2024年, 第51卷, 第05期　
刊出日期：2025-03-21

  

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  鄂尔多斯盆地马家沟组底部不整合面构造-沉积响应及其成因演化

  韩骁宇, 张成弓, 井向辉, 付斯一, 苏中堂, 刘子铭

  成都理工大学学报(自然科学版). 2024, 51(05): 709-726+744.

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  许多大型油气藏的发现都与不整合面密切相关。在鄂尔多斯盆地马家沟组底部发育有一个不整合面，许多学者称之为“怀远运动”不整合面。该不整合面对于马家沟组底部油气的勘探开发有着重要的理论意义。基于野外剖面、钻井岩心的观察取样，结合显微薄片、测井和地球化学分析，对该不整合面的识别标志、平面分布和成因演化进行讨论。研究表明：该不整合面上下岩性发生了明显突变，不整合面之上为马家沟组含角砾白云岩、白云质石英砂岩或泥质白云岩，不整合面之下为亮甲山组含燧石条、结核的白云岩，或寒武系顶部含溶孔粉-细晶白云岩，多为平行不整合。盆地内地层的缺失程度反映了构造运动的强弱，整体来看怀远运动在盆地呈南强北弱，西强东弱的特征。不整合面的演化可以分为三个阶段，雏形期：张夏组和三山子组沉积期盆地中部隆起，隔绝东西海域，奠定了不整合面的雏形；生长期：冶里—亮甲山组沉积期盆地大部分区域隆起，下伏地层暴露剥蚀，不整合面基本形成；消亡期：马家沟组沉积期海平面上升，海相沉积物覆盖于不整合面之上，形成了不同地层接触的不整合面。不整合面形成的原因主要有两方面，一是早古生代盆地南部受到了秦岭洋板块的俯冲，导致盆地南部抬升遭受剥蚀；二是该时期发生了规模较大的全球海平面下降事件，导致了海水逐渐退出盆地。
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  四川盆地东部下寒武统筇竹寺组烃源岩评价

  王恒, 张航, 马华灵, 焦堃, 叶玥豪, 张洁伟, 曾令平, 蒋前前, 苗如霖, 夏国栋, 邓宾

  成都理工大学学报(自然科学版). 2024, 51(05): 727-744.

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  四川盆地下寒武统筇竹寺组含油气系统已获探明储量超过1.3×10¹³ m³,但川东地区经历30年勘探仍未取得实质性突破。为厘清川东地区筇竹寺组烃源岩生烃条件，对新近钻井楼探1井、五探1井、马深1井、焦石1井和城口剖面等开展有机地球化学综合研究。结果表明：马深1井筇竹寺组厚度为358 m,底部黑色泥岩厚度约130 m;向北至盆地外缘杨坝剖面筇竹寺组厚度增加，总厚约400 m,但下部泥岩，总有机碳含量（质量分数）TOC>0.5%,厚度减小到50 m;川东地区筇竹寺组厚度110～150 m,下部黑色泥岩厚度约60 m。川北马深1井—福成地区筇竹寺组平均TOC含量为3.39%～3.44%;川东楼探1井—城口地区平均TOC含量相对较小，为0.52%～2.58%。盆地周缘筇竹寺组剖面等效镜质体反射率（R_o）在2.22%～2.53%,盆地内钻井R_o在2.57%～3.10%;受古埋深影响，热演化程度由盆地外向盆地内呈增加趋势。进一步结合黑色泥岩产烃率、原始有机碳恢复系数等相关参数，计算得到川东地区生气强度由盆地内向东北方向呈现增加趋势，鹰探1井—楼探1井区生气强度在（10～20）×10～8 m³/km²;生气强度最大地区为城口区域，其生气强度达60×10～8 m³/km²。结合典型钻井埋深沉降热史模拟表明，筇竹寺组烃源岩于志留纪（430 Ma）开始大量生烃，到三叠纪（250 Ma）进入生气阶段。综合研究表明，川东地区巴中—南江与城口地区两个生烃中心为下寒武统筇竹寺组含油气系统最有利生烃富集带。
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  川南地区五峰组-龙马溪组页岩中成岩矿物的种类及其对储层的影响

  李怡, 石学文, 罗超, 吴伟, 杨雪, 朱逸青, 田冲, 钟可塑, 李彦佑, 许幻, 冉波

  成都理工大学学报(自然科学版). 2024, 51(05): 745-757+771.

