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天然气水合物与游离气共存的地球物理特征与识别
1
作者 王秀娟 韩磊 +3 位作者 刘俊州 靳佳澎 匡增桂 周吉林 《地学前缘》 北大核心 2025年第2期20-35,共16页
全球多个海域钻探表明天然气水合物与游离气共存,不同共存层的地球物理异常特征与富集程度存在差异,形成识别共存层的方法有利于准确评价天然气水合物资源量。本文分析了南海与国际典型井位的多种测井与地震资料,总结了4种类型的天然气... 全球多个海域钻探表明天然气水合物与游离气共存,不同共存层的地球物理异常特征与富集程度存在差异,形成识别共存层的方法有利于准确评价天然气水合物资源量。本文分析了南海与国际典型井位的多种测井与地震资料,总结了4种类型的天然气水合物与游离气共存层,包括细粒泥质储层稳定带附近共存、细粒泥质粉砂储层水合物稳定区底界(BSR)下方共存、细粒泥质储层冷泉发育区天然气水合物稳定带内共存和粗粒砂质储层快速沉积区天然气水合物与游离气共存。对比不同储层类型异常特征变化,通过多种属性联合与交会分析形成识别共存层天然气水合物赋存形态方法。结果表明,生物成因气与热成因气都能形成天然气水合物与游离气共存。在生物成因气发育区,由于快速沉积作用导致天然气水合物稳定带底界向上调整,天然气水合物发生分解。因分解需要时间,在一定时期内的局部区域会出现天然气水合物与游离气共存。而热成因气发育区,易形成Ⅱ型天然气水合物与游离气共存。利用孔隙度、电阻率与饱和水层的差异进行交会分析,根据曲线变化趋势能识别共存层天然气水合物的赋存形态,多种地球物理属性对比分析认为横波速度是识别共存层天然气水合物与游离气富集差异的关键参数。 展开更多
关键词 天然气水合物 游离气 共存 横波速度 交会分析
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元地球与数字孪生:思想突破、技术变革与范式转换 被引量：3
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作者 李三忠 索艳慧 +30 位作者 戴黎明 王亮亮 姜兆霞 曹现志 苏国辉 刘丽军 周建平 李玺瑶 刘洁 朱俊江 乔璐璐 王光增 姜素华 王秀娟 刘琳 管红香 李晓辉 胡军 刘鹏 刘泽 董冬冬 郭玲莉 邹志辉 董昊 钟世华 孙国正 刘洋 于胜尧 吴立新 邹卓延 孙毅 《地学前缘》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期46-63,共18页
数字孪生在航天、工业制造领域已应用了20多年,但引入海洋科学还是首次。通过数字孪生技术,实现真实地球与虚拟地球的融合,构建一个真实地球与数字地球的虚实共同体,这里称为“元地球”。本文介绍了元地球与早期提出的数字地球、虚拟地... 数字孪生在航天、工业制造领域已应用了20多年,但引入海洋科学还是首次。通过数字孪生技术,实现真实地球与虚拟地球的融合,构建一个真实地球与数字地球的虚实共同体,这里称为“元地球”。本文介绍了元地球与早期提出的数字地球、虚拟地球、玻璃地球、智慧地球的本质区别,进而突出元地球理念或思想上的巨大突破。基于现今元宇宙BIGANT技术体系,构架跨越地球各圈层的实时、全天候、立体观测感知系统,打通地球系统各圈层动力学模拟隔阂,实现超越现今地球,再现深时地球,实现时空穿越,从而集数字地球、虚拟地球、玻璃地球、智慧地球、现今地球、深时地球的特性于一个共同体,这个深时的虚实共同体就是元地球。这一理念必将催生新的技术范式变革,进而超越现实地球、虚拟地球,开启人类认识地球、探测地球、开发地球的全新方式。在实现研究范式转换的同时,推动元地球的多场景应用,这也必将催生未来的万亿新产业。 展开更多
关键词 元地球 真实地球 虚拟地球 数字地球 数字孪生 地球系统 范式
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海洋天然气水合物系统动态调整的异常特征及主控因素 被引量：1
3
作者 王秀娟 王文录 +5 位作者 靳佳澎 周吉林 匡増桂 胡高伟 张正一 李三忠 《地质学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期2541-2556,共16页
