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    2022年  47卷  第11期

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    2022, 47(11).
    摘要:
    目次
    目录
    2022, 47(11).
    摘要:
    河流沉积新理论新技术专栏
    特邀主编 朱红涛 徐长贵 李嘉光
    河流相储层地震属性优选与融合方法综述
    岳大力, 李伟, 杜玉山, 胡光义, 王文枫, 王武荣, 王政, 鲜本忠
    2022, 47(11): 3929-3943. doi: 10.3799/dqkx.2022.221
    摘要:
    地震属性分析已广泛应用于河流相砂体预测并取得良好效果.地震属性分析技术主要包括属性提取、属性优选与属性融合,总结了河流相砂体预测中常见的地震属性提取方式、优选及融合方法,分析了由围岩干扰、地震分辨率限制导致的属性提取与分析误区,阐述了不同属性优选与融合方法的优缺点、适用条件与发展前景.总体而言,基于线性模型的地震属性融合提升效果较差,适用于少井区域;基于非线性模型的属性融合效果较好,但仅适用于钻井较多的地区,如油气开发阶段;无监督智能属性融合可应用于无井或少井区域,是未来无井或少井条件下属性融合的重要发展趋势之一.同时,重点阐述了新提出的分频属性融合与降低围岩干扰的属性融合方法.
    我国冲积平原区洪水事件重建研究进展及展望
    杨劲松, 王永, 尹金辉, 赵华, 刘哲, 姜高磊, 张鹏, 戚甲豪
    2022, 47(11): 3944-3959. doi: 10.3799/dqkx.2022.192
    摘要:
    冲积平原作为城市聚集和人类发展的重要区域,长期面临着巨大的洪水灾害风险,基于平原区丰富的沉积记录开展洪水事件重建研究有助于科学认识洪水历史及规律,具有重要的意义和价值.通过系统梳理国内外在冲积平原洪水重建研究中的最新进展,重点回顾了近年来我国长江中下游平原和华北平原相关代表性成果,分析了平原区洪水沉积主要特征和识别标志,归纳了特大洪水事件的典型沉积序列和主要沉积环境.最后,结合国内外研究热点和前沿,展望了未来我国冲积平原在洪水重建研究的巨大潜力,建议以沉积相和地层关系为基础,进一步扩展洪水重建研究的时空范围,探索从定性到定量获取不同规模洪水的水文信息,进而开展流域尺度的综合分析,深入了解洪水的驱动机制和影响因素.
    辫曲转换与共存的主要影响因素及对古代河流沉积环境恢复的启示
    李胜利, 马水平, 周练武, 黄晓娣, 韩波, 李航
    2022, 47(11): 3960-3976. doi: 10.3799/dqkx.2022.013
    摘要:
    河流辫曲转换与共存是自然地理学、水力学、河流沉积地质方面的研究热点问题,也对古代河流沉积环境恢复与储层预测有重要借鉴意义.首先对河流辫曲转换与共存特征的主要影响因素进行了探讨,指出构造变动与地貌单元、坡度(坡降)的陡缓差异、物源远近与水动力条件、气候变化与植被发育状况、海/湖平面变化等主要因素控制着辫曲河型转换过程,其中构造变动与地貌单元是最为关键因素;然后总结了辫曲转换与共存这一理念对古代河流沉积恢复研究的4点启示;再以鄂尔多斯盆地大牛地气田中二叠统下部的下石盒子组为例,结合测井曲线特征、地震属性与砂岩厚度分布规律,把辫曲转换与共存的理念应用于古代河流沉积环境恢复之中,最终再现了气田区H21砂层河流沉积分布格局,明确了该区北辫南曲、辫曲转换与共存的规律,指出在辫曲转换地带与相邻的曲流河发育的区域更易于产生废弃河道.
    基准面旋回控制的河流相储层差异构型模式: 以山西大同侏罗系露头为例
    李伟, 岳大力, 李健, 刘瑞璟, 郭长春, 王文枫, 张海娜
    2022, 47(11): 3977-3988. doi: 10.3799/dqkx.2022.132
    摘要:
    我国河流相储层大多已进入开发后期,急需表征内部复杂构型分布,但目前河流相差异构型模式及控制因素研究还很薄弱,油田区构型表征模式指导不够.因此,以山西大同露头为研究对象,采用露头精细描述与测量、GR测定、粒度分析等方法建立了河流相储层差异构型模式.研究认为:基于砂地比、古水深将露头区划分为9个短期、2个中期基准面旋回,中期基准面旋回不同位置河型差异明显;随着基准面升高与河型的转化,由狭长状心滩坝转变为正常的心滩坝,再过渡窄带状心滩坝或点坝的组合样式,最后演变为马蹄状点坝;3种河型砂坝(心滩坝或点坝)厚度与宽度、砂坝宽度与河道宽度均具有较好的正相关关系.研究成果可为相似露头构型分析提供借鉴,亦可为相似油田区构型精细表征提供模式指导.
