2024年 49卷 第7期
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2024, 49(7): 2301-2314.
doi: 10.3799/dqkx.2024.070
摘要:
随着近海油气勘探程度的不断深入,中浅层构造型油气藏占比大幅减少,深水、中深层、超浅层、潜山、岩性和复杂构造领域已成为油气增储上产新的增长极,对地震勘探技术提出新的挑战.为破解这些复杂领域的地质难题,基于变观测系统的小面元、高覆盖、超长偏移距、宽/多方位节点等地震采集方式不断涌现,作业方式变得越发复杂,在提升复杂地质条件下地震资料品质的同时,也带来了采集成本的大幅攀升.践行价值勘探开发理念,通过海洋地震勘探技术创新降低采集成本,引领油气高质量发展迫在眉睫.介绍了主要几种国内外海洋经济高效地震采集技术,重点分析了海洋地震勘探技术发展现状、应用成效及前景.在改善海洋地震资料品质、提高采集作业效率的同时,降低采集成本,发展经济技术一体化海洋地震勘探技术,推动产业高质量发展,实现价值勘探开发.
随着近海油气勘探程度的不断深入,中浅层构造型油气藏占比大幅减少,深水、中深层、超浅层、潜山、岩性和复杂构造领域已成为油气增储上产新的增长极,对地震勘探技术提出新的挑战.为破解这些复杂领域的地质难题,基于变观测系统的小面元、高覆盖、超长偏移距、宽/多方位节点等地震采集方式不断涌现,作业方式变得越发复杂,在提升复杂地质条件下地震资料品质的同时,也带来了采集成本的大幅攀升.践行价值勘探开发理念,通过海洋地震勘探技术创新降低采集成本,引领油气高质量发展迫在眉睫.介绍了主要几种国内外海洋经济高效地震采集技术,重点分析了海洋地震勘探技术发展现状、应用成效及前景.在改善海洋地震资料品质、提高采集作业效率的同时,降低采集成本,发展经济技术一体化海洋地震勘探技术,推动产业高质量发展,实现价值勘探开发.
2024, 49(7): 2315-2329.
doi: 10.3799/dqkx.2022.485
摘要:
为了探讨桂北中奥陶统升坪组黑色页岩沉积环境与有机质富集的关系,利用有机碳、主量元素、微量元素及碳同位素等地球化学方法,分析了广西北部全州县文桥镇溪水源剖面中奥陶统升坪组黑色页岩的古氧化还原条件、古生产力、热水沉积作用、碎屑注入及水体局限程度等古沉积环境.结果表明:升坪组下段以富泥硅质页岩为主,TOC含量为1.45%~3.04%;上段以硅质页岩为主,TOC含量为0.63%~2.69%.升坪组下段有机质来源为I型干酪根,上段有机质来源除了I型干酪根外,可能还有Ⅱ型干酪根的参与.升坪组沉积时期总体为贫氧‒厌氧的深水陆棚‒盆地相环境.下段富泥硅质页岩中有机质富集为“生产力”和“保存条件”的双控模式;上段硅质页岩中有机质富集为“保存条件”模式.
为了探讨桂北中奥陶统升坪组黑色页岩沉积环境与有机质富集的关系,利用有机碳、主量元素、微量元素及碳同位素等地球化学方法,分析了广西北部全州县文桥镇溪水源剖面中奥陶统升坪组黑色页岩的古氧化还原条件、古生产力、热水沉积作用、碎屑注入及水体局限程度等古沉积环境.结果表明:升坪组下段以富泥硅质页岩为主,TOC含量为1.45%~3.04%;上段以硅质页岩为主,TOC含量为0.63%~2.69%.升坪组下段有机质来源为I型干酪根,上段有机质来源除了I型干酪根外,可能还有Ⅱ型干酪根的参与.升坪组沉积时期总体为贫氧‒厌氧的深水陆棚‒盆地相环境.下段富泥硅质页岩中有机质富集为“生产力”和“保存条件”的双控模式;上段硅质页岩中有机质富集为“保存条件”模式.
2024, 49(7): 2330-2345.
doi: 10.3799/dqkx.2023.098
摘要:
受地层剥蚀和强烈构造活动的影响,对中扬子东南缘前陆坳陷区五峰‒龙马溪组黑色岩系关注较少,该区黑色岩系沉积特征与有机质富集规律尚不清楚.利用近年来新获取的常德TD2井岩心资料,基于岩石学、沉积学以及地球化学分析,对湘西前陆坳陷区五峰‒龙马溪组黑色岩系的发育特征、沉积环境及有机质富集机制开展了深入研究.结果表明,湘西前陆坳陷区TD2井五峰‒龙马溪组黑色岩系厚度较大,TOC > 2%的富有机质页岩厚约21 m,岩性以硅质页岩与碳质页岩为主,基于岩性差异自下而上可划分为四个沉积单元,富有机质页岩主要集中凯迪阶至鲁丹阶下部,而鲁丹阶上部‒埃隆阶下部黑色岩系TOC含量普遍偏低且呈间断发育.综合研究认为,前陆坳陷区五峰‒龙马溪组黑色岩系的形成主要受构造、海平面以及陆源碎屑供给等因素的综合控制.凯迪晚期‒鲁丹早期,受区域构造挤压和全球海平面上升的影响,湘西地区经历了显著的构造沉降及相对海平面上升等事件,极大地促进了坳陷区强还原条件的形成以及古生产力的提高,使得该时期研究区黑色岩系中的有机质大量富集.然而,随着鲁丹晚期区域构造挤压活动的加剧,研究区由构造沉降向构造隆升转变,持续的构造抬升与风化作用增强,导致了研究区陆源碎屑供给大量增加和相对海平面不断下降,并最终使得研究区富有机质页岩的形成发育在埃隆早期被终结.值得注意的是,埃隆早期的全球冰川型海平面上升在研究区也有响应,促进了龙马溪组黑色页岩的二次发育.据此,提出了湘西前陆坳陷区奥陶‒志留纪之交富有机质页岩的发育模式,以期为该区五峰‒龙马溪组页岩气勘探及奥陶‒志留纪之交重大地质事件沉积响应研究提供参考.
受地层剥蚀和强烈构造活动的影响,对中扬子东南缘前陆坳陷区五峰‒龙马溪组黑色岩系关注较少,该区黑色岩系沉积特征与有机质富集规律尚不清楚.利用近年来新获取的常德TD2井岩心资料,基于岩石学、沉积学以及地球化学分析,对湘西前陆坳陷区五峰‒龙马溪组黑色岩系的发育特征、沉积环境及有机质富集机制开展了深入研究.结果表明,湘西前陆坳陷区TD2井五峰‒龙马溪组黑色岩系厚度较大,TOC > 2%的富有机质页岩厚约21 m,岩性以硅质页岩与碳质页岩为主,基于岩性差异自下而上可划分为四个沉积单元,富有机质页岩主要集中凯迪阶至鲁丹阶下部,而鲁丹阶上部‒埃隆阶下部黑色岩系TOC含量普遍偏低且呈间断发育.综合研究认为,前陆坳陷区五峰‒龙马溪组黑色岩系的形成主要受构造、海平面以及陆源碎屑供给等因素的综合控制.凯迪晚期‒鲁丹早期,受区域构造挤压和全球海平面上升的影响,湘西地区经历了显著的构造沉降及相对海平面上升等事件,极大地促进了坳陷区强还原条件的形成以及古生产力的提高,使得该时期研究区黑色岩系中的有机质大量富集.然而,随着鲁丹晚期区域构造挤压活动的加剧,研究区由构造沉降向构造隆升转变,持续的构造抬升与风化作用增强,导致了研究区陆源碎屑供给大量增加和相对海平面不断下降,并最终使得研究区富有机质页岩的形成发育在埃隆早期被终结.值得注意的是,埃隆早期的全球冰川型海平面上升在研究区也有响应,促进了龙马溪组黑色页岩的二次发育.据此,提出了湘西前陆坳陷区奥陶‒志留纪之交富有机质页岩的发育模式,以期为该区五峰‒龙马溪组页岩气勘探及奥陶‒志留纪之交重大地质事件沉积响应研究提供参考.
