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2020年  第26卷  第1期

封面
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2020, 26(1): .
摘要 (12) PDF (6948KB)(8)
摘要:
目录
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2020, 26(1): .
摘要 (21) PDF (442KB)(6)
摘要:
封二封三
《地质力学学报》2019年优秀编委、优秀审稿人和优秀论文评选结果
2020, 26(1): 封二-封三.
摘要 (14) PDF (717KB)(3)
摘要:
构造体系与构造地质
论华夏成矿省燕山期岩浆成矿大爆发的核幔式扩展模式与动力机制——纪念李四光先生诞辰130周年
杨明桂, 王光辉
2020, 26(1): 1-12. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2020.26.01.001
摘要 (34) HTML (11) PDF (14506KB)(12)
摘要:
中国东南部的华夏成矿省为滨太平洋成矿域最重要的钨锡贵稀多金属非金属成矿省。大量的地质调查与同位素测年资料表明,该区燕山期陆内活化造山引发的岩浆成矿大爆发启于陆内陆壳脆弱地带,中侏罗世(172±Ma)初动于钦杭结合带中段,晚侏罗世激化于南岭地区,早白垩世向外侧大面积扩展,结束于早白垩世末(99±Ma),呈现出以钦杭带中段和南岭地区为核心、以外侧为幔的核幔式扩展模式,制约着区域岩浆活动与成矿特征以及由早而晚、由核及幔、由深到浅、由浅及表的岩浆成矿规律。由于这场运动发生于陆壳硬化程度较高的背景,大规模的岩石圈物质调整与岩浆成矿活动引发的上地壳蠕散效应十分显著,其与欧亚板块和古太平洋板块之间的强烈的左行扭动及弱俯冲作用复合,构成了岩浆成矿核幔式独特的动力机制。
地应力与地球动力学
地震迁移的类型、特征及机制讨论
赵根模, 吴中海, 刘杰
2020, 26(1): 13-32. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2020.26.01.002
摘要 (91) HTML (23) PDF (17759KB)(12)
摘要:
地震活动的迁移是指地震沿着某一方向循序地发生,是地震活动总体无序中局部出现的有序结构。通过系统分析区域上典型的地震迁移现象可以发现,迁移可划分为沿断裂走向的纵向迁移、垂直断裂走向的横向迁移与岩石圈尺度的深源迁移三大类。结合具体的实例分析,可初步归纳出纵向迁移(包括单向、双向、反复和跳跃式迁移等常见形式)、横向迁移和深源地震迁移的主要特征,并初步估算出了不同类型迁移的速度值,其中沿全球板块边界纵向迁移平均速度约为V=569 km/a,沿亚板块边界的平均速度约为V=120 km/a,沿大陆内部断裂带平均速度约为V=50 km/a。横向迁移相对比较复杂,初步发现在东亚存在两种速度分别为约20 km/a、50 km/a的迁移现象。而深源地震迁移速度的全球平均值大约为360 km/a。地震的纵向与横向迁移都存在不同层次和级别,也存在多种不同频率、能量与速度的形变波与迁移现象,这很可能是区域上大地震丛集活动过程中断层相互作用、地震应力触发和岩石圈尺度的形变波传播等因素共同作用的结果,而这种大空间尺度上的地震迁移现象的存在及其所具有的规律性特征,显然可为开展区域地震危险性分析提供新的思路和方法参考。
ASR法在井下矿山地应力测试中的应用前景分析
孙东生, 陈群策, 张延庆
2020, 26(1): 33-38. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2020.26.01.003