    早‒中中新世古珠江三角洲沉积格局及其控制因素
    彭光荣, 杜家元, 冯进, 丁琳, 李智高, 李小平
    2022, 47(11): 3989-4004. doi: 10.3799/dqkx.2022.390
    摘要:
    古珠江三角洲是珠江口盆地油气勘探的重要目标,但对其总体沉积面貌的揭示仍未充分,在一定程度上限制了对区内有利砂体和潜在岩性圈闭的锁定.本次研究综合利用重矿物、岩心、钻井和区域三维地震数据,采用地震沉积学综合分析手段精确复现了早‒中中新世古珠江三角洲的宏观沉积格局和相带展布.重矿物分析结果显示,古珠江分流河道体系向近端侧主要发源于西侧、东侧两个主河道分支,进而确定了古珠江三角洲“双支主控”的宏观基本格局.此外,经过对这两个分支河道体系重矿物组合特征对比,发现其分别与现代西江、东/北江有一定相似性,这可能表明中新世古珠江干流的流路与现今具有较高对比性.同时,针对分流河道和外缘条带砂的精细地震地貌分析显示出中新世古珠江三角洲可能受到河流‒波浪‒潮汐混合动力过程的影响,并且持续的西南向古水流对整体相带展布也具有明显的控制作用.
    南海西北部中建南海底峡谷群的发现及演化特征
    孙美静, 姚永坚, 罗伟东, 胡小三, 周娇, 徐子英, 鞠东, 刘杰
    2022, 47(11): 4005-4019. doi: 10.3799/dqkx.2022.034
    摘要:
    在南海西北部首次发现中建南峡谷群,目前对其地质信息尚未开展相关研究.综合利用水深地形数据和二维多道地震资料,主要分析中建南峡谷群的地形地貌特征、平面展布与分段性特点,精细刻画峡谷沉积充填结构及演化特征,再进一步讨论峡谷形成的控制因素.中建南海底峡谷群分布于中建阶地与中建北海台之间,它是由西侧的一条主轴峡谷和东侧的多条小型分支峡谷组成,整体呈SE-S-SE走向,以走向转折拐点为起点,将峡谷分为三段式:北段、中段和南段,北段以侵蚀作用为主,中段和南段主要受侵蚀作用、沉积作用,东南部的峡谷口外主要受沉积作用.研究区晚中新世‒第四纪时广泛分布峡谷沉积体系,包括半深海相、三角洲相、峡谷/水道充填相、滑塌相、块体搬运复合沉积和浊积扇相.揭示了该海底峡谷群的发育和演化主要受海平面变化、沉积物源供给和重力流、底流作用的控制.通过对该峡谷群的地形地貌和沉积演化特征的分析,将对海洋地质灾害、南海深水沉积体系研究及油气资源勘探有重要的科学意义.
    陆相浅水湖盆米氏沉积速率制约下的高频层序‒时间单元定量拾取:以西湖凹陷黄岩区花港组为例
    贾悦锐, 刘强虎, 朱红涛, 秦兰芝, 徐东浩, 李志垚, 孙中恒
    2022, 47(11): 4020-4032. doi: 10.3799/dqkx.2022.273
    摘要:
    旋回地层学的研究对象由海相地层逐渐转移到陆相深水地层.为了探究通过旋回地层学研究方法在陆相浅水湖盆建立高频层序格架的可能,采用频谱分析、天文调谐、“米氏”沉积速率拾取等手段对东海陆架盆地西湖凹陷黄岩区渐新统坳陷湖盆的岩相敏感曲线-GR数据开展研究.频谱分析结果显示黄岩区花港组受405 ka长偏心率周期(E)、121 ka和97 ka短偏心率周期(e)、28 ka斜率周期(O)以及约22 ka岁差周期(P)的调控.在浅水湖泊环境的富泥区,以La2004天文解决方案给出的65°N平均日照序列为参照进行天文调谐,建立了浮动天文年代标尺;在浅水三角洲环境的富砂区,通过滑动窗口频谱分析得到“米氏”沉积速率曲线,结合锆石铀铅测年资料的校验和岩石组合类型联合约束,完成高频层序格架划分.研究表明:黄岩区花港组持续时间约为10.9 Ma,可识别出27个405 ka长偏心率周期,根据偏心率滤波曲线和日照量各级次包络面的对应关系共划分11个四级层序,27个五级层序,分别对应着0.8~1.6 Ma和0.4 Ma的基准面旋回,每个旋回在沉积速率曲线上表现为高‒低‒高的特征.本次研究提供了一种利用“米氏”沉积速率进行高频层序格架搭建及层序‒时间单元拾取的新方法,拓宽了旋回地层学的应用范围.
    三维地震约束辫状河储层的多点统计建模研究:以委内瑞拉M区块为例
    黄文松
    2022, 47(11): 4033-4045. doi: 10.3799/dqkx.2022.203
    摘要:
    将地震信息引入多点统计地质建模之中,可以提高模型的井间预测功能.首先以委内瑞拉奥里诺科重油带一个辫状河沉积含油区块为例,结合该区辫状河储层的地质特点,利用井震信息结合的多点统计建模方法,研究了波阻抗的相标定、砂体概率生成曲线选定、训练图像分析、井震影响比等方面的技术细节及它们在辫状河储层多点统计建模中的作用.然后结合辫状河储层的沉积学特征,对研究区的心滩、河道、泛滥平原等微相空间分布的建模结果进行了分析.最后对于不同的储层建模结果进行了不确定性分析.研究表明:井震结合的多点统计建模方法,较好地降低了稀井网地区建模结果的不确定性;通过砂岩概率生成曲线,波阻抗数据转化为地震相的空间概率分布.这样就有效地建立起了地震数据与其地质意义的联系;相比仅用测井信息建模,井震结合建模结果对井间微相预测更具合理性,同时预测的河道、心滩的连续性也得到了更好的体现.
