再生资源生态全产业链主体界定、现状及对策——基于“源”“流”“汇”的视角

“源—流—汇”生态控制理论能够更好地分析再生资源生态系统的运作状态与过程,论文基于“源”“流”“汇”的研究视角,界定再生资源生态全产业链结构与主体构成,通过多种数据库收集数据与深度访谈调研,研究“源”“流”“汇”三大系统主体发展现状。研究结果发现:“源”系统由于工业固体废弃物产生量逐年上升及生活垃圾产生量持续增加的压力,造成源头减量短时间内难以实现;“流”系统再生资源的回收规模呈上升趋势,而再生资源的综合利用水平较低,致使再生资源化能力整体薄弱;“汇”系统末端处理压力较大。由此,提出提升公众参与意识、发挥再生资源企业规模优势、加快末端处理的相关配套建设等相应的发展对策,以期为实现“产品—再生资源—再生原料—再生产品”一体化“零废弃”的循环系统提供科学参考。

陆相湖盆“源-汇”系统要素定量关系——以渤海湾盆地庙西北地区为例

针对古代陆相湖盆“源-汇”系统定量刻画难度大和拟合模式不统一等问题,以渤海湾盆地庙西北地区古近系沙二段为研究对象,以钻井、薄片、壁芯以及三维地震资料为基础,以层序地层学、沉积学、地貌学和“源-汇”系统的基本理论和研究思路为指导,定量了刻画“源-汇”系统要素,分析了要素间的定量联系。结果表明:渤海湾盆地庙西北地区沙二段搬运通道发育规模与物源高度成正相关关系,物源高度越高,搬运通道规模越大;三角洲发育规模与物源体积成正相关关系,物源体积越大,三角洲发育规模越大;过大或过小的搬运通道宽深比均不利于三角洲的大规模发育。在定量关系研究的基础上,建立了“源-汇”系统要素“JASG”模式,为古代陆相湖盆“源-汇”系统研究提供了定量表征实例。

渤海湾盆地车西洼陷陡坡带古近系沙河街组沙三下段“源-汇”系统

依据渤海湾盆地车镇凹陷车西洼陷陡坡带古近系沙河街组沙三下段岩心、测井以及三维地震资料,对研究区的"源-汇"系统进行了研究。结果表明:(1)车西洼陷沙三下段为一个三级层序,并可进一步划分为低位、湖侵与高位3个体系域,其陡坡带沙三下段发育杂基支撑中砾岩、碎屑支撑中砾岩、杂基支撑细砾岩、碎屑支撑细砾岩、砂质砾岩、含砾砂岩、粗砂岩、中砂岩、细砂岩、递变层理砂岩、滑塌岩等11种重力流成因岩石类型及深湖泥岩,表现为典型的近岸水下扇沉积;不同体系域时期扇体规模整体呈"由大变小,再变大"的演化趋势。(2)车西洼陷陡坡带自西向东识别出6套供源体系,可分为有沟道为主供源体系和滑塌为主供源体系,分别形成沟道供源为主近岸水下扇和滑塌供源为主近岸水下扇类型,其中滑塌供源为主近岸水下扇中的滑塌变形构造更发育、更普遍,但其扇体规模较沟道供源为主近岸水下扇小。(3)进一步的"溯源"分析结果表明,沙三下段沉积时期,研究区物源区母岩以碳酸盐岩为主,其在强烈的构造活动、湿热气候作用下,易于发育石漠化古地貌,剥蚀作用较为强烈,由此形成的频发的季节性重力流进入湖盆,形成该地区的近岸水下扇沉积;不同体系域时期扇体规模的差异主要受物源区气候和植被覆盖的控制。

