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深地震反射剖面揭示沧县隆起和黄骅坳陷及邻区的地壳精细结构和构造特征

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地震地质 2024年第3期46卷 608-626页

作者：秦晶晶刘保金酆少英徐锡伟田一鸣朱国军左莹中国地震局地球物理勘探中心郑州450002 中国地质大学(北京) 北京100083

为研究华北盆地的地壳精细结构和断裂的深、浅构造关系,跨冀中坳陷、沧县隆起、黄骅坳陷和埕宁隆起完成了1条长约200km的深地震反射剖面和1条长66km的中-浅层地震反射剖面。结果表明,沿剖面地壳厚30~35km,且具有东薄西厚的分布特征,在... 详细信息

为研究华北盆地的地壳精细结构和断裂的深、浅构造关系,跨冀中坳陷、沧县隆起、黄骅坳陷和埕宁隆起完成了1条长约200km的深地震反射剖面和1条长66km的中-浅层地震反射剖面。结果表明,沿剖面地壳厚30~35km,且具有东薄西厚的分布特征,在冀中坳陷下方,莫霍面出现明显上隆,其隆起幅度为2~3km。研究区上地壳反射结构具有凹隆相间的展布特征,多条规模较大的断裂隐伏于华北盆地之下,对该区隆起和坳陷的形成与发展具有重要的控制作用。剖面上一系列与主断裂同向或反向的次级断裂将研究区的上地壳切割为多个次级小型地堑或半地堑断陷,导致整个华北盆地的上地壳结构复杂化。下地壳反射结构由一系列反射能量变化较大、横向上不能稳定成层、产状复杂多变的反射事件构成,这与反射能量强、横向连续性好及产状近水平展布的上地壳反射明显不同,暗示研究区上、下地壳物质有着明显不同的形成环境、变形方式和温压条件。中-浅层地震剖面和深地震反射剖面共同揭示的太行山山前断裂表现为一条低角度的大型铲形正断层,向下可与太行山东缘向E缓倾的大型滑脱构造(拆离断层)相联系;沧西断裂、沧东断裂和埕西断裂作为沧县隆起、黄骅坳陷、埕宁隆起的边界断裂,控制了该区堑、垒构造的形成与发展,是第四纪以来的隐伏活动断裂,推测其深部终止于深约18km的壳内解耦面上。文中研究结果可为进一步理解华北盆地的深部动力学过程及分析研究区深、浅断裂构造关系提供地震学依据。

关键词：沧县隆起黄骅坳陷冀中坳陷深地震反射剖面地壳结构和构造

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2020年古冶M_(S)5.1地震序列微震检测及活动性研究

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地球物理学报 2024年第4期67卷 1501-1514页

作者：王同利张盛中崔博闻武敏捷马泽宇葛慧颖北京市地震局北京100081 中国地质大学(北京)信息网络与数据中心北京100083 中国地质大学(北京)地球物理与信息技术学院北京100083

2020年7月12日河北省古冶(39.78°N,118.44°E)发生M_(S)5.1地震,震源深度10 km.本文通过对其周边500 km范围内的84个固定台站连续观测地震数据,采用基于图形处理器的模板匹配定位识别技术(GPU-M&L)对地震前后(2020年6月1日至2020年8月3... 详细信息

2020年7月12日河北省古冶(39.78°N,118.44°E)发生M_(S)5.1地震,震源深度10 km.本文通过对其周边500 km范围内的84个固定台站连续观测地震数据,采用基于图形处理器的模板匹配定位识别技术(GPU-M&L)对地震前后(2020年6月1日至2020年8月31日)共三个月的连续数据进行了微震检测和地震活动性分析.我们首先从台网目录的362个古冶地震序列事件中挑选了信噪比较高的118个地震作为模板,通过模板扫描和检测,获得共1017个地震,约为台网目录的2.8倍,然后运用双差定位方法(hypoDD)对669个地震事件进行了重定位.最后我们对古冶地震的事件序列进行时空分布、震源机制解以及b值空间分布等分析.结果显示古冶M_(S)5.1地震前,震中区周边地震活动性显著,地震前后地震序列分布优势方向为NE向,震源深度方向近直立分布;发震断裂为唐山—古冶断裂或其延伸部分,与1976年唐山M_(S)7.8地震同为唐山断裂带,发震断层走向基本一致.据此,我们推测古冶M_(S)5.1地震是1976年唐山M_(S)7.8地震后余震区应力调整所触发.