    南海北部珠江口外峡谷体系沉积特征、演化及其控制因素
    杜文波, 聂鑫, 杨楚鹏, 胡小三, 高红芳
    2022, 47(11): 4046-4059. doi: 10.3799/dqkx.2022.166
    摘要:
    深水海底峡谷内部的粗粒碎屑沉积物不仅可以作为良好的油气储层,也可以较为完整地记录海洋地质环境变迁的相关信息,是目前海洋地质领域研究的热点.为揭示南海北部珠江口外峡谷体系沉积演化过程及其控制因素,利用多波束测深和高分辨率二维多道地震数据,对珠江口外峡谷体系地形特征、沉积充填特征、形成发育过程和控制因素进行研究.研究发现珠江口外峡谷呈三段式发育:上段为NW-SE走向,宽度超过30 km,侵蚀强度不大,横截面为不规则形态;中段为E-W走向,宽度开始变窄(25~30 km),横截面呈U型;下段为NW-SE走向,宽度达到最大(25~45 km),横截面呈U型,中段和下段以沉积作用为主.珠江口外峡谷体系沉积演化主要分为3个阶段:早期阶段(23~15.5 Ma),水道‒海底扇阶段(15.5~11.6 Ma)和峡谷‒海底扇/块体流阶段(11.6~0 Ma).揭示了该峡谷珠江口外峡谷体系的发育和演化主要受构造运动、海平面变化和沉积物供给的控制作用,通过以上分析,将对南海北部海洋灾害地质、深水沉积体系研究及油气资源勘探有重要的指导意义.
    井震结合表征曲流型河道储层叠置样式:以准噶尔盆地东部阜东5井区侏罗系头屯河组为例
    印森林, 章彤, 唐文军, 夏平, 岳大力, 于枫林, 黄凡, 陈旭
    2022, 47(11): 4060-4074. doi: 10.3799/dqkx.2022.168
    摘要:
    针对阜东5井区大井距下曲流型河道储层叠置样式认识不清的问题,应用岩心、地震、测井、试油试采等资料,采用井震联合、层次结构和地震正演等研究方法,确立了沉积微相类型,分层次开展了河道储层叠置样式和地震正演河道砂体叠置地震响应特征研究,提出了曲流型河道储层叠置分布样式.研究表明:(1)目的层自下而上呈曲流河三角洲→曲流型分流河道体系→曲流河.头一段时期发育曲流河三角洲沉积,多个朵叶状砂体连片叠置.头二段演变为曲流型分流河道体系,砂体呈条带状叠置;头三段为曲流河,砂体呈宽条带交错叠置状.(2)在合理地震正演参数设置后,对曲流型河道分4类开展正演模拟.不同期次的单河道相互叠置使得复合河道的地震反射表现出单斜状、阶梯状、下凹状的特征,同时伴随振幅的横向强弱变化,结合单井测井标定可判断单河道的发育期次和叠置关系.(3)曲流型河道储层叠置样式主要分为单河道型、多河道叠置型和稳定迁移型3种样式.单河道型地震反射振幅短轴强振幅特征,呈窄连续条带状分布(约250 m);多河道叠置型地震反射振幅强弱变化大,呈连续性较差宽条带状分布(约500 m);稳定迁移型地震响应波形振幅强度变化弱且连续,呈大范围连片状分布(约1 500 m).研究不仅对曲流型河道油气储层提高采收率具有重要的指导意义,也对井震结合大井距河道砂体储层构型表征方法的拓展意义重大.
    渤海海域南部古水系恢复及其沉积耦合响应预测
    石文龙, 杨海风, 杜晓峰, 高雁飞, 刘睿, 涂翔
    2022, 47(11): 4075-4092. doi: 10.3799/dqkx.2022.022
    摘要:
    通过Global Mapper和ArcGIS软件对内蒙古Jargalant Nuruu与Turgen-Kharkhiraa山系的现代水系及渤海湾盆地埕北低凸起与渤南低凸起的古水系进行拾取,结合边界条件、断裂样式和母岩岩性三要素进行综合分析,认为水系在三要素约束下的组合样式多样:边界条件影响水系汇聚程度,陡坡带水系汇聚程度低,缓坡带水系汇聚程度高;断裂样式影响水系走向,边界断裂与水系走向垂直相交,斜交断裂与水系同向发育;火成岩地层水系样式多样,碳酸盐岩地层水系以亚平行状为主,变质岩地层水系以树枝状为主,整体发育单支平行状水系、羽状水系、梳状水系、亚平行状水系和树枝状水系五种水系样式.结合现代源汇与渤海湾盆地古源汇系统的不同水系样式对应沉积体差异性指出,(1)缓坡/稳定斜坡‒边界断裂‒火成岩/变质岩物源体系下形成第一级次水系‒树枝状水系,沉积体以坡积扇和辫状河三角洲为主,砂体范围大,相对独立,富砂型;(2)缓坡/稳定斜坡‒平行断裂‒碳酸盐岩/火成岩物源体系下形成最次级水系‒亚平行状水系,沉积体以洪积扇和辫状河三角洲为主,扇体范围小,相对独立,富泥型.通过古今类比、校验,准确拾取源区水系分布与发育特征,可有效指导地下沉积区优质沉积体预测,对源汇系统要素耦合具重要推进作用,切实服务地下规模性储集体勘探预测工作.
