岩溶古地震遗迹的初步研究

笔者 1999— 2 0 0 3年在华北太行山区和北京地区多次进行洞穴调查 ,发现很多古地震遗迹。文中论述了岩溶古地震研究的原理与依据 ,以及岩溶古地震遗迹的主要特征与岩溶古地震标志 ,对辨别洞穴正常岩溶现象与岩溶古地震遗迹的问题提出了新的方法 ,指出了在岩溶古地震调查时应注意的问题     

基于3D-FEM的洞穴型地层双侧向测井数值模拟及响应特征研究

洞穴型碳酸盐岩储层非均质性强、电测井响应复杂、测井识别和表征难度大,利用数值模拟方法明确该类储层的电测井响应特征,可为洞穴识别与评价提供理论依据.本文基于三维有限元素法(3D-FEM),引入边界局部加密技术,实现对复杂球形洞穴的精细刻画与响应精确计算;对比分析井眼钻穿型洞穴和井旁洞穴的双侧向测井响应特征和敏感性,进而考察双侧向测井对两者敏感范围的差异.结果表明:洞穴的存在导致双侧向测井响应明显降低,受洞穴边界及仪器探测深度等影响,井眼钻穿型洞穴双侧向测井曲线复杂,而井旁洞穴曲线呈"抛物线"型;双侧向测井对井眼钻穿型洞穴的敏感性远大于对井旁洞穴的敏感性,深侧向和浅侧向测井最大可对洞穴边界距井壁0.5 m和0.3 m的井旁洞穴敏感.     

塔河油田五区奥陶系碳酸盐岩岩溶地层测井响应特征

溶蚀孔洞是塔河油田奥陶系碳酸盐岩的主要储渗空间,因此研究碳酸盐岩岩溶测井响应特征以弄清其发育规律具有重要意义.在分析研究区内的岩溶地质特征之后,根据钻井揭示的岩溶型储集层,对岩心、测井特征进行了对比和归纳梳理,进而提炼了奥陶系岩溶发育带的测井响应特征.结合前人对岩溶风化壳发育的控制因素和分布特征的研究,依托岩心和成像测井资料刻度的岩溶带常规测井响应特征,在垂向上将岩溶层划分为表生岩溶带、垂直渗流岩溶带和水平潜流岩溶带,并对其分布规律进行了研究.结果表明:研究区地表岩溶带较发育,且基本属于未充填-半充填,是有利储集层发育的层位;潜流岩溶带不甚发育,基本被充填.总体上看,自东南向西北,溶洞发育带的分布密度逐渐增大,表明古岩溶作用的强度向西北方向逐渐增强.     

太湖湖西洞天福地

太湖湖西苏皖浙交界地域，晚古生代－早中三叠世纪沉积的石灰岩发育，厚度大，质纯，加民滨临太湖，具有优越的地理和气候环境，因而形成数十个岩溶洞穴。著名者有：宜兴南部善卷洞、张公洞、灵谷洞、幕蠡洞，广德北部太极洞和湖洲以北黄龙古洞和黄龙宫等洞天福地。     

雅鲁藏布江大峡谷入口河段最近两期古堰塞湖事件的年龄

在雅鲁藏布江大峡谷入口河段,分布着多级含湖相沉积的阶地,在河床下还埋藏有巨厚的河湖相覆盖层。通过对阶地沉积和河床覆盖层浅部沉积物的光释光和14C测年,初步建立了河谷上部沉积的地层年代学框架,揭示出雅鲁藏布江大峡谷入口河段在末次盛冰期以来至少发育2期古堰塞湖(古堰塞湖Ⅰ,古堰塞湖Ⅱ),其沉积年龄分别为7~9ka、20~30ka,并形成2级连续的海拔高度分别为2906~2 956m、3100~3 060m的堆积阶地(T1,T2)。古堰塞湖的沉积时间与青藏高原地区末次冰期冰盛期和全新世早期低温事件相对应,推测是南迦巴瓦峰西坡的则隆弄冰川活动形成冰川堰塞坝堵塞河道的结果。古堰塞湖Ⅰ分布范围较小,在大渡卡—米瑞发育湖相沉积,湖尾大致在米林县城附近,沉积厚度5~8m。古堰塞湖Ⅱ发育范围较广,湖相沉积在大渡卡—卧龙均有出露,湖尾大致在朗县附近,最大沉积厚度超过100m。古堰塞湖Ⅱ被后期河流冲刷,可形成1~3级次级阶地。     

地质雷达探测岩溶洞穴物理模拟研究

岩溶分布十分广泛,地下岩溶洞穴严重威胁着工程建设和人民的生命安全.了解岩溶地区的地质构造和岩溶发育规律,准确勘查地下岩溶洞穴,为各部门的工程设计与施工处理提供可靠的依据显得十分重要.地质雷达是采用高频电磁波、宽频带短脉冲和高速采样技术的一种新型的物探方法.由于该方法具有工作效率高、分辨率高和异常图象直观等突出优点,因此,该方法广泛应用于工程勘察中.多年来,在中国的铁路、公路、电站和机场等工程建设中,我们应用地质雷达方法作了大量的试验研究和生产工作,采集到了一些具有代表性的地下溶洞、溶缝和岩溶破碎的雷达图象,也积累了地质雷达探测地下岩溶洞穴的一些重要经验.本文从地质雷达探测地下岩溶洞穴的基本原理出发,从理论上对溶洞、溶缝和破碎带等的雷达图象进行模拟计算,提出了常见的地下岩溶异常的基本雷达图象特征,再结合典型的地质雷达图象实例,阐述了地下溶洞的埋深、规模、空间分布形态等判识方法.     

渤海湾盆地东营、沾化凹陷早第三纪同沉积断裂作用对沉积充填的控制

渤海湾盆地东营和沾化凹陷是胜利油田的主要勘探和开发区. 早第三纪沉积充填的综合研究表明, 同沉积断裂及其组合样式对盆内沉积体系域的发育分布起到重要的控制作用. 盆地的充填序列和演化反映了幕式断陷作用的总体控制. 长期活动的同沉积断裂形成古地貌上突变的断裂坡折带或断坡带, 构成古构造单元和沉积相域的分界并控制着沉积相带的总体展布. 凹陷中部的洼陷边缘断裂坡折带常常控制着粗碎屑沉积体系的沉积中心, 特别是低位域三角洲或湖底扇的发育和分布, 是盆内寻找砂岩油气藏的最有利区带. 同沉积断裂具有多种组合样式, 包括平行或雁行状断裂系、梳状断裂系、帚状断裂系以及断裂调节带等, 形成特定的构造古地貌, 制约着沉积物的分散过程和砂体堆积. 揭示同沉积断裂(坡折)带的活动和分布, 再造各沉积期的构造古地貌, 是进行沉积体系和砂体分布预测的关键.     

碳酸盐岩洞穴型储层双侧向测井数值模拟和响应特征(英文)

洞穴型碳酸盐岩地层具有显著的非均质性和测井预测难度大的特点,如何利用双侧向测井对识洞穴进行准确识别与定量评价,是当前的一个研究难点与热点。利用数值模拟方法计算电测井响应,可为洞穴识别与评价提供理论依据。本文根据双侧向测井原理,采用有限元素法,研究了球状洞穴模型的测井响应特征,并考察了不同尺寸的洞穴对电测井响应的影响;然后,系统研究了不同充填程度的洞穴模型的测井响应,得出了电阻率与充填程度之间的关系;最后,研究了洞穴中充填泥质、灰质、砾岩和砂泥岩薄互层等多种充填物的测井响应特征。研究结果对碳酸盐岩洞穴型储层的识别与评价具有较高的应用价值和研究意义。     

古生物学研究成果丰硕

作为国家级的地学类博物馆,近十年来,中国地质博物馆古生物学研究主要集中于古昆虫学研究、木化石和古脊椎动物学等三个研究方向,发现了中国石炭纪个体最大的昆虫化石,首次发现许多化石木科,在宁夏、甘肃、河南、山东等地的古脊椎动物研究也取得了重要的进展。首先在古昆虫学研究方面,开展了石炭纪蜻蜓目和蜚蠊目昆虫化石的研究,发现了(复原后翅展可达40cm)和最早的蜚蠊化石,对有翅昆     

塔河油田碳酸盐岩洞穴型储层充填性质常规测井表征

塔河油田奥陶系洞穴型储层是该区最重要的油气生产层段,对于洞穴型充填物性质和充填程度的判断是评价该类储层是否具有储集空间和有效性的关键.由于充填特征的复杂性,使得利用常规测井资料评价洞穴型储层充填特征仍然面临着巨大的困难.本文通过分析塔河油田洞穴型储层不同充填物、不同充填程度的洞穴在常规测井、成像测井的测井响应特征,结合钻井、录井等方面的响应,利用泥质含量(Vsh)-浅侧向电阻率(RS)交会图识别洞穴充填物性质,包括:未充填,机械沉积、重力崩塌堆积和化学沉积物.由于研究区以机械沉积充填为主,利用无铀伽马(Kth)对洞穴型储层充填程度进行定量计算,提出了适合研究区储层洞穴充填程度计算的相关公式,提高了洞穴型储层充填程度的测井评价精度.对塔河奥陶系洞穴型储层93层进行解释,其中洞穴充填物性质识别准确率为86%,洞穴充填程度表征的准确率为92%.     

北华北中上元古界烃源岩发育环境及其控制因素

海相烃源岩发育机理问题制约了我国油气勘探产业的发展. 中上元古界洪水庄组、铁岭组和下马岭组是北华北地区重要的烃源岩, 查清其发育环境及其控制因素具有重要的科学理论和油气勘探意义. 基于沉积学(层序地层学)、古生态及沉积地球化学探讨了烃源岩沉积古地理及其发育模式. 研究表明这些烃源岩中有机质富集的主控因素包括适宜的古地理位置、中低纬度区的生物勃发事件、水底缺氧环境、沉积物中磷组分的富集以及粘土矿物在海相碳酸盐有机质富集保存过程中的赋存驻留作用.     

热力学和动力学双重控制下的大气降水溶蚀-充填机制

受构造抬升运动的影响,塔里木盆地奥陶系碳酸盐岩多次暴露至地表遭受大气降水溶蚀改造,形成丰富的岩溶孔洞型油气储集空间．但钻井表明许多大型岩溶洞穴、小的孔洞、裂缝等遭受方解石的充填,造成储集性能变差．塔北地区奥陶系岩溶孔洞中所充填的方解石具有非常轻的氧同位素组成和高的^87Sr／^86Sr比值,其δ^18OPDB位于-21．2‰--13．3‰,平均值为-16．3‰,^87Sr／^86Sr比值位于0．709561—0．710070,平均值为0．709843．同位素组成表明岩溶孔洞中所充填的方解石与大气降水有关．理论分析表明,大气降水对碳酸盐岩的溶蚀和充填作用受热力学和动力学双重机制控制．碳酸盐岩溶解的热力学因素决定大气降水在从地表向地下流动过程中对碳酸盐岩具有从溶解到饱和再到沉淀充填的作用特征,即地表之下大气降水对碳酸盐岩溶蚀作用发育的深度具有一定限度,而不能无限制的向深处发展;碳酸盐岩溶解的动力学因素控制着岩溶作用发育的强度、深度和广度,即岩溶作用还受地形地貌、气候、断裂／裂缝发育程度等多种因素制约．在热力学和动力学因素共同控制下,大气降水对塔里木盆地奥陶系碳酸盐岩的岩溶作用仅在不整合面之下一定深度（多数200m）范围内发生,再往深处则会沉淀碳酸盐岩矿物,从而造成对已有空间的充填作用．     

中国南沙美济环礁中微生物碳酸盐沉积及其环境意义

位于中国南沙群岛中的美济礁是由珊瑚礁环围绕泻湖形成的. 在珊瑚构成的礁环上既有突起的小珊瑚岛(在礁环上的小补丁礁)也有低缓的礁沙丘, 微生物碳酸盐沉积发育在环礁底部周围和斑块礁塔的珊瑚上或礁沙丘的珊瑚断枝上, 生长形式主要为绒毛状、发状或细刺状、胶块状、席状或结壳状, 一般发育在0~15 m水深环境中. 这些微生物沉积可能是由丝状蓝菌的自然种群经钙化后形成. 它们的生长位置: (1) 与Acropora共生的球茎状珊瑚上; (2) 块状的Galaxea fascicularis丛体上; (3) 死亡的Montipora digitata丛体上; (4)死亡的Acropora teres上, 一些发状的微生物碳酸盐沉积覆绕这些珊瑚断枝生长. 研究证实了微生物碳酸盐沉积在中国南海珊瑚礁沉积中的发育, 显示出微生物作用过程在现代珊瑚礁系统形成中的重要性. 其研究结果对确定地质时期形成微生物岩(microbialite)的微生物的特征和成分, 以及对评估现代珊瑚礁中的微生物碳酸盐沉积及其在现代礁系统生物化学循环中的重要性都具有重要意义. 研究结果还提供了地质时期浅水环境中形成的古微生物岩现今类比的证据, 并且结合古微生物岩的沉积学研究来了解其生长控制机理.     

闽西晚白垩世红层的古环境探究

中国东南地区白垩纪红层通常被认为是陆相红色碎屑沉积物,是河流湖泊相沉积,但其古环境存在争论.本文以闽西晚白垩世红层为研究对象,利用环境磁学、粒度、地球化学、古土壤分析等方法,选取连城(LC)和冠豸山(GZS)两个剖面,分析探讨红层的古环境.结果显示:(1)闽西红层主要以细的粉砂颗粒为主,黏土和砂含量较少,表现为粉砂和砂互层,夹有薄层细粒砂砾层;样品磁化率偏低,主要载磁矿物为硬磁性矿物赤铁矿.(2)闽西红层有较高的风化程度,是暖湿气候下的中等风化程度;轻重稀土元素分异明显,Ce元素富集,Eu元素相对亏损,与上地壳(UCC)的分配模式相似,表明沉积物经历了充分混合,物质为混合沉积产物.(3)闽西红层虽然发育了一定的古土壤,但是成壤程度不强,没有明显的古土壤粘化层(Bt)和钙积层(Bk).由此推断,闽西红层沉积物在沉积前已在源区经过相当程度的风化过程,之后经过混合动力搬运沉积在盆地,沉积后风化成壤弱.可见,红层本身并不能直接反映沉积区环境,需结合古土壤发育特征判断沉积环境特征和变化.(4)闽西晚白垩世红层表现为相对干旱半干旱的古环境,红层中主要的着色矿物赤铁矿主要形成于源区,反映了地表透水性良好的干燥氧化条件,而不是"水成"环境.本文可为白垩纪红层古环境研究提供新的思路.     

平顶山矿区岩溶水水文地球化学模拟及其应用

根据寒武系灰岩岩溶水氚值的分布特征 ,分析了该岩溶水的运动特征 ,并据以将该区主要断层———锅底山断层划分为透水段 (南段、北段 )和不透水段 (中段 ) .确定了岩溶水水流方向和水文地球化学模拟路径 .对岩溶水进行了组分分布模拟和质量平衡模拟 ,并根据模拟结果讨论了不同温标在本区的适用性、岩溶发育状况和地下水化学成分的形成和演化 .     

山西应县护驾岗冲洪积台地地层光释光年龄及其指示意义

利用细颗粒(4～11μm)石英简单多片再生法(SMAR)光释光测年技术对山西应县护驾岗冲洪积台地地层进行系统测年,研究表明,样品的光释光信号以快组份为主,适合光释光测年.根据年龄数据和深度建立年龄-深度曲线和函数,推算出了剖面的沉积速率.在(距今,后同)66.46ka ～ 33.62ka期间,剖面沉积速率共发生4次变化,沉积速率的变化与同期古里雅冰芯记录的δ180变化趋势基本一致,即沉积速率快对应于冷期,沉积速率慢对应于暖期.具体来说,66.46ka～60.23ka,MIS4冷期,沉积速率为0.6055 m/ka;60.23ka～47.15ka,MIS3c暖期,沉积速率为0.0382m/ka;47.15ka～42.65ka,MIS3b冷期,沉积速率为0.4512 m/ka;37.89ka～33.62ka,MIS3a暖期,沉积速率为0.1986m/ka.综合以上因素得出:气候的变化是研究区66.46ka～33.62ka期间沉积环境变化的主要因素.     

巢湖地区栖霞组碳酸盐烃源岩的形成及影响因素

高演化碳酸盐烃源岩的研究对我国南方油气勘探至关重要．为此,选择下扬子巢湖地区发育较完整的茨苔山栖霞组碳酸盐岩地层,开展沉积学、孢粉相和有机地球化学综合研究;在古环境重建基础上,探讨烃源岩的形成及影响因素．结果表明,栖霞组为二叠纪海侵期形成的生物成因碳酸盐缺氧沉积,纵向上,有机和无机组分变化大．烃源岩的形成是海侵和海侵期间频繁发生的充氧事件引发的高生物产率与缺氧环境综合作用的结果．受自稀释和沉积后作用影响,烃源岩呈非均质分布在多个层段中,累计厚度超过40m,并可通过有机、生物和矿物组成特征进行识别．本次研究认为,碳酸盐岩成为烃源岩并非需要较高的粘土含量．沉积学、孢粉相和有机地球化学方法的结合,为我国高演化碳酸盐烃源岩评价和预测提供了一条更为直接和有效的途径．     

鄂尔多斯盆地延长组长7底部凝灰岩锆石SHRIMP U-Pb年龄及地质意义

鄂尔多斯盆地延长组长7油层组底部稳定存在一套凝灰岩夹层,可以作为地层划分和对比的标志层.本文对盆地西南部罗36井和庄211井长7底部的凝灰岩进行了锆石SHRIMP U-Pb定年分析,分别获得206Pb/238U加权平均年龄(241.3±2.4)和(239.7±1.7)Ma.结合凝灰岩锆石的阴极发光图像和U/Th元素比值,认为其为岩浆成因锆石,其年龄代表延长组长7底部凝灰岩的沉积年龄介于239.7~241.3 Ma.这一测年结果充分说明延长组底部存在中三叠世地层.结合前人研究成果,建议将长10~长8油层组单独划分出来,仍用铜川组命名,而将长7~长1段严格限制在狭义晚三叠世延长组范围之内.通过探讨分析认为,延长组长7油层组底部的凝灰岩是印支早期秦岭主造山运动的沉积响应.这期构造运动促使延长组沉积期湖盆古地貌和沉积环境发生重大变化,这为后期延长组沉积期湖盆的成烃、成藏十分有利.     

秦皇岛石炭纪粪化石

报道的粪化石发现于河北省秦皇岛市抚宁县石门寨剖面石炭纪本溪组上部深灰色粉砂质页岩层内.粪化石呈芝麻粒状,两端浑圆、等大,粪粒长2.2mm,宽0.6mm,腹面扁平,背面光滑、微凸,发育一条由串珠状等直径小坑构成的轴向中沟.粪化石呈正弦曲线状的带状集合体产出,多数粪粒具有定向排列,其长轴大都垂直或近于垂直带状集合体的边缘,粪粒在带状集合体内密度分布大体均匀.粪粒的内部保存有未被完全消化的动、植物残渣和以此为生长基形成的大量含硫异形方解石有机矿物集合体.推断其造迹者为细小（数厘米）的杂食性动物,可能为类似于现生的泥鳅或鱼类.造迹动物的排便行为发生在水与沉积物界面之下的沉积层内部.粪化石排出时具有较高的黏度和强度,由于微生物的作用,粪化石的成岩作用发生较围岩早和快.石炭纪本溪组沉积期高的大气氧分压背景、湿热气候条件下淡化的泻湖环境、低水动能、常氧的造迹环境和缺氧、缺少其他宏体生物破坏的特殊埋藏环境使得粪化石得以超常保存.粪化石寄主地层的还原色（深灰色）形成于富氧、高生产力的沉积环境和还原的早期成岩环境.     

从稳定同位素与微体化石看南海南部末次冰消期古海洋变化之阶段性

对南海西南陆坡SCS 1 2柱状样中微体化石进行定量统计以及稳定同位素分析和AMS14 C测年 ,求取末次冰消期高分辨率的古海洋学记录 .约 1 3kaBP以来南海南部的古海洋呈阶段变化 ,其中氧同位素 1 /2期界线约 1 2 .0 5kaBP和末次冰消期末约 7.70kaBP前后为两个快速变化期 (终止期IA 和终止期IB) ,其间则为缓慢变化期 .据推测 ,南海海平面在终止期IA 之前相对于现代的大致位于 - 1 1 0m处 ,终止期IB 之后与现代的相近 ,而其间则大致位于 - 5 0m附近 .与此相应 ,1 2 .0 5kaBP以来 ,冬季平均表层海水温度和盐度明显增高 ,表层古生产力下降 ;而约 7.70kaBP出现早全新世CaCO3 保存峰事件 ,翼足类丰度和CaCO3 含量显著增多 .