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2023年 48卷 第8期
2023, 48(8): 2807-2821.
doi: 10.3799/dqkx.2021.078
摘要
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摘要:
以豫西地区三叠纪陆相遗迹化石为研究对象，分析了遗迹化石在丰度、多样性、生物扰动指数、造迹生物行为习性和营养类型、潜穴直径和阶层方面的特征及变化. 豫西地区早、中三叠世遗迹化石记录了二叠纪-三叠纪之交大灭绝事件（PTME）后底栖生物群落由残存向复苏和辐射的演变：后生动物体型由小到大，行为习性和营养类型复杂性逐渐增加，生活空间从表层和半内栖层向浅、中、深阶层扩展，生态空间占据率逐渐提高，对沉积物的改造和利用能力逐渐增强. 晚三叠世遗迹化石变化趋于平稳但有波动.椿树腰组中遗迹化石的演变主要受沉积环境的影响，其上覆谭庄组遗迹化石多样性和复杂性的提高是巨型季风、沉积环境（水深）和生物因素共同作用的结果.
以豫西地区三叠纪陆相遗迹化石为研究对象，分析了遗迹化石在丰度、多样性、生物扰动指数、造迹生物行为习性和营养类型、潜穴直径和阶层方面的特征及变化. 豫西地区早、中三叠世遗迹化石记录了二叠纪-三叠纪之交大灭绝事件（PTME）后底栖生物群落由残存向复苏和辐射的演变：后生动物体型由小到大，行为习性和营养类型复杂性逐渐增加，生活空间从表层和半内栖层向浅、中、深阶层扩展，生态空间占据率逐渐提高，对沉积物的改造和利用能力逐渐增强. 晚三叠世遗迹化石变化趋于平稳但有波动.椿树腰组中遗迹化石的演变主要受沉积环境的影响，其上覆谭庄组遗迹化石多样性和复杂性的提高是巨型季风、沉积环境（水深）和生物因素共同作用的结果.
2023, 48(8): 2822-2836.
doi: 10.3799/dqkx.2023.087
摘要:
二叠纪末期生物大灭绝之后的早三叠世，巨鲕作为一种异常碳酸盐沉积物，在全球范围内广泛发育，代表了不利于后生动物生存的极端温室气候条件，在中三叠世早期环境稳定后，异常碳酸盐沉积物变得十分罕见. 然而，贵州册亨坡短剖面中三叠世初巨鲕的发现，是否意味着该时期古海洋环境条件仍然没有恢复正常呢？对册亨坡短剖面坡段组底部碳酸盐岩进行了沉积微相和沉积组构分析，从鲕粒特征、鲕粒含量、生屑含量、沉积微相等角度综合分析鲕粒富集层位的沉积环境. 册亨坡短地区坡段组共发现了4种不同的鲕粒，包括普通同心鲕粒、巨型同心鲕粒、多晶鲕粒和泥晶鲕粒，可认为有两个鲕粒富集时期. 根据岩石结构和碳酸盐颗粒特征等识别出4种微相类型，包括鲕粒颗粒灰岩、泥晶灰岩、生物碎屑颗粒灰岩和双壳类砾状灰岩微相. 沉积微相分析表明册亨坡短地区在中三叠世早期为台地边缘的台缘鲕粒滩与生物碎屑滩交互沉积.这一地区坡段组所发育的巨鲕可能指示海水碳酸盐饱和度仍然十分高，表明该地区中三叠世初仍处于异常海洋环境，暗示着中三叠世全球海洋环境存在明显的区域性差异，这可能是中三叠世生物复苏辐射模式复杂的重要原因.
二叠纪末期生物大灭绝之后的早三叠世，巨鲕作为一种异常碳酸盐沉积物，在全球范围内广泛发育，代表了不利于后生动物生存的极端温室气候条件，在中三叠世早期环境稳定后，异常碳酸盐沉积物变得十分罕见. 然而，贵州册亨坡短剖面中三叠世初巨鲕的发现，是否意味着该时期古海洋环境条件仍然没有恢复正常呢？对册亨坡短剖面坡段组底部碳酸盐岩进行了沉积微相和沉积组构分析，从鲕粒特征、鲕粒含量、生屑含量、沉积微相等角度综合分析鲕粒富集层位的沉积环境. 册亨坡短地区坡段组共发现了4种不同的鲕粒，包括普通同心鲕粒、巨型同心鲕粒、多晶鲕粒和泥晶鲕粒，可认为有两个鲕粒富集时期. 根据岩石结构和碳酸盐颗粒特征等识别出4种微相类型，包括鲕粒颗粒灰岩、泥晶灰岩、生物碎屑颗粒灰岩和双壳类砾状灰岩微相. 沉积微相分析表明册亨坡短地区在中三叠世早期为台地边缘的台缘鲕粒滩与生物碎屑滩交互沉积.这一地区坡段组所发育的巨鲕可能指示海水碳酸盐饱和度仍然十分高，表明该地区中三叠世初仍处于异常海洋环境，暗示着中三叠世全球海洋环境存在明显的区域性差异，这可能是中三叠世生物复苏辐射模式复杂的重要原因.
2023, 48(8): 2837-2850.
doi: 10.3799/dqkx.2022.420
摘要:
微生物在利用含硫物质时的同位素偏好性会导致代谢产物中硫同位素的分馏，因此地质记录中的硫同位素可以用来反演其中的微生物活动以及古海洋和大气的氧化还原条件. 对微生物参与的硫循环的传统认知中，只有微生物介导的硫还原作用和硫歧化作用会导致明显的同位素分馏现象，而微生物硫氧化过程造成的分馏效应不明显. 而最近的研究发现一株硫氧化细菌可以产生巨大的硫同位素分馏，意味着我们需要重新评估地质记录中的硫氧化过程. 综述了微生物参与的不产氧光合硫氧化过程中硫同位素分馏效应及其地质学意义，包括硫氧化微生物及绿弯菌的分布和功能、微生物介导硫氧化过程的硫同位素分馏效应、以及微生物硫氧化过程硫同位素分馏研究的地质记录. 最后对微生物参与的不产氧光合硫氧化过程中硫同位素分馏效应研究现状和未来发展方向提出总结和展望.
微生物在利用含硫物质时的同位素偏好性会导致代谢产物中硫同位素的分馏，因此地质记录中的硫同位素可以用来反演其中的微生物活动以及古海洋和大气的氧化还原条件. 对微生物参与的硫循环的传统认知中，只有微生物介导的硫还原作用和硫歧化作用会导致明显的同位素分馏现象，而微生物硫氧化过程造成的分馏效应不明显. 而最近的研究发现一株硫氧化细菌可以产生巨大的硫同位素分馏，意味着我们需要重新评估地质记录中的硫氧化过程. 综述了微生物参与的不产氧光合硫氧化过程中硫同位素分馏效应及其地质学意义，包括硫氧化微生物及绿弯菌的分布和功能、微生物介导硫氧化过程的硫同位素分馏效应、以及微生物硫氧化过程硫同位素分馏研究的地质记录. 最后对微生物参与的不产氧光合硫氧化过程中硫同位素分馏效应研究现状和未来发展方向提出总结和展望.
2023, 48(8): 2851-2871.
doi: 10.3799/dqkx.2021.233
摘要:
北秦岭官坡-丹凤地区是我国重要的伟晶岩型铀和稀有金属成矿区，目前官坡地区稀有金属伟晶岩的形成时代和成因机制尚不清楚.通过对该地区花岗伟晶岩开展锡石U-Pb年代学、锆石Hf同位素地球化学及全岩主微量元素地球化学研究，分析了伟晶岩成因并探讨秦岭造山带古生代造山作用的时限.锡石LA-MC-ICP-MS U-Pb测年首次确定官坡地区南阳山稀有金属伟晶岩的成岩成矿时代为420±2 Ma，形成于末志留世，表明此时北秦岭造山带处于造山作用晚期或造山后相对稳定的构造背景. 花岗伟晶岩锆石εHf（420 Ma）值为-7.0~-7.8，二阶段Hf模式年龄为2.45~2.52 Ga，表明其源区为古老的地壳物质. 花岗伟晶岩铝饱和指数大于1.10，具有极低的稀土总量（ΣREE=0.43×10-6~23.14×10-6），变化范围较大的LaN/YbN值（0.7~22.3）和δEu值（0.09~1.84）. 岩石富集大离子亲石元素Rb、K和高场强元素Nb、Ta、P、Hf，亏损Ba、Nd、Zr、Ti，具有低的Nb/Ta比值（平均值2.66），稀土元素四分组效应明显，这些特征指示岩浆经历了高度结晶分异作用.同位素和岩石地球化学研究表明，官坡地区花岗金属伟晶岩与其南侧灰池子岩体和大毛沟岩体不具岩浆演化关系，稀有金属伟晶岩为过铝质花岗岩浆高程度结晶分异演化的产物.