    中国地质大学70周年校庆专栏
    大陆真的能漂移吗?
    任纪舜, 徐芹芹
    2022, 47(11): 4093-4097. doi: 10.3799/dqkx.2022.881
    摘要:
    魏根纳的大陆漂移设想起源于“对大西洋两岸吻合的直觉印象”.这种“吻合”是指大西洋两侧南美洲和非洲海岸线的吻合.然而,近数十年的海底地球物理和地质调查确已发现,大西洋及其两岸大陆的磁异常、地震层析图像、地震探测剖面以及洋中脊岩石中锆石年龄的测定都说明大西洋是大陆裂谷作用裂陷形成的海洋,两侧大陆并没有发生显著的水平位移,而世界各大陆块深达300~400 km大陆根的存在,似乎已基本否定了大陆发生大规模移动的可能.
    植被生态系统汞的生物地球化学循环研究进展与挑战
    冯新斌, 王训, 孙广义, 袁巍
    2022, 47(11): 4098-4107. doi: 10.3799/dqkx.2022.882
    摘要:
    汞是联合国环境规划署重点管控的全球性污染物.植被是联结大气圈与土壤圈的关键纽带,在全球汞生物地球化学循环中扮演着举足轻重的角色.植被生态系统是全球大气重要的汞汇,但由于大气‒植被‒土壤的汞界面交换过程及植物组织中汞的分布、来源与迁移转化规律及驱动机制认识不清,致使当前的全球汞生物地球化学循环模型缺失植被过程模块,无法厘定全球植被的大气汞汇通量.近年来迅速发展的汞同位素地球化学、同步辐射和微气象汞通量观测等新方法,为多层次解析不同类型植被与土壤及大气界面汞交换过程,阐明植物组织中汞的分布、来源与迁移规律提升了可能,能为进一步解决当前森林生态系统汞的生物地球化学循环的研究难点提供独辟蹊径的视角.
    关于我国天体生物学研究的思考
    林巍, 申建勋, 潘永信
    2022, 47(11): 4108-4113. doi: 10.3799/dqkx.2022.883
    摘要:
    探索地外宜居环境和生命信号是深空探测的重要科学目标.天体生物学在宇宙演化的背景下研究生命的起源、演化、分布和未来,是由地球科学、生命科学、空间科学、天文学、化学等多学科融合形成的一门前沿交叉学科.随着人类深空探测的不断进步,天体生物学的研究内涵在不断拓展,其研究方式也更趋于多元和交叉.概述了天体生物学的内涵和发展态势,研判我国天体生物学研究所面临的机遇与挑战,并对我国在该领域的发展提出了建议.
    火山喷发机制、气候效应及火山地球工程
    马昌前, 邹博文, 黄贵治
    2022, 47(11): 4114-4121. doi: 10.3799/dqkx.2022.415
    摘要:
    火山是地球内部与表层系统连接的纽带,是地球充满生机活力的体现.减轻大型火山喷发对全球气候和环境的影响是地球科学的重大研究主题.提出探索岩浆储库的累积组装和演变规律,研究火山喷发的触发机制,聚焦地球内、外层圈的相互作用,认识火山活动与全球气候和表层环境变化的互馈关系,构建火山地球工程的理论体系和技术框架,是减轻火山灾害对全人类不利影响的关键.其中,基于岩浆动力学和火山学的岩浆通道系统研究,将会为火山活动的预测和监测提供新的理论依据.火山活动的影响是全球性的.所以,我们要抢占先机,在深化火山喷发机制理论研究和构建减轻火山灾害影响的工程技术体系等方面有所作为.
    激光剥蚀电感耦合等离子体质谱副矿物U-Th-Pb定年新进展
    罗涛, 胡兆初
    2022, 47(11): 4122-4144. doi: 10.3799/dqkx.2022.365
    摘要:
    激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)副矿物U-Th-Pb定年技术为精确厘定地质演化历史、探讨成岩成矿等重要地质作用过程提供重要的时间参数,是地质年代学快速发展的重要技术支撑.总结了LA-ICP-MS副矿物U-Th-Pb定年技术在元素分馏校正、非基体匹配分析、标准样品研发、普通铅校正、高空间分辨率及高效率分析等方面取得的重要进展.展望未来,需更进一步深入探讨和研究元素分馏及基体效应机理,研发更多种类的高质量副矿物标样,建立更多更准确、更精密、更高空间分辨率及更高效的LA-ICP-MS副矿物U-Th-Pb定年新方法和新技术,以实现从更微观和更精细的角度探讨地质问题,并持续为高效解决地球与行星科学研究领域重大科学问题提供关键支撑.
