火山灰质材料的火山灰活性检测方法综述

本文将火山灰质材料的火山灰活性检测方法分为直接法和间接法两大类。其中,直接法包括石灰吸收值法,火山灰反应程度评定法和酸、碱溶出度法;而间接法包括物理性能法,水化反应放热量法和物理、化学特征参数法。为正确指导火山灰活性检测方法的应用,本文详细介绍并比较了各检测方法的原理和特点。笔者认为,直接法可直接测定出火山灰质材料与Ca(OH)2反应的程度,但其操作和分析过程相对复杂;间接法可通过测定火山灰质材料对体系物化性能的影响或材料自身的物理、化学特征参数来评价其火山灰活性。本文从材料科学的角度厘清了各检测方法的适用对象,认为应根据不同的火山灰质材料的特性选择与其相适应的火山灰活性检测方法。

松辽盆地深层中-基性火山岩有利相带及储层“甜点”逐级识别

松辽盆地深层下白垩统火石岭组中-基性火山岩广泛发育,岩性-岩相复杂,储层横向非均质性强,储层“甜点”识别难,制约了油气勘探和开发。以查干花地区为例,研究了松辽盆地深层中-基性火山岩岩相及储层特征,提出了火山通道、有利岩相、有利岩性及储层甜点识别方法。研究表明:①火山岩岩相主要为3相6亚相,优质储层岩性主要为粗粒、细粒凝灰岩和凝灰质砂岩,在近-中源相带中火山爆发相储层最为发育,相带控制了有利岩性凝灰岩的分布区域,物性和含气性是火山岩“甜点”的主要控制因素。②通过分析每个喷发期次的裂缝密度,结合蚂蚁体与地震数据的叠合剖面,识别出了不同喷发期次的火山通道,以判断火山近源相带,再结合火山机构厚度和能量半衰时属性划分中源与远源相带的边界,实现储层“甜点”发育区的定性刻画。③为降低地震反演定量预测中-基性火山岩储层的多解性,优选出低波阻抗表征沉凝灰岩,低密度表征高核磁孔隙度储层,低拉梅常数表征气层,基于此,在叠前反演密度预测孔隙度数据体的基础上,逐级剔除干扰沉凝灰岩、低孔隙度层及非气层,得到较为可靠的火山岩储层“甜点”空间分布预测结果。经验证,预测结果符合有利相带分布规律,且与已钻井气层解释结论吻合。应用有利相带定性认识及逐级定量刻画“甜点”空间分布,部署井取得较好效果,该方法可在深层火山岩“甜点”分布地震预测中广泛推广。

松辽盆地营城组火山岩相发育特征——以吉林省九台地区野外露头为例

为了解松辽盆地营城组火山岩类型、火山岩相类型及成因模式的复杂性、相关性之间的关系,明确其对于油气勘探的意义,利用野外露头、钻井资料、岩石薄片等多种地质资料,识别火山岩类型,划分火山岩相,分析了火山岩相成因特征。结果表明:①营城组发育4大类火山岩类型,即熔岩、火山碎屑熔岩、火山碎屑岩及碎屑沉积岩;②营城组野外露头划分了5种岩相类型,即火山口—火山通道型、火山口—破火山口型,近火山口—火山斜坡型、火山斜坡型和火山穹窿型;③建立了2类火山岩相成因模式,火山口堆积成因模式和火山斜坡成因模式。

松辽盆地北部深层火山岩气藏勘探开发关键技术

松辽盆地北部徐家围子断陷火山岩气藏是徐深气田的主力气藏,具有岩性多样、储层非均质性强的特点,面临气藏富集规律不清、优质储层预测难、气井产能和井控储量变化规律复杂、剩余气挖潜难度大等一系列技术难点和挑战。通过开展火山岩气藏成藏演化过程分析、火山岩喷发期次描述、有效储层预测、井控储量评价、剩余潜力描述等工作,攻关形成了火山岩气藏成藏评价、三级火山体精细刻画、动态储量评价、剩余潜力评价及挖潜等技术。建立了“低渗增长型+高渗稳定型”2类动态储量模式及动静结合“六参数”挖潜技术政策界限,落实了烃源岩生气期及气藏成藏期,明确了气藏富集受源岩、断裂、储层、盖层四因素的联合控制,实现了对火山岩储层内部结构的精细表征,搞清了2类气井动态储量增长规律,形成了不同类型剩余气的挖潜技术对策。基于火山岩气藏一系列勘探开发关键技术的创新,徐深气田的天然气产量逐年攀升,形成的系列技术在大庆油田已得到全面推广应用,并取得了明显效果,有效支撑了大庆油田天然气产量的持续稳定增长。研究成果可为同类型气藏的勘探开发提供有效的技术指导。

