平泉中国地质大学
㈠ 论华北盆地改造与油气成藏
田在艺罗平张庆春张大江
(中国石油勘探开发研究院,北京100083)
【摘要】文中以岩相古地理的观点论述了华北盆地的地质发展历史,即中新元古代为古陆区,南北边缘地带发育坳拉槽型沉积;古生代为稳定的海相地台类型沉积;中新生代为陆相断—坳陷盆地沉积。作者指出了华北盆地成烃、成藏的规律以及勘探油气的6个领域:一是以任丘古潜山为代表的“新生古储”油气藏;二是第三系“自生自储”复式油气聚集带;三是中、新元古界燕山坳拉槽原生油气藏领域;四是以孔古3、7井油藏为代表的“古生古储”油气藏;五是以孔古4井油藏为代表的“古生中储”或“古生新储”型油藏;六是中生界湖相沉积含煤地层烃源岩,虽改造剧烈,残留体支离破碎,但仍是一个找油的新领域。
【关键词】岩相古地理;演化;油气藏;勘探;华北盆地
我们很荣幸地和同志们一起参加“朱夏油气勘探地质理论应用学术讨论会”。我们知道,油气形成于盆地。盆地原型的形成、发展与改造,是与地质时代和所处的大地构造位置及其地球深部的物质活动密切有关的。所以,大地构造环境的研究对于分析盆地演化特征、勘查评价其沉积物中的油气资源显得十分重要。在这个研究领域里,朱夏先生做出了卓越的贡献。他较早倡导把盆地作为独立的含油气构造单元进行整体研究,是含油气盆地学科的带头人和奠基人之一。
朱夏先生诲人不倦,平易近人,是我们的良师益友。他的一生兢兢业业、锲而不舍、孜孜以求、治学严谨、知识渊博;他为发展我国地质科学和石油工业呕心沥血、鞠躬尽瘁,深受广大石油地质工作者的尊重和爱戴;他的油气盆地分析理论代表着我国这个研究领域的当代学术水平。他是我们学习的楷模,值得我们永远怀念。
1概述
陆相生油理论为我国石油工业的发展做出了杰出的贡献。在此理论指导下,我国在松辽盆地、渤海湾盆地、准噶尔盆地、塔里木盆地、鄂尔多斯盆地、柴达木盆地相继发现了一些大、中型油气田,摘掉了中国“贫油”的帽子。经过大量的实践我们深刻地认识到,我国大多数含油气盆地的形成都经历了很长的地质历史时期,多期成盆,多期改造;在不同的地质时期发育了多种类型的烃源岩,多种类型的储集体,多种生、储、盖组合形式;油气经历了多旋回生成、运移、成藏和破坏调整的过程,盆地中的油气分布规律极难探索明白。在多旋回改造型含油气盆地过去研究的基础上继续进行深入分析、提高地质理论、总结成藏规律,可望进一步获得一些科学认识与成果,发展并完善多旋回改造型盆地成盆、成烃、成藏的理论,查明“自生自储”、“古生新储”、“新生古储”等复杂的成藏机理,明确改造型盆地油气勘探的良好前景,从而指导勘探实践。
构造环境是所有沉积盆地在演化过程中最根本的控制因素。具生烃岩系的沉积盆地在区域性沉降背景上、在地壳空间上多阶块体多几何形态的拉张分离或挤压碰撞组合的地质历史演化过程,控制着盆地的形成与改造。所以,应从盆地的沉积、构造格局及构造环境上来分析、研究同一大地构造发育阶段和同一运动体制下形成的、与大地构造环境相适应的盆地组合。在地史演化过程中,特别是所处大地构造环境的变化过程中,相似的或不同的原型沉积盆地或其被改造后的残留体在纵向上形成叠加关系。这种平面的复合和纵向上的叠加可以使盆地具有不同的结构。我国的沉积盆地多数都是改造型盆地,主要有3类:一类是发育在海相古生代克拉通上、经历了多次拉张-挤压环境的多元复杂结构盆地;另一类是具拉张或挤压陆相中新生代断-坳陷结构特征的盆地;第三类是上述两种复合叠合的沉积盆地。从构造旋回上分析,有简单的单一旋回盆地,也有复杂的多元结构多旋回盆地。不管哪种类型盆地或地壳运动旋回期次多少,其剧烈程度又有不同,并对盆地后期改造的复杂性影响极大。例如渤海湾盆地是一个第三系简单断坳结构盆地,其断陷盆地内的二级构造带是由多种类型圈闭组成的“复式油气聚集带”。
构造应力在油气藏形成与分布过程中起着重要的作用。一方面,构造应力通过产生机械能和化学作用促进干酪根热降解,促进油气的生成;另一方面,构造应力通过影响油气的流体势,使油气从高势区向低势区运移,同时使油气得到富集。在盆地改造发育的过程中,早期形成的油气与盆地一起经历了复杂而漫长的发展演化过程。沉积中的有机质如果没有经历充分的热演化,可以在后期的改造中多次生烃。未能从烃源岩中排出的烃类可以在盆地改造过程中随温度、压力和动力条件变化而改变其赋存状态,并从中排出运移。已经形成的油气藏可遭受破坏改造,既可保留一定数量的原生油气藏,也可以再次运聚形成次生油气藏,多次生烃,多期成藏。在多旋回改造型盆地的找油过程中,勘探家应善于从改造型盆地入手,从丰富的资料入手深入分析,不断地调整和改变勘探思路,以便有效地发现多种类型的原生和次生油气藏,而不要随便地给出肯定的结论。同时,要按照“实践-认识-再实践-再认识”的认识论的辩证法,在生产实践中逐渐不断地深化。
2华北盆地地质发展历史
华北盆地的基底构造由太古界结晶基底和古元古界变质褶皱基底组成。由于经历了长期的、地质环境复杂的演化历程,造成地台基底构造的复杂性。在中元古代时期,地台中部隆起为一古陆区,南北两侧发育了裂陷带,如燕山坳拉槽、晋豫陕坳拉槽、贺兰山坳拉槽,在裂陷带内沉积巨厚。燕山坳拉槽以蓟县剖面为代表,沉积以碳酸盐岩和泥质碎屑岩为主。晋豫陕坳拉槽以中基性、酸性火山岩为主,夹有碳酸盐岩、碎屑岩,说明活动剧烈,基底断裂发育,具有强烈的火山活动[1](图1)。
新元古代青白口纪,由于地壳抬升,沉积不广,厚度较薄,但分选性好,成熟度高,以碎屑岩为主,夹灰岩及泥灰岩。震旦纪时,华北地台主体上升,仅在徐淮胶辽地区接受沉积,为碎屑岩夹灰岩,在豫西、贺兰山一带有冰碛岩沉积。
寒武纪早期,华北地台上升为陆,遭受剥蚀。随后开始下降,海水来自东南方向,向北侵进,逐渐扩大。除内蒙古地轴、东胜隆起为陆外,大部地区为海水浸漫。岩石为页岩、泥岩、鲕状豹皮薄层灰岩夹膏盐层,说明为广阔浅海环境沉积,在豫淮区、贺兰山一带堆积较厚,其余广大地区约400~500m[2](图2)。
图1华北盆地中新元古代岩相古地理略图
1.Ar-Pt1分布区;2.PT2+3分布区;3.郯庐断裂;4.海槽边界
①华北地台;②白云鄂博边缘坳陷;③贺兰山坳拉谷;④宜川坳拉槽;⑤豫-晋-陕坳拉槽;⑥燕山坳拉槽
图2华北盆地中晚寒武世岩相古地理略图
1.古陆;2.滨浅海砂泥岩及碳酸盐岩建造;3.滨浅海碳酸盐岩建造
①东胜古陆;②胶辽古陆;③阴山-燕山古陆
奥陶系地层在华北地台以灰岩、白云质灰岩为主,厚度变化不大,约500~600m,有一些地区夹膏盐层,说明是稳定的浅海沉积。在平凉、贺兰山一带多为碎屑岩夹灰岩,厚度大,具有强烈的沉降特点[2](图3)。
图3华北盆地早中奥陶世岩相古地理略图
1.古陆;2.浅海碳酸盐岩建造;3.浅海泥质岩及碳酸盐岩建造
①东胜古陆;②胶辽古陆;③阿拉善古陆;④阴山—燕山古陆;⑤熊耳-伏牛古陆
图4华北盆地中晚石炭世岩相古地理略图
1.古陆;2.陆相碎屑岩;3.海陆交互相含煤建造;4.浅海台地碳酸盐岩建造
①阴山古陆;②胶辽古陆;③秦岭古陆
华北地台自中奥陶世至晚石炭世,整体上升为陆,直至中石炭世时,地台又重新下陷沦为海侵。本溪组含煤岩系在太子河流域沉积厚,向西到陕西尖灭,向南到洛阳、淮南缺失。晚石炭世为海陆交互相砂泥岩夹薄层灰岩,当时古地貌是南低北高,豫西、淮南沉积最厚,向北超覆,至大青山一带,则为内陆断陷盆地,形成陆相含煤建造[2](图4)。