    嫦娥五号返回月壤微观形貌特征及其对太空风化的指示意义
    顾铱, 孙继尧, 肖倩, 李毅恒, 王心怡, 曹克楠, 刘亦婷, 何琦, 杨浩, 陈倩, 杨金昆, 宋文磊, 宗克清, 张文, 巫翔, 胡兆初, 肖龙, 佘振兵, 汪在聪
    2022, 47(11): 4145-4160. doi: 10.3799/dqkx.2022.432
    摘要:
    研究识别嫦娥五号返回月壤样品颗粒的类型、含量、形貌、结构和成分特征,可为嫦娥五号着陆区月壤的成因与月球表面演化过程提供关键科学依据.利用扫描电镜-能谱仪、矿物自动定量分析系统和显微激光拉曼光谱仪对嫦娥五号表取月壤样品CE5C0400(YJFM00403)进行了系统研究,发现月壤颗粒组成多样,包括斜长石、单斜辉石和橄榄石等矿物、玄武岩碎屑、黏结物和玻璃球.颗粒表面和内部微观结构复杂,呈现各种破碎、表面附着堆积、微撞击坑、溅射物等形式的微米-纳米级的形貌特征.嫦娥五号月壤的微形貌特征记录了以微陨石撞击为主导的复杂太空风化过程:一方面反复的撞击作用使月壤颗粒破碎、粒度变细,另一方面撞击引发的局部熔融又使颗粒发生胶结,同时伴随含铁矿物分解形成微-纳米级单质铁颗粒.上述过程反复进行,导致月壤颗粒大小和物相组成复杂多变.
    天鹅洲长江故道湿地地下水砷的时空分布特征及控制机理
    金戈, 邓娅敏, 杜尧, 陶艳秋, 范红晨
    2022, 47(11): 4161-4175. doi: 10.3799/dqkx.2022.344
    摘要:
    高砷地下水不仅直接危害供水安全,还可通过与湿地之间的交互作用,影响湿地水质进而威胁湿地生态安全.长江中游河湖平原已被报道广泛分布有高砷地下水,而位于长江中游故道区域的天鹅洲湿地地下水中砷的空间分布特征尚不明确,湿地与地下水的交互作用对地下水中砷季节性动态的控制机理尚不明确.本研究在天鹅洲湿地采集2个水文地质钻孔的35件沉积物样品、12个分层监测井不同季节的共72组地下水样和18组地表水样,通过水位-水化学监测、沉积物地球化学组成分析和砷、铁形态表征探究天鹅洲湿地地下水中砷的时空分布规律及控制机理.研究发现天鹅洲湿地地下水砷含量为1.08~147 μg/L,牛轭湖外侧浅井(10 m)地下水砷含量普遍高于深井(25 m)和牛轭湖内侧浅井(10 m)、深井(25 m)地下水,枯水期和平水期的砷含量高于丰水期.牛轭湖外侧浅层地下水系统具有更厚的粘土、亚粘土沉积,沉积物中总砷、强吸附态砷和易还原的铁氧化物的含量更多,吸附砷的水铁矿等无定形铁氧化物还原性溶解导致砷释放进入地下水中.枯水期天鹅洲湿地底部向牛轭湖外侧浅层含水层输送不稳定的有机质,使天鹅洲湿地地下水-地表水界面成为砷释放的热点区域.丰水期时牛轭湖外侧含水层受长江补给的影响,还原环境发生改变使地下水中的砷和铁被氧化固定从而不利于砷向地下水释放.
    电化学-水动力循环耦合井内生物反应器去除地下水中苯胺
    李爽, 文章, 朱棋, 刘慧, 杨舒婷
    2022, 47(11): 4176-4183. doi: 10.3799/dqkx.2022.375
    摘要:
    为使含水层中苯胺污染的原位修复过程高效安全且不产生二次污染,提出了一种电化学-水动力循环下的井内生物反应器修复地下水中苯胺的方法.在水动力循环系统的驱动下,评价了苯胺在水动力循环系统的挥发情况并且通过电化学手段提供氧气,井内生物反应器提供修复载体,在砂槽模拟的含水层体系中开展井内生物反应器降解苯胺的修复实验,并对生长曲线及含水层中苯胺修复进行了模拟.289 h的修复使体系内苯胺平均浓度从298 mg/L降低到132 mg/L,去除率为56.5%.运行过程中,监测点苯胺平均浓度在48 h内去除速率为1.10 mg/(L·h),48~72 h内去除速率为0.85 mg/(L·h),72 h到289 h内苯胺去除速率维持在0.65 mg/(L·h),氧化降解逐步减弱.该过程符合Michaelis-Menten方程,反应速率为:-6.71×10-7/(15+t2.该修复系统是基于地下水动力循环技术的改进,有望应用于有机污染地下水修复.
    基于砂槽电化学-水动力学循环系统氯代烃反应迁移实验与模拟研究
    谭皓月, 文章, 朱棋, 杨舒婷, 蔡其正, 刘慧
    2022, 47(11): 4184-4195. doi: 10.3799/dqkx.2022.397
    摘要:
    在室内砂槽实验尺度,建立了潜水-微承压含水层中电化学-水动力循环系统下混合氯代烃生物降解的反应迁移模型,求取了混合氯代烃体系中各组分的反应动力学参数,并基于模型探究了含水层性质及工艺参数对该修复过程的影响机制.研究结果表明:(1)增大抽水流量可加快反应速率常数大的污染物降解,同时也会抑制反应速率常数较小的污染物去除.(2)增大电流强度和井内电极对氯代烃的好氧降解和厌氧脱氯过程分别具有促进和抑制作用.(3)含水层非均质性越强,氯代烃降解速率越小,这尤其体现在低渗区,且含水层非均质性对易降解污染物修复效果的影响较小.
