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长白山天池火山千年大喷发期后火山泥石流沉积特征及其源-汇响应关系
被引量：
3
1
作者
王璞珺
许伟东
+5 位作者
陈海潮
衣键
王寒非
唐华风
王文华
武成智
《岩石学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第9期2893-2911,共19页
源于长白山天池地区的火山泥石流沉积可分为粗碎屑岩块(岩屑)泥石流和细碎屑浮岩泥石流,它们沿二道白河和松花江水系搬运的路径为从距天池火山口40km的三合水电站经过丰满大坝(360km)和吉林市(380km)到小白旗屯(450km),形成广泛的沉积...
源于长白山天池地区的火山泥石流沉积可分为粗碎屑岩块(岩屑)泥石流和细碎屑浮岩泥石流,它们沿二道白河和松花江水系搬运的路径为从距天池火山口40km的三合水电站经过丰满大坝(360km)和吉林市(380km)到小白旗屯(450km),形成广泛的沉积区域。这两类火山泥石流的沉积成因有两种解释:一是形成于千年大喷发同期,是由一次性洪水事件搬运和沉积形成的;二是形成于千年大喷发期后经过多次搬运和沉积的产物。两个模式的共同问题是都没有考虑天池当时是否有水及其蓄水过程。后一模式在某种程度上,还回避了导致岩屑与浮岩两类泥石流频繁互层的沉积物源和水动力条件以及二者的转换机制,而这恰恰是关于泥石流沉积成因的基本要素。通过重新研究火山泥石流经典剖面(位于天池西北57.73km的水田村),作者发现本区火山泥石流沉积存在明显的物源剥蚀区与沉积堆积区的反剖面关系。即无论是粒径32~500mm的粗碎屑还是0.0625~16mm的细碎屑,成分自下而上(或沉积早期到晚期)呈现规律性变化:剖面下部的碎屑成分以浮岩为主(浮岩在物源区位于顶部),向上粗面岩和玄武岩明显增多(在源区它们位于浮岩之下),而沉积序列上部的碎屑成分是在物源区处于较深层位的岩脉辉绿岩和基底流纹岩。整个序列碎屑成分的沉积分异特征明显。沉积构造和岩相组合特征显示,该火山泥石流剖面的下部和上部碎屑粒度细、分选较好、成层性好、水平状层理发育,主要表现为环境较为稳定的以地面径流为主的河流相和末端扇相背景沉积;中部粒度粗、成层性差、主要表现为突发性洪水作用导致的洪积相事件沉积。沉积序列中频繁出现的冲刷面构造指示水流强度曾出现周期性的快速增加。自下而上冲刷面规模由小变大再变小,指示水流强度由弱变强再变弱。为了探讨天池的积水条件和蓄水过程,作者基于达西定律和质量守恒原理,模拟计算降水量、蒸发量、地表径流量、火山机构整体的平均渗透率和天池积水速率之间的关系。结果显示,当天池火山机构平均渗透率高于6m D(毫达西)时,天池地区降水量减蒸发量即使高达2000mm/y,水亦会全部渗流而出,因此天池不存在积水环境。当降水量减蒸发量小于1500mm/y时,则天池火山体平均渗透率需要小于4m D,天池才可能在200年之内集满现今的水量。当天池降水量减蒸发量小于1000mm/y时,天池火山体平均渗透率需要小于2.5m D,天池才可能在200年之内集满现今的水量。将水田村火山泥石流沉积序列与天池蓄水过程计算结果加以对比,我们提出本区火山泥石流沉积序列的另一种成因解释:(1)这是形成于千年大喷发之后的以地面径流或河流为主的背景沉积与洪水导致的突发性事件沉积互层的序列;上部和下部的细碎屑层主要表现为背景沉积,中部的粗碎屑岩块泥石流主要表现为洪流事件沉积。(2)下部的背景沉积可能对应于天池千年大喷发之后的持续积水过程,时间可能不少于200年;而上部的背景沉积则对应于本区的水系和地貌逐渐稳定并接近于现今条件的稳定型河流沉积。结合天池北坡和西坡古老树木年轮指示的沙松冷杉生长年代(公元1749-1768)同时考虑松柏类植物对水系和地貌稳定性较为敏感等因素,推测上部沉积环境趋于稳定的时间应该不晚于公元十八世纪初。
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关键词
长白山火山千年大喷发
火山岩渗透率
天池积水数学模拟
岩屑和浮岩泥石流
源-汇响应
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职称材料
水下喷发火山碎屑岩储层特征及主控因素:以新西兰Taranaki盆地中新世Kora火山为例
被引量：
10
2
作者
唐华风
王寒非
+4 位作者
Ben KENNEDY
张芯语
Marcos ROSSETTI
Alan Patrick BISCHOFF
Andrew NICOL
《地学前缘》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第1期375-387,共13页
新西兰Taranaki盆地中新世Kora火山是海底喷发形成的碎屑岩型火山,可代表浅埋藏火山岩的储层特征。本文根据5口钻井的孔隙度、渗透率、孔隙孔径和铸体薄片开展Kora火山的储层特征、储集空间组成、缝宽以及原生和次生孔隙之间关系的分析...
