学科交叉与融合对大学教学实践的新要求——以“构造地质学”课程教学为例

拓宽学生的知识视野、提高学生对课程知识的兴趣并激发学生的发散性思维是大学教学的重要目的之一。在当前新兴学科和新知识点不断涌现的背景下,学科交叉与融合对大学教学提出了新的要求。以“构造地质学”课程为例,以实例分析该课程的教学内容与旅游地质、生命起源、碳循环和大气成分演变、地球系统科学、行星地质学等新兴学科的密切联系,这种联系要求在大学教学过程中加强课程与新兴学科的交叉和融合,可以通过多种途径实现不同学科的交叉与融合。学科交叉与融合不仅可以拓宽学生的知识视野,而且有助于提高学生学习大学课程的兴趣,激发学生的创造性思维,从而提升教学效果,更好地服务于培养创新型和复合型人才的教学目标。

鄂尔多斯盆地西南部三叠系延长组划分与对比关系再认识

【目的】最新三维地震资料显示,鄂尔多斯盆地西南部三叠系延长组三角洲—深水沉积过渡带存在大量的前积反射现象,指示以往“千层饼”式的近等厚地层划分方案在前积发育区存在“穿时”问题。研究旨在探索建立前积模式下延长组的等时划分与对比方案,并探讨其与传统地层划分方案的衔接对比关系。【方法】以三维地震资料为基础,通过井—震相互约束和标定,结合岩心沉积相标志的识别,明确盆地西南部延长组中上部(长7及以上地层)的等时划分与对比关系。【结果】将庆城、合水地区延长组中上部划分出6期前积斜坡体(F1~F6),环县地区划分出5期前积体(F1~F5)。【结论】各期前积体在顶积段与传统分层可较好地衔接对比,但在前积段和底积段,新、旧方案差异较大。各期前积体在前积段普遍较厚,在深水区,F1~F3厚度明显减薄,F5、F6厚度大幅增加。研究区从西南向东北,各期前积体平面分布呈薄—厚—薄的带状样式;北西向展布的地层较厚带指示前积体向湖盆中心的持续推进,指示了湖盆的收缩和充填过程。研究结果为深入理解延长组三角洲—深水区砂体连通关系、空间分布规律以及湖盆沉积充填过程等提供了重要启示。

塔里木盆地西北缘石炭—二叠系浊积岩的沉积特征及其构造意义

目的研究塔里木盆地西北缘晚石炭世晚期—中二叠世早期(逍遥—栖霞期)浊积岩沉积特征及其构造意义。方法对塔里木盆地西北缘上石炭统上部—中二叠统下部的浊积岩进行岩石、岩相和时空变化特点的分析。结果从晚石炭世晚期—早二叠世早期到中二叠世早期,浊积岩的沉积范围显著减小,沉积区域在向西南方向收缩的同时水体则进一步加深。结论这种沉积-构造特点反映当时南天山造山带内部处于强烈的构造活动状态,南天山造山带向塔里木地块的冲断推覆可以导致这种沉积-构造格局;从沉积学的角度提出南天山造山带在晚石炭世晚期—中二叠世早期可能处于碰撞造山作用的晚期阶段。

鄂尔多斯盆地南缘铜川地区三叠系延长组长7段剖面及其油气地质意义

三叠系延长组长7段为鄂尔多斯盆地中生界石油的主力烃源岩,也是页岩油勘探与开发的重要对象。长7段沉积期为延长组湖盆鼎盛阶段,沉积了一套厚度100~120 m以泥页岩类为主的细粒碎屑岩建造,可划分为3个亚段,长7_(1)、长7_(2)为当前页岩油重点勘探开发层系。为了加深对长7段沉积环境和油气地质特征的理解,在野外剖面实测基础上,结合前人工作,重点对渭北铜川地区衣食村、背阴村、瑶曲、霸王庄、淌泥河长7段典型露头进行了描述,并讨论了中—晚三叠世延长组富烃凹陷形成的地质背景。结果表明,从长7_(3)到长7_(1),湖盆经历了由鼎盛逐渐收缩、湖平面下降的过程,砂岩含量向上部逐渐增多。研究剖面处于延长组湖盆沉积的深水区,长7段沉积类型既有正常深水细粒沉积岩,也发育类型丰富的深水重力流沉积以及异地搬运形成的火山凝灰岩、具有深部流体成因特征的碳酸盐岩结核等。这些重要现象记录了延长组沉积期富烃坳陷形成的特殊地质背景和过程,对理解陆相盆地烃类生成和富集机理、页岩油勘探开发具有重要的启示。