2024, 49(7): 2346-2358.
doi: 10.3799/dqkx.2023.128
摘要:
准噶尔盆地玛湖凹陷二叠系风城组陆相页岩最大埋深超过5 000 m,油气资源丰富,其中广泛发育的天然裂缝对烃类聚集和储层勘探开发具有关键作用.通过岩心、成像测井、薄片和扫描电镜观察,建立了基于地质成因和裂缝产状的深层陆相页岩天然裂缝分类方案,阐明了不同类型天然裂缝的发育特征和有效性,并讨论了深层陆相页岩天然裂缝的非均质性及其对储层的贡献.深层陆相页岩天然裂缝依据地质成因分为构造裂缝、成岩裂缝和异常高压相关裂缝.按照裂缝产状构造裂缝细分为穿层和顺层剪切裂缝、及层内张裂缝,成岩裂缝划分为层理缝、缝合线和收缩裂缝.构造裂缝规模相对较大,组系特征明显,主要以高角度和近直立为主.成岩裂缝主要为近水平发育,缝面弯曲、易分叉.层内张裂缝、层理缝和缝合线是深层陆相页岩储层的优势裂缝类型.天然裂缝可被方解石和含有机质的细粒混合物等矿物不同程度充填,其中构造裂缝和层理缝的充填程度较低,缝合线更易被充填.微观构造裂缝的开度较小,而成岩裂缝的开度通常较大.推测认为构造裂缝主要为储层中流体渗流提供了有效通道,层理缝发育程度更高,不仅是储层流体的渗流通道,也是其有效储集空间的重要组成部分.研究成果对于完善深层陆相页岩天然裂缝分类方案及深入认识这类储层天然裂缝分布规律具有重要的借鉴意义.
准噶尔盆地玛湖凹陷二叠系风城组陆相页岩最大埋深超过5 000 m,油气资源丰富,其中广泛发育的天然裂缝对烃类聚集和储层勘探开发具有关键作用.通过岩心、成像测井、薄片和扫描电镜观察,建立了基于地质成因和裂缝产状的深层陆相页岩天然裂缝分类方案,阐明了不同类型天然裂缝的发育特征和有效性,并讨论了深层陆相页岩天然裂缝的非均质性及其对储层的贡献.深层陆相页岩天然裂缝依据地质成因分为构造裂缝、成岩裂缝和异常高压相关裂缝.按照裂缝产状构造裂缝细分为穿层和顺层剪切裂缝、及层内张裂缝,成岩裂缝划分为层理缝、缝合线和收缩裂缝.构造裂缝规模相对较大,组系特征明显,主要以高角度和近直立为主.成岩裂缝主要为近水平发育,缝面弯曲、易分叉.层内张裂缝、层理缝和缝合线是深层陆相页岩储层的优势裂缝类型.天然裂缝可被方解石和含有机质的细粒混合物等矿物不同程度充填,其中构造裂缝和层理缝的充填程度较低,缝合线更易被充填.微观构造裂缝的开度较小,而成岩裂缝的开度通常较大.推测认为构造裂缝主要为储层中流体渗流提供了有效通道,层理缝发育程度更高,不仅是储层流体的渗流通道,也是其有效储集空间的重要组成部分.研究成果对于完善深层陆相页岩天然裂缝分类方案及深入认识这类储层天然裂缝分布规律具有重要的借鉴意义.
2024, 49(7): 2359-2372.
doi: 10.3799/dqkx.2023.011
摘要:
为明晰东海盆地丽水凹陷古新统月桂峰组、灵峰组、明月峰组烃源岩的生烃潜力,基于24个泥岩样品主量和微量元素地球化学研究,剖析了古气候和古环境变化过程及其对有机质富集的影响.结果表明,丽水凹陷古新统沉积物相对贫碎屑组分、富自生组分,且主量和微量元素变化未受到成岩蚀变的影响.根据特征元素参数的垂向变化趋势,认为丽水凹陷古新世月桂峰组→灵峰组→明月峰组沉积时期,古气候经历了温湿→干旱→温湿、水体古盐度经历了半咸水→咸水→淡水、水体古深度经历了较深水→较浅水→浅水、水体还原程度经历了弱还原‒还原→氧化→弱氧化‒氧化的变化过程.古气候和古环境协同变化控制着沉积物有机质生产和保存/降解,是月桂峰组、灵峰组、明月峰组泥岩有机质富集程度存在差异性的主要原因.月桂峰组泥岩形成于温湿气候下的半深湖‒深湖环境,水体生产力高,大量藻类和高等植物有机质在分层的贫氧水体介质中得以保存,导致有机质丰度较高.灵峰组泥岩形成于干旱气候下的滨浅海环境,水体生产力低,高盐度且富氧水体介质不利于藻类生存与保存,导致有机质丰度较低.明月峰组煤系泥岩形成于温湿气候下的海陆过渡环境,地表植被发育,地势平坦适宜大量高等植物有机质堆积,形成煤岩与泥岩互层分布.丽水凹陷油气勘探应围绕有机质丰度高且生烃能力强的月桂峰组生烃中心选择有效构造或岩性圈闭进行钻探.
为明晰东海盆地丽水凹陷古新统月桂峰组、灵峰组、明月峰组烃源岩的生烃潜力,基于24个泥岩样品主量和微量元素地球化学研究,剖析了古气候和古环境变化过程及其对有机质富集的影响.结果表明,丽水凹陷古新统沉积物相对贫碎屑组分、富自生组分,且主量和微量元素变化未受到成岩蚀变的影响.根据特征元素参数的垂向变化趋势,认为丽水凹陷古新世月桂峰组→灵峰组→明月峰组沉积时期,古气候经历了温湿→干旱→温湿、水体古盐度经历了半咸水→咸水→淡水、水体古深度经历了较深水→较浅水→浅水、水体还原程度经历了弱还原‒还原→氧化→弱氧化‒氧化的变化过程.古气候和古环境协同变化控制着沉积物有机质生产和保存/降解,是月桂峰组、灵峰组、明月峰组泥岩有机质富集程度存在差异性的主要原因.月桂峰组泥岩形成于温湿气候下的半深湖‒深湖环境,水体生产力高,大量藻类和高等植物有机质在分层的贫氧水体介质中得以保存,导致有机质丰度较高.灵峰组泥岩形成于干旱气候下的滨浅海环境,水体生产力低,高盐度且富氧水体介质不利于藻类生存与保存,导致有机质丰度较低.明月峰组煤系泥岩形成于温湿气候下的海陆过渡环境,地表植被发育,地势平坦适宜大量高等植物有机质堆积,形成煤岩与泥岩互层分布.丽水凹陷油气勘探应围绕有机质丰度高且生烃能力强的月桂峰组生烃中心选择有效构造或岩性圈闭进行钻探.
2024, 49(7): 2373-2387.
doi: 10.3799/dqkx.2022.428
摘要:
珠一坳陷古近系裂陷过程中的沉积演化一直缺乏系统认识.采用碎屑锆石U-Pb定年方法,对珠一坳陷4个凹陷内的钻井古近系文昌组和恩平组砂岩开展“源‒汇”对比分析,解析其不同演化阶段年代学、物源特征及沉积演化等信息.结果显示珠一坳陷断陷期不仅接受盆内低凸起区、隆起区剥蚀的碎屑物质,还受到盆外北部古水系长距离搬运的陆源碎屑的影响.其中,始新世文昌组沉积物以盆内短程物源为主,年龄谱系除陆丰凹陷还表现出加里东期‒燕山期多峰态外,在各凹陷均以燕山期单峰为特征,洼陷沉积区周缘隆起的中生代岩浆岩、中生界沉积岩地层及新生代火山岩构成该时期湖盆的物质来源;恩平组沉积物在恩平北部和惠州西部率先接受华南水系沉积物影响,在恩平组沉积晚期珠一坳陷普遍接受了来自华南隆褶带的物质输入,年龄谱系呈现以燕山‒印支‒加里东期为主的多峰特征,出现晋宁期、元古代、新太古代的古老年龄,指示珠一坳陷的物源结构发生重大变化,即由盆内古隆起物源转变为盆内和盆外造山带双重物源,该时期沉积体系以大型浅水三角洲为特征.