关键词：古冶地震微震检测模板匹配完备震级地震活动性

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应用P波振幅的傅里叶系数反演裂缝密度

石油地球物理勘探 2024年第2期59卷 238-249页

作者：李荣薛姣顾汉明中国地质大学(武汉)地球物理与空间信息学院湖北武汉430074

裂缝预测是非常规储层预测的重要内容。裂缝密度不仅反映了裂缝的发育程度,也是影响裂缝孔隙度和渗透率的重要参数。文中提出了一种应用纵波反射振幅分方位傅里叶系数正、余弦分量加权的裂缝密度反演方法。基于线性滑动裂缝等效介质理论... 详细信息

裂缝预测是非常规储层预测的重要内容。裂缝密度不仅反映了裂缝的发育程度,也是影响裂缝孔隙度和渗透率的重要参数。文中提出了一种应用纵波反射振幅分方位傅里叶系数正、余弦分量加权的裂缝密度反演方法。基于线性滑动裂缝等效介质理论,分别推导了含油和含气条件下HTI介质纵波反射振幅傅里叶系数与裂缝密度的关系,并利用二阶傅里叶系数预测裂缝对称轴方位角;研究了地震数据含噪声时二阶傅里叶系数正、余弦分量信噪比之比随裂缝对称轴方位角的变化规律,并提出应用二阶傅里叶系数正、余弦分量加权的裂缝密度反演方法。模型试算结果表明,所提的裂缝密度反演方法具有较强的抗噪性和稳定性;将其应用于实际地震数据,裂缝密度预测结果与测井信息吻合,验证了方法的有效性。

关键词：裂缝等效介质傅里叶系数裂缝密度反演加权

内蒙古锡林浩特地区晚新生代火山喷发序列研究

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岩石学报 2024年第7期40卷 2087-2102页

作者：史志伟白志达赵志丹董国臣王建伟金笃斌中国地质大学(北京)地球科学与资源学院北京100083

火山喷发序列是恢复火山活动历史的重要基础。锡林浩特火山群是大兴安岭-大同新生代火山喷发带中火山数量最多、喷发时间最长的火山群。本文从火山地质学入手,查明了火山堆积物之间及与沉积地层(离石黄土、马兰黄土和黑土)的叠置关系,... 详细信息

火山喷发序列是恢复火山活动历史的重要基础。锡林浩特火山群是大兴安岭-大同新生代火山喷发带中火山数量最多、喷发时间最长的火山群。本文从火山地质学入手,查明了火山堆积物之间及与沉积地层(离石黄土、马兰黄土和黑土)的叠置关系,并根据火山结构组成、形貌特征、喷发类型、火山岩类型及火山锥体的风化降解程度等,结合光释光(OSL)、^(14)C等定年方法,对火山喷发序列进行综合研究,确定了喷发相对时序和绝对年龄。锡林浩特火山群火山活动具有周期性变化规律,其喷发序列由老到新依次为:上新世,早更新世,中更新世早期、中更新世晚期,晚更新世早、中、晚和末期,以及全新世,共9个火山喷发旋回。晚更新世是火山喷发的鼎盛时期。首次确定了鸽子山火山的最晚喷发年龄距今约6800年,为广义活火山。不同旋回火山喷发方式及火山风化降解程度差异较大。上新世为裂隙式喷发,早、中更新世主要是裂隙-中心式喷发,晚更新世以来为中心式喷发。中心式喷发火山类型有斯通博利型、夏威夷型、玛珥型和亚布里尼型,其中玛珥型火山在本区属首次发现。中更新世及以前的火山锥基本已剥蚀殆尽,晚更新世以来的火山地貌形态保存尚好。每个喷发旋回几乎都呈现从碱性玄武岩向拉斑玄武岩演化的特征,反映了本区深部岩浆房演化与构造活动强度的周期性变化规律。

关键词：晚新生代喷发序列喷发类型鸽子山活火山锡林浩特

滇西保山地块铁厂中新世花岗岩成因与构造意义

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岩石学报 2024年第6期40卷 1870-1886页

作者：叶雅琪孙祥司晓博苗珂郑明俊梁晓雅中国地质大学地球科学与资源学院北京100083

滇西保山地块新生代岩浆岩是理解印度-欧亚板块斜向碰撞带新生代构造演化和动力学背景的窗口。本文对保山地块铁厂地区中新世二云母花岗岩和含电气石二云母花岗岩开展了岩石地球化学、锆石U-Pb年代学和Hf同位素组成研究。结果表明二云... 详细信息