似海底反射(bottom simulating reflectors,BSRs)是指示天然气水合物赋存深度的重要标识,已在全球多个海域研究中发现了千年时间尺度上天然气水合物系统的动态调整,地震剖面上的典型表征是存在多种类型BSR及埋深变化。本文对比分析全球... 似海底反射(bottom simulating reflectors,BSRs)是指示天然气水合物赋存深度的重要标识,已在全球多个海域研究中发现了千年时间尺度上天然气水合物系统的动态调整,地震剖面上的典型表征是存在多种类型BSR及埋深变化。本文对比分析全球典型海域BSR的地震反射特征及测井响应差异,提出BSR调整及发育的主控因素为:①冰期—间冰期旋回、快速沉积、逆冲-褶皱与基底隆升,导致稳定带底界或BSR发生调整;②构造活动释放的热流体导致BSR上移;③海底侵蚀作用、地层超压,导致BSR下移等;④重烃气体形成Ⅱ型水合物,甲烷水合物稳定带底界下部出现水合物与游离气共存层;⑤合适温度条件下细粒沉积物发生矿物相变,形成与水合物无关的双BSR;⑥局部热异常会导致同一水平地层从含天然气水合物向游离气变化,横向上出现极性反转,无BSR调整。不同因素导致的稳定带底界调整,会伴随着水合物的形成—分解—再形成的动态变化,导致地层内水合物-游离气-水的三相共存,同时伴随着多层游离气的复杂分布,在地震剖面上呈现出多种类型BSR,指示天然气水合物系统复杂性及其与游离气间的相互影响。 展开更多
关键词 天然气水合物 游离气 BSR 三相共存 动态调整
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南海海马冷泉区沉积物孔隙水地球化学特征对冷泉活动的指示 被引量：1
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作者 孙国静 管红香 +7 位作者 张志顺 赵彦彦 冯俊熙 杨俊 张广璐 张雅茹 魏浩天 刘盛 《海洋地质与第四纪地质》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期1-14,共14页
海马冷泉位于南海琼东南海域,是南海迄今发现的两个活动冷泉之一。我们对海马冷泉Rov2和PC3站位两个活塞重力柱沉积物孔隙水的阴阳离子、溶解无机碳(DIC)及其碳同位素组成和Sr、Ba含量等进行了分析。结果表明,两个站位孔隙水DIC含量(Rov... 海马冷泉位于南海琼东南海域,是南海迄今发现的两个活动冷泉之一。我们对海马冷泉Rov2和PC3站位两个活塞重力柱沉积物孔隙水的阴阳离子、溶解无机碳(DIC)及其碳同位素组成和Sr、Ba含量等进行了分析。结果表明,两个站位孔隙水DIC含量(Rov2和PC3最大DIC含量分别为27.4、8.5 mM)和δ^(13)CDIC(Rov2和PC3站位最低值分别为-54.63‰和-48.93‰)具有明显的镜像关系。结合孔隙水硫酸盐浓度的变化特征,Rov2和PC3站位的硫酸盐-甲烷界面(SMI)分别位于约485和410 cm。通过模拟估算,Rov2和PC3站位向上甲烷通量分别为67.4和97.2 mol·m^(-2)·ka^(-1),较浅的SMI深度与相对较高的甲烷通量相一致。SMI附近极低的孔隙水δ^(13)CDIC值指示了AOM作用的发生及其对DIC的贡献。在Rov2站位,自生碳酸盐矿物以高镁方解石为主,阳离子Ca^(2+)、Mg^(2+)和Sr^(2+)含量随深度增加并表现出与SO_(4)^(2−)阴离子含量相似的变化特征。在SMI附近,随着SO_(4)^(2−)的消耗、有机质的矿化将大量的Ba^(2+)和PO_(4)^(3-)释放进入孔隙水。因此,冷泉孔隙水地球化学特征的变化能帮助我们有效识别渗漏活动过程,对AOM作用下物质的迁移与转化具有重要的指示意义。 展开更多
关键词 甲烷厌氧氧化 冷泉渗漏 孔隙水 中国南海
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南海不同沉积环境黄铁矿的矿物学及原位微区地球化学研究
5
作者 张雅茹 张广璐 +3 位作者 杨俊 赵彦彦 管红香 刘盛 《古地理学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1498-1515,共18页
黄铁矿是沉积物和沉积岩中的常见矿物,其地球化学特征能够明确指示周围的沉积环境。然而,黄铁矿地球化学特征的差异性及形成过程中的控制因素尚不清楚。本研究利用扫描电镜和激光剥蚀电感耦合等离子体质谱对南海不同沉积环境黄铁矿形貌... 黄铁矿是沉积物和沉积岩中的常见矿物,其地球化学特征能够明确指示周围的沉积环境。然而,黄铁矿地球化学特征的差异性及形成过程中的控制因素尚不清楚。本研究利用扫描电镜和激光剥蚀电感耦合等离子体质谱对南海不同沉积环境黄铁矿形貌和原位微区主微量元素特征进行了研究。结果表明,SH-CL38站位黄铁矿含量与δ^(34)S值呈镜像关系,代表了正常海洋沉积环境下形成的黄铁矿受有机碎屑硫酸盐还原作用的控制;而F站位碳酸盐颗粒极低的δ^(13)C值(-45.55‰)表明该站位发育甲烷渗漏,黄铁矿的形成与硫酸盐驱动的甲烷厌氧氧化过程有关。2个站位黄铁矿微区的地球化学分布明显存在差异:SH-CL38站位黄铁矿的Mn、Co、Ni、Mo和Sb含量相对于F站位含量高,可能是铁锰(氢)氧化物的还原性溶解导致的;而F站位黄铁矿的Cu、V、As和Cd含量相对于SH-CL38站位高,可能是受到有机质矿化作用的影响。黄铁矿颗粒的Ca和Mg含量表明F站位的甲烷渗漏条件下由于优先沉淀了低Mg高Ca的自生方解石,导致后期沉淀的黄铁矿具有高Mg低Ca特征。2种不同沉积环境中黄铁矿的形貌特征和微量元素含量的差异表明黄铁矿的矿物学和地球化学特征可以用来识别甲烷渗漏。 展开更多