    高寒山区河道径流的形成与水文调节机制研究进展
    常启昕, 孙自永, 潘钊, 李兆峰
    2022, 47(11): 4196-4209. doi: 10.3799/dqkx.2022.093
    摘要:
    高寒山区河道径流的形成与水文调节机制是认识流域水资源形成与转化过程,以及预测气候变化下流域水文过程响应规律的基础. 通过分析国内外相关文献,从高寒山区河道径流的水分来源及其气候变化下的影响机制、高寒山区不同类型下垫面对河道径流的调节机制、高寒山区不同类型地下水对河道径流的调节机制三个方面综述其研究进展,总结问题与不足,发现气候变化是影响高寒山区河道径流形成过程的主导因素,探究水文输入、下垫面、地下水等次要影响因素与气候变化之间的响应规律是揭示高寒山区河道径流水文调节机制的关键科学问题,并提出未来研究的总体趋势和改进建议,为高寒山区河道径流形成机制及其对气候变化的响应规律研究提供参考依据.
    贵州水城仲河剖面二叠纪-三叠纪之交底栖群落的物种多样性与功能多样性转变
    赵俊杰, 黄云飞, 吉霞, 楚道亮, 童金南
    2022, 47(11): 4210-4221. doi: 10.3799/dqkx.2022.262
    摘要:
    为了定量化恢复晚二叠世末期生物大灭绝对底栖群落的物种多样性和功能多样性的影响,对浅海碎屑岩台地相区的贵州水城仲河剖面开展宏体化石采集和分析,识别和划分古群落,选择优势度、香农指数、均匀度等代表物种多样性指数,生态功能群数量和功能均匀度代表功能多样性指数. 共采集1 340枚化石标本,经鉴定得到30属33种,其中双壳类可归纳为两个生物带:晚二叠世长兴期的Hunanopecten exilis顶峰带和早三叠世Griesbachian早期的Pteria ussurica variabilis顶峰带. 根据化石属种的地层分布、保存状况,结合聚类分析方法识别出3个古群落:Astartella obliqua-Tethyochonetes quadrata群落、Pteria ussurica variabilis-Claraia wangi群落和Pteria ussurica variabilis-Unionites canalensis群落. 自晚二叠世长兴期末期至早三叠世Griesbachian早期,古群落的优势度上升、香农指数降低、均匀度下降,功能群丰富度降低,功能均匀度上升,这指示晚二叠世末生物大灭绝对浅海碎屑岩相区的底栖群落的组成和功能均有显著的破坏. 此外,结合华南浅海和深海相区的古群落数据,发现底栖群落的物种多样性指数和功能多样性指数在晚二叠世末生物大灭绝中均遭受损失,但是浅海底栖群落受影响较高.
    藏东昌都地区首次发现中侏罗世兽脚类恐龙行迹
    李炎桂, 姚华舟, FosterWilliam J., 邢立达, 王传尚, TahirAsma, KhanJunaid, 安志辉, 赵赫, 王建雄
    2022, 47(11): 4222-4244. doi: 10.3799/dqkx.2022.395
    摘要:
    藏东昌都地区阿涅塘化石点中侏罗世达布卡组滨湖相紫红色中-细砂岩中,发现以凸形迹完好地保存的4层恐龙足迹,包括Grallator类、大型兽脚类、小型兽脚类和小型蜥脚类等足迹类型,并构成两列完美的行迹. 组成行迹T1的4个Grallator类足迹被命名为Grallator anietangensis isp. nov.,对其进行了详细的形态学分析,并讨论了造迹恐龙的大小和运动状态,这是Grallator类足迹在西藏地区的首次发现. 组成行迹T2的9个大型兽脚类足迹被归为Theropoda igen. et isp. indet.,对该类足迹进行了形态描述和功能分析;这类足迹在中国是首次记录,其连续且清晰的尾迹表明造迹者并非处于正常运动状态,而是应对某种特殊境况的特别行为方式,即其正以昂起的前躯一边观察,一边以极低的速度前进,因前躯昂起,尾部相应下垂,从而留下尾迹. 两列行迹均显示出造迹者正沿古昌都湖岸前进. 中国迄今所发现的恐龙骨骼和Grallator类足迹化石主要表现为以西南地区为中心,再向四周不断发散的扩散模式,但Grallator类足迹化石综合提供的信息显示恐龙动物的扩散速度比骨骼化石反映的速度更快.