二叠纪开始,华北地台上升为陆,全为沼泽湖泊,是一个主要的成煤时期。早期在太行山以西为河湖相沉积,以东为湖泊相沉积,在淮南一带为近海沼泽地带,煤系地层颇为发育[2](图5)。晚期,地台东部在整体上升的背景下由于差异沉降运动形成相互隔绝的内陆小盆地,而西部的鄂尔多斯地区为一大型内陆盆地,沉积了湖相杂色碎屑岩夹石膏层。
早三叠世,华北盆地呈现北高南低的丘陵山地地貌景观,堆积河流湖泊相杂色砂泥岩组合,砂岩交错层理发育,由北向南地层有增厚的趋势。中三叠世,华北盆地在地壳隆升过程中隆起和坳陷在不同地区显示不同的差异幅度。如内蒙古地轴抬升较高,使华北盆地相对向南迁移,北部沉积较粗;南部沉积剖面较全,为河湖碎屑岩沉积,早期为紫红色岩层,晚期为杂色岩夹煤线油页岩及泥灰岩。晚三叠世由于太行山以东抬升,分割为一些小盆地,如承德、济源、浑江等。而西部鄂尔多斯则为一个完整的盆地,盆地东部抬高、西部坳陷,坳陷中心在庆阳、平凉、环县一带。沿东北方向大斜坡发育了大型河流,形成注入湖泊的三角洲相;西南缘山前地带,堆积了边缘冲积相的粗碎屑相带;盆地中心的深湖区,则为细质的灰绿色砂泥岩相,含丰富的可采煤层,是优质的油气源岩。
图5华北盆地早二叠世岩相古地理略图
1.古陆;2.近海盆地含煤砂泥岩建造;3.内陆坳陷砂泥岩建造;4.内陆断陷粗碎屑岩建造;5.浅海碳酸盐岩建造
①华北古陆北部隆起;②华北古陆南部隆起;③胶辽古陆
图6华北盆地早中侏罗世岩相古地理略图
1.内陆坳陷与盆地河湖砂泥岩含煤沉积;2.山间断陷盆地河湖粗碎屑含煤沉积;3.活动断陷盆地河湖碎屑岩及火山岩含煤沉积
侏罗纪早中期,由于太平洋板块向亚洲板块俯冲,在本区形成了北东走向的断陷盆地群,在地貌上除滨海地区为低地外,其余广大地区均为起伏不大的地貌景观。在这些断陷盆地中,沉积了以粗碎屑为主的洪积冲积物和火山碎屑岩。随后地壳活动减弱,地势趋于平缓,盆地扩大,气候湿润,成为含煤地层发育的湖泊地区。华北西部的鄂尔多斯盆地是一个大型坳陷,底部发育了残积、坡积和洪积相。延安组时期,盆地进入稳定沉积阶段,发育了湖泊沼泽相含煤细碎屑岩沉积,有机物质丰富[2](图6)。晚侏罗世时期,东部多为半堑式小型断陷盆地,每个岩性单元的形态均为楔形体,岩相厚度变化剧烈,其特点是火山岩分布极为广泛。西部由于周缘山岭抬升,盆地大大缩小,西侧沿千阳—陇县—平凉一带,堆积了很厚的砾岩层。由于气候由湿润向干旱转变,沉积物中不含煤,夹有红色泥岩,有些地区完全变为红色碎屑岩。
白垩纪时期,华北地台由于燕山运动上升隆起从而解体断裂,形成北东向分隔的断陷盆地。早白垩世快速堆积了含煤砂砾岩层。其上覆以晚白垩世王氏组,为砂泥岩沉积,夹火山岩层,盆地内部钻探资料也发现有暗色砂泥岩地层。华北西部的鄂尔多斯盆地仅有早白垩世沉积,上与新第三系不整合接触,岩性有棕红色宜君砾岩、洛河砂岩、罗汉洞砂岩及杂色环河组和泾川组砂泥岩,局部地区沉积的含煤层喇嘛湾组不整合于侏罗系之上。
华北盆地在第三纪时期的渤海湾地区[2](图7),其老第三纪为分割性断陷,新第三纪为统一的坳陷,除中新统与渐新统之间为不整合外,其余各统之间均为连续沉积。每一个凹陷自成一个沉积单元,由于湖岸水下地形陡缓不一,分陡坡、凹槽与缓坡。陡坡一侧冲积扇与扇三角洲重叠;在凹槽内常有滑塌浊积岩;在缓坡一侧为正常的冲积相、河流相、三角洲相,沉积物在还原环境下形成暗色有机岩,构成丰富的烃源岩。断裂活动导致不同地区不同时期的基性岩浆喷发,其分布受断裂的控制。新第三纪为一套河湖相褐红色碎屑岩沉积,大面积覆盖了全盆地。
图7华北盆地老第三纪岩相古地理略图
1.内陆裂陷湖盆含煤有机质砂泥岩相沉积;
2.内陆浅湖红色砂泥岩相沉积
3油气成藏
早在20世纪50年代,我国石油地质工作者就曾对华北盆地的找油前景给予了相当的关注。60年代初,发现了胜利油田、大港油田,随后探明了渤海湾盆地第三系油区。70年代中期,任丘古潜山油田的发现掀起了华北地区在古老地层上勘探“新生古储”油藏的高潮。80年代长庆大气田的发现,确立了华北古生界天然气的勘探前景。至于在华北地区究竟能否找到古生界“古生古储”的原生油藏,或在其上覆的中、新生界地层中是否存在“古生中储”、“古生新储”或“中生新储”的油藏,则是几十年尚未完全解决的问题。因为华北盆地经历了很长的地质历史时期,在不同的时期发育了多种类型的烃源岩、多种类型的储集体,油气经历了多次生烃、排烃、运聚成藏的过程,盆地中的油气分布规律颇难勘探清楚。
根据多旋回改造型的华北盆地油气成藏资料分析,我们认为成烃成藏找油领域约有6个。一是以任丘古潜山油田、千米桥古潜山油田为代表的“新生古储”型油藏,油源来自第三系。二是第三系“自生自储”、“复式油气聚集带”油藏。这两个时期的油藏是毋庸置疑的石油勘探领域。三是中—新元古界燕山坳拉槽原生油气藏领域。四是以孔古3、7井油藏为代表的“古生古储”型油藏,奥陶系海相碳酸盐岩“自生自储”。五是以孔古4井油藏为代表的“古生中储”,可能还会有“古生新储”型油藏,古生界地层作为油源层,以中新生界为储层。后三个找油领域在勘探实践中虽也有所发现,但尚未达到有实质性意义的突破。大量中生界湖相沉积含煤地层分布普遍,是较好的油源岩,但改造剧烈,残留体支离破碎,若从勘探石油的意义上来讲,也是值得重视的,确实是一个需要注意的找油新领域。
3.1中、新元古界原生油苗的启示
华北北部燕山坳拉槽中、新元古界具备形成原生气藏的基本石油地质条件,有比较好的生烃、储集、盖层条件和有利的成藏地质组合条件。对华北中、新元古界构造演化历史的研究表明,三叠纪之前,华北北部只发育一些大型平缓的构造,地层没有较大的变形;褶皱构造主要形成于三叠纪末开始的印支运动,之后被燕山-喜马拉雅期构造运动所改造;而雾迷山组上部及其以上地层的烃源岩二叠纪末才开始成熟,到侏罗纪时地温才逐渐由37℃升至门限温度,进入生油期。所以,华北北部中、新元古界原生油气藏的形成时间不会早于中生代[3]。在平泉县出露的“双洞背斜古油藏”就是一个被破坏了的原生油气藏,它表明中、新元古界在地质历史上确实曾发生过油气生成、运移和聚集过程,而且证明油气运移期和圈闭形成期配合良好。
3.2孔古3、7井奥陶系油藏的启示
1993年孔古3井钻入中奥陶统峰峰组碳酸盐岩中,发现2个产油层,产低凝重稠油,产量为7.34t/d。1997年孔古7井钻入奥陶系中,发现一层产低凝轻质油,产量为4.89t/d,经油源对比,程克明[4]、王兆云[5,6]、王铁冠[7]等均认为油源层为峰峰组下段和上马家沟组二段,属典型的古生古储油藏(图8)。
图8黄骅坳陷孔西潜山孔古3井—孔古5井地质剖面[7]
Ek—老第三系孔店组;Mz—中生界;P—二叠系;C—石炭系;O—奥陶系
根据有机质丰度或烃转化率随源岩成熟度的演化规律,建立黄骅坳陷奥陶系烃源岩生烃模式。它表明,奥陶系碳酸盐岩油气生成过程大体上发生在相当于Ro值1.0%~1.6%的成熟-高成熟阶段,高峰值Ro为1.3%左右,显示出多旋回盆地“二次生烃”过程特有的有机质演化生烃“迟滞性”和高成熟阶段生烃特征[4,7]。从黄骅坳陷奥陶系源岩Ro平面等值线图分析,该坳陷大部分地区尚处于Ro值小于1.6%的成熟-高成熟阶段,即处于奥陶系源岩的有效生烃高峰范围内,有利于碳酸盐岩石油的生成与保存。