关键词 南海 黄铁矿 微晶形貌 原位微区分析 成因机制 激光剥蚀电感耦合等离子体质谱
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副矿物包裹体和信号采集时间对锆石U-Pb年龄和微量元素分析结果的影响 被引量：2
6
作者 黄宇 钟世华 +5 位作者 李三忠 赵鸿 薛梓萌 郭广慧 刘嘉情 牛警徽 《地学前缘》 北大核心 2025年第1期388-400,共13页
锆石原位微区U-Pb定年和微量元素分析已成为当前地球科学领域常规的分析手段。然而,锆石微区分析结果的解译受到分析点选取、仪器稳定性和采集信号校正等诸多因素的影响,定量揭示这些因素如何影响锆石微区分析结果是准确探讨该结果地质... 锆石原位微区U-Pb定年和微量元素分析已成为当前地球科学领域常规的分析手段。然而,锆石微区分析结果的解译受到分析点选取、仪器稳定性和采集信号校正等诸多因素的影响,定量揭示这些因素如何影响锆石微区分析结果是准确探讨该结果地质意义的重要前提。本文以来自青海野马泉铁多金属矿床晚三叠世二长花岗斑岩岩体中的锆石为研究对象,开展了LA-ICP-MS锆石原位U-Pb定年和微量元素分析,以探究副矿物包裹体和信号采集时间对锆石微区分析结果产生的影响。研究结果显示,尽管信号采集时间较短时会得到较大的U-Pb定年误差,但它的改变并不会对U-Pb年龄和微量元素分析结果产生明显影响。对比含矿物包裹体和不含矿物包裹体的分析点可知,矿物包裹体的存在同样不会对定年结果产生明显干扰。然而,若选择的锆石分析位置含有磷灰石等副矿物包裹体,得到的分析数据会具有“轻稀土富集”的假象,从而造成诸多误判,如推断出错误的岩浆氧逸度特征等。因此,锆石微区分析前必须首先查明所分析的位置是否存在副矿物包裹体,而在探讨锆石微量元素数据的地质意义前必须将受到矿物包裹体混染的锆石数据予以剔除。 展开更多
关键词 LA-ICP-MS 锆石 U-PB定年 副矿物包裹体 信号采集时间
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鲁西地区新太古代晚期高镁玄武岩-安山岩成因及地质意义
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作者 于洋 李大鹏 +3 位作者 陈岳龙 李三忠 孙国正 张超 《地质学报》 北大核心 2025年第6期1947-1963,共17页
华北克拉通东缘鲁西地区记录了新太古代晚期复杂多样的幔源岩浆作用,是理解早期地壳形成演化动力学体制的关键。本文以鲁西泰安地区变玄武岩、安山岩为研究对象,系统开展了野外地质、岩石学、地球化学和锆石U-Pb年代学研究。分析结果表... 华北克拉通东缘鲁西地区记录了新太古代晚期复杂多样的幔源岩浆作用,是理解早期地壳形成演化动力学体制的关键。本文以鲁西泰安地区变玄武岩、安山岩为研究对象,系统开展了野外地质、岩石学、地球化学和锆石U-Pb年代学研究。分析结果表明,这套新太古代晚期(2.55~2.53 Ga)的玄武岩-安山岩具有高MgO(>8%)和低TiO2(<0.61%)含量,富集轻稀土元素及大离子亲石元素,(La/Yb)N为5.36~11.35,(Gd/Yb)N为2.02~3.96,Cr、Ni含量较高,分别为274×10^(-6)~753×10^(-6)和133×10^(-6)~364×10^(-6),显示高镁玄武岩-安山岩的地球化学特征。岩石成因研究揭示高镁玄武岩-安山岩来源于受俯冲相关物质交代的亏损地幔的部分熔融。这些高镁玄武岩-安山岩,结合鲁西地区新太古代晚期幔源岩浆作用(赞岐岩、钙碱性玄武岩等),记录了俯冲演化过程,反映了类似现代板块构造体制的俯冲板片回撤作用已经在太古宙晚期出现。 展开更多
关键词 华北克拉通 鲁西地区 新太古代 幔源岩浆作用 板块构造
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基于机器学习的磷灰石源岩识别方法
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作者 刘嘉情 钟世华 +6 位作者 李三忠 戴黎明 索艳慧 郭广慧 牛警徽 薛梓萌 黄宇 《大地构造与成矿学》 北大核心 2025年第2期467-480,共14页