火山灰掺量和细度对水泥基材料的力学性能和微观结构的影响

研究火山灰作为水泥矿物掺合料的可行性,以及火山灰掺量和细度对水泥基材料力学性能和微观结构的影响。结果表明,掺火山灰试样28d龄期的最低抗压强度为空白试样的63.9%,最高为空白试样的82.7%,火山灰作为矿物掺合料能够基本满足水工混凝土的力学性能要求,同时火山灰对水泥基材料微观结构改善作用明显,具体表现为生成的C-S-H增多,界面过渡区缺陷减少,有害孔数量降低。

新疆“木吉火山群”的属性与特征

本文是首次对新疆“木吉火山群”综合地质调查研究结果的展示。在对该“火山群”进行全面深入野外调查和系统分析研究的基础上,笔者提出了“热火山”和“冷火山”的新概念,将泥火山和“木吉火山群”纳入“冷火山”。“木吉火山群”沿木吉河谷分布,至少有63个大小不等的“火山锥”,其中锥底直径>50m,锥高>5m的有13个。锥顶多具“火山口”,口中多有积水。锥体主要由灰岩组成,“火山口”水化学分析显示Ca 2+、HCO-3含量高,这都与周缘山地出露岩层中富含碳酸盐岩石相呼应。这些“火山锥”主要由木吉河谷地下水、泉水和流水溶蚀碳酸盐,喷出地表,再沉积而成。它们似火山,却不是传统意义上的火山,也不同于一般的泥火山,应属于钙质泉华型“冷火山”。

西昆仑碰撞后钾质火山岩岩浆作用过程--以普鲁和康西瓦火山群为例

西昆仑处于青藏高原西北缘,该地区岩浆活动强烈,形成了多个大小、规模不等的碰撞后钾质火山岩群,但这些钾质火山岩的岩浆作用过程依然不清晰。为了研究西昆仑地区的岩浆作用过程,文中选取了该区域的普鲁和康西瓦火山群作为研究对象,对其火山岩进行了全岩主量元素含量、斑晶结构和成分分析,以及晶体大小分布(CSD)和岩浆结晶温压条件研究。结果表明,尽管两地的岩浆具有相似的源区,但这2个火山群的岩石类型和矿物组成存在显著差异。普鲁火山岩为一套粗安岩和玄武粗安岩的组合,斑晶由斜长石、橄榄石、单斜辉石和少量斜方辉石构成;康西瓦火山岩主要为响岩质碱玄岩,斑晶矿物为单斜辉石、黑云母和少量橄榄石及斜长石。结合斑晶结构、环带成分和CSD曲线形态分析认为,普鲁火山岩经历了不同演化程度的岩浆混合;而康西瓦火山岩仅发生了岩浆自混,且减压造成了斑晶的大量熔蚀。矿物-熔体平衡温压计计算表明,普鲁火山岩的平衡温度为1036~1218℃,平衡压力为5.1~9.9kbar,对应的深度为19.4~37.3km;康西瓦火山岩的平衡温度为1154~1282℃,平衡压力为1.2~11.6kbar,对应深度为4.3~43.7km。康西瓦地区的平衡压力变化范围较大,可能与所处的断裂带有关。文中定量化研究了西昆仑地区的后碰撞钾质火山岩的岩浆作用过程,补充了以往对该区域火山岩中斑晶CSD的研究,揭示了岩浆在地壳岩浆储库内的运移和演化过程,为青藏高原西北缘及其周边地区的火山活动研究提供了重要信息。