根据孔古3井原油气相色谱指纹剖析、储层沥青反射率和流体包裹体均一化温度测定以及该井一维数值模拟结果,结合孔西潜山带古构造发育史研究,判定孔古3、7井油藏具有两次石油充注历史。前期石油充注过程发生在二叠纪末古圈闭雏型期,后由于海西、印支运动的构造抬升,前期成藏石油遭到严重的生物降解作用而成为重稠油。老第三纪初构造圈闭定型期,出现后期石油充注成藏过程,也构成成藏的主关键时刻。由于两期充注石油比率不同,孔古3井为低凝重稠油,孔古7井产低凝轻质油。
综上所述,孔古3、7井奥陶系油藏的存在绝非偶然,它们是在有利的沉积有机相带和多旋回构造运动背景下和在碳酸盐岩二次生烃迟滞效应、继承性古圈闭发育史等因素制约下的产物。
3.3孔古4井古生中储油藏的启示
1995年在孔古4井中生界砂岩中发现油层,产低凝轻质油,压裂产量为87.9t/d。经油源对比,贾振旺等认为源岩为上古生界煤系地层,王铁冠等确定油源来自中石炭统太原组泥岩。
根据有机质丰度、类型和成熟度参数的综合评价,黄骅坳陷内上古生界石炭、二叠系煤系地层中太原组泥岩属于好烃源岩;山西组和本溪组泥岩为中等烃源岩,仅局部为好源岩;上、下石盒子组为差或非烃源岩。石炭系烃源岩的生烃模式表明,其油气生成高峰大致在Ro0.8%~1.1%的范围内,峰顶Ro值约为0.85%左右,属正常的成熟源岩生烃模式。从石炭系源岩的成熟度分布来分析,除黄骅坳陷南部石炭系源岩Ro值高达1.8%、处于过成熟状态以及中北部Ro值仅0.5%、处于临界成熟状态以外,绝大部分地区Ro值介于0.6%~0.9%之间,处于石炭系生烃高峰阶段,利于油气的生成和保存。
根据孔古4井砂岩储层流体包裹体均一化温度测定和砂岩胶结物自生伊利石K/Ar法定年,结合孔古4井埋藏史和热史数值模拟,确定孔古4井砂岩油藏成藏期在始新世—中新世时期。孔古4井油藏的发现与研究表明,该油藏属于典型的“古生中储”油藏。上占生界源岩生成的石油,完全可以在上覆盖层圈闭中成藏。
上述勘探实践的事实告诉我们,华北油区不仅要寻找“新生古储”型油藏,还要找“古生古储”型油藏及“古生中储”型油藏,甚至“古生新储”型油藏,即古生界地层作为油源岩,以中、新生界作为储层。因此,华北盆地具有广阔的勘探前景。我们应继续对华北地区进行深入细致的研究,准确地选靶。首先,要挑选油源丰富的深凹陷;其次,要选择凹陷周缘的低凸起,这里油源充足、保存条件好,如苏桥-文安-黄花店-泗村甸构造带、歧北-北大港构造带、燕南潜山带、曙光潜山带、乌马营潜山带等。
从整个大华北地区来看,太行山以西的鄂尔多斯地区古生界地层有机质成熟度普遍较高。下古生界奥陶系源岩Ro值已达1.6%~3.25%,上古生界石炭—二叠系煤系源岩Ro值也达1.4%~2.8%。从生烃和保存条件分析,古生界以产气为主,找油已不现实。太行山以东的黄骅坳陷和冀中坳陷下古生界高成熟碳酸盐岩具二次生烃作用生成石油,上古生界煤系成熟-高成熟源岩生成石油和凝析油、天然气,是华北地区古生界油气勘探的有利地区。
3.4阜新盆地中生界油藏的启示
阜新盆地是中生代华北盆地的一部分。中、新生代的华北盆地是发育在古生代地台基础上的断陷型盆地。一个凹陷构成一个相对独立的沉积单元,这个单元限制了油气生成、运移和聚集等地质作用的空间范围。不同盆地和盆地不同部分构造演化历史和地质结构的差异,使得油气藏形成过程不同,油气分布也有各自的不同特点。
阜新盆地侏罗系为暗红色泥岩、砂岩夹煤层,属泥炭沼泽相的滨湖、浅湖相沉积,煤炭丰富,油气显示也十分普遍,在东梁构造上已发现浅层油气藏。50年前,据日本人皆川信弥《阜新煤田之石油矿床概要》一文报道,在东梁一带钻的煤炭井,其中有4口井见到油气流。建国初期,松辽石油勘探局钻井4口,有2口井见少量油流[8]。据研究,有机质丰富,有机碳含量为2.57%,氯仿沥青“A”含量为0.107%,总烃含量为226.34×10-6,烃转化率为0.81%,属较好的生油岩。结合盆地干酪根镜质体反射率数值,计算生油门限温度为64℃。烃源岩埋藏较深,有可能成为今后的勘探对象[8]。
3.5第三系“自生自储”油气藏
渤海湾盆地第三系的多期构造活动使沉积作用具有多旋回性,导致多套层序和生储盖有机匹配。老第三系湖相泥岩是渤海湾盆地的主要烃源岩,已发现的油气藏多集中分布于生烃条件好的凹陷。老第三纪断陷作用形成的湖盆成为陆源物质汇集和水生生物大量繁衍的有利空间,堆积物质丰富;湖相泥岩有丰富的有机质,有机碳含量为0.7%~3.27%,氯仿沥青“A”含量为0.053%~0.35%,总烃含量大于500mg/L;干酪根有多种类型,围绕断陷盆地中心呈环带状分布。老第三系生烃层位多,烃源岩厚度大,凹陷不同部位烃源岩达到门限深度有先有后,生烃期有早有晚,使得凹陷普遍具有长期生烃和多期生烃的特点。埋深大的烃源岩经历了完整的生烃演化过程,已进入高成熟生油阶段;在浅部位的烃源岩则处于低成熟或未成熟阶段[9]。
老第三纪是主要烃源岩沉积建造时期,同时也是储集岩形成的重要时期。老第三系各主要的储集体是沉积于湖盆水体中的各种砂体,如三角洲、扇三角洲、浊积扇和滩坝砂体,其次是河流相和冲积扇砂体。三角洲和扇三角洲砂体规模较大,是形成大型油气藏的有利储集体。由于老第三系各种砂体邻近生油岩系,生储盖配置好,构成了渤海湾盆地最重要的储集体。新第三系河流相砂体广泛发育,区域性覆盖在老第三系之上。它本身没有生油能力,主要由于断层或不整合沟通了老第三系源岩而形成油气藏。因此,渤海湾盆地新第三系油气藏主要分布在新第三纪断层活动的地带[10]。
3.6“新生古储”油气藏
20世纪70年代中期,在渤海湾盆地发现了任丘古潜山油田,从此掀起了华北地区在古老地层上勘探“新生古储”油藏的高潮。
渤海湾盆地在中生代隆起过程中的侵蚀作用使老第三系烃源岩与古生界乃至太古界地层直接接触,所伴生的溶蚀孔洞和裂缝使前第三系具备了油气储集空间和渗透性,从而为“新生古储”油气藏的形成奠定了基础。
“新生古储”成油组合是以前第三系古潜山油藏为主、中生代时期为隆起区,是潜山油气藏集中聚集区。大量侵蚀作用使古生界乃至太古界裸露地表,形成溶蚀和裂缝储集空间;老第三纪差异块断作用使老第三系烃源岩与古潜山断块直接接触,油气或通过断层或通过不整合面运移并聚集其中,断层面和不整合面是向潜山供油气的主要通道;老第三系不渗透泥岩覆盖其上,石油气免于扩散,并形成潜山圈闭。例如任丘古隆起或千米桥潜山[11](图9),主体地层是中、新元古界或下古生界碳酸盐岩,在第三纪早期古潜山解体,基岩块体发生强烈块断翘倾活动,翘升一侧成为潜山或凸起,倾伏一侧沉降为老第三系生油岩分布的断层凹陷,这样就使得潜山与老第三系生油岩或上下叠置或左右相连,使老第三系生油岩与潜山能够直接或间接沟通,这就是潜山油气藏与生油凹陷广泛分布的基本条件。
图9黄骅坳陷千米桥潜山凝析气藏剖面图
参考文献
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[11]杨勇,王建富.欠平衡钻井技术在大港油田古潜山勘探中的作用[J].勘探家,1999.4(3):45~48.