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  页岩成岩作用及其对储层演化的影响一直以来都是页岩气勘探研究的重点，但对多矿物的类型、协同演化方式、以及对储层演化的影响的研究至今薄弱，无法更大限度地评价页岩的优质储层。运用大视域拼接扫描电镜和矿物定量分析2种方法，对四川盆地五峰组-龙马溪组页岩中的成岩矿物进行有效地识别，分析成岩作用对页岩储层发育的影响。基于矿物孔隙的发育程度将黏土矿物、草莓状黄铁矿定义为具多孔特性矿物，石英、长石、自形晶黄铁矿、碳酸盐矿物定义为不具多孔特性矿物，同时建立五峰组-龙马溪组矿物成岩演化序列，并以此探讨成岩作用中优质储层的形成机理：早—中期成岩作用阶段，不具多孔特性矿物形成脆性格架，抑制压实并保持内部孔隙；中—晚期成岩作用阶段，具多孔特性矿物和有机质形成有机复合体，催化有机孔形成。这2类矿物阶段性的贡献共同构建了页岩的优质储层，为研究页岩矿物成岩演化对储层的影响提供了进一步的认识。
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  致密砂岩气储层孔缝特征及控储作用——以鄂尔多斯盆地东北部下石盒子组为例

  尹帅, 卢明德, 许广军, 侯亚龙, 刘思宏, 陈朝兵

  成都理工大学学报(自然科学版). 2024, 51(05): 758-771.

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  加强致密气砂岩储层孔缝特征及影响因素研究有助于提高非常规储层甜点预测效果。采用宏观结合微观尺度定量观测方法，对鄂尔多斯盆地东北部S地区上古生界下石盒子组致密气砂岩储层孔缝特征进行了综合研究。目的层孔隙类型包括残余粒间孔、粒间溶蚀孔、粒内溶蚀孔、晶间孔和微裂缝。镜下观察到两期石英加大边，其提高了骨架承载能力。石英加大边经历了碱性溶蚀作用。致密气砂岩储层在碱性及酸性叠加溶蚀作用下，物性得到显著改善。目的层致密气砂岩中发育孔隙及不同尺度裂缝，孔隙周边容易发生应力集中而破裂，发育大量孔隙相关微裂缝。微裂缝主要包括粒内缝及粒缘缝，粒缘缝通常具有较好的方向性，而粒内缝的方向性则较差。致密砂岩气储层裂缝发育程度与累积砂体厚度、孔隙度及渗透率均有一定正相关性，其与含气饱和度的之间无明显相关性。统计显示，随着裂缝密度从0.6条/m增加到1.2条/m过程中，致密气储层孔隙度约增长1.2%,而渗透率约增长0.14×10^-3μm²,增幅较为明显，局部剪切破裂作用显著改善了致密储层的物性条件。此外，裂缝发育程度与储能系数（Esc）之间具有良好的正相关性。研究认为，致密砂岩气储层的孔隙与裂缝密切关联，发育程度明显受颗粒粒度及分选等因素的影响，对储层物性有较为显著的改善作用。
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  鄂尔多斯盆地太原组灰岩成岩演化及控储作用

  王康乐, 钟寿康, 赵伟波, 许杰, 陈娟萍, 卢子兴, 李琳, 高星, 谭秀成

  成都理工大学学报(自然科学版). 2024, 51(05): 772-786.

