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2024年  第30卷  第4期

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2024 年 4 期封面
2024, 30(4).
摘要 (99) PDF (1337KB)(193)
摘要:
目次
2024 年 4 期目次
2024, 30(4): 1-2.
摘要 (47) HTML (18) PDF (483KB)(170)
摘要:
构造体系与构造地质
川滇地块东部老鹰山的构造地貌特征及其揭示的地块隆升和旋转运动
徐琴如, 董有浦, 谢志鹏, 任洋洋, 李江涛, 曹登驰, 苏小龙
2024, 30(4): 535-546. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2023087
摘要 (621) HTML (75) PDF (7428KB)(114)
摘要:
印−欧大陆板块的碰撞与挤压造成了青藏高原的隆升和陆内变形，同时引起川滇菱形地块的侧向逃逸与旋转，目前针对川滇菱形地块中部和西部地区的旋转量已进行了大量古地磁研究，但对其东部地区的旋转研究相对缺少。由于河流地貌对地块的旋转量十分敏感，因此，研究利用30 m分辨率的数字高程模型（DEM）提取了川滇菱形地块东部老鹰山地区的22个流域盆地，通过分析其局部地形起伏比、河流纵剖面、河流陡峭指数以及流域方位角4个地貌参数来确定老鹰山地区的地块旋转量和隆升量。研究结果显示：老鹰山地区自晚中新世以来，隆升量约为358 m，隆升趋势为北高南低；河流陡峭指数值整体分布趋势由北向南逐渐降低，高值区主要分布在老鹰山地区北部，低值区主要分布在研究区老鹰山顶部以及老鹰山地区南部；同时根据流域方位角结果表明老鹰山地区旋转量为逆时针旋转15°左右。研究表明自晚中新世以来，川滇地块内元谋断裂以西受走滑断裂影响较小，主要为顺时针旋转；元谋断裂以东受走滑断裂等强烈的左行走滑影响，发生了逆时针旋转并伴随着差异隆升。
地应力与构造应力场
四川盆地华蓥山断裂带南段地应力方向的差异：来自钻孔成像测井的启示
唐荣, 李金玺, 罗超, 蔡鸿燕, 谢荣洁, 刘傲东, 公子龙
2024, 30(4): 547-562. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2023109
摘要 (501) HTML (43) PDF (6756KB)(86)
摘要:
华蓥山断裂带作为四川盆地内规模最大的断裂带，两侧地质构造存在较大差异，历史上该断裂带上频发5级左右地震，现今仍具一定活动性，扰动着盆地的地应力场。明确华蓥山断裂带的地壳应力状态可以提高对该地区活动变形、构造活动以及地震活动性的认识，并对后续华蓥山断裂带研究提供参考依据。在收集整理华蓥山断裂带南段8处钻孔测井成像（钻孔崩落与钻孔诱发张裂缝）数据基础上，结合中国现代地应力场和四川盆地东南缘的地震震源机制解数据对其地应力特征进行了综合分析。研究结果表明：华蓥山断裂带南段南部地区大多数钻孔的最大水平主应力为北西西—南东东向，与四川盆地区域应力场方向一致，仅1处钻孔的最大水平主应力呈北东东—南西西向；在南段中部地区钻孔的最大水平主应力均为北东东—南西西向，对比四川盆地区域应力场呈逆时针偏转。应力方向发生偏转主要是由华蓥山断裂带基底性质变化、构造应力和区域应力场的综合作用造成的。
能源地质
致密砂岩裂缝网络复杂性及其影响因素研究
刘圣鑫, 付汇琪, 冯兴强, 韩晓祥, 王炳乾
2024, 30(4): 563-578. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2023128
摘要 (542) HTML (71) PDF (4410KB)(81)
摘要:
裂缝网络分析在油气藏勘探开发过程中发挥着着重要作用，致密砂岩裂缝网络复杂性分析对水力压裂优化、裂缝网络预测、裂缝建模等具有重要意义。文章结合致密砂岩复杂的裂缝网络动态演化的实验研究，明确了裂缝网络的分形和多重分形谱特征，深入分析了裂缝网络的复杂性及其主控因素。通过岩石力学和X射线CT扫描实验确定了岩石力学和裂缝网络特征；通过扫描电镜实验、裂缝网络的分形分析定量化表征了致密砂岩微观组构和裂缝网络的分形特征。研究结果表明：致密砂岩的石英含量为 28.08～52.88%，黏土含量为11.54～25.45%，粒度为61.18～184.55 μm，孔隙度为8.125%～10.296%；单轴抗压强度介于69.09～188.33 MPa，弹性模量介于31.69～92.76 GPa；分形维数（DB）为1.28～2.35，谱宽（Δα）平均值为1.0851～1.3638。裂缝的萌生、扩展贯穿于应力–应变的全过程，裂缝网络的复杂性主要受控于致密砂岩的微观组构特征，并且具有明显的围压和尺度效应。三维裂缝网络的分形维数、多重分形谱的谱宽平均值可分别表征裂缝空间分布的复杂性和非均质性，两者之间具有相对的独立性。砂岩中石英、长石等脆性矿物含量越高、储层孔隙度越大、砂岩组成粒度越小裂缝网络分形维数越大，谱宽平均值越小；无围压情况下，样品裂缝网络的复杂性主要受控于微观组构特征，且随着轴向压力的增加而增加；存在围压的情况下，围压起主导作用，围压越大分形维数越小，谱宽平均值越大。而黏土矿物不利于复杂裂缝的形成；小尺度样品的分形维数和谱宽平均值大于尺度大样品的分形维数和谱宽平均值。砂岩的弹性模量和抗压强度与分形维数和谱宽平均值具有一定的正相关性。
四川盆地蓬莱地区埃迪卡拉系灯影组二段微生物岩储层成岩作用：对优质储层形成与演化的启示
王雅萍, 鲍志东, 张连进, 杨东凡, 文雯, 钟原, 唐攀
2024, 30(4): 579-594. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2024062
摘要 (204) HTML (61) PDF (6099KB)(56)
摘要:
四川盆地蓬莱地区埃迪卡拉系灯影组二段（灯二段）微生物岩广泛分布，被视为深层碳酸盐岩的潜在油气勘探目标。与常规的孔隙型和岩溶缝洞型优质储层不同，灯二段碳酸盐岩主要由微生物白云岩组成，其优质储层成因及成岩演化过程尚不清晰。研究基于野外露头和钻井取芯资料，结合岩石薄片、扫描电镜、阴极发光、CT扫描等测试手段，对灯影组微生物岩白云岩储层进行详细分析，旨在深入理解成岩作用对孔隙形成及优质储层发育的影响。研究结果显示，研究区微生物岩储层以低孔、特低渗，裂缝−孔隙（洞）型微生物石白云岩为主，储集空间以粒间溶孔、残余格架溶孔、粒内溶孔及中小型溶洞为主，并发育少量晶间孔及晶间溶孔；灯二段经历了多种成岩作用的叠加改造，其准同生溶蚀及早表生溶蚀作用是提高孔隙度的关键因素。研究成果加深了对四川盆地埃迪卡拉系微生物岩优质储层成因的认识，为四川盆地深层油气勘探开发提供了有益信息。
东营凹陷张性断层发育的生命演化阶段特征及其控藏作用
籍庆佳, 周维维, 韩润生, 胡阳
2024, 30(4): 595-608. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2023147
摘要 (262) HTML (35) PDF (3936KB)(66)
摘要:
断层从无到有的形成过程具有隐性、显性等多个演化阶段，而断层由隐性阶段的胚胎期到显性阶段末期的老年期等各个成长阶段的判别难度很大。针对这一问题，以渤海湾盆地东营凹陷为研究对象，应用物理模拟、数值模拟等方法重现控盆边界断层−陈南断层胚胎期到老年期的全生命阶段演化过程及各阶段的固有特征；在此基础上，定性、定量判识东营凹陷主要断层的相对年龄（Relative Age，RA）以及各年龄阶段的断层活动方式，建立其控藏模式。