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2017年  第23卷  第2期

特殊地区地质填图技术方法及应用成果专题
平原区浅表岩性模型构建——以1:5万生祠堂镇幅填图为例
赵增玉, 王伟, 李向前, 程瑜, 郭刚, 张祥云, 焦飞翔
2017, 23(2): 182-188.
摘要 (40) HTML (18) PDF (2786KB)(21)
摘要:
在1:5万平原区填图试点项目中,以生祠堂镇幅浅表地质填图为例,研究了该区浅表三维模型的构建。根据研究区遥感地貌特征,部署了15条北西向地质路线,以Eijkelkamp槽型取样钻为手段,揭露了研究区浅表 3~4 m范围内的沉积物特征,建立以DSI为关键技术的三维浅表模型构建的基本流程,将槽型钻岩性描述量化为空间属性点,并建立标准层位,对各层位分别进行属性插值,获取分层沉积物岩性三维模型,选取北西向AA'典型路线三维剖面,研究区域纵向沉积相的变化,以剥去耕植土后的河流相层为例,结合地貌特征,勾绘出本区地表岩性岩相界线。研究成果表明,三维浅表模型对于区域地质调查、地质图、岩性岩相图、全新世第四纪地质填图等均有重要的应用价值,并可应用于浅层地下水防污性能研究、土壤污染等地质环境问题研究。
新构造填图方法探索、应用与实践——以内蒙古呼勒斯太苏木图幅1:5万填图试点为例
贾丽云, 叶培盛, 张绪教, 何泽新, 杨星辰, 周青硕, 叶梦旎, 刘晓彤, 李成路, 吴泽群, 周维, 何祥丽
2017, 23(2): 189-205.
摘要 (25) HTML (21) PDF (6891KB)(9)
摘要:
新构造调查是研究地壳运动规律、地质灾害、环境地质和地壳稳定性评价等的基础,具有重要的理论和实际意义,是区域地质填图重点内容之一。内蒙古呼勒斯太苏木图幅1:5万填图试点区,位于阴山—河套盆地结合带,新构造活动频繁,地层结构复杂,构造地貌形态丰富,山前断裂广泛发育,是调查研究新构造运动的理想场所。本研究在前人区调方法理论基础上,针对新生代地层、断裂、构造地貌等不同的新构造填图对象,分别使用遥感解译+野外路线调查+剖面(含钻孔剖面)实测+年代学方法、遥感解译+野外追索调查+综合地球物理+地球化学+地质雷达探测+探槽揭露+三维激光扫描+年代学方法、遥感解译+野外调查实测+年代学等不同的技术方法组合进行了调查研究,并参照《区域地质调查总则》(1:50000)、《1:50000区域地质调查技术要求(暂行)》等有关技术要求,采用数字填图技术,将填图成果直观、丰富、详细的表达在地质图上,该新构造填图技术方法组合,不仅是对新构造填图方法的有效探索,也为其它地区新一轮大比例尺新构造填图提供了重要参考。
物探方法在强风化区填图中的应用探索
陈松, 陈长敬, 吴俊, 刘恋, 卜建军
2017, 23(2): 206-213.
摘要 (24) HTML (24) PDF (3404KB)(29)
摘要:
华南强风化区覆盖较厚,露头少,植被发育,通行困难,利用传统的地质填图方法很难有效查明风化覆盖层及其下伏地层、岩石、构造、矿产等地质特征。笔者利用浅层地震、高密度电法、EH4电磁成像等综合物探方法,对风化层厚度、基岩的岩性和产状、隐伏断裂等进行探测试验。通过对3种方法所得数据的分析和野外验证结果,了解了3种物探方法的有效性和适用性,初步总结了在强风化区填图运用多种物探手段填图的方法。
地质雷达探测技术在浅覆盖活动构造区填图中的应用——以宁夏青铜峡地区1:5万新构造与活动构造区填图为例
尹艳广, 施炜, 公王斌, 秦翔, 赵燚
2017, 23(2): 214-223.