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  鄂尔多斯盆地太原组灰岩有良好含气显示，但目前控制灰岩储层形成的关键成岩作用类型尚不明确。针对此问题，利用岩心、薄片、阴极发光、扫描电镜、LA-ICP-MS测试等资料，开展储层特征及成岩作用研究，进行成岩流体示踪，恢复储层成岩演化历程并分析对储层的控制。研究表明：(1)太原组灰岩储层以黏结生屑灰岩为主，共经历海底泥晶化、混合水白云石化、准同生期岩溶、同生-埋藏阶段的5期次胶结以及硅质交代等多类型成岩作用。(2)利用基质灰岩与各期次关键成岩作用产物微区元素地球化学特征对比，识别出浅埋藏期“封存海水”、准同生期暴露“大气淡水”、准同生期-浅埋藏期“混合水”以及埋藏期“残余淡水”等多期次成岩流体环境。(3)储层成岩演化认为准同生期“大气淡水”流体的溶蚀作用是区内储层发育的关键驱动力，而各类胶结以及小规模白云石化作用对储层则是持续充填破坏。太原组灰岩沉积期高频海平面升降控制下的控储成岩作用模型，可为有利区预测提供帮助。
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  基于断层协调性的古岩溶缝洞型储层分布识别方法——以川南栖霞组为例

  蒋柯, 周文, 徐浩, 林亚尼, 周秋媚

  成都理工大学学报(自然科学版). 2024, 51(05): 787-796+812.

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  古岩溶缝洞型储层是碳酸盐岩储层的重要类型，准确识别古岩溶储层对碳酸盐岩油气藏勘探和开发具有重要作用。川南栖霞组是典型的缝洞型储层，具有低孔低渗的特点。由于早期岩溶缝洞体是典型的先存“力学结构面”,严重影响后期断裂的形成。据此，本文提出利用逆断层走向与局部构造轴向之间的协调性(断层协调性)来预测缝洞体，对栖霞组地层中的缝洞体储层进行分析与识别，并通过气井生产特征和地震识别对识别结果进行了验证，吻合度达85%以上。研究表明，栖霞组缝洞体的分布主要受控于背斜上及附近的“不协调逆断层”和向斜中的高角度逆断层，且高度不协调逆断层对缝洞体的识别精度更高。对其他地区古岩溶缝洞体的识别也具有一定参考意义。
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  基于加权信息量模型的川西高原地热潜力预测

  黄荣华, 张超, 姜光政, 张浩竹, 时欣磊

  成都理工大学学报(自然科学版). 2024, 51(05): 797-812.

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  川西高原是中国重要的高温地热资源富集区，地热资源十分丰富，开发潜力大。但目前对于川西高原地热潜力分布认识仍较为匮乏。基于川西高原公开可获得地热点(温泉)、断裂、花岗岩、地表温度、布格重力异常、航磁异常、地震等影响因子数据，建立川西高原加权信息量模型。地热点与影响因子的空间分析结果表明，地热点与到断裂和花岗岩距离呈负相关，与较高的地表温度、较低的航磁异常、较高的布格重力异常和较低的古登堡-里克特b值存在明显的空间相关性。模型预测结果显示，川西高原康定、理塘、巴塘等地具有较高的地热潜力，川西高原地热资源勘探开发应重点围绕上述地区开展。而甘孜、白玉、新龙、炉霍、道孚、得荣和丹巴等地区也表现出一定的地热潜力，在今后的地热勘探中应予以重视。
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  四川盆地及周缘筇竹寺组与五峰组-龙马溪组页岩孔隙结构对比

  谢国梁, 焦堃, 刘瑞崟, 邓宾, 叶玥豪, 刘树根

  成都理工大学学报(自然科学版). 2024, 51(05): 813-832.

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  四川盆地及周缘筇竹寺组、五峰组-龙马溪组2套页岩是目前中国海相页岩气勘探的主攻层位，但页岩气勘探效果差异较大。为进一步探究这2套海相页岩储层的微观孔隙结构特征及其差异，采用定性和定量相结合的方法（包括场发射扫描电子显微镜、低压CO₂/N₂吸附、多重分形分析）对研究区筇竹寺组、五峰组-龙马溪组页岩的孔隙结构进行精细表征和对比，并揭示两者的成因机制差异。结果表明，研究区筇竹寺组、五峰组-龙马溪组页岩孔隙结构在孔隙发育程度及类型、孔径分布以及微孔、介孔-宏孔连通性、非均质性等方面存在明显差异。相较于筇竹寺组，五峰组-龙马溪组页岩具有有机质孔隙更为发育、孔隙度高、孔隙连通性较低、非均质性更强、微孔占比高以及孔隙比表面积和孔体积高等特征。导致筇竹寺组、五峰组-龙马溪组页岩孔隙结构差异的原因包括：（1）沉积环境差异导致两者页岩岩相不同，进而影响原始孔隙的有效保存；（2）机械压实作用、有机质热成熟作用、热成熟阶段页岩系统的封闭性以及深埋藏阶段强烈的机械压实作用是造成2套页岩孔隙结构差异的关键成岩作用。五峰组-龙马溪组由于其高的生物硅质含量、适中的热演化程度、相对封闭的页岩系统、相对较浅的埋藏作用和相对稳定的构造条件更有利于页岩中残余无机孔隙及有机质孔隙的发育和有效保存。
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  考虑流体相变效应的粗糙裂隙非线性渗流换热机理

