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2020年  第39卷  第4期

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2020, 39(4).
摘要 PDF下载 icon119 icon1583
摘要:
地质大数据专栏
地质科学大数据统合应用的基本问题
吴冲龙, 刘刚, 周琦, 张夏林, 徐凯
2020, 39(4): 1-11. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2020.0401
摘要 HTML全文 PDF下载 icon554 icon1888
摘要:
进行地质科学大数据统合利用，涉及一系列理论、方法和技术问题，包括：多源多类异质异构地质数据的采集、存储和管理问题；数据汇聚、集成和结构化、可视化转换问题；数据同化、融合问题和深度挖掘、广度聚联问题；地质大数据有效利用的方式、方法和途径问题，以及云服务的模式和系统架构问题。所面对的挑战是实现结构化-半结构化-非结构化数据、静态勘查数据与动态监测数据的一体化存储、管理、处理和应用，以及大数据与小数据、混杂性数据与精确性数据、模型与数据、有模型与无模型、关联关系和因果关系的矛盾与统一问题。
基于勘查大数据和数据集市的锰矿床三维地质建模
张夏林, 吴冲龙, 周琦, 翁正平, 袁良军, 何昆洋, 张权莉, 杨炳南
2020, 39(4): 12-20. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2020.0402
摘要 HTML全文 PDF下载 icon481 icon1771
摘要:
以黔东北锰矿矿集区的李家湾-高地-道坨超大型"大塘坡式"锰矿床为例，探讨了在开展勘查地质大数据的特征和结构分析的基础上，厘定事实表和维度表，进而通过对勘查数据的收集、提取、ETL操作，并应用OWB工具建立锰矿山勘探数据的数据集市的思路与方法。进而探讨了以所建立的数据集市为数据支撑平台，建立黔东北超大型锰矿床高精度三维地质模型的途径。该矿床三维地质模型汇集了海量的空间数据与属性数据，是锰矿矿山异质异构勘查开发大数据的有效载体。基于该精细、全息的矿床三维地质模型，不但可以直观反映矿床和矿体特征，而且可以作为矿山管理及其深部和外围找矿预测的可视化分析工具。
基于移动设备的野外地质大数据智能采集和可视化技术
张夏林, 师志龙, 吴冲龙, 张明林, 周琦, 袁良军, 胡郑斌, 杨炳南
2020, 39(4): 21-28. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2020.0403
摘要 HTML全文 PDF下载 icon418 icon1722
摘要:
野外地质数据来源繁多、类型繁杂、数量巨大，但数据采集手段数字化程度不高、效率低，导致野外地质数据采集成为地学大数据获取的一个瓶颈。基于移动智能手机、平板电脑等移动设备的野外地质数据采集是一个趋势。基于移动设备的野外地质大数据智能采集技术，采用搭载Android系统的移动设备，利用传感器辅助编录、语音识别辅助编录、可定制字典辅助编录、界面自定义、相关联数据辅助编录等手段辅助野外数据快捷及智能化采集工作，并在野外利用采集的数据直接在Android设备上进行地质图件的绘制，实现数据的现场制图及可视化表达。重点针对野外钻孔数据在该系统上进行了数据采集测试和地质编录本的绘制，结果表明利用本方法，能够提高数据采集的工作效率和质量，并可以在现场直接进行地质图件的绘制。
地质大数据可视化关键技术探讨
田宜平, 吴冲龙, 翁正平, 刘刚, 张志庭, 陈麒玉
2020, 39(4): 29-36. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2020.0404