珠一坳陷古近系裂陷过程中的沉积演化一直缺乏系统认识.采用碎屑锆石U-Pb定年方法,对珠一坳陷4个凹陷内的钻井古近系文昌组和恩平组砂岩开展“源‒汇”对比分析,解析其不同演化阶段年代学、物源特征及沉积演化等信息.结果显示珠一坳陷断陷期不仅接受盆内低凸起区、隆起区剥蚀的碎屑物质,还受到盆外北部古水系长距离搬运的陆源碎屑的影响.其中,始新世文昌组沉积物以盆内短程物源为主,年龄谱系除陆丰凹陷还表现出加里东期‒燕山期多峰态外,在各凹陷均以燕山期单峰为特征,洼陷沉积区周缘隆起的中生代岩浆岩、中生界沉积岩地层及新生代火山岩构成该时期湖盆的物质来源;恩平组沉积物在恩平北部和惠州西部率先接受华南水系沉积物影响,在恩平组沉积晚期珠一坳陷普遍接受了来自华南隆褶带的物质输入,年龄谱系呈现以燕山‒印支‒加里东期为主的多峰特征,出现晋宁期、元古代、新太古代的古老年龄,指示珠一坳陷的物源结构发生重大变化,即由盆内古隆起物源转变为盆内和盆外造山带双重物源,该时期沉积体系以大型浅水三角洲为特征.
2024, 49(7): 2388-2406.
doi: 10.3799/dqkx.2022.438
摘要:
白云岩的强抗压溶能力是龙王庙组深层‒超深层碳酸盐岩储层孔隙保存的关键,但现今发现龙王庙组白云岩时空分布存在较大差异,为了完善龙王庙组白云岩储层的分布预测,白云岩类型与分布、白云岩化机制与模式成为期待解决的关键问题.运用岩石学、沉积学、层序地层学和地球化学,围绕白云岩发育分布,取得了以下认识.四川盆地龙王庙组发育五类与白云岩化相关的岩石类型.白云岩的时空分布受古地貌和海平面升降的控制,平面上,白云岩主要分布在川中古隆起和川北中部;垂向上,白云岩分布受三级和四级海平面升降控制,三级层序中上部的四级层序白云岩化程度高;白云岩化流体为海水或一定蒸发程度的海水,并建立了三种准同生白云岩化模式.
白云岩的强抗压溶能力是龙王庙组深层‒超深层碳酸盐岩储层孔隙保存的关键,但现今发现龙王庙组白云岩时空分布存在较大差异,为了完善龙王庙组白云岩储层的分布预测,白云岩类型与分布、白云岩化机制与模式成为期待解决的关键问题.运用岩石学、沉积学、层序地层学和地球化学,围绕白云岩发育分布,取得了以下认识.四川盆地龙王庙组发育五类与白云岩化相关的岩石类型.白云岩的时空分布受古地貌和海平面升降的控制,平面上,白云岩主要分布在川中古隆起和川北中部;垂向上,白云岩分布受三级和四级海平面升降控制,三级层序中上部的四级层序白云岩化程度高;白云岩化流体为海水或一定蒸发程度的海水,并建立了三种准同生白云岩化模式.
2024, 49(7): 2407-2419.
doi: 10.3799/dqkx.2022.494
摘要:
明确轮古地区流体包裹体特征与油气成藏过程.通过对轮古地区的岩心样品岩石学观察、流体包裹体系统分析测试和原油荧光测定,结合均一温度‒埋藏史投影法,并模拟烃源岩生烃史,恢复油气成藏过程.结果表明,轮古地区奥陶系发育三期油包裹体,分别发黄褐色、黄绿色和蓝色荧光,伴生的盐水包裹体均一温度范围分别是70~100 ℃、80~110 ℃、100~120 ℃.全区三期油包裹体对应3个充注期,分别是加里东晚期‒海西早期、海西晚期和喜山期.轮古西部地区的原油的主充注期为加里东晚期‒海西早期,轮古中部地区的原油的主充注期为海西晚期,轮古东部地区的原油的主充注期为喜山期.
明确轮古地区流体包裹体特征与油气成藏过程.通过对轮古地区的岩心样品岩石学观察、流体包裹体系统分析测试和原油荧光测定,结合均一温度‒埋藏史投影法,并模拟烃源岩生烃史,恢复油气成藏过程.结果表明,轮古地区奥陶系发育三期油包裹体,分别发黄褐色、黄绿色和蓝色荧光,伴生的盐水包裹体均一温度范围分别是70~100 ℃、80~110 ℃、100~120 ℃.全区三期油包裹体对应3个充注期,分别是加里东晚期‒海西早期、海西晚期和喜山期.轮古西部地区的原油的主充注期为加里东晚期‒海西早期,轮古中部地区的原油的主充注期为海西晚期,轮古东部地区的原油的主充注期为喜山期.
2024, 49(7): 2420-2433.
doi: 10.3799/dqkx.2022.411
摘要:
油气成藏时间与地层压力恢复对于油气成藏过程分析具有重要意义.综合利用包裹体观测技术以及盐度‒均一温度法和PVTx模拟法,恢复了阜康凹陷三工河组油气成藏时间与储层压力.研究表明,研究区侏罗系自4 500 m开始发育超压,三工河组超压明显.三工河组发育两期烃类包裹体:第一期发育在石英颗粒内部,多呈黄色、黄绿色荧光,伴生盐水包裹体均一温度主区间为85~95 ℃,对应早白垩世中期成藏;第二期沿切穿石英次生加大或整个石英颗粒的愈合缝发育,多呈蓝白色荧光,气液两相明显增多,伴生盐水包裹体均一温度主区间为105~115 ℃,对应新近纪至今成藏.油气运聚成藏时,三工河组发育超压,第一期压力系数介于1.39~1.44,第二期高达2.11,呈现“增压‒泄压‒强增压”演化模式.强超压代表了油气运移动力较强,是侏罗系致密储层成藏的关键因素.
油气成藏时间与地层压力恢复对于油气成藏过程分析具有重要意义.综合利用包裹体观测技术以及盐度‒均一温度法和PVTx模拟法,恢复了阜康凹陷三工河组油气成藏时间与储层压力.研究表明,研究区侏罗系自4 500 m开始发育超压,三工河组超压明显.三工河组发育两期烃类包裹体:第一期发育在石英颗粒内部,多呈黄色、黄绿色荧光,伴生盐水包裹体均一温度主区间为85~95 ℃,对应早白垩世中期成藏;第二期沿切穿石英次生加大或整个石英颗粒的愈合缝发育,多呈蓝白色荧光,气液两相明显增多,伴生盐水包裹体均一温度主区间为105~115 ℃,对应新近纪至今成藏.油气运聚成藏时,三工河组发育超压,第一期压力系数介于1.39~1.44,第二期高达2.11,呈现“增压‒泄压‒强增压”演化模式.强超压代表了油气运移动力较强,是侏罗系致密储层成藏的关键因素.
2024, 49(7): 2434-2447.
doi: 10.3799/dqkx.2022.436
摘要:
塔河地区储层原油主要来自于寒武系玉尔吐斯组烃源岩,所发现的油藏为不同期次,不同成熟度的原油在储层中发生混合的结果.在对储层原油成熟度和荧光光谱分析的基础之上,利用荧光光谱参数建立原油成熟度定量评价模板,通过获取的油包裹体荧光光谱参数对塔河地区不同期次充注原油的成熟度进行定量评价.原油成熟度参数分析结果表明芳烃中甲基菲指数和二苯并噻吩参数是定量评价塔河地区原油成熟度的有效指标.采用芳烃成熟度参数计算得到塔河地区原油成熟度(Ro)范围为0.6%~1.4%,与原油荧光光谱参数具有很好的相关性,基于原油荧光光谱参数与成熟度的关系建立了原油成熟度定量评价模板.流体包裹体分析结果表明塔河地区奥陶系碳酸盐岩储层中存在四期油气充注,分别对应发橘黄色、亮黄色、浅黄色和蓝色荧光的油包裹体,不同期次油包裹体荧光光谱参数存在一定差异.通过不同期次油包裹体荧光光谱参数结合建立的原油荧光光谱参数成熟度评价模板确定橘黄色荧光油包裹体油成熟度(Ro)小于0.6%,亮黄色荧光油包裹体油(Ro)在0.6%~0.8%之间,浅黄色荧光油包裹体油(Ro)在0.8%~1.0%之间,蓝色荧光油包裹体油(Ro)在1.0%~1.2%之间.确定的不同期次充注油气的成熟度对于研究塔河地区油气成藏过程具有重要的参考作用.