北秦岭官坡-丹凤地区是我国重要的伟晶岩型铀和稀有金属成矿区，目前官坡地区稀有金属伟晶岩的形成时代和成因机制尚不清楚.通过对该地区花岗伟晶岩开展锡石U-Pb年代学、锆石Hf同位素地球化学及全岩主微量元素地球化学研究，分析了伟晶岩成因并探讨秦岭造山带古生代造山作用的时限.锡石LA-MC-ICP-MS U-Pb测年首次确定官坡地区南阳山稀有金属伟晶岩的成岩成矿时代为420±2 Ma，形成于末志留世，表明此时北秦岭造山带处于造山作用晚期或造山后相对稳定的构造背景. 花岗伟晶岩锆石εHf（420 Ma）值为-7.0~-7.8，二阶段Hf模式年龄为2.45~2.52 Ga，表明其源区为古老的地壳物质. 花岗伟晶岩铝饱和指数大于1.10，具有极低的稀土总量（ΣREE=0.43×10-6~23.14×10-6），变化范围较大的LaN/YbN值（0.7~22.3）和δEu值（0.09~1.84）. 岩石富集大离子亲石元素Rb、K和高场强元素Nb、Ta、P、Hf，亏损Ba、Nd、Zr、Ti，具有低的Nb/Ta比值（平均值2.66），稀土元素四分组效应明显，这些特征指示岩浆经历了高度结晶分异作用.同位素和岩石地球化学研究表明，官坡地区花岗金属伟晶岩与其南侧灰池子岩体和大毛沟岩体不具岩浆演化关系，稀有金属伟晶岩为过铝质花岗岩浆高程度结晶分异演化的产物.
2023, 48(8): 2872-2887.
doi: 10.3799/dqkx.2021.219
摘要:
桂东南地区晚中生代岩浆活动广泛发育，其形成构造背景以及动力学机制仍存在争议.本文对桂东南新州塘、大业地区火山岩进行了年代学、全岩地球化学和Sr-Nd-Hf同位素研究.结果显示新州塘、大业火山岩主体分别为安山岩和英安岩，锆石U-Pb年龄分别为98.5~100.5 Ma、99.2 Ma，均形成于早白垩世晚期. 两者均具有低TiO2（平均值< 1%）、高Al2O3（平均值> 15%）的特点，属于高钾钙碱性-钾玄系列，均富集LILE、亏损HFSE，在稀土元素配分模式上均表现为轻稀土富集右倾型，无明显的Eu异常. 新州塘样品与大业样品相比具有较低的SiO2含量、更高的Mg#值以及更高的Cr、Ni的含量，属于高镁安山岩. Sr-Nd-Hf同位素结果显示新州塘安山岩样品相对大业英安岩样品具有更加亏损的特征εNd（t）值（分别为-6.26~-7.11、-9.35~-9.37）和εHf（t）值（分别为-6.47~-8.95、-8.70~-14.08）.综上所述，桂东南地区新州塘高镁安山岩应该是由富集地幔部分熔融形成，而大业英安岩是同期古元古代地壳物质部分熔融所形成，它们的形成与晚中生代华南大陆的拉张伸展构造密切相关.
桂东南地区晚中生代岩浆活动广泛发育，其形成构造背景以及动力学机制仍存在争议.本文对桂东南新州塘、大业地区火山岩进行了年代学、全岩地球化学和Sr-Nd-Hf同位素研究.结果显示新州塘、大业火山岩主体分别为安山岩和英安岩，锆石U-Pb年龄分别为98.5~100.5 Ma、99.2 Ma，均形成于早白垩世晚期. 两者均具有低TiO2（平均值< 1%）、高Al2O3（平均值> 15%）的特点，属于高钾钙碱性-钾玄系列，均富集LILE、亏损HFSE，在稀土元素配分模式上均表现为轻稀土富集右倾型，无明显的Eu异常. 新州塘样品与大业样品相比具有较低的SiO2含量、更高的Mg#值以及更高的Cr、Ni的含量，属于高镁安山岩. Sr-Nd-Hf同位素结果显示新州塘安山岩样品相对大业英安岩样品具有更加亏损的特征εNd（t）值（分别为-6.26~-7.11、-9.35~-9.37）和εHf（t）值（分别为-6.47~-8.95、-8.70~-14.08）.综上所述，桂东南地区新州塘高镁安山岩应该是由富集地幔部分熔融形成，而大业英安岩是同期古元古代地壳物质部分熔融所形成，它们的形成与晚中生代华南大陆的拉张伸展构造密切相关.
2023, 48(8): 2888-2904.
doi: 10.3799/dqkx.2021.210
摘要:
东大山地区双峰式岩浆岩位于内蒙古多伦县东部，处于华北板块北缘. 岩体由石英二长岩和玄武岩组成. 对其开展了全岩地球化学、锆石U-Pb年代学和Hf同位素组成研究. 研究结果表明：石英二长岩和玄武岩锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果分别为283±1.6 Ma、280±2.9 Ma，形成于早二叠世；二者锆石Hf同位素组成整体较相似，两阶段模式年龄（tDM2）普遍较为古老（1 760~2 354 Ma，仅玄武岩内测得324 Ma、824 Ma两个较新年龄），与华北板块基底接近；岩体SiO2含量在50.64%~65.87%存在明显的间断，具有双峰式岩浆岩特征，都相对富K、Na、Al，亏Ca、Mg，石英二长岩较玄武岩明显亏损Ti、P，具有明显的互补迹象. 结合前人研究成果，认为东大山地区双峰式岩浆岩可能是板块俯冲、后撤引起的伸展背景下，古亚洲洋俯冲板片脱水引起上地幔部分熔融形成的幔源岩浆向上运移、聚集于华北板块之下引起古老基底部分熔融的产物，研究区早二叠世期间构造环境为活动大陆边缘.
东大山地区双峰式岩浆岩位于内蒙古多伦县东部，处于华北板块北缘. 岩体由石英二长岩和玄武岩组成. 对其开展了全岩地球化学、锆石U-Pb年代学和Hf同位素组成研究. 研究结果表明：石英二长岩和玄武岩锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果分别为283±1.6 Ma、280±2.9 Ma，形成于早二叠世；二者锆石Hf同位素组成整体较相似，两阶段模式年龄（tDM2）普遍较为古老（1 760~2 354 Ma，仅玄武岩内测得324 Ma、824 Ma两个较新年龄），与华北板块基底接近；岩体SiO2含量在50.64%~65.87%存在明显的间断，具有双峰式岩浆岩特征，都相对富K、Na、Al，亏Ca、Mg，石英二长岩较玄武岩明显亏损Ti、P，具有明显的互补迹象. 结合前人研究成果，认为东大山地区双峰式岩浆岩可能是板块俯冲、后撤引起的伸展背景下，古亚洲洋俯冲板片脱水引起上地幔部分熔融形成的幔源岩浆向上运移、聚集于华北板块之下引起古老基底部分熔融的产物，研究区早二叠世期间构造环境为活动大陆边缘.
2023, 48(8): 2905-2914.
doi: 10.3799/dqkx.2022.055
摘要:
为了更加深入了解中生代白垩世以后大陆伸展对郯庐断裂带南段地壳结构和演化的影响.利用P波接收函数对郯庐断裂带南段及其邻区的地壳厚度、泊松比特征进行研究.H⁃κ结果显示研究区域内的下扬子板块地壳厚度相对于华北板块更薄，并且结构变化更加剧烈，大别山造山带和苏鲁造山带之间的郯庐断裂带所在区间的平均泊松比呈现出相对低值特征.P波接收函数叠后偏移结果显示郯庐断裂带下方的地壳表现为减薄形变，且断裂带两侧地壳向郯庐断裂带处发生减薄的倾角不同.结合区域地质演化背景，认为“非对称伸展”模型可以解释早白垩世伸展作用下郯庐断裂带南段及其邻区的地壳形变及演化特征.