低渗透油藏CO_(2)驱不同注入方式对提高采收率与地质封存的适应性

低渗透油藏已成为中国油气开发的重要领域,开展CO_(2)驱可实现提高采收率和CO_(2)地质封存的双重目的,但不同的注入方式对其适应性存在差异。以某低渗透油藏典型物性和流体参数为例,利用数值模拟手段论证了CO_(2)连续注入(CGI)、水气交替注入-气水段塞比恒定(CWAG)和水气交替注入-气水段塞比逐渐减小(TWAG)3种不同注入方式对提高采收率和地质封存的适应性。研究结果表明,3种注入方式对于渗透率为1 mD的储层累积产油量和CO_(2)埋存量最高,采用生产气油比约束的工作制度更有利于CO_(2)驱提高采收率或地质封存。CGI注入方式在生产气油比界限为0.4倍的最大生产气油比约束下生产,更适合CO_(2)地质封存项目,CWAG注入方式在生产气油比界限为0.2倍的最大生产气油比约束下生产,更适合CO_(2)驱提高采收率和地质封存相结合的项目,而TWAG注入方式在生产气油比界限为0.6倍的最大生产气油比约束下生产,更适合CO_(2)驱提高采收率项目。

鄂尔多斯盆地东南部韩城地区延长组碎屑锆石U-Pb年代学特征及物源指示意义

围绕鄂尔多斯盆地东南部中晚三叠世延长组物源演化,以盆地东南部韩城薛峰川地区延长组剖面为研究对象,运用碎屑锆石U-Pb年代学探讨了韩城地区延长期的物源特征。结果表明,韩城薛峰川地区延长组自下而上不同层段碎屑锆石U-Pb年龄谱峰特征基本一致,峰值段主要集中在晚古生代晚期(250~263 Ma)、古元古宙晚期(1 689~1 774 Ma, 1 867~1 885 Ma)和古元古宙早期(2 490~2 560 Ma),太古宙年龄仅零星分布,而中新元古宙和早古生代年龄均缺失。综合物源对比认为,韩城地区延长期盆地物源主要来自于其东北部的华北克拉通内部及阴山造山带地区,而华北板块南缘及秦岭地区的南部物源特征不明显。这种物源特征与盆地西南部延长期物源复杂多变的特点形成了鲜明对比,表明鄂尔多斯盆地东南部延长期具有稳定的东北物源特征,推测其南地区在延长期仍存在分隔南部物源的深湖相沉积,该认识对探讨延长期湖盆演化具有重要意义。

烃源岩有机碳测井预测模型优选及应用——以鄂尔多斯盆地安塞地区延长组长9为例

总有机碳(TOC)质量分数是烃源岩评价的重要指标。为了对鄂尔多斯盆地东南部安塞地区延长组长9烃源岩有机碳进行测井评价,本文先立足于岩心分析实测w(TOC)资料,基于烃源岩对不同测井曲线的响应特征,运用多元回归模型、传统Δlog R模型以及Δlog R模型的改进型和广义型,分别建立烃源岩w(TOC)测井定量预测模型;然后将这几种模型加以分析和组合运用,从改进Δlog R模型中提取拟合叠合系数应用到两种广义Δlog R模型的计算当中,应用效果良好;最后对模型进行对比和优选,提出最适合研究区的烃源岩w(TOC)测井定量预测模型。结果表明:考虑密度的广义Δlog R模型准确度最高,平均相对误差为7.78%;多元回归模型次之,平均相对误差为9.65%。二者均满足w(TOC)测井定量预测的精度要求。

致密砂岩储层微观孔喉结构及其分形特征

孔喉微观结构定量评价一直是致密砂岩储层研究的热点和难点。以分形维数为突破口,在鄂尔多斯盆地子长地区不同井中采集了上三叠统延长组长6段12个岩心样品,通过扫描电镜、铸体薄片、高压压汞等实验方法以及分形理论对致密砂岩样品的孔喉结构及其分形特征进行了研究。结果表明,研究区致密砂岩储层的孔隙类型主要由剩余粒间孔、溶孔和晶间孔组成。总分形维数与孔隙度和渗透率存在良好的负相关性,表明研究区致密砂岩储层孔喉结构的复杂程度和非均质性对物性具有一定的影响。中孔的分形维数与孔喉结构参数的相关性更好,表明中孔的非均质性和表面粗糙度主要影响储集空间和渗流性质。致密砂岩储层的品质与分形维数呈明显的负相关关系,越有利于油气富集的储层,其分形维数越小。