    南海北部洋-陆过渡带深部结构与岩石圈破裂过程
    彭希, 李春峰, 宋陶然, 宛晓莉, 侯文爱, 温永林, 李亚清, 刘宇涛, 唐福贵
    2022, 47(11): 4245-4255. doi: 10.3799/dqkx.2022.366
    摘要:
    洋-陆过渡带是理解大陆岩石圈破裂和海底初始扩张的关键位置,但是在南海北部地区仍然存在关于相关地质过程的诸多疑问.通过近年开展的国际大洋发现计划航次以及深部地质地球物理探测,取得以下4个方面的认识.(1)南海北部的洋-陆边界一般与自由空间重力异常的正-负值过渡位置对应,而更加准确地限定需要结合反射、折射地震资料.稳定大洋岩石圈生成与大陆岩石圈最终破裂之间的洋-陆过渡边界的位置比以往认为的还应往深海盆方向移动.(2)洋-陆过渡带代表了远端带构造作用减弱和岩浆作用逐渐增强的区域.陆坡地壳发育扩张后岩浆底侵、洋-陆过渡带发育同破裂期岩浆喷出结构和侵入反射体.(3)在中生代的古俯冲带弧前区域,新生代的断裂沿着早期的构造开始活动,岩石圈多处发生强烈的共轭韧性剪切作用.随着大陆岩石圈的进一步拉伸减薄,部分靠陆一侧的裂谷中心停止张裂,成为夭折裂谷,以台西南盆地南部凹陷、白云凹陷、西沙海槽为代表,而南海陆缘异常伸展和最终破裂的地方集中在南侧裂谷中心.夭折裂谷下亦发现地幔蛇纹石化,进一步反映了较弱的同破裂岩浆活动.(4)南海初始洋壳的增生沿着大陆边缘走向具有显著的变化,南海东北部洋-陆过渡带下伏地幔明显抬升和部分蛇纹石化,地震纵、横波速度以及折射波衰减特征都支持此观点,反映南海东北部是一个贫岩浆型大陆边缘.未来,南海北部洋-陆过渡带有望成为南海“莫霍钻”的理想备选钻探区.
    基于三维地质模型的矢量地质剖面图实时生成技术
    花卫华, 肖旖旎, 王振娟, 郑鹏, 闻龙, 刘修国
    2022, 47(11): 4256-4266. doi: 10.3799/dqkx.2022.291
    摘要:
    为了解决目前剖面图生成的实时性、鲁棒性和准确性的问题,本研究提出从图像空间出发,利用双模板缓冲技术解决剖切问题的计算瓶颈,同时借助RTT(Render to Texture)相机技术和高分辨率技术实现任意直线切割下的剖面图高精度输出,最后将剖面图矢量化以获得带有属性的矢量图.实验证明,本研究提出的基于三维地质模型的矢量地质剖面图实时生成技术具有可实现性.通过与传统剖切对比,证明我们的方法在剖切效率上有高达99.9%的提升,实现了剖面图生成的实时性且输出的矢量剖面图地质界线一致且清晰.为地质行业进入三维化时代提供了一种基于三维地质模型的实时剖面图生成的新思路,对剖面图实时生成具有一定的参考意义.
    基于深度特征的双极化SAR遥感图像岩性自动分类
    李发森, 李显巨, 陈伟涛, 董玉森, 李雨柯, 王力哲
    2022, 47(11): 4267-4279. doi: 10.3799/dqkx.2022.129
    摘要:
    基于像元基元、极化合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)数据和传统机器学习算法的岩性分类方法,易受SAR图像固有斑点噪声影响,精度不高.为了降低噪声的影响,本研究以大尺度像元邻域为基元,用于表征地表地质体的遥感图像特征和岩性语义信息;采用高分三号双极化SAR数据进行极化分解构建3通道假彩色合成影像;然后采用深度卷积神经网络(Deep Convolutional Neural Network,DCNN)迁移学习的方法,提取有效的深度特征表示,分别实现5 m和15 m两种空间分辨率下岩性遥感自动分类.结果表明:基于不同分辨率数据和不同DCNN算法,岩性遥感自动分类的总精度均大于80%,最高精度达到91%.基于大尺度像元邻域和DCNN迁移学习方法,能够实现基于SAR数据的高精度岩性分类.
    音频大地电磁约束反演在地层识别中的应用:以哈密盆地为例
    孙浩, 刘营, 王正, 王振, 刘荆平, 陈超, 王国灿, 王岸
    2022, 47(11): 4280-4293. doi: 10.3799/dqkx.2022.207
    摘要:
    覆盖区地质填图是新时期地质填图的重要方向.音频大地电磁法(AMT)是覆盖区地质填图的重要地球物理方法之一,可以为地层和基岩面的刻画提供电性参数的约束.然而,常规的AMT反演无法精确刻画电性异常体的边界,且当缺乏其他地质与地球物理资料约束时,难以进行地质解译.针对此问题,基于数值模拟结果的可行性,利用哈密烟墩戈壁覆盖区的4条实测AMT剖面探讨了AMT约束反演在地层识别中的应用效果.相位张量分析指示研究区浅部(> 1 Hz)电性结构表现为二维特征,深部受三维结构影响;浅部为低阻,深部电阻率逐渐升高.采用不加约束二维反演获得了4条剖面的地下(< 3 km)电性结构.基于研究区的重力异常、地震解译结果、物性和钻孔资料,在二维反演结果上初步划分了渐新统-中新统和侏罗系地层的底界面;进而以这两个界面建立先验模型,并根据物性资料设置电阻率变化范围,进行AMT约束反演,获得了更优化的反演结果以及清晰可靠的渐新统-中新统和侏罗系的底界面.结果显示,研究区渐新统-中新统地层电阻率值略小于10 Ω•m,其底界面平均埋深为120 m;侏罗系电阻率值为10~100Ω•m,其底界面最深可达2 km.基岩面(侏罗系底界面)埋深整体上呈现为东南深、西北浅,这指示哈密烟墩地区中生代以来的沉积中心在东南部;此外,侏罗系地层与下伏的古生界地层存在角度不整合.研究表明,哈密烟墩地区新生代以来可能受到了近南北向应力挤压,在研究区中部形成近东西或北东东向的侏罗系隆凹相间的构造地貌格局.而渐新统-中新统地层底部的不整合面可能反映了后期褶皱构造的影响,这种隆凹作用相伴的褶皱构造可能具有同沉积性质.
