一种古构造恢复方法探讨--以乌马营构造为例

古构造恢复是探索多旋回盆地油气藏改造、重组的有效手段之一。古构造恢复的基本原理是“回剥”，即通过“退变形”而获得不同地质演化阶段某构造层的埋藏起伏变化。回剥可以视为剔除上覆地层，并将不同时期古水准面恢复到原位的过程。利用层序充填特点和古水平面重塑研究古构造的新方法。在三维地震覆盖区，标示古水平面的层序特点在较高精度成像的地震数据体中是可以识别的，利用三维地震解释技术，可以精确恢复针对圈闭或局部构造单元的变形史和变形基础。在黄骅坳陷乌马营地区进行了实例应用研究，研究表明：利用该方法可精确恢复三维空间内、不同时期潜山高点迁移的变化规律；古构造恢复的结论与WS1井气藏特点的吻合，为潜山天然气藏的评价和目标勘探提供了决定性依据。     

基于断陷盆地注水口识别的陡坡带近源扇体研究——以石臼坨凸起南部陡坡带秦皇岛A构造东三段为例

为探讨断陷盆地陡坡带近源扇体的发育规律，利用三维地震资料和钻井资料，在"源-汇"理论指导下对秦皇岛A构造近源扇体展开研究。结果显示:石臼坨凸起的中生界火山岩潜山为秦皇岛A构造提供充足的沉积碎屑。提出"隐性古沟谷"概念，解决了物源区无古沟谷输砂的问题。在构造重新落实的基础上，结合古断距恢复和古地貌恢复识别出了平行断裂型古转换带。发育在坡折带上的古转换带可以作为古水系进入盆地的入口，从而确定陡坡带近源扇体的发育位置。在物源分析、注水口识别、古地貌恢复的基础上，建立了隐性古沟谷-平行断裂型古转换带控砂模式。在该模式指导下，利用基于灰度共生矩阵的属性优化技术，精细刻画了近源扇体的平面形态。已钻井QHDA1井打在了秦皇岛A构造"二台阶"上的扇缘部位，未钻遇扇体的根部，故而储层不发育。研究区有利勘探区带位于构造"一台阶"的扇根部位。     

古构造应力场反演的理论与实践——基于断层滑动矢量分析

古构造应力场恢复是重建区域地质演化历史的重要手段之一。断层作为地壳浅表发育的脆性变形构造,为恢复古构造应力场提供了重要地质条件。关于利用断层滑动矢量反演古构造应力场,前人进行了长期探索。目前其相关理论基础、研究方法与实际应用均取得重要进展。在断层滑动矢量反演古构造应力场的理论方面,改进的安德森模式描述了在发育先存薄弱带的情况下断层形成与演化的规律,克服了安德森模式只适用于均匀变形域的理论局限性;在研究方法方面,突破了在沉积盆地内部变形相对单一的限制,在造山带前陆或者叠加褶皱区等复杂变形区有效地开展了相关研究,并通过断层相关褶皱与同褶皱变形的滑动矢量分析,厘定出同造山作用的古构造应力场。这一方法在大巴山造山带强变形区得到了有效应用,为探讨其构造演化提供了基础。     

活动古地理重建的实践与思考——以青藏特提斯为例

由于石油工业的推动,特提斯构造域一直作为活动古地理重建的重点研究地区,并取得大量研究成果,直接推动了全球古地理研究工作的深入。近年来对位于该构造域东部的青藏高原地区进行了活动古地理重建的研究工作实践,其主要思路是:在古地理重建数据库和古地理重建模拟系统开发的基础上,依据古地磁学运动轨迹研究古大陆位置,结合古构造和古生物对青藏高原喜马拉雅（印度北缘）、拉萨、东和西羌塘地体的古大陆位置进行复位;利用深部地球物理、地表地质断裂证据,借助生物古地理资料,对古大陆和盆地的边界、规模予以限制;利用变形缩短率、构造平衡剖面恢复技术等对原型盆地进行复原;在沉积和生物环境识别划分基础上,编绘基于古大陆重建的岩相和生物古地理图;进一步通过沉积学、沉积地球化学、古生物有关方法和技术,对古海洋海水参数特征、海洋气候参数进行分析研究,探讨古地理和古构造格局控制下的古海洋、古气候条件与盆地、储集岩和烃源岩的形成环境。通过活动古地理重建的研究趋势分析和青藏特提斯的实践认为,古地理重建是现代地质科学的集成,是一项复杂的系统工程。它的研究不仅具有从过去走向未来,从固定走向活动,从古大陆再造到古地理重建,从示意性的小比例尺到大比例尺,以及模拟技术、信息技术、全球定位技术（GPS）等特点;而且具有从单一沉积学要素到古环境、古气候、古海洋等多种要素,可以表现地质历史中各种地质作用及其结果（如古构造和地貌、岩浆和变质作用与各种岩体的剥露）的优势。我们相信,活动古地理重建研究将会成为未来我国沉积地质学重点研究领域之一。     

莺歌海盆地晚第三纪构造特征的三维泥料模拟实验及其动力学意义

莺歌海盆地是发育在古红河断裂带之上的新生代盆地，晚第三纪的构造运动触发了盆地中热流体自超压封存箱向外大规模突破，使热流体及泥质的活动具有规律性成群成带的特征。本次实验基于相似理论，在对盆地的演化史及区域构造应力场充分分析的基础上，进行了晚第三纪盆地构造应力场的三维泥料模拟，证实了红河断裂右旋走滑派生的拉分效应控制了莺歌海盆地晚第三纪的构造活动，而晚第三纪的构造活动又是雁列式断裂展布及底辟体分布的主导因素。     

中国南方中、新生代盆地对海相中、古生界的迭加、改造分析

本文主要论述了我国南方中、新生代四期构造变格发育的主要盆地原型及其在主要盆地的迭加特征, 并根据中、新生代盆地原型的迭加方式和构造改造特点, 将南方主要探区的海相中、古生界后期改造形式划分为五种类型, 即:持续前渊*迭加型、渊-滑-断-拗迭加型、渊-滑断迭加型、推覆构造及影子盆地型、残留改造型, 进而分别探讨了它们的主要构造特点和在油气保存条件上的差异。分析认为, 以四川盆地为代表的持续前渊迭加是海相天然气在中、新生代得到有效保存的最有利类型; 其次应为中下扬子地区以江汉盆地、皖南-苏北盆地为代表的渊-滑-断-拗迭加型, 它们在早期(T₃-J₂)前渊盆地迭加和晚期(K₂以来)的断陷-拗陷迭加下曾先后为海相中、古生界构建了区域封盖条件, 尽管在第二变格期(J₃-K₁)遭受到燕山运动强烈挤压-走滑作用的改造, 但在晚期断-拗盆地迭加下可为海相中、古生界二次生烃油气提供有效保存; 而以楚雄盆地、十万大山盆地为代表的渊-滑断迭加型, 尽管早期(T₃-J₂)前渊盆地迭加为海相中古生界构建了区域封盖条件, 但自第二变格期以来由于受到冲断与走滑联合作用影响, 使盆地整体形成高块断构造, 对海相油气保存造成不利影响; 同时指出, 要注意推覆构造中的“影子盆地”尤其是区域滑脱层之下的油气保存条件, 以及像南盘江拗陷这类残留改造型的弱变形带。      

塔里木盆地库车坳陷中生界构造古地理分析

运用区域地面地质、地震、钻测井等资料的综合分析,对库车坳陷中生界的盆地结构、构造样式、中生界各层序原始地层厚度和沉积相分布、古隆起形态、区域构造演化等方面进行研究,重建了库车坳陷中生代盆地构造古地理,并对盆地原型成因进行分析。库车坳陷残留中生界总体上为北厚南薄、北剥南超的地质结构,北部强烈角度不整合在南天山海西期褶皱带,南部微角度不整合面在寒武-奥陶系之上,南部边缘沿着温宿-西秋-牙哈古隆起有基底断裂活动。北部单斜带为冲积扇和辫状河三角洲,克拉苏构造带为深湖,南部沿着古隆起带为缓坡三角洲、浅湖。库车坳陷中生代原型盆地位于南天山海西期造山带和塔里木克拉通边缘过渡带之上,地壳均衡可能是盆地沉降的主要动力。南缘古隆起带在南天山洋扩张期为塔里木克拉通台地与被动大陆边缘的台地边缘,南天山洋闭合期为前陆隆起带,发育基底断裂和断块差异活动,在中生代有继承性活动,晚新生代新天山挤压隆升使古隆起带发生挤压变形,成为新天山逆冲变形造山楔的前锋。     

塔北古隆起的三维地质结构及相关问题探讨

盆地深层构造地质学的研究可以揭示沉积盆地早期的物质记录,揭示盆地深层地质结构、构造样式及其变化特点,还原构造-古地理环境等。塔北古隆起是塔里木盆地油气最富集的构造单元之一,是研究板块内部变形的理想场所。对塔北古隆起地质结构的精细解析有利于加深对古隆起控油气理论的理解,对深层海相油气勘探具有指导意义。文中基于整个塔北地区的地震资料以及大量钻井资料,建立其三维地质结构,通过Petrel软件实现三维可视化。塔北古隆起存在12个不整合面,可划分为五大构造层:基底(AnZ)、震旦系—下古生界(Z-S)、上古生界(D3d-P)、中生界(T-K1)、新生界(E-Q)构造层。塔北古隆起的地质结构受其深层主干断裂系统控制,依据深层主干断裂发育模式的差异,可将古隆起分为4段:(Ⅰ)温宿凸起段;(Ⅱ)英买力低凸起段;(Ⅲ)哈拉哈塘凹陷与轮南低凸起段;(Ⅳ)草湖凹陷与库尔勒鼻状凸起段。哈拉哈塘凹陷-库尔勒鼻状凸起(甚至包括孔雀河斜坡)的古生界构造层保留了NE-SW向的古生代构造形迹,与近E-W向深层主干断裂系统斜交,可能指示塔北古隆起在晚古生代处于右旋压扭性或NW-SE向主应力环境,直到侏罗纪—早白垩世才发生改变。     

砂岩型铀矿有利成矿构造识别技术研究

依据砂岩型铀矿控矿的特点,通过构造分析的方法,提出有利构造要素构成有大地构造背景、地层变形程度、盆内断裂体系、目标层形成后不整合面发育程度、目标层形成后原形盆地分布范围和古构造应力场方向及变化,其识别方法主要有盆地内分区、古构造应力恢复和构造斜坡带划分,并提出6步骤的有利构造地段综合地质识别方法流程,认为含矿目标层形成之后构造不整合面的发育和应力场的变迁对铀矿成起至关重要的作用。     

对造山带古地理学在盆地构造——古地理重建中的若干思考

造山带古地理学在盆地构造--古地理重建中的若干思考的核心，是以活动论的构造观指导盆地分析。本文强调以发展的、动态演化的思路来研究盆地。现存的一个盆地，可能只是地史期间大盆地的残余（或残留）部分；或是原来彼此分开和独立的几个盆地内的沉积记录组成的沉积物拼盘。一个盆地内现存的次级构造单元可能由年轻的造山运动形成；另一种可能性则是原来的次级单元已被后来的构造-热事件模糊或遮蔽了。在盆地的建造过程中，隆起（包括次级隆起）的时起时伏十分常见；相应地，盆地间的时分时合也十分常见。在泛大陆旋回与大盆地发育间有着内在联系，即：大盆地发育受邻侧的洋盆演化和造山过程制约，故“盆”“山”间的耦合分析是正确认识盆地动态演化的钥匙。体现在构造--古地理重建中，造山带古地理学倡导原地的古地理重建与非原地的古地理重建相结合且以后者为主。非原地的古地理重建可通过定量的（如基于古地磁资料的重建）和定性的两条途径实现。文章讨论了定性重建中的5个要点：1）时间上，要结合“反序”的研究，2）空间上，要结合“反转构造”的研究，3）强调构造复位在古地理重建中的意义，4）盆地建造阶段中的改造事件所起的承前启后作用，和5）盆地动力学与造山动力学的结合研究。     

典型箕状断陷湖盆层序划分及层序结构样式:以霸县凹陷古近系为例

不整合界面被认为是一个具有等时意义的界面，在陆相断陷盆地中这些规模大小不一的不整合界面通常对应着不同级别的层序边界.本次以霸县凹陷古近系为研究目标，基于2 552 km2三维地震，结合工区内800余口探井钻/测井、岩心及前人研究成果等资料.以构造-层序分析为主线，由盆地结构入手分析构造演化和不整合面特征，分构造层系梳理不整合面及相对应的整合面与层序界面之间的对应关系，明确不同物源和古构造背景下的层序结构样式和沉积体系充填响应模式.将古近系划分为1个一级层序，3个二级层序和14个三级层序，结合断陷盆地构造演化过程在霸县凹陷识别4类9种层序充填样式.认为陆相断陷湖盆幕式构造演化过程中层序的充填过程同样具有旋回性和分段性特征.断陷湖盆层序充填具有多样性，层序旋回结构具有不对称性，体系域发育具有不完整性等特征.通过建立典型断陷盆地层序结构和沉积体系发育特征响应模型，为同类型盆地中的岩性油气勘探提供必要的理论方法和技术支持.      

基于二维地质剖面的三维地质结构多点统计学模拟方法

利用三维地质模拟技术重构地质现象的三维空间分布,是实现自然资源管理和风险评估的重要基础和前提。多点统计学方法通过探寻多点间的空间结构关系,结合随机模拟方法生成具有差异性的模拟结果,较好地再现了复杂的地质现象。然而,如何构建合适、有效的训练图像一直是基于多点统计学三维地质模拟的核心问题。本文提出了一种改进的多点统计学算法。本方法结合了序贯模拟和迭代的方法,将二维剖面扩展为三维训练图像,再结合EM-Like算法,实现了三维地质结构的优化模拟。建模实例结果表明,本方法能确保训练图像对内部模拟网格的约束,准确模拟研究区的地层层序,并很好地再现二维地质剖面所反映的地层结构关系。     

冀西北中生代聚煤盆地含煤性差异的影响因素分析

冀西北（张家口）地区发育了一系列中生代聚煤盆地,盆地类型分为断陷型聚煤盆地和坳陷型聚煤盆地,含煤地层时代从早中侏罗世到早白垩世。在总结含煤盆地沉积特征基础上,对造成聚煤盆地含煤性差异的影响因素进行分析,认为盆地基底地层岩性的不同,构成了不同的古地理景观,对聚煤作用有很重要影响;聚煤盆地的规模及展布受古构造控制,影响煤层的聚集规模;沉积环境差异导致聚煤条件的差异,影响煤层聚集的范围和厚度;煤系地层粗、细碎屑岩的赋存比例反映盆地沉降速率的高低,从而影响盆地含煤性。其中聚煤古构造是影响各聚煤盆地含煤性差异的主导因素。     

Automatic reconstruction method of 3D geological models based on deep convolutional generative adversarial networks

Computational Geosciences - How to reconstruct a credible three-dimensional (3D) geological model from very limited survey data, e.g. boreholes, outcrop, and two-dimensional (2D) images, is...     

三维地质建模及可视化技术在固体矿产储量估算中的应用

将三维GIS技术、三维地质建模及可视化技术与固体矿产储量估算相结合,对于提高储量估算和管理的智能化和自动化水平,具有重要意义.文章提出了一种利用三维地质建模与可视化技术进行固体矿产储量估算的可行性方案.并提出了应用轮廓线进行三维矿体表面建模时尖灭与分支情况处理、带约束的三维矿体表面建模的解决方案.     

Tectonic significance of different block-in-matrix structures in exhumed convergent plate margins: examples from oceanic and continental HP rocks in Inner Western Alps (northwest Italy)

In the Inner Western Alps, three different types of block-in-matrix structures (BIMs) formed sequentially through time at a convergent plate margin. These show the superposition of progressive deformation from (i) subduction to eclogite-facies depths, (ii) collision, accretion, and exhumation of oceanic crust, represented by the Monviso Meta-ophiolite Complex, to (iii) collision, accretion, and exhumation of the continental Dora Maira units. The Type 1 occurs in the metasedimentary cover of the Dora Maira Unit and consists of a map-scale broken formation with boudinaged ‘native’ blocks of marble (Early Jurassic) in a calcschist matrix. It results from the tectonic overprinting of exhumation-related folding (D2-stage) on an earlier subduction-related dismembered succession (D1-stage). Type 1 also includes ‘non-mappable’ BIMs with ‘exotic’ blocks, resulting from the gravitational collapse of the Triassic carbonate platform of European Continental Margin, triggered by the Early Jurassic rifting. In the Monviso Meta-ophiolite Complex, Types 2 and 3 represent tectonically induced broken and dismembered formations, respectively. They differ from each other in the degree of stratal disruption of primary interbedded horizons of mafic metabreccia (Type 3) and mafic metasandstone (Types 2 and 3) sourced by the Late Jurassic–Early Cretaceous denudation of an oceanic core complex. Dismembered interbeds (Type 2) and isolated blocks were mixed together (Type 3) by the overlap of D2 tectonics and late- to post-exhumation extensional shearing (D3-stage). Development of these types of BIMs may be common in many exhumed convergent plate margins, where severe tectonics and metamorphic recrystallization under high-pressure conditions normally prevent the reconstruction of BIMs or mélange-forming processes. Our findings show that documenting the mode and time of the processes forming BIMs is highly relevant in order to reconstruct the oceanic seafloor morphology and composition of associated stratigraphic successions, and their control in the evolution of those convergent plate margins.     

吐哈盆地中下侏罗统煤成烃的形成与富集规律

吐哈盆地中下侏罗统水西沟群是一套厚达２０００ｍ的河沼－湖沼相煤系地层,其中的煤岩及暗色泥岩是已发现油气藏的主要源岩。形成于燕山期的古构造控制了油气富集,纵向上油气主要在中侏罗统聚集成藏。油气以垂向运移及短距离侧向运移为主,断裂控制了油气运、聚、保、散。多种构造样式与砂体交互配置,形成多种油气藏类型,构成复式油气聚集带     

3D numerical modeling of forward folding and reverse unfolding of a viscous single-layer: Implications for the formation of folds and fold patterns

The main aims of this study are to show (i) that non-cylindrical three-dimensional (3D) fold shapes and patterns can form during a single, unidirectional shortening event and (ii) that numerical reverse modeling of 3D folding is a feasible method to reconstruct the formation of 3D buckle-folds. 3D viscous (Newtonian) single-layer folding is numerically simulated with the finite element method to investigate the formation of fold shapes during one shortening event. An initially flat layer rests on a matrix with smaller viscosity and is shortened in one direction parallel to the layering. Forward modeling with different initial geometrical perturbations on the flat layer and different lateral boundary conditions generates non-cylindrical 3D fold shapes and patterns. The simulations show that, in reality, the initial layer geometry and the boundary conditions strongly control the final fold geometry. Fold geometries produced from the forward folding models are used as initial setting in numerical reverse folding models with parameters identical to those of forward models. These reverse models accurately reconstruct the initial geometry of forward models with also only one extension event parallel to the previous shortening direction. The starting geometry of the forward models is inaccurately reconstructed by the reverse models if a significantly different viscosity ratio than in the forward models is used. This work demonstrates that reverse modeling has a high potential for reconstructing the deformation history of folded regions and rheological constraints such as viscosity ratio. Reverse models may be applied to natural 3D fold shapes and patterns in order to determine if they formed (i) during a single or multiple deformation events and (ii) as active buckle-folds with a viscosity ratio 1 or as passive, kinematic folds without buckling. This approach may find much application to fold interference patterns, in particular.     

侵入型岩体三维可视化构模技术研究

根据侵入型岩体的空间几何特征及地质数据的特点,采用断面构模技术实现侵入型岩体三维构模。利用多条轮廓线之间的三维表面重构方法,构建侵入型岩体的表面模型。在生成体数据时使用改进的MC法,提高了构模精度,将多条轮廓线之间的表面重构问题转化为体数据中的等值面构造问题。开发了一种三维可视化构模系统,并利用该系统所提供的构模技术,实现了灵宝金矿侵入型岩体三维模型的构建。      

砂土颗粒三维形态的定量表征方法

颗粒形态是影响砂土力学特性的重要因素,特别是影响砂土在低应力状态下的抗剪强度、剪胀效应和临界状态行为,以及高应力状态下的颗粒破碎行为。因此,准确地重构砂粒的三维形态,并量化计算其形态表征参数是研究砂粒形态效应的前提工作。借助于高精度的CT扫描技术和图像处理技术,获得近海石英砂和风化花岗岩残积砂这两类砂土颗粒的三维形态信息。采用球谐函数序列实现两种砂颗粒三维形态的准确重构,并通过球谐函数分析计算砂土颗粒的体积来验证该方法的有效性。基于球谐重构的三维砂粒表面,提出了实用性的方法来计算砂粒的表面积、表面曲率和三维尺寸等,进而计算砂粒的三维球度、圆度和伸长率等形态表征参数。结果表明,当球谐函数阶达到15时,其重构的砂粒基本形状和表面纹理均与真实砂粒非常接近;近海石英砂在水流搬运和磨蚀的作用下颗粒形态较为规则和圆滑,球度和圆度较大,而风化花岗岩残积砂则在物理风化和剥蚀作用下颗粒形态较为复杂和粗糙,球度和圆度较小;而这两种地质作用对砂土颗粒的伸长率则没有明显的影响。