塔河地区储层原油主要来自于寒武系玉尔吐斯组烃源岩,所发现的油藏为不同期次,不同成熟度的原油在储层中发生混合的结果.在对储层原油成熟度和荧光光谱分析的基础之上,利用荧光光谱参数建立原油成熟度定量评价模板,通过获取的油包裹体荧光光谱参数对塔河地区不同期次充注原油的成熟度进行定量评价.原油成熟度参数分析结果表明芳烃中甲基菲指数和二苯并噻吩参数是定量评价塔河地区原油成熟度的有效指标.采用芳烃成熟度参数计算得到塔河地区原油成熟度(Ro)范围为0.6%~1.4%,与原油荧光光谱参数具有很好的相关性,基于原油荧光光谱参数与成熟度的关系建立了原油成熟度定量评价模板.流体包裹体分析结果表明塔河地区奥陶系碳酸盐岩储层中存在四期油气充注,分别对应发橘黄色、亮黄色、浅黄色和蓝色荧光的油包裹体,不同期次油包裹体荧光光谱参数存在一定差异.通过不同期次油包裹体荧光光谱参数结合建立的原油荧光光谱参数成熟度评价模板确定橘黄色荧光油包裹体油成熟度(Ro)小于0.6%,亮黄色荧光油包裹体油(Ro)在0.6%~0.8%之间,浅黄色荧光油包裹体油(Ro)在0.8%~1.0%之间,蓝色荧光油包裹体油(Ro)在1.0%~1.2%之间.确定的不同期次充注油气的成熟度对于研究塔河地区油气成藏过程具有重要的参考作用.
2024, 49(7): 2448-2474.
doi: 10.3799/dqkx.2022.490
摘要:
二叠纪塔里木大火成岩省以岩浆活动持续时间长、岩石类型复杂、巨量富铁碱性玄武岩为特征而区别于世界上其他以拉斑玄武岩为主体的大火成岩省,关于其地幔源区组分特征和成因仍然存在争议.选择塔里木大火成岩省西北缘瓦吉里塔格碱性煌斑岩岩脉为研究对象,通过锆石LA-ICP-MS U-Pb定年厘定这些碱性煌斑岩岩浆活动时间,并利用全岩主微量元素和Sr-Nd-Pb-Mg同位素以及单矿物成分分析,揭示其成因和塔里木大火成岩省形成的深部地球动力学过程.锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果限定了瓦吉里塔格碱性煌斑岩侵位年龄为279±1 Ma,属于塔里木大火成岩省第二期岩浆活动的产物.这些煌斑岩呈典型斑状全自形结构,斑晶矿物有橄榄石、单斜辉石、角闪石和黑云母,基质主要由斜长石、单斜辉石、角闪石、黑云母和钛磁铁矿等微晶组成.瓦吉里塔格碱性煌斑岩具有低SiO2(43.5%~49.4%),高Fe2O3t(9.32%~15.50%)、TiO2(2.28%~4.58%),Mg#值在43.6~52.9,富集地幔相容元素(Ni、Cr)的特征,同时高Na2O(2.58%~5.50%)和低K2O/Na2O比值(0.31~0.78)则反映了钠质岩石的属性.在微量元素上富集轻稀土元素、大离子亲石元素和高场强元素,具有弱的Nb-Ta正异常以及K、Sr、Ti、Zr-Hf负异常. 它们的(87Sr/86Sr)i变化于0.704 36~0.705 34之间,εNd(t)值变化于-1.88~+1.10之间,(206Pb/204Pb)i值为17.19~17.89.其元素和Sr-Nd-Pb同位素地球化学特征与常见的OIB型碱性玄武岩相似,但却具有比正常玄武岩更轻的Mg同位素组成(δ26Mg=-0.78‰~-0.57‰).瓦吉里塔格碱性煌斑岩的原始岩浆应是含碳酸盐化榴辉岩的地幔柱低程度部分熔融的产物,并且部分发生了地幔柱‒岩石圈地幔相互作用.地幔柱‒俯冲蚀变洋壳相互作用是控制塔里木大火成岩省复杂岩石组合的关键因素.
二叠纪塔里木大火成岩省以岩浆活动持续时间长、岩石类型复杂、巨量富铁碱性玄武岩为特征而区别于世界上其他以拉斑玄武岩为主体的大火成岩省,关于其地幔源区组分特征和成因仍然存在争议.选择塔里木大火成岩省西北缘瓦吉里塔格碱性煌斑岩岩脉为研究对象,通过锆石LA-ICP-MS U-Pb定年厘定这些碱性煌斑岩岩浆活动时间,并利用全岩主微量元素和Sr-Nd-Pb-Mg同位素以及单矿物成分分析,揭示其成因和塔里木大火成岩省形成的深部地球动力学过程.锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果限定了瓦吉里塔格碱性煌斑岩侵位年龄为279±1 Ma,属于塔里木大火成岩省第二期岩浆活动的产物.这些煌斑岩呈典型斑状全自形结构,斑晶矿物有橄榄石、单斜辉石、角闪石和黑云母,基质主要由斜长石、单斜辉石、角闪石、黑云母和钛磁铁矿等微晶组成.瓦吉里塔格碱性煌斑岩具有低SiO2(43.5%~49.4%),高Fe2O3t(9.32%~15.50%)、TiO2(2.28%~4.58%),Mg#值在43.6~52.9,富集地幔相容元素(Ni、Cr)的特征,同时高Na2O(2.58%~5.50%)和低K2O/Na2O比值(0.31~0.78)则反映了钠质岩石的属性.在微量元素上富集轻稀土元素、大离子亲石元素和高场强元素,具有弱的Nb-Ta正异常以及K、Sr、Ti、Zr-Hf负异常. 它们的(87Sr/86Sr)i变化于0.704 36~0.705 34之间,εNd(t)值变化于-1.88~+1.10之间,(206Pb/204Pb)i值为17.19~17.89.其元素和Sr-Nd-Pb同位素地球化学特征与常见的OIB型碱性玄武岩相似,但却具有比正常玄武岩更轻的Mg同位素组成(δ26Mg=-0.78‰~-0.57‰).瓦吉里塔格碱性煌斑岩的原始岩浆应是含碳酸盐化榴辉岩的地幔柱低程度部分熔融的产物,并且部分发生了地幔柱‒岩石圈地幔相互作用.地幔柱‒俯冲蚀变洋壳相互作用是控制塔里木大火成岩省复杂岩石组合的关键因素.
2024, 49(7): 2475-2489.
doi: 10.3799/dqkx.2023.008
摘要:
为确定长江中下游地区中酸性岩石的成因,对武山花岗闪长斑岩、石英闪长玢岩和基性岩脉进行Li-Sr-Nd同位素和地球化学分析测试.武山花岗闪长斑岩样品以高SiO2、MgO、K2O和低Na2O的含量,富集大离子亲石元素和轻稀土元素,Y和Yb相对亏损为特征.花岗闪长斑岩的全岩(87Sr/86Sr)i、εNd(t)和δ7Li值分别为0.703 0~0.707 4、-5.1~-4.6和+0.9‰~+3.2‰,均介于地壳和地幔端元的同位素值之间,揭示出年轻下地壳起源的长英质熔体和富集地幔起源的基性熔体之间的壳幔岩浆混合过程.岩浆在上升至侵位过程中经历了轻微的以辉石和角闪石为主的分离结晶和轻微的地壳混染作用.长江中下游地区早白垩世中酸性岩及相关矿床与古太平洋板块俯冲引起的软流圈地幔上涌及其引起的岩石圈活化有关.
为确定长江中下游地区中酸性岩石的成因,对武山花岗闪长斑岩、石英闪长玢岩和基性岩脉进行Li-Sr-Nd同位素和地球化学分析测试.武山花岗闪长斑岩样品以高SiO2、MgO、K2O和低Na2O的含量,富集大离子亲石元素和轻稀土元素,Y和Yb相对亏损为特征.花岗闪长斑岩的全岩(87Sr/86Sr)i、εNd(t)和δ7Li值分别为0.703 0~0.707 4、-5.1~-4.6和+0.9‰~+3.2‰,均介于地壳和地幔端元的同位素值之间,揭示出年轻下地壳起源的长英质熔体和富集地幔起源的基性熔体之间的壳幔岩浆混合过程.岩浆在上升至侵位过程中经历了轻微的以辉石和角闪石为主的分离结晶和轻微的地壳混染作用.长江中下游地区早白垩世中酸性岩及相关矿床与古太平洋板块俯冲引起的软流圈地幔上涌及其引起的岩石圈活化有关.