正确识别花岗岩成因类型一直是国内外地质学领域关注的焦点,对研究大陆壳的形成和演化过程以及认识金属矿床成因、指导找矿勘查等工作均具有重要意义。本次研究在汇编I型和S型花岗岩的磷灰石微量元素数据的基础上,借助两种有监督机器学... 正确识别花岗岩成因类型一直是国内外地质学领域关注的焦点,对研究大陆壳的形成和演化过程以及认识金属矿床成因、指导找矿勘查等工作均具有重要意义。本次研究在汇编I型和S型花岗岩的磷灰石微量元素数据的基础上,借助两种有监督机器学习算法——支持向量机与随机森林,建立了基于磷灰石微量元素特征区分I型和S型花岗岩的方法。研究选取磷灰石的La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Sr、Y、δEu、Sr/Y、La/Yb共19种特征用于机器学习训练,获得的分类准确率均不低于0.99,证实运用磷灰石成分可以有效识别花岗岩类型。除此之外,基于准确率更高的支持向量机模型,提出了9种花岗岩成因类型二元判别图解,这些图解在识别I型和S型花岗岩时准确率均高于0.90。本研究不仅为花岗岩成因类型识别提供了新的途径,还为利用其他副矿物开展花岗岩成因研究提供了思路和方法参考。相关机器学习代码已上传至GitHub,地址为https://github.com/ShihuaZhong/Apatite2023MLcode。 展开更多
关键词 磷灰石 S型花岗岩 I型花岗岩 支持向量机 随机森林 机器学习
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四川盆地威远地区筇竹寺组页岩超临界甲烷吸附特征
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作者 张璐 刘宇 +6 位作者 曹光耀 侯明才 陈安清 徐胜林 梁霄 宋颖 周小琳 《成都理工大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期108-123,130,共17页
通过对四川盆地威远地区威207井(W207井)下寒武统筇竹寺组7个总有机碳(TOC)质量分数不同的页岩样品的孔隙结构和甲烷吸附测试,评价了四川盆地下寒武统筇竹寺组页岩的孔隙发育特征和甲烷吸附能力,探讨了该地区下寒武统筇竹寺组页岩甲烷... 通过对四川盆地威远地区威207井(W207井)下寒武统筇竹寺组7个总有机碳(TOC)质量分数不同的页岩样品的孔隙结构和甲烷吸附测试,评价了四川盆地下寒武统筇竹寺组页岩的孔隙发育特征和甲烷吸附能力,探讨了该地区下寒武统筇竹寺组页岩甲烷吸附性能的影响因素。研究结果表明,四川盆地下寒武统筇竹寺组页岩孔隙比表面积主要由微孔贡献,介孔的孔体积占比最高,微孔比表面积、微孔体积与w_(TOC)关系较好;样品的甲烷最大绝对吸附量与w_(TOC)、孔隙总比表面积呈正相关关系,说明甲烷吸附量与总有机碳中微孔的发育密切相关;吸附热(Q_(st))和标准熵(ΔS^(0))的计算结果表明,研究区的有机质类型更接近I型干酪根,说明下寒武统筇竹寺组有机质的最主要母源为藻类;通过对比过剩吸附量与绝对吸附量的差别,在储量预测时有机质的绝对吸附量能够更好地预测地质条件下的真实储量。 展开更多
关键词 筇竹寺组 页岩气 孔隙结构 甲烷吸附 四川盆地
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红河断裂带对南海西部盆地成盆过程影响机制实验研究
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作者 张家轩 郭玲莉 +4 位作者 张京京 陶圩 赵淑娟 王光增 李三忠 《海洋地质与第四纪地质》 北大核心 2025年第2期79-97,共19页
红河断裂带的走滑运动对南海西部盆地格架的形成具有一定的影响作用,本研究通过解构青藏高原隆升间歇期红河断裂带的走滑运动过程,探讨红河断裂带与南海西部盆地之间成因的关联性问题。通过砂箱物理模拟实验,模拟研究了印欧板块碰撞背... 红河断裂带的走滑运动对南海西部盆地格架的形成具有一定的影响作用,本研究通过解构青藏高原隆升间歇期红河断裂带的走滑运动过程,探讨红河断裂带与南海西部盆地之间成因的关联性问题。通过砂箱物理模拟实验,模拟研究了印欧板块碰撞背景下红河断裂带的走滑作用对南海西部盆地的形成机制,特别是对莺歌海盆地和中建南盆地的成盆影响。实验结果表明莺歌海盆地和中建南盆地雏形受控于红河断裂带走滑运动所产生的NW向剪切作用,南海打开过程的近SN向伸展作用使盆地规模增大。南海西部莺歌海盆地和中建南盆地早期形成过程中红河断裂带的走滑位移被盆地的边界断层以及内部断层吸收进而控制了盆地35~23 Ma的发育演化。 展开更多
