新疆若羌县红柳沟Ⅰ号剖面新元古界成冰系冰沟南组硅质岩特征与沉积环境^*          下载免费PDF全文

钱一雄  李曰俊  储呈林  杨鑫  李王鹏  陈跃  马红强 《古地理学报》2021,23(4):668-682

新疆若羌县红柳沟Ⅰ号剖面出露厚约300 m的新元古界成冰系冰沟南组的细粒沉积物和碳酸盐岩等,并发现有沥青油气显示。通过厚160 m左右硅质岩剖面实测以及岩石学、地球化学等研究表明: 红柳沟Ⅰ号剖面中的硅质岩主要由石英、黏土构成,有微量的含铁、锰、磷的独立矿物;具有隐晶质、微晶石英和粗-巨晶石英“镶嵌结构”3种结构类型;硅质岩中SiO₂、Fe₂O₃、Ba和δEu_n值相对较高,Al₂O₃、MnO、MnO/TiO₂、U/Th和Sr/Ba值较低,∑REE、Sr/Ba、MnO₂/TiO₂和δCe_n值等呈现有规律的变化;δ³⁰Si值平均为-0.43‰(-0.8‰~0.3‰),$\delta^{18}O_{Snow}$值平均为20.42‰(16.0‰~26.0‰),估算的平均温度为90 ℃(52~127 ℃),指示了硅质岩具有多个沉积旋回,在海水与热水参与的大陆边缘盆地中沉积,并经历了早成岩期、浅埋藏期以及与多期走滑断裂活动有关的热流体与大气淡水的叠加改造。  相似文献   

行星地质工程原位测试方法     

陈薪硕  李守定  张晓静  魏勇  李娟  杨蔚  李晓  隋旺华  宋玉环 《工程地质学报》2021,29(5):1525-1544

作为行星地质学与行星工程学的交叉学科,行星地质工程学科直接支撑行星探测、行星科研站与基地建设、行星资源开发与未来人类移居,相关研究已迫在眉睫。与地球相比,行星地质体在物质、结构与环境3个方面存在较大差异,决定着行星地质体工程特性与地球具有很大的差别,开展行星地质工程原位测试是准确获取行星地质体工程特性的最直接方式。文章把月球探测和火星探测任务中地质工程原位测试方法分为5类:触探试验、铲斗试验、钻探试验、地球物理探测和摄影测量,分别分析了各类原位测试方法的原理与科学载荷,对比各种方法中不同测试仪器的差异;利用月球工程特性原位测试结果梳理总结了月壤工程特性,包括粒度分布、密度、孔隙比、抗剪性、压缩性和承载力,分析了月壤和火壤工程特性的变化规律,并指出了与地球土壤物理力学特性的差异;未来应以行星探测任务为载体,结合地面低重力模拟测试平台和物理力学本构理论研究,研制小型轻量、自动智能的工程特性原位测试科学载荷,获取更加准确的行星土壤和岩石的工程特性参数,支撑月球科研站、基地建设和火星取样返回等深空探测任务。  相似文献   