㈡ 冯景兰的生平简介
冯景兰, 字淮西、怀西。1898年出生于河南省唐河县一个地主之家(其祖父有1200亩土地),父亲冯台异是清末进士,哥哥冯友兰是著名哲学家,妹妹冯沅君是现代著名女作家。这家有做诗的家风。冯景兰也爱好做诗,继承了这个传统。他父亲曾协助张之洞兴办“洋务”,欲以实业救国。这对幼年的冯景兰有影响。不幸,景兰小时丧父,以后靠母亲吴清芝教育成人。景兰儿时入家乡私塾,后就读于县城小学,1913年入河南开封省立第2中学学习,1916年考入北京大学预科。1918年冯景兰考取公费赴美留学,入美国科罗拉多矿业学院,学习矿山地质,1921年毕业;同年考入美国哥伦比亚大学研究院,攻读矿床学、岩石学和地文学,1923年获硕士学位。当年回国,从此终生献身于祖国的地质教育和矿产地质勘查事业。
1923—1927年,冯景兰任河南中州大学讲师、教授和矿物地质系系主任。除教学工作外,他还研究了开封附近的沙丘。这是他与黄河治理和开发结下不解之缘的开始。1927年他还到河北昌平黑山寨分水岭调查金矿地质。这是中国最早进行的现代矿床地质工作之一。1927—1929年冯景兰任两广地质调查所(广州)技正。他先后与朱翙声、乐森璕等共同工作。调查广九铁路沿线地质(1927年,这是中国人自己首次在两广境内进行的现代地质调查工作)、粤北地质矿产(1927年底)和粤汉线广州至韶关段(1929年)沿线地质矿产综合考察工作等。他们对粤北的地形、地层、构造和矿产进行了详细的调查研究;并充分注意到区内第三纪红色砂砾岩层广泛分布。该层在仁化县的丹霞山发育最完全,因而命名为“丹霞层”。丹霞层厚300~500m,呈平缓状产出,经风化剥蚀后形成悬崖峭壁,到处奇峰林立,构成独特的景观,遂命名为“丹霞地形”或“丹霞地貌”。这个命名至今为中外学者沿用。1928—1929年先后进行了以柳州为中心的煤田地质调查工作和桂北的煤矿、银铅矿、锑矿及“龙山系”、“金竹坳砂岩”等地层及区内构造运动做了大量调查研究工作。他们又在上述工作的实际材料的基础上,对两广的地层、地质构造和矿产进行了综合研究。1929年在爪哇巴达维亚(今雅加达)举行的第四届泛太平洋科学会议上,冯景兰宣读了关于广东地质矿产的学术论文。回国后,他还着文介绍了国外火山学研究的进展。
1929—1933年冯景兰任北洋大学教授,讲授矿物学、岩石学、矿床学和普通地质学等课程。这段时期调查过辽宁沈海铁路沿线地质矿产、河北宣龙铁矿成因、陕北地质等。
这时,冯景兰不仅潜心于国内的地质调查工作,而且对国际上地学动态也十分重视,并且尽量将重要的信息介绍到国内,以提高国内地质工作的水平。如为促进中国矿产资源的开发,他编著了《探矿》一书。该书1933年商务印书馆初版后,不止一次再版,发行甚广。该书内容全面且简明扼要,介绍了当时国际先进经验。这本书也是如今的《找矿勘探地质学》前身。同年,他还发表了《放射性与地热学说》的文章。而地热地质在中国较为广泛的传播和应用应是70年代以来的事情。
1933年起,冯景兰任教于清华大学地学系,不久,兼任地学系系主任,讲授矿床学、矿物学和岩石学等课程。1933—1937年,暑假期间冯景兰等调查了河北平泉、山西大同、山东招远以及泰山等地的地质和矿产。他是招远玲珑金矿地质研究的先驱之一。近十多年玲珑金矿的地质研究才是兴盛时期。
1938—1946年,抗日战争时期,清华大学被迫南迁,在昆明与北京大学等校组成西南联合大学,冯景兰任西南联合大学教授。1943—1945年间他还兼任云南大学工学院院长和采矿系系主任。这段时期,冯景兰主要研究四川、西康(当时有西康省建制)和云南三省的铜矿。1942年出版了《川康滇铜矿纪要》。书中“关于西南铜矿之地理分布、造矿时间、母岩、围岩、产状、构造及矿物成分等均略作分析,以推论其成因,并估计其储量,研究其产量多寡、矿业盛衰之原因,以及其将来发展之可能途径。”由于该书既有理论概括又有实际意义。因此,获当时教育部的学术奖。此外,还发表了《西康铜矿》(1941年)和《云南大理县之地文》(1946年)等文章。后者除作地貌学理论探讨外,还注重实际应用,包括开发水力资源和水利等方面。可以说,这时期冯景兰除在地质教育方面的贡献外,还充分发挥了他在地质、地貌等方面科研的专长。
1946年西南联合大学结束,师生回平津原校。冯景兰仍在清华大学任教。1946—1948年间,他发表了《川康滇铜矿之表生富化问题》(英文)、《云南之地质矿产及矿业》、《云南玉溪地质矿产》、《中国水系的不对称发展》(英文)等论文。
1949年中华人民共和国成立,冯景兰积极投身于祖国的建设事业。先后在清华大学和北京地质学院任教,努力培养人才;同时还从事地质矿产和水利资源的调查研究。1949年11月,应燃料工业部之邀,冯景兰调查江西鄱(阳)乐(平)煤田。1950年3月,应水利部邀请,参加豫西黄河坝址地质勘察。他指出,三门峡坝址的地质条件最好。同年7月,又应河南省人民政府之请,与张伯声等对豫西地质矿产进行调查。1951年6月,冯景兰被任命为中国地质工作计划指导委员会委员,参与新中国地质工作的全面规划。1954年又被聘为黄河规划委员会地质组组长。同年12月,冯景兰编写了《黄河综合利用规划技术调查报告》中的地质部分。
1956年冯景兰参加了全国12年科学发展规划工作。同年被选为全国社会主义建设积极分子,出席了全国和北京市先进工作者代表大会。
1957年冯景兰被选为中国科学院学部委员、一级教授。冯景兰根据国家需要,开始招收研究生。他是中华人民共和国成立后第一批研究生的导师。他先后指导约20个研究生。这些人如今已经是教授、研究员和高级工程师。
1956—1958年,冯景兰参加了中苏合作黑龙江综合考察队工作,为中方负责人。1957年他赴苏联参加中苏黑龙江综合考察会议。两国专家共同研究黑龙江流域开发规划。他在会上的发言受到与会者的重视。1958年,冯景兰在《中国第四纪研究》等刊物上发表论文阐述黑龙江水系地区新构造运动的8种迹象等。
在50年代,冯景兰还调查过吉林天宝山铜铅矿,辽宁兴城县夹山铜矿、甘肃白银厂铜矿等。他对中国重要有色金属矿床的地质特征和成因作了分析研究。
60年代初期,冯景兰的学术活动主要集中在金、铜等金属矿床成因理论和区域成矿规律方面的研究上。他先后调查了北京市平谷、密云等地的金矿、河北的涞源和兴隆、冀东、浙江、豫西、鄂东、赣北、辽宁丹东等地的矿床。1963年9月,冯景兰提出了“封闭成矿”的概念。1965年出版了冯景兰和袁见齐共同主编的《矿床学原理》。
1969年11月至1972年春,冯景兰与夫人在江西峡江农村五七干校度过。他们从干校回京后,冯景兰立即翻译国外新出版的《岩浆矿床论文集》中的文章,他一共译了9篇。
1976年9月29日上午8时,冯景兰因心脏病猝发去世 。
㈢ 在东北作简单的地质考察可以有哪些方向
东北全线贯穿郯庐断裂。我上大学期间曾在河北平泉实习那里距辽宁锦洲很近内,平泉的地容质现象很多,可以做为一个学习考察的好地方,这里可以做为第一站,然后去长白山,那里有几百年内的火山喷发,还有好多地质现象.长春市内有个净月谭那里好象有一个什么层,我在长春学习了几年也没有机会去,你可以到那里去看一下,长春市内有地质宫博物馆,你可以到那里去看一下,那里是亚洲最的地质类博物馆。很值 得一看,还有难得一见的恐龙化石。最后一站是黑龙江省的五大连池火山和牡丹湖的镜泊湖火山,它们都曾是全新世有过喷发。五大连池是刚评为地质公园,有好多火山景观,老黑山、火烧山在1720-1721年有过喷发。形成了石海等特有的地质景观。镜泊湖火山是喷发时堵塞了河道形成了著名的镜泊 湖。镜湖湖火山区共有12个火山口,1-4号火山口开发为地下森林火山公园。黑龙江省内还有依通断裂、嫩江断裂,你也可以去寻一寻,祝你好运,记得带个GPS。
㈣ 岩溶水系统脆弱性评价因素
一、岩溶水系统脆弱性评价因素
1.岩溶水系统水量脆弱性评价的因素
与水量有关的岩溶水环境问题包括了泉水断流与过量衰减、区域水位持续下降、水资源超采以及相关的岩溶塌陷、地裂、海水入侵和由于区域流场变化引起的水文地质条件改变等等。岩溶大泉作为北方岩溶水系统最普遍的一种自然排泄形式,除了供水功能以外,还有重要的旅游、生态等功能,因此岩溶泉水是在水量脆弱性评价以及水量保护区划分中着重考虑的因素。从岩溶水系统整体出发评价其水量脆弱性需要考虑以下因素:
1)系统规模大小。岩溶水系统规模大小一定程度上能够反映出岩溶水系统的调节性能和资源量大小。规模小的系统极容易引起资源超采、区域水位下降及相关的问题。
2)可开采资源量多少。
3)资源要素构成数量及动态。
4)系统结构模式。系统结构模式对岩溶水水量环境问题影响较大。例如,顺置型系统模式泉水多由隔水顶板阻挡排泄,在岩溶含水层与隔水顶板一定埋藏深度(一般在100~250m)的接触位置往往发育岩溶地下水强径流带,泉口下游存在承压自流区。因此,在这种结构模式的排泄区打井或采煤活动,与由隔水底板隔水形成排泄的“单斜逆置型”系统的泉水更容易出现断流。例如,太行山东部山前岩溶大泉,多数断流。