摘要 HTML全文 PDF下载 icon559 icon2398
摘要:
详述了地质大数据可视化的研究内容，从应用角度可将其分为：表达三维可视化、分析三维可视化、过程三维可视化、设计三维可视化和决策三维可视化5类。针对地质大数据这5类可视化中涉及到的几方面关键技术进行了深入探讨，包括：地质体三维可视化动态精细建模技术；基于CUDA+GPU集群的地质体属性场数据并行可视化技术；针对地质大数据的可视化分析技术；基于地质大数据的虚拟现实和增强现实技术等。对这几方面关键技术的现状、技术路线以及实现效果进行了论述和展示。
黔东北伴生-次生矿物遥感数据组合式挖掘与隐伏锰矿信息提取
徐凯, 袁良军, 杨炳南, 孔春芳, 张夏林, 郑境, 周琦, 吴冲龙
2020, 39(4): 37-43. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2020.0405
摘要 HTML全文 PDF下载 icon377 icon1720
摘要:
以黔东北锰矿矿集区为例，通过分析含锰岩层、矿床和矿体特征，确定以伴生的黄铁矿、绿泥石和次生的锰氧化物作为锰矿化遥感信息提取的间接标志；在此基础上，采用基于主成分分析、支持向量机和蚁群算法的组合式数据挖掘方法，提取了研究区ASTER遥感图像的锰矿化信息，进而圈定了遥感光谱异常区。经与已探明的矿床对比，在空间分布上有较好的一致性。研究结果表明，提出的基于伴生和次生矿物遥感数据的组合式挖掘隐伏方法体系，圈定"大塘坡式"锰矿成矿有利区，具有可行性和实践意义。
地学时序大数据的相似性度量与索引方法综述
何珍文, 吴冲龙, 刘刚, 田宜平, 张夏林, 陈麒玉
2020, 39(4): 44-50. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2020.0406
摘要 HTML全文 PDF下载 icon381 icon1668
摘要:
地学时序大数据具有多传感器、多目标、多分辨率、多类型的多源异构特征，是地学领域机器学习与数据挖掘的重要数据来源，分为基于时点和基于时段的两大类时序数据。现有时序数据的相似性度量与索引研究主要聚焦在前者。时序数据表达方法的核心思想是降维处理，是相似性度量与索引方法的基础，主要包括基于域变换和模型的表达方法和基于极限分段思想的表达方法。相似性度量的核心是相似性距离计算，主要分为锁步度量和弹性度量。它为时序数据索引中索引项的聚合与划分提供了基本准则。多源异构地学时序大数据的高效相似性度量与分布式索引方法是地学大数据领域未来的重要研究方向。
面向地质大数据的结构-属性一体化三维地质建模技术现状与展望
陈麒玉, 刘刚, 何珍文, 张夏林, 吴冲龙
2020, 39(4): 51-58. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2020.0407
摘要 HTML全文 PDF下载 icon1648 icon2013
摘要:
开展三维地质建模的目标，不应当只是实现地质体框架的可视化表达，而应当同时实现地质大数据的聚合、管理、挖掘、分析和共享。然而，传统的方法和技术难以实现顾及地质语义的结构-属性一体化三维地质建模与耦合表达。多点地质统计学方法虽然便于多源数据、地质先验知识、结构-属性的融合建模，却仍然受到数据结构表达能力不足、三维训练图像难以获取和非平稳现象的限制。面向地质大数据集成与管理的要求，详细讨论了三维地质建模中的空间数据模型、基于多点地质统计学的结构-属性一体化集成建模方法、以及基于三维地质模型的地质大数据集成与管理的框架与模式。发展新型的面向地质结构-属性耦合表达的统一空间数据模型，以及知识驱动与数据驱动协同的三维地质结构-属性一体化集成建模技术体系，着力构建出地质大数据的聚合、集成、管理、挖掘和分析的可视化环境与操作平台，是未来三维地质建模领域的研究热点和前沿方向。
地质科学大数据背景下的矿体动态建模方法探讨