摘要 (38) HTML (17) PDF (4077KB)(12)
摘要:
地质雷达探测以其分辨率高、定位准确、快速经济、灵活方便、剖面直观、实时图像显示等优点,成为地质调查中广泛使用的一种探测方法。本次宁夏青铜峡地区1:5万新构造与活动构造区填图中运用地质雷达探测技术对第四系和隐伏断层进行了探测。结果表明,40 MHz地质雷达可以有效地探测地表以下30 m内的第四系结构,可清晰地识别出3套第四纪地层。这一地层结构划分被第四系浅钻证实,其为第四系全新统灵武组,自下而上由泥岩、砂砾石层和含砾的砂或泥等3套地层组成。对测区主干断裂——柳木高断裂南段的地质雷达探测表明,断裂带表现为近地表发散向下汇聚的正花状结构,这与探槽揭露的特征一致,表明地质雷达探测可以准确标定隐伏断层平面位置与垂向精细结构。本次宁夏地质填图证实,地质雷达技术是浅覆盖活动构造区进行隐伏断裂调查和第四纪地层层序划分的可行、高效、便捷的技术方法之一。
新疆哈密地区砂岩地震波速的实验研究及其对特殊地质填图物性工作的启示
王怀民, 王红才, 殷昌吉, 李阿伟, 赵卫华, 杜威
2017, 23(2): 224-231.
摘要 (30) HTML (18) PDF (2028KB)(5)
摘要:
本文在特殊地质填图的过程中研究了哈密地区砂岩的地震波速,利用ZBL-U520非金属超声检测仪和Autolab2000多功能岩石物性设备,在0~200 MPa(约0~7000 m地下深度)下研究了密度、孔隙度和压力三个因素对砂岩地震波速的影响。研究发现:砂岩的波速与密度呈正相关关系,但与孔隙度呈负相关关系;纵波与密度和孔隙度的线性关系好于横波;波速与压力呈对数关系。此外,本文还分析了ZBL-U520与Autolab2000两种仪器测试方法的适用性。最后针对地质填图的特点给出建议:在特殊地质填图中,不仅要按照规范采集标本,测试其在常温常压下的岩石波速,还应该适当考察不同地层压力状态下的速度特征,才能更全面地认识填图区地震波的性质。
吐哈盆地硫磺山铜多金属矿床表生黄钾铁矾40Ar/39Ar定年及对风化、地貌演化及古气候的启示
杨静, 郑德文, 陈文, 武颖, 许英霞, 杨莉
2017, 23(2): 232-242.
摘要 (48) HTML (27) PDF (2757KB)(9)
摘要:
黄钾铁矾是干旱—半干旱地区硫化物矿床氧化带中一种常见表生含钾硫酸盐矿物,对其进行40Ar/39Ar年代学研究,不仅可以直接限定硫化物矿床次生富集的时间,还可以为区域地貌形成演化和古气候演变等重大地质事件提供关键的年代学信息。本文对中国新疆吐哈盆地硫磺山铜多金属矿床氧化带中三个表生黄钾铁矾样品进行了40Ar/39Ar定年,第一次获得了始新世的风化矿物的年龄。结合已发表的年龄数据显示:在吐哈盆地,海拔较高的矿床氧化带剖面(如硫磺山矿床)记录了基岩的持续和较完整的区域风化事件,这些老的风化年龄的存在证明了剥蚀并不是均匀的,即其地貌演化遵循的是斜坡后退模型。对于吐哈盆地的古气候,这些表生硫酸盐的年龄表明:始新世以来吐哈盆地曾多次出现过有利于化学风化和硫化物矿床次生富集的干旱—半干旱气候,且主要集中在以下几个时期:27.7~23.3 Ma、16.4~14.7 Ma、11~7.8 Ma,之后气候开始向极端干旱气候转变,4.1~3.3 Ma之后吐哈盆地可能已经流行大规模的极端干旱气候。
西南天山乌什北山地区逆冲推覆构造的识别及大地构造意义
查显锋, 陈锐明, 辜平阳, 胡朝斌, 庄玉军
2017, 23(2): 243-252.