2024, 49(7): 2490-2507.
doi: 10.3799/dqkx.2022.484
摘要:
白银厂矿田的含矿岩系白银岩群位于北祁连造山带东南缘,为了揭示该火山岩系的形成时代、成因及其构造环境,运用岩石学、岩石地球化学、同位素年代学等分析测试方法对其进行了系统的研究.白银岩群中石英角斑岩和流纹岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄分别为473.0±1.7 Ma和473.9±2.1 Ma,表明白银岩群火山岩形成于早奥陶世.玄武岩具有高Al2O3、低K2O、TiO2和P2O5特征,属亚碱性低钾拉斑系列;流纹岩SiO2含量(> 70%)较高,FeOT/MgO比值(2.44~2.80)与稀土元素含量较低(32.1×10-6~44.3×10-6),显示湿冷氧化性流纹岩特征.玄武岩与流纹岩不相容元素Ba、Th、U等相对富集,高场强元素Nb、Ta、Ti明显亏损,Eu负异常不明显(δEu=0.76~0.92),显示岛弧岩浆特征.流纹岩锆石εHf(t)值变化于-4.14~14.78,二阶段模式年龄为1 707~505 Ma.上述结果表明白银岩群玄武岩是受俯冲流体改造的亏损地幔部分熔融的产物,并在岩浆上升过程中受到地壳混染;流纹岩与玄武岩具有不同的岩浆来源,其主要来自地壳物质的部分熔融,并混入了少量幔源物质.白银岩群双峰式火山岩形成于岛弧向弧后盆地过渡的环境,是早奥陶世北祁连洋向北俯冲的产物.
白银厂矿田的含矿岩系白银岩群位于北祁连造山带东南缘,为了揭示该火山岩系的形成时代、成因及其构造环境,运用岩石学、岩石地球化学、同位素年代学等分析测试方法对其进行了系统的研究.白银岩群中石英角斑岩和流纹岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄分别为473.0±1.7 Ma和473.9±2.1 Ma,表明白银岩群火山岩形成于早奥陶世.玄武岩具有高Al2O3、低K2O、TiO2和P2O5特征,属亚碱性低钾拉斑系列;流纹岩SiO2含量(> 70%)较高,FeOT/MgO比值(2.44~2.80)与稀土元素含量较低(32.1×10-6~44.3×10-6),显示湿冷氧化性流纹岩特征.玄武岩与流纹岩不相容元素Ba、Th、U等相对富集,高场强元素Nb、Ta、Ti明显亏损,Eu负异常不明显(δEu=0.76~0.92),显示岛弧岩浆特征.流纹岩锆石εHf(t)值变化于-4.14~14.78,二阶段模式年龄为1 707~505 Ma.上述结果表明白银岩群玄武岩是受俯冲流体改造的亏损地幔部分熔融的产物,并在岩浆上升过程中受到地壳混染;流纹岩与玄武岩具有不同的岩浆来源,其主要来自地壳物质的部分熔融,并混入了少量幔源物质.白银岩群双峰式火山岩形成于岛弧向弧后盆地过渡的环境,是早奥陶世北祁连洋向北俯冲的产物.
2024, 49(7): 2508-2525.
doi: 10.3799/dqkx.2023.010
摘要:
坪田岩体位于华南南岭中部,是认识华南三叠纪岩浆作用及其地球动力背景的理想窗口.以坪田花岗岩类为研究对象,对其开展了系统的全岩地球化学、锆石U-Pb定年和锆石原位Hf同位素研究.结果表明,坪田岩体由粗粒似斑状黑云母花岗岩、粗粒似斑状钾长花岗岩和中粒二长岩组成,成岩年龄为238~239 Ma,形成于中三叠世.地球化学特征显示,岩石轻稀土元素富集,有明显铕负异常(δEu平均为0.42).富集Zr、Hf、Y、Ce,明显亏损Sr、P和Ti,属于准铝质到弱过铝质碱性花岗岩类,为A型花岗岩.锆石εHf(t)值为-37.7~-5.0,tDM2二阶段模式年龄为1 578~3 597 Ma之间,结合全岩地球化学特征,揭示其原始岩浆来源于地壳中长英质物质在低温高压环境下部分熔融,可能混入古老地壳物质,并经历了一定的结晶分异作用,形成于后碰撞伸展背景.综合华南A型花岗岩和碱性正长岩的地球化学特征和空间分布,认为华南内部三叠纪区域构造演化主要受华南地块与印支地块碰撞带和华南地块与华北地块碰撞带共同控制,华夏地块在中三叠世(238 Ma左右)发生构造环境的转变,从早三叠世的碰撞挤压环境,到中晚三叠世过渡到后碰撞伸展环境.
坪田岩体位于华南南岭中部,是认识华南三叠纪岩浆作用及其地球动力背景的理想窗口.以坪田花岗岩类为研究对象,对其开展了系统的全岩地球化学、锆石U-Pb定年和锆石原位Hf同位素研究.结果表明,坪田岩体由粗粒似斑状黑云母花岗岩、粗粒似斑状钾长花岗岩和中粒二长岩组成,成岩年龄为238~239 Ma,形成于中三叠世.地球化学特征显示,岩石轻稀土元素富集,有明显铕负异常(δEu平均为0.42).富集Zr、Hf、Y、Ce,明显亏损Sr、P和Ti,属于准铝质到弱过铝质碱性花岗岩类,为A型花岗岩.锆石εHf(t)值为-37.7~-5.0,tDM2二阶段模式年龄为1 578~3 597 Ma之间,结合全岩地球化学特征,揭示其原始岩浆来源于地壳中长英质物质在低温高压环境下部分熔融,可能混入古老地壳物质,并经历了一定的结晶分异作用,形成于后碰撞伸展背景.综合华南A型花岗岩和碱性正长岩的地球化学特征和空间分布,认为华南内部三叠纪区域构造演化主要受华南地块与印支地块碰撞带和华南地块与华北地块碰撞带共同控制,华夏地块在中三叠世(238 Ma左右)发生构造环境的转变,从早三叠世的碰撞挤压环境,到中晚三叠世过渡到后碰撞伸展环境.
2024, 49(7): 2526-2538.
doi: 10.3799/dqkx.2024.027
摘要:
火星表面具有丰富的古代水活动历史,可能曾具有较宜居的环境,一直是行星科学和深空探测的研究热点.我国青藏高原东北部的柴达木盆地气候寒冷干旱,地表受到的辐射较强且盐度较高,发育了多种与火星相似的地貌,被认为是开展火星类比研究的理想区域.综合利用短波红外光谱、激光诱导击穿光谱、X射线衍射、X射线荧光光谱等技术手段,结合遥感影像数据,分析了柴达木盆地典型类火星地貌(冲积扇、沙丘、泥石流、冲沟、雅丹、盐滩、多边形等)表层土壤样品的光谱特征以及矿物和元素组成,揭示出柴达木盆地类火星地貌的矿物组成主要包括石英、钠长石、石膏、方解石,以及部分伊利石、绿泥石、微斜长石和岩盐等.其中,雅丹和冲积扇地貌具有较好的碳酸盐、黏土矿物和有机物保存潜力.本研究为从比较行星学角度解译火星古水文地貌的原位光谱数据和地球化学分析提供了参考.
火星表面具有丰富的古代水活动历史,可能曾具有较宜居的环境,一直是行星科学和深空探测的研究热点.我国青藏高原东北部的柴达木盆地气候寒冷干旱,地表受到的辐射较强且盐度较高,发育了多种与火星相似的地貌,被认为是开展火星类比研究的理想区域.综合利用短波红外光谱、激光诱导击穿光谱、X射线衍射、X射线荧光光谱等技术手段,结合遥感影像数据,分析了柴达木盆地典型类火星地貌(冲积扇、沙丘、泥石流、冲沟、雅丹、盐滩、多边形等)表层土壤样品的光谱特征以及矿物和元素组成,揭示出柴达木盆地类火星地貌的矿物组成主要包括石英、钠长石、石膏、方解石,以及部分伊利石、绿泥石、微斜长石和岩盐等.其中,雅丹和冲积扇地貌具有较好的碳酸盐、黏土矿物和有机物保存潜力.本研究为从比较行星学角度解译火星古水文地貌的原位光谱数据和地球化学分析提供了参考.
