思政元素与地质类研究生课程的融合——以“盆地构造与沉积作用课程”为例

从研究生培养目标和当前研究生思想状况分析来看,高校通过研究生专业学位课程对学生进行世界观、人生观、价值观等方面的思政教育及价值引领是极为必要的。“盆地构造与沉积作用课程”主要帮助学生认识不同大地构造条件下盆地的形成演化与沉积作用的对应关系,近几年教师们利用启发性和互动性等多种教学方法,通过讲解典型案例,将家国情怀、生态文明、生命教育、科技创新等思政元素有效融入课堂教学,实现知识传授与价值引领相结合,取得了良好的教学效果。本文基于上述研究成果,系统阐述了“盆地构造与沉积作用课程”中的思政元素和实践策略。

容城地热田雾迷山组碳酸盐岩热储层裂缝主控因素及成因机制

容城地热田雾迷山组是华北地区典型的低孔隙度碳酸盐岩热储层,也是地热流体勘探的主要目标。裂缝对研究区地热流体的富集和产能有重要影响。本文通过对研究区岩心、薄片和成像测井等资料的分析,确定了裂缝的发育特征、控制因素和形成期次。结果表明容城地热田雾迷山组碳酸盐岩热储层裂缝多为未充填的高角度斜交缝,11.8%的裂缝被方解石和石英脉充填。裂缝开度主要集中在0~2 mm,靠近断裂的D19井开度最大(均值为3.65 mm),孔隙度也最大(均值为0.7523%),裂缝孔隙度随开度的增大线性增加。裂缝在断裂附近或者构造应力场较大的区域更为发育,受构造作用影响最明显。在同一构造环境和应力场下,岩性是控制研究区裂缝发育的主导因素。容城地热田雾迷山组碳酸盐岩热储层裂缝大致分为3组,印支期形成的NNE-SSW与NW-SE向“X”型共轭剪裂缝,燕山晚期形成的NEE-SWW向剪裂缝,以及喜马拉雅期形成的近E-W向张裂缝。

渤海湾地区断层相关褶皱及其油气地质意义

利用最新的地震解释资料,对渤海湾地区伸展和走滑断层相关褶皱的分类、形态特征、成因机制、不同褶皱之间关系及其时空展布特征进行分析,并结合勘探实践,研究不同类型断层相关褶皱对油气成藏的控制作用。结果表明,伸展和走滑两种断层相关褶皱在形态特征、发育过程和成因机制上具有较大差异,但相互之间也有联系:同一断裂的不同演化阶段可形成不同形态的相关褶皱,不同类型的褶皱可以互相改造、叠置。断层相关褶皱的时空分布与断裂的演化阶段密切相关:在时间上古近纪主要发育伸展断层相关褶皱,新近纪主要发育走滑断层相关褶皱;在空间上伸展断层相关褶皱在盆地内广泛分布,走滑断层相关褶皱呈条带状分布;在层位上孔店组—东二段主要发育伸展断层相关褶皱,明化镇组—第四系主要发育走滑断层相关褶皱。伸展和走滑断层相关褶皱均可形成良好的圈闭条件,并促进油气运移,但走滑断层相关褶皱可能导致局部地区烃源岩生排烃时间滞后,促使浅层晚期快速成藏。

辽东湾地区走滑断裂系统及其油气地质意义

受郯庐断裂带的影响,辽东湾地区发育多条大型走滑断裂,主断裂与伴生构造形成多种构造样式,已探明的油气藏大多沿着走滑断裂带分布。利用最新的地震剖面资料,分析辽东湾地区走滑断裂系统的发育特征及其对油气成藏的影响。研究表明,走滑断裂不仅能直接形成断块、背斜、断背斜等圈闭,还能间接诱发泥底辟构造,影响烃源岩的成熟演化、储层发育、油气运移及保存。