Sr和Yb两个元素对花岗岩理论的重要意义——花岗岩研究的哲学思考          下载免费PDF全文

张旗  焦守涛  刘惠云 《甘肃地质》2021,(1):1-15

花岗岩研究已有几百年的历史,可是花岗岩却没有形成自己独立的理论体系,也没有系统的花岗岩分类。花岗岩非常复杂,如何化繁为简,归纳出花岗岩最本质、最核心、最关键的标志,是一个非常棘手的任务。本文从哲学的角度出发,发现Sr和Yb可能是两个具有特殊含义的元素,特殊在于,它们不仅具有一般微量元素的特点,还具有特殊的功能,关键是它们的行为与花岗岩部分熔融后残留的变质矿物组成(如石榴石、斜长石等)有关。可能正是由于这个因素,才使Sr和Yb具有其他微量元素所不可匹敌的功能。本文按照Sr、Yb的排列组合提出了一个系统的花岗岩分类。对于花岗岩的地球动力学意义,学术界一直有争论,本文认为板块构造只能影响到大陆边缘,影响不到大陆内部。大陆演化研究最重要的任务是恢复大陆地质历史上的变化,如大陆地质演化不同时期曾经发生过的伸展和挤压(有的还有旋转,是挤压的副产品)、抬升和垮塌、造山与盆地、加厚与减薄等。如何识别上述变化及其过程,目前在方法学上还十分困难。依靠Sr、Yb及其与残留相平衡的理论则提出了一个方案,能够解决或大体解决上述问题。例如,埃达克岩(高Sr低Yb)代表加厚地壳,南岭型(非常低Sr高Yb)代表减薄地壳,浙闽型(低Sr高Yb)和广西型(高Sr高Yb)代表正常厚度的地壳,喜马拉雅型花岗岩(低Sr低Yb)代表中压与高压过渡的状况。因此,按照Sr和Yb的变化,即可大致恢复地质历史时期大陆地壳温压条件的变化,推测大陆地貌的变化(平原、丘陵、高原、山脉),探讨构造应力的变化(挤压导致加厚,伸展导致减薄)等。此外,不同类型花岗岩还与成矿有关,大体是:埃达克岩与金铜有关,南岭型与钨锡有关,喜马拉雅型与金有关,而浙闽型、广西型基本上是不利于成矿的。但是,实践中也有金铜钨锡在空间上共生的实例,则金铜与钨锡可能成因上或成矿时代上或控矿因素上有所不同。问题还很复杂,还有许多现象很难解释,笔者只是从宏观角度给出了一个思路,一个概念,很多细节并不清楚。研究表明,科学与哲学是密切相关的,哲学是科学的高度概括。本文尝试从哲学的角度对纷繁复杂的花岗岩进行归纳和简化,只是一个初步的尝试,还有更多问题需要认真研究。  相似文献   

川南地区龙马溪组页岩储层裂缝特征     

霍健  王星皓  罗超  黄浩勇  陈娟  尹超  赫建明 《工程地质学报》2021,29(1):171-182

我国页岩气资源储量巨大,四川盆地更是我国主要的页岩气产区。在页岩气勘探开发中一个重要指标便是裂缝,它承载着气体储存和运输通道两大功能。因此了解储层裂缝的微观性质对于判断储层含气量以及开采远景具有重要意义。本文以页岩气主要产区——川南地区页岩气气田泸201井的岩芯为主要研究对象,以手持显微镜、体式显微镜为主要观察工具,对岩芯进行了细观尺度下的观察,借助于图像软件对岩芯表面进行了图像重构,对储层裂缝的类别及特征、发育特征及矿物特征等进行了统计分析,并成功构建出研究区页岩岩芯二维裂缝模型。通过宏观到微观角度观察研究发现:(1)龙马溪组龙一1亚段1、2小层与五峰组页岩储层裂缝多为裂缝长度/岩芯周长小于25%的短裂缝,平均占比79.8%。(2)龙一1亚段1小层岩芯裂缝发育,其中以平行于层理的裂缝为主,龙一1亚段2小层天然微裂缝数量略低于1小层,而五峰组岩芯仅发现极少量微观可见的天然微裂缝。(3)岩芯表面观测到的主要矿物为黄铁矿、方解石。本文的主要创新点在于通过直观的方法对川南龙马溪组储层页岩的裂缝特征进行了统计分析,对于后续页岩气开采以及储层气体流动分析具有十分重要的意义。  相似文献   

