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2019年  第25卷  第2期

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2019, 25(2): .
摘要 (63) PDF (437KB)(15)
摘要:
地应力与地球动力学
中国造山带动力学研究中的数值模拟应用与发展
陈振坤, 苏金宝, 陆艺
2019, 25(2): 151-165. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2019.25.02.014
摘要 (308) HTML (96) PDF (4254KB)(29)
摘要:
数值模拟为造山带动力学研究提供了有效的量化工具，但即使研究人员根据造山带不同的动力问题进行针对性模拟，也很难对各种模型的优劣进行判断。文章在研究和分析国内外学者运用数值模拟研究中国造山带动力学成果的基础上，系统总结了造山带动力学数值模拟的方法及研究成果，并对未来的研究方向及趋势进行了展望。与国外造山带研究相比，中国复杂造山带的数值模拟研究仍存在不足，需要加强洋—陆俯冲模拟结果与实际地质情况的对比力度。运用多场耦合以及高精度模拟和高级求解方法相结合的数值模拟是造山带动力学模拟研究的趋势。
页岩横向各向同性地应力预测模型中弹性参数的确定方法
田鹤, 曾联波, 舒志国, 包汉勇, 徐翔, 毛哲, 王小垚
2019, 25(2): 166-176. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2019.25.02.015
摘要 (320) HTML (95) PDF (13528KB)(46)
摘要:
水力压裂是页岩气开采的重要方式，地应力分布是页岩水力压裂的地质依据。基于横向各向同性模型进行测井地应力计算时需要首先确定C11、C33、C44、C66和C13五个弹性参数，其中C11和C13利用测井资料无法直接获得，需要通过预测模型进行估算。利用四川盆地东南部龙马溪组页岩实测超声波资料，建立了五种弹性参数的预测模型，根据模型中是否应用斯通利波将其分为两类，一类是有斯通利波资料的ANNIE、MANNIE1和MANNIE2模型；另一类为缺少斯通利波资料的MANNIE3和V-reg模型。对比不同模型的预测效果，结果表明：第一类模型中MANNIE1模型确定的弹性参数与实测值偏差小，效果最好；第二类模型中V-reg模型的预测效果优于MANNIE3模型。两类模型相比，缺少斯通利波模型的预测效果稍差，但可以同时预测C11、C66和C13，在实际应用过程中具有更大的适用范围。利用V-reg模型确定的弹性参数在焦石坝地区测井地应力计算中进行应用，计算的地应力值与实测值误差小于10%，能够更准确的反映实际地层情况。
塔里木盆地玉北地区奥陶系储层构造裂缝定量预测
张继标, 刘士林, 戴俊生, 张仲培
2019, 25(2): 177-186. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2019.25.02.016
摘要 (244) HTML (87) PDF (12404KB)(14)
摘要:
在应用有限元法对塔里木盆地玉北地区不同裂缝发育期古构造应力场进行数值模拟的基础上，根据岩石破裂准则及应变能守恒，构建裂缝参数与构造应力间定量模型，开展储层裂缝定量预测。研究结果表明：玉北地区奥陶系储层内部裂缝以构造缝为主，其发育受构造位置控制作用明显，主要在加里东晚期—海西早期及海西晚期发育，加里东晚期—海西早期裂缝密度主要介于0.04~0.2条/m之间，海西晚期裂缝密度主要介于0.2~2.0条/m之间，且海西晚期构造运动对早期裂缝改造作用明显，受海西晚期构造运动改造，早期裂缝开启性明显提高，裂缝开度平均提高78.6%；加里东晚期—海西早期及海西晚期两期裂缝继承性发育区，裂缝发育程度及开启性高，更有利于油气运移与聚集，为油气富集有利区。
矿田构造与成矿研究
黔西北矿集区亮岩铅锌矿区成矿构造解析
王明志, 韩润生, 周威, 宋丹辉, 罗达, 周剑飞, 吴睿林
2019, 25(2): 187-197. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2019.25.02.017
摘要 (397) HTML (186) PDF (60002KB)(41)
摘要:
亮岩铅锌矿是川滇黔接壤区黔西北铅锌矿集区的典型矿床之一。基于矿田地质力学理论与方法，通过对该矿床三个中段出露的垭都—蟒硐断裂带结构进行精细解析，综合矿床地质特征和区域构造分析，认为该区至少历经了三期构造成生发展过程，相应的主压应力方向依次变化为北西向→北东向→东西向，其中在成矿期主要受北西—南东向挤压作用，为北东构造带。因该断裂带走向变化，在其不同部位的力学性质相应发生改变，导致矿体赋存特征存在明显差异。结合黔西北矿集区内其它典型矿床控矿构造的对比研究，发现这些矿床具有相似的构造控矿规律，而且与滇东北矿集区会泽型（HZT）铅锌矿均受到统一的构造应力场控制。不同于垭都—蟒硐成矿带在成矿期受北西构造带构造体系控制的传统观点，该新认识认为燕山期北东—西南向挤压作用所形成的北西构造带构造体系为成矿后构造（破矿构造）。这些认识为该区乃至黔西北矿集区深部找矿预测提供了重要启示。
福建漳平可坑矿区煤系石墨赋存规律研究
丁正云, 曹代勇, 王路, 彭扬文, 李阳, 陈泉霖, 邓瑞锦, 林晓炎
2019, 25(2): 198-205. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2019.25.02.018
摘要 (479) HTML (183) PDF (5771KB)(19)
摘要:
漳平可坑矿区地处福建省中部含煤条带，赋存有丰富的高变质无烟煤，有较好的煤系石墨资源前景，是福建重要的石墨成矿区。为了查明可坑矿区煤系石墨的赋存规律，利用X射线衍射、拉曼光谱等技术，结合矿区岩浆活动和构造运动，对煤成石墨结构演化特征、煤成石墨化作用机制和控制因素进行了研究。结果表明煤系石墨是岩浆热和构造应力共同作用的产物，在煤成石墨化过程中，岩浆热产生的高温促进芳香层相互连接和横向增长，构造应力有利于芳香层的择优定向和有序堆叠，煤成石墨结构在温度、应力等因素作用下，碳层间结构缺陷逐渐消亡，石墨晶格逐渐形成，微观相逐渐转变，最终形成比较完善的石墨结构。研究明确了矿区构造和岩浆岩侵入对煤成石墨化作用的影响，划分了构造动力—岩浆热变质带、岩浆热—构造变质带、构造动力变质带三个变质带和三级控矿断裂带。可坑矿区煤系石墨产于构造动力—岩浆热变质带中，矿层靠近岩体呈近东西走向的单斜层状、似层状展布，但矿床的展布不完全受制于岩体，在空间上也受三级控矿断裂带的控制。
能源地质
准西北缘哈山地区石炭系火山岩储层特征及影响因素
于洪洲
2019, 25(2): 206-214. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2019.25.02.019
摘要 (247) HTML (98) PDF (29758KB)(11)
摘要:
准西北缘哈山地区石炭系火山岩形成于陆缘岛弧及大洋岛弧背景，是该区重要的勘探目标类型。为探究哈山地区火山岩储层发育及控制因素，以露头观测为基础，利用岩心、普通和铸体薄片、扫描电镜等手段，结合成像测井资料，对火山岩岩石学特征、储集特征及影响因素进行研究。研究认为石炭系火山岩主要由熔岩类玄武岩、安山岩和火山碎屑岩类火山角砾岩、凝灰岩和沉凝灰岩两大类5种岩性组成；储集空间包括溶蚀—裂缝型、裂缝—溶蚀型、溶蚀型三类16种；岩性和岩相是影响储层的内在因素，风化淋滤和构造作用是外在因素；风化淋滤作用主要发生在风化壳、火山喷发旋回界面和喷发期次界面下，构造作用产生的大量裂缝，改善储层渗滤性能的同时还有效地增大了储集空间；断裂交汇处的风化壳和喷发旋回与期次界面处的火山角砾岩、凝灰岩、安山岩发育区是有利储层分布区。该研究为预测哈山地区石炭系火山岩有利储层分布提供依据，为勘探部署提供理论支撑。
东濮凹陷文留地区煤成气运聚机理及成藏过程
胡洪瑾, 蒋有录, 刘景东, 赵凯, 幕小水
2019, 25(2): 215-222. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2019.25.02.020
摘要 (272) HTML (70) PDF (14704KB)(8)
摘要:
文留地区是渤海湾盆地典型的煤成气区之一，随着勘探认识的不断深入，研究区煤成气运聚成藏过程的精细刻画仍需完善。运用流体包裹体技术分析文留地区煤成气成藏时间，基于断层活动特征明确研究区输导体系演化特征，根据断—盖组合关系及烃类流体包裹体丰度（GOI）测试结果分析气藏保存条件，最终明确文留地区煤成气成藏过程。研究表明，文东断层为研究区气源断层，其输导供烃条件可用断层输导效率系数（FTEC）进行量化表征，评价结果表明研究区具有优越的气源供给条件；文留地区煤成气来源于临近的洼陷带，煤成气在东营组沉积时期沿文东断层垂向运移至石炭—二叠系和沙四段储层聚集成藏，东营末构造抬升期气藏受构造运动影响而发生少量天然气散失。
深层致密砂岩储层可压裂性评价新方法
曾治平, 刘震, 马骥, 张春磊, 李静, 刘振, 孙鲁宁