李章林, 吴冲龙, 张夏林, 翁正平, 刘刚, 张志庭, 张军强
2020, 39(4): 59-68. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2020.0408
摘要 HTML全文 PDF下载 icon856 icon1895
摘要:
三维地学建模的理论与方法在大数据时代该如何发展，是当下这一领域研究人员非常关注的问题。从现代三维地学建模的重要方法——隐式建模的角度，对三维地学建模方法与地质大数据系统的有机集成、以及如何利用大数据技术提高地学建模的效率和质量等问题进行了探讨。初步提出了一套基于地质科学大数据的三维地学建模方法和流程，包括：地质大数据的搜集、主题大数据系统的搭建、地质特征要素的深度挖掘和三维地学模型的动态构建。同时，也指出了大数据背景下高质效三维地学建模的关键在于：研究实现充分顾及地质对象和地质科学大数据特点的地学人工智能、机器学习、数据挖掘及空间推断方法。通过一个典型矿体建模的应用实例对所提方法的可行性进行了验证。
基于地质大数据与构造语义约束的断层建模
王统, 田宜平, 罗莹莹, 张睿
2020, 39(4): 69-75. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2020.0409
摘要 HTML全文 PDF下载 icon419 icon1750
摘要:
断层作为一种重要的地质构造，在自然界中普遍存在。在地质体三维建模中，断层处理的难点主要在于数据获取不易。如今，在地质大数据条件下，可以利用不同地质语义约束来推测断层的产状。但由于断层构造往往十分复杂，要利用地质大数据对断层构造进行约束建模，需厘清断层的形态分类及其数据模型。通过研究断层的分类，提取出影响断层产状的要素，将这些要素作为断层数据模型的组成部分，在地质大数据挖掘中作为挖掘目标，形成断层地质语义信息表，为后续断层建模提供数据支撑。在此基础上，提出一种新的断层建模思路，即将断层看成一个整体，通过Apriori算法对断层地质语义信息表进行分类，找到每个断层的标准模型。然后，利用断层地质语义信息表对该断层模型进行几何形态约束，形成符合特定地质语义的断层模型。最后，通过断层牵引构造的平滑过渡，将断层镶嵌在已经建好的地层格架模型中，完成断层的三维建模。
环境地质工程
pH值和氧化剂对硫化锑氧化溶解的影响机制
江南, 李小倩, 周爱国, 黄雨榴, 潘国芳
2020, 39(4): 76-84. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2020.0410
摘要 HTML全文 PDF下载 icon468 icon1732
摘要:
矿山开采活动影响下辉锑矿的氧化溶解是影响岩-土-水环境介质中锑的迁移转化及其环境效应的重要过程。目前对于辉锑矿溶解的研究主要关注动力学特征，对于它氧化溶解的途径、环境因素的影响、锑的释放规律等重要问题的认识还不明确。为探究碳酸盐岩矿区地下水中锑释放过程，选取重要环境因素pH值和Fe（Ⅲ），采用单因素控制条件下的批实验方法，精细刻画避光条件下辉锑矿（Sb2S3）氧化溶解速率及Sb和S氧化产物的组成特征。研究结果表明，Sb2S3的氧化溶解是一个产酸的过程，Sb和S的释放速率、途径和产物特征受pH值和Fe（Ⅲ）的显著影响。Sb2S3的氧化溶解速率由快变慢后趋于平衡，初始反应速率的量级为10-8 mol/（m2·s），平衡反应速率的量级为10-10 mol/（m2·s）。Sb的释放氧化速率随pH值的增加而增加，强碱条件下最有利于Sb的释放和氧化。强酸条件下，H2S、SO2气体逸出和S（0）的沉淀促进了Sb2S3的溶解，Sb（Ⅲ）和S（0）为主要产物。中性条件下，溶解形成的HS-经逐步氧化生成SO42-和少量S2O32-，Sb（Ⅲ）和Sb（Ⅴ）含量相近。强碱条件下，SbS33-和Sx-的生成显著提升了Sb2S3的氧化溶解速率，Sb（Ⅴ）和S2O32-是主要产物。Fe（Ⅲ）单独氧化作用时，Sb（Ⅴ）和S（0）是主要产物，锑释放的表观速率无显著提升，可能与SbOCl和S（0）的生成有关。研究表明，O2能够协同Fe（Ⅲ）氧化Sb2S3，但以Fe（Ⅲ）的作用为主导。本研究揭示了Sb2S3在不同pH值及氧化剂条件下氧化溶解的产物组成特征，提出了不同环境因素影响下的氧化溶解途径，证明碳酸盐岩天然缓冲地层更有利于锑的释放与氧化，岩溶地下水中锑诱发的环境效应会更为严重。
基于有效降雨阈值的澧源镇滑坡灾害危险性分析
赵海燕, 殷坤龙, 陈丽霞, 郭子正, 杨永刚, 檀梦姣
2020, 39(4): 85-93. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2020.0431
摘要 HTML全文 PDF下载 icon507 icon1708
摘要:
以湖南省澧源镇为例，利用证据权模型和灰色关联度模型分别计算了坡度、地层岩性、斜坡形态、土地利用类型、人类工程活动5个因子二级状态证据权值和一级因子权重；综合2种模型确定全区滑坡易发性指数后，完成基于斜坡单元的全区滑坡易发性区划；根据研究区岩土体类型（碎屑岩类、碳酸盐岩夹碎屑岩类、碳酸盐岩类和松散岩土体类）分组研究不同滑坡发生概率下的有效降雨阈值曲线（I-D曲线）。研究降雨时间为3日、有效强度为22.4 mm/d的降雨工况下各岩土体类型滑坡发生的时间概率。综合时间概率和易发性结果得到澧源镇基于有效降雨阈值的滑坡灾害危险性区划图。研究结果表明：澧源镇滑坡灾害高和极高易发区占研究区总面积的25%，主要沿澧河分布；极高危险区和高危险区占研究区总面积的14%，主要分布在澧河北侧。
1972-2017年南阿尔泰山中部冰湖变化特征及其对气候变化的响应
阿布都拉·阿不都卡地尔, 董玉森, 务宇宽, 崔静月, 岳文丽, 张帮政
2020, 39(4): 94-102. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2020.0412
摘要 HTML全文 PDF下载 icon380 icon1638
摘要:
以1972、1989、1996、2006、2017年5个不同时段的Landsat MSS/TM/ETM+/OLI遥感影像数据、数字高程模型（DEM）数据和气象数据为数据源，通过计算机自动提取与人工目视解译相结合的方法获取南阿尔泰山中部地区各时段的冰湖信息，利用GIS空间分析方法对该地区的冰湖面积进行统计，并分析研究区冰湖在不同规模、不同坡度、不同海拔状态下的时空变化特征。结果表明：①近45年来南阿尔泰山中部地区的冰湖面积呈"先减后增"趋势。1972-1996年研究区的冰湖面积从411.14 km2减少至400.83 km2，共减少了10.31 km2，减少速率为0.43 km2/a。从1996-2017年冰湖面积增加了15.42 km2；增长率为0.514 km2/a。②研究区冰湖分布主要集中在海拔低于2 200 m、坡度小于25°的区域，不同海拔区间和不同坡度区间的冰湖面积均呈"先减后增"趋势。③结合气温、降水、冰川面积以及冰储量变化数据分析发现，南阿尔泰山中部地区冰湖对气候变化具有明显的响应。温度、降水量及冰川融水是影响冰湖面积变化的主要因素；且这三者之间存在一种平衡关系，即温度升高冰川消融速度加快，从而对冰湖的收支平衡产生直接影响。当冰湖的补给量（即冰川融水和降水量之和）大于由温度升高引起的蒸发量时，冰湖面积会呈增长趋势；反之亦然。1970-1980年整个阿勒泰地区年代际降水量减少了19.28 mm，温度上升了0.25℃，因此1972-1989年研究区冰湖的蒸发水量大于补给水量，导致该时段冰湖面积呈退缩态势。1989-1996年该区降水量增加了19.67%，温度升高了0.62℃，但是增加的降水量却无法弥补由温度升高引起的冰湖蒸发量，因此1989-1996年研究区冰湖面积仍处于退缩状态。1996-2017年由于温度和降水量大幅增加导致冰湖面积呈不断增长趋势。
基于物理模型试验的滑坡-抗滑桩位移场变化特征
王旋, 胡新丽, 周昌, 李岚星
2020, 39(4): 103-108. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2020.0413
摘要 HTML全文 PDF下载 icon396 icon1676
摘要:
滑坡-抗滑桩体系演化机理是滑坡灾害防治的重要理论基础，其中桩土相互作用是滑坡-抗滑桩体系中的关键，而位移场是相互作用的重要表征之一，因此，对滑坡-抗滑桩体系位移场的研究具有十分重要的工程意义。以物理模型试验为手段，基于三峡库区堆积层滑坡工程地质特征，建立大型物理试验模型，通过逐级施加荷载来模拟滑坡后缘推力，采用高速摄像机及粒子图像测速技术等获取滑坡坡表与桩顶位移数据，定量分析了体系位移场变化特征。试验结果显示：在滑坡-抗滑桩体系演化过程中，坡表位移场变化呈现出很好的规律性，这为桩土相互作用研究机理起到了一定的推动作用。
盾构施工对既有建(构)筑地基承载力影响及加固土体稳定性分析
王忠凯, 徐光黎
2020, 39(4): 109-116. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2020.0414
摘要 HTML全文 PDF下载 icon399 icon1657
摘要:
针对目前盾构施工既有建（构）筑地基加固依靠经验，缺乏完善理论作为支撑的现象，有必要研究盾构掘进中、离开后既有建（构）筑地基承载力影响机理及加固后土体稳定性。为了解水泥土加固体的受剪工作状态，开展水泥土三轴试验，结果表明，当偏应力达到屈服之前，（σ1-σ3）-ε1关系近似直线，应变很小，且加固体与未加固土抗剪强度相差甚远，稳定性分析时，不考虑加固体位移及其外侧未加固土对剪力的分担。盾构掘进中，其周围土体受到挤压产生的剪应力，扩散至桩侧形成附加正摩阻力，基桩承载力提高；盾构离开后土体卸荷，桩侧产生负摩阻力，基桩承载力降低。盾构施工中加固体上段内侧受被动或主动土压力，外侧及下段受静止土压力，土压力差产生剪应力，潜在滑动界面产生拉、压应力，并导出加固后土体复合滑动面安全系数公式，通过工程实例验算加固体强度及加固后土体的稳定性。
资源地质工程
渤中凹陷深层特低孔特低渗砂砾岩储层储集空间精细表征
张铜耀, 郝鹏
2020, 39(4): 117-124. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2020.0415
摘要 HTML全文 PDF下载 icon561 icon1691
摘要:
利用自动矿物定量识别系统（QEMSCAN）、二维大尺寸背散射图像拼接技术（MAPS）、多尺度微米CT、铸体薄片、恒速压汞等实验技术，对渤中凹陷深层孔店组特低孔特低渗砂砾岩储层的储集空间进行了二维、三维多尺度精细表征，并系统研究了砂砾岩储层渗流能力影响因素。实验结果显示，研究区砂砾岩孔隙毫米-微米-纳米级多尺度连续分布，孔隙度相对大的储层，孔径分布范围较宽，储层粒间原生孔、粒间溶蚀孔等大孔隙占比较高，粒内溶蚀孔、晶间孔占比较低。基于三维孔喉网络模型，孔隙主要半径分布区间为1.5~60 μm，喉道半径分布在0.5~8.0 μm之间，孔喉连通性的分布形态有条带状、连片状、孤立状，储集性较好的储层孔喉在三维空间多为连片状，渗透率相对较差的储层孤立状的大孔较多。孔隙型储层的渗透率与孔喉形态、喉道半径、配位数等参数密切相关。裂缝明显改善了砂砾岩的物性，也为酸性流体对储层的溶蚀提供了有效通道，导致溶蚀孔隙相对发育。综合研究认为，渤中凹陷深层砂砾岩储层的渗流能力受裂缝发育程度、孔喉连通性双重控制，储层中黏土矿物和碳酸盐矿物胶结对孔隙结构、储层渗流能力有重要影响。
断层垂向封闭性定量分析及其在渤海湾盆地A油田中的应用
李浩, 吴金涛, 黄建廷, 汪跃, 李振鹏