沉积盆地“源-汇”系统研究进展

"源-汇"系统指盆地中自剥蚀地貌中形成的剥蚀产物,搬运到沉积区或汇水盆地中最终沉积下来的过程。在当前沉积学领域中"源-汇"系统占有重要一席。通过系统梳理国内外文献,评述"源-汇"系统各要素及其耦合作用研究进展,认为源区是控制系统动态过程根本要素,搬运-沉积过程是物源供给不同级次的响应。源区古地理演化下物理和化学风化作用控制物源供给,物源供给时空属性则决定搬运方式和通道类型。之后搬运中地质作用重塑沉积物组分和结构,而源区扰动和搬运响应两者时间尺度关系决定改造效果。最终源区演化形成的沉积地貌变化造成盆内可容纳空间分异,促使沉积物选择性沉积,塑造了盆内千姿百态沉积面貌。"源-汇"系统先进于其正演化、定量化和动态化研究思路,但研究方法仍处于探索阶段,而要完善研究体系则需着眼于物源体系研究,多时间尺度地质定量化表征方法,多学科交叉动态化研究方法。

鄂尔多斯盆地西南缘砂岩型铀矿“源-汇”系统研究

文章以鄂尔多斯盆地西南缘为例,将“源”到“汇”的研究思路应用到砂岩型铀矿成矿作用研究中来,提出将含铀物质从风化剥蚀到汇流、富集的整个物理化学过程看成一个完整“源—汇”系统,以此来探讨砂岩型铀矿的富集机理和成矿规律。鄂尔多期盆地西南缘下白垩统的铀源岩主要为北部、西南部的沉积岩、花岗岩,混杂了少量长英质岩和中性火成岩。沉积期富铀沉积岩和西南部富铀蚀源区为成矿提供了铀源条件,沉积期铀的预富集为铀成矿奠定了部分物质基础;盆缘古隆起区和下切沟壑古地貌单元是铀成矿时期的两种主要汇流通道,含氧含铀水在重力的驱使下沿着古隆起区和下切沟壑向盆内渗透性好的砂岩迁移流动,形成后生氧化蚀变,在氧化带前锋线附近,受有机质、黄铁矿等还原性物质作用富集成矿。砂岩型铀矿“源—汇”系统研究有助于对铀成矿规律的研究和总结,为鄂尔多斯盆地西南缘下一步铀矿地质勘查提供一定的理论依据。

古“源-汇”系统沉积学问题及基本研究方法简述

盆-山动力学、地表过程及沉积物收支研究一直是地球科学领域的研究前沿之一。"源-汇"系统则是以沉积物路径系统将三者有机结合起来,使其成为一个完整的剥蚀-沉积体系。随着近年来研究手段和理论认识的不断发展,"源-汇"系统定量研究逐渐由现代、第四纪向深时方向发展。由于古"源-汇"在后期受到不同程度的改造,所保存的地质信息并不完整。在系统总结其内部要素中几个重要沉积学问题的基础上,分析结果表明源区和汇区的古地貌、古水系及古环境定量重建和精细表征是古"源-汇"系统研究的首要前提。碎屑矿物定量示踪、地貌比例关系以及物质平衡分析是明确古代"源-汇"系统发育特征及其过程的重要方法,为建立新的"源-汇"模型和深入了解地貌演化、沉积历史、有利储层预测具有关键性作用。

渤海湾盆地埕北低凸起及围区古近系“源-汇”系统控砂原理定量分析

埕北低凸起及围区发育完整的"源-汇"系统。在"源-汇"思想的指导下,利用录井、测井、取心、三维地震等基础资料,在精细刻画埕北低凸起及围区沉积体系类型及特征的基础上,定量探讨了"源-汇"系统各要素之间的耦合关系。研究表明:古近纪,埕北低凸起基岩类型主要为中生界碎屑岩,源区内共发育9个有效物源区;埕北低凸起共识别出15条古沟谷型和2条断槽型输砂通道,其中古沟谷型输砂通道可细分为U型、V型及W型;埕北低凸起及围区陡坡带发育扇三角洲、半深湖-深湖沉积,扇三角洲平面上呈朵状展布,各扇体之间不连通,而缓坡带除局部构造早期发育扇三角洲外,整体发育辫状河三角洲、滨浅湖、半深湖-深湖等沉积,平面分布范围广,呈连片叠合分布;"源-汇"系统各要素定量分析表明,汇区沉积体面积及形态与有效物源区面积、沟谷的长、宽、宽深比等参数密切相关;从"源-汇"耦合模式分析认为,有效物源区面积控制沉积体系发育规模,输砂通道控制沉积体系的优势展布方向及形态。