库车坳陷克拉苏构造带盐上和盐下构造变形差异及其控制因素分析

克拉苏构造带位于库车坳陷与南天山盆山过渡带,特殊的受力环境使其构造变形机制具有特殊性。依据最新的地震和钻井资料,并结合前人研究成果,建立了克拉苏构造带新的地震解释方案,并据此分析该地区盐上、盐下层构造变形几何形态、演化过程、形成机制等方面的差异及其控制因素。结果表明:克拉苏构造带盐下层构造变形可分为两部分,包括由基底卷入的高角度正断层后期挤压形成的反转断裂系统,以及主断裂下盘发育的次生盖层滑脱逆冲叠瓦断裂系统。盐上层构造变形为褶皱相关断层,其演化经历了基底断裂向上传递形成传播褶皱、差异压实作用诱发底辟褶皱、以及褶皱核部在持续挤压作用下形成破冲断层等多个阶段。盐下层基底卷入断裂系统形成于侏罗纪盆山过渡带伸展环境,而叠瓦式盖层滑脱断裂系统和盐上层构造变形主要形成于中新世-第四纪的挤压构造环境。盆山过渡带特殊的构造部位及在不同地质时期应力场的转换控制了盐下层构造变形机制,而盐上层构造变形受到基底断裂复活、差异沉积负荷、膏盐岩底辟上涌、挤压应力增强以及北部山前地形高差等众多因素影响,且不同演化阶段主控因素有所差异。克拉苏构造带盐下、盐上层变形机制和毗邻区带相比有较大差异,这与其特殊的构造位置以及构造应力在盐下和盐上地层向前陆方向传递的方式和距离不同等因素有关。

库车坳陷东段差异构造变形特征及控制因素

库车坳陷东段不同构造带几何学变形特征和演化过程有所差异,依据最新的地震资料解释成果,对坳陷东段吐格尔明和东秋里塔格2个构造带的构造变形特征进行对比,在此基础上,结合生长地层特征和区域动力环境的转变讨论2个不同构造带的差异演化过程,并对其控制因素进行分析。结果表明:吐格尔明构造带为在古生代凸起和基底断裂基础上经后期构造活动改造而发育的断裂上盘断隆背斜,盐构造发育较少,整体上表现为均一构造变形;东秋里塔格构造带主要构造变形发生在新近纪以来,盐构造较为发育,分层收缩构造变形特征显著。导致这种差异的主要因素为各构造带遭受的应力、先存构造和盐岩沉积厚度不同。

渤海辽东湾坳陷金县构造变换带发育特征

根据地震资料和断层的位移-距离曲线,对辽东湾坳陷中部金县构造变换带的发育特征进行了分析。金县构造是一个发育在走滑断层叠置段内的大型含油气构造,属于郯庐走滑断裂带组成部分的辽中1号断裂带的两条分段断裂在金县地区发生相互作用和叠置,形成了在平面上呈菱形展布的走滑双重构造。菱形断块体同时也传递了分段断层的位移量,使其在空间上保持守恒,从而形成了金县斜向背斜型构造变换带。金县构造变换带的形成演化主要经历了孤立断层发育、变换带初始形成、变换带复杂化和变换带破裂4个阶段。针对渤海地区不同类型构造变换带进行深入分析,对指导油气勘探具有重要意义。

渤海辽东湾坳陷走滑断裂差异变形特征

走滑断裂是渤海辽东湾坳陷内的一类重要断裂,属于郯庐断裂带的组成部分,对辽东湾坳陷的地质结构和油气成藏都产生了重要影响。通过三维地震资料精细解释,揭示了辽东湾坳陷走滑断裂带的空间展布和分段差异变形特征。走滑断裂主要分布在辽东和辽中地区,总体呈北东走向,连续性较好,在剖面上发育花状构造,在平面上发育走滑双重构造和伸展叠瓦扇构造。通过对比不同地区走滑断裂带的变形特点,可以发现走滑断裂带具有明显的分段差异变形特征。总体上,可将辽东和辽中地区的走滑断裂带划分为南部的压扭段和北部的凸起段两大段,而且凸起段还可进一步根据凸起发育特征细分为复合凸起段、隐伏凸起段和单一凸起段。辽东凸起的形成主要受走滑断裂带的压扭性活动影响,而辽西凸起的形成主要是受地幔上隆导致的伸展作用控制,开始隆升的时间也早于辽东凸起。