关键词 物理模拟 成盆动力学 红河断裂带 莺歌海盆地 中建南盆地
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秦南‒石臼坨凸起中生代伸展断层继承性及其对潜山形成的控制作用
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作者 杨宇 赵淑娟 +7 位作者 朱文森 王晨杰 张江涛 戴黎明 李法坤 占华旺 李金月 李三忠 《大地构造与成矿学》 北大核心 2025年第2期285-297,共13页
为探明秦南‒石臼坨凸起区域中生代的构造演化,并为渤海海域潜山油气的勘探与开发提供理论支持,本文通过对研究区最新三维地震数据进行深入构造解析和对典型地震剖面进行平衡恢复,揭示研究区伸展断层的继承性活动及其对潜山的控制作用。... 为探明秦南‒石臼坨凸起区域中生代的构造演化,并为渤海海域潜山油气的勘探与开发提供理论支持,本文通过对研究区最新三维地震数据进行深入构造解析和对典型地震剖面进行平衡恢复,揭示研究区伸展断层的继承性活动及其对潜山的控制作用。研究发现,印支期近SN向挤压形成NWW-近EW向的逆冲推覆断层,这些断层在燕山早期持续活动,并在燕山中期发生负反转。近SN向的伸展导致太古宇基底的裂离,以及石南凹陷、秦南凹陷和427凹陷的初始形成。以石东断裂为界,可以将研究区分为东西两侧,在印支期,西侧表现为叠瓦式逆冲,东侧则为对冲构造样式。在燕山中期,伸展断层的继承性活动导致西侧表现为向南的单向拆离,而东侧则是以428构造为界的反向拆离。 展开更多
关键词 伸展拆离 渤海海域 中生代 继承改造 构造演化
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破火山口塌陷过程的特征与动力学
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作者 闫涵 李玺瑶 +3 位作者 姚宇萧 李三忠 戴黎明 王宇 《地质论评》 北大核心 2025年第3期941-958,共18页
破火山口是最具特色的火山机构,是由下部岩浆喷出导致地表塌陷形成的火山洼地,与岩浆运移、岩浆喷发和岩浆房减压等过程密切相关。破火山口塌陷过程的动力学研究一直是火山学与火山灾害等领域的热点问题。笔者等综述了破火山口的主要类... 破火山口是最具特色的火山机构,是由下部岩浆喷出导致地表塌陷形成的火山洼地,与岩浆运移、岩浆喷发和岩浆房减压等过程密切相关。破火山口塌陷过程的动力学研究一直是火山学与火山灾害等领域的热点问题。笔者等综述了破火山口的主要类型、演化过程、塌陷条件和影响因素,分析了破火山口塌陷的火山地质特征、数学模型、物理模型和数值模拟的研究进展。其研究可以为破火山口塌陷过程中的岩浆运移和喷发活动提供新思路。将破火山口塌陷的火山地质学与地球物理学研究相结合,能为火山监测和减灾工作提供新视角,也能为今后破火山口的研究提供新见解。 展开更多
关键词 破火山口 塌陷过程 动力学 数值模拟 火山地质
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渤海湾盆地中部中生代多幕构造变形及其形成机制
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作者 李金月 黄志 +5 位作者 胡志伟 赵淑娟 戴黎明 杨宇 李法坤 占华旺 《海洋地质与第四纪地质》 北大核心 2025年第1期154-167,共14页
为揭示渤海湾盆地中部印支期与燕山期多幕变形的构造特征及演化过程,为潜山油气勘探提供理论支持,本文基于研究区三维地震资料的详细构造解析,厘定了研究区中生代的地层划分、构造变形序列及晚期变形对早期变形的叠加改造过程,并探讨了... 为揭示渤海湾盆地中部印支期与燕山期多幕变形的构造特征及演化过程,为潜山油气勘探提供理论支持,本文基于研究区三维地震资料的详细构造解析,厘定了研究区中生代的地层划分、构造变形序列及晚期变形对早期变形的叠加改造过程,并探讨了各阶段构造变形的形成机制。结果表明:渤海湾盆地中部在中生代期间主要发育三组断层,其中印支运动表现为自南向北的逆冲推覆,形成NW-近EW向叠瓦式逆断层,其在晚侏罗世-早白垩世期间发生负反转活动,而该时期形成的NNE-近SN向的捩断层调节了不同块体之间的差异运动。燕山运动在研究区主要表现为中侏罗世末和晚白垩世的两幕NW-SE向挤压,形成了NE-SW向逆断层,其局部继承印支期断层面活动,而印支期捩断层在燕山期演变成压扭性的左行走滑断层,并约束了NE向逆断层的规模。 展开更多
关键词 叠加改造 中生代 印支运动 燕山运动 渤海湾盆地