2019, 25(2): 223-232. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2019.25.02.021
摘要 (552) HTML (137) PDF (11980KB)(65)
摘要:
岩石可压性评价是储层压裂改造层位优选、压后产能评估的重要基础工作。准中4区块致密砂岩储层埋藏深、物性差，亟需通过压裂改造提高工业产能。因此，以董2井北三维区侏罗系致密砂岩为例，基于岩石三轴实验建立了致密砂岩断裂能密度—弹性模量的拟合公式，采用矿物成分法和弹模-泊松比法确定了研究区不同深度岩石脆性指数，采用岩石破裂准则确定了研究区不同深度的裂缝发育指数。以断裂能密度表征致密砂岩断裂韧性，以裂缝发育指数表征储层天然裂缝发育程度，综合考虑岩石脆性、断裂韧性、地应力环境和天然裂缝发育程度的影响，采用层次分析法计算了各因素权重，建立了适合深层致密砂岩的可压性评价方法。研究结果表明，可压裂性指数大于0.55时，可压性好；可压裂性指数介于0.50~0.55之间时，可压性一般；可压裂性指数小于0.50时，可压性差；研究区D7井的最佳压裂层位为4145~4160 m、4470~4480 m、5290~5330 m，D8井的最佳压裂层位为5120~5330 m、5350~5365 m，D701井的最佳压裂层位为3900~3910 m、4430~4440 m、4455~4465 m、5125~5135 m。
工程地质与地质灾害
川藏公路藏东段边坡稳定性研究与治理评价
叶唐进, 谢强, 王鹰
2019, 25(2): 233-239. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2019.25.02.022
摘要 (403) HTML (102) PDF (11035KB)(20)
摘要:
川藏公路是一带一路南亚通道的主要干线，其藏东段地质灾害频发，如何有效治理、保障安全畅通意义重大。文章在详细调查的基础上，对取得的藏东段沿线所有边坡数据进行统计及特征分析，利用随机森林理论建立了边坡稳定性评判模型，根据计算出的影响因素重要性大小对边坡的稳定性进行判别，模型检验表明其准确率超过94.44%，同时结合实地验证，对边坡的治理提出了可行性建议，为川藏公路藏东段的有效治理提供实用参考资料。
不同围压时含孔洞模型裂缝扩展的连续—非连续数值模拟
白雪元, 王学滨, 马冰, 芦伟男, 祝铭泽
2019, 25(2): 240-248. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2019.25.02.023
摘要 (193) HTML (71) PDF (14579KB)(10)
摘要:
为了有效地模拟连续介质向非连续介质的转化，发展了一种拉格朗日元方法、变形体离散元方法及虚拟裂纹模型耦合且考虑四边形单元沿对角线开裂的连续—非连续方法。利用该方法，模拟了不同围压时含孔洞模型的变形—开裂过程，统计了拉裂缝及剪裂缝区段数目，监测了一些单元的最大主应力。研究结果表明：当围压较小时，初始拉裂缝首先出现在孔洞的顶、底部，然后向模型的上、下端扩展，在初始拉裂缝的左、右两侧的拉应力集中区中产生远场拉裂缝，随后在孔洞的左、右两侧出现剪裂缝，最后，剪裂缝贯穿模型；当围压较大时，远场拉裂缝数量较少，未充分发展，远场拉裂缝与剪裂缝的发展阶段的界限不分明。含孔洞模型的最大承载力的下降是由于孔洞左、右两侧的剪裂缝向外扩展造成的。随着围压的增加，开始出现初始拉裂缝的时步数目增大，初始拉裂缝两侧的远场拉裂缝数目变少、出现变晚。
第四纪与环境地质
永定河中下游廊固凹陷北部ACX02钻孔地层年代学研究
李瑞杰, 赵勇, 魏波, 孙永华, 王强
2019, 25(2): 249-256. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2019.25.02.024
摘要 (226) HTML (73) PDF (12150KB)(19)
摘要:
第四纪地层年代学格架的建立对于区域地层对比及古地理环境演化研究具有重要意义。通过分析永定河中下游地区廊固凹陷北部后王各庄村ACX02钻孔378 m岩芯沉积物的结构构造、岩性组合特征，应用测井曲线及古地磁、AMS14C、OSL测年方法，对ACX02钻孔剖面进行详细地层划分、沉积相研究及地层年代学格架的建立。结果表明，岩芯记录了布容正向极性时、贾拉米洛极性亚时、奥尔都维极性亚时和高斯正极性亚时，地层从老到新依次为：下更新统（Qp1）以河道相、泛滥平原相沉积为主，底界260 m；中更新统（Qp2）以湖沼相沉积为主，底界76.7 m；上更新统（Qp3）主要为河道相沉积，底界59.7 m；全新统（Qh）主要为泛滥平原相沉积，底界15.45 m。