霸县凹陷构造特征及新生代构造演化

霸县凹陷是由牛东断层控制的西断东超的新生代箕状凹陷。本文以连片三维地震资料为基础，采用断层落差法和平衡剖面技术研究了凹陷的构造特征与构造演化特征。结果表明：牛东断层可以分为3段，北段为一系列NE—NNE向东倾断阶带，中段为铲式-略微坡坪式断裂带，南段为帚状断裂带。霸县凹陷相应划分出北部、中部、南部3个构造单元。牛东断层具有分段活动的特点，具体表现为：早期（Ek-Es4）中北段活动强烈、中期（Es3-Es2）中南-中北段活动强烈、晚期（Es1-Ed）整体强烈活动、北段剧烈活动，活动强度具有自南向北迁移的规律，其活动性差异控制了变换带的形成和凹陷的构造格局。霸县凹陷新生代构造演化可以分为古近纪的裂陷阶段和新近纪以来的拗陷阶段，其中古近纪分为Ek-Es4较强裂陷期、Es3-Es2弱裂陷期和Es1-Ed强裂陷期，由此控制烃源岩、储层的形成、油气的运聚和分布。

富有机质泥页岩微纳米孔隙系统演化特征及模式研究新进展

富有机质泥页岩孔隙系统演化特征及其模式的研究有助于完善页岩油气微纳米储层地质理论,进一步揭示页岩油气富集成藏机理,并促进页岩油气综合地质评价与勘探开发。通过综述富有机质泥页岩孔隙系统特征及发育演化影响因素,简述了泥页岩复杂孔隙系统研究发展历程,分析了自然成熟序列泥页岩和模拟序列泥页岩孔隙系统演化特征,总结了国内外富有机质泥页岩孔隙系统演化模式,并对泥页岩孔隙系统演化的研究提出了展望。富有机质泥页岩系统孔径较小、连通性差、结构致密,较常规油气储层的孔隙更难分类与识别鉴定,其常见于石英、长石、方解石、黏土矿物等矿物基质,也可大量形成于有机质中。复杂泥页岩孔隙系统的研究经历了科学探索阶段、理论成型阶段、飞跃发展阶段。页岩微纳米孔隙的形成和演化受内因外因共同影响,其发育也受热成熟生烃作用和成岩作用共同控制。在外部控制因素中,沉积环境、构造背景共同决定了泥页岩微纳米孔隙系统发育的物质基础条件,在内部影响因素中,岩性与矿物组成的变化控制了页岩压裂性能和孔隙结构特征,使得泥页岩孔隙空间一定程度的增大或减小,TOC含量和干酪根类型则影响着有机质孔的孔体积和比表面积,而有机质热演化程度则制约着不同类型孔隙的演化趋势,有机质成熟度与页岩微观储层孔隙并不是单纯的正相关或负相关关系,纳米孔隙随着热演化程度变化而变化的规律也存在较大的争议。此外,本文综述了自然成熟序列和模拟成熟序列泥页岩孔隙系统演化研究的现状与进展,总结了自然成熟序列和模拟成熟序列泥页岩典型的孔隙系统演化模式,分析了这些孔隙系统演化过程中的主要影响因素,认为应有针对性的选择不同沉积环境和不同有机质类型的样品进行深入研究,应加强泥页岩微纳米孔隙系统主控因素及其演化的定性、定量分析,改善模拟系统和模拟实验条件使之更接近真实地质条件,并提高不同成熟度序列样品微纳米孔隙系统的测量精度和范围。

盆山地壳横向变化对挤压构造变形的影响——来自砂箱模拟实验的启示

前陆克拉通与造山带增生楔在地壳结构、力学性质等方面有明显的差异。挤压作用使盆山地壳横向变化通过构造变形表现出来。本文设计了具有深浅两个滑脱层"克拉通"与不同能干性的"造山楔"接触砂箱模型,通过模拟实验分析了盆山地壳横向差异变化对挤压构造变形的影响。实验结果表明,端部的挤压收缩位移由刚性的"克拉通"推挤相对软弱的"造山楔"使之形成挤压"冲起构造",而"造山楔"发生收缩变形的同时也斜向推挤刚性的"克拉通",并通过克拉通内部的滑脱层将收缩应变向克拉通内部传递。受不同深度滑脱层发育的影响,"克拉通"发育分层不协调收缩变形。在挤压作用下,随着"造山楔"与"克拉通"地壳在横向上能干性差异的增加,"造山楔"收缩形成的"冲起构造"幅度减小,而向"克拉通"侧向(斜向)挤压形成的"反冲构造"幅度增加,"造山楔"通过深层滑脱层向"克拉通"传递收缩应变的调节能力减弱,通过浅层滑脱层向"克拉通"传递收缩应变的调节能力增强。"造山楔"由深层过渡至浅层形成强变形带,由"克拉通"边缘至内部形成的深层冲断褶皱与浅层褶皱冲断组合过渡为深层褶皱与浅层的褶皱冲断组合,"克拉通"边缘的冲断带由深层的前展式楔状逆冲叠瓦扇构造向"克拉通"内部的浅层褶皱组合过渡。实验结果为理解中国西北部复杂山前冲断带构造的形成机制具有启示作用。

