王健, 张会娜
    2015, 40(12): 2067-2080. doi: 10.3799/dqkx.2015.183
    摘要:
    优质储层成因已成为制约中深层油气高效勘探开发的关键问题.综合利用钻井岩心、测录井、三维地震等资料, 通过岩心观察、薄片鉴定、分析测试等技术方法, 对渤南洼陷沙四下亚段扇三角洲前缘优质储层成因进行研究.研究表明: 沉积相带原始物性好坏、成岩作用类型及强弱差异、地层超压强弱及发生时间、油气充注强弱及发生时间、断层/不整合对流体的输导以及膏盐层的作用是控制沙四下亚段储层物性的主要因素.优质储层发育是特定"源-流-汇"成岩系统综合作用的结果, 有利沉积条件是优质储层发育的基础; 储层与烃源岩之间的有利通道(断裂、不整合、相对高孔渗储层)是优质储层发育的前提; 储集层与烃源岩较短的运移路径是优质储层发育的关键; 充足的流体来源、油气充注、地层超压是优质储层发育的保证.
    达里诺尔湖水体稳定氢、氧同位素组成变化对结冰过程的响应
    李文宝, 李畅游, 刘晓旭, 甄志磊, 胡其图, 刘志娇
    2015, 40(12): 2081-2090. doi: 10.3799/dqkx.2015.184
    摘要:
    利用自然界中广泛分布的环境同位素进行湖泊水体演化过程分析已经成为现代湖泊科学的重要研究方向.通过采集内蒙古达里诺尔湖(简称"达里湖") 2013年1月份的湖冰、湖水, 2012年夏季湖水与湖区大气降水等, 共分析了77个样品中稳定氢(H)、氧(O)同位素值的变化情况, 在此基础上对达里湖水体稳定H、O同位素组成变化及其对结冰过程的响应进行了详细分析, 结果显示: (1)伴随结冰过程的完成, 各站点深层冰体(厚度~65 cm)中δD、δ18O值比表层冰体(厚度~15 cm)中的值出现不同幅度的偏重.而冰下水体中δD、δ18O平均值则比冰体中的平均值分别偏轻约13.85‰、2.23‰.在冰层形成的快速与稳定阶段, δD、δ18O值的变化幅度也存在差异.同时, 冬季外源水体的输入对各站点间同位素值差异的影响比夏季更明显; (2)夏季湖水、冬季湖水与湖冰的同位素值均落在全球大气降水线与湖区大气降水线之外, 显示湖泊冰封之前, 蒸发对湖泊水体同位素偏移存在一定程度的影响; 而冬季湖水与湖冰的同位素值基本位于同一斜率区间, 且全部落在夏季湖水同位素值的右侧, 显示两者之间并不存在明显的蒸发分馏作用, 造成上述现象的因素只能归结于结冰过程.
    Tilt梯度算法的改进与应用: 以江苏韦岗铁矿为例
    刘鹏飞, 刘天佑, 杨宇山, 张恒磊, 刘双
    2015, 40(12): 2091-2102. doi: 10.3799/dqkx.2015.185
    摘要:
    为解决Tilt梯度存在的"解析奇点"这一问题, 介绍了Tilt梯度位场边界识别方法, 并提出了改进算法.理论分析与模型计算表明, 改进的Tilt梯度方法继承了垂向一次导数与传统Tilt梯度以零值线识别边界的性质, 相对其他的导数类方法(如水平总梯度模等)能够更好地识别深部弱异常; 此外, 改进的Tilt梯度方法物理意义明确, 从理论上避免了方法的畸变性.对韦岗矿区磁异常分析表明, 除工区南侧由东向西分布的A、B、C 3个主体异常外, 尤其是工区5号线以北的弱异常D得到显著增强.结合钻孔资料以及磁异常反演结果, 认为弱异常D可能是由深部隐伏矿体的影响产生, 结合二度半人机交互反演推测矿体埋藏深度在1 000~1 200 m.6号线上的DH6-6见矿钻孔位于异常D的东侧, 该钻孔钻遇的薄层铁矿体位置与弱异常D的范围相吻合; 另外DH6-7未见矿钻孔位于该弱异常范围以外, 若向西在5号线以北布置钻孔, 则有见矿可能.