盆地火山岩相研究进展——基性火山熔岩及水下喷发火山岩相新成果

火山岩相是火山物质喷发类型、搬运方式和就位环境与状态的总和,划分火山岩相是刻画盆地火山岩分布,寻找火山岩有利储层的基础,对盆地火山岩油气勘探具有重要作用。前人以火山岩的“岩性-组构-成因”为分类依据,建立了盆地火山岩“5相15亚相”分类方案,极大推动了我国盆地深层火山岩勘探进程。目前,我国大规模的盆地火山岩油气勘探已经走过了20余年的历程,随着勘探的深入对该岩相分类方案进行了不断地完善和丰富:针对基性火山熔岩,建立了基性溢流相,以及板状熔岩流、辫状熔岩流和玻质碎屑岩3种亚相及相模式;针对湖盆水下喷发,建立了水下爆发相,以及气携水下热碎屑流、水携火山高密度流和水下降落3种亚相及相模式,形成了“7相21亚相”的新的分类方案。基性溢流相中,辫状熔岩流亚相储层发育条件最好,玻质碎屑岩亚相次之,板状熔岩流亚相稍差;水下爆发相中,气携水下热碎屑流亚相控制有效储层的空间分布。基性溢流相的建立,克服了基性熔岩因单层厚度薄,钻井和地震亚相刻画困难等问题;水下爆发相的建立,实现了沉积盆地从陆上到水下不同喷发环境火山岩相的准确刻画。两种岩相的建立为进一步探索基性火山熔岩发育区和水下喷发火山碎屑岩发育区储层发育规律,寻找有利储层提供了基础。

阿尔山火山群面波层析成像

文中利用阿尔山火山群附近的29个宽频带流动地震台和其周边8个固定台站2019年5月—2021年12月期间的远震垂直向地震波形,通过频-时分析获取了11010条高质量的Rayleigh波基阶相速度频散,基于面波成像方法构建研究区地壳、上地幔的三维S波速结构。结果表明:在中、下地壳范围内,阿尔山火山群地区的S波速度表现出明显的低速异常,结合该地区高波速比的特征,推测阿尔山火山群可能存在地壳岩浆囊;在阿尔山火山群地区的40~150km深度内存在多处上低下高的S波速度异常结构,表明阿尔山火山群可能发生过岩石圈拆沉;阿尔山火山群东南侧上地幔的低速异常连通了软流圈和阿尔山火山群在地表出露的位置,结合前人的研究结果推测,此低速异常可能是松辽盆地岩石圈拆沉造成的软流圈物质上涌。

中国大陆的强震与火山相互作用

强震活动和火山喷发都是地球内部圈层能量交换的显著表现.新近观测研究表明:强震与火山活动存在密切的相互作用,但人类对强震与火山的孕育环境和发生过程了解还十分有限,对火山内部岩浆系统的认识还远远达不到预测强震触发火山喷发或岩浆扰动及火山流体引发强震活动的需求.中国大陆的长白山和腾冲火山区存在强震-火山相互作用的迹象,腾冲这一潜在的强震和火山活动危险区是开展强震-火山相互作用研究的理想场所.立足于中国地震科学实验场的跨学科基础观测设施和相关科研项目,有望在腾冲火山区取得强震-火山关联性研究的新突破,为有效预防强震和火山灾害及热能开发提供科技支撑.

雷琼火山区地质地貌及年代学特征

为了深入认识雷琼火山区,搜集了前人在雷琼地区所做的相关研究,对本区的火山地质地貌及年代学特征进行概述。资料显示,雷琼地区受到板块运动和地幔柱活动的共同影响,被NW、NE和EW向三组断裂带控制,火山活动强烈。在雷州半岛EW向黄坡—界炮断裂带和海南岛北部EW向王武—文教断裂带中间形成了雷琼坳陷盆地,该盆地内存在大量的基性玄武岩喷发。雷琼地区火山活动呈现多期次、多旋回、迁移性的特点,存在爆发相、喷溢相和喷溢—沉积相3种火山作用方式,形成了熔岩台地、火山锥、玛珥湖、火山穹隆和熔岩隧道等火山地貌类型。雷琼地区岩浆活动始于渐新世晚期,在更新世最为广泛,之后火山活动衰落并在全新世结束。前人用K-Ar、Ar-Ar、热释光和^(14)C等多种测年方法得到的雷琼火山区的年代学数据,结果显示区内火山岩的年龄范围在34.78~0.01 Ma之间,并将火山活动分为6个阶段:渐新世-中新世、上新世、早更新世、中更新世、晚更新世和全新世。