库车坳陷含夹层盐构造变形物理模拟

最新的钻井、测井资料显示,库车坳陷古近系库姆格列木组盐层并非纯盐,而是由4套夹层组成。文中依据地层组合特征,设计出含夹层塑性层模型进行物理模拟研究,揭示各夹层的差异变形规律、与围岩的相互作用,以及脆性夹层变形机理。实验结果表明:底部塑性层被盐下断裂刺入,吸收逆冲位移量后刺穿上覆砂层进入顶部硅胶层;石英砂层初期受到上下塑性层剪切作用,发育密集小褶皱,然后在盐下断层下盘的弱应力区折叠增厚,形成复杂褶皱,受盐下断块逆冲位移差异控制;顶部塑性层流动最强烈,滑脱作用显著增加了盐上变形距离,底辟拱升促使上覆层褶皱变形;顶部微玻璃珠层在背斜核部发生弯流作用。由此论证了含夹层塑性层是研究库车地区盐构造的必要前提。

桑干河断陷构造特征及含油气远景

桑干河断陷位于汾渭地堑北部,大同煤盆地的东侧。做为一个新生代伸展盆地,人们对其进行的油气勘探不多,且前期油气显示不佳。但是随时间的变迁,油气成生理论有了较大的发展,因此有必要结合现代油气成生理论对桑干河断陷的含油气性重新做出分析与评估。本文应用现代构造学理论、结合地震勘探及区域地质资料,对桑干河断陷进行了较精细的构造解析,分析认为桑干河断陷具有完备的圈闭及烃源岩,有良好的含油气性及勘探的潜能。

塔东地区断裂系统与构造演化

本文系统分析了塔东地区的构造特征及断裂系统。塔里木盆地是一个典型的多期叠合的复合型盆地,塔东地区主要经历了四个构造演化阶段:基底形成阶段、残余古隆起形成阶段、陆内坳陷盆地阶段、内克拉通盆地阶段。塔东地区断裂系统的发育具有分组性、分期性的特点,北东向断裂体系形成较早,北西向和近南北向断裂体系形成较晚。受断裂系统控制,塔东地区在垂向上可划分为前震旦系基底、古生界、中生界和新生界四大构造层,其中古生界与中新生界构造层在形成、演化上具有巨大的差异性,构造格局截然不同。从而很好的指导了该区油气勘探工作的深入进展。

基于学情构建“沉积岩岩石学”“四步走”课程教学创新模式

十余年来,通过师资培养、教材建设和教改教研及教学创新工作,“沉积岩岩石学”被认定为首批国家级一流本科课程,这意味着更大的机遇、挑战和责任。教学工作的核心目标在于提升教学质量,教学创新的关键在于如何以学生为中心,基于学情甄选和重构教学内容、剖析和明确教学目标、研究和提炼教学举措、打磨和锤炼教学方法等,如何将其统一聚焦于提升学生的学习积极性,进而实现“沉积岩岩石学”课程专业育人、思想育人和持续发展的教学愿景。课程团队在课程思政教育过程中总结出了“情景内容导入法”,该方法在课程专业教育中也发挥了非常积极的作用。在此基础上进一步提出了“四步走”课程教学模式,即“内容引导-思政融合-专业提升-实习强化”。通过教学团队持续努力,“沉积岩岩石学”课程将不断前进。

基于学情打造以学生为中心的专业化教师队伍——以河北地质大学秦皇岛地质认识实习教学团队建设为例

河北地质大学秦皇岛地质认识实习教学团队是省级优秀教学团队,每年负责近千名学生的野外实习教学工作。笔者总结了教师队伍建设经验,重点阐述了基于学情开展教材建设、“五步一体”教师团队建设和“十环节”实施方案制定三个模块,三个模块相当于保障实习高效运行的硬件系统、软件系统和操作系统。这一野外实践教学保障体系荣获了省级教学成果二等奖,具有很好的借鉴意义。