滇西保山地块新生代岩浆岩是理解印度-欧亚板块斜向碰撞带新生代构造演化和动力学背景的窗口。本文对保山地块铁厂地区中新世二云母花岗岩和含电气石二云母花岗岩开展了岩石地球化学、锆石U-Pb年代学和Hf同位素组成研究。结果表明二云母花岗岩和含电气石二云母花岗岩的岩浆锆石U-Pb年龄分别为18.1±0.1Ma和16.9±0.2Ma,反映岩浆岩形成于中新世。两类花岗岩具有高硅(SiO 2=73.7%~74.2%),富钾(K 2O=6.3%~6.7%,K 2O/Na 2O>1),且相对高碱(K 2O+Na 2O=8.8%~9.3%)的特征,属钾玄岩系列,为强过铝质S型花岗岩。两类花岗岩的CaO/Na 2O比值介于0.25~0.39,具有低Sr(56×10^(-6)~79×10^(-6))、低Ba(155×10^(-6)~211×10^(-6))、高Rb/Sr比值(4.6~6.2)特征。二云母花岗岩的锆石εHf(t)值为-12.1~-1.5。这些特征表明铁厂中新世花岗岩是变泥质岩脱水部分熔融的产物。结合同时代西南三江地区崇山剪切带淡色花岗岩和喜马拉雅淡色花岗岩的对比分析,表明铁厂中新世花岗岩可能形成于伸展构造环境。

关键词：中新世花岗岩地球化学锆石U-Pb年代学锆石Hf同位素保山地块

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第一性原理计算约束宏观地质现象的微观机制

岩石学报 2024年第6期40卷 1972-1996页

作者：高子越邱昆峰罗炳程刘鑫龙政宇于皓丞张靖源邓军深时数字地球前沿科学中心地质过程与矿产资源国家重点实验室中国地质大学(北京)地球科学与资源学院北京100083 中国农业大学理学院应用物理系北京100083 中国地质大学(北京)材料科学与工程学院北京100083

微观尺度物理化学机制随着时间推移和空间尺度放大,逐步累积形成在地球系统中能够被直观观测到的大规模地质过程。揭示地质作用过程中隐藏在宏观表象下的微观机制一直是地球科学研究的重要内容。近年来,随着计算能力的提高和计算方法的... 详细信息

微观尺度物理化学机制随着时间推移和空间尺度放大,逐步累积形成在地球系统中能够被直观观测到的大规模地质过程。揭示地质作用过程中隐藏在宏观表象下的微观机制一直是地球科学研究的重要内容。近年来,随着计算能力的提高和计算方法的进步,基于量子力学原理的理论计算方法——第一性原理计算,以精度高、效率高、应用灵活且所得结果可以媲美实验等优势,为构建宏观与微观之间的桥梁提供了一个有力途径。本文归纳总结了第一性原理计算的基本原理,梳理了使用第一性原理计算在研究宏观地质现象的微观机制领域取得的新认识,侧重论述了第一性原理计算在研究矿物物理化学性质、深部熔体性质、同位素分馏机理、元素地球化学行为等方面的应用,并展望了第一性原理计算在未来可能遇到的挑战和发展趋势,为微观机制的计算模拟研究提供帮助。第一性原理计算的发展和应用,增强了人们对地球系统微观机制的理解,为未来地球科学的研究提供了新思路。

关键词：第一性原理计算晶格振动频率计算分子动力学模拟深部地球矿物结构流/熔体

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中国CCUS技术发展、趋势与建议

洁净煤技术 2024年第S1期30卷 70-75页

作者：常鼎钧唐淑玲中国地质大学(北京)地球物理与信息技术学院中国地质大学(北京)能源学院

CCUS（Carbon Capture, Utilization and Storage,碳捕集、利用和封存）是实现碳中和战略目标的关键技术之一。在全球碳达峰和碳中和愿景下，CCUS技术的应用和发展对可持续发展具有重要意义。介绍了从CCS（Carbon Capture and Storage,... 详细信息

