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2023年  第29卷  第2期

封面
2023年2期封面
2023, 29(2): .
摘要 (177) PDF (166KB)(40)
摘要:
目录
2023年2期目录
2023, 29(2): 1-2.
摘要 (161) PDF (408KB)(32)
摘要:
构造体系与构造地质
准噶尔东部晚古生代—中生代构造样式、变形序列及棋盘格构造的形成过程与机制
任新成, 修金磊, 刘林, 刘德志, 谭星宇, 张北航
2023, 29(2): 155-173. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2022113
摘要 (815) HTML (248) PDF (48193KB)(130)
摘要:

自晚古生代以来,准噶尔盆地东部经历了多期陆内变形事件的改造,形成了独特的棋盘状构造,其形成演化是中亚造山带陆内变形的一个缩影,但其形成过程仍处于争议之中。此次研究围绕准噶尔盆地及周缘地区的二叠纪至新生代的构造变形开展研究,结果表明准噶尔盆地东部变形的驱动力主要来自不同板块边缘的相互作用,尤其是来自特提斯构造域的影响。晚二叠世,准噶尔盆地遭受了近东西向的挤压应力改造,盆地整体发生变形,形成了一系列近南北向逆冲断层和褶皱,为准东地区乃至整个盆地的棋盘格构造奠定了基础。早—中侏罗世期间,准噶尔盆地及其周缘地区经历区域性伸展,在盆地东北、西北缘均发育重要的左行张剪性走滑变形,形成了大型的走滑双冲构造。晚侏罗世,准东地区经历近东西向缩短作用,导致了侏罗纪之前的地层再次发生近南北向褶皱,变形的动力则可能来自特提斯构造域的向北作用,使准噶尔盆地经历不同程度顺时针旋转。晚白垩世,准东地区经历近南北向缩短作用,导致了之前的近南北向褶皱和断层褶皱变形,准东的棋盘格构造样式最终定型。新生代晚期,准东地区受到印度-欧亚板块碰撞远程效应的影响,但是影响范围和强度相对较小。

能源地质
西巴伦支海盆地含油气系统分析与资源评价
李刚, 王宁, 张凯逊, 白国平, 贺昱搏, 胡靖靖, 孟秋含, 邱海华
2023, 29(2): 174-187. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2022134
摘要 (417) HTML (111) PDF (22896KB)(65)
摘要:

北极西巴伦支海盆地是全球最具勘探潜力的含油气盆地之一。基于IHS数据库最新资料,分析了该盆地油气地质特征,揭示了盆地油气分布特征,划分了含油气系统和成藏组合,评估了盆地资源潜力,并优选了有利勘探区带。研究表明,区域上西巴伦支海盆地已发现油气藏主要分布于盆地的西南部;层系上油气主要富集于侏罗系和三叠系储层,其已发现控制和探明(2P)可采储量分别占盆地总2P可采储量的72.6%和15.5%。盆地内主要发育2个已知的含油气系统,分别为侏罗系/三叠系复合含油气系统和二叠系/石炭系复合含油气系统。蒙特卡洛模拟评估出西巴伦支海盆地石油、天然气和凝析油待发现可采资源量(均值)分别为487.4×106 t、1375.6×109 m3和84.6×106 t,折合成油当量为1681.9×106 t,其中天然气占66.0%。综合资源评价结果和油气成藏条件地质分析优选出2个有利勘探区带,分别是盆地南部的侏罗系成藏组合有利勘探区带和三叠系成藏组合有利勘探区带。

北部湾盆地涠洲11A油田流一中亚段沉积储层研究
程岳宏, 李茂, 于兴河
2023, 29(2): 188-201. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2023011
摘要 (381) HTML (130) PDF (34952KB)(47)
摘要:

北部湾盆地涠西南凹陷涠洲11A油田流沙港组一段中亚段沉积岩性复杂,储层纵横向变化快,分布规模和连通性难以预测,严重影响油田开采效果。通过岩心观察描述、三维地震解析、岩石粒度、岩相、测井相、现代沉积类比分析研究认为,流一中亚段沉积流体作用控制着砂体及储层类型,其中辫状溪流底负载沉积(槽状交错层理砂岩相St、板状交错层理砂岩相Sp、沙纹层理砂岩相Sr)、砂质碎屑流沉积(块状层理颗粒支撑砾岩相Gmg、正粒序砂砾岩相Gn)与浊流沉积(正粒序水平层理粉砂岩相Fhn)可形成有利储层,主要分布于扇三角洲前缘辫状水道、辫流坝、河口坝和席状砂微相中;探讨了油田流一中亚段4个中期旋回沉积微相空间展布规律和几何形态;提出扇三角洲前缘5类8种砂体叠置模式、连通特征和成因机制,建立了储层概念模型和主力沉积微相宽度、厚度和宽厚比经验值,为油田后续开发井网部署提供科学依据。