研究结果表明：东营凹陷张扭性断层可以划分为胚胎期（0<RA≤1，微裂缝或诱导裂缝带）、幼年期（1<RA≤2，断层核形成、裂面断续相连）、青年期（2<RA≤3，板状主断面贯通、清晰断距）、壮年期（3<RA≤4，断层核两侧破碎带形成、板状−铲式断面）、老年期（4<RA≤5，坡坪式断面、派生构造复杂）和消亡期（5<RA≤6，断层停止活动或者发生反转）6个阶段；断层的活动方式与断层年龄的持续时间和活动强度有着密切的关系，稳定、持续、高强度的断层活动方式有利于断层向老年期发展。断层控藏作用研究表明：胚胎期、幼年期断层主要控制油气圈闭，青年期断层主要控制砂体和储层分布，壮年期、老年期断层控制着烃源岩的总体展布范围以及油气的运移、聚集和逸散等过程。结合优势控藏要素、油气富集程度和油气聚集规模等因素进行断层控藏能力评价，陈南断层控藏能力等级为“强”。从断层生命发育演化阶段重新认识断层的控藏能力，将有力地推动和提升断层控藏的理论研究与成熟探区的勘探水平。
致密砂岩含油非均质性储层的野外实例三维数字模型和精细解剖−以鄂尔多斯盆地三叠系延长组安沟油砂露头为例
张小银, 詹容若, 段亮, 罗晓容, 魏荣浩
2024, 30(4): 609-621. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2024028
摘要 (233) HTML (60) PDF (5277KB)(50)
摘要:
由于缺少典型油砂露头，客观认识砂体内部受控于构型界面的储层含油非均质性受到制约，有效素材的缺乏一直阻碍着表征砂体内部含油非均质性及其与构型界面具体关系的认识。位于鄂尔多斯盆地东南部的安沟露头中致密砂岩含油非均质性表现明显，是储层含油非均质性和表征其与不同构型界面具体关系的有效素材。利用无人机多点位航拍对安沟油砂露头进行了三维数字露头建模，并对其三维数字模型进行了沉积−层序−成岩解剖，结果发现露头中原油充注仅分布于单层砂体内部，而砂体顶、底部并不含油。对实测剖面进行沉积相及层序地层分析，结果表明含油致密砂岩的沉积环境为曲流河水道，底面对应延长组7（长7）油层组和延长组6（长6）油层组界限的三级层序界面。砂体内含油非均质性与水道叠置、砂坝垂向加积和底形（交错层）构型界面关系密切。手持切割机对长7和长6油层组露头进行连续取样和岩石薄片镜下观察，研究发现单砂层顶、底和内部截然不同的结构、物性和成岩特征是造成安沟露头差异化含油的根本原因。安沟油砂露头的发现为客观认识砂体内部受控于构型界面的储层含油非均质性提供了难得的野外实例。该露头的详细解剖为致密砂岩储层含油非均质性明显受控于沉积作用和差异化的成岩作用提供了直接的地质证据。
渤海盆地秦南凹陷新生代以来构造−热演化史
高玉飞, 唐晓音, 杨树春, 赵欣妍, 胡圣标
2024, 30(4): 622-632. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2023168
摘要 (355) HTML (54) PDF (1182KB)(47)
摘要:
构造−热演化史是认识盆地形成及其动力学机制的重要窗口，也是烃源岩成熟生烃研究的核心问题。随着能源需求的增长以及陆地油气发现难度的增加，海域逐渐成为中国油气勘探的重要接替区与国家能源战略研究的重要领域。秦南凹陷位于渤海海域西北部，勘探前景良好，但勘探程度低，构造−热演化研究尚属空白。文章选取秦南凹陷3条地震剖面，建立25口人工井，进行了构造沉降史和热史模拟，恢复了秦南凹陷构造−热演化历史。研究结果表明：秦南凹陷新生代以来于孔店组—沙河街组四段沉积时期（65～42 Ma）、沙河街组三段沉积时期（42～38 Ma）以及东营组三段沉积时期（32.8～30.3 Ma）分别经历了3期裂陷拉张，总拉张系数为1.27~2.05；对应这3期拉张作用，秦南凹陷基底热流经历3期升高，在东营组三段沉积末期（30.3 Ma）基底热流达到峰值64.0~89.0 mW/m2，之后逐渐降低至今；秦南凹陷构造−热演化过程与断裂活动具有良好的耦合关系。研究获得的拉张系数、基底热流等参数对于了解渤海盆地构造演化的深部动力学机制以及指导研究区油气勘探具有重要意义。