CCUS（Carbon Capture, Utilization and Storage,碳捕集、利用和封存）是实现碳中和战略目标的关键技术之一。在全球碳达峰和碳中和愿景下，CCUS技术的应用和发展对可持续发展具有重要意义。介绍了从CCS（Carbon Capture and Storage,碳捕集和封存）技术到CCUS技术的发展历程、CCUS传统技术方法以及在新的应用场景下，不断丰富和拓展的CCUS新技术，重点对我国CCUS技术的发展现状和发展趋势进行分析，指出CCUS目前面临的技术难点主要体现在CO2捕集技术发展存在明显代际差异、CO2海底管道运输技术存在缺乏实际经验、CO2强化天然气开采技术及置换水合物等方面，在规模化产业集群建设方面也存在诸多困难和挑战，应从技术体系构建、重点技术攻关、法规体系完善、激励机制、国际合作等方面加强攻关。最终提出了在中国实现CCUS大规模发展与推广“三步走”路径建议，即按照行业试点期（2021—2030年）、地区推广期（2031—2040年）、全国应用期（2040年以后）3个阶段有序推动CCUS在全国的规模化部署。

关键词：碳捕集利用封存产业集群

横波分裂和纵波方位各向异性在油气勘探中的应用

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地球物理学报 2024年第3期67卷 855-870页

作者：李向阳王赟孙鹏远李乐丁拼搏中国石油集团东方地球物理有限责任公司河北涿州072750 中国地质大学(北京)“多波多分量”(MWMC)团队北京100083 中国石油大学(北京)地球物理学院北京102200

本文首先回顾了横波分裂和纵波方位各向异性应用于油气勘探的发展历程;在此基础上重点讨论了二者在上地壳中的分布情况、相互关系及应用条件.横波分裂是地震波传播经过裂缝时所独有的横波双折射现象,40年的科学研究及生产应用表明这一... 详细信息

本文首先回顾了横波分裂和纵波方位各向异性应用于油气勘探的发展历程;在此基础上重点讨论了二者在上地壳中的分布情况、相互关系及应用条件.横波分裂是地震波传播经过裂缝时所独有的横波双折射现象,40年的科学研究及生产应用表明这一物理现象在上地壳中广泛存在,并主要存在于近地表1200 m以浅.纵波方位各向异性从浅到深在上地壳中分布差异较大;应用于检测裂缝时仅对含气裂缝发育区敏感,对含其他流体的裂缝区不敏感.针对裂缝发育区的预测,本文利用理论和实验数据分析论证了横波分裂与纵波方位各向异性的关系;阐明在油气勘探中横波分裂分析与纵波方位各向异性预测裂缝储层须首先消除近地表的影响,这在一定程度上限制了二者的应用.同时阐明二者的应用还需要满足近地表相对简单、裂缝储层相对较厚等条件;且需采集非零偏或环形垂直地震剖面(VSP)资料进行标定.即多分量地震数据品质、近地表地震地质条件及储层方位各向异性发育程度是影响横波分裂及纵波方位各向异性应用效果的3个关键因素.

关键词：横波分裂纵波方位各向异性裂缝检测近地表油气勘探

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地震数据时频分析的W变换及其改进方法

石油勘探与开发 2024年第4期51卷 774-782页

作者：王仰华饶莹赵振聪英国帝国理工大学资源地球物理学院英国伦敦SW72AZ 中国地质大学(北京) 北京100083 中国石油大学(北京)地球物理学院北京102249

针对常规线性时频分析方法无法同时达到时间域和频率域上的高分辨率和能量聚焦,尤其在低频区域分辨率较差的问题,为提高线性时频分析方法在低频区域的分辨率,提出了W变换方法,在线性变换中引入瞬时频率参数,构建与地震数据瞬时频率相匹... 详细信息

针对常规线性时频分析方法无法同时达到时间域和频率域上的高分辨率和能量聚焦,尤其在低频区域分辨率较差的问题,为提高线性时频分析方法在低频区域的分辨率,提出了W变换方法,在线性变换中引入瞬时频率参数,构建与地震数据瞬时频率相匹配的分析时窗。将W变换方法与典型的非线性时频分析方法——魏格纳-维利分布(WVD)进行了对比。WVD方法展示的是时间-频率域中的能量分布,明确指示子波的时间重心和频率重心,而W变换中由于引入了任意时间位置所对应的瞬时频率作为变换参数,所展示的时间-频率谱因而也具有明确的能量聚焦重心,因此,W变换与WVD方法具有直接对标意义。分析了近年来W变换的3种改进方法的发展状况,详细阐述从常规W变换、谐变时窗W变换、分数阶W变换、直到线性正则W变换的发展和演进。通过W变换在河道砂体识别和溶洞检测方面的3个应用实例,验证W变换可以提高时间-频率谱的分辨率与能量聚焦。

关键词：时频分析匹配追踪魏格纳变换 W变换能量聚焦分辨率

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