地质灾害与工程地质
基于随机森林-特征递归消除模型的可解释性缓丘岭谷地貌滑坡易发性评价
孙德亮, 陈丹璐, 密长林, 陈星宇, 密士文, 李晓琴
2023, 29(2): 202-219. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2022128
摘要 (516) HTML (72) PDF (42802KB)(68)
摘要:

研究旨在基于随机森林-特征递归消除模型,通过SHAP算法(SHapley Additive exPlanation, SHAP)与部分依赖图(Partial Dependence Plot, PDP)对缓丘岭谷地貌区域进行滑坡易发性评价与内部机制解释,以期为地质灾害防治研究提供参考。利用优化随机森林算法对典型缓丘岭谷地区滑坡易发性进行研究,建立缓丘岭谷滑坡易发性评价模型;利用特征递归消除算法剔除噪声因子,选取地形地貌、地质构造、环境条件、人类活动5个类型16个因子构建重庆合川区滑坡致灾因子数据库;结合合川区754个历史滑坡点,利用随机森林算法对因子重要性进行排序,并根据专家经验法对研究区的滑坡易发性进行划分,将研究区的滑坡易发性分为极低、低、中、高、极高5个等级;应用部分依赖图对合川区滑坡发生影响大的因子进行解释和SHAP算法对个体滑坡进行局部解释。结果表明:与原模型相比,随机森林-特征递归消除模型测试集AUC值提高了0.019,证明了特征递归消除算法的有效性;训练集以及测试集的AUC值分别为0.769、0.755,具有较高的预测精度;缓丘缓坡地区在起伏较大地区滑坡密度较大,历史滑坡多集中于高易发地区;滑坡的空间分布具有不均匀性与复杂性,各致灾因子对滑坡发生的影响有着明显的区域特征与空间异质性,在缓坡丘陵地区多年平均降雨、高程、岩性3个因子对滑坡发生的影响最大;由SHAP算法对合川白塔坪上山公路滑坡事件进行解释,岩性与高程对滑坡起抑制作用,起伏度、坡度、归一化植被指数(NDVI)与POI核密度促进滑坡发生。综上所述,基于随机森林-特征递归消除模型在缓丘岭谷区滑坡易发性评价中具有较高的准确性,通过部分依赖图与SHAP算法对全局滑坡与个体滑坡发生的内在机理进行解释分析,有利于构建与完善不同地貌环境下滑坡易发性评价因子体系并探究滑坡内部决策机理,可为区域滑坡易发性评估与地质灾害防治提供参考。

河北高阳低凸起深部热储层回灌注水诱发断层失稳危险性探讨
朱思雨, 曹佳文, 丰成君, 王继明, 孟静, 戚帮申, 张鹏
2023, 29(2): 220-235. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2022093
摘要 (338) HTML (96) PDF (22377KB)(36)
摘要:

近年来, 注水诱发断层活化引发地震已成为深部地热资源安全开采面临的突出地质安全问题。河北高阳低凸起深部岩溶热储丰富, 区内分布多条隐伏断层, 研究旨在探明未来大规模开发高阳低凸起深部地热资源是否会诱发区内隐伏断层失稳破坏。研究基于华北地区综合地应力场, 利用莫尔-库伦准则计算热储区及邻区主要隐伏断层的初始稳定状态; 选用Hsieh and Bredehoeft水文模型计算代表性地热井回灌注水10~40年产生的超孔隙水压力值; 在初始稳定状态的基础上叠加该孔隙水压扰动, 采用断层滑动失稳概率评价方法, 分析长期回灌注水对断层稳定性的影响; 讨论断层走向与最大水平主应力夹角变化对断层滑动失稳风险的作用规律。结果表明: 高阳低凸起及邻区代表性地热井在170 m3/h注水速率条件下, 持续注水40年产生的超孔隙水压力值最大不超过11 MPa, 该扰动以注水井为中心向四周呈幂函数规律递减, 其影响范围不超过8 km; 持续回灌注水对高阳低凸起代表性地热井附近2 km范围内隐伏断层的稳定性影响显著, 部分断层滑动失稳概率超过85%, 具有极高的活化风险; 距离注水井2 km范围内不同走向的断层, 在单井回灌注水50年的作用下, 滑动失稳概率随断层走向与最大水平主应力夹角的减小而迅速增加。文章研究方法及相关成果可为国内外深部地热资源安全开发利用提供地质科学支撑。