5)泉水排泄出露形式。多数北方岩溶大泉的出露排泄与阻水体有关,除了岩溶含水层隔水顶、底板阻水作用形成的泉水外,断层和火成岩体的侧向阻隔出流形成的泉水也占有一定比重。由于岩溶水在阻水体一侧富集,因此,这类泉水也容易出现断流。例如,在内蒙古桌子山地区的拉僧庙泉系由老石担山东缘断层使得桌子山组(马家沟组)碳酸盐岩含水层与克里磨里组(相当于平凉组)隔水层接触而排泄(图7-2),沿导水性很强的老石担山东缘断层大量开采岩溶水而导致拉僧庙泉水断流。这种情况在汾渭地堑区最为普遍,区内多数泉水在山前受断裂带一侧相对弱透水的地层阻水出流。由前述所知,区内泉水多与张扭性的裂谷山前断裂构造有关,这些断裂形成的岩石破裂以及沿断裂岩溶发育强烈,从而导致具有很高的导水能力,沿断裂带开采岩溶水极易造成泉水干涸或搬家。例如,太原晋祠泉,1954~1958年实测泉水平均流量为1.94m3/s,1977~1978年,清徐县在距晋祠泉10余千米的平泉和梁泉建成两处自流井群,共14眼深井,最大自流量达1.03m3/s。开采使泉水流量逐年减少,直到1994年4月30日彻底断流。中条山岩溶水系统内的南梁泉,20世纪80年代前流量为0.52m3/s,由于岩溶水开采流量逐年减少,2002年初在距其10km的太子滩凿成一岩溶热水井,井深1547.46m,自流水头0.9MPa,使海头泉流量严重衰减并于当年3月20日断流,同时泉口处水位也降至地面以下10~12m。山西介休洪山泉的严重衰减也是在山前断裂带大量开采以及采矿排水的结果。陕西周公庙泉出露于亚柏断裂带,岐山自来水公司在断裂带内打井取水也使泉水失去了复出的可能。总体上,区域隔水顶板、侧向地层或隔水岩体阻水出露的泉水水量敏感程度较高,相对而言,由区域隔水底板阻水形成的泉水水量敏感程度较低。
图7-2 拉僧庙泉出流条件示意图
2.岩溶水系统水质脆弱性评价的因素
(1)系统的规模
系统规模大虽然能在水量方面体现出较强的调蓄能力,但对水质而言就存在地下水循环更替速度慢的问题,一旦地下水遭受污染,恢复治理的难度将大大增加。另一方面,系统规模大小一定程度上也意味着系统资源要素构成的多少,一般系统规模越大,岩溶水的补给项构成越多,岩溶水水质的影响要素也就越复杂。
(2)系统内降水量
降水量作为岩溶水系统最重要的补给源,总体上水质质量相对较好,降水量大小所体现的是系统岩溶水“纳污能力”。降水量大小也体现雨水对包气带岩土的溶滤程度,因此降水量对系统水质脆弱性具有正效应。
(3)系统结构模式
从水质方面,“单斜逆置型”岩溶水系统其上游往往存在煤系地层、容易遭受矿坑污水的渗漏污染,而“向斜-盆地型”岩溶水系统由于水位埋藏浅、浅覆盖型岩溶区分布面积广,地表水、地下水向心汇流,更容易遭受农业施肥等的污染。
(4)地球化学背景
煤系地层分布面积比重,中奥陶统碳酸盐岩含水层中是否存在有石膏,覆盖区分布的面积比重等等都是在评价系统岩溶水质脆弱性时需要考虑的因素。
(5)岩溶水系统包气带平均厚度
岩溶含水层包气带可以吸附降解部分污染物,总体上包气带越厚其自净能力越强,岩溶水系统防污性能也越强。
岩溶水系统脆弱性是不同系统间脆弱性比较,是一个相对的概念,评价中各项因素的分级指标的确定将直接影响到评价结果。然而迄今为止,对岩溶水系统整体脆弱性评价的概念及方法尚未见探讨,同时就目前所拥有的资料开展评价指标的定量化分类的条件还不具备,需要参与评价的要素不尽合理完备(比如人口密度等因素),这项工作只能随着资料积累和评价方法的完善成熟逐步开展。
二、岩溶水系统含水层脆弱性分区评价因素与方法
岩溶含水层的脆弱性评价是系统内部岩溶含水层分布区环境问题的易发性分区评价。岩溶含水层的脆弱性同样要分为“水量脆弱性”和“水质脆弱性”两种。
1.含水层水量脆弱性分区评价的因素与方法
岩溶含水层的“水量脆弱性”是含水层对外界干扰的响应程度并引发水量方面水文地质环境问题可能性的表征,这种敏感程度表现在时间和空间上。例如,在北方东部岩溶相对发育且覆盖层厚度小的区域,开采岩溶地下水就容易发生岩溶塌陷,可认为这些地区具有含水层水量脆弱性特征。同样,如果某一地区开采岩溶水,在一定时间内会引起泉水流量(或水源地出水量)较大的削减量,也可认为含水层具有水量脆弱性。水量脆弱性的实质是含水层导水性能的综合体现。由于与岩溶含水层水量相关的水文地质环境问题包括了纯水量的问题以及特殊水量问题,因此水量脆弱性评价因素要与水文地质环境问题相结合。
(1)纯水量脆弱性分区评价
纯水量脆弱性是系统内某点的岩溶水位(包括区域或重点位置的水位)或流量(泉水流量或水源地出水量)对其他点在水量激励下的时空响应,其制约的因素主要是岩溶含水层的导水性能。总体上,北方岩溶地下水符合达西渗流理论,能够描述系统含水层渗流的数值模型更适用于纯水量脆弱性评价,在后面的典型岩溶水系统(娘子关泉域岩溶水系统)实例中,我们采用了响应矩阵法进行评价。
(2)特殊量脆弱性分区评价
特殊水量脆弱性分区评价中需要把水位与具体问题的相关地质条件结合起来进行评价,北方最常见的主要有岩溶塌陷问题和矿坑突水问题。
在岩溶塌陷的脆弱性(或风险性)评价中,需要考虑岩溶发育程度、覆盖层因素(包括厚度、岩性、结构及地貌条件)、地下水因素(包括埋深、变幅及地下水动态变化的动因)等因素。目前采用的评价方法有模糊数学法、神经网络法、GIS方法以及一些统计学方法等。在后面的典型岩溶水系统(枣庄十里泉泉域岩溶水系统)实例中,我们采用了模糊数学法进行评价。
对煤矿底板突水的脆弱性(或风险性)评价,20世纪30年代苏联学者斯列萨列夫提出了临界水压值公式,是一个纯水量问题,后经实践中不断改进,中国煤炭研究院西安分院提出了突水系数并由此预测煤矿突水的风险大小,突水系数的表达式为
中国北方岩溶地下水环境问题与保护
式中:Ts为突水系数(MPa/m);P为隔水底板承受的水压力(MPa);M为底板隔水层的厚度(m);h1为矿山压力破坏隔水层的厚度(m);h2为隔水层中导升高度(m)。
1984年,煤炭工业部的《矿井水文地质规程》中,以突水系数0.6线为界,划分安全区及危险区。然而大量统计结果表明,80%以上的煤矿突水与断层有关,突水系数低于0.6的地区同样出现底板突水问题。2007年中国矿业大学武强教授根据多年研究,提出了煤层底板突水评价的脆弱性指数法,采用GIS与人工神经网络、证据权法、Logistic回归法及层次分析法耦合的方法对煤层底板突水脆弱性进行分区评价,为煤矿底板突水风险性评价提供了新的思路。但由于影响煤矿突水的因素比较多且较复杂,而且一些准确的数据难于获取,因此,评价方法还有待完善。
2.含水层水质脆弱性分区评价的因素与方法
国外对狭义的地下水脆弱性(指水质脆弱性)评价方法目前主要有叠置指数法、过程数学模拟法和统计方法(Barnali Dixon,2007),单防污性能评价指数模型有30多种,其中,DRASTIC模型(D为地下水埋深;R为净补给量;A为含水层介质;S为土壤介质;T为地形坡度;I为包气带影响;C为水力传导系数)应用最为广泛,它是美国环保局1985年提出的。在美国许多地区曾用DRASTIC模型进行地下水防污性能编图,该方法在其他一些国家或地区也曾应用,例如,欧盟、南非、葡萄牙、尼日利亚、韩国、以色列等。然而一般认为DRASTIC模型更适合于松散层孔隙地下水脆弱性的评价。针对岩溶含水层的特殊性,欧洲制定比较多的岩溶含水层脆弱性评价方法,特别在COST620项目中广泛应用并完善。评价中一般考虑的因素有覆盖层(O因子,包括厚度、岩性等)、径流特征(C因子)、降雨(P因子,大小及动态)和岩溶网络发育特征(K因子)。如基于起源-路径-目标模型的EPIK法、PI法、COP法和基于示踪试验的VULK方法等。结合我国北方具体情况,我们认为含水层水质脆弱性评价中需要考虑因素有:
1)岩溶地下水的天然补给强度(降水量是其中之一,还应该包括河流、水库以及其他类型地下水对岩溶水的补给)。
2)碳酸盐岩分布埋藏类型。
3)包气带厚度。
4)岩溶含水层的导水性能。
5)到主排泄区(或水源地)的距离(可体现在渗流模型中)。
在各评价因素的分级中,结合我国北方岩溶水系统的具体情况进行了调整,具体方案在典型岩溶水系统实例中进行叙述。
㈤ (二)地质统计学在我国发展的3个阶段
自1977年地质统计学引入我国至今大体上经历了3个发展阶段。
第一阶段(1977年至1989年11月)。该阶段为起步阶段。宣传普及,学习研讨,发表论文,有关工业部门和个别矿山企业根据自己的需要,独立进行开发研究,构成了该阶段的主要活动内容。
在美国学者H.M.Parker博士将地质统计学的基本概念和内容系统地介绍给我国的数学地质及勘探、矿山设计人员之后,我国有关的学术专业团体的学术活动开展得非常活跃。1980年4月,中国金属学会冶金地质学会在广西桂林召开的第一届遥感地质数学地质学术会议上,有10个单位的代表宣读了他们的地质统计学研究论文。在这次会议上,正式成立了冶金地质系统的“地质统计学协作小组”。随后几年,在中国地质学会数学地质专业委员会,中国金属学会冶金地质学会数学地质、遥感地质及计算机专业委员会,中国核工业部所属学会和中国煤炭学会地质学会,以及矿山地质及采矿工程学会等举办的历届学术会议上,地质统计学的论文不断增多,其地位也日益显著起来。