  刘先珊, 罗晓雷, 白冰, 魏宁, 刘少炜, 张普纲, 李满, 潘玉华

  成都理工大学学报(自然科学版). 2024, 51(05): 833-844+853.

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  三维粗糙裂隙渗流换热机理的研究，对提升地下热储层的热提取率意义重大。当前，热开采过程中的多场耦合问题已取得了丰富的成果，但热开采过程中流体的相变作用对裂隙渗流特性及传热变化的影响却鲜有涉及。为剖析流体相变作用下的非线性渗流换热机理，以三维粗糙裂隙为研究对象，基于Fluent软件建立单相与多相流-热耦合模型，对比是否考虑相变作用的不同入口流速、入口温度和壁面温度时的局部换热系数分布特征。结果表明未考虑相变作用时，壁面局部粗糙程度控制局部换热系数的分布特征；基于Forchheimer公式，得知流体传热过程中非线性渗流特性显著。考虑相变作用后，流体呈现类似剪切稀释流体的特征，而气相体积分数则对系统换热过程起主导作用。因此，考虑流体的相变效应可以更准确地揭示热开采过程中的渗流特征和热提取效率的演化机理。
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  基于信息可视化的地热地质发展动态研究

  姚莉, 何春蕾, 段言志, 宋荣彩, 王众, 张超

  成都理工大学学报(自然科学版). 2024, 51(05): 845-853.

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  可视化图谱可以将文献之间的关系可视化呈现，有助于发现文献之间的联系和趋势，并辅助对研究热点和主题进行识别和分析。而文献计量分析工具则可以对大量的文献数据进行量化分析，如文献产出规模、学科分布、高产作者和研究机构的排名等，有助于全面了解该领域的发展动态。通过结合可视化图谱和文献计量分析工具，可以更加深入全面地分析研究热点和主题的变化趋势，以及研究方法和地区间的差异。在本文中，为了解国内外地热地质领域研究的发展动态，对地热地质领域的世界范围内文献开展了定量定性分析，从论文产出规模、学科分布、高产作者与研究机构、研究主题及研究热点变化等方面开展了深入分析，并对未来的研究方向作出预测。研究结果表明：地热地质相关学术论文在近几年里逐渐增加，相关研究呈现多学科交叉融合的态势；美国和中国是论文产出最大的2个国家，尽管中国在发文总量和影响力上略逊于美国，但近年来后发优势明显，成果产出超越美国；“地热资源”“干热岩”“数值模拟”“水文地球化学”是学者共同关注的研究热点；地球物理、地球化学、地热学是目前研究地热地质的主要研究方法；随着时间推移，“EGS”的研究热度会逐渐下降，而“Induced seismicity”的研究热度会逐步上升。这些发现为地热地质领域的未来发展提供了有价值的参考，同时也展示了信息可视化和文献计量分析在该领域中的重要应用。
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  天山北缘硫磺沟地区侏罗系烧变岩特征及其地质意义

  董燕, 陈彬, 王美玲, 于茜, 时志强

  成都理工大学学报(自然科学版). 2024, 51(05): 854-866+879.