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南海北部多类型天然气水合物成藏特征与赋存差异 被引量：1
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作者 靳佳澎 王秀娟 +5 位作者 邓炜 李清平 李丽霞 余晗 周吉林 吴能友 《地学前缘》 北大核心 2025年第2期61-76,共16页
近年来,我国在南海北部完成了9个天然气水合物钻探航次,采集了大量三维地震资料,发现了多种赋存类型的天然气水合物,但是不同赋存形态与富集程度的天然气水合物地球物理异常响应及主控因素差异有待厘清。在台西南盆地和琼东南盆地发现... 近年来,我国在南海北部完成了9个天然气水合物钻探航次,采集了大量三维地震资料,发现了多种赋存类型的天然气水合物,但是不同赋存形态与富集程度的天然气水合物地球物理异常响应及主控因素差异有待厘清。在台西南盆地和琼东南盆地发现了呈烟囱状反射的裂隙充填型水合物与呈强振幅反射的孔隙充填型水合物垂向叠置分布,而珠江口盆地水合物稳定带底界上部广泛发育孔隙充填型水合物。研究认为低孔渗特征、相对细粒沉积层和块体搬运沉积体储层,匹配局部高通量流体供给条件,控制了裂隙充填型水合物赋存;相对低通量流体和相对粗粒储层岩性是孔隙充填型水合物赋存的主要条件,而Ⅱ型水合物、水合物与游离气共存及近期活动水合物系统均与深部来源热成因气及相对高通量流体供给有关。构造沉积背景差异是多类型水合物赋存的主要原因,流体运移通道、运移方式和储层岩性耦合控制天然气水合物富集程度;受晚期岩浆侵入、泥火山构造、隆起构造影响而形成的断层和气烟囱构造控制流体运移与天然气水合物成藏。因而查明不同盆地发育的天然气水合物赋存差异,厘清多类型水合物地质主控因素对于指导高富集天然气水合物藏勘探具有重要意义。 展开更多
关键词 天然气水合物 多类型 流体运移 储层 南海北部
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南海北部陆缘大陆架科学钻探选址:珠江口盆地沉积源汇启示 被引量：5
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作者 刘仲强 索艳慧 +7 位作者 杜晓东 蔡国富 程昊皞 王光增 周洁 刁一笑 付新建 李三忠 《地质学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第8期2775-2787,共13页
南海海盆自1998年始开展了一系列大洋科学钻探,取得了重大成就,但揭开南海海盆打开过程的关键记录在南海北部陆缘大陆架。因此,开展南海北部陆缘科学钻探非常必要。珠一坳陷位于南海北部珠江口盆地,不仅具有巨大的油气资源潜力,而且记... 南海海盆自1998年始开展了一系列大洋科学钻探,取得了重大成就,但揭开南海海盆打开过程的关键记录在南海北部陆缘大陆架。因此,开展南海北部陆缘科学钻探非常必要。珠一坳陷位于南海北部珠江口盆地,不仅具有巨大的油气资源潜力,而且记录了南海海盆打开前的地质背景。该地区的物源特征分析对于揭示物质源汇过程、重建盆地构造演化过程、预测优质储层具有重要指示作用,一直是当前研究的热点,也可从沉积学角度为论证南海大陆架科学钻探选址提供依据。本文采用锆石LA-ICP-MS U-Pb定年技术,结合锆石CL图像及稀土元素配分特征,对珠一坳陷东西两侧典型地区的样品锆石进行了物源示踪、沉积源汇分析,并探讨其物源变化的构造成因。结果表明,下始新统下文昌组沉积期到上始新统上文昌组-下恩平组沉积期,坳陷物源由盆内转换为盆外供应为主。其中,恩平凹陷部分洼陷由于没有文昌组沉积地层,下恩平组仍以盆地内物源供给为主;惠州凹陷和陆丰凹陷则从上文昌组开始转为盆外物源供给。惠州和陆丰地区上始新统恩平组、渐新统珠海组、下中新统珠江组地层锆石自形程度较低,磨圆度较高,边缘破坏较为严重,年龄分布较为分散,稀土元素配分特征与基底不同,说明上文昌组-恩平组地层沉积之后,坳陷主要接受盆外华南板块物源供给。该物源转换与~43 Ma时珠一坳陷裂陷作用自南向北的转换密切相关。 展开更多
关键词 珠一坳陷 锆石U-PB定年 物源体系 裂陷作用转换 科学钻探
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南海北部神狐海域不同粒级沉积物的地球化学特征及其物源指示意义 被引量：1
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作者 杨丹丹 刘盛 +6 位作者 张志顺 赵彦彦 杨俊 魏浩天 张广璐 孙国静 郭晓强 《中国海洋大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2022年第10期109-126,共18页