2024, 49(7): 2539-2551.
doi: 10.3799/dqkx.2024.057
摘要:
汇聚板块边缘的沉积盆地是造山带研究的重要对象,其中弧前盆地位于弧前区域靠近岛弧一侧,更易在造山过程中被保留下来,保存造山带结构和演化的信息.本文以研究较为充分的新生代弧前盆地为例,详述了弧前盆地的大地构造位置、形成机制、沉积、物源和构造特征,为古老造山带研究中弧前盆地的识别提供依据.弧前盆地位于岛弧和海沟外坡之间,可以形成于伸展或挤压环境中,前者由伸展正断层形成地堑式盆地,后者由增生楔逆冲构造形成挤压盆地.弧前盆地发育多种类型的沉积,其中洋内弧以半深海‒深海相沉积为主,大陆弧则涵盖陆相‒海陆交互相‒海相等多种沉积相,总体呈现粒度从边缘向中心变细、从下往上变粗的沉积序列.陆源碎屑主要来源于相邻岛弧和增生楔,通过河流、海底峡谷和海底滑坡等方式进入盆地.洋中脊、海山、洋底高原和大洋破碎带俯冲都能不同程度地影响俯冲带结构,造成弧前盆地的反转、抬升剥蚀、沉积间断、物源区变化以及沉积环境的改变.弧前盆地的沉积过程复杂,难以用单一模型简单概括,在应用弧前盆地对造山带进行分析时,应结合多学科资料对地质记录进行综合分析.
汇聚板块边缘的沉积盆地是造山带研究的重要对象,其中弧前盆地位于弧前区域靠近岛弧一侧,更易在造山过程中被保留下来,保存造山带结构和演化的信息.本文以研究较为充分的新生代弧前盆地为例,详述了弧前盆地的大地构造位置、形成机制、沉积、物源和构造特征,为古老造山带研究中弧前盆地的识别提供依据.弧前盆地位于岛弧和海沟外坡之间,可以形成于伸展或挤压环境中,前者由伸展正断层形成地堑式盆地,后者由增生楔逆冲构造形成挤压盆地.弧前盆地发育多种类型的沉积,其中洋内弧以半深海‒深海相沉积为主,大陆弧则涵盖陆相‒海陆交互相‒海相等多种沉积相,总体呈现粒度从边缘向中心变细、从下往上变粗的沉积序列.陆源碎屑主要来源于相邻岛弧和增生楔,通过河流、海底峡谷和海底滑坡等方式进入盆地.洋中脊、海山、洋底高原和大洋破碎带俯冲都能不同程度地影响俯冲带结构,造成弧前盆地的反转、抬升剥蚀、沉积间断、物源区变化以及沉积环境的改变.弧前盆地的沉积过程复杂,难以用单一模型简单概括,在应用弧前盆地对造山带进行分析时,应结合多学科资料对地质记录进行综合分析.
2024, 49(7): 2552-2569.
doi: 10.3799/dqkx.2023.009
摘要:
全面认识藏南裂谷近南北向正断层活动的时空特征及其差异性是深入理解其成因机制的关键.通过遥感解译、构造地貌分析、地表调查和无人机测量等方法,结合已有的年代学资料,对藏南聂拉木-措勤裂谷南段主要近南北向地堑及其边界正断层的第四纪活动和时空差异性进行了研究.结果表明,研究区第四纪正断层活动存在明显的时空差异性.在时间上,主要近南北向正断层的活动性存在前第四纪、早-中更新世和晚第四纪3个不同的期次.在空间上,近南北向地堑断陷范围自中新世晚期以来发生了明显萎缩,其活动范围自聂拉木一带逐渐萎缩至佩枯错和穆林错-错戳龙一带.另外,分析藏南裂谷的成因机制需考虑各裂谷近南北向正断层作用的时空差异性和特征.
全面认识藏南裂谷近南北向正断层活动的时空特征及其差异性是深入理解其成因机制的关键.通过遥感解译、构造地貌分析、地表调查和无人机测量等方法,结合已有的年代学资料,对藏南聂拉木-措勤裂谷南段主要近南北向地堑及其边界正断层的第四纪活动和时空差异性进行了研究.结果表明,研究区第四纪正断层活动存在明显的时空差异性.在时间上,主要近南北向正断层的活动性存在前第四纪、早-中更新世和晚第四纪3个不同的期次.在空间上,近南北向地堑断陷范围自中新世晚期以来发生了明显萎缩,其活动范围自聂拉木一带逐渐萎缩至佩枯错和穆林错-错戳龙一带.另外,分析藏南裂谷的成因机制需考虑各裂谷近南北向正断层作用的时空差异性和特征.
2024, 49(7): 2570-2588.
doi: 10.3799/dqkx.2024.005
摘要:
裂缝的分布特征对花岗岩储层研究具有重要作用.结合无人机遥感技术和野外调查对华南沿海地区白垩纪花岗岩露头的构造裂缝进行数字化识别和定量研究.分析表明:研究区主要发育NE20°~40°和SE100°~140°两组裂缝,NE向裂缝形成时间早于SE向;多期构造变形会显著提高裂缝网络的连通度和面密度,连通度高值区广泛分布,面密度高值区集中分布在辉绿岩脉侵入区和断裂带内部;构造裂缝网络的线密度、面密度和连通度与断裂带规模呈正相关.构建了华南沿海地区白垩纪花岗岩多期构造裂缝的发育模式,指出断裂带和辉绿岩脉侵入区等裂缝交汇部位有利于形成优势储层,为海域花岗岩潜山的勘探开发提供重要指示.
裂缝的分布特征对花岗岩储层研究具有重要作用.结合无人机遥感技术和野外调查对华南沿海地区白垩纪花岗岩露头的构造裂缝进行数字化识别和定量研究.分析表明:研究区主要发育NE20°~40°和SE100°~140°两组裂缝,NE向裂缝形成时间早于SE向;多期构造变形会显著提高裂缝网络的连通度和面密度,连通度高值区广泛分布,面密度高值区集中分布在辉绿岩脉侵入区和断裂带内部;构造裂缝网络的线密度、面密度和连通度与断裂带规模呈正相关.构建了华南沿海地区白垩纪花岗岩多期构造裂缝的发育模式,指出断裂带和辉绿岩脉侵入区等裂缝交汇部位有利于形成优势储层,为海域花岗岩潜山的勘探开发提供重要指示.
2024, 49(7): 2589-2599.
doi: 10.3799/dqkx.2023.107
摘要:
地下水孔隙尺度流场特征的研究对于深入理解地下水渗流、溶质运移具有重要意义.目前固体颗粒粒径特征不同时介质微观结构对孔隙尺度流场的影响尚不清楚.基于迭代重排算法构建了固体颗粒粒径分布特征、膨胀程度不同的多孔介质,基于此研究了固体颗粒平均粒径、粒径方差及膨胀作用对地下水流场特征的影响.结果表明,在介质孔隙率相同的条件下,固体颗粒平均粒径、粒径方差对多孔介质中流速的非均质性、速度概率密度分布等流场特征影响较小.而在同一介质中,当固体颗粒膨胀引起孔隙率减小时,平均粒径较小幅度的变化就会对以上流场特征产生显著影响.例如当固体颗粒膨胀程度增强时,粒径小幅度的增大,就会导致流场中优势流区和不流动区比例同时大幅度增加,流场非均质性显著增强,流速概率密度分布更加发散.
地下水孔隙尺度流场特征的研究对于深入理解地下水渗流、溶质运移具有重要意义.目前固体颗粒粒径特征不同时介质微观结构对孔隙尺度流场的影响尚不清楚.基于迭代重排算法构建了固体颗粒粒径分布特征、膨胀程度不同的多孔介质,基于此研究了固体颗粒平均粒径、粒径方差及膨胀作用对地下水流场特征的影响.结果表明,在介质孔隙率相同的条件下,固体颗粒平均粒径、粒径方差对多孔介质中流速的非均质性、速度概率密度分布等流场特征影响较小.而在同一介质中,当固体颗粒膨胀引起孔隙率减小时,平均粒径较小幅度的变化就会对以上流场特征产生显著影响.例如当固体颗粒膨胀程度增强时,粒径小幅度的增大,就会导致流场中优势流区和不流动区比例同时大幅度增加,流场非均质性显著增强,流速概率密度分布更加发散.