新西兰Taranaki盆地中新世Kora火山是海底喷发形成的碎屑岩型火山,可代表浅埋藏火山岩的储层特征。本文根据5口钻井的孔隙度、渗透率、孔隙孔径和铸体薄片开展Kora火山的储层特征、储集空间组成、缝宽以及原生和次生孔隙之间关系的分析。研究结果如下:(1)储集空间主要为次生孔隙,然后是裂缝和原生孔隙;Kora火山具有高孔隙度和高渗透率特征,孔径具有双峰到单峰的分布特征。(2)炸裂缝、淬火缝和粒间孔形成于岩浆破碎和/或喷发期间;在晚Tortonian期间产生了网状构造裂缝,在Tortonian晚期至Messinian早期产生规则构造裂缝,二者形成时间均早于原油充注;筛状孔和铸模孔应由风化阶段和/或埋藏阶段的溶蚀作用形成,晶间微孔应由埋藏阶段的蚀变和/或重结晶作用形成。(3)原生孔隙控制次生孔隙的分布,特别是原生的裂缝;在Kora火山中控制筛状孔和铸模孔形成的缝宽的阈值约为9μm,较宽的裂缝可优先促成筛状孔和铸模孔的形成。(4)再搬运火山颗粒含量的增加会显著降低高孔隙度岩石的总孔隙度;近源相带的孔隙度和渗透率高于远源相带,海底喷发火山远源相带发生的强烈钙质胶结可显著减少孔隙度和渗透率。相关认识可为火山岩储层形成、演化和分布规律研究提供依据。
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关键词
Taranaki盆地
中新世
火山岩储层
裂缝
形成机理
主控因素
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职称材料
题名
长白山天池火山千年大喷发期后火山泥石流沉积特征及其源-汇响应关系
被引量：
3
1
作者
王璞珺
许伟东
陈海潮
衣键
王寒非
唐华风
王文华
武成智
机构
东北亚生物演化
与环境
教育部重点实验室(吉林
大学
)
坎特伯雷大学地球与环境学院
南京
大学
计算机科学与技术系
长白山天池火山监测站
出处
《岩石学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第9期2893-2911,共19页
基金
吉林省科技厅科技发展计划项目(20170101001JC)
国家自然科学基金项目(41472304、41790453、41972313)联合资助。
文摘
源于长白山天池地区的火山泥石流沉积可分为粗碎屑岩块(岩屑)泥石流和细碎屑浮岩泥石流,它们沿二道白河和松花江水系搬运的路径为从距天池火山口40km的三合水电站经过丰满大坝(360km)和吉林市(380km)到小白旗屯(450km),形成广泛的沉积区域。这两类火山泥石流的沉积成因有两种解释:一是形成于千年大喷发同期,是由一次性洪水事件搬运和沉积形成的;二是形成于千年大喷发期后经过多次搬运和沉积的产物。两个模式的共同问题是都没有考虑天池当时是否有水及其蓄水过程。后一模式在某种程度上,还回避了导致岩屑与浮岩两类泥石流频繁互层的沉积物源和水动力条件以及二者的转换机制,而这恰恰是关于泥石流沉积成因的基本要素。通过重新研究火山泥石流经典剖面(位于天池西北57.73km的水田村),作者发现本区火山泥石流沉积存在明显的物源剥蚀区与沉积堆积区的反剖面关系。即无论是粒径32~500mm的粗碎屑还是0.0625~16mm的细碎屑,成分自下而上(或沉积早期到晚期)呈现规律性变化:剖面下部的碎屑成分以浮岩为主(浮岩在物源区位于顶部),向上粗面岩和玄武岩明显增多(在源区它们位于浮岩之下),而沉积序列上部的碎屑成分是在物源区处于较深层位的岩脉辉绿岩和基底流纹岩。整个序列碎屑成分的沉积分异特征明显。沉积构造和岩相组合特征显示,该火山泥石流剖面的下部和上部碎屑粒度细、分选较好、成层性好、水平状层理发育,主要表现为环境较为稳定的以地面径流为主的河流相和末端扇相背景沉积;中部粒度粗、成层性差、主要表现为突发性洪水作用导致的洪积相事件沉积。沉积序列中频繁出现的冲刷面构造指示水流强度曾出现周期性的快速增加。自下而上冲刷面规模由小变大再变小,指示水流强度由弱变强再变弱。为了探讨天池的积水条件和蓄水过程,作者基于达西定律和质量守恒原理,模拟计算降水量、蒸发量、地表径流量、火山机构整体的平均渗透率和天池积水速率之间的关系。结果显示,当天池火山机构平均渗透率高于6m D(毫达西)时,天池地区降水量减蒸发量即使高达2000mm/y,水亦会全部渗流而出,因此天池不存在积水环境。当降水量减蒸发量小于1500mm/y时,则天池火山体平均渗透率需要小于4m D,天池才可能在200年之内集满现今的水量。当天池降水量减蒸发量小于1000mm/y时,天池火山体平均渗透率需要小于2.5m D,天池才可能在200年之内集满现今的水量。将水田村火山泥石流沉积序列与天池蓄水过程计算结果加以对比,我们提出本区火山泥石流沉积序列的另一种成因解释:(1)这是形成于千年大喷发之后的以地面径流或河流为主的背景沉积与洪水导致的突发性事件沉积互层的序列;上部和下部的细碎屑层主要表现为背景沉积,中部的粗碎屑岩块泥石流主要表现为洪流事件沉积。(2)下部的背景沉积可能对应于天池千年大喷发之后的持续积水过程,时间可能不少于200年;而上部的背景沉积则对应于本区的水系和地貌逐渐稳定并接近于现今条件的稳定型河流沉积。结合天池北坡和西坡古老树木年轮指示的沙松冷杉生长年代(公元1749-1768)同时考虑松柏类植物对水系和地貌稳定性较为敏感等因素,推测上部沉积环境趋于稳定的时间应该不晚于公元十八世纪初。