天水市北山滑坡群发育特征及坡体结构分区
王浩杰, 孙萍, 张帅, 王涛, 任健
2023, 29(2): 236-252. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2022052
摘要 (750) HTML (209) PDF (77929KB)(110)
摘要:

天水市北山地处秦岭北缘山地与黄土高原过渡地带, 受强烈的内外动力耦合作用影响, 诱发了呈带状分布的大型滑坡群, 严重制约现阶段天水市区规划建设和灾害风险防控。此次研究在系统总结已有地质灾害资料的基础上, 利用空-天-地一体化综合勘察手段, 查明了天水市北山自西向东黄土厚度渐变特征、典型的斜坡结构类型及关键控滑地层, 系统分析了地震滑坡的发育特征、分布规律和几何学、运动学特征。结果表明: 天水市北山滑坡群沿藉河河谷北岸集中呈带状分布, 滑坡类型主要为泥岩滑坡和黄土-泥岩接触面滑坡, 多具有深层多级旋转-平移、多期次滑动的特征; 地层结构为上覆第四系黄土和下伏新近系尧店组和甘泉组河湖相泥岩、黏土岩, 坡体结构类型为顺层岩土质斜坡; 天水市北山的坡体结构自西向东可分为3个典型区段, 黄土厚度自西向东逐渐增大, 海拔高程和表观摩擦角东西部低、中部高, 滑坡后壁高度东西部高、中部低; 天水市北山地震滑坡具有低角度启动和远程运动的特征, 其等效摩擦系数(f)在0.21~0.28之间, 且东、西区段地震滑坡的运动性更强。

三峡库区溪沟湾滑坡的诱发因素及前期降雨影响
史学磊, 韩旭东, 杨秀元, 孙秀娟, 李严严
2023, 29(2): 253-263. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2022049
摘要 (419) HTML (107) PDF (14053KB)(106)
摘要:

多年来的监测数据表明溪沟湾滑坡加速变形时总伴随着季节性降雨和库水位变动, 难以辨别滑坡变形的主导诱发因素, 对风险分析带来了挑战。鉴于此, 论文首先采用邻域粗糙集模型中的属性约简算法, 对溪沟湾滑坡活跃区和非活跃区日变形速率与降雨、库水位和库水位变动速率因素之间的相关性进行了系统分析, 计算结果表明溪沟湾滑坡活跃区变形主要受过去7日降雨因素影响, 并与短期库水位变化率因素存在关联性, 滑坡非活跃区的微弱变形与过去3日库水位变化率因素存在关联性。然后, 结合滑坡变形特征, 研究发现诱发溪沟湾滑坡活跃区剧烈变形的过去7天平均降雨量在20 mm左右, 库水位下降因素对其变形存在影响, 但影响较小, 而溪沟湾滑坡非活跃区的微弱变形主要受库水位波动影响。最后, 通过对溪沟湾滑坡进行渗流-力学数值计算分析, 结果揭示了溪沟湾滑坡活跃区受长历时前期降雨作用的变形机理。数值分析过程中, 当降雨强度由1 mm/d增至20 mm/d, 降雨造成滑坡体内部孔隙水压逐渐增大, 内部水位抬升并不断向滑坡活跃区延伸, 导致活跃区滑坡体由稳定状态降至欠稳定状态, 进而引发溪沟湾滑坡活跃区变形加剧。此外, 数值模拟结果也表明库水位下降因素对滑坡活跃区内部渗流场影响较小, 对其稳定性影响有限, 而库水位变动对滑坡非活跃区内部渗流场影响较大, 说明滑坡非活跃区的微弱变形主要受库水位波动影响。论文针对溪沟湾滑坡变形诱发因素的综合分析结果, 有助于对该滑坡进行风险预警, 可将过去7日平均降雨量20 mm作为诱发溪沟湾滑坡活跃区剧烈变形预警阀值之一。