与此同时,地质统计学的普及工作相继开展起来。地矿、冶金、石油、核工业和煤炭等行业,为普及这门学科,先后以不同的形式举办了学术讲座。地质矿产部于1980年还设立了地质统计学在储量计算中的应用科研项目,由地矿部储委、北京计算中心、云南地矿局和中国地质大学(武汉)参加,经过4年的研究,完成了专题科研报告,冶金工业部地质局也设立了地质统计学科研专题,进行地质统计学理论方法研究、程序设计及实际应用,并出现了有关地质统计学专著:《地质统计学及其在储量计算中的应用》(侯景儒、黄竞先,1982年,地质出版社),《矿业地质统计学》(侯景儒、黄竞先,1982年,冶金工业出版社)。江西德兴铜矿采用普通克里格法计算了铜矿石储量,并进行了采矿设计,在生产上作了尝试。
在此期间,国内外学术交流活动十分活跃,从1978年起,我国先后派出许多专家学者到国外学习深造地质统计学。如地质矿产部中国地质矿产信息研究院李裕伟教授级高级工程师、中国地质大学王仁泽教授、北京科技大学侯景儒教授、有色金属总公司南昌设计研究院吴庭芳高级工程师等都是这一时期先后派往美国、法国、德国学习的,如今都已成为本单位的这门学科的带头人和骨干。与此同时,国外的地质统计学专家也应邀来华讲学交流。这期间的学术交流有:1984年地质统计学家Ren在安徽铜陵讲课;1985年美国亚利桑那大学Kim教授在西安冶金建筑学院作学术报告;1989年4月美国斯坦福大学应用地球科学系主任A.G.Journel教授在北京科技大学举办讲座等。
这期间国内出版的关于地质统计学的重要专著和论文有:《地质统计学》(地质部情报研究所编辑,1980),《地质统计学及其在矿产储量计算中的应用》(侯景儒、黄竞先,1982),《矿业地质统计学》(侯景儒、黄竞先译,1982),《线性地质统计学》(王仁铎、胡光道,1988),《数学地质的方法与应用》(於崇文,1980),《地质统计学及其在储量计算中的应用》(谢锡林、高德秀、谢温宏、胡光道,1988)。随着国内外学术活动的开展和有关部门及大专院校教学研究工作的进展,涌现出一批地质统计学的专家,他们活跃在各条战线上,为地质统计学在国内的深入发展和应用、为开拓我国的地质统计学事业,作出了不可磨灭的贡献,如侯景儒教授(北京科技大学)、张树泉教授(北京科技大学)、於崇文教授、蒋跃凇教授〔中国地质大学(北京)〕、李裕伟高级工程师、尹镇南教授级高级工程师(原地质矿产部)、余金生高级工程师(中国地质科学院)、谢锡林高级工程师(原地质矿产部)、王仁铎教授〔中国地质大学(北京)〕、胡光道教授〔中国地质大学(北京)〕、陈仁宽高级工程师(北京有色冶金设计研究总院)、唐昌骏教授(成都理工大学)、陈俾茂教授(成都理工大学)、黄竞先高级工程师(北京有色金属研究院)、薛禹选高级工程师(核工业总公司地质局)、王家华教授(西安石油学院)、李新兴教授(西安石油学院)、李行高高级工程师(中国有色金属工业总公司)、李维明高级工程师(武警黄金指挥部地质研究所)、吴庭芳高级工程师(江西有色金属设计研究院)、覃必成(陕西煤田地质勘探公司186队)及以后的黄勇教授(江西会迈克科技发展公司)、向永生博士(武警黄金指挥部)、孙玉建博士(国土资源部矿产资源储量评审中心)
综上所述,该阶段有3个明显的特点:
1)大专院校和有关工业部门的研究设计单位是活动的主体,宣传、学术交流和研究应用活动主要在这个范围内进行。地质、物探、数学和数学地质等专业的一些专家、教授和高级专业技术人员成为地质统计学专业的主力军,侯景儒、黄竞先多次为冶金工业部等生产部门有关单位举办地质统计学学习班。
2)在地质统计学理论方法研究方面,以普通克里格法为主,泛克里格法、对数正态克里格法、因子克里格法也有研究。线性地质统计学是该阶段的主旋律。非线性地质统计学、非参数地质统计学和多元地质统计学等理论领域,涉及的还很少。
3)在应用方面,主要是在学习的基础上,各有关单位和有关专业人员结合本职工作,做零星的研究应用。基本属于探索性的开发应用,随意性较大,目的性不强,缺少系统的安排。在地质工作领域里,多应用于物探、化探、遥感数据处理及找矿预测等方面。其他领域涉及的较少。
1989年11月召开全国第一届地质统计学学术讨论会,这标志着地质统计学发展第二个阶段的到来。
第二阶段(1989年11月至1995年10月)。该阶段开始从开发研究与学术交流活动转向生产实践,与地质勘探和矿山生产相结合。在这一时期,出现了推进地质统计学与生产实践相结合的若干有影响的重要事件。
1)1990年10月,西安石油学院与油田结合,研制成功克里格绘图系统,对牛庄油田数据进行了处理,绘出一批地质图件。
2)1990年12月,武警黄金指挥部(以下称“指挥部”)黄金地质研究所完成了国家“七五”项目——地质勘查指挥系统软件应用及开发研究。于1991年1月由原国家计委主审通过了项目鉴定。该软件(GEOLOG)是加拿大国际地质技术公司(IGC)研制开发的,指挥部于1986年购置该软件英文软件后,由武警黄金地质研究所进行了全面的汉化开发。经鉴定后的中文版CGLS,CGES软件和原GEOLOG英文软件都已由中国软件登记中心审定核发了软件著作权证书。该系统软件中的储量计算系统,提供了地质统计学普通克里格法和泛克里格法以及距离反比法。武警黄金地质研究所采用克里格储量计算方法对河北省平泉县洼子店岩金矿、山东省招远市夏甸岩金矿、山东省栖霞县后岩金矿、山东省烟台市辛安河下游砂金矿和外夹河砂金矿等3个岩金矿和两个砂金矿进行了储量计算,取得了满意的结果,在此过程中,还举办了3期克里格法和CGES软件培训班,培养软件使用人员60余人。
3)1991年8月,由地质矿产部固体矿产勘查评价自动化系统项目(该项目为我国与联合国开发计划署合作项目)领导小组,为普及地质统计学在固体矿产勘查评价工作中的应用,在北京举办了“地质统计学环境评价软件(GE-OEAS,美国斯坦福大学研制)学习班”。由美国地质统计学家B..LGibbs女士讲授地质统计学原理和GEO—EAS软件的使用。同期,国家矿产储量管理局(全国矿产资源委员会前身)又在北京举办了地质统计学短训班,由美国亚利桑那大学D.E.Myers教授讲授地质统计学原理和GEO—EAS软件。参加上述两次培训班的有27个省(自治区、直辖市)地矿厅(局)和18个省(自治区、直辖市)储委的技术业务骨干。
GEO—EAS软件由数据文件管理,数据变量的转换,单变量的统计量计算,变差函数分析,交叉验证,克里格法计算,绘制等值线图、样品分布图、线性回归及散点图等几个相互独立的程序组成。用来进行(二维的普通克里格法)环境评价。
4)1991年10月,国家矿产储量管理局在武汉举办“提高矿产地质勘探报告质量研讨班”。在研讨班上,由国家矿产储量管理局尹镇南教授级高级工程师普及讲授了地质统计学及储量计算。学员来自地质、储委、冶金、化工、武警黄金指挥部、煤炭、核工业、建材等工业系统20多个省(自治区、直辖市)的基层地质单位。绝大多数地质技术人员来自野外第一线。
5)1992年1月,国家矿产储量管理局向各省(自治区、直辖市)矿产储量管理局、矿产储量管理办公室、矿产储量委员会办公室、全国储委油气专委办公室等单位下发了“关于积极支持在矿产和地下水储量报告中应用计算机技术的通知”〔国储(1992)7号文〕。“通知”中明确肯定了在矿产和地下水储量报告中可以采用新的储量计算理论、方法和计算机技术。实际上,这是对采用地质统计学方法计算矿产储量提交地质勘探报告的肯定,在当时起到了积极推进地质统计学储量计算方法的作用。
6)1993年1月13日,由国家矿产储量管理局牵头成立了有31个工业管理部门、研究单位、大专院校参加的“地质统计学应用协调组”,并通过了地质统计学应用协调组组织简则和1993年度工作计划。
7)1993年4月,在陕西省西安市,在全国矿产储量委员会的支持下,由陕西省矿产储量管理局组织审查,并通过了由国家武警黄金指挥部黄金第十四支队提交的陕西省洛南县驾鹿金矿地质勘探储量报告。该报告是全国第一份采用地质统计学储量计算方法及软件系统提交的储量报告,是第一份将地质统计学储量计算方法直接用于地质勘探生产的开创性成果。
8)1993年8月,中法合作项目:“地质统计学在中国矿产资源储量评价中的应用”,经地质矿产部批准立项研究。项目组织单位是全国矿产储量委员会(原国家矿产储量管理局)办公室,项目专家组组长由尹镇南教授级高级工程师担任,项目参加单位有德兴铜矿、武警黄金指挥部及北京科技大学等单位。
9)1995年4月,由全国矿产储量委员会办公室组织审查,并通过了全国第二份采用地质统计学储量计算方法提交的山西省灵邱县刁泉银铜矿床勘探地质报告(提交单位是冶金工业部第三地质勘查局三一二队),同时推出了北京科技大学地质系提供的“三维普通克里格法程序系统”。该“程序系统”包括数据库、储量计算及成图三部分内容。