摘要 (32) HTML (9) PDF (3850KB)(8)
摘要:
现今地应力状态是井下矿山建设、巷道稳定性分析和冲击地压(煤与瓦斯突出)预测等方面的重要基础数据。目前井下矿山地应力测试主要以空芯包体解除法为主,实践中发现空芯包体解除应力计安装过程中,易出现不能与孔壁完全黏贴的情况,导致测试成功率较低且劳动强度较大。文章介绍了一种基于定向岩芯卸荷后非(滞)弹性恢复变形测量的近原位地应力测试方法(简称ASR法),并通过与水压致裂地应力测试结果对比,验证了ASR地应力测试方法的有效性。ASR法的可重复性结果表明,同一测点ASR地应力测量结果平均差系数最大为6.29%,验证了ASR地应力测量方法的可靠性。预期ASR法以其安全、高效且不受测量深度和测试环境限制等优点,在井下矿山地应力测试中具有广阔的应用前景。
断层附近地应力扰动带宽度及其影响因素
翁剑桥, 曾联波, 吕文雅, 刘奇, 祖克威
2020, 26(1): 39-47. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2020.26.01.004
摘要 (72) HTML (21) PDF (3232KB)(19)
摘要:
在建立正断层模型的基础上,利用三维有限元数值模拟方法研究了断层附近地层中的地应力变化规律。其结果表明,由于断层活动,在断层附近普遍发育应力扰动带;在应力扰动带范围内,地应力方向和大小发生明显的变化,断层中部附近应力值普遍较低,而断层端部的应力值通常异常增大。应力扰动带的分布范围主要受断层规模的控制,与断裂带的岩石力学性质、断层走向、断层面形态和边界应力条件等因素也密切相关。随断层长度和断距逐步增大,应力扰动带的宽度相应增加。断裂带的岩石越破碎,其岩石弹性模量越低,断层对地应力的影响宽度越大。断层走向与区域最大水平主应力方向越接近垂直、断距与断层长度的比值越大,区域内的差应力越大,则扰动带宽度与断层规模的比值也越大。选择渤海湾盆地BZ-X油田进行验证,在建立油田实际三维地质模型基础上,根据边界应力条件,利用三维有限元方法对沙河街组二段的地应力分布进行了数值模拟计算。根据断层周围的地应力变化,确定了应力扰动带的分布范围,断层附近应力扰动带宽度的分布规律与正断层模型分析结果相一致。
油气地质
塔河油田奥陶系储层构造应力场研究
刘佳庚, 李静, 苏玉亮, 范作松, 刘旭亮, 郭豪
2020, 26(1): 48-54. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2020.26.01.005
摘要 (36) HTML (10) PDF (8969KB)(11)
摘要:
油气储层构造应力场的分布特征,对油气运移、注采井网布置、储层改造等具有重要意义。为此,文章从塔河油田AD13井区的地质构造演化入手,基于油田测井资料,结合弹性力学及有限元理论,建立研究区地应力弹性力学计算模型,利用有限元软件对研究区储层地应力进行模拟研究,并将模拟结果与现场地应力实测值进行对比分析。结果表明,研究区最大水平主应力为102~130 MPa,最小水平主应力为87~110 MPa,均为压应力;研究区东部及南部最大水平主应力方向为北东向,西北部最大水平主应力方向为北东东向,西南部最大水平主应力方向为南东向,地应力大小及方向均与实际结果相符。研究结果可为研究区油气勘探开发工程提供科学依据。
基于FEMM-Fracflow研究缝洞型油藏中裂缝扩展问题
王慧, 刘泉声
2020, 26(1): 55-64. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2020.26.01.006
摘要 (25) HTML (3) PDF (4916KB)(6)
摘要:
在缝洞型油藏中,水力裂缝的偏转路径对石油的开采量有重要的影响。Hybrid Finite-element and Mesh-free Method-Fracflow(FEMM-Fracflow)数值模拟平台,通过数值实验,文章分析了缝洞型油藏中自然溶洞、水平地应力以及注水流速三种因素对水力裂缝偏转路径的影响。结果表明,在存在溶洞时,裂缝明显向溶洞方向偏转;在改变水平围压时,不施加水平围压条件下,裂缝明显偏向溶洞方向扩展,并且最终与溶洞连通;而在施加50 MPa水平围压时,水力裂缝偏向溶洞的趋势明显减弱;在改变流速时,当流速为0.05 kg/s,裂缝明显向溶洞方向偏转,而当流速为0.2 kg/s,裂缝向溶洞方向偏转的趋势则减弱。
巴彦浩特盆地东部坳陷石炭系流体势特征及油气运聚单元划分
薛明旺, 张坦, 丁文龙, 焦保程, 周志成, 杜晓宇
2020, 26(1): 65-73. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2020.26.01.007
摘要 (30) HTML (6) PDF (6231KB)(6)
摘要:
巴彦浩特盆地是油气勘探的重点,但其流体势特征及油气运聚单元始终未进行研究,限制了区域成藏研究及勘探目标的优选。文章探讨巴彦浩特盆东部坳陷石炭系流体势特征及油气运聚单元的划分,从油气运移动力学角度分析巴彦浩特盆地东部坳陷油气运聚规律及原因。以盆地主要成藏时期晚白垩世的构造演化活动为基础,结合该时期的构造格局,计算出巴彦浩特盆地东部坳陷晚白垩世时期石炭系流体势,明确流体势场表现出的油气运聚特征。结果表明晚白垩世时期石炭系总体上表现为自坳陷东部及南部向西部及东南部降低的规律,高势区分布范围较小,主体位于坳陷的东部及南部。在此基础上,可划分为3个油气运聚区8个油气运聚单元。上述流体势特征有利于油气长期运移聚集,较好的油气运聚单元是未来巴彦浩特盆地东部坳陷勘探的主要潜力区。
四川盆地富顺-永川地区五峰组—龙马溪组应力场模拟及裂缝发育区预测
任浩林, 刘成林, 刘文平, 杨熙雅, 李文研
2020, 26(1): 74-83. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2020.26.01.008
摘要 (41) HTML (22) PDF (7168KB)(12)
摘要:
岩石中构造裂缝主要受控于地层所处的区域构造应力场,地应力对油气的运移、成藏和分布有着重要的作用。通过应用ANSYS有限元数值模拟方法对四川盆地富顺-永川区块的五峰组-龙马溪组进行应力场模拟及分析研究、应用构造曲率法中的三点法对该层段页岩进行张裂缝发育情况预测研究、综合模拟结果与曲率计算数据对目的区域目的层段进行裂缝发育强度综合预测研究,结果表明富顺-永川区块五峰组-龙马溪组应力高值沿背斜走向分布的规律明显,研究区的东部及西南部的背斜应力值较其他区域背斜高;曲率高值沿背斜走向分布的规律明显,研究区东部及西南部背斜曲率值较其他区域背斜高;在现今应力的作用下,研究区背斜处裂缝发育程度较高,向斜处裂缝发育程度较低,研究区东部及西南部背斜裂缝发育程度较其他区域高。
应用盆地模拟技术评价西藏伦坡拉盆地油气资源潜力
汪锐, 伍新和, 夏响华, 李英烈, 曹洁
2020, 26(1): 84-95. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2020.26.01.009
摘要 (65) HTML (7) PDF (21335KB)(6)
摘要:
伦坡拉盆地是西藏地区唯一取得工业油流的含油气盆地,由于地质条件复杂,油质偏稠,导致油气勘探进展缓慢。为了明确盆地油气资源潜力,有效指导下一步勘探方向,文章结合新钻探及地震资料,运用盆地模拟方法开展埋藏史、热史及生烃史研究,计算了盆地古近系生烃量和资源量。结果表明伦坡拉盆地古近系生烃量为49.80×108 t,资源量为1.507×108 t。其中以蒋日阿错为最大生烃中心,生烃量20.93×108 t,资源量1.05×108 t,江加错和爬错北部为次重要生烃中心,生烃量分别为8.83×108 t和14.76×108 t,资源量分别为0.41×108 t及0.71×108 t。从模拟结果可知,蒋日阿错洼陷、江加错洼陷资源丰度相对较高,为油气资源富集有利区,爬错洼陷由于烃源和圈闭条件较差,目前仅发现罗玛迪库构造圈闭,资源丰度较低。应用盆地模拟明确了伦坡拉盆地油气资源构成和油气资源分布有利区带,为下一步勘探指明了方向。
准中4区块致密砂岩孔隙结构特征研究
刘惠民, 王学军, 杜振京, 唐东, 李静, 王昊
2020, 26(1): 96-105. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2020.26.01.010
摘要 (40) HTML (12) PDF (8583KB)(5)
摘要:
致密砂岩孔隙结构是影响储层物性、储集性能和渗流特性的主要因素,准确表征岩石的孔隙结构特征是储层评价的重要内容之一。为此通过岩心观察、CT扫描成像及其图像处理等对准噶尔盆地中部4区块董11井致密砂岩储层孔隙结构特征进行了定性及定量综合研究。研究结果表明,采用USM锐化、阈值选取及中值滤波法对微CT扫描灰度图像进行图像处理,可以更好地区分岩石内部骨架和孔隙的边界,提高了图像的分割精度;当数字岩心立方体模型边长在450体素时,孔隙度趋近定值;研究区致密砂岩储层储集空间主要以粒间孔隙和微裂隙为主,伴有少量的解理裂隙,孤立孔隙较多,孔隙形状复杂,分布不均匀;研究区致密砂岩连续截面面孔率分布不均匀,离散性强,在连续截面上面孔率频繁出现极大值与极小值(跳跃性较大),容易在流体流动的过程中产生压降过大,造成部分孔隙喉道堵塞;研究区致密砂岩储层孔隙大小分布不均匀,孔隙直径在15~35 μm之间,占总孔隙数的60%左右,其面积占18%;直径在50~200 μm的孔隙数量占总孔隙数的20%,其面积占比达60%,为油气赋存提供了有利的储集空间。
工程地质与地质灾害
沟谷地形参数对滑坡运动距离的影响研究
樊晓一, 张睿骁, 胡晓波
2020, 26(1): 106-114. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2020.26.01.011
摘要 (152) HTML (11) PDF (4221KB)(14)
摘要:
滑坡运动场地上的沟谷地形,对滑坡运动产生约束、偏转、导流、阻止等作用,导致了滑坡运动距离的差异。根据滑坡滑源区、运移区的运动方向与沟谷堆积区延伸方向的夹角,将沟谷型滑坡划分为沟谷顺直型和沟谷偏转型两种类型。通过建立滑坡体积、沟谷地形参数与运动参数的非线性回归模型,分析体积及地形参数变化率对沟谷型滑坡运动距离变化的影响特征。研究表明:随体积增加,沟谷顺直型和沟谷偏转型滑坡的运动距离差异逐渐增大。体积作为滑坡运动距离的显著性因素,其原因在于滑坡体积在数量级上的差异,而在同一数量级内,体积变化仅对沟谷型滑坡最大水平运动距离变化的影响最大;滑源区和沟谷堆积区坡度的变化对垂直运动距离和堆积区水平运动距离影响大于滑坡体积。偏转角度对沟谷偏转型滑坡运动距离的影响较小,其原因在于沟谷区地形坡度显著影响了偏转角度对滑坡运动距离的作用。研究结果为沟谷型滑坡的致灾程度评估提供了参考依据。
地震作用下高陡岩质斜坡动力响应规律研究
刘铮, 李滨, 贺凯, 高杨, 王晨辉
2020, 26(1): 115-124. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2020.26.01.012
摘要 (48) HTML (15) PDF (5031KB)(6)
摘要:
在西南山区高陡单面斜坡研究基础上运用FLAC3D有限差分法对双面斜坡的动力响应规律进行分析,研究了斜坡坡高、坡角及顶宽变化对响应规律的影响,结果发现:对斜坡输入不同中心频率Ricker子波时,坡体卓越频率整体处于1~4 Hz之间,且斜坡不同部位卓越频率不尽相同。从规律上看,坡高决定了斜坡动力响应的表现形式,体现在坡高较低时加速度放大系数等值线平行于坡底而增大后变为平行于坡面展布的闭合区域,反映在放大效果上即为加速度随坡高线性增加(坡高较低时),而后呈现增减反复出现的情况(坡高较高时);另外,坡角增大未影响斜坡动力响应的表现形式,仅改变了斜坡内部放大系数等值线的走向,使得陡倾斜坡加速度水平及竖向放大效果均大于缓倾斜坡。双面斜坡随坡形变化的动力响应规律与单面坡近乎相同,但由坡形改变所致地震波反射与折射现象使得双面坡对地震波的放大效果更加明显,表现为放大系数等值线密集程度增大,加速度较相同单面斜坡成倍增加。
第四纪与环境地质
河套盆地东部第四纪中晚期介形类特征及其沉积环境意义
吴利杰, 石建省, 张翼龙, 李政红, 王文中, 王丽娟, 于娟
2020, 26(1): 125-134. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2020.26.01.013
摘要 (58) HTML (10) PDF (3669KB)(9)
摘要:
根据河套盆地东部DTLC孔介形类组合及其岩性、岩相的分析,着重地探讨了该区第四纪中、晚期介形类的生物地层特征及其沉积古环境意义。研究认为:中更新世早期(Q21),未见介形类,以冲洪积沉积环境为主,兼有河湖交替演化;中更新世晚期(Q22),介形类生物组合为Leucocythere plethora-Eucypris inflate-Limnocyther dubiosa,推测为封闭性的半咸水、咸水湖相沉积环境,气候偏冷;晚更新世早期(Q31),介形类生物组合为Leucocythere plethora-Limnocythere dubios,反映了封闭性的半咸水深湖相沉积环境;晚更新世晚期(Q32),少见淡水介形虫化石,以Ilyocypris manasensis-Candoniella albicans-Cypria luminosa为组合特征,反映了以河流冲洪积环境为主;全新世(Q4)为河流沉积环境。通过河套盆地区域沉积环境的综合分析认为:中更新世晚期(Q22)至晚更新世早期(Q31),河套盆地为封闭性内陆湖盆,黄河为内流河;自晚更新世晚期(Q32)以来,黄河逐渐地转为外流河,河套盆地为外流湖盆。
基础地质
内蒙古霍各乞矿区含矿富石榴石岩晶体定量化结构分析及其意义
闫岩, 彭润民, 陈思雨, 陈军林, 秦翔
2020, 26(1): 135-150. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2020.26.01.014
摘要 (35) HTML (7) PDF (42943KB)(7)
摘要:
晶体粒度分布(CSD)是定量化分析火成岩和变质岩结构的重要手段。在变质岩中测量的CSD提供了有关变质过程中晶体成核和生长速率、生长时间的定量信息。文章选取内蒙古霍各乞二号矿床含矿富石榴石岩样品中石榴子石晶体为研究对象,在GIS软件和R语言的支持下,应用空间点模式分析、CSD分析、空间最邻近分析、空间多距离分析、Fry分析等综合方法,探讨了晶体空间数据和点空间数据表征的微结构变化特征,将CSD曲线分段变化记录的信息与地质演化历史联系起来。分段的CSD曲线记录了变质事件的叠加。不同形式的晶体粒度分布直接反映了区域变质岩与接触变质岩演化历史的差异。由于接触变质作用的高温阶段持续时间较短,因此产生的CSD曲线是线性的,不受退火的影响。而区域变质作用涉及长时间升温及其之后的冷却阶段,所以最初的线性CSD后来被退火改造为钟形曲线。含矿富石榴石岩样品的核密度和CSD分析结果显示了两个晶体群密度。分析认为一类晶体群可能与造山过程中的区域变质活动有关,另一类晶体群可能与大面积区域变质期后发生在特定位置的岩体侵入迅速升温的接触热变质事件有关。