一种节理围岩巷道开挖物理模型试验方法及其应用     

李光  马凤山  郭捷  雷扬  黄业强  刘爱民 《工程地质学报》2021,29(4):1010-1016

物理模型试验是研究矿山巷道开挖稳定性问题的重要方法,特别是对于深部节理岩体相似模型的制作,难度高,周期长,工艺复杂。为解决这一技术难题,提出了一套节理围岩巷道开挖的物理模型试验方法,依托金川矿区典型的菱块状围岩巷道进行了试验,详细介绍了模型搭建和开挖过程,并将模型试验与现场调查结果进行了对比,主要得到以下几点结论:(1)提出了一种浇-砌混合搭建方法,在模型内圈采用砌块堆砌的方式,外圈选择浇筑的方式,既能体现出节理围岩的结构特征,又能提高试验效率;(2)自主研制了一种巷道开挖装置,通过螺旋牵引拉出预埋模具的方式完成开挖,巷道成型好,扰动小;(3)以金川矿区巷道为原型进行的物理模型试验,真实还原了工程中巷道的变形破坏特征,证明了该方法的科学性、实用性和高效性,为类似模型试验的设计和制作提供了技术参考。  相似文献   

基于离散颗粒模型的岩体结构面动-静态刚度系数对比的数值模拟研究     

周剑  王彦兵  张路青  金永军  涂新斌 《工程地质学报》2021,29(1):25-33

岩体工程计算分析中结构面刚度系数是至关重要的力学参数,计算分析的精度和可靠程度与这个参数密不可分,结构面刚度系数取值仍然是一个难点。岩体中应力波传播至结构面处将会发生反射和透射现象,利用应力波透射系数可反演结构面动态刚度系数。本文从细观力学角度运用颗粒离散元方法,开发分段线性接触模型及应力波吸收边界模型,开展宏观岩体中应力波传播的模拟,结合准静态压缩试验模拟,研究了较为平直的岩体结构面分别在不同正应力条件下的动、静态刚度系数的变化特征。模拟结果表明:(1)利用C++语言开发的分段线性接触模型很好地实现了结构面非线性变形特征的模拟;(2)基于颗粒离散元方法能够准确地反映岩体中应力波传播规律,应力波通过不同刚度结构面的透射系数与理论解一致;(3)在离散颗粒模型中加入黏滞吸收边界条件很好地实现了在有限尺寸模型中远场应力波传播模拟;(4)在岩体模型中结构面接触部位运用分段线性接触模型,通过模拟应力波传播与单轴压缩试验分别获得了一致性较好的结构面动、静态刚度系数,结构面动/静态刚度系数之比值约为1.0。本文对岩体中结构面刚度的测试和取值具有重要的指导意义。  相似文献   

基于数字图像处理的矿物颗粒形态定量分析     

陈建湟  张中俭  徐文杰  李丽慧 《工程地质学报》2021,29(1):59-68

矿物颗粒形态的评价一般采用目估法在显微镜下观测岩石薄片,其评价结果受主观影响。本文利用岩石薄片显微照片,基于图像处理技术提出了矿物颗粒形态定量分析方法。矿物颗粒形态参数主要包括球度、凸度、长宽比、磨圆度等。该方法利用图像分割技术将显微照片中的矿物颗粒区分开,提取颗粒的像素轮廓坐标进行离散几何分析,计算矿物颗粒形态参数。特别地,由于磨圆度难以直接、准确地计算,本文总结前人经验,在傅里叶级数拟合颗粒轮廓的基础上,创新性地提出了棱角关键点识别和分组两步走的方法。本文分别计算了一组理论图形和一张岩石薄片显微照片的颗粒形态参数,验证了该方法的准确性和实用性。本文分析了图像分辨率R_e、颗粒轮廓的傅里叶级数拟合优度R2、棱角关键点分组系数α对颗粒形态参数计算结果的影响,发现:(1)球度、凸度、长宽比的计算结果基本不受R_e和R2的影响;(2)磨圆度的计算结果受R_e和R2的影响,建议颗粒最小外接圆直径像素数大于200 pixel,并且存在一个最优的R2范围,在这个范围内计算的磨圆度结果接近理论值;(3)当α精确到十分位时,初步分组时选取α=0.1最为合理。  相似文献   

西藏尼木1901年M63/4地震的发震构造探讨     

《地质力学学报》2021,27(2)