2024, 49(7): 2600-2613.
doi: 10.3799/dqkx.2023.024
摘要:
为定量评估压实过程中黏土弱透水层对相邻含水层的有机碳释放量,以沉湖湿地研究区钻孔沉积物的背景值为约束条件,采集表层原状淤泥开展了自然沉积和人为压实两种压实模式的物理模拟实验,建立了表征不同深度有机碳释放量差异性的数学模型.自然沉积条件下,有机碳通过矿化和相结合矿物的还原溶解随孔隙水释放;黏土层(厚度约20 m)压实释放的有机碳对下伏含水层(厚度约50~80 m)地下水的浓度贡献为6.99~11.19 mg/L,约是对流和扩散作用的3.9倍.人为压实以地面沉降为例,有机碳的浓度贡献为0.19~2.02 mg/L,高于同一时期的对流和扩散作用.黏土弱透水层的压实释水是地下水中有机碳的重要来源,在天然劣质地下水的研究中应引起重视.
为定量评估压实过程中黏土弱透水层对相邻含水层的有机碳释放量,以沉湖湿地研究区钻孔沉积物的背景值为约束条件,采集表层原状淤泥开展了自然沉积和人为压实两种压实模式的物理模拟实验,建立了表征不同深度有机碳释放量差异性的数学模型.自然沉积条件下,有机碳通过矿化和相结合矿物的还原溶解随孔隙水释放;黏土层(厚度约20 m)压实释放的有机碳对下伏含水层(厚度约50~80 m)地下水的浓度贡献为6.99~11.19 mg/L,约是对流和扩散作用的3.9倍.人为压实以地面沉降为例,有机碳的浓度贡献为0.19~2.02 mg/L,高于同一时期的对流和扩散作用.黏土弱透水层的压实释水是地下水中有机碳的重要来源,在天然劣质地下水的研究中应引起重视.
2024, 49(7): 2614-2626.
doi: 10.3799/dqkx.2023.005
摘要:
为研究中国东部亚热带流域的岩石风化特征,以长江下游青弋江流域为研究区,通过测定青弋江干支流河水及雨水的主要离子浓度,结合水化学和正演模型识别流域岩石风化特征并估算其岩石风化速率和对大气CO2消耗速率.结果表明:流域岩石风化受人为活动影响小,岩石风化以碳酸参与风化为主,硫酸与硝酸的作用可忽略.流域河水阳离子主要来源为碳酸盐岩风化(占59.2%),其次为硅酸盐岩(17.9%).大气降水和蒸发岩的贡献较低,分别占9.6%和5.6%.碳酸盐岩和硅酸盐岩风化速率均为上游山区支流‒徽水(32.04 t·km‒2·a‒1和20.97 t·km‒2·a‒1) > 青弋江干流(24.12 t·km‒2·a‒1和8.91 t·km‒2·a‒1) > 下游平原支流‒漳河(13.68 t·km‒2·a‒1和2.85 t·km‒2·a‒1);CO2消耗速率为徽水(5.86×105 mol·km‒2·a‒1和3.29×105 mol·km‒2·a‒1) > 青弋江(2.45×105 mol·km‒2·a‒1和2.43×105 mol·km‒2·a‒1) > 漳河(0.77×105 mol·km‒2·a‒1和1.39×105 mol·km‒2·a‒1).青弋江流域的岩石风化以碳酸风化碳酸盐岩为主,其风化速率略低于我国东部的其他亚热带硅酸盐岩分布区.青弋江流域的化学风化速率在空间上有所差异,上游山区的硅酸盐岩风化为全流域贡献了更多碳汇,对区域碳循环过程具有重要意义.
为研究中国东部亚热带流域的岩石风化特征,以长江下游青弋江流域为研究区,通过测定青弋江干支流河水及雨水的主要离子浓度,结合水化学和正演模型识别流域岩石风化特征并估算其岩石风化速率和对大气CO2消耗速率.结果表明:流域岩石风化受人为活动影响小,岩石风化以碳酸参与风化为主,硫酸与硝酸的作用可忽略.流域河水阳离子主要来源为碳酸盐岩风化(占59.2%),其次为硅酸盐岩(17.9%).大气降水和蒸发岩的贡献较低,分别占9.6%和5.6%.碳酸盐岩和硅酸盐岩风化速率均为上游山区支流‒徽水(32.04 t·km‒2·a‒1和20.97 t·km‒2·a‒1) > 青弋江干流(24.12 t·km‒2·a‒1和8.91 t·km‒2·a‒1) > 下游平原支流‒漳河(13.68 t·km‒2·a‒1和2.85 t·km‒2·a‒1);CO2消耗速率为徽水(5.86×105 mol·km‒2·a‒1和3.29×105 mol·km‒2·a‒1) > 青弋江(2.45×105 mol·km‒2·a‒1和2.43×105 mol·km‒2·a‒1) > 漳河(0.77×105 mol·km‒2·a‒1和1.39×105 mol·km‒2·a‒1).青弋江流域的岩石风化以碳酸风化碳酸盐岩为主,其风化速率略低于我国东部的其他亚热带硅酸盐岩分布区.青弋江流域的化学风化速率在空间上有所差异,上游山区的硅酸盐岩风化为全流域贡献了更多碳汇,对区域碳循环过程具有重要意义.
2024, 49(7): 2627-2636.
doi: 10.3799/dqkx.2023.022
摘要:
地下水排泄河水过程中会将缺氧地下水中的Fe2+与As3+带入含氧的交互带中,本研究旨在探明该过程中Fe2+与As3+随地下水在实际沉积物介质中的协同迁移转化机制.通过室内柱实验和批实验研究地下水排泄河水时Fe2+、As3+的迁移转化规律并获取其在交互带不同部位向固相转化(固化)的速率.结果表明:沉积物对Fe2+、As3+具有较强的吸附作用,As3+加快了Fe2+的迁移;Fe2+在流经交互带时发生化学氧化沉淀,形成了Fe-As结合态矿物.从远河处至近河处河处,Fe2+、As3+的固化速率加快.在整个交互带区域Fe2+明显促进了As3+的固化,在离河较近的区域As3+略微抑制了Fe2+的固化.地下水排泄河水过程中,Fe2+、As3+在交互不同部位以不同的速率发生协同化学氧化和吸附固定,从而严重阻碍其向河水方向迁移.
地下水排泄河水过程中会将缺氧地下水中的Fe2+与As3+带入含氧的交互带中,本研究旨在探明该过程中Fe2+与As3+随地下水在实际沉积物介质中的协同迁移转化机制.通过室内柱实验和批实验研究地下水排泄河水时Fe2+、As3+的迁移转化规律并获取其在交互带不同部位向固相转化(固化)的速率.结果表明:沉积物对Fe2+、As3+具有较强的吸附作用,As3+加快了Fe2+的迁移;Fe2+在流经交互带时发生化学氧化沉淀,形成了Fe-As结合态矿物.从远河处至近河处河处,Fe2+、As3+的固化速率加快.在整个交互带区域Fe2+明显促进了As3+的固化,在离河较近的区域As3+略微抑制了Fe2+的固化.地下水排泄河水过程中,Fe2+、As3+在交互不同部位以不同的速率发生协同化学氧化和吸附固定,从而严重阻碍其向河水方向迁移.
2024, 49(7): 2637-2649.
doi: 10.3799/dqkx.2023.130
摘要:
为了探究连续水位波动下潜流带内硝酸盐的反应迁移规律,构建了包含河床沙丘的垂向二维数值模型.通过考虑不同河水位波动情况、河床坡度以及有氧呼吸、硝化和反硝化过程,系统探讨河床坡度和连续水位波动过程对溶质时空分布以及硝酸盐转化效率的影响.结果表明:河床坡度越大,地表水和周围地下水流之间会发生更快的物质交换,使溶质的浓度变化幅度变小,最终降低潜流带对NO3‒的转化效率;较高的后续水位峰值会延长地下水潜流路径并使溶质的浓度相对变化幅度越大,然而潜流带对NO3‒的转化效率会变低;后续水位波动持续的时间会影响溶质的时间响应,但不会影响对NO3‒的转化效率;不同的后续水位波动延迟时间会影响NO3‒浓度变化峰值出现的数量,延迟时间越久,越容易出现NO3‒浓度的多峰现象.