非线性混合模型的优越性及其在中国典型地震强活动区的应用
周汉杨, 杜建军, 张舒婷
2023, 29(2): 264-275. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2022038
摘要 (398) HTML (79) PDF (11368KB)(42)
摘要:

b值作为地震预报与危险性评价研究中的重要参数,受到广泛关注与讨论。通过非线性混合模型对中国地震目录数据库开展地震震级-频数分布拟合,并利用该方法计算得到的b值对地震活动进行分析评价。文章首先以中国26个地震带为研究区,收集1920—2019年的4.7级以上地震数据为完整地震目录,分别通过非线性混合模型与传统G-R模型进行拟合,并对比其效果;进一步以西藏地区为具体试验区,选择1920—2019年的地震目录数据,以10年为间隔,将非线性混合模型应用于西藏地区地震震级-频数模型的拟合。其次,利用矩震级与地震矩转换公式计算出非线性混合模型中的相关变量。最后,利用非线性混合模型对地震数据进行非线性回归分析。结果显示:当b值出现低值时,对应时间段前后有地震发生,b值较低时,发生的地震震级大、频次底;b值相对较高时,地震震级小、频次高。将非线性混合模型应用到中国及邻区完整地震数据中,能够对数据进行更加全面的分析,克服了传统模型方法对高震级和地震数据分析中的局限性,合理分析计算b值,进而增强对地震目录数据的分析和评价。

第四纪地质与环境
藏南裂谷区晚第四纪泉华的ESR测年适用性研究
王晟, 吕同艳, 吴中海, 白玛多吉, 叶强, 尼玛次仁, 沙龙滨
2023, 29(2): 276-289. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2023016
摘要 (404) HTML (129) PDF (16237KB)(77)
摘要:

藏南裂谷区泉华(硅华和钙华)是受区域构造运动控制的水热活动产物,其形成年代对研究该区域水热活动历史有着重要意义。电子自旋共振(ESR)测年法是一种测定泉华年龄的有效测年手段。但存在硅华样品成分复杂,其ESR测年信号具有混合叠加、相互干扰的现象,影响ESR信号的读取;且应用ESR测年法对藏南的钙华样品研究较少,不利于全面掌握藏南水热活动历史等问题。因此对藏南泉华样品ESR测年适用性的研究将有助于指导藏南地区泉华ESR测年的准确性,同时为开展区域构造活动研究提供扎实的年代学基础。该文选取藏南阿里—日喀则地区搭格架热田区的硅华样品和夏康坚温泉区的钙华样品,开展了泉华样品的ESR信号选取和附加剂量影响、钙华ESR信号热稳定性探究,进而得到相对准确的泉华发育年代。研究结果表明:搭格架热田区第三、四级阶地处硅华分别形成于81±16 ka、177±20 ka,夏康坚温泉区河漫滩和第一级阶地处的钙华分别沉积于106±32 ka、264±26 ka。辐照剂量方面,藏南泉华样品在0~7680 Gy范围内对人工附加剂量响应良好;温度方面,硅华受封闭温度影响较小,钙华g=2.0034心信号在20~250 ℃范围具有良好的稳定性,适合ESR测年。矿物结构方面,藏南钙华的矿物纯度、结晶程度较好,ESR年龄结果相对准确。

基础地质与区域地质
柴达木盆地北缘早二叠世凝灰岩的发现及其地质意义
刘佳, 钱涛
2023, 29(2): 290-300. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2023002
摘要 (516) HTML (123) PDF (28264KB)(81)
摘要:

柴达木盆地北缘地区是否存在早二叠世沉积记录依旧是一个悬而未决的问题。现有区域地质资料普遍认为二叠系并未沉积或已完全被剥蚀。这分歧起源于对现有的古生物化石形成年代认识的不同。此次研究对柴达木盆地北缘东段旺尕秀地区的石炭系克鲁克组和扎布萨尕秀组开展详细的野外地质调查和剖面实测工作,在东大沟剖面扎布萨尕秀组底部鉴别出数层凝灰岩,并采集锆石U-Pb年代学样品。通过锆石LA-ICP-MS U-Pb测年,首次获得295±2 Ma(MSWD=0.035)的高质量年代学数据。此次发表的数据,明确了柴达木盆地北缘早二叠世沉积地层的存在。该研究成果为后续柴达木二叠系含油气系统勘探提供了重要的基础地质资料支撑,并为今后开展石炭纪—二叠纪全球气候变化、海平面升降等方面的研究工作提供了重要的年代学约束。