    攀西红格层状岩体中辉绿岩脉成因及地质意义
    王坤, 李奇维, 秦颖, 李祥波, 董欢
    2022, 47(11): 4294-4308. doi: 10.3799/dqkx.2022.158
    摘要:
    为了了解峨眉山地幔柱岩浆系统的演化过程,对红格超大型钒钛磁铁矿矿床中辉绿岩脉进行了全岩主微量、矿物原位成分和同位素研究,并利用MELTS软件进行了岩浆过程模拟计算.研究发现,红格辉绿岩脉具有与峨眉山高钛玄武岩一致的稀土元素配分型式和Sr同位素组成,表明其起源于峨眉山地幔柱.辉绿岩含有斑晶和基质两个世代矿物,从斑晶核部到边部和基质,单斜辉石Mg#值较为连续变化,而斜长石An值具有明显的间断.MELTS模拟表明,这种成分变化难以用简单的岩浆上升侵位解释,反映了辉绿岩脉在岩浆演化过程中可能还与同期的正长质岩浆发生了混合.我们的研究表明,峨眉山地幔柱岩浆作用具有穿地壳、多期次、多阶段演化的特点,并且同源岩浆混合也是一个不可忽视的方面.
    松辽盆地青山口组页岩有机碳含量分布特征
    武田田, 商斐, 陈睿倩, 钟志
    2022, 47(11): 4309-4318. doi: 10.3799/dqkx.2022.337
    摘要:
    总有机碳(TOC)含量是页岩油气资源量评价的关键参数之一.为定量分析松辽盆地青山口组页岩TOC含量分布特征,预测有利勘探区,以测井资料为基础,首先建立研究区构造模型,应用恢复古埋深法计算镜质体反射率(Ro),通过∆logR方法预测研究区TOC含量,最后利用地质统计学方法建立了研究区页岩TOC三维量化模型.结果表明,纵向上,青一段页岩TOC含量整体分布在0%~4%范围,青二段和青三段TOC含量明显低于青一段.平面上,青一段TOC含量在三肇凹陷南部及朝阳沟阶地中部最高,青二段TOC含量整体低于2%,其在古龙凹陷北部最高,青三段TOC含量普遍低于1.4%.研究成果为松辽盆地页岩油勘探开发有利区选取提供了重要指导和参考.
    川西南地区下寒武统筇竹寺组页岩热演化史及页岩气成藏意义
    饶松, 杨轶南, 胡圣标, 王强
    2022, 47(11): 4319-4335. doi: 10.3799/dqkx.2022.153
    摘要:
    页岩热演化史与页岩气的成烃、成藏过程关系极为密切.一方面,页岩热演化过程决定了页岩生烃过程、页岩气类型和生气量;另一方面,页岩有机孔隙的形成与页岩热演化过程密切相关.在前期热史恢复基础上,以锆石(U-Th)/He和沥青反射率Rb等古温标进行标定,模拟了川西南地区代表性钻孔下寒武统筇竹寺组页岩热演化史,探讨了页岩热演化过程与页岩气成烃、成藏的关系.研究结果表明,川西南地区下寒武统筇竹寺组页岩热演化过程和生烃史差异性明显,可以识别出两种模式:加里东期坳陷区,筇竹寺组页岩在加里东期成熟,中‒晚二叠世期间快速演化定型,两个生烃高峰期分别出现在志留纪(生油高峰‒湿气阶段)、中‒晚二叠世(干气阶段),此后再无明显的生烃活动;加里东期古隆起区,筇竹寺组页岩在加里东期未熟‒低熟,晚海西期‒燕山期持续增熟,亦存在两期生烃高峰,分别是中‒晚二叠世(生油高峰阶段)、晚侏罗世‒早白垩世(湿气‒干气阶段),筇竹寺组页岩生烃过程持续到晚白垩世末期.分析表明中‒晚二叠世期间筇竹寺组页岩的埋深差异造成了其受峨眉山地幔柱热效应的影响不同,进而决定了加里东期坳陷区与隆起区筇竹寺组页岩热演化过程和生烃史差异,并最终导致了威远‒犍为地区筇竹寺组页岩含气性优于盆地外围.综合川西南地区筇竹寺页岩生烃史和孔隙度演化模型,将川西南成藏条件相对优越的威远‒犍为地区筇竹寺组页岩气成藏过程分为4个阶段:早古生代时期源‒储‒盖形成和生物气成藏阶段、中‒晚二叠世期间初始成藏阶段、晚侏罗世‒早白垩世主成藏阶段和晚白垩世以后调整改造阶段.该成果以页岩热演化过程为切入点解释了川西南威远‒犍为地区与盆地外围下寒武统筇竹寺组页岩气成藏差异的原因.
    科学问题(report review)
    煤中关键金属元素的赋存状态与富集机制是什么?
    袁建江
    2022, 47(11): 4336-4338. doi: 10.3799/dqkx.2022.880
    摘要: