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新疆北部早、中侏罗世富油煤分布规律及控制因素

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煤炭科学技术 2024年第1期52卷 244-254页

作者：宁树正张莉徐小涛张建强邹卓中国煤炭地质总局勘查研究总院北京100039

新疆北部富油煤资源丰富,约占全国富油煤资源的一半左右,富油煤资源的合理开发利用,是我国煤制油气用煤资源的重要补充。以往对本区煤炭资源的研究忽视了其油气资源属性,对其富油煤质特征和成因规律认识不清。在系统整理新疆北部6个赋... 详细信息

新疆北部富油煤资源丰富,约占全国富油煤资源的一半左右,富油煤资源的合理开发利用,是我国煤制油气用煤资源的重要补充。以往对本区煤炭资源的研究忽视了其油气资源属性,对其富油煤质特征和成因规律认识不清。在系统整理新疆北部6个赋煤带富油煤地质资料的基础上,补充采样测试数据137组,分析早、中侏罗世富油煤的煤岩煤质特征和分布规律,进一步探讨了富油煤形成的控制因素。通过对焦油产率的研究发现,新疆北部地区东北部、西部、中部部分地区焦油产率相对较高,东北部地区八道湾组高油煤呈不连续带状分布。按照煤的焦油产率由高到低依次为巴里坤–三塘湖赋煤带、准南赋煤带、伊犁赋煤带、准北赋煤带、吐哈赋煤带和准东赋煤带。新疆北部地区早、中侏罗世富油煤的形成主要受到成煤沉积环境、煤化程度和煤的显微组分等主要控制因素的影响。覆水还原环境为富油煤的富集提供了良好的条件,富油煤主要形成于相对覆水还原的泥炭沼泽环境,还原性越强,越利于富油煤生成和富集。煤的焦油产率随着镜惰比(V/I)的增加呈现升高的趋势,并且与挥发分和镜质组呈现正相关关系。镜质组最大反射率在生油高峰之前与焦油产率之间存在正相关性,随着煤化程度的升高,煤的焦油产率逐渐增加。煤的显微组分中含量相对较高的镜质组对焦油产率具有明显的正向促进作用,其中,富氢镜质组为富油煤的发育提供了良好物质基础。

关键词：富油煤焦油产率煤的显微组分煤化程度镜惰比富氢镜质组

鄂尔多斯块体及其周缘现今地壳水平形变特征及应力应变耦合关系

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大地测量与地球动力学 2024年

作者：杨辉冀康郭泱泱西安煤科透明地质科技有限公司

针对鄂尔多斯板块地壳变形性质量化研究不足和应力应变耦合关系尚不明确的问题，采用球坐标最小二乘配置模型解算研究区域地壳的特征应变场，利用震源机制解数据反演了区域地壳的主应力分布。结果显示，地壳变形主要集中在板块边界带和... 详细信息

针对鄂尔多斯板块地壳变形性质量化研究不足和应力应变耦合关系尚不明确的问题，采用球坐标最小二乘配置模型解算研究区域地壳的特征应变场，利用震源机制解数据反演了区域地壳的主应力分布。结果显示，地壳变形主要集中在板块边界带和断陷盆地内，鄂尔多斯块体内部的地壳形变较小。其中，青藏东北缘与阿拉善块体的交界处，地壳变形尤其剧烈，表现为沿板块边界的强压缩变形，主要变形机制为NW-SE向的压缩与NE-SW向的弱拉张共存，最大主压应变率超过0.05的张应力环境，最大主应力方向接近水平并指向SEE，与对应区域的主μs张tra应in。研究区域地壳处于较为统一变方向吻合。最小主应力方向更加接近于主压应变方向。

关键词：鄂尔多斯块体地壳变形球面最小二乘配置震源机制解应变场主应力方向

滇东北地区勺寨复向斜五峰组-龙马溪组页岩气地质特征及含气性控制因素

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煤炭科学技术 2024年

作者：李遇薛晓辉张金彪李金龙胡琳王玲陈志军云南省一九九煤田地质勘探队云南煤层气资源勘查开发有限公司云南省煤炭地质勘查院云南省煤炭产品质量检验站云南省煤田地质局黑龙江省自然资源调查院

滇东北地区勺寨向斜五峰组-龙马溪组发育一套富有机质页岩，具有较好的勘探潜力；但关于其地质特征、含气性特征和主控因素尚不明确。通过系统梳理前人资料并结合最新钻井、剖面资料，对勺寨复向斜五峰组-龙马溪组富有机质页岩的岩石学... 详细信息

滇东北地区勺寨向斜五峰组-龙马溪组发育一套富有机质页岩，具有较好的勘探潜力；但关于其地质特征、含气性特征和主控因素尚不明确。通过系统梳理前人资料并结合最新钻井、剖面资料，对勺寨复向斜五峰组-龙马溪组富有机质页岩的岩石学特征、有机质特征、储集空间特征和含气性特征进行了分析，并就含气性控制性因素进行了探讨。结果表明：勺寨向斜五峰组-龙马溪组为浅水陆棚-深水陆棚沉积，富有机质页岩厚度介于35～105m之间；五峰组上段和龙马溪组下段富有机质页岩TOC含量高，多在2% 以上，有机质类型好，具有良好的生烃潜力；优质页岩脆性矿物含量较高，具有较好的可压裂性；储层空间类型多，既有有机质孔、晶间孔、粒内孔为主的页岩气储集孔，又有沟通压裂通道、宏观裂缝的矿物碎裂缝和黏土矿物层间缝。研究区页岩含气量差异较大，高桥地区含气量相对较高但CH4无空气基含量较低，而莲峰地区含气量相对较低但CH4无空气基含量高，均在95%以上。研究认为：同一构造位置页岩总含气量受控于TOC含量、孔体积、孔比表面、黏土矿物含量、黄铁矿含量和碳酸盐岩矿物含量，不同构造部位页岩气含量受控于构造控制下的沉积环境及构造保存条件，构造控制下的深水陆棚、远离大断裂和具有褶皱遮挡的宽缓向斜含气性较好，是研究区页岩气富集的有利区带。

关键词：勺寨向斜五峰组-龙马溪组地质特征含气性特征控气因素

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屯兰区块煤层气井压裂特征多尺度分析

煤炭科学技术 2024年第3期52卷 148-158页

作者：李鸿雨宋晓夏刘威李伟陈伟东王昱太原理工大学矿业工程学院山西太原030024 煤与煤系气地质山西省重点实验室山西太原030024 山西焦煤集团有限责任公司屯兰煤矿山西古交030200 东北石油大学非常规油气研究院黑龙江大庆163318

为探究屯兰区块煤层气井压裂特征,以太原西山屯兰区块2号煤层为研究对象,通过对采煤工作面揭露的XST-167、XST-168、XST-176和XST-177四口煤层气井进行地质编录、煤样宏观特征描述及CT分析,从多尺度研究煤层的压裂特征。结果表明:研究... 详细信息

为探究屯兰区块煤层气井压裂特征,以太原西山屯兰区块2号煤层为研究对象,通过对采煤工作面揭露的XST-167、XST-168、XST-176和XST-177四口煤层气井进行地质编录、煤样宏观特征描述及CT分析,从多尺度研究煤层的压裂特征。结果表明:研究区煤层气井附近煤层主要分布斜交裂隙组成的“X”型压裂裂隙,在XST-177煤层气井附近有“T”型压裂裂隙。石英砂与压裂裂隙壁碰撞、摩擦产生煤粉,煤粉充填在裂隙内,对煤层气的产出有阻碍作用。通过对XST-168、XST-177二口煤层气井揭露的井筒进行对比,发现XST-177煤层气井的压裂效果更好,更有利于煤层气的产出。煤层气井附近的煤大多为碎裂煤、碎粒煤,水力压裂破坏了煤体的原生结构,使煤体硬度降低,裂隙显著增加。部分煤样可以观测到石英砂镶嵌其上,主要集中在煤的层理面上,说明石英砂被压进煤层后,主要沿水平缝向煤层内延伸,与此处的最大主应力方向保持一致。通过CT扫描技术,对受压裂影响的煤样(压裂煤)和未受压裂影响的煤样(正常煤)进行扫描,发现压裂煤T1、T2中裂隙宽度大于100μm的裂隙分别占总裂隙体积的58.8%和48.5%,裂隙数量上分别为23407条和19679条,而正常煤T3中裂隙宽度大于100μm的裂隙仅占总裂隙体积的1.7%,裂隙数量仅为3504条,T1、T2较T3的裂隙宽度更宽,裂隙数量更多,说明压裂作用使煤样裂隙宽度和数量明显增加,压裂煤内部的孔裂隙更发育。

关键词：煤层气屯兰区块多尺度水力压裂裂隙计算机断层扫描技术

考虑基质渗透性的粗糙单裂隙非达西流动特性研究

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岩土力学 2024年第2期45卷 601-611页

作者：朱寅斌李长冬周佳庆项林语姜茜慧朱文宇中国地质大学(武汉)工程学院湖北武汉430074 中国地质大学(武汉)湖北巴东地质灾害国家野外科学观测研究站湖北武汉430074

粗糙单裂隙及其周围岩石基质是组成复杂岩体裂隙网络的基本单元,了解其中发生的流体流动行为具有重要意义。通过直接求解Navier-Stokes(N-S)方程开展三维粗糙单裂隙和裂隙-孔隙双重介质模型的渗流模拟工作,研究了裂隙表面粗糙度、匹配... 详细信息

粗糙单裂隙及其周围岩石基质是组成复杂岩体裂隙网络的基本单元,了解其中发生的流体流动行为具有重要意义。通过直接求解Navier-Stokes(N-S)方程开展三维粗糙单裂隙和裂隙-孔隙双重介质模型的渗流模拟工作,研究了裂隙表面粗糙度、匹配性和基质渗透性对粗糙单裂隙中发生的非达西流动的影响规律。结果表明:Forchheimer方程可以准确描述双重介质模型中粗糙单裂隙流体流量与压力梯度间的非线性关系;表面粗糙度和不匹配性的增大会加剧裂隙内部开度分布的不均匀性,增大裂隙的流动阻力而促进非达西流动的发生;可渗透基质会使得裂隙过流能力增强,通过粗糙单裂隙的流量最多可增大约14%,这会抑制非达西流动的发生;基质渗透性对裂隙过流能力增长的影响程度与表面粗糙度和不匹配性呈正相关。

关键词：粗糙单裂隙裂隙-孔隙双重介质模型非达西流动渗流数值模拟表面粗糙度匹配性

基于模糊C均值聚类的空—地—井垂直重力梯度数据反演方法

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石油地球物理勘探 2024年第3期59卷 629-639页

作者：张显侯振隆赵福权秦朋波赵信阳王家辉东北大学资源与土木工程学院辽宁沈阳110819 中国冶金地质总局青岛地质勘查院山东青岛266109 广州海洋地质调查局广东广州511458

通过重力梯度数据三维反演能够获得地下密度结构模型,用于地质资源勘探等领域。航空、地面和井中观测的重力梯度数据含有不同频率的信息,通过数据联合可以降低反演多解性,提高成像分辨率。对于具有复杂形态的地下异常体,目前这种多尺度... 详细信息

通过重力梯度数据三维反演能够获得地下密度结构模型,用于地质资源勘探等领域。航空、地面和井中观测的重力梯度数据含有不同频率的信息,通过数据联合可以降低反演多解性,提高成像分辨率。对于具有复杂形态的地下异常体,目前这种多尺度数据联合反演的纵向空间分辨率,尤其是异常体底部的成像分辨率有待提升。针对该问题,开展了航空—地面—井中垂直重力梯度数据的联合反演方法研究。首先,在正则化反演中引入模糊C均值聚类算法,通过在迭代过程中加入聚类约束降低多解性;其次,联合航空、地面和井中垂直重力梯度数据,提出一种联合反演方法,并使用GPU加速计算;然后,将反演应用于理论模型数据与美国文顿盐丘地区重力梯度数据,验证方法的效果,并讨论了井位置对结果的影响;最后,对基于GPU加速的并行反演方法进行性能分析。数据试验证明了模糊C均值聚类算法能够降低反演的多解性,通过联合反演能够获得准确的密度分布,该方法具有一定的抗噪能力;使用异常旁井和穿异常井数据的成像分辨率更高。计算的文顿盐丘地区密度分布与其他学者的结论相近,证明了方法是有效且可行的。试验还表明,GPU并行方法具有较高的加速比,提出的方法能够为地质找矿等研究提供技术支撑。

关键词：空—地—井垂直重力梯度密度反演模糊C均值聚类文顿盐丘 GPU加速

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大兴安岭中段内蒙古扎赉特旗地区石炭纪高镁闪长岩、埃达克岩的发现及其对嫩江洋俯冲作用的指示

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地质通报 2024年第8期43卷 1430-1445页

作者：庞雪娇付俊彧钱程杨晓平汪岩中国地质调查局沈阳地质调查中心辽宁沈阳110034 东北地质科技创新中心辽宁沈阳110034

扎赉特旗地区的晚古生代岩浆作用,对于揭示嫩江洋的俯冲过程与机制具有重要的约束意义。通过野外地质调查、岩石学、岩石地球化学和锆石U−Pb定年研究,在扎赉特旗元宝山和贾家屯地区新发现了晚石炭世早期的高镁闪长岩(年龄加权平均值为32... 详细信息

扎赉特旗地区的晚古生代岩浆作用,对于揭示嫩江洋的俯冲过程与机制具有重要的约束意义。通过野外地质调查、岩石学、岩石地球化学和锆石U−Pb定年研究,在扎赉特旗元宝山和贾家屯地区新发现了晚石炭世早期的高镁闪长岩(年龄加权平均值为320.5±1.2 Ma)和O型埃达克岩(年龄加权平均值为317.9±3.3 Ma)。元宝山高镁闪长岩具有低SiO_(2)、高MgO、高Mg^(#)和富Na_(2)O的特点,且Ni、Cr含量高,富集轻稀土元素和大离子亲石元素,亏损高场强元素,认为其形成于消减带之上的地幔楔环境,是由消减板片部分熔融衍生的富Si质流体交代地幔岩部分熔融形成的。贾家屯石英闪长岩具有高SiO2、富Na2O、高Sr和低Yb、Y的特点,K2O/Na2O值低,稀土元素强烈分异,富集轻稀土元素和大离子亲石元素,亏损高场强元素,无负Eu异常,且贫Mg、Cr、Ni,为消减板片部分熔融后经结晶分异形成的O型埃达克岩。新发现的晚石炭世早期的埃达克岩−赞岐岩组合,与研究区石炭纪花岗岩的形成时间(333~304 Ma)同步,且高镁闪长岩与辉长岩(325.2~317.3 Ma)伴生,反映扎赉特旗地区处于松嫩地块西缘的活动大陆边缘弧环境,推测嫩江洋至少从晚石炭世早期开始就存在向东南侧松嫩地块之下的俯冲作用。

关键词：扎赉特旗石炭纪高镁闪长岩埃达克岩俯冲作用地质调查工程

基于源体生长思想的全张量重力梯度数据联合反演

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Applied Geophysics 2024年第2期21卷 207-220,418页

作者：侯振隆赵信阳张代磊赵福权王家辉东北大学资源与土木工程学院沈阳中国地质科学院北京中基发展建设工程有限责任公司北京

基于源体生长思想的三维反演是一种使用系统搜索的反演方法。和正则化反演相比,该方法计算量小,运算速度快。源体生长的判断准则是其核心,影响着结果质量。本文提出了一种全张量重力梯度数据源体生长反演方法,旨在提高纵向的反演效果。... 详细信息

基于源体生长思想的三维反演是一种使用系统搜索的反演方法。和正则化反演相比,该方法计算量小,运算速度快。源体生长的判断准则是其核心,影响着结果质量。本文提出了一种全张量重力梯度数据源体生长反演方法,旨在提高纵向的反演效果。首先,在判断准则中引入深度加权函数,优化对不同深度上源体生长的判断;其次,根据单分量梯度数据反演结果,调整不同类型数据的权重,建立联合反演方法;最后,利用矩阵压缩减少内存占用,提高反演计算效率。通过模型数据与文顿盐丘地区实测数据试验,证明了提出的方法能够有效地引导源体生长,对深部目标具有更高的分辨能力,适用于较复杂形态目标的反演,且具有较高的计算效率和抗噪性。

关键词：全张量重力梯度数据源体生长联合反演矩阵压缩

基于优化负样本采样策略的梯度提升决策树与随机森林的汶川同震滑坡易发性评价

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地质科技通报 2024年第3期43卷 251-265页

作者：郭衍昊窦杰向子林马豪董傲男罗万祺中国地质大学(武汉)湖北巴东地质灾害国家野外科学观测研究站武汉430074

强震诱发的滑坡具有数量多、分布广、规模大等特点,严重威胁人民生命财产安全。滑坡易发性评价能够快速预测灾害空间分布,对于减轻震后灾害的危险性具有重要意义。在同震滑坡易发性评价研究中,如何选取滑坡负样本并通过耦合机器学习模... 详细信息

强震诱发的滑坡具有数量多、分布广、规模大等特点,严重威胁人民生命财产安全。滑坡易发性评价能够快速预测灾害空间分布,对于减轻震后灾害的危险性具有重要意义。在同震滑坡易发性评价研究中,如何选取滑坡负样本并通过耦合机器学习模型提高评价精度的对比研究仍需进一步研究。以山区汶川地震诱发的滑坡为研究区,首先选取地形地貌、地质环境、地震参数等10个滑坡评价因子,分析滑坡空间分布规律;其次因子共线性分析检验数据冗余,接下来采用频率比法(FR)选取极低、低易发区滑坡负样本点的采样策略;最后采用基于决策树演化改进的梯度提升决策树(GBDT)、随机森林(RF)和耦合模型(FR-GBD与FR-RF),开展了基于机器学习的同震滑坡易发性区划并进行精度评价。研究结果表明:①滑坡空间分布受到多层级因子控制;②模型预测精度为:FR-RF(AUC=0.943)>FR-GBDT(AUC=0.926)>RF(AUC=0.901)>GBDT(AUC=0.856);③在低易发区选择滑坡负样本可以明显提高易发性精度。研究成果可为滑坡易发性中负样本的选择和评价模型构建提供参考同时也为震后滑坡的防灾减灾提供理论支持。

关键词：随机森林(RF) 梯度提升决策树(GBDT) 机器学习频率比法(FR) 采样策略同震滑坡滑坡易发性区划

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