琼东北八所组ESR年龄及其构造意义
夏蒙蒙, 王超群, 胡道功, 赵希涛, 贾丽云, 吴环环, 吕同艳
2019, 25(2): 257-266. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2019.25.02.025
摘要 (341) HTML (231) PDF (23053KB)(15)
摘要:
八所组是琼东北晚第四纪一个重要地层单位，同时也是河流Ⅱ级阶地（T2）的主要沉积地层，其形成年代对该区域晚第四纪以来的古环境演化及地壳运动的研究有着重要意义。为了限定其形成时代，文章采取ESR的方法，对广泛分布于琼东北珠溪河及古三江河一带的八所组地层进行了系统的测年。结果表明：该套地层形成于晚更新世中晚期（64.36 ka~18.40 ka BP）；沉积时代对应末次冰期MIS4~MIS2阶段；河流的下切与T2阶地的形成，一定程度上反映了该时期琼东北海平面的频繁波动及地壳的间歇性抬升；此外，分布于现代海岸风沙强烈作用地带的老红砂与八所组属同期异相的风成堆积，应与八所组地层加以区分。
基础地质
扬子地块北缘新元古代望江山层状岩体矿物成分和铂族元素特征:对岩浆演化过程和构造环境的制约
王岩, 王梦玺, 焦建刚
2019, 25(2): 267-285. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2019.25.02.026
摘要 (340) HTML (89) PDF (30114KB)(26)
摘要:
望江山层状岩体位于扬子地块北缘新元古代汉南杂岩带中，岩体从底部到顶部由超镁铁质岩过渡为中性岩：底部主要由辉石岩和橄长岩组成；中部为辉长苏长岩和辉长岩；上部为辉长岩和闪长岩。研究以中部岩相带橄榄辉长苏长岩、辉长苏长岩和辉长岩为对象，通过主要矿物的主微量元素和全岩主微量元素的分析，查明望江山岩体来源于尖晶石二辉橄榄岩组成的大陆下岩石圈地幔，并且地幔源区受到了来自俯冲板片流体的交代，岩体中部带的母岩浆为拉斑玄武质岩浆。钛铁矿—磁铁矿矿物对成分计算表明，母岩浆在形成时具有较高氧逸度。通过单斜辉石压力计得到岩体的侵位深度约为12.9~18 km。对岩体母岩浆橄榄石分离结晶过程的模拟计算表明，中部带橄榄石为母岩浆经过~28%分离结晶的产物。此外，铂族元素（PGE）组成暗示岩体并未经历过大规模的硫化物熔离，可能与缺乏地壳物质混染有关。岩体中单斜辉石与岛弧环境堆晶岩中单斜辉石成分相似，不同于裂谷环境中堆晶单斜辉石的成分；同时，全岩Th/Yb和Nb/Yb比值也与岛弧玄武岩比值相似，因此矿物和全岩成分均说明望江山层状岩体应形成于岛弧环境。研究认为扬子北缘在新元古代长期的俯冲过程中，大洋板片断离导致软流圈上涌，提供热源使交代大陆下岩石圈地幔部分熔融形成具有岛弧特征的镁铁质岩浆，在局部伸展环境中上升侵位形成汉南杂岩带中镁铁—超镁铁质层状岩体。
东昆仑哈日扎花岗闪长岩形成时代、地球化学特征及其构造意义
国显正, 贾群子, 李金超, 孔会磊, 姚学钢, 栗亚芝, 马忠元
2019, 25(2): 286-300. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2019.25.02.027
摘要 (409) HTML (380) PDF (18519KB)(11)
摘要:
为探讨东昆仑哈日扎银多金属矿岩浆演化序列及其岩石成因，对哈日扎花岗闪长岩进行了年代学和地球化学研究。结果表明，哈日扎花岗闪长岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为423.8±4.3 Ma，形成于晚志留世；地球化学特征显示花岗闪长岩高硅，SiO2介于71.21%~74.46%；高铝，Al2O3含量介于13.48%~14.46%；富钾贫钠，K2O/Na2O比值为1.32~1.54；A/CNK介于1.02~1.08，显示高钾钙碱性弱过铝质特征；稀土显示出轻稀土富集，重稀土亏损的右倾配分模式，富集Rb、Th、K元素，亏损Ba以及Nb、Ta、Ti等，具有I到S过渡型花岗岩特征，源区主要为上地壳砂屑岩部分熔融，是区域后碰撞伸展构造背景下的产物。
封二
第二届“弘扬李四光精神 推动地质力学创新发展研讨会”在北京召开
2019, 25(2): 301-301.
摘要 (98) PDF (11010KB)(10)
摘要:
封三
《地质力学学报》征稿栏目设置
2019, 25(2): 302-302.
摘要 (122) PDF (3707KB)(9)
摘要:

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