沾化凹陷三合村洼陷古近系沙三下亚段物源体系分析

沾化凹陷三合村洼陷沙河街组沙三下亚段(Es3L)作为重要储集层段,勘探潜力巨大,精细刻画三合村洼陷沙三下亚段物源体系对沉积体系重建、有利区带预测具重要意义。采用古地貌宏观区分物源区与沉积区,并精细刻画西南部与南部物源通道(I^VI号),运用岩心、岩屑组成特征明确沉积区沉积相类型及原始物质成分,通过地震属性与地层切片精细描绘沉积区内"源-汇"配置及时空演化关系,从不同角度、不同层次对三合村洼陷古物源体系进行综合刻画。结果表明,洼陷西南部斜坡区(约3°)物源来自陈家庄凸起西段(I、II号沟槽输导),相对富砾,以碳酸盐岩岩屑为主;南部坡折区(约8°)物源来自于陈家庄凸起东段(III^VI号沟谷输导),相对富砂,发育单晶石英或多晶石英颗粒。平面上,沉积区扇三角洲沉积体系规模与物源通道的宽深比及延伸距离呈正相关,垂向上,低位体系域(LST)形成扇体规模远大于高位体系域(HST)扇体,且交汇区物源体系由南部向西南部迁移转化。

综述当前沉积学研究的热点和进展

沉积学是地质科学中重要的分支学科,在今天能源发展的行业中具有强大的社会需求,通过调研沉积学发展现状,总结了沉积学近年来的研究热点主要为盆地动力学机制与沉积演化、人类世沉积学等,主要成果有重建了洋陆作用与转化机制,建立了环青藏高原巨型盆山体系与大陆会聚及碰撞造山的响应关系,阐明了中国东部中新生代盆地演化的多幕裂陷和多幕反转过程,确认了人类能够在很大程度上改变现代沉积地貌和沉积记录标志等。认为沉积学研究更趋于系统化、多样化、智能化的发展在矿产资源勘探、人类社会发展等领域发挥更加显著的作用,建议科研人员锐意创新,取得更多原创、引领性的成果。

构造掀斜主导的断陷湖盆缓坡层序“源—汇”正演模拟定量研究

断陷湖盆缓坡带的构造掀斜作用对其地层叠置样式和沉积体系展布具有重要的控制作用。通过基于“源—汇”系统理论的地层正演模拟研究方法,在三级层序地层格架下(以2 Myr为总时长)对断陷盆地缓坡带构造掀斜型层序地层发育样式及其相关地貌演化、沉积物通量变化进行了定量表征。以恒定的绝对湖平面为研究前提,共建立了高/低沉积物供给的背景下4种不同的地层正演模型。两种不同缓坡带掀斜初始位移模型的设定反映了掀斜点和沉积滨线的相对位置,以便于不同掀斜层序样式对比分析。研究表明,掀斜支点位于滨线之上的模型常形成湖侵和正常湖退,而掀斜支点位于滨线之下的模型常形成强制湖退。滨线迁移轨迹和层序叠置样式的不一致性贯穿整个层序发育过程,是沉积物通量及滨线迁移共同作用的结果。该模型中沉积物通量的变化直接响应于源区地貌演变,滨线迁移则受控于新增可容空间和沉积物供给的相互关系。这一系列构造掀斜型层序模型及其相关成因解释对断陷盆地层序地层格架及其叠置样式的精细解剖具有重要的指导意义。该模拟研究对断陷湖盆的高频湖平面变化特征也有较为合理的解释(如海洋同位素3期以来的贝加尔湖)。然而本次正演模拟所设置的初始地貌较为单一,在相同构造、气候条件下和不同沉积物供给背景下所形成地层模型无法涵盖所有缓坡带层序地层类型。由此可见,基于“源—汇”系统思想探讨断陷盆地层序地层多样性的相关模拟工作仍然任重道远。