史料记载1901年4月26日西藏尼木发生M 63/4级地震,其发震构造尚未有报道,对其发震构造的厘定有助于理解尼木地堑群的地震复发规律,科学评价周边地区的未来强震危险性。遥感解译与地质调查表明,尼木地堑群内部的庞刚地堑西边界断裂长约30 km,走向近北西—北北西,以彭刚玛曲为界分为南北两段。北段断裂地貌线性特征显著,陡坎发育,断错了多级冰碛物及河流阶地。位移恢复结果显示,河流阶地垂直断距T0约1.0 m,T1约2.6 m,T2约5.0 m。南段断裂沿虾庆曲展布,地貌线性特征显著,陡坎发育,断错了多期冲洪积扇体。尼木县城北部发现断裂错动T2阶地剖面,显示该断裂延伸至尼木县城北部。根据位移-震级经验公式计算,庞刚地堑西边界断裂最新一次地震的矩震级约为MW6.8,这与尼木地震比较吻合。遥感解译、地质调查与震级表明,庞刚地堑可能为1901年尼木地震的发震构造。结合历史地震记录分析认为,尼木地堑群中各个地堑具有独立发生中强地震的能力,其地震复发模式及其与亚东-谷露裂谷南北两段的地震活动差异等尚需进一步研究。  相似文献   

基于岩石圈厚度和地幔横向黏度变化的地幔对流模型重估云南地区剪切波各向异性源的深度     

朱涛  马小溪 《地学前缘》2021,28(2):284-295

在已有模型的基础上,考虑岩石圈厚度和软流层横向黏度的变化,本文建立了更接近地球实际情形的地幔对流模型,然后重新推测了导致云南地区剪切波各向异性的软流层源的深度。结果表明:岩石圈厚度和软流层横向黏度变化对云南地区的软流层各向异性源的深度及软流层的变形程度和机制具有重要影响;软流层各向异性对云南西南部区域、东部区域北纬26°N以南和四川盆地及其西缘的剪切波分裂具有明显的贡献,它们分别位于90~180、170~330和200~320 km深度;在云南西南部区域和东部区域北纬26°N以南,导致剪切波分裂的软流层可能处于大剪切变形状态,主要受地幔流动方向/流动平面模式控制,而四川盆地及其西缘的则处于小剪切变形状态,主要受应变模式的控制。  相似文献   

基于高光谱技术的黑土地微量金属元素探测方法及地学意义     

王建华  左玲  李志忠  穆华一  周萍  杨佳佳  赵英俊  秦凯 《地质力学学报》2021,27(3):418-429

在土壤中重金属含量较低的情况下,重金属的高光谱特征响应非常微弱,不易构建精确的高光谱直接反演模型。为了解决上述问题,依据土壤化学变量间的理化性质,将重金属富集特征转移到与之相关的化学主量元素上,使重金属微弱的信息得以间接定量反演。文中以海伦市黑土土壤为研究对象,通过主成分分析、聚类分析确定了主量元素氧化铁（Fe₂O₃）与微量重金属As、Zn、Cd之间存在明显吸附赋存关系。选用偏最小二乘法构建了研究区氧化铁含量的最佳反演模型（决定系数为0.704,均方根误差为0.148,F检验为12.732）,并利用氧化铁与As、Zn、Cd之间的赋存关系,通过神经网络构建了氧化铁预测值与重金属真实值间的非线性拟合模型,得出As含量的拟合程度最高,Zn的拟合程度较好,Cd的拟合效果较理想,总体相关性分别为0.796、0.732、0.530。研究结果表明,基于氧化铁含量的间接预测模型能对微量重金属As、Zn、Cd进行较好的定量预测,为微量重金属含量的定量分析提供了新的方法参考,为高光谱遥感技术预测土壤重金属含量提供了依据,增强了土壤微量重金属反演可行性,对细化自然资源质量监测、深化开展地学系统综合分析与评价有重要意义。   相似文献