大兴安岭中南段霍林河地区火山喷发旋回划分及特征

大兴安岭中南段霍林河地区自中生代以来火山活动强烈,形成了广泛分布的中侏罗世—早白垩世中酸性火山岩,是研究中生代火山喷发演化特征的理想地区。通过在霍林河地区运用“火山岩岩性与岩相-火山构造-岩石地层”三重填图方法进行填图,对岩性、岩相、火山喷发旋回及韵律特征进行总结分析。结果显示:霍林河地区出露岩性种类可分为普通火山碎屑岩、熔结火山碎屑岩、熔岩、沉积火山碎屑岩和火山碎屑沉积岩、潜火山岩共6类,岩相主要有爆发相、火山碎屑流相、火山爆发崩塌相、火山喷发沉积相、溢流相、火山颈相、侵出相及潜火山岩相共8类;本区火山活动可划分为新民期((163.7±1.7)~(160.0±4.0)Ma)、塔木兰沟期((164.2±4.1)~(159.7±2.7)Ma)、满克头鄂博期((163.4±1.3)~(157.0±1.1)Ma)、玛尼吐期((151.4±2.6)~(144.0±2.8)Ma)、白音高老期((141.7±1.3)~(128.6±1.4)Ma)、梅勒图期((133.4±1.5)~(127.7±1.4)Ma)共6个火山喷发旋回,对应6个组级火山岩地层单元。在中侏罗世,霍林河地区的火山活动不稳定,少量酸性火山碎屑岩爆发并伴有较多间歇期,晚期主要为中性熔岩的平静溢流;晚侏罗世火山活动表现为酸性火山碎屑岩的强烈爆发,并伴随有少量中酸性火山熔岩溢出;早白垩世早期早阶段火山活动表现为酸性火山碎屑岩的强烈爆发作用,早期晚阶段火山活动表现为中基性火山熔岩的平静溢流。霍林河地区的火山活动代表了典型的大兴安岭中南段中生代火山喷发旋回特征,研究成果有助于对大兴安岭中南段中生代火山喷发旋回进行合理划分,促进不同地区火山岩岩性组合、火山活动特征、岩相建造及火山地层的深入对比研究。

青藏高原冈底斯岩浆岩带西段新近纪达若-壮拉火山构造的地层序列及活动时序重塑

青藏高原的新生代火山岩地层、岩相(岩石)与构造是高原演化过程的重要记录。针对青藏高原南部冈底斯岩浆岩带西段近南北向展布的达若-壮拉火山构造洼地内新近纪火山作用过程,在1∶5万遥感解译和地质调查基础上,结合1∶2000岩石地层剖面测制、锆石U-Pb同位素定年等方法开展了火山地层序列及活动时序重塑研究。结果发现,该新近纪火山活动包含了锆石U-Pb年龄分别为11 Ma、10 Ma的早、晚2期喷发沉积序列,其中早期火山活动以单纯中心式喷溢为主,伴有小规模的爆发作用,形成了盾状熔岩穹隆或熔岩台地,火山喷发物主要为粗面安山岩、粗安质熔结凝灰岩和粗安质凝灰熔岩等;而晚期火山活动以侵出、侵入活动和小规模爆发作用为主,形成了熔岩和火山渣组成的火山锥,火山喷发物主要为粗安质熔结凝灰岩、粗安质凝灰熔岩、粗安质火山碎屑岩、玻基粗面斑岩等。该套新近纪火山序列的爆发指数整体较低,喷发方式属于斯特朗博利型或夏威夷型,空间上与区内的早期古近纪火山机构呈切割式、叠套式组合,反映新近纪与古近纪火山活动中心存在空间迁移特征。同时发现,该区火山作用时代与区域伸展构造的发育时间基本重叠,表明该区新近纪火山活动应形成于青藏高原碰撞后的陆内拉张环境,发育过程可能受到青藏高原晚新生代近东西向伸展作用控制,从而与区域上的近南北向裂谷系伴生。

印度尼西亚2023年马拉皮火山喷发及灾害启示

引言印度尼西亚有129座活火山,约占全世界活火山的13%,主要分布在苏门答腊岛、爪哇岛、巴厘岛、努沙登加拉岛、马鲁古岛和苏拉威西岛。2023年12月,位于印尼苏门答腊岛的马拉皮火山发生猛烈喷发,这是该火山在2018年4月至5月的喷发后,时隔5年再次喷发,火山爆炸产生喷发柱一度高达3 km,火山喷发共造成24人死亡,12人受伤。