“源-网-储”协调互动的风电并网消纳策略

针对高比例风电弃风严重,风电消纳水平不高,未充分释放风电消纳空间等问题,结合直流调制运行特性,构建了含风电、火电、直流调制及储能系统的“源-网-储”协调互动模型,提出了“源-网-储”协调互动的风电并网消纳策略对风电进行消纳。在改进的IEEE-24节点系统上对所提协调互动模型和风电消纳策略进行仿真分析,仿真结果验证了方法的优越性和有效性。所提策略可充分释放电网风电消纳潜力,在减小弃风率、机组爬坡压力,提高电网调峰能力的同时,减小大规模风电并网对电网的冲击,对电网安全稳定运行具有重要意义和工程实用价值。

并联DC/DC系统中高速无线通信接收装置的设计

为了解决并联DC/DC控制系统中信息高频、单次传输量小的问题,就目前基带处理平台功能单一、灵活性差、运算效率低等问题,提出了一种改进型基带处理方案。该方案以FPGA+DSP为处理架构,依托高性能器件和高速接口搭建了基带处理平台。分别从基带处理和射频前端两个方面对无线通信系统接收装置进行硬件设计,重点研究基带处理DSP与FPGA的接口设计和零中频架构射频前端,通过FPGA对本地振荡器、A/D进行动态配置,采用基于BPSK的软件无线电平台,通过编写程序进行测试,结果验证了该方案满足科研要求,且具有一定的通用性和灵活性。

砂岩型铀矿“源-汇”系统

把从“源”到“汇”的分析方法应用到我国北方盆地砂岩型铀矿成矿作用研究中来,确定不同时期含铀物质的汇流路径,有利于砂岩型铀矿的富集机理和成矿规律的研究和总结。砂岩型铀矿“源—汇”系统是富铀物质从蚀源区风化剥蚀或从盆地深部富铀烃源岩活化,经汇流体系运移,再到盆地有利赋矿砂体聚集成矿的物理、化学和生物作用的过程,主要包括铀源、汇流体系和富集体系三部分。铀源外源是指在产铀盆地边缘大面积出露的富铀基底和岩石;内源是指含矿目的层本身的含铀建造,是在沉积成岩过程中形成的铀预富集;盆地深部富铀烃源岩在高温-高压条件下排烃,通过活动断裂可为浅部砂岩铀矿提供铀源。富铀物质从铀源区风化或活化搬运迁移到赋矿砂体并在砂体中运移的统一过程称为铀成矿汇流体系,沉积盆地的含铀物质主要在沉积期和成矿期通过汇流体系进入赋矿层位中。铀富集体系是砂岩中还原性物质或微生物等将含铀流体还原沉淀富集成矿的相关整体。鄂尔多斯盆地西南部具有浅部渗入、深部渗出汇流体系特点,渗入与渗出汇流体系的相互叠加改造对铀成矿也起到了比较重要的作用。

河流地貌演化研究进展

本文基于近年来全球河流地貌演化的研究实例及新进展,介绍了主要的研究载体与思路,讨论了河流地貌演化事件背后的地质、环境意义。沉积学、地貌学、物源分析、低温热年代学等是解决河流地貌演化问题的重要工具。沉积学记录着河流演化的一手资料,同时,沉积物定年技术的发展为揭示河流演化过程提供了高精度的时间约束。地貌指数研究是根据河流剖面形态与流域特征等揭示河流及区域地貌演化过程的研究手段,在恢复基岩隆升历史,定义地貌演化状态和判断分水岭迁移等方面具有优势。基于碎屑热年代学的物源分析方法结合沉积物沉积年代测定的研究思路则是利用了地表物质的“源-汇”过程变化,是揭示水系沟通演化历史的有效手段。当借助中-低温热年代学的多方法联合和单矿物的多重定年作为物源示踪剂时,可以有效提高分析精度,具有广阔的研究前景。另外,低温热年代学和宇宙核素10Be等对浅表过程十分敏感,记录了百万年-千年尺度的河流侵蚀作用,是示踪流域侵蚀方式空间变化和定量化揭示侵蚀过程的有力工具。河流的诞生与演化是地表过程的重大事件,记录了局部或区域的构造-气候背景,也是研究构造-气候-地貌耦合及互馈过程的重要纽带。特别是新生代晚期以来,地貌形成过程伴随着古人类的诞生与发展,而河流的演化则在古人类活动和迁徙中起到了重要的控制作用。因此,河流地貌演化的背景动力及环境意义体现了地球多圈层的相互作用与协同演化。