为了更加深入了解中生代白垩世以后大陆伸展对郯庐断裂带南段地壳结构和演化的影响.利用P波接收函数对郯庐断裂带南段及其邻区的地壳厚度、泊松比特征进行研究.H⁃κ结果显示研究区域内的下扬子板块地壳厚度相对于华北板块更薄，并且结构变化更加剧烈，大别山造山带和苏鲁造山带之间的郯庐断裂带所在区间的平均泊松比呈现出相对低值特征.P波接收函数叠后偏移结果显示郯庐断裂带下方的地壳表现为减薄形变，且断裂带两侧地壳向郯庐断裂带处发生减薄的倾角不同.结合区域地质演化背景，认为“非对称伸展”模型可以解释早白垩世伸展作用下郯庐断裂带南段及其邻区的地壳形变及演化特征.
2023, 48(8): 2915-2932.
doi: 10.3799/dqkx.2023.049
摘要:
前人对四川盆地震旦系灯影组沉积格局及储层发育类型的认识存在较大分歧. 为给全盆灯影组油气勘探提供支持，利用野外剖面、钻井及地震资料，开展了灯影组沉积格局及多类型储层发育特征研究，明确了优质储层发育控制因素，指明了勘探突破有利区. 研究结果表明：（1）受绵阳-长宁裂陷槽、汉南古陆及开江-宣汉古隆起控制，灯影组发育灯二-灯四期台缘丘滩及台内丘滩4个有利相带；（2）灯四段有利丘滩相带发育受隆凹格局控制，裂陷槽控制台缘丘滩相带展布，东侧台缘相区沿南江西-元坝-阆中-高磨-栗子一带呈近南北向展布，西侧台缘相区沿威远-成都-都江堰一带呈向东凸出的弧状分布，开江-宣汉水下古隆起周缘及局部微地貌高地有利于台内丘滩大面积分布；（3）灯影组储层主要发育台缘丘滩储层及台内丘滩改造型储层，优质储层发育受高能相带、准同生期及桐湾期岩溶改造联合控制. 四川盆地灯四段发育元坝-阆中灯影组台缘、川西-栗子灯影组台缘、通南巴-普光-綦江灯影组台内3个有利勘探区，是近期灯四段深层-超深层勘探领域油气突破的重要战略新区带.
前人对四川盆地震旦系灯影组沉积格局及储层发育类型的认识存在较大分歧. 为给全盆灯影组油气勘探提供支持，利用野外剖面、钻井及地震资料，开展了灯影组沉积格局及多类型储层发育特征研究，明确了优质储层发育控制因素，指明了勘探突破有利区. 研究结果表明：（1）受绵阳-长宁裂陷槽、汉南古陆及开江-宣汉古隆起控制，灯影组发育灯二-灯四期台缘丘滩及台内丘滩4个有利相带；（2）灯四段有利丘滩相带发育受隆凹格局控制，裂陷槽控制台缘丘滩相带展布，东侧台缘相区沿南江西-元坝-阆中-高磨-栗子一带呈近南北向展布，西侧台缘相区沿威远-成都-都江堰一带呈向东凸出的弧状分布，开江-宣汉水下古隆起周缘及局部微地貌高地有利于台内丘滩大面积分布；（3）灯影组储层主要发育台缘丘滩储层及台内丘滩改造型储层，优质储层发育受高能相带、准同生期及桐湾期岩溶改造联合控制. 四川盆地灯四段发育元坝-阆中灯影组台缘、川西-栗子灯影组台缘、通南巴-普光-綦江灯影组台内3个有利勘探区，是近期灯四段深层-超深层勘探领域油气突破的重要战略新区带.
2023, 48(8): 2933-2946.
doi: 10.3799/dqkx.2023.057
摘要:
剥蚀量定量恢复对盆地构造研究意义重大.以塔里木盆地轮南古隆起奥陶系一间房-鹰山组为例，通过钍钾比（Th/K）曲线的米兰科维奇旋回分析定量恢复碳酸盐岩地层剥蚀量，取得3项认识：（1）一间房-鹰山组米兰科维奇旋回特征清晰，较长偏心率周期（413 ka、125 ka）不发育，短偏心率周期（95 ka）、斜度周期、岁差周期较为发育.（2）一间房-鹰山组发育86个短偏心率周期旋回，通过对比剥蚀区与内幕区短偏心率周期旋回数量差异，定量恢复8口井剥蚀量.（3）一间房-鹰山组剥蚀区位于H6⁃TS2⁃TS1⁃LG36井以北，存在西北部、北部两个剥蚀中心，剥蚀量分别超过300 m和250 m. 研究成果证实米兰科维奇旋回分析可实现碳酸盐岩地层剥蚀量定量恢复，对海相盆地古构造恢复具有良好的借鉴意义.
剥蚀量定量恢复对盆地构造研究意义重大.以塔里木盆地轮南古隆起奥陶系一间房-鹰山组为例，通过钍钾比（Th/K）曲线的米兰科维奇旋回分析定量恢复碳酸盐岩地层剥蚀量，取得3项认识：（1）一间房-鹰山组米兰科维奇旋回特征清晰，较长偏心率周期（413 ka、125 ka）不发育，短偏心率周期（95 ka）、斜度周期、岁差周期较为发育.（2）一间房-鹰山组发育86个短偏心率周期旋回，通过对比剥蚀区与内幕区短偏心率周期旋回数量差异，定量恢复8口井剥蚀量.（3）一间房-鹰山组剥蚀区位于H6⁃TS2⁃TS1⁃LG36井以北，存在西北部、北部两个剥蚀中心，剥蚀量分别超过300 m和250 m. 研究成果证实米兰科维奇旋回分析可实现碳酸盐岩地层剥蚀量定量恢复，对海相盆地古构造恢复具有良好的借鉴意义.
2023, 48(8): 2947-2959.
doi: 10.3799/dqkx.2022.377
摘要:
扇三角洲前缘水下分流河道是油田L1V油组主要储层，具有砂体厚度薄、非均质性强、低孔低渗的特征. 针对常规优势沉积相带分析很难解决油田开发生产面临部分注水区块受效性不明，水驱波及范围有限等问题，提出一种分级构型约束低渗相对优质储层预测方法，该方法首先基于优化地震数据采用数学形态学方法开展储层内部构型边界检测和分类，并开展不同级次的储层构型分析；其次，以构型为约束运用神经网络聚类方法落实各复合河道优势沉积相带展布；最后，综合优势沉积相带及表征河道砂体连通性的构型边界优选研究区低渗相对优质储层发育区域.结果表明：（1）L1V油组发育断层（Ⅰ）、复合河道（Ⅱ）、单河道带（Ⅲ）三大类构型边界，其中，单河道带类（Ⅲ）可进一步划分为3种次一级边界，各构型边界具有不同的砂体连通性和地震反射特征；（2）L1V油组共发育3期近SN向展布的复合河道，即Channel⁃1、Channel⁃2、Channel⁃3，且各复合河道主要发育水下分流河道、水下分流河道间及、水下天然堤等沉积微相；（3）综合优势沉积相带（水下分流河道）展布及储层构型边界特征，预测了L1V油组各复合河道2类优质储层的平面展布.该方法能够提高低渗相对优质储层预测精度，指导井间砂体连通性及剩余油潜力分析，进而有效规避油田开发综合调整阶段开发风险，提高经济效益.
扇三角洲前缘水下分流河道是油田L1V油组主要储层，具有砂体厚度薄、非均质性强、低孔低渗的特征. 针对常规优势沉积相带分析很难解决油田开发生产面临部分注水区块受效性不明，水驱波及范围有限等问题，提出一种分级构型约束低渗相对优质储层预测方法，该方法首先基于优化地震数据采用数学形态学方法开展储层内部构型边界检测和分类，并开展不同级次的储层构型分析；其次，以构型为约束运用神经网络聚类方法落实各复合河道优势沉积相带展布；最后，综合优势沉积相带及表征河道砂体连通性的构型边界优选研究区低渗相对优质储层发育区域.结果表明：（1）L1V油组发育断层（Ⅰ）、复合河道（Ⅱ）、单河道带（Ⅲ）三大类构型边界，其中，单河道带类（Ⅲ）可进一步划分为3种次一级边界，各构型边界具有不同的砂体连通性和地震反射特征；（2）L1V油组共发育3期近SN向展布的复合河道，即Channel⁃1、Channel⁃2、Channel⁃3，且各复合河道主要发育水下分流河道、水下分流河道间及、水下天然堤等沉积微相；（3）综合优势沉积相带（水下分流河道）展布及储层构型边界特征，预测了L1V油组各复合河道2类优质储层的平面展布.该方法能够提高低渗相对优质储层预测精度，指导井间砂体连通性及剩余油潜力分析，进而有效规避油田开发综合调整阶段开发风险，提高经济效益.