库车坳陷中段基底断裂特征及其对盐构造变形的影响

基底断裂对盐构造的形成演化过程有重要控制作用。针对库车坳陷盐构造最为发育的克拉苏构造带和秋里塔格构造带,运用最新的二维和三维地震资料解释方案,分析了基底断裂的几何学特征、形成过程,及其对后期盐构造变形的影响。结果表明:库车坳陷不同地区基底断裂和盐构造变形样式有较大不同;基底断裂几何样式的差异,是导致盐构造复杂多变的重要原因。基底断裂的活动一定程度上影响了原始盐层的沉积厚度,还控制了盐构造的发育位置和变形样式。物理模拟实验表明:基底断裂在后期变形中相对于无断裂区可优先活动,使盐下层构造变形的传播距离变大,而盐上层变形传播距离减小。此外基底断裂的活动还可促使断裂顶部盐上层的褶皱作用增强,并发育新的断层。有限元数值模拟实验表明:在构造挤压初期,即使是远离山前的秋里塔格构造带,基底断裂顶部也可出现明显的剪应力和应变增大区域,这是该地区盐构造规模宏大的重要原因。

辽中凹陷反转构造及其对郯庐断裂带走滑活动的响应

辽中凹陷发育多种样式的反转构造,其形成演化与郯庐断裂带辽东湾段新生代的脉动式活动有直接关系。通过最新的地震剖面、相干体切片等资料以及平衡剖面恢复等方法,对辽中凹陷反转构造的几何学形态、演化过程和反转期次进行研究,并结合区域板块活动背景,分析反转构造演化过程及其对郯庐断裂带新生代活动的响应。结果表明:辽中凹陷发育反转断裂、反转背斜、泥底辟、隐伏凸起等多种类型的反转构造,且沿郯庐断裂带呈带状展布。辽中凹陷在新生代主要曾经历了三期构造反转,分别发生在沙三段沉积末期、东营组沉积末期和明化镇组沉积末期。三期构造反转均与郯庐断裂带的走滑压扭活动有关,从根本上受控于周边板块活动背景的变化:第一期反转是由于太平洋板块俯冲方向和速率发生变化,导致郯庐断裂带由左旋走滑转为右旋走滑,由走滑张扭转为走滑压扭,形成反转构造的雏形;第二期反转的动力主要来源于太平洋板块对中国大陆向西的推挤作用,导致渤海湾地区受到整体挤压以及郯庐断裂带发生走滑压扭,使反转构造定型;第三期反转是由于太平洋板块的加速俯冲促使郯庐断裂带晚期再次发生走滑压扭活动,对早期反转构造进行改造。其中沙三段和明化镇组沉积末期的反转为局部反转,强度较弱,东营组沉积末期的反转为区域反转,强度最高。

冀西南中元古界长城系赵家庄组叠层砂质MISS组合的发现及意义

在冀西南中元古界长城系赵家庄组沉积特征研究过程中,发现了一种特殊沉积构造——“叠层”砂质MISS组合。其在平面上与岩层面齐平,仅表现为颜色的明显差异,轮廓清晰截然,且内部具同心圆状结构;垂向上,内部纹层多与外部不一致,除颜色差异之外,还具有“叠层”特点,故将其命名为一种新的MISS类型——“叠层”砂质MISS组合。通过分析其产出背景、发育特征、成因及演化特点,认为叠层砂质MISS组合主要形成于潮坪相潮下和潮间环境,包括典型叠层砂质MISS(可演变为颗粒状砂质MISS、叠合砂质MISS等)和非典型砂质MISS,且随着沉积环境的变化,具有向碳酸盐岩MISS或常规MISS演化的趋势。叠层砂质MISS组合的发现和研究,为微生物成因沉积构造的研究提供了新的依据和方向。

张河湾实习基地地质资源及建设前景

河北省张河湾实习基地位于赞皇隆起与井陉凹陷的过渡带上,构造位置关键,地质现象丰富,作为野外实习、实践的场所在培养地质类高素质人才方面起到了重要作用。论文通过对实习区及周边地质综合分析,梳理出了研究区地层、构造、岩体及地貌等方面的典型特征及独特价值,认为张河湾地区丰富的地质资源在地质研究、实习实践、科普和地质旅游方面都非常有前景,通过综合规划及建设,不仅能进一步提升地质相关专业学生的地质填图实习,还可以进一步发展成受众更多的科普基地。