10)国家自然科学基金委员会在发展我国地质统计学方面也作出了贡献。由侯景儒教授负责的科研项目“多元及非参数地质统计学理论分析及在金属矿床的应用”(1990~1992)得到国家自然科学基金的资助。该项目在地质统计学理论及应用方面达到了国内领先地位,并通过冶金工业部鉴定。1993年,由侯景儒教授负责的另一课题“空间域及时一空域中多元地质信息的地质统计学理论分析及其应用”(1993~1995)也得到国家自然科学基金的资助。这两项科研成果均汇集于他们的专著——《矿床统计预测与地质统计学的理论与应用》(冶金工业出版社,1994)之中。根据地质统计学发展的现状及地质统计学研究内容的不断扩大,侯景儒教授建议将“地质统计学”扩展为“空间信息统计学”(Statistics of Spatial Information),而且在北京科技大学为本科生、研究生开设了“空间信息统计学”课程。此外,侯景儒教授将若干地质统计学理论成功地应用于冶金工业部重点科研项目“扬子地台周边及其邻域优质锰矿成矿规律及资源评价”之中,该项目于1997年获冶金工业部科技进步特等奖。
11)1995年10月,全国矿产储量委员会办公室向各省(自治区、直辖市)矿产储量委员会办公室(矿产储量管理局)、全国储委油气专委办、各省(自治区、直辖市)地矿局(厅)、冶金工业部地质局、中国核工业总公司地质局、化学工业部地质局、武警黄金指挥部、中国有色金属工业总公司地勘总局地质局、国家建材局地质勘查中心等部门单位,公布了关于“运用地质统计学方法提交地质勘探报告的编写提纲和审查提纲”的试行意见。这个“试行意见”是审查地质勘探储量报告的主管部门关于应用地质统计学方法技术的一个技术性法规文件。它标志着地质统计学这一先进的理论、技术在我国业已成熟,得到了国家的承认,在实用的技术方法中有了自己的地位,在应用领域有了自己的位置。这预示着地质统计学发展的第三阶段已经到来。
第三阶段(1995年10月至今)。该阶段以全国矿产储量委员会办公室颁发的关于应用“地质统计学方法提交地质勘探报告的编写提纲和审查提纲”的试行意见作为开始,确立了地质统计学的技术法规地位,进入以矿产资源政府管理部门为指导的矿业市场生存竞争的深入发展阶段。
该阶段的特点是:
1)地质统计学的技术法规的产生,确立了地质统计学技术方法在我国矿业领域中的技术地位。
2)为适应生产实践的需要,地质统计学理论的研究更加深入,涉及的方法原理更加广泛,整体理论水平与国际水平接近。除了研究最为深入的普通克里格法外,非平稳线性地质统计学、非参数地质统计学、多元地质统计学,以及近几年作为地质统计学科前沿的时空域多元信息地质统计学等,都有了较深入的研究。
3)在应用方面有了实质性的突破。采用地质统计学方法提交地质勘探成果和开发矿山,已经为生产部门所接受,开始成为地质勘探、油田和矿山开发的实际应用方法,与生产实践结合得越来越紧密。
4)为适应生产的需要,相继开发研制并推出了适于国内生产需要的软件系统。地质统计学的理论研究与相应的软件开发同时并举,把地质统计学的应用推向深入。如德兴铜矿的克里格技术矿山开发系统,西安石油学院的克里格绘图系统KMS,武警黄金地质研究所的地质勘探系统软件,北京科技大学地质系的三维普通克里格法程序系统(3DOK)、三维协同克里格法程序系统(3DCOK)及指示克里格法程序系统(92DIK),地质矿产部的KPX2.0软件系统。以及2004年后,国内矿业私营企业发展迅速,实力雄厚的私企为矿山企业发展的需要,开始研制自己的地质统计学软件,如金诚信矿业工程公司的DIMINE软件和紫金矿业公司的软件。地质统计学软件系统的研发和应用,促进了地质统计学在实践中的应用。
5)地质统计学的技术方法已为广大的地质勘探和矿山企业所了解和接受,在矿业市场受到广泛的关注和了解。
6)国外地质统计学软件系统进入中国矿业市场,并得到中华人民共和国国土资源部储量司的认可。在我国矿业市场上有了自己的地位,开始发挥着越来越大的作用。与此同时,国外知名的地质统计学软件公司(如Surpac,Dat-amine,Gemcom,Micromine等公司)开始在中国设立分公司或办事处,相互竞争,根据不完全统计,其软件产品在中国矿业市场的销售量已达500~1000套,占据了中国矿业市场的绝对份额。
7)随着国外地质统计学软件公司进入我国,和对地质统计学软件应用的不断增多,在矿业领域中的应用范围不断扩大。如在矿库建模、勘探网度确定、矿山开发设计、矿石品位优化控制、储量计算、矿产资源储量价值评估、矿产资源预测等方面。
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㈧ (一)我国地质统计学软件的开发应用
20世纪80年代以后,我国地矿领域(包括地矿管理部门、学校、研究单位和生产矿山等单位)学习、研究地质统计学的活动方兴未艾。许多单位开始结合自身工作的特点,把学习、研究地质统计学的重点向生产应用方面转移。先后研制出一批水平较高,在全国范围内有较大影响的地质统计学软件。这批软件代表了我国八九十年代地质统计学软件研制的最高水平。开创了我国自己研制开发地质统计学软件的先河。
1.“CGES”地质勘探系统软件
该软件是在武警黄金指挥部引进加拿大“IGC”公司GEOLOG软件基础上由武警黄金地质研究所经过3年(1987~1990年)艰苦研制于1990年开发出来的。该软件结合我国地勘工作特点和编制地勘报告成果的要求,对英文版GEOLOG软件实施全面汉化开发。软件开发成功后,先后应用在河北省平泉县洼子店岩金矿、山东省招远市夏甸岩金矿、山东省栖霞县后奇岩金矿、山东省烟台市辛安河砂金矿及外夹河砂金矿等矿床的储量计算上,取得了满意的结果。随后开发出的“CGES”2.4版本,在武警黄金指挥部所属地质队推广使用近10年,并被原化学工业部化学矿产地质研究所、有色总公司北京地质研究所和山东招远黄金集团公司地质队等单位购买应用。在黄金地质领域产生了较大影响。实践证明,由武警黄金地质研究所对“IGE”公司GEOLOG软件进行汉化、适合我国地勘工作特点的改造而研制成功的“CGES”中文地质勘探系统软件,完全适合在我国的地勘工作中使用。
该软件还作为国家“七五”项关项目的成果,于1991年1月通过了国家计委主持的专家评审鉴定,1992年在第二届全国电子信息应用展览会上,获得国务院电子信息系统推广应用办公室颁发的“优秀项目”奖。以后经“中国软件登记中心”审定核发了软件著作权证书,从而确认了该软件的技术合法地位。
1993年4月,在全国矿产储量委员会的支持下,国家武警黄金指挥部黄金第十四支队采用“CGES”软件提交了陕西省洛南县驾鹿金矿地质勘探储量报告,由陕西省矿产储量管理局审查通过。该报告是全国第一份采用地质统计学储量计算方法和自行开发研制的软件系统提交的储量报告。该软件对地质统计学在我国地质勘探工作中的推进与应用作出了很大贡献。
武警黄金地质研究所的李维明高级工程师是研制“CGES”软件的主要技术专家。“CGES”软件的研制成功,使李维明高级工程师成为我国汉化改造国外软件的先行者。
2.固体矿产勘查评价自动化系统(KPX软件系统)
KPX软件系统是我国地质矿产部与联合国开发计划署的合作项目,研发于1994年,1991年完成KPX1.0版本,1993年完成KPX2.0版本。
该“系统”以地质统计学储量计算为核心,紧密跟踪我国矿产勘查及储量分类规范(1999年以前即GB/T17766—1999颁布前的储量分类规范)完全适用于我国从矿产勘查到矿山生产整个矿产资源开发阶段的软件系统。应该说,它是一个颇具中国特色的勘查评价系统。这一特色清楚地标明在系统的基本功能与流程中(见图示)。
地质统计学(空间信息统计学)基本理论与方法应用
“KPX”研制成功后,原地质矿产部已在其所属的全国各省(自治区、直辖市)地矿部门全面推广应用,并向全国地勘行业推广。
3.三维普通克里格法程序系统(3DOK)和SMICKS系统
该两个软件均由北京科技大学地质系侯景儒教授领导的地质统计学研究组开发的,前一个软件为原冶金工业部第三地质勘查局312队所用。用于编写山西省灵邱县刁泉银铜矿床地质勘探报告。该报告由原全国矿产储量委员会办公室于1995年4月组织专家评审通过。
“SMICKS”软件系统属研究类软件,其内容为空间域多元信息协同克里格系统。
4.“GASOR”(储层地质统计分析系统)
“GASOR”系统是由西安石油学院计算机系王家华教授主持研制开发的。该“系统”以地质统计学中的随机建模理论、技术为基础理论和方法,用于建立地层构造模型、层模型、沉积相模型、物性参数模型、砂体厚度变化等模型,从而形成相应的三维定量地质模型。
这是一个很实用的储层随机建模软件系统,自1994年起,成功地应用于大庆、胜利、塔里木、辽河等油田。在这之后,与其他软件一起被集成“石油滚动勘探开发一体化应用软件技术”,由中国石油天然气集团公司开发生产局推广使用,在石油地质领域产生了较大的影响。
5.克里格技术矿山开发系统
该软件系统为江西德兴铜矿开发,用于该矿山的生产中。该矿山在生产管理中,以矿石品位的正确估计和局部块段储量计算为核心,对矿山开采实施管理,取得了很好的经济效果。