摘要 (66) HTML (20) PDF (3703KB)(13)
摘要:
合理厘定西南天山构造属性,不仅对天山大地构造单元的准确划分具有重要科学意义,而且对中亚造山带的古生代构造演化也至关重要。通过对西南天山乌什北山地区的地质填图和构造解析,识别出5期构造变形,包括2期逆冲推覆构造。对主期逆冲推覆构造进行几何学、运动学研究表明,该逆冲推覆构造在空间上具有由北向南逆冲的运动学指向,并由北向南表现出由逆冲推覆构造的根带向前锋带变化的构造样式。根据逆冲推覆构造的物质组成及变形样式,认为西南天山乌什北山一带应属于塔里木板块北缘逆冲推覆构造带,从而为区域构造单元划分及西南天山晚古生代以来的构造演化过程提供构造变形方面的依据。
甘肃北山牛圈子地区志留纪骆驼圈西岩体的岩石成因及构造意义
余吉远, 计波, 郭琳
2017, 23(2): 253-263.
摘要 (33) HTML (16) PDF (3617KB)(6)
摘要:
北山牛圈子地区的骆驼圈西埃达克岩为过铝质钙碱性岩浆系列,具有高的SiO2(>57.94%)、Al2O3(>16.66%)和低的MgO( < 4.32%)含量, 较高的Na2O/K2O比值(>3.13),显示富钠的特征; 而在微量元素上,高Sr(589×10-6~1170×10-6),低Y (4.60×10-6~13.90×10-6)和Yb (0.43×10-6~1.32×10-6);轻重稀土分异明显(La/Dy)N=4.60~13.87、(La/Yb)N=7.17~20.58,Eu异常不明显(Eu/Eu*=0.85~1.32);富集轻稀土和大离子亲石元素,而亏损高场强元素Nb,Ta,Ti和重稀土HREE,与世界上典型的俯冲洋壳熔融形成的埃达克岩特征相似。结合区域上埃达克岩的研究成果和岀露的构造位置,以及与牛圈子蛇绿岩的关系,认为骆驼圈西埃达克岩是志留纪(U-Pb年龄为428.9 Ma)时期热的洋壳向公婆泉—东七一山早古生代活动陆缘带俯冲过程中部分熔融的产物。对该岩体的研究,为进一步研究北山造山带早古生代北山洋盆闭合和晚古生代北山洋盆重新裂开提供新的依据。
西南天山乌什北山高山峡谷地貌形成过程
陈锐明, 査显锋, 辜平阳, 庄玉军
2017, 23(2): 264-271.
摘要 (36) HTML (65) PDF (2537KB)(22)
摘要:
地貌演化过程受大地构造及其规律的控制。本文通过对西南天山乌什北山地区滚滚铁列克河第四纪沉积和侵蚀地貌的观测,结合已发表的地层年代学研究,恢复了中更新世和全新世两期侵蚀地貌演化过程。中更新世地貌切割深度达1870 m以上,远远大于全新世50 m的地貌切割深度,认为该地区的高山峡谷地貌形成于中更新世。西南天山普遍发育的中更新世褶皱冲断构造,造成山体快速大幅隆升,是乌什北山高山峡谷地貌形成的主因。褶皱冲断构造向盆地方向扩展,导致山体向盆地方向隆升幅度减小,揭示了乌什北山地貌演化的空间规律。西南天山第四纪构造隆升过程与地貌演化之间存在密切关系。
油气地质
致密砂岩多期裂缝形成机制及定量表征研究进展
孙志勇, 陈开远, 冯建伟, 隋淑玲
2017, 23(2): 272-279.