2020, 39(4): 125-131. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2020.0416
摘要 HTML全文 PDF下载 icon381 icon1621
摘要:
在油藏内部，断层垂向封闭程度对原油物性具有重要影响。根据断层封闭机理及其影响因素研究，通过垂直断面方向上的断面正压力（δF）及断裂带物质抗压强度（δC）对比，建立起利用断层紧闭指数（IFT=δF/δC）表征断层垂向封闭性的方法，并将其应用于渤海湾盆地A油田原油物性平面差异的研究中。结果表明：①不同断层的IFT不同，IFT越大，垂向封闭性越好，A油田明化镇组下段断至潜山但不沟通海底的断层，IFT最高，来自深层的热量向浅层运移，形成局部高温环境，生物降解弱，原油物性好；②同一断层不同断点的断面正压力和断层缝充填物质相对含量不同，沿断层走向，IFT也不相同；③A油田断块区主控断层从西南往东北IFT逐渐降低，形成差异生物降解，使地层原油黏度向东北逐渐增大。利用断层紧闭指数法判断油藏主控断层的垂向封闭性，并与原油物性分布的差异性进行对比，两者规律相吻合，表明利用断层垂向封闭性判断油藏原油物性是可行的。
毛塞几比盆地外陆架-陆坡区阿尔比阶-土伦阶沉积特征及成藏体系
陈亮, 赵红岩, 韩文明, 孔令武, 赵佳奇, 冯鑫, 喻英梅
2020, 39(4): 132-140. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2020.0417
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摘要:
近几年来，多个大型油气发现使得毛塞几比盆地成为国际油气勘探的热点区域。基于地震资料和钻测井资料系统开展了沉积相以及沉积模式研究、储层物性分析、烃源岩评价以及成藏体系分析工作。研究结果表明：①盆地中南部外陆架广泛发育多期强制海退三角洲沉积体系，受基准面旋回控制，强制海退三角洲顶积层遭受剥蚀，砂体被搬运到三角洲前部，形成强制海退砂，砂体在陆架边缘附近广泛分布；陆坡类型控制了深水扇差异分布模式，南部断控型陆坡控制了深水扇的分布，深水扇主体发育在陆坡坡脚，距离陆架边缘较近，北部平缓型陆坡下重力流搬运较远，深水扇主体远离陆架边缘，据此建立了南部断控型陆坡控砂模式和北部缓坡型陆坡富砂模式。②外陆架强制海退三角洲和北部缓坡型深水扇储层条件好，测试产能高，受胶结作用和滑塌碎屑影响，南部陡坡型深水扇储层物性差。③油源对比表明，油气主要来自下白垩统阿普第阶-阿尔比阶与上白垩统赛诺曼阶-土伦阶海相烃源岩，阿普第阶-阿尔比阶烃源岩以Ⅱ2型干酪根为主，主要生气；赛诺曼阶-土伦阶海相烃源岩以Ⅰ型干酪根为主，主要生油。④研究区发育3套有利成藏体系，分别为阿尔比阶陆架边缘成藏体系、阿尔比阶-土伦阶陆坡坡脚成藏体系以及赛诺曼阶陆坡远端成藏体系，其中陆架边缘成藏体系与陆坡远端成藏体系勘探潜力更大，是下一步勘探的重点。
贵州松河煤矿晚二叠世煤的有机地球化学特征
吴士豪, 薄朋慧, 徐飞, 王炎, 陆青锋, 秦身钧
2020, 39(4): 141-149. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2020.0418
摘要 HTML全文 PDF下载 icon437 icon1635
摘要:
以贵州松河煤矿晚二叠世煤层为研究对象，进行了详细的有机地球化学研究。利用偏光显微镜观察煤岩组分和测定镜质体反射率，利用气相色谱（GC）和色谱-质谱联用（GC-MS）分别对煤样中饱和烃和芳香烃进行测定，并计算相关的有机地球化学参数。结果显示，松河煤样镜质组含量最高，镜质体平均反射率（Ro）为1.21%。正烷烃碳数分布范围为C12-C29，主峰碳为C14或C15，∑C21-/∑C22+值较高，奇偶优势指数OEP值接近于1，姥植比（Pr/Ph）在1.40~2.65之间；检测到的芳烃种类较多，以来源于树脂类有机质的萘系和菲系化合物为主，甲基取代同系物中热力学稳定异构体的含量相对较高。分析表明，松河煤的成煤母质主要为陆相高等植物，但也伴随海相低等生物的贡献；煤样成熟度较高，较高的芴系化合物和苯并萘并噻吩含量反映煤层主要形成于还原环境之中。