2023, 48(8): 2960-2978.
doi: 10.3799/dqkx.2023.032
摘要:
针对低渗砂砾岩与砂岩储层产能测试结果差异大的问题，以北部湾盆地乌石凹陷流沙港组低渗砂砾岩储层为主要研究对象，通过设计室内岩心实验开展了微观孔隙结构、微观渗流能力、微观渗流特征和改善水驱提高采收率策略研究. 研究发现，乌石凹陷流沙港组低渗砂砾岩储层具有三元孔隙结构特征，大孔喉和微小孔喉更加发育，导致“高气测渗透率、低液测渗透率、低驱油效率”的渗流特征和“大孔喉富含注入水、中吼喉富含剩余油、微小孔喉富含原始束缚水”的剩余油微观分布特征，提高微观波及系数、增加中孔喉动用率是提高采收率的关键，建议采用注低价高矿化水转变润湿性和不稳定注水发挥渗吸作用的策略改善水驱效果、提高最终采收率.
针对低渗砂砾岩与砂岩储层产能测试结果差异大的问题，以北部湾盆地乌石凹陷流沙港组低渗砂砾岩储层为主要研究对象，通过设计室内岩心实验开展了微观孔隙结构、微观渗流能力、微观渗流特征和改善水驱提高采收率策略研究. 研究发现，乌石凹陷流沙港组低渗砂砾岩储层具有三元孔隙结构特征，大孔喉和微小孔喉更加发育，导致“高气测渗透率、低液测渗透率、低驱油效率”的渗流特征和“大孔喉富含注入水、中吼喉富含剩余油、微小孔喉富含原始束缚水”的剩余油微观分布特征，提高微观波及系数、增加中孔喉动用率是提高采收率的关键，建议采用注低价高矿化水转变润湿性和不稳定注水发挥渗吸作用的策略改善水驱效果、提高最终采收率.
2023, 48(8): 2979-2992.
doi: 10.3799/dqkx.2023.020
摘要:
为明确辽中凹陷中南部西斜坡东三段砂体成因类型、控制因素和分布规律，综合利用钻测井、分析化验以及三维地震等资料，分析砂体沉积响应特征，探讨其控制因素及其发育模式，并通过井震标定、地层切片、属性提取等技术手段，明确高精度层序格架下重力流平面分布和垂向演化特征. 研究结果表明：研究区东三段砂体为湖底扇沉积，在粒度曲线和C-M图上具有重力流的沉积特征；沉积构造以块状砂岩为主，局部发育漂砾、泥岩撕裂屑、波纹层理、平行层理等沉积特征；地震上具有单轴强振幅反射与中弱振幅低频兼具有构型的两类地震相特征. 东三时期湖底扇砂体主要受盆外物源供给、坡折带、次级湖泛面等三因素联合控制. 其中，西部燕山盆外物源形成的大型辫状河三角洲越过“链状岛”式的辽西低凸起，为湖底扇沉积提供了富砂的物质基础；沉积坡折控制湖底扇发育位置和相带边界，盆内顺向断裂坡折与反向断裂坡折对砂体分布和流向具有再分配和调节作用，进一步控制湖底扇平面展布形态和砂体发育程度；湖平面频繁波动变化形成的次级湖泛面，控制湖底扇垂向多期叠加，湖泛泥岩对斜坡带侧向遮挡提供了良好的保存条件. 三因素动态平衡的湖底扇沉积模式控制了斜坡区发育大面积的岩性圈闭群. 湖底扇主要分布在东三层序湖泛体系域内，低位域与高位域少量发育；平面上B构造区湖底扇呈舌状展布，其发育规模与分布范围优于A、C构造区，且垂向叠合性好，油气成藏条件优越，是下步岩性油气藏勘探与评价的有利目标.
为明确辽中凹陷中南部西斜坡东三段砂体成因类型、控制因素和分布规律，综合利用钻测井、分析化验以及三维地震等资料，分析砂体沉积响应特征，探讨其控制因素及其发育模式，并通过井震标定、地层切片、属性提取等技术手段，明确高精度层序格架下重力流平面分布和垂向演化特征. 研究结果表明：研究区东三段砂体为湖底扇沉积，在粒度曲线和C-M图上具有重力流的沉积特征；沉积构造以块状砂岩为主，局部发育漂砾、泥岩撕裂屑、波纹层理、平行层理等沉积特征；地震上具有单轴强振幅反射与中弱振幅低频兼具有构型的两类地震相特征. 东三时期湖底扇砂体主要受盆外物源供给、坡折带、次级湖泛面等三因素联合控制. 其中，西部燕山盆外物源形成的大型辫状河三角洲越过“链状岛”式的辽西低凸起，为湖底扇沉积提供了富砂的物质基础；沉积坡折控制湖底扇发育位置和相带边界，盆内顺向断裂坡折与反向断裂坡折对砂体分布和流向具有再分配和调节作用，进一步控制湖底扇平面展布形态和砂体发育程度；湖平面频繁波动变化形成的次级湖泛面，控制湖底扇垂向多期叠加，湖泛泥岩对斜坡带侧向遮挡提供了良好的保存条件. 三因素动态平衡的湖底扇沉积模式控制了斜坡区发育大面积的岩性圈闭群. 湖底扇主要分布在东三层序湖泛体系域内，低位域与高位域少量发育；平面上B构造区湖底扇呈舌状展布，其发育规模与分布范围优于A、C构造区，且垂向叠合性好，油气成藏条件优越，是下步岩性油气藏勘探与评价的有利目标.
2023, 48(8): 2993-3006.
doi: 10.3799/dqkx.2022.417
摘要:
火山岩储层因蕴藏地热、矿产、油气等资源，受到各国学者的广泛关注. 横波速度是地震AVO分析、储层特征描述和流体识别的必要信息，因受限于采集技术和采集成本等因素，测井资料中常常缺失横波速度信息. 基于统计学岩石物理反演方法和Xu-White岩石物理模型，提出了一种适用于火山岩储层的统计学岩石物理模型横波速度预测方法. 该方法利用Xu-White模型中砂的纵、横波速度和粘土相关孔隙纵横比作为关键岩石物理参数对岩石速度的影响，根据统计学岩石物理反演方法，首先通过已知参考井常规测井资料和Xu-White模型构建关键岩石物理参数的先验分布，其次利用先验分布代替固定参数值初始化Xu-White模型建立统计学岩石物理模型，再次基于贝叶斯反演理论，匹配目标井位实际纵波速度与模拟纵波速度，计算目标井位关键岩石物理参数后验信息，最后利用统计学岩石物理模型和目标井关键岩石物理参数的后验分布反演出目标井的横波速度信息. 将该方法应用于中国东部南堡凹陷5号构造实际测井数据，得到的横波速度预测结果优于常规方法，证明了该方法的有效性和准确性. 研究将为火山岩储层的后续勘探开发提供更准确的横波速度资料.
火山岩储层因蕴藏地热、矿产、油气等资源，受到各国学者的广泛关注. 横波速度是地震AVO分析、储层特征描述和流体识别的必要信息，因受限于采集技术和采集成本等因素，测井资料中常常缺失横波速度信息. 基于统计学岩石物理反演方法和Xu-White岩石物理模型，提出了一种适用于火山岩储层的统计学岩石物理模型横波速度预测方法. 该方法利用Xu-White模型中砂的纵、横波速度和粘土相关孔隙纵横比作为关键岩石物理参数对岩石速度的影响，根据统计学岩石物理反演方法，首先通过已知参考井常规测井资料和Xu-White模型构建关键岩石物理参数的先验分布，其次利用先验分布代替固定参数值初始化Xu-White模型建立统计学岩石物理模型，再次基于贝叶斯反演理论，匹配目标井位实际纵波速度与模拟纵波速度，计算目标井位关键岩石物理参数后验信息，最后利用统计学岩石物理模型和目标井关键岩石物理参数的后验分布反演出目标井的横波速度信息. 将该方法应用于中国东部南堡凹陷5号构造实际测井数据，得到的横波速度预测结果优于常规方法，证明了该方法的有效性和准确性. 研究将为火山岩储层的后续勘探开发提供更准确的横波速度资料.