摘要 (21) HTML (6) PDF (2508KB)(8)
摘要:
致密砂岩油气是重要的非常规资源,裂缝作为主要渗流通道,其本身分布规律的复杂性以及多期发育和多期充填的特征,直接影响着裂缝预测的精度,目前尚缺乏一套全面解决构造裂缝定量预测的系统方法。因此,需要深入探讨多期裂缝的识别、充填过程和形成—叠加演化机制,建立合理的裂缝表征模型,以定量预测裂缝参数分布范围。在大量文献调研的基础上,本文认为致密储层裂缝研究主要涉及三个关键方向:通过野外露头和岩心观察,分析裂缝发育特征,结合构造演化和流体包裹体分析,确定裂缝发育期次;通过热液充填模拟实验和岩石力学实验,揭示裂缝充填机制,及其在多期应力作用下裂缝的萌生、扩展和叠加过程;采用实验统计方法,基于能量守恒定理和最大应变能密度理论,建立考虑裂缝差异充填的各向异性强度破裂准则,建立裂缝参数的定量表征模型。最终,本文形成和完善了致密砂岩多期裂缝演化及量化表征的理论体系,为此类油气田的勘探开发提供重要科学依据。
基于叠前地震全方位各向异性预测裂缝发育——以普光气田须家河组为例
熊金红, 陈岑, 曹占元, 谭先锋, 况昊
2017, 23(2): 280-287.
摘要 (38) HTML (23) PDF (3643KB)(14)
摘要:
本文首先建立正演模型,根据普光北部陆相须家河组地层特有岩性特征,针对不同角度裂缝进行模拟,得到沿裂缝方向振幅随着偏移距的增大而减小的规律;然后对叠前地震资料进行面元规则化、速度分析和叠前时间偏移叠加等处理,使之符合裂缝预测的要求;最后通过振幅随方位角的变化、频率属性随方位角的变化分析,反演得到须家河组储层裂缝走向和密度的数据体。以裂缝预测结果为指导,部署普陆1-2H井,并取得了良好的预期效果。
灾害地质
库水位升降速率对雅安双家坪堆积体滑坡稳定性影响模拟分析
李鹏岳, 巴仁基, 倪化勇, 王东辉
2017, 23(2): 288-295.
摘要 (25) HTML (12) PDF (2948KB)(3)
摘要:
水库蓄水后库岸边坡的稳定性一直是研究的热点,库水位周期性涨落使得坡体内部渗流场发生变化进而影响其应力场,应力场作用于岩土体产生变形,其中水库水位升降速率对滑坡稳定性的影响尤为显著。本文以瀑布沟水电站库区双家坪滑坡为研究对象,在调查分析的基础上,基于非饱和土力学理论,考虑水—土特征曲线与渗透特性,对库水作用下的双家坪堆积体滑坡稳态—瞬态进行渗流场—稳定性数值计算。运用GeoStudio软件中的seep模块模拟库水作用下滑坡体地下水变化,计算出不同库水位升降速率条件下堆积体滑坡内部渗流场的变化并将结果耦合至slope模块中进行稳定性计算,研究结果表明:水位抬升阶段,滑坡的稳定性表现为先升高再降低,且水位抬升速率越大,滑坡稳定性升高后衰减的程度越大;水位下降阶段,滑坡的稳定性表现为先降低再逐渐回升的趋势,且水位下降速率越大,滑坡稳定性下降后再回升的程度越低。该研究结果对于库区地质灾害防灾减灾、监测预警以及水库合理调蓄具有重要的意义。
基于Newmark模型的天水市北山地震黄土滑坡危险性评价
程小杰, 杨为民, 向灵芝, 张树轩, 李焕彬
2017, 23(2): 296-305.