地质灾害与工程地质
基于EEMD-CNN-LSTM的新型综合模型在滑坡位移预测中的应用
刘航源, 陈伟涛, 李远耀, 徐战亚, 李显巨
2024, 30(4): 633-646. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2023145
摘要 (854) HTML (140) PDF (6578KB)(105)
摘要:
滑坡位移预测是滑坡稳定性评价的重要环节。尽管基于深度学习范式的时间序列方法预测滑坡位移取得了一定的成果，但由于滑坡位移数据的非平稳性、周期性和趋势性变化特征，导致当前时间序列模型的滑坡位移的多变量预测容易过拟合。为解决这一问题，针对滑坡位移数据的波动性和由周期项与趋势项位移叠加组成的特性，提出一种基于孤立森林(Isolation Forest，IF)异常检测、集成经验模态分解(Ensemble Empirical Mode Decomposition，EEMD)、卷积神经网络（Convolutional Neural Networks，CNN）和长短期记忆神经网络(Long Short-Term Memory，LSTM) 相结合的滑坡位移预测模型。选择三峡库区以降雨为影响因子的阶跃型白家包滑坡为研究对象，引入IF算法对滑坡原始位移数据进行异常检测，使用EEMD方法提取滑坡趋势项和周期项位移，通过CNN捕捉局部周期项和趋势模式，并基于LSTM模型预测总体位移。结果表明，EEMD-CNN-LSTM在预测降雨情况时滑坡总体位移的均方根误差（RMSE）、平均绝对误差（MAE）、评价绝对百分比误差（MAPE）和决定系数（R2）4种指标分别为0.4190、0.3139、0.2379和0.9997，前3种精度评价指标较现有模型分别提升32.3%、25.1%、7.3%。相较于传统的LSTM模型、随机森林方法和EEMD-LSTM方法，EEMD-CNN-LSTM模型在有、无降雨这一外部影响因素下具有显著优势，能够较大地降低过拟合，提高预测的准确性。
郑州市西部山地丘陵区地质灾害发育特征及危险性评价
张建羽, 吕敦玉, 刘松波, 王翠玲, 孟舒然
2024, 30(4): 647-658. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2022116
摘要 (373) HTML (55) PDF (4241KB)(116)
摘要:
郑州市西部山地丘陵区地质环境条件复杂，崩塌、滑坡及泥石流等地质灾害频发，尤其是2021年“7·20”特大暴雨引发了大量地质灾害。地质灾害危险性评价主要采用单一方法进行，存在评价准确性略低等问题。通过对研究区地质环境背景、地质灾害分布特征的分析研究，选取坡度、地貌、工程地质岩组、高程、距断裂距离、距河流距离、24 小时最大降雨量和人类工程活动强度8个评价因子，采用加权信息量法，对研究区进行地质灾害危险性评价。结果表明：低、中、高危险区面积分别为1387.14 km2、1803.18 km2、1066.47 km2，分别占总面积的32.59%、42.36%、25.05%，地质灾害点的空间分布与地质灾害危险性评价结果基本一致，利用受试者工作特征（ROC）曲线检验评价结果合理，研究结论可为郑州市西部山地丘陵区地质灾害防治提供准确的依据。
涪江源区韩家沟泥石流防治工程改进前后危险性分析
唐海兵, 吴建军, 张春山, 杨为民, 渠敬凯, 马思琦, 徐传成
2024, 30(4): 659-672. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2023097
摘要 (339) HTML (42) PDF (13672KB)(51)
摘要:
为了降低涪江源区左岸韩家沟泥石流的危害，文章采用遥感解译、野外调查、FLO-2D数值模拟等手段，查清了韩家沟泥石流特征及其防治现状，认为现有防治工程不能满足防灾需求，并据此提出改进的防治工程，对不同降雨频率下防治工程改进前后的泥石流危险性进行了研究，并分析改进防治工程的有效性。结果表明：韩家沟位于“8·8”九寨沟地震扰动区，震后泥石流物源丰富，导致每逢强降雨时泥石流频发。在10年一遇降雨频率下，丰河村及平松路均处于低危险区，现有防治工程可有效防治泥石流灾害；在50年一遇降雨频率下，丰河村处于泥石流高危险区，泥石流冲出排导槽，冲毁平松路，现有防治工程不能满足要求。采用多级拦挡坝、排导槽截弯取直等改进的防治工程后，可有效预防泥石流对沟口下方承灾体的损害，泥石流堆积方量减少50.2%，堆积面积减少86%，高危险区均位于排导槽内，治理效果显著。
第四纪地质与环境
新生代亚洲季风的演化过程
林旭, 吴中海, 董延钰, 谢远云, 刘海金, 李兆宁
2024, 30(4): 673-690. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2023093
摘要 (515) HTML (51) PDF (3727KB)(109)
摘要:
陆地和海洋热容量差异会引起风向和降水发生季节性反转形成季风气候。亚洲是世界上季风气候最典型的区域，同时也有最多的受季风气候影响的人口。季风带来的强降水容易诱发多种次生灾害，严重影响着区域内人类社会生产、居住的安全，因而认识亚洲季风的形成过程至关重要。利用将古论今的地学思想，文章旨在阐述亚洲季风的组成，列举影响亚洲季风形成、演化的主要因素，总结亚洲关键地点的沉积记录显示的南亚季风和东亚季风的演化期次。结果表明，在古近纪，印度板块与亚洲大陆南缘发生碰撞，改变了亚洲的海陆分布，导致青藏高原发生初始隆升，南亚和东亚均出现季风性气候。但此时的东亚地区依然主要受行星风系的控制，东亚季风处于孕育阶段，仅呈条带状局部分布在华南板块的南缘，而南亚季风的覆盖面积相对广泛。这可能主要是因为东亚地区的边缘海打开时间明显要晚于南亚地区海陆分布出现的时间。但随着青藏高原在中新世整体隆升并接近现今的海拔高度，亚洲季风全面进入增强阶段，强烈影响区域内的地质演化过程。自中新世中期以来，由于受控于青藏高原隆升、南北极冰盖的发育，亚洲季风经历了多期次的稳定发展阶段。研究成果为科学合理利用季风开展亚洲系统地球科学研究提供了参考。
莱芜盆地岩溶地下水富集规律
李波, 于大潞, 王楠, 毕雯雯, 高帅, 胥芹, 王昱玮, 侯芃
2024, 30(4): 691-702. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2023166
摘要 (365) HTML (42) PDF (2613KB)(55)
摘要:
基于在莱芜盆地开展的水文地质调查与泉水保护工作，通过资料收集、野外地质调查、水文地质钻探及岩矿测试，对区内碳酸盐岩岩溶发育特征及富水规律进行研究。结果表明：莱芜盆地碳酸盐岩分布受构造控制明显，集中分布在盆地南部，呈单斜状产出，在盆地北缘、东缘地区零星分布；岩溶发育受地层岩性、地质构造、地下水动力条件及岩浆侵入等多因素影响；地表岩溶形态以溶沟、溶槽为主，地下岩溶以溶蚀裂隙、溶孔溶洞为主，主要发育400 m以浅；岩溶水主要富集在多期构造断块区域、阻水断裂形成的上盘、地下水承压排泄区及莱芜矿山背斜两翼岩溶发育区。研究结果可为鲁中南缺水山区地下水资源开发与利用提供科学技术支撑。
成果快讯
海南岛东部黄竹岭地区发现榴辉岩
刘晓春, 胡娟, 郑光高, 田园, 陈龙耀
2024, 30(4): 703-704. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.20243003
摘要 (172) HTML (69) PDF (1774KB)(64)
摘要:

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