2023, 48(8): 3007-3020.
doi: 10.3799/dqkx.2023.131
摘要:
琼东南盆地松南-宝岛凹陷北部断阶带发现多个含气构造，对该区带油气来源等认识存在很大争议，深水区烃源岩规模研究方面还比较薄弱，阻碍了下一步勘探方向的决策.采集了研究区共84个泥岩、7个天然气、3个原油样品进行岩石热解、干酪根同位素、生物标志化合物、天然气轻烃与碳同位素等分析，系统对比研究区不同层系烃源岩地化特征，认为松南-宝岛凹陷北部断阶带油气来源于崖城组海相泥岩，以陆源有机质的生烃贡献最大. 结合古环境、古生物与显微组分分析推测崖城组整体为浅海沉积，有利于好烃源岩的形成，在此基础上通过地震相的精细刻画厘清研究区崖城组烃源岩分布特征，结果表明研究区崖城组发育大规模煤系三角洲-浅海相沉积体系，其中前三角洲亚相、浅海相是好烃源岩主要赋存单元，烃源岩沿近凹断阶带分布. 流体包裹体证据表明，松南-宝岛凹陷北部断阶带深水区至少存在两期烃类充注，主要成藏的是晚期高熟煤型气(7.8 Ma之后)，证实煤系三角洲-浅海相沉积体系下发育的烃源岩能够为油气成藏提供充足的烃类，晚期更容易大量生成天然气，其东侧的深水区断阶带存在类似的烃源岩分布、热演化特征及输导体系，应是下一步天然气勘探首选.
琼东南盆地松南-宝岛凹陷北部断阶带发现多个含气构造，对该区带油气来源等认识存在很大争议，深水区烃源岩规模研究方面还比较薄弱，阻碍了下一步勘探方向的决策.采集了研究区共84个泥岩、7个天然气、3个原油样品进行岩石热解、干酪根同位素、生物标志化合物、天然气轻烃与碳同位素等分析，系统对比研究区不同层系烃源岩地化特征，认为松南-宝岛凹陷北部断阶带油气来源于崖城组海相泥岩，以陆源有机质的生烃贡献最大. 结合古环境、古生物与显微组分分析推测崖城组整体为浅海沉积，有利于好烃源岩的形成，在此基础上通过地震相的精细刻画厘清研究区崖城组烃源岩分布特征，结果表明研究区崖城组发育大规模煤系三角洲-浅海相沉积体系，其中前三角洲亚相、浅海相是好烃源岩主要赋存单元，烃源岩沿近凹断阶带分布. 流体包裹体证据表明，松南-宝岛凹陷北部断阶带深水区至少存在两期烃类充注，主要成藏的是晚期高熟煤型气(7.8 Ma之后)，证实煤系三角洲-浅海相沉积体系下发育的烃源岩能够为油气成藏提供充足的烃类，晚期更容易大量生成天然气，其东侧的深水区断阶带存在类似的烃源岩分布、热演化特征及输导体系，应是下一步天然气勘探首选.
2023, 48(8): 3021-3030.
doi: 10.3799/dqkx.2022.479
摘要:
为了明确莺东斜坡带南段中深层断裂特征及其对天然气成藏控制作用，基于新三维地震资料，首次对莺东斜坡带南段中深层断裂进行了精细刻画. 结合区域构造演化特征，分析了断裂类型、形态及活动性，探讨断裂对天然气成藏的控制作用. 结果表明，渐新世-早中新世莺歌海盆地处于左行走滑引起的构造变形应力场中，莺东斜坡带南段位于①号断裂走滑转换带，发育3组NW-SE走向，具左行右阶特征的张扭(局部压扭)走滑断裂. 剖面上三组断裂自北向南呈断阶状样式，断层产状陡直，局部表现为花状构造；断裂主要为3期活动：(1)始新世-早渐新世，(2)晚渐新世早中期，(3)早中新世；具有“早断早衰”的特征. 莺东斜坡带南段中深层断裂多期活动控制了崖城组陆源三角洲及烃源的发育，“二台阶”聚气背景的形成、三亚组砂体空间展布和圈闭的形成. 莺东斜坡带南段天然气生、运、聚匹配良好，有望成为莺歌海盆地下一个千亿方级的天然气聚集区.
为了明确莺东斜坡带南段中深层断裂特征及其对天然气成藏控制作用，基于新三维地震资料，首次对莺东斜坡带南段中深层断裂进行了精细刻画. 结合区域构造演化特征，分析了断裂类型、形态及活动性，探讨断裂对天然气成藏的控制作用. 结果表明，渐新世-早中新世莺歌海盆地处于左行走滑引起的构造变形应力场中，莺东斜坡带南段位于①号断裂走滑转换带，发育3组NW-SE走向，具左行右阶特征的张扭(局部压扭)走滑断裂. 剖面上三组断裂自北向南呈断阶状样式，断层产状陡直，局部表现为花状构造；断裂主要为3期活动：(1)始新世-早渐新世，(2)晚渐新世早中期，(3)早中新世；具有“早断早衰”的特征. 莺东斜坡带南段中深层断裂多期活动控制了崖城组陆源三角洲及烃源的发育，“二台阶”聚气背景的形成、三亚组砂体空间展布和圈闭的形成. 莺东斜坡带南段天然气生、运、聚匹配良好，有望成为莺歌海盆地下一个千亿方级的天然气聚集区.
2023, 48(8): 3031-3043.
doi: 10.3799/dqkx.2022.459
摘要:
深层海相碳酸盐岩油气藏储集体类型复杂多样，非均质性强，井间连通关系评价困难. 针对传统静动态方法主观性强、多解等问题，基于三层结构设计，采用地震多属性数据刻画不同类型储集空间，提出改进A*算法搜索符合地质构造的井间连通路径，根据优化目标研究自适应交叉变异概率改进NSGA Ⅲ算法自动获取井间三维沟通路径，细致刻画静态连通情况. 以塔河油田S80单元典型井组为研究对象，实验结果表明改进优化算法能有效提升多目标算法的全局搜索能力，自动搜索路径与地震资料分析、示踪剂测试情况基本吻合，能较好反映井间不同尺度缝洞空间配置关系，为缝洞型油藏注水开发阶段指导工作制度调整、提高采收率提供技术支撑.
深层海相碳酸盐岩油气藏储集体类型复杂多样，非均质性强，井间连通关系评价困难. 针对传统静动态方法主观性强、多解等问题，基于三层结构设计，采用地震多属性数据刻画不同类型储集空间，提出改进A*算法搜索符合地质构造的井间连通路径，根据优化目标研究自适应交叉变异概率改进NSGA Ⅲ算法自动获取井间三维沟通路径，细致刻画静态连通情况. 以塔河油田S80单元典型井组为研究对象，实验结果表明改进优化算法能有效提升多目标算法的全局搜索能力，自动搜索路径与地震资料分析、示踪剂测试情况基本吻合，能较好反映井间不同尺度缝洞空间配置关系，为缝洞型油藏注水开发阶段指导工作制度调整、提高采收率提供技术支撑.
2023, 48(8): 3044-3052.
doi: 10.3799/dqkx.2022.276
摘要:
传统地震属性断层识别技术多基于数据不连续性识别断裂，干扰因素多，越来越难以满足深层精细勘探的需求. 为了提高断层识别精度，提出一种断层高分辨率智能识别方法，在深度学习方法从地震数据预测断层属性的基础之上，建立高分辨率与低分辨率断层标签库，训练深度神经网络，获得高分辨率检测模型.通过模型与实际数据证实，方法解决了深度学习中卷积神经网络存在上采样造成高频损失，使断层分辨率有所下降的问题，提高了分辨能力，模拟数据均方根误差下降40.02%.方法不仅相对传统算法更加准确地检测了断层特征，而且比一般的深度学习断层识别分辨率高.
传统地震属性断层识别技术多基于数据不连续性识别断裂，干扰因素多，越来越难以满足深层精细勘探的需求. 为了提高断层识别精度，提出一种断层高分辨率智能识别方法，在深度学习方法从地震数据预测断层属性的基础之上，建立高分辨率与低分辨率断层标签库，训练深度神经网络，获得高分辨率检测模型.通过模型与实际数据证实，方法解决了深度学习中卷积神经网络存在上采样造成高频损失，使断层分辨率有所下降的问题，提高了分辨能力，模拟数据均方根误差下降40.02%.方法不仅相对传统算法更加准确地检测了断层特征，而且比一般的深度学习断层识别分辨率高.