当今沉积学研究热点讨论——第20届国际沉积学大会评述

第20届国际沉积学大会于2018年8月13日—17日在加拿大魁北克城召开。来自51个国家、930余名专家学者参加了本次会议。基于本届大会论文专题设置情况,指出目前沉积学研究热点主要包含人类世沉积学、湖泊沉积环境、深水沉积过程、"源—汇"系统、微生物岩沉积学及沉积过程模拟等多个主要方面。当前人类活动对地貌影响、沉积物收支平衡影响不容忽视;湖泊沉积砂体研究不仅具有油气勘探价值,而且对古气候研究具有重要意义;沉积深水重力流的流态特征、沉积机理及实地监测等研究取得较大进展;"源—汇"系统研究思想在盆地构造演化、源区母岩性质及沉积物分散样式等方面具有更加实际的指导意义;微生物岩沉积学研究进展包括微生物矿化作用、成岩作用及其对于古地理重建的意义等方面;沉积物风化过程及其在不同环境下搬运及沉积过程是目前沉积学物理、数值模拟的主要内容。就近年来国际沉积学会议热点以及国际重点地质研究计划的实施情况来看,认为深时沉积记录、过程—产物研究方法、多学科交叉渗透是未来若干年内沉积学的发展方向。我国当今沉积学研究以应用沉积学为主,除了重视现代实验分析技术,还应加强野外基本地质研究方法和沉积过程机理研究。在沉积学快速发展的黄金时期,应抓住难得的机遇,不断将我国沉积学研究推向国际先进水平。

南海海盆东南部大型深水浊积扇体系及其成因的构造控制

运用近年来海洋地质调查工程获取的最新地质地球物理数据,在南海海盆东南部水深2000~3800 m区域,发现中中新世到第四纪多期大型浊积扇沉积体系,揭示了南海南部深海沉积作用及沉积演化过程。该浊积扇体系以沉积物波、水道充填、海底扇、块体流等沉积体为主,总体上由海盆东南部向海盆中央呈扇形推进,推进距离为150~260 km,从老到新规模和结构不断变化,蕴含了丰富的海平面变化信息。垂向上浊流沉积层层叠置发育,形成厚层的浊积砂体。海底水道十分发育,水道砂体底部呈“V”型展布,由南向北延伸,揭示出物源主要来自礼乐滩及北巴拉望区域。该浊积扇的形成明显受到构造控制,与中中新世以来礼乐滩—巴拉望岛的隆升和晚中新世以来的岩浆活动密不可分。浊流发育位置处于南海东南部陆缘和深海平原之间,是陆源物质由浅海输送到深海平原的重要机制,构成南海南部“源-汇”沉积体系的重要环节。