    月球风暴洋火山口暗物质矿物反演及地质意义
    黄爽, 陈圣波, 查逢丽, 周超, 黄唯实
    2015, 40(12): 2103-2109. doi: 10.3799/dqkx.2015.186
    摘要:
    月表主要矿物的空间分布是研究月球起源及演化等科学问题的重要信息之一.以风暴洋地区为例, 根据不同矿物光谱在可见光-近红外波段的吸收特征, 使用印度M3(moon mineralogy mapper)数据, 应用波谱特征拟合法(SFF)反演了火山口附近暗物质区域的单斜辉石、斜方辉石、橄榄石和尖晶石等铁镁质矿物的分布, 反演结果显示: 风暴洋地区提取的铁镁质矿物分布较集中, 其中辉石含量较多, 橄榄石和尖晶石含量相对较少.另外着重分析了橄榄石、尖晶石与周围矿物的关系及其地质意义.将提取结果与Lucey用于Clementine影像的光学模型填图结果进行对比显示, 提取的橄榄石分布集中, 但不存在大尺度的分布, 这与本文的研究区域面积有关; 就位置而言, 二者具有较好的一致性.
    基于深埋管线探测的井中磁梯度方法
    陈军, 陈泽元, 杨川
    2015, 40(12): 2110-2118. doi: 10.3799/dqkx.2015.187
    摘要(4177) HTML全文 (1350) PDF 725KB(433)
    摘要:
    目前, 井中磁梯度方法是深埋金属管线常用的探测方法之一, 但是存在理论不够完善及缺乏定量分析方法等问题.研究内容包括3个方面: (1)从无限长水平圆柱体的磁场强度入手, 通过坐标系的转换, 推导出地面探测和井中探测的磁场水平分量、垂直分量的关系, 进一步推导出管线的井中磁梯度公式; (2)根据磁梯度公式模拟出梯度值随有效磁化倾角及孔位的变化情况; (3)通过对模型正演数据的统计分析确定了3种关系式: 极值比与有效磁化倾角之间的关系式、管线的水平位置和磁梯度极值间的孔深距离与有效磁化倾角的关系式、磁梯度极值的绝对值较大者和管线埋深之间的距离与极值距间的比值和有效磁化倾角的关系式.这3种关系式组成了管线埋深及水平位置的估算公式.最后, 通过实例来估算了管线的埋深和平面位置, 根据估算结果进行的正演结果表明了该方法的可行性.
    基于高性能并行计算的隧道开挖数值模拟
    王晓睿, 张振, 贾晓风
    2015, 40(12): 2119-2124. doi: 10.3799/dqkx.2015.188
    摘要:
    随着岩土工程规模的不断扩大、复杂性的增加以及计算参数的多样化和计算精度的提高, 人们对于计算机计算能力的要求越来越高, 然而单处理器无法满足这类大规模计算.从数据输入、区域分解、线性方程组的迭代求解、后处理等方面详细阐述高性能计算平台上并行有限元求解大规模岩土工程的关键问题.提出了利用MPI2的新特性进行海量数据的分段并行读入, 采用ParMetis软件并行地进行区域分解, 实现了前处理过程的完全并行化; 采用基于Jacobi预处理技术的预处理共轭梯度法(PCG)进行线性方程组的并行迭代求解; 采用Paraview软件实现了后处理的并行可视化.在深腾7000系统上对某隧道工程的三维开挖过程进行了数值模拟, 对其并行性能进行了分析和评价, 验证了采用的区域分解算法和系统方程组的求解方法的可行性, 并且具有较高的加速比和并行效率.