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  烧变岩在中国北方分布广泛，可能与砂岩型铀矿有成因联系，但一直以来研究者对其关注较少。新疆硫磺沟地区侏罗系煤系地层中广泛发育烧变岩。通过野外观察和岩石显微薄片、扫描电镜及电子探针分析，描述了硫磺沟地区烧变岩的颜色、结构构造及矿物学特征，认为高温变质程度不同的烧变岩在颜色上有差异，以鲜艳的红色（如砖红、赭红、紫红色）、黑色、钢灰色为主，烧变岩的结构构造主要有瓷化构造、渣状构造、角砾状构造等。电子探针测试结果表明，西山白土窑剖面烧变岩的主要化学成分为SiO₂,其质量分数介于35.43%～99.83%之间，平均为75.73%,次要化学成分有Al₂O₃,CaO,Na₂O,K₂O,FeO,MgO,MnO,BaO等，推测其是与原岩成分有关的铝硅酸盐矿物。微观测试显示，原岩结构、构造遭受不同程度破坏。经历不同程度高温变质作用部分矿物发生变质，形成堇青石、铁堇青石、莫来石等新矿物，且矿物形态发生不同程度的改变，如出现冷凝边、石英塑性流变、蠕虫状构造、压缩拉伸构造等，矿物充填（微）裂缝形成方解石脉或铁质脉。硫磺沟地区烧变岩形成年龄与区域构造隆升时代具耦合关系。在研究区，烧变岩附近常有铀矿点发育。研究认为，表生热液型砂岩铀矿成矿模式适合于硫磺沟地区铀矿富集解释。
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  南秦岭双元沟铜矿床成矿斑岩的黑云母和角闪石成分特征及成矿意义

  赵江林, 唐利, 田浩浩, 赵凤芸, 盛渊明, 曾涛, 陈龙龙, 张寿庭

  成都理工大学学报(自然科学版). 2024, 51(05): 867-879.

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  南秦岭山阳—柞水矿集区发育多个斑岩-夕卡岩型Cu-Mo矿床，其中双元沟斑岩型铜矿床的矿体主要赋存于岩体及其与围岩的接触带中。选取双元沟矿床的石英闪长斑岩和花岗闪长斑岩开展岩相学、电子探针和LA-ICP-MS原位微区成分分析，揭示黑云母和角闪石的成分特征及成矿指示意义。双元沟石英闪长斑岩与花岗闪长斑岩的黑云母主量成分特征相近，且具有富Mg, Al, Ti, K,F,Cl和贫Si, Na的特征。角闪石主微量元素差异较大，石英闪长斑岩中角闪石相对花岗闪长斑岩更富Si, Mg,而贫Al, Fe。两类岩体中的角闪石均具轻稀土元素富集，重稀土元素亏损的特征。石英闪长斑岩具有较高的氧逸度，位于HM（Fe₂O₃-Fe₃O₄）高氧化区。两类斑岩均富挥发分，且花岗闪长斑岩的岩浆更富水（平均为5.30%）,指示花岗闪长斑岩更具成矿潜力，含水量是造成二者成矿差异的主要因素。
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  基于时序遥感影像物候特征的四川省油菜种植范围提取

  蒋意如, 叶江, 谢璋琳, 李晓慧

  成都理工大学学报(自然科学版). 2024, 51(05): 880-895.

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  基于高分辨率卫星影像的作物分类在农业估产中具有重要应用价值，但在云雨多发地区，卫星成像效果不佳，单时相光学影像难以有效分析不同作物生长规律和特征差异。此外，植被光谱高度相似、随时空动态变化，也给作物高精度识别带来挑战。本研究从作物物候特征的排他性和稳定性出发，基于优化三谐波拟合模型，提出了一种以农作物物候特征为基础，融合光谱、地形、纹理等辅助信息的多特征分类框架。利用该框架，基于Google Earth Engine平台对四川省2020—2021年油菜种植范围进行遥感识别与提取。实验结果表明，该框架具有较好的提取效果，油菜分类总体精度达96.6%,Kappa系数为0.906,分类结果与统计年鉴数据吻合较好。与现有方法相比，该方法分类精度更高，能够实现多时相、大范围农作物精细空间分布的快速提取。
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  敬告作者

  成都理工大学学报(自然科学版). 2024, 51(05): 897.

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