海洋沉积物的粒度是制约其元素分布的主要因素之一。本文按照粒径将南海北部神狐海域SH-CL38柱状沉积物分为粉砂级沉积物(2~63μm)和黏土级沉积物(<2μm),并分别测量其主微量元素含量,着重研究稀土元素(REY)的变化规律和分布特征,从... 海洋沉积物的粒度是制约其元素分布的主要因素之一。本文按照粒径将南海北部神狐海域SH-CL38柱状沉积物分为粉砂级沉积物(2~63μm)和黏土级沉积物(<2μm),并分别测量其主微量元素含量,着重研究稀土元素(REY)的变化规律和分布特征,从而更好地探讨不同粒级沉积物对研究区的物质来源及沉积过程的指示意义。根据粒度特征,SH-CL38柱状沉积物可划分为五个层位。相对于平均上地壳(UCC),粉砂级沉积物和黏土级沉积物中均表现出Na、P、Ca、Mn、Ba、Sr、Sc、Co以及REY的亏损。黏土级沉积物中的Al、Fe、K、Mg含量高于粉砂级沉积物,而粉砂级沉积物中微量元素Zr、Hf、Ta、Nb以及各稀土元素的含量高于黏土级沉积物,粉砂级沉积物和黏土级沉积物中REY含量和主微量元素含量之间的相关性表明细粒沉积物中REY主要来自陆源碎屑矿物。尽管粉砂级沉积物和黏土级沉积物的主微量元素含量具有一定差异,但是它们的REY经PAAS标准化后的REY配分模式均表现为较平坦的陆源特征,具有明显的Ce负异常,与台湾西南地区及华南陆缘沉积物的PAAS标准化配分模式具有相似性,指示了这两个地区可能为SH-CL38柱状沉积物的主要物源区。本研究表明,同一样品中的不同粒级沉积物在指示同一时期的源区时存在差异,因此,对沉积物进行分粒级研究,并将不同粒级沉积物记录的信息综合分析能够更明确的指示物源和沉积过程。 展开更多
关键词 粉砂级沉积物 黏土级沉积物 稀土元素 物源 分粒级
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海底氢气成藏模式与全球分布 被引量：3
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作者 索艳慧 姜兆霞 +1 位作者 李三忠 吴立新 《地学前缘》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期175-182,共8页
氢能是一种清洁、高效、零碳的顶极能源。天然氢的形成和运聚与板块构造活动密切相关。地球作为整个太阳系已知唯一发育有板块构造和表面存在液态水的岩质星球,具备地球脱气、蛇纹岩水岩反应、水辐射分解等独特的地质生氢路径。占据现... 氢能是一种清洁、高效、零碳的顶极能源。天然氢的形成和运聚与板块构造活动密切相关。地球作为整个太阳系已知唯一发育有板块构造和表面存在液态水的岩质星球,具备地球脱气、蛇纹岩水岩反应、水辐射分解等独特的地质生氢路径。占据现今地球表面面积2/3的海底,发育洋壳甚至有地幔物质的直接剥露,具备蛇纹石化形成天然氢的巨大潜力。海底天然氢有沿微板块边界的大量氢气产出机制和海底裂缝导致的海底渗透型的另类机制,现今海底微板块边界、洋底高原、海底裂隙系统、沿超慢速-慢速洋中脊和非火山型被动陆缘出露的微幔块都是寻找天然氢的有利目标,南海东北陆缘的“陆壳裂洞”也十分值得关注。由于不同构造环境的天然氢的形成和储存条件存在较大差异,天然氢在生成、运移和存储等方面存在多样性和差异性,因此难以建立一套统一的氢气成藏模式,也无法精准确定潜在资源量。已有的氢气显示和预测的有利生氢场所,能否成藏、成藏机制如何以及如何开发利用,也依然是未来需要探索的问题。 展开更多
关键词 海底氢气藏 成藏模式 蛇纹石化 微板块 热液系统 海底裂隙
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古地貌动态模拟研究进展综述 被引量：1
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作者 索艳慧 付新建 +4 位作者 李三忠 程昊皞 田子晗 韩续 宋双双 《古地理学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期165-171,共7页