鄂尔多斯盆地东南部二叠系物源分析

近几年鄂尔多斯盆地东南部上古生界陆续发现新的天然气区带,显示出了巨大的勘探潜力,因此对盆地东南部二叠系物源的研究对于确定储集砂体展布规律具有重要价值。以钻测井、岩芯及周边露头资料为基础,通过露头剖面古流向测定、重矿物分析、边缘相分析、相带分析的方法,确定了研究区二叠系的物源方向;研究认为鄂尔多斯盆地东南部二叠系山西组与石盒子组物源可分为北北东、北北西及南部3个方向,以延安为中心区域属于汇水区;山二段南部物源影响范围较大,影响到延安以北区域;盒八段北部物源范围较大,越过了延安,相应的南部物源范围后撤。

海拉尔盆地贝尔凹陷热演化史与油气关系研究

贝尔凹陷是是海拉尔盆地内勘探程度较高的一个南部凹陷,该凹陷沉积厚度大,地层发育全,生油条件十分优越,是海拉尔盆地主要产油气凹陷。主要烃源岩层是南屯组,其次是大磨拐河组和铜钵庙组。根据镜质组反射率、包裹体测温和磷灰石裂变径迹法恢复的贝尔凹陷古地温演化史表明贝尔凹陷早白垩世古地温梯度可达3.7～5.8℃/100m,高于现今地温梯度3.35℃/100m,古地温高于今地温。古地温恢复及热史模拟表明最高古地温是在早白垩世晚期达到的,下白垩统烃源岩热演化程度主要受古地温场控制。热演化史与油气关系研究结合烃源岩排烃史和伊利石测年结果表明贝尔凹陷油气成藏期主要有两期,分别为早白垩世晚期及古近纪以来,且以早白垩世晚期为主要成藏期。古近纪以来为第二成藏阶段,由于抬升剥蚀作用,目的层温度开始降低,生烃强度减弱,主要为早期形成油气藏的二次调整和二次生成的油气继续注入成藏。第二次成藏时期对贝尔凹陷油气藏的形成起着重要作用,是制约油气富集的重要因素。

西昆仑北带早志留世构造作用及其区域地质意义

目的探讨西昆仑北带的早古生代构造-热事件信息,为北昆仑的碰撞造山作用时限提供新的证据。方法对原划为古元古界的埃连卡特群片麻岩中的白云母进行40Ar/39Ar同位素地质年代学研究,并结合区域地质分析。结果埃连卡特群片麻岩中白云母40Ar/39Ar坪谱年龄和等时线年龄分别为434.9 Ma±4.6Ma,436.1 Ma±4.8 Ma。结论早志留世的这次构造-热事件应该是库地—其曼于特新元古代—奥陶纪洋盆闭合之后中昆仑地块与塔里木地块之间的碰撞造山作用。

鄂尔多斯盆地超低渗透油藏渗吸特征及其影响因素——以渭北油田三叠系延长组三段储层为例

鄂尔多斯盆地渭北油田属于超低渗透油藏,具有孔隙细小、孔喉结构复杂的特点。在前期的注水开发中存在明显的渗吸现象,对油田开发效果有一定的提高,但渗吸作用特征以及通过渗吸作用提高采收率的幅度认识不清。选取渭北油田三叠系延长组三段(长3)储层样品,通过物性测试、铸体薄片分析、扫描电镜、高压压汞和各类渗吸等实验,分析了研究区储层物性和孔喉结构特征,进行了不同介质类型以及不同含油饱和度下的渗吸实验。结果表明研究区储层溶蚀孔、粒间孔以及晶间孔三类孔隙比较发育,不同孔隙类型为主储层对应的孔喉结构特征差异较大,溶蚀孔、晶间孔为主的储层其孔喉结构逐渐变差。直接渗吸实验表明,裂缝型储层渗吸驱油效率均高于基质型储层,平均渗吸驱油效率分别为34.8%和23.2%;残余油下渗吸作用可以提高储层驱油效率,但幅度有限(5.3%~6.7%)。储层物性、介质类型、孔喉结构、渗吸时机等是影响渗吸驱油效率的主要因素,当储层物性越高、孔喉结构越好、含油饱和度相对较低时,储层渗吸作用相对较弱,渗吸驱油效率相对较低。