低程度风化火山岩风化壳结构划分与主控因素——以准噶尔盆地西缘车排子凸起石炭系火山岩为例

为解决低风化程度的火山岩风化壳结构划分及火山岩油气储层评价与预测的难题,利用研究区28口井岩心、录井测井和地震资料,对车排子凸起石炭系火山岩风化壳的岩石学、矿物学、地球化学、储层物性进行系统研究。结果表明:研究区岩石整体风化程度偏低。在此基础上提出一种将风化壳自上而下分为土壤带、水解带、淋滤带、崩解带、蚀变带、母岩带的6层划分方案。利用研究区玄武安山岩的自然电位、自然伽马、声波、电阻率4种测井数据,结合过采样算法的决策树模型对淋滤带、崩解带、蚀变带进行分类判别,准确率达87.8%。综合分析认为:低风化程度火山岩风化壳有效储层厚度、结构带发育程度、横纵向分布等具有非均质性;有利储层发育主要受古地貌和断裂作用的控制,淋滤带、崩解带是主要有利储层发育区,常分布于古地貌的斜坡地带,一般厚度在350 m以内;受断裂作用影响,风化壳有效储层厚度可达450 m。

2024年1-3月全球火山活动简报

0全球火山活动概况2024年1-3月全球共有57座火山出现活动,其中,警戒级别Ⅰ级的火山7座,警戒级别Ⅱ级的火山18座,警戒级别Ⅲ级的火山29座,警戒级别Ⅳ级的火山3座(表1)。从空间分布上看,绝大多数活动火山位于环太平洋火山带上,少数分布在印度洋板块与欧亚板块碰撞带上,个别活动火山处于其他板块交界地带、板块内部、洋中脊边缘(图1)。

2023年10-12月全球火山活动简报

0全球火山活动概况2023年10-12月全球共有60座火山出现活动,其中,警戒级别Ⅰ级的火山13座,警戒级别Ⅱ级的火山25座,警戒级别Ⅲ级的火山21座,警戒级别Ⅳ级的火山1座(表1)。从空间分布上看,绝大多数活动火山位于环太平洋火山链上,少数分布在印度洋板块与欧亚板块碰撞带上,个别活动火山处于其他板块交界地带、板块内部(图1);从国家分布来看,活动火山多集中在印度尼西亚、美国、日本、俄罗斯、菲律宾、瓦努阿图,占全球火山活动数量的62%.

秋日探秘吉林龙岗火山湖群

吉林龙岗火山群,位于长白山的西麓,跨越通化市辉南县、靖宇县和抚松县,160多个火山锥体及数个火山口湖分布在龙岗山脉中段的茫茫林海中。大地织锦,秋意阑珊,形态各异的火山湖,碧波荡漾,艳丽多姿,似颗颗明珠散落在崇山峻岭,镶嵌在五彩的自然画幅里,畅游其间,可感受水与火的交融,体味情与景的热忱。

世界火山景观流纹岩地貌的典型代表——雁荡山国家地质公园

雁荡山国家地质公园位于浙江省温州市乐清市境内,于2003年11月22日经原国土资源部批准为国家地质公园,面积为189.64平方公里,东临乐清湾,距温州市70公里,距杭州市300公里。雁荡山是1.28亿年前环太平洋亚洲大陆边缘火山带中一座最具完整性、典型性的白垩纪流纹质破火山。它记录了火山爆发、塌陷、复活隆起的完整地质演化过程,其产物几乎包括了流纹岩类的各种岩石,被称为“流纹岩的天然博物馆”。

全球火山活动时空分布特征及其对强震活动趋势的指示

基于史密森学会火山目录分析了全球火山活动的时空特征,并结合中国地震台网目录讨论了火山活动对全球和中国大陆强震活动趋势的指示意义。结果显示:①全球火山活动表现出较为显著的百年周期特征,且百年周期内火山活动和M≥8.0大震之间存在着频次准同步和能量互补现象;②中国大陆1955年前后强震活动状态的变化可能与同期全球火山活动状态变化密切相关,且二者可能受控于百年周期内地球内部能量积累与释放的状态变化;③2022年汤加火山的剧烈喷发意味着地球内部能量仍在持续释放。结合全球M8地震和中国大陆M7浅源地震的活动特征,认为当前及未来一段时间全球及中国大陆的大震活动状态可能与二十世纪上半叶相似。