除上述地质统计学软件外,有关学校、研究院和地质队等还自行开发出供本单位使用的地质统计学软件,因影响范围较小,这里不一一列出了。列出的这些地质统计学软件基本上反映了我国20世纪八九十年代研制、应用地质统计学软件的情况和水平。这个时期,我国经济体制正处在由社会主义计划经济向社会主义市场经济转型时期,计划经济体制起着主导作用。从研发地质统计学软件这项工作来看,各级政府矿产资源管理部门、学校、研究院、设计院、矿山企业等国有单位起着决定性作用。进入21世纪以后,我国已是社会主义市场经济体制,矿产勘查市场十分活跃,矿产资源勘查开发投资主体多元化。在此背景下,地质统计学软件的开发应用,随着政府职能部门的变化和职能的转变,已无条件实施已有的地质统计学软件成果,因失去了稳定的管理与服务,很难再发挥作用,再研发就更难了。
地质统计学软件的研发,开始进入新的发展阶段。如果从时间上简单地划分,可分作两个发展时期。
第一时期(1985~1998年):
1985年是我国第一个地质统计学软件研发时期。
1998年为地质矿产部和全国矿产资源委员会撤销重组,国土资源部成立时间。这一时期是我国经济体制转型时期,但计划经济体制仍起着主导作用。作为主抓地质统计学这项新科学技术工作的全国矿产资源委员会撤销后,这项工作也就无条件实施了。所以把这一时期的终止时间定为1998年。
第二时期(1998年~至今):
这一时期,我国已是社会主义市场经济体制,进入市场自由竞争时期。地质统计学软件的研发主体呈现多元化,为实际应用而研发,成为这个时期的突出特征。许多有实力的矿山企业和经济实体,看到地质统计学在矿业经济中的巨大作用和活力,特别是在蓬勃兴起的数字化矿山中的作用,根据地矿领域和自身矿业企业的需要,多层次、多方位地进行地质统计学软件系统的研发与应用。
研发水平比第一时期有了长足的进步。当今,活跃于我国矿业市场、具有代表性和影响力的有两个软件系统:一个是Dimine数字化矿山软件系统;另一个是3DMine矿业工程软件。这是两个各具特色的软件系统。
Dimine数字化矿山软件系统是由中南大学数字矿山研究中心与长沙迪迈数码科技服务有限公司联合研发的。它在众多相关地质统计学软件中脱颖而出,代表着当前国内同类软件的领先水平。
该软件系统推出后,迅速在中国铝业公司、中国五矿集团公司、中铁资源集团有限公司、攀钢集团有限公司、中国核工业集团公司等近20家大型矿业集团得到推广应用。如今已经发展到近百座矿山,为这些矿山企业带来了显著的经济效益。该软件系统所以能够得到众多矿山企业的青睐,是与该软件系统紧密结合中国矿山特点的实用性和理论、技术上的先进性分不开的。
该软件系统以矿山企业的经济命脉——矿产资源储量为核心,把储量动态管理系统作为主系统,围绕着主系统开发出一系列适合中国矿山特点的系统软件,如矿山生产调度实时监控与动态报告系统等,这是很具特色的。
在研发的储量动态管理系统中,以广泛通用的地质工程数据库为基础,建立三维矿体模型,进而得到块段模型、品位模型,进行地质统计学克里格估值。这一估值过程,能够随着生产探矿工作的进展,根据经济效益分析,对矿体进行动态固定,取得最佳的储量效果,这是该软件系统的又一大特色。此外,在矿体建立三维模型的过程中,能够很清晰地得到矿体空间形态及其与勘探工程网度之间的关系,这对于矿山寻找后备储量,制定矿山生产远景规划和指导矿山生产勘探,具有十分现实的意义。
同时,要特别提到的是,该软件系统的研发工作,吸取了我国以往研发和应用地质统计学软件,以先进的地质统计学理论为指导的经验和缺少稳定的研发力量及技术服务的教训,在研发力量和技术服务方面加大了力度,作了稳定扎实的安排。该软件系统的研制,以中南大学数字矿山研究中心和资源与安全工程学院雄厚的科研力量为依托,坚持组织稳定、研发人才稳定、研制资金稳定的三稳原则,从而保证了软件系统的先进性和技术服务的稳定性。
3DMine矿业工程软件是北京三地曼矿业软件科技有限公司在鞍山矿业公司和中国地质大学(北京)的合作指导下,研发成功的具有自主知识产权的软件系统。该软件以矿产资源储量计算作为主要功能模块,追踪我国现行的矿产勘查及矿产资源储量分类规范,把先进的地质统计学储量计算方法与传统的储量计算方法有机结合起来,比较好地解决了既能满足国际矿业领域对于地质统计学储量计算方法的需要,又能适应国内传统储量计算现状的要求。这在同类软件中很少见到,应该说,在我国矿产资源储量计算方面,这是一个创新范例,也是该软件的一个突出特点。此外,该软件另一个具有特色的地方,是它的实用性。这一特性集中地反映在该软件的块体模型上。
品位模型(也叫块体模型)是一种数据库的格式,是将数学地质与品位空间分布相结合的具体应用。这与传统储量计算的块段法不同,存储数据的时候更像内插替换一个值,而不是度量一个值。另外,一个主要的不同在于这个值具有空间参照性。第三个不同在于块体模型在打开的时候置于内存中,从而实现动态运作,许多复杂的地质属性,如各种等值线、界线等,只要需要均能够绘制出来。
当前矿业软件中引入块体模型概念是在空间上,在一定的范围内,确定一定尺寸的空间块体,相对应的块体有一个质心点,质心点上可以存储所有属性。在此基础上,进一步划分次级模块,并保证矿体边缘的块体尽可能地与矿体界线(曲面)相一致,从而得到准确的估值。该软件应用地质统计学方法,应用克里格法对品位分布进行估值,既实用又灵活,充分体现了估值技术的先进性。
块体模型的实用性和科学性,大大提高了矿产储量计算过程的可靠性,对于实现矿山设计及矿山生产科学化管理奠定了良好的基础。
该软件推向市场后,已在国内外许多矿山企业和地质部门得到应用,取得了良好的应用效果。
㈨ 长春市养正高级中学的养正书院简介
位于西长春大街95号,现在是西长小学,100多年前,这里也是一所学校。1883年,长春的地方官李金镛为改变本地当时“书院缺如,无以培植人才”的局面,号召地方绅士集资办学,李金镛亲为表率,捐出奉银一千两,在他的倡导和带动下,社会各界纷纷解囊捐助,短短三个月时间,就集资大约九万一千吊市钱。第二年夏天,养正书院竣工,李金镛亲自来书院给学生们授课。养正书院内,适应当时考试制度的讲堂、藏书室一应俱全,其中讲堂上还悬挂着有李鸿章亲笔楷书“养正书院”四个大字的横额。
当年书院四周有围墙环绕,院内有榆、柳、梧桐、丁香等,一到夏天,这里绿荫蔽日,鸟语花香。
1907年,清政府推行“新政”,宣布废除科举制度,开办新式学堂。养正书院适应潮流改为长春府中学堂,从此西方的科技文化知识进入了长春的课堂,开设了中文、外语、算术等12门课程,每周上课36小时,学制为五年。1913 年学堂改名为“长春县立中学”。1915年改为“吉长道立中学”。东北沦陷初期,学校与“吉林省立第二师范学校”合并,成立“长春中学”,1937年又改为“新京市第二国民高等学校”。1945年光复后改为“长春市立第二中学”,次年更名为“长春市立中学”。
1958年8月,学校更名为“长春市第十二高中”,文革后更名为“长春市第十二中学”。
2007年,长春市为了均衡教育网点分布,解决铁北没有优质高中的问题,将长春市第十二中学与长春市第四中学整合成长春市养正高级中学,并新建校舍,致力于打造一所吉林省示范性重点高级中学。
长春市第四中学也有百年校龄,历史悠久是两校的共同特点,养正高中是对长春教育发展史的传承。
如此,养正中学不仅是校龄长,而且也是数易校址。当年的养正书院位于今西长春大街95号,现在的西长小学。东北沦陷后,该校舍被“新京特别市公署”占用,学校迁至树勋街。1937年校舍迁至南岭,即今天的长春市一中专,后又迁至附近(今吉林大学朝阳校区东区,曾经的长春市地质学校)。解放后,先迁至平阳街今长春市委党校处,最终于1958年8月迁至平泉路,直至2007年被整合成养正中学最后迁移。由李金镛创办的养正书院是长春市第一所官办的学校,它开创了长春文化教育的先河。从1883年—1888年五年期间,李金镛还为长春地方做了很多实事、好事。在他离任时,长春百姓攀辕挽留,感激他为本地做的好事,称赞他是关外的“李青天”。离开长春两年后,李金镛在黑龙江的漠河病逝,北洋大臣李鸿章奏朝廷把李金镛的事迹付国史馆立传。长春百姓也为了表达怀念之情,就在他创办的养正书院西侧修建了李公祠。
从历史上看,养正中学见证了中国近代的发展历程,无论是满清、民国,还是东北沦陷时期。学校始终把自己的命运和民族的命运联系在一起,为国家和民族培养了大批的爱国志士和建设者。1919年“五·四”运动席卷长春,全校学生热烈响应,发起了“提倡国货,挽救灭亡”的反帝爱国运动。1951 年抗美援朝战争中,学校五百多名学生投笔从戎,赴朝参战。著名军事战略家李际均中将就是他们的杰出代表。
学校的教学质量在社会上一直享有极高的声誉。1959年高考升学率名列全省第三,1966年前十二高是全市仅有的两所独立高中之一。改革开放以后,又为国家输送了大量的优秀人才。
一百多年过去了,当年的养正书院变成了西长小学,孩子们童真的面容掩映在朗朗的读书声时。如今只有院内的这株百年古树,依然在见证着这里发生的点滴变化。