2023, 48(8): 3053-3067.
doi: 10.3799/dqkx.2022.047
摘要:
受构造与沉积作用影响，埕北断阶带形成断层-砂体-不整合复杂输导网络体系，影响油气运移和聚集. 基于地震、录井、测井资料，刻画研究区输导格架样式及展布特征，依据油气分布及原油物化性质明确优势输导体系及控藏作用. 结果表明，在沙一段顶部-东营组、明化镇组两套区域性泥岩盖层分割下，垂向上形成沙三段-沙二段-沙一下亚段、馆陶组-明化镇组输导层，与断层匹配组成上、下二元输导格架，chh24、h4井区是油气突破东营组盖层向上部输导层跨越的泄露点. 平面上存在4大输导格架带：歧南次凹-友谊-刘官庄沙三段、沙一段、馆陶组；中低断阶中部沙二段、沙一段、馆陶组；歧南-中断阶沙三段、沙二段、沙一段；张东东井区沙三段、沙二段、馆陶组输导格架带. 油气富集特征及物化性质证实，输导格架带内局部构造高点控制油气优势运移指向，示踪的4条优势输导体系形成油气规模充注通道，二元输导格架控制油气“阶状”富集模式. 中低断阶中部沙二段与沙三段、高斜坡馆陶组与明化镇组阶梯式油气勘探存在较大潜力，相关认识有助于相似区域油气深入挖潜.
受构造与沉积作用影响，埕北断阶带形成断层-砂体-不整合复杂输导网络体系，影响油气运移和聚集. 基于地震、录井、测井资料，刻画研究区输导格架样式及展布特征，依据油气分布及原油物化性质明确优势输导体系及控藏作用. 结果表明，在沙一段顶部-东营组、明化镇组两套区域性泥岩盖层分割下，垂向上形成沙三段-沙二段-沙一下亚段、馆陶组-明化镇组输导层，与断层匹配组成上、下二元输导格架，chh24、h4井区是油气突破东营组盖层向上部输导层跨越的泄露点. 平面上存在4大输导格架带：歧南次凹-友谊-刘官庄沙三段、沙一段、馆陶组；中低断阶中部沙二段、沙一段、馆陶组；歧南-中断阶沙三段、沙二段、沙一段；张东东井区沙三段、沙二段、馆陶组输导格架带. 油气富集特征及物化性质证实，输导格架带内局部构造高点控制油气优势运移指向，示踪的4条优势输导体系形成油气规模充注通道，二元输导格架控制油气“阶状”富集模式. 中低断阶中部沙二段与沙三段、高斜坡馆陶组与明化镇组阶梯式油气勘探存在较大潜力，相关认识有助于相似区域油气深入挖潜.
2023, 48(8): 3068-3080.
doi: 10.3799/dqkx.2022.052
摘要:
中央构造脊是在黄河口凹陷内受走滑挤压作用形成的水下同沉积洼内隆起，同时也是黄河口凹陷重要的油气聚集带；但脊内沙河街组储层非均质性强，其砂体展布与储层发育规律尚不明确，制约了深部勘探部署.通过三维地震、钻测井、岩矿数据分析恢复了沙河街组沉积期中央构造脊古地貌特征、落实构造脊东西砂体展布与南北物源供给界限，并将构造脊细分为东、西、南3个主要单元对储层发育的差异性进行详细研究. 通过微观储层分析刻画结合构造-沉积特征总结不同单元储层发育特征，表明东脊沙三段沉积期地势较低，为主物源通道，南北搬运距离远，砂体成熟度高；后期隆升诱导裂缝发育，渗透率升高，优质储层发育；西脊沉积期地势较高，为主物源侧翼，薄层杂砂岩，泥质含量高，局部钙质发育，储层欠发育；南脊持续隆升，作为南北物源交互区，脊内微隆起周期出露水面沉积淋滤碳酸盐岩造成临近砂体碳酸盐胶结强，物性相对较差.
中央构造脊是在黄河口凹陷内受走滑挤压作用形成的水下同沉积洼内隆起，同时也是黄河口凹陷重要的油气聚集带；但脊内沙河街组储层非均质性强，其砂体展布与储层发育规律尚不明确，制约了深部勘探部署.通过三维地震、钻测井、岩矿数据分析恢复了沙河街组沉积期中央构造脊古地貌特征、落实构造脊东西砂体展布与南北物源供给界限，并将构造脊细分为东、西、南3个主要单元对储层发育的差异性进行详细研究. 通过微观储层分析刻画结合构造-沉积特征总结不同单元储层发育特征，表明东脊沙三段沉积期地势较低，为主物源通道，南北搬运距离远，砂体成熟度高；后期隆升诱导裂缝发育，渗透率升高，优质储层发育；西脊沉积期地势较高，为主物源侧翼，薄层杂砂岩，泥质含量高，局部钙质发育，储层欠发育；南脊持续隆升，作为南北物源交互区，脊内微隆起周期出露水面沉积淋滤碳酸盐岩造成临近砂体碳酸盐胶结强，物性相对较差.
2023, 48(8): 3081-3098.
doi: 10.3799/dqkx.2022.090
摘要:
为了明确辽河西部凹陷南北部烃源岩条件差异、查明凹陷内不同地区原油来源，采用TOC、岩石热解、Ro、饱和烃色谱-质谱等方法对不同洼陷烃源岩及原油特征分析并进行精细油源对比. 结果表明，西部凹陷沙四段烃源岩在北部发育（厚约700 m）、有机质丰度高、但成熟度较低（Ro < 0.5%），有机质以陆源高等植物为主，混有少量低等水生生物，沉积于偏还原的咸水-微咸水环境；沙三段及沙一段烃源岩在凹陷南部更为发育，丰度高且成熟度高，有机质以低等水生生物为主，沉积于偏氧化的淡水环境. 结果表明，北部原油来自于沙四段烃源岩；中部原油主要来自于沙三段烃源岩（冷家地区原油存在少量沙四段原油混入），而南部原油主要来自于沙三段和沙一段烃源岩.
为了明确辽河西部凹陷南北部烃源岩条件差异、查明凹陷内不同地区原油来源，采用TOC、岩石热解、Ro、饱和烃色谱-质谱等方法对不同洼陷烃源岩及原油特征分析并进行精细油源对比. 结果表明，西部凹陷沙四段烃源岩在北部发育（厚约700 m）、有机质丰度高、但成熟度较低（Ro < 0.5%），有机质以陆源高等植物为主，混有少量低等水生生物，沉积于偏还原的咸水-微咸水环境；沙三段及沙一段烃源岩在凹陷南部更为发育，丰度高且成熟度高，有机质以低等水生生物为主，沉积于偏氧化的淡水环境. 结果表明，北部原油来自于沙四段烃源岩；中部原油主要来自于沙三段烃源岩（冷家地区原油存在少量沙四段原油混入），而南部原油主要来自于沙三段和沙一段烃源岩.
2023, 48(8): 3099-3114.
doi: 10.3799/dqkx.2023.137
摘要:
青藏高原板块强烈碰撞和持续变形的本质是地球圈层作用，地壳浅表关键带圈层作用研究是探索持续构造变形与浅表响应、巨灾孕育机制的关键.在简要分析青藏高原圈层作用动力背景的基础上，从工程地质视角，将地壳浅表关键带划分为四类圈层：构造变形圈、岩体松动圈、地表冻融圈和工程扰动圈，并分析研究了圈层岩土体变形破坏形式、圈层岩体稳定状态与工程安全性、圈层灾害行为与机制. 研究表明，四类圈层的互馈作用深刻影响着不同尺度地质体的稳定性和灾害动力学机制. 即：板块构造动力作用形成构造变形圈，制约区域地质体稳定性，控制灾害的孕育；高原隆升动力形成岩体松动圈，制约工程地质体稳定性，控制灾害的形成；气候变化动力形成地表冻融圈，制约工程岩土体稳定性，控制灾害链的演化；人类工程营力形成工程扰动圈，制约工程结构体稳定性，控制工程灾变发生. 下级圈层对上级圈层具有包容性，且自下而上存在递进演化规律，使得岩体结构更加复杂，工程地质问题及灾害效应更加显著. 上述认识为重大工程建设的地质安全风险防范提供了新思路.