碧口地块王坝楚花岗岩成因及其地质意义

目的探讨扬子板块西北缘碧口地区王坝楚岩体的岩石成因、成岩物质来源及其构造环境。方法对该岩体进行详细的野外地质、岩相学及全岩地球化学分析。结果该岩石具有高的SiO2（71.55%~72.04%）、Al2O3（14.96%~15.19%）含量,高场强元素（Ta,Nb,Ti,P等）明显负异常,大离子亲石元素（Rb,Ba,Sr等）正异常,有弱的Eu负异常;具有高的Sr/Y比值（20.75~42.49）、低Y（Y=8.28~9.13μg/g,平均8.89μg/g）和低的HREE（eg.Yb=0.49~0.61μg/g）的特征,并具有强分异的稀土元素组成模式（La/Yb）N=20.18~29.41。结论该岩体的时空位置及地球化学特征显示,其形成于典型的后碰撞构造环境,可能是在印支期华北和扬子板块碰撞导致地壳加厚的环境下,以砂屑岩为主和角闪岩为辅组成的源区部分熔融,产生的熔体进行不同程度的混合而成。在增厚地壳的条件下,下地壳角闪岩的部分熔融可能是导致碧口地区缩短增厚—伸张垮塌转换、发生拆沉作用的重要因素之一。

柴北缘欧龙布鲁克地块寒武系-奥陶系的重新厘定

通过对柴达木盆地北缘欧龙布鲁克地区的野外地质调查和精细剖面测量,根据岩石组合、沉积构造、地层接触关系及新发现的生物化石特征,对分布于该地区的早古生代寒武纪-奥陶纪岩石地层进行了详细的划分对比和重新厘定:①欧龙布鲁克群只发育寒武系的第三统和顶部的芙蓉统,缺失底部的纽芬兰统和第二统;②多泉山组为下奥陶统,石灰沟组属于中奥陶统;③原划分的中奥陶统大头羊沟组属于构造改造的断片,不符合建组原则,应弃用;④通过柴达木盆地周缘分布的早古生界地层的区域对比,认为欧龙布鲁克地块之上出露的寒武系-奥陶系(海相碳酸盐岩沉积建造)与滩间山群、祁慢塔格群和纳赤台群(中基性火山岩建造)分别代表了不同构造背景-沉积环境的产物。本研究工作一方面为建立该地区合理和行之有效的岩石地层和年代地层系统提供依据,另一方面为柴达木盆地北缘寒武系-奥陶系地层层序-岩相古地理演化及油气资源潜力评价等研究提供详实的资料,同时也为深化塔里木东南缘陆块群的构造演化提供科学依据。

鄂尔多斯盆地富黄探区延长组浊流沉积与油气聚集关系

目的分析鄂尔多斯盆地富黄探区延长组浊积岩、浊积相特征,探究其油气富集规律。方法对钻井、露头及岩心资料进行分析,采用野外观察与室内研究相结合的方法进行研究。结果研究区浊积岩以粉—细砂岩为主,具有分选中等,磨圆较差,结构成熟度和成分成熟度低,高长石、低石英的组分特征。区内主要发育含泥砾及泥屑块状砂岩相,块状砂岩相,薄层粉—细砂岩相,不规则砂、泥岩互层相及滑塌砂岩相,岩心观察可发现较多的浊流沉积层内、层面构造。结论研究区长7—长4+5均发育浊流沉积,并以坡移浊积扇和滑塌浊积扇两种亚相为主,前者可识别出中扇和下扇两个微相,后者在区内分布有限。在时间及平面上,长7—长4+5段浊积扇的规模、分布范围逐渐变小,在中扇、下扇物性较好的区域均可形成较好的储层;富黄探区槐树庄林场坡移浊积扇的主要分布区为浊积岩的有利勘探区,是下一步重点勘探的区域。