摘要 (42) HTML (14) PDF (4450KB)(7)
摘要:
本文通过天水市北山野外调查和室内分析相结合的方法,开展基于Newmark累积位移法的地震黄土滑坡危险性分析。分析了研究区的孕灾背景,结合现有滑坡和不稳定斜坡的调查数据,在充分考虑了震源方位角和斜坡坡向角的角度关系基础上,对优势坡向角和劣势坡向角下的斜坡易发性进行分析计算,然后用回归方程求出PGA为0.3 g时斜坡的累积位移,最后计算出斜坡在地震荷载下的失稳概率。在此基础上,对北山进行地震黄土滑坡的危险性评价。分析结果表明:在Newmark模型的地震黄土滑坡危险性评估中引入斜坡坡向角和震源方位角关系,有利于提高小区域(大比例尺)风险评估的准确性。
基础地质
塔里木盆地腹地玛扎塔格地区新近纪砂岩组分和重矿物组合特征及物源分析
李钦, 刘健
2017, 23(2): 306-314.
摘要 (37) HTML (32) PDF (3390KB)(29)
摘要:
发育于塔里木盆地腹地——玛扎塔格地区的新近纪沉积地层出露良好,保存了其物源区造山带的隆升剥蚀信息。利用古水流、砂岩碎屑组构和重矿物组合特征等研究方法,结合研究区的区域构造演化,探讨玛扎塔格地区晚新生代以来古地貌格局及沉积物源区隆升剥蚀的沉积响应关系。结果表明该研究区的古地貌总体格局为西高东低,沉积物源在上新世早期之前主要来自于西昆仑造山带和帕米尔造山带,而到了上新世以来其沉积物源主要来自于帕米尔造山带,并且在上新世早期,物源区发生明显的构造隆升运动,更新世期间物源区出现快速隆升剥蚀构造事件。
地质力学研究及其应用
云南省大坪金矿控矿构造特征与找矿方向研究
张垚垚, 张达, 吴淦国, 狄永军, 刘军, 卜星辰, 李兴俭
2017, 23(2): 315-326.
摘要 (144) HTML (42) PDF (4665KB)(17)
摘要:
哀牢山金成矿带是我国最重要的喜马拉雅期金成矿带之一,大坪金矿是该成矿带内最具代表性的金矿床。本文在介绍该矿床地质特征的基础上,以矿田控矿构造解析、矿产勘查及成矿预测等相关理论与方法为主要手段,对大坪金矿区的地质构造格局、主要金矿带控矿构造类型及性质、主矿体空间几何形态及延伸特征、金矿体空间分布特征等开展综合调查及研究工作。研究认为小新街断裂为矿床的主要导矿构造,在小新街断裂左行走滑作用影响下形成的次级断裂系统为主要的储矿构造。在此基础上建立构造控矿模式,指出主要矿带深部及外围找矿方向及空间,为深部找矿验证提供科学依据。
三种典型岩石单轴抗压强度的尺寸效应试验研究
王连山, 孙东生, 郑秀华, 赵卫华, 李阿伟, 李全
2017, 23(2): 327-333.
摘要 (131) HTML (53) PDF (2375KB)(7)
摘要:
尺寸效应是岩石力学领域研究的难点与热点。本文利用自主研发的大尺寸刚性试验机,开展了最大样品尺寸为400 mm×400 mm×800 mm大理岩、闪长岩和凝灰岩的单轴抗压强度试验,从等高宽比条件下岩石强度的尺寸效应和不同高宽比条件下岩石强度变化两个方面开展了岩石强度尺寸效应研究,结果表明:相同高宽比条件下,岩石强度随样品尺寸的增大呈对数形式减小,且逐渐趋于定值;不同高宽比情况,岩石长宽为200 mm×200 mm,高度分别为200 mm,400 mm,600 mm和800 mm,岩石单轴抗压强度随高宽比的增加表现出先减小后增大的变化规律,对应的破坏形式表现为复杂劈裂、劈裂和剪切破坏。本文试验结果为丰富岩石尺寸效应研究提供了基础数据,同时对实际工程中岩体强度尺寸效应的修正具有一定参考价值。