青藏高原板块强烈碰撞和持续变形的本质是地球圈层作用，地壳浅表关键带圈层作用研究是探索持续构造变形与浅表响应、巨灾孕育机制的关键.在简要分析青藏高原圈层作用动力背景的基础上，从工程地质视角，将地壳浅表关键带划分为四类圈层：构造变形圈、岩体松动圈、地表冻融圈和工程扰动圈，并分析研究了圈层岩土体变形破坏形式、圈层岩体稳定状态与工程安全性、圈层灾害行为与机制. 研究表明，四类圈层的互馈作用深刻影响着不同尺度地质体的稳定性和灾害动力学机制. 即：板块构造动力作用形成构造变形圈，制约区域地质体稳定性，控制灾害的孕育；高原隆升动力形成岩体松动圈，制约工程地质体稳定性，控制灾害的形成；气候变化动力形成地表冻融圈，制约工程岩土体稳定性，控制灾害链的演化；人类工程营力形成工程扰动圈，制约工程结构体稳定性，控制工程灾变发生. 下级圈层对上级圈层具有包容性，且自下而上存在递进演化规律，使得岩体结构更加复杂，工程地质问题及灾害效应更加显著. 上述认识为重大工程建设的地质安全风险防范提供了新思路.
2023, 48(8): 3115-3126.
doi: 10.3799/dqkx.2021.127
摘要:
强震触发的大量崩塌滑坡所形成的松散固体物质堆积于泥石流沟道，容易形成天然堰塞体，在强降雨和上游流体的冲蚀下极易失稳形成溃决型泥石流.采用自制泥石流试验水槽，通过控制坝体颗粒组成和水动力条件，实施了12组堰塞体失稳模拟试验，获取了堰塞体的破坏过程、溃口流量和相关力学参数的演化特征. 将堰塞体划分为漫顶破坏、滑面破坏、管涌破坏3种不同失稳模式，并结合堰塞体的颗粒组成结构分析了失稳机理及特征，通过动力学过程分析分别建立了不同失稳模式下的堰塞体稳定性判别式. 研究成果对于溃决型泥石流防治工程的规划设计以及提高泥石流防灾减灾水平具有重要意义.
强震触发的大量崩塌滑坡所形成的松散固体物质堆积于泥石流沟道，容易形成天然堰塞体，在强降雨和上游流体的冲蚀下极易失稳形成溃决型泥石流.采用自制泥石流试验水槽，通过控制坝体颗粒组成和水动力条件，实施了12组堰塞体失稳模拟试验，获取了堰塞体的破坏过程、溃口流量和相关力学参数的演化特征. 将堰塞体划分为漫顶破坏、滑面破坏、管涌破坏3种不同失稳模式，并结合堰塞体的颗粒组成结构分析了失稳机理及特征，通过动力学过程分析分别建立了不同失稳模式下的堰塞体稳定性判别式. 研究成果对于溃决型泥石流防治工程的规划设计以及提高泥石流防灾减灾水平具有重要意义.
2023, 48(8): 3127-3136.
doi: 10.3799/dqkx.2023.002
摘要:
软硬互层顺层岩质边坡在我国强震区广泛存在，地震极易诱发该类边坡产生地质灾害. 针对地震作用下软硬互层顺层岩质边坡动力响应关键科学问题开展研究，基于离散元数值模拟法，揭示了软硬互层顺层岩质边坡动力响应规律，分析了不同边坡特征因素对其动力响应的影响. 结果表明：地震作用下软硬互层边坡变形破坏主要受软硬岩间层面控制，坡表剪切口和软岩位移增量明显；地震波在传播过程中，软硬岩层对地震加速度具有放大作用，其中软岩的放大作用更明显；地震波频谱特征显示：当地震波从硬岩传播至软岩时，多个固定频段被显著放大，当从软岩传播至硬岩时，频谱有所降低；坡表位移和加速度放大系数随软岩和层面强度的增加而减小，随层厚比的增加而增大；软岩强度和层厚比会改变地震波中显著放大频段的位置，二者增大时，放大频段的数量不变，频率减小；岩层层面强度降低时，放大频段的数量和频率不变，放大程度增大.
软硬互层顺层岩质边坡在我国强震区广泛存在，地震极易诱发该类边坡产生地质灾害. 针对地震作用下软硬互层顺层岩质边坡动力响应关键科学问题开展研究，基于离散元数值模拟法，揭示了软硬互层顺层岩质边坡动力响应规律，分析了不同边坡特征因素对其动力响应的影响. 结果表明：地震作用下软硬互层边坡变形破坏主要受软硬岩间层面控制，坡表剪切口和软岩位移增量明显；地震波在传播过程中，软硬岩层对地震加速度具有放大作用，其中软岩的放大作用更明显；地震波频谱特征显示：当地震波从硬岩传播至软岩时，多个固定频段被显著放大，当从软岩传播至硬岩时，频谱有所降低；坡表位移和加速度放大系数随软岩和层面强度的增加而减小，随层厚比的增加而增大；软岩强度和层厚比会改变地震波中显著放大频段的位置，二者增大时，放大频段的数量不变，频率减小；岩层层面强度降低时，放大频段的数量和频率不变，放大程度增大.
2023, 48(8): 3137-3150.
doi: 10.3799/dqkx.2022.462
摘要:
岩土工程实体识别是岩土工程文本挖掘和知识谱图的工作基础和重要前提. 针对岩土工程实体识别问题，参考《GB/T 50279-2014：岩土工程基本术语标准》等国家行业标准规范，设计和构建了一个小规模的岩土工程命名实体语料库；提出了一种岩土工程文本命名实体识别深度学习模型BERT-BiGRU-CRF（简称：GENER）：表示学习层采用BERT预训练语言模型实现了岩土工程文本特征的迁移表示学习；BiGRU上下文编码层实现对岩土工程文本上下文特征编码；CRF标签解码层解决了标签间依赖约束，生成符合标注规律的岩土工程命名实体标签序列；最后，基于岩土工程命名实体语料库，对GENER模型进行了实验分析. 在对照实验中，取得了良好效果：精确率P达到了90.94%，召回率R达到了92.88%，F1值达到了91.89%，模型训练速度提升了4.735%. 实验结果表明相比基线模型BiLSTM-CRF和其他预训练模型，GENER模型在小规模语料岩土工程命名实体识别方面效果更优，未来可推广应用到其他地质类文本命名实体识别任务.
岩土工程实体识别是岩土工程文本挖掘和知识谱图的工作基础和重要前提. 针对岩土工程实体识别问题，参考《GB/T 50279-2014：岩土工程基本术语标准》等国家行业标准规范，设计和构建了一个小规模的岩土工程命名实体语料库；提出了一种岩土工程文本命名实体识别深度学习模型BERT-BiGRU-CRF（简称：GENER）：表示学习层采用BERT预训练语言模型实现了岩土工程文本特征的迁移表示学习；BiGRU上下文编码层实现对岩土工程文本上下文特征编码；CRF标签解码层解决了标签间依赖约束，生成符合标注规律的岩土工程命名实体标签序列；最后，基于岩土工程命名实体语料库，对GENER模型进行了实验分析. 在对照实验中，取得了良好效果：精确率P达到了90.94%，召回率R达到了92.88%，F1值达到了91.89%，模型训练速度提升了4.735%. 实验结果表明相比基线模型BiLSTM-CRF和其他预训练模型，GENER模型在小规模语料岩土工程命名实体识别方面效果更优，未来可推广应用到其他地质类文本命名实体识别任务.
2023, 48(8): 3151-3161.
doi: 10.3799/dqkx.2021.232
摘要:
随着深度学习技术的日益成熟，攻击者可以对公开的地质钻孔数据通过分类、预测等方法获取潜在的敏感信息，从而造成重要地质数据的泄露. 针对上述问题，提出了一种基于图对抗攻击的地质钻孔数据保护模型Gcntack. 一方面，基于地质数据拓扑图的度特征，产生满足同一幂律分布的攻击作为微小节点扰动，确保对抗性攻击不易被发现，同时改变了目标节点的分类结果. 另一方面，引入注意力机制，使用基于可解释性的图注意力网络模型分析影响对抗攻击结果的关键节点特性，验证Gcntack模型中选取对抗性节点的合理性. 最后，通过在基准数据集和地质钻孔数据集进行的综合实验和分析，证实了提出的地质钻孔数据保护方案能够基于较少的图结构或节点特征的对抗扰动，达到保护重要地质钻孔数据的目的.