关键词
长白山火山千年大喷发
火山岩渗透率
天池积水数学模拟
岩屑和浮岩泥石流
源-汇响应
Keywords
Millennium eruption of the Changbaishan-Tianchi volcano
Permeability of volcanic rocks
Mathematical simulation/modelling of water storage in crater lake
Lithic and pumice lahar deposits
Response from source to sink
分类号
P317 [天文地球—固体地球物理学]
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职称材料
题名
水下喷发火山碎屑岩储层特征及主控因素:以新西兰Taranaki盆地中新世Kora火山为例
被引量：
10
2
作者
唐华风
王寒非
Ben KENNEDY
张芯语
Marcos ROSSETTI
Alan Patrick BISCHOFF
Andrew NICOL
机构
自然资源部东北亚矿产资源评价重点实验室
坎特伯雷大学地球与环境学院
教育部东北亚生命
与环境
演化重点实验室(吉林
大学
)
吉林
大学
地球
科学
学院
出处
《地学前缘》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第1期375-387,共13页
基金
国家自然科学基金重大项目(41790453)
国家科技重大专项(2016ZX05026-004)
吉林省自然科学基金项目(20170101001JC)。
文摘
新西兰Taranaki盆地中新世Kora火山是海底喷发形成的碎屑岩型火山,可代表浅埋藏火山岩的储层特征。本文根据5口钻井的孔隙度、渗透率、孔隙孔径和铸体薄片开展Kora火山的储层特征、储集空间组成、缝宽以及原生和次生孔隙之间关系的分析。研究结果如下:(1)储集空间主要为次生孔隙,然后是裂缝和原生孔隙;Kora火山具有高孔隙度和高渗透率特征,孔径具有双峰到单峰的分布特征。(2)炸裂缝、淬火缝和粒间孔形成于岩浆破碎和/或喷发期间;在晚Tortonian期间产生了网状构造裂缝,在Tortonian晚期至Messinian早期产生规则构造裂缝,二者形成时间均早于原油充注;筛状孔和铸模孔应由风化阶段和/或埋藏阶段的溶蚀作用形成,晶间微孔应由埋藏阶段的蚀变和/或重结晶作用形成。(3)原生孔隙控制次生孔隙的分布,特别是原生的裂缝;在Kora火山中控制筛状孔和铸模孔形成的缝宽的阈值约为9μm,较宽的裂缝可优先促成筛状孔和铸模孔的形成。(4)再搬运火山颗粒含量的增加会显著降低高孔隙度岩石的总孔隙度;近源相带的孔隙度和渗透率高于远源相带,海底喷发火山远源相带发生的强烈钙质胶结可显著减少孔隙度和渗透率。相关认识可为火山岩储层形成、演化和分布规律研究提供依据。
关键词
Taranaki盆地
中新世
火山岩储层
裂缝
形成机理
主控因素
Keywords
Taranaki Basin
Miocene
volcanic reservoirs
fracture
reservoir origin
controlling factors
分类号
TE122.2 [石油与天然气工程—油气勘探]
P588.14 [天文地球—岩石学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
长白山天池火山千年大喷发期后火山泥石流沉积特征及其源-汇响应关系
王璞珺
许伟东
陈海潮
衣键
王寒非
唐华风
王文华
武成智
《岩石学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020
3
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职称材料
2
水下喷发火山碎屑岩储层特征及主控因素:以新西兰Taranaki盆地中新世Kora火山为例
唐华风
王寒非
Ben KENNEDY
张芯语
Marcos ROSSETTI
Alan Patrick BISCHOFF
Andrew NICOL
《地学前缘》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021
10
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