西非下刚果盆地深水水道沉积特征及控制因素

深水水道体系是从大陆斜坡到深海盆地"源-汇"系统的重要组成部分,也是当前国际深水油气勘探的重要储层类型。对下刚果盆地中新统深水水道沉积特征、充填演化和控制因素的研究有助于加深对盆地动力学过程的认知和提高深水储层的预测精度。通过应用三维地震、测井和录井资料综合分析,基于层序地层学、地震地层学和地震地貌学研究的技术方法和手段,对下刚果盆地中新统高精度层序地层格架、深水沉积单元、深水水道发育类型、复合水道体系发生、发展、衰退和消亡的演化过程,以及控制因素进行了深入研究。结果表明:下刚果盆地中新统地层以最大水退面和初始水进面为层序界面,可以划分出14个四级层序,其中四级层序SQ1L,SQ2L,SQ3L,SQ4L,SQ5L,SQ6L和SQ7L是深水水道发育的主要时期。深水水道具有侵蚀界面、水道充填、内天然堤、外天然堤、末端朵体、远洋沉积和滑塌块体7类深水沉积单元,其中水道充填和末端朵体是砂质沉积单元。研究区深水水道可以划分为单期下切、单期加积、垂向加积复合、侧向迁移复合4种基本类型,其中垂向加积复合水道和侧向迁移复合水道同时出现在四级层序SQ7L内,指示了水道充填演化中"自旋回"因素的控制作用。在此基础上,提出构造隆升是形成深水富砂水道体系的原动力,西非海平面变化控制着三级层序的发育,制约着深水水道复合体的发育规模。气候由温室转变为冰室的交替变化控制了深水砂质重力流沉积和深海泥质沉积的四级层序发育部位。

东非海岸盆地渐新世浊积体沉积特征及油气勘探意义

深水浊积砂体是东非海岸油气勘探的重要领域。利用钻井、测井及地震资料,对东非海岸的鲁伍马和坦桑尼亚盆地渐新统浊积体的类型和展布特征进行了分析,从"源—汇"系统的角度探讨了大型浊积体差异分布的控制因素。研究表明:研究区深水浊积体的沉积类型多样,可划分为两类5种不同的沉积类型。受河流—三角洲物源体系的控制,鲁伍马和坦桑尼亚盆地形成4大"源—汇"体系。物源供给和地形(陆架宽度及陆坡坡度)是浊积体差异分布的主控因素,鲁北和坦中地区深水浊积体总体规模最大,其次为坦北,坦南地区最小。鲁北为窄陆架—陡陆坡背景下的大型河流供给体系,深水区发育由水道和朵叶组成的大型浊积体。坦南为窄陆架—陡陆坡背景下的小型多源供给体系,以孤立型水道和朵叶构成的小型浊积体为主。坦中为宽陆架—缓陆坡背景下大型河流供给体系,深水区发育由水道和朵叶组成的大型浊积体,其规模与鲁北地区相当。坦北地区为宽陆架—缓陆坡背景下中型多源供给体系,但物源规模相对鲁北和坦中地区较小,浊积体规模中等。深水浊积砂体规模控制了东非海岸深水区岩性或构造-岩性圈闭的大小,进而控制了天然气藏的规模,因此,寻找大型深水浊积砂体是东非海岸天然气勘探的关键。

基于源-网-厂-河系统理念的流域生态修复:以广东省深圳市茅洲河(宝安片区)水环境综合治理工程为例

中国的城市建设高强度开发占用水系空间,增大了水系污染负荷,导致以黑臭水体为典型的流域水污染加剧,水生态环境遭受严重破坏。本文以广东省深圳市茅洲河(宝安片区)水环境综合治理工程为例,在充分研判场地现状、全面开展水环境要素摸排的基础上,梳理了流域内入河污水量大、生态基流不足、河底淤积严重、岸线硬化率高等关键问题;项目创新性地提出了基于"源-网-厂-河"系统理念的生态修复技术框架,建立了水环境综合治理、河流底质栖息环境优化、多目标生态补水及滨水生态修复的全要素治理技术体系,开展了源头海绵城市建设、管网雨污分流、底泥清淤及资源化利用、生态补水等系列工程。此外,项目进一步推进全域法制化、精细化、智慧化创新管理模式建设。项目实施后,河流水质明显提升,流域内黑臭水体悉数消除,生态系统逐步改善。本项目先行探索的"源-网-厂-河"系统理念可为中国流域水生态修复实践提供有益参考。

通信枢纽楼能耗运行分析研究

如何在业务量不断增加,电源容量无法扩容的情况下,更好地解决供电能力紧张、机房装机位不足、机房散热等问题,是本论文的研究意义所在。本文通过对S省通信枢纽楼能耗运行分析,给出以上难点的合理化建议和建设指导原则。