东昆仑鄂拉山岩浆带晚三叠世后碰撞伸展:来自索拉沟高分异I型花岗岩的证据
周红智, 魏俊浩, 石文杰, 张松涛, 陈加杰, 张新铭, 沈志远, 王艺龙, 曾闰灵
2020, 39(4): 150-164. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2020.0430
摘要 HTML全文 PDF下载 icon928 icon1708
摘要:
鄂拉山岩浆带位于东昆仑造山带最东端，为研究该地区晚三叠世的构造背景，选取索拉沟地区钾长花岗岩开展研究。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果显示，索拉沟钾长花岗岩加权平均年龄为（233±1）Ma，形成于晚三叠世早期。该岩石有很高的w（SiO2）（75.91%~77.23%）、富K2O和Na2O，贫CaO、MgO、TiO2和P2O5，A/CNK介于1.01~1.05，属高钾钙碱性系列，锆石饱和温度733~768℃，具有强烈的Eu负异常（Eu/Eu*=0.09~0.25），明显富集大离子亲石元素（LILE Rb、Th、U、K等）和轻稀土元素（LREE），亏损Ba、Sr及Nb、P、Zr、Ti等高场强元素（HFSE），显示高分异I型花岗岩的特征。锆石Hf同位素初始值（176Hf/177Hf）范围为0.282 487~0.282 611，εHf（t）介于-3.54~-0.56；对应的两阶段模式年龄T2DM（Hf）为1.16~1.33 Ga。索拉沟钾长花岗岩是新生下地壳部分熔融后经过分离结晶作用形成，新生下地壳是幔源岩浆在特提斯洋俯冲阶段（242~238 Ma）底侵古老地壳形成。结合晚古生代至中生代东昆仑地区的构造演化特征，认为索拉沟钾长花岗岩形成于张性构造背景，与古特提斯洋俯冲结束后巴颜喀拉地体与东昆仑地体后碰撞造山伸展作用有关。
致密砂岩储层“甜点”识别及评价方法
周林, 刘皓天, 周坤, 郝景宇, 汪鑫
2020, 39(4): 165-173. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2020.0420
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摘要:
四川盆地北部须家河组须四段为辫状河三角洲前缘沉积，砂体极其发育，而因须四段整体埋深大、储层非均质性强、孔隙结构复杂，储层"甜点"识别和综合评价成为制约该区低渗透致密砂岩储层勘探开发的关键。基于大量薄片观察鉴定，结合测井、录井资料，分析了控制特低渗透致密砂岩储层的关键地质因素，提出因子分析法定性识别致密砂岩储层"甜点"模型和定量评价标准，并对四川盆地北部目标区块须四段储层进行综合评价。结果证实：①致密砂岩储层局部存在物性较好的"甜点"区；②因子分析法提取的3个参数因子能定性解释致密砂岩储层特征，准确识别"甜点"段；③因子分析法定量评价结果与四川盆地北部须四段实际勘探开发效果吻合，相对于常规评价方法准确率大幅提高；④川北地区须四段储层可划分为三类，目标区块主要发育Ⅱ类储层，该区块东南部北东向为天然气富集区，是气藏开发的重点区域。
新技术新方法
大口径长距离钢顶管注浆减阻技术:以黄浦江上游水源地连通管工程为例
冯锐, 张鹏, 苏树尧, 马保松
2020, 39(4): 174-180. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2020.0421
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摘要:
黄浦江上游水源地通管工程C3标段采用DN4000钢顶管施工，单次顶进长度达到969.94m，如何降低顶力是整个工程成功的关键。为减少摩阻力从而降低顶力，对泥浆配制、注浆控制等方面进行了研究，并结合JB06~JB05及JB07~JB06顶进段的地层、顶进力变化状况，分析顶管摩阻力的变化规律。结果表明：①该工程注浆孔的合理布置、触变泥浆的配制与使用得到的减阻效果明显，可作为类似工程减阻技术的参考；②顶力与顶进距离近似呈线性关系，但地层本身的性质会造成顶力的突变，类似工程可先对地层性质进行研究以得到更准确的顶力预测，指导顶管施工；③已注入环空一定时间后的泥浆与刚注入的泥浆相比减阻效果更好，顶力增速过快时可降低顶进速度，待泥浆充分与地层反应后再以原速顶进；④适当增加注浆量可以有效地减小管周摩阻力；⑤高聚物膨润土泥浆比膨润土泥浆单价更高，但高聚物膨润土泥浆注浆量少，综合环境效益等多方面因素考虑，高聚物膨润土泥浆更有优势。
全相位模型估计方法压制磁共振测深谐波噪声应用研究
陈亮, 李凡, 鲁恺, 陈佳泓, 张加刚, 李振宇
2020, 39(4): 181-188. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2020.0422
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摘要:
磁共振测深是当前唯一直接找水的地球物理方法。磁共振测深找水仪探测接收性能灵敏度高，能够接收到纳伏（1 nV=10-9 V）级的NMR信号，但易受到环境电磁噪声的干扰，从而使得磁共振测深解释结果的准确性受到影响，往往不能反演出真实的地下含水层结构。针对这一问题，提出了全相位模型估计方法，对电磁噪声中比重最大的工频谐波噪声进行压制。高精度的谐波建模是建模对消法的关键，本方法利用存在时移关系的两段含噪NMR信号分别进行全相位FFT处理，直接取主谱线的相位值即为相位估值，利用主谱线的相位差可获取高精度地频率估值和幅值估值。与传统FFT相比，全相位FFT具有良好的抑制频率泄露特征。通过仿真实验发现，全相位模型估计法比传统的模型去噪法能够更加精确地找到工频谐波参数，精度提高一倍以上。通过实测数据检验发现，全相位模型估计法能够更好地应对实际噪声复杂多变的情况，有效地压制工频谐波的干扰，提高MRS方法反演解释的准确性。
基于深度置信网络的CRISM影像火星表面矿物识别方法
张绪冰, 王贤敏, 王凯, 岳桥兵, 张良
2020, 39(4): 189-200. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2020.0423
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摘要:
鉴于传统的光谱特征参数方法存在不能综合考虑光谱在整个波长范围内的谱形、对于单一吸收带相似的不同矿物难以区分等问题，研究采用深度置信网络方法对火星专用小型侦察影像频谱仪（CRISM）高光谱影像中的火星表面矿物进行自动识别，该算法具体包括：①预训练阶段。利用非监督算法逐层训练受限玻尔兹曼机，自动学习模型参数，提取光谱特征。②调优阶段。将自动学习的光谱特征输入分类器，采用反向传播算法对模型进行监督微调，识别矿物在CRISM影像中的分布。在算法的研究中，采用光谱比值方法降低火星表面灰尘等噪声对矿物光谱的影响，并探讨样本数量、隐含层节点数、网络深度等对算法识别精度的影响，试图构建适宜于CRISM影像火星表面矿物识别的深度置信网络模型。以火星表面镁铁蒙脱石和氯盐为例进行测试，实验结果表明：该方法能够对火星表面矿物进行自动识别，准确率达到85%以上，与光谱参数法的识别结果基本叠合，并能够探测光谱参数法未能识别的部分矿物分布。

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