作为连接深时地球内外系统的关键界面,重建的古地貌为跨圈层耦合、多学科交叉研究提供了重要途径。地球系统理论的进步以及计算机模拟技术的发展,使得深时古地貌动态重建成为可能。近年来,Badlands(Basin and Landscape Dynamics)区域... 作为连接深时地球内外系统的关键界面,重建的古地貌为跨圈层耦合、多学科交叉研究提供了重要途径。地球系统理论的进步以及计算机模拟技术的发展,使得深时古地貌动态重建成为可能。近年来,Badlands(Basin and Landscape Dynamics)区域古地貌模拟软件和goSPL(Global Scalable Paleo Landscape Evolution)全球古地貌模拟软件的开发,将地球深部构造过程、降水、海平面变化等若干地球系统因素联系起来,为理解地表系统演化及其与地球固体圈层相互耦合提供了新的技术基础。基于这些新兴模拟技术,聚焦东亚地形倒转和水系重组、显生宙古地貌演变与海洋物种多样性关系等问题,国内外学者分别已开展了相关模拟工作并取得了很好的研究成果。但鉴于高程代用指标本身的不确定性,不同古地貌重建模型之间存在差异;此外,这些古地貌重建模型很难做到与高精度的地质观测记录完全吻合,迫切需要开展超高(时间和空间)分辨率的海陆古地貌重建。 展开更多
关键词 古地貌模拟 多圈层耦合 BADLANDS goSPL 超高分辨率模型
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海底氢能探测与开采技术展望 被引量：1
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作者 姜兆霞 李三忠 +1 位作者 索艳慧 吴立新 《地学前缘》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期183-190,共8页
在目前双碳政策背景下,国家对氢能等清洁能源的需求日益增长。橄榄岩蛇纹石化是海底广泛存在的水岩相互作用之一,氢气是该过程的主要产物,是海底氢气能源(简称海底氢能)的主要形成途径。因此,深海洋壳储存了极具前景的氢能,是缓解当前... 在目前双碳政策背景下,国家对氢能等清洁能源的需求日益增长。橄榄岩蛇纹石化是海底广泛存在的水岩相互作用之一,氢气是该过程的主要产物,是海底氢气能源(简称海底氢能)的主要形成途径。因此,深海洋壳储存了极具前景的氢能,是缓解当前双碳压力的重要突破口,是发展新质生产力的重要引擎。但是目前全球对海底氢能的探测与开采技术仍处空白,是未来海底能源探测的突破口和生长点。本文基于海底氢能的形成原理与分布特征,系统梳理了可用于海底氢能的探测技术和开采方法,提出通过海底多波束测深、磁力测量、重力测量、多分量地震勘探等综合地球物理探测方法,有望对海底可能的氢能储层进行探测。同时,借助水力压裂和微波加热等方法可对储层中的氢气进行开采。但是,囿于人们对海底氢能认知的匮乏和氢气自身储存和运移的特殊性,仍需要开发专门针对海底氢能的探测和开采技术,在该方向提前布局,为海底氢能开采利用提供技术支撑,同时也会带动和促进不同领域技术创新的革命性突破。 展开更多
关键词 海底氢能 蛇纹石化 磁铁矿 氢气 海底多分量地震
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长江三峡贯通过程的动态古地貌重建 被引量：2
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作者 田子晗 索艳慧 +4 位作者 李三忠 丁雪松 韩续 宋双双 付新建 《古地理学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期208-229,共22页
长江是亚洲第一大河,其形成和演化是新生代以来中国东西部构造—气候—地貌综合演变的结果。长江三峡的贯通是现代长江形成的标志性事件,但受限于传统沉积学、地球化学等单一方法的制约,对“长江三峡何时贯通”这一关键科学问题一直存... 长江是亚洲第一大河,其形成和演化是新生代以来中国东西部构造—气候—地貌综合演变的结果。长江三峡的贯通是现代长江形成的标志性事件,但受限于传统沉积学、地球化学等单一方法的制约,对“长江三峡何时贯通”这一关键科学问题一直存在争议。综合考虑了构造运动、古气候及海平面变化等影响河流发展的关键因素,并将这些因素输入Badlands古地貌模拟软件,动态重建了长江“第一弯”以东地区晚白垩世(80 Ma)以来的长江流域地貌及水系演化过程;并利用四川盆地和江汉盆地的地震剖面资料验证了模拟结果的可靠性。模拟结果表明,青藏东部及上扬子西南缘晚始新世—渐新世的阶段性隆升迫使四川盆地原有南流水系下切受阻,沉积物在盆内堆积形成冲积河道并促使四川盆地地貌由“东北高西南低”反转为“西南高东北低”;新生代早期,江汉盆地长期受控于中国东部的裂陷环境,持续处于较低基准面。四川盆地的水系反转和江汉盆地的持续低基准面,最终导致位于二者之间的长江三峡在晚渐新世发生贯通。由此,本研究提出一种上扬子地区水系反转并被下游捕获的三峡贯通机制。 展开更多
关键词 古地貌重建 长江三峡贯通 晚渐新世 四川盆地 江汉盆地 水系反转
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