为了探究连续水位波动下潜流带内硝酸盐的反应迁移规律,构建了包含河床沙丘的垂向二维数值模型.通过考虑不同河水位波动情况、河床坡度以及有氧呼吸、硝化和反硝化过程,系统探讨河床坡度和连续水位波动过程对溶质时空分布以及硝酸盐转化效率的影响.结果表明:河床坡度越大,地表水和周围地下水流之间会发生更快的物质交换,使溶质的浓度变化幅度变小,最终降低潜流带对NO3‒的转化效率;较高的后续水位峰值会延长地下水潜流路径并使溶质的浓度相对变化幅度越大,然而潜流带对NO3‒的转化效率会变低;后续水位波动持续的时间会影响溶质的时间响应,但不会影响对NO3‒的转化效率;不同的后续水位波动延迟时间会影响NO3‒浓度变化峰值出现的数量,延迟时间越久,越容易出现NO3‒浓度的多峰现象.
2024, 49(7): 2650-2661.
doi: 10.3799/dqkx.2023.021
摘要:
解体破碎效应普遍存在于高位岩质滑坡运动过程中,能够使滑坡物质状态与运动状态发生转变,从而影响滑坡的能量分布和动力传递特征.为探讨高位岩质滑坡碎屑流解体破碎特征与能量耗散规律,揭示其动力传递机制,采用大型物理模型试验,重点研究滑源区块体强度、方量、厚度、节理发育程度和坡度等对岩体解体破碎的影响.结果表明:高位岩质滑坡碎屑流在动力传递过程中,前部速度损失较后部明显偏少,前缘具有明显的“二次加速”,大量细小颗粒堆积于远端.滑坡体后部向前部具有明显的速度与动力传递效应,且破碎程度越高,动力传递效应越显著.解体破碎过程伴随能量的转化、传递与损失,在破碎程度控制下,破碎耗能约占总势能的3.32%~21.03%.
解体破碎效应普遍存在于高位岩质滑坡运动过程中,能够使滑坡物质状态与运动状态发生转变,从而影响滑坡的能量分布和动力传递特征.为探讨高位岩质滑坡碎屑流解体破碎特征与能量耗散规律,揭示其动力传递机制,采用大型物理模型试验,重点研究滑源区块体强度、方量、厚度、节理发育程度和坡度等对岩体解体破碎的影响.结果表明:高位岩质滑坡碎屑流在动力传递过程中,前部速度损失较后部明显偏少,前缘具有明显的“二次加速”,大量细小颗粒堆积于远端.滑坡体后部向前部具有明显的速度与动力传递效应,且破碎程度越高,动力传递效应越显著.解体破碎过程伴随能量的转化、传递与损失,在破碎程度控制下,破碎耗能约占总势能的3.32%~21.03%.
2024, 49(7): 2662-2674.
doi: 10.3799/dqkx.2022.483
摘要:
渭河断陷盆地中东部的高陵周边地区近年来小地震频发,成为渭河盆地的地震高发区.为了解该区的发震构造及发震背景,对研究区内235个地震进行了小震精定位,通过重新拾取震相,计算了研究区内26个ML≥2.0的地震震源机制解.结果表明该区震源深度基本在15 km以内,深度上呈N倾的铲状形态;研究区以NNW的水平拉张和NW向的倾向压缩为主,地震活动以正断为主兼左旋走滑.综合地震分布形态、断层规模与活动性、极震区位置,认为高陵震群发震断裂为泾阳‒渭南断裂.GPS数据显示研究区应变呈复杂的四象限分布,高陵震群正处于四象限的中心区域,推测正是这种复杂的应力背景导致了高陵震群的活动.
渭河断陷盆地中东部的高陵周边地区近年来小地震频发,成为渭河盆地的地震高发区.为了解该区的发震构造及发震背景,对研究区内235个地震进行了小震精定位,通过重新拾取震相,计算了研究区内26个ML≥2.0的地震震源机制解.结果表明该区震源深度基本在15 km以内,深度上呈N倾的铲状形态;研究区以NNW的水平拉张和NW向的倾向压缩为主,地震活动以正断为主兼左旋走滑.综合地震分布形态、断层规模与活动性、极震区位置,认为高陵震群发震断裂为泾阳‒渭南断裂.GPS数据显示研究区应变呈复杂的四象限分布,高陵震群正处于四象限的中心区域,推测正是这种复杂的应力背景导致了高陵震群的活动.
2024, 49(7): 2675-2684.
doi: 10.3799/dqkx.2022.245
摘要:
地震震源机制分类对于地震动力学分析有重要作用.然而目前震源机制分类较为随意,并且存在不确定的类型,增加了后续进一步分析的困难.为解决此问题,引入地震震源机制水平应变花理论的面应变(As)作为震源机制类型划分的标准:正断型:-1≤ As < -0.7;正走滑型:-0.7≤ As < -0.3;走滑型:-0.3≤ As ≤0.3;逆走滑型:0.3 < As ≤0.7;逆断型:0.7 < As ≤1.由于震源机制水平应变花的面应变以震源引起的垂直变形量和水平变形量的比例来划分震源机制类型,避免了以3个轴倾伏角的多种组合进行划分的麻烦,并且解决了不确定型震源机制的问题.将这种划分方法表示在球面三角形的震源机制分类图中,发现震源机制的类型划分界限是对称的.另外,一条活动断层或地震带上地震的整体滑动行为对于地球动力学研究相当重要.假定活动断层或断裂带上发生的地震只有一个震源机制,即由释放较大矩张量的地震主导,而其他震源机制是由次级破裂或者误差导致的,则得出来的余震整体震源机制解在一定程度上可以反映断层破裂的性质.提出将余震震源机制采用标量地震矩加权平均的方法得到一条活动断层或地震带上的地震的整体震源机制,从而研究主震和余震的滑动行为差别的方法.将上述方法用于2021年玛多地震序列和2022年的门源地震序列中,得到了主震和序列中的其他地震滑动特性的差别,发现2022年的门源地震序列的余震整体震源机制与主震的震源机制几乎相同,而2021年玛多地震序列的余震总体震源机制和主震有一定的差别.该方法为一条断裂带或地震带的地震滑动以及地球动力学分析等提供了工具.
地震震源机制分类对于地震动力学分析有重要作用.然而目前震源机制分类较为随意,并且存在不确定的类型,增加了后续进一步分析的困难.为解决此问题,引入地震震源机制水平应变花理论的面应变(As)作为震源机制类型划分的标准:正断型:-1≤ As < -0.7;正走滑型:-0.7≤ As < -0.3;走滑型:-0.3≤ As ≤0.3;逆走滑型:0.3 < As ≤0.7;逆断型:0.7 < As ≤1.由于震源机制水平应变花的面应变以震源引起的垂直变形量和水平变形量的比例来划分震源机制类型,避免了以3个轴倾伏角的多种组合进行划分的麻烦,并且解决了不确定型震源机制的问题.将这种划分方法表示在球面三角形的震源机制分类图中,发现震源机制的类型划分界限是对称的.另外,一条活动断层或地震带上地震的整体滑动行为对于地球动力学研究相当重要.假定活动断层或断裂带上发生的地震只有一个震源机制,即由释放较大矩张量的地震主导,而其他震源机制是由次级破裂或者误差导致的,则得出来的余震整体震源机制解在一定程度上可以反映断层破裂的性质.提出将余震震源机制采用标量地震矩加权平均的方法得到一条活动断层或地震带上的地震的整体震源机制,从而研究主震和余震的滑动行为差别的方法.将上述方法用于2021年玛多地震序列和2022年的门源地震序列中,得到了主震和序列中的其他地震滑动特性的差别,发现2022年的门源地震序列的余震整体震源机制与主震的震源机制几乎相同,而2021年玛多地震序列的余震总体震源机制和主震有一定的差别.该方法为一条断裂带或地震带的地震滑动以及地球动力学分析等提供了工具.