随着深度学习技术的日益成熟，攻击者可以对公开的地质钻孔数据通过分类、预测等方法获取潜在的敏感信息，从而造成重要地质数据的泄露. 针对上述问题，提出了一种基于图对抗攻击的地质钻孔数据保护模型Gcntack. 一方面，基于地质数据拓扑图的度特征，产生满足同一幂律分布的攻击作为微小节点扰动，确保对抗性攻击不易被发现，同时改变了目标节点的分类结果. 另一方面，引入注意力机制，使用基于可解释性的图注意力网络模型分析影响对抗攻击结果的关键节点特性，验证Gcntack模型中选取对抗性节点的合理性. 最后，通过在基准数据集和地质钻孔数据集进行的综合实验和分析，证实了提出的地质钻孔数据保护方案能够基于较少的图结构或节点特征的对抗扰动，达到保护重要地质钻孔数据的目的.
2023, 48(8): 3162-3178.
doi: 10.3799/dqkx.2023.014
摘要:
近些年来，深度学习方法在地震数据处理和解释领域得到了广泛关注和应用，其中大多数深度学习算法采用了端到端的深度卷积神经网络以实现地质体特征的提取与识别（如地层、断裂以及盐丘等）.然而，这些算法往往含有数十万甚至百万的可训练参数，导致模型存在参数冗余、训练效率低等问题.为了解决上述问题，构建了一个轻量化的双向多尺度网络结构模型用于地震层序智能识别.该模型通过两阶段神经网络体系结构搜索算法（neural architecture search，NAS）剔除了双向多尺度网络结构的冗余连接，使得网络结构大幅简化，从而减少参数冗余，进而提高训练效率.采用荷兰近海地区的F3地震数据集对基于NAS算法简化的双向多尺度网络结构地层识别模型进行训练、验证和预测.结果表明：在实际的地层识别任务中，该轻量化模型的平均识别准确率达到了95.52%，并对远离训练工区的预测集具有良好的泛化性.此外，该模型的参数量仅为U形卷积神经网络（U-Net）模型的4.4%，在训练效率、模型参数量等方面优于前人的相关研究工作；并对地震振幅中的噪声干扰具有鲁棒性.因此，这些结果展现了BiX-NAS网络模型在实际地震地层自动识别中良好的应用前景.
近些年来，深度学习方法在地震数据处理和解释领域得到了广泛关注和应用，其中大多数深度学习算法采用了端到端的深度卷积神经网络以实现地质体特征的提取与识别（如地层、断裂以及盐丘等）.然而，这些算法往往含有数十万甚至百万的可训练参数，导致模型存在参数冗余、训练效率低等问题.为了解决上述问题，构建了一个轻量化的双向多尺度网络结构模型用于地震层序智能识别.该模型通过两阶段神经网络体系结构搜索算法（neural architecture search，NAS）剔除了双向多尺度网络结构的冗余连接，使得网络结构大幅简化，从而减少参数冗余，进而提高训练效率.采用荷兰近海地区的F3地震数据集对基于NAS算法简化的双向多尺度网络结构地层识别模型进行训练、验证和预测.结果表明：在实际的地层识别任务中，该轻量化模型的平均识别准确率达到了95.52%，并对远离训练工区的预测集具有良好的泛化性.此外，该模型的参数量仅为U形卷积神经网络（U-Net）模型的4.4%，在训练效率、模型参数量等方面优于前人的相关研究工作；并对地震振幅中的噪声干扰具有鲁棒性.因此，这些结果展现了BiX-NAS网络模型在实际地震地层自动识别中良好的应用前景.
2023, 48(8): 3179-3192.
doi: 10.3799/dqkx.2021.139
摘要:
在地质勘探中，多数钻孔存在深部地层底板未采样的情况，不完整的采样信息限制了地质模型的准确性.为了提高模型准确性，提出了一种基于地层相关结构约束的地层面模型修正方法.由于地层的形成机制及后期构造运动，相邻地层的形态具有相似性.基于此，利用Copula函数对相邻地层面的相关结构进行建模，构建相邻地层面的联合分布模型和待更新地层面的似然函数.在贝叶斯框架中，利用似然函数对待修正的模型进行贝叶斯更新，得到地层面的后验分布，计算地层面的条件期望作为模型修正值.利用该方法，对北海海岸带地区的钻孔数据和地层面模型进行了实验.实验结果表明，模型修正后，地层面模型的误差降低，所提方法可以提高地质模型准确性.
在地质勘探中，多数钻孔存在深部地层底板未采样的情况，不完整的采样信息限制了地质模型的准确性.为了提高模型准确性，提出了一种基于地层相关结构约束的地层面模型修正方法.由于地层的形成机制及后期构造运动，相邻地层的形态具有相似性.基于此，利用Copula函数对相邻地层面的相关结构进行建模，构建相邻地层面的联合分布模型和待更新地层面的似然函数.在贝叶斯框架中，利用似然函数对待修正的模型进行贝叶斯更新，得到地层面的后验分布，计算地层面的条件期望作为模型修正值.利用该方法，对北海海岸带地区的钻孔数据和地层面模型进行了实验.实验结果表明，模型修正后，地层面模型的误差降低，所提方法可以提高地质模型准确性.
2023, 48(8): 3193-3204.
doi: 10.3799/dqkx.2022.421
摘要:
武汉是百湖之市，是世界内陆城市湖泊资源最丰富的城市之一，2022年获得了“国际湿地城市”认证.为了深入推进“国际湿地城市”建设，需要查明武汉地区湖泊形成演化历史及其影响因素.为此，系统探讨了区域构造环境、河道演化、气候变化及人类活动对武汉地区湖泊形成演化和生态环境的影响.结果表明，武汉地区众多湖泊的形成有其深刻的地质环境与气候背景.在第四纪新构造掀斜抬升背景影响下，区域沉降与拗陷作用为成湖创造了条件，末次冰消期以来温暖湿润气候促进了湖群的兴盛.历史时期以来，汉水下游河口段演化对汉口和汉阳地区湖泊形成演化影响深刻.近百年来，日益增强的人类活动带来武汉地区湖泊快速萎缩、污染与生态退化问题，旱涝灾害加剧.因此，深刻反思人湖关系，充分考虑湖泊生态系统自然恢复的长期性和人类活动引发的生态系统严重退化的不可逆性，建立和谐共生的人湖模式对武汉城市生态安全至关重要.基于以上湖泊演化的历史教训与问题，在当前长江大保护和武汉创建“国际湿地城市”的关键时期，我们有针对性提出武汉地区湖泊生态保护的“世界湿地之都”战略规划，亟需“统筹规划山水林田湖草保护体系、污染与退化湖泊水体环境治理与生态恢复、建立湖泊健康管理的武汉范式”顶层设计，进一步完善湖泊生态保护、治理、管理与评价体系.以上研究不仅有利于武汉创建“国际湿地城市”，且为把武汉建成“世界湿地之都”，深入实施“长江大保护”战略树立了典范作用.
武汉是百湖之市，是世界内陆城市湖泊资源最丰富的城市之一，2022年获得了“国际湿地城市”认证.为了深入推进“国际湿地城市”建设，需要查明武汉地区湖泊形成演化历史及其影响因素.为此，系统探讨了区域构造环境、河道演化、气候变化及人类活动对武汉地区湖泊形成演化和生态环境的影响.结果表明，武汉地区众多湖泊的形成有其深刻的地质环境与气候背景.在第四纪新构造掀斜抬升背景影响下，区域沉降与拗陷作用为成湖创造了条件，末次冰消期以来温暖湿润气候促进了湖群的兴盛.历史时期以来，汉水下游河口段演化对汉口和汉阳地区湖泊形成演化影响深刻.近百年来，日益增强的人类活动带来武汉地区湖泊快速萎缩、污染与生态退化问题，旱涝灾害加剧.因此，深刻反思人湖关系，充分考虑湖泊生态系统自然恢复的长期性和人类活动引发的生态系统严重退化的不可逆性，建立和谐共生的人湖模式对武汉城市生态安全至关重要.基于以上湖泊演化的历史教训与问题，在当前长江大保护和武汉创建“国际湿地城市”的关键时期，我们有针对性提出武汉地区湖泊生态保护的“世界湿地之都”战略规划，亟需“统筹规划山水林田湖草保护体系、污染与退化湖泊水体环境治理与生态恢复、建立湖泊健康管理的武汉范式”顶层设计，进一步完善湖泊生态保护、治理、管理与评价体系.以上研究不仅有利于武汉创建“国际湿地城市”，且为把武汉建成“世界湿地之都”，深入实施“长江大保护”战略树立了典范作用.