沉积岩平行层面与垂直层面方向热导率与孔隙连通性之间的关系

根据对渤海湾盆地沾化凹陷泥质岩、粉砂岩、砂岩和白云岩平行层面与垂直层面方向热导率差异及孔隙连通性差异特征的研究,探讨了沉积岩平行层面与垂直层面方向热导率与孔隙连通性之间的关系。热导率实验结果表明:沾化凹陷泥质岩、粉砂岩和砂岩的平行层面方向热导率大于垂直层面方向热导率;白云岩的平行层面方向热导率小于垂直层面方向热导率。沉积岩平行层面与垂直层面方向热导率差异和孔隙连通性差异之间具有正相关性。孔隙特征分析结果表明:孔隙连通性较好方向,热导率也较高;孔隙连通性较差的的方向,热导率也较低。

新疆准噶尔盆地西北缘中生代盆地边界探讨

目的确定准噶尔盆地中生代西北缘盆地边界。方法对准噶尔盆地西北缘扎伊尔山—哈拉阿拉特山两侧沉积盆地的沉积特征、沉积充填过程及古水流恢复等方面进行研究。结果早中生代,准噶尔盆地西北缘以扎伊尔山—哈拉阿拉特山为界,其北侧的和什托洛盖盆地在三叠纪—中侏罗世是独立于准噶尔盆地而发育在古生代褶皱基地之上的断陷盆地。白垩纪以来,和什托洛盖盆地与准噶尔盆地连为一体,成为一个统一发育的拗陷盆地,盆地边界位于和什托洛盖盆地北侧谢米斯台山一带。结论准噶尔盆地西北缘中生代以来,在扎伊尔山—哈拉阿拉特山两侧盆地具有不同的沉积特征、沉积充填过程和古水流样式,和什托洛盖盆地具有独立的沉积体系和古水流样式。

印度东部大陆边缘克里希纳—戈达瓦里盆地油气分布规律

以印度东部大陆边缘克里希纳—戈达瓦里盆地油气地质条件、勘探现状和油气田最新资料为基础,采用油气地质综合分析方法,探讨研究区油气分布规律及其主控因素,预测有利勘探方向。研究结果表明,"源热共控"的印度东部大陆边缘克里希纳—戈达瓦里盆地油气分布的规律为"内油外气":靠近海岸线附近的低热流值区发育大型油田,以RAVVA油田为代表,另有一些中小型油田;在靠近深水一侧高热流值区发育以DHIRUBHAI为代表的巨型天然气田,另有若干富气远景圈闭。研究后认为,研究区盆地油气分布主控因素是主力烃源岩的热演化受控于地热场,二者相匹配共同控制盆地油气的分布。

北秦岭罗汉寺岩群锆石年龄及地质意义

目的准确测定北秦岭罗汉寺岩群辉长岩脉的形成时代,探讨其地质意义。方法采用激光剥蚀等离子质谱法,对辉长岩中锆石进行U-Pb同位素定年。结果辉长岩形成年龄为475 Ma±4 Ma。结论罗汉寺辉长岩脉的形成时代与北秦岭两条高压—超高压变质带和富水杂岩成岩时代接近或一致,它的形成很可能与北秦岭早古生代岛弧体系碰撞有关。

凝灰岩型含油层系特征与成因分析——以准噶尔盆地火烧山油田二叠系平地泉组为例

新疆准噶尔盆地火烧山油田的中二叠统平地泉组(对应芦草沟组)是一套典型的黑色含油层系,长期被认为是裂谷盆地(或岛弧盆地)中富含生烃母质的深湖相泥岩。通过矿物学、岩石学等方面的综合分析认为:平地泉组的岩石碎屑主要来源于地幔碱性—过碱性的超基性岩浆岩(以碳酸岩为主)和中酸性岩浆岩(以安山岩和流纹岩为主)的喷爆物和溢流物,以出现碱性—过碱性的碱性长石、富铝石英、岩浆方解石、霓石、锂云母、硅钡钛石、蛇纹石等超基性岩浆矿物和以碱性—过碱性的碱性长石、石英等中酸性岩浆矿物为特征。上述喷爆的矿物碎屑与基质在富含地幔流体的滨湖—沼泽—热泉环境中发生热液蚀变,最终形成富含幔源岩浆矿物及热液矿物的凝灰质沉积系列,并参与生烃过程。凝灰物质提供的热及丰富的营养物质促进了滨湖—沼泽—热泉中藻类、微生物等生烃母质勃发,并导致液态烃早生成;凝灰岩类中丰富的原生粒间孔和方沸石溶蚀孔是烃类的主要储集空间。凝灰岩层厚度差异较大,多与正常沉积岩互层或夹于厚层沉积岩中。