地电化学离子晕的形成过程中外加电场的作用

在地电提取实验研究过程中,通过对外加电压、提取液实验研究对比,泡塑电极在有无外加电压的条件下进行的实验对比,对土壤样品中不同赋存形式的金属元素进行通电对比实验研究,结果表明在地电提取成晕过程中,外加电场一方面激活了土壤溶液中离子的赋存状态,使之成为电活动态,将不可溶相态转化为可溶相态;另一方面,外加电场可加速离子的迁移速度和阴阳离子的两极分化,使阴离子向阳极迁移,阳离子向阴极迁移。外加电压不可能在通电时将深部矿体或来自深部的离子直接提取到提取电极上。     

运城盆地土壤中氟运移规律动态试验研究

针对运城盆地氟污染重点区域取土,借助土柱物理模型试验装置,进行了氟污染物在土壤中的迁移规律研究。得到了不同质地的土壤在连续输入不同污染物浓度条件下,土壤中氟离子浓度随时空变化的过程。结果表明,氟离子化学性质活泼,在土壤中迁移过程比较复杂,氟吸附过程中伴随羟基OH-的释放,故实验过程中土壤溶液pH值由中性过渡到碱性。由于受吸附和解吸作用的影响,表现在氟离子穿透曲线对称性不好,各测点浓度峰值沿程逐渐衰减,拖尾现象严重,垂向迁移距离非常有限,因此运城盆地土壤中的氟离子很难直接垂向淋滤到浅层地下水中,这与实测资料结果一致。     

勘查盲矿和非金属矿床的新方法

矿物和矿石电化学性质的综合研究产生了新的矿床勘查方法:部分提取方法(PMEP和热磁地球化学方法(TMGM),一种新型电地球化学提取技术已与野外低色层分离方法联合应用于测定金,金是以离子形式迁移并沉淀在插入土壤中的电极上。这项技术在几个含金地区测试已取得了含人满意的效果。金可以被活化成为无机络合离子,在电场的作用下,晕中Au离子可能被驱向电极,在电极上集成并增强。相反,这项实验将提供一个强有力的证据,证明这种离子晕在金矿床周围确实存在。     

毛细管离子分析中迁移时间的影响因素

定量考察了毛细管离子分析中温度及离子浓度对迁移时间的影响。实验证明，随温度升高迁移时间缩短；不同样品中同一离子的迁移时间随离子浓度增大而规律性缩短。探索了阴离子分析中等迁移时间模式的应用情况及其存在的问题，指出了仪器分离室温度恒定的重要性和等迁移时间模式的应用有助于解决离子浓度相差较大的样品分离定性问题。     

利用动电模型分析黏土渗流的耦合动力学性状

从水头?诱导电位耦合驱动的角度,探讨分析黏土?水溶液体系的流体动力学性状。为此,借助动电输运原理,耦合Poisson-Boltzmann、Nernst-Planck、Navier-Stokes方程,建立了“广义力”驱动“广义流”的耦合关系。模型从黏土代表性单元体入手,计算确定各项耦合系数,用以定量考察离子迁移、流体运动的耦合性状。计算表明：采用Debye-Huckel近似计算黏土双电层电位将引起显著的误差;诱导电位产生的原因在于维持体系的电中性,其梯度大小正比于正负离子间因水头迁移性的差异而产生的潜在分离程度;诱导电位作用于离子迁移的方式在于阻滞正离子迁移,助推负离子迁移,而作用于流体运动的方式在于引起反向电渗,进而削弱水头驱动下的正向渗流;高表面带电密度的黏土矿物（如蒙脱土）处于低孔隙率的状态时,诱导电位对于渗流的削弱程度有可能异常显著。因此,建议相应的水头渗透系数的测定需要充分考虑诱导电位的影响,否则将导致较为显著的误差。     

地下水污染场地水质空间相关性分析

地下水污染场地的监控需要依据水文地质条件、地下水流场和溶质运移特征,利用水化学的示踪作用开展空间分析,以识别地下水和溶质运移特征。该方法具有简易和经济的优点。以台湾苗栗县某化工污染场地为例,通过对地下水中多种离子浓度的空间等值线分析及对比,判断污染物的来源和分布范围。采用离子浓度的统计特征值P95、P75、P50、P25构成的等值线,作为判断离子空间分布特征的依据,并形成离子之间对比的统一标准。所有离子都采用浓度P95等值线包围的区域作为其污染源,其它三种等值线表示可能出现的污染物扩散范围。在此基础上通过对比发现10种离子的污染源集中出现在场地一个范围内,并形成一个污染带,表明它们的来源具有密切的联系。10种离子P75等值线划出的污染物分布范围同样比较集中,但几乎都分布在污染带的南部,显示离子的迁移方向和迁移距离是一致的。根据离子空间分布的相似性将其分为三组,空间分布相似性高的离子组同时出现在一个区域的机会更多。通过多种水化学成分识别地下水流场和溶质运移特征,提高了结论的可信度,为污染物监控提供参考。     

云南红土铁离子迁移的试验研究

通过人工制备含铁红土样,分别考虑击实功、含水率和温度的影响,采用浸泡方法,测试分析了不同浸泡时间水溶液中铁离子的浓度变化。试验结果表明,水溶液中铁离子的浓度大小反映了红土中铁离子的迁移过程,击实功的影响最小,温度的影响最显著,含水率的影响居中。不同影响因素下,水溶液中铁离子的总浓度随浸泡时间的延长、击实功的减小、含水率的提高和温度的升高呈线性增大;其浓度变化随击实功的减小、含水率的提高和温度的升高呈线性减小。其结果可以为深入研究水环境条件下红土中铁离子的迁移特性和迁移机理以及红土地区地质灾害的发生发展机制提供科学依据。     

地电化学提取法机理研究

通过系统地研究几种矿物及土壤中的铜离子在电场作用下的溶出机理及迁移规律，得出地电化学提取法中的一般规律。在激发电场作用下，土壤中矿物的成矿元素可被加速溶出，并发生难溶形态→溶解度稍大的形态→可溶形态转化。同时离子的扩散系数最大比未加电场时增大约500倍．离子的迁移速度也增大了约50倍，流量也有明显提高。地电提取法提取的元素异常主要来源于电极周围附近的土壤(及所含的矿物)中。该异常是深部矿物所形成的离子晕的结果．并且与土壤中矿物元素的化学形态有关。     

山区城市包气带对污染物双重功能的研究

本文以重庆为代表研究了山区城市基岩包气带对污染物传输和净化两种功能，从包气带的迁移通道入手总结了污染物经包气带进入生物体的几种途径，主要的迁移途径是污染物通过岩石裂隙和洞室系统的运动，这一途径迁移距离短，停滞时间少，形成了污染物的快速转移，显示出具有较强的传输功能。由岩石吸附作用而产生的净化能力是通过室内动态模拟研究的，根据四种岩石对六种离子的吸附量计算出净化量和净化系数，总体看来，岩石的净化量是     

悬浮颗粒形状对其在多孔介质中迁移和沉积特性的影响

悬浮颗粒在多孔介质中迁移的研究在地下水回灌、地下污染物扩散、核废料处置、石油开采等领域有重要的理论意义和应用价值。为了研究形状对颗粒迁移的影响,对1组球状颗粒（10 ?m中位粒径）和2组杆状颗粒（长径比为3:1和6:1）进行了三阶段室内土柱试验,得到了不同形状颗粒在多种溶液离子强度条件下的穿透曲线。结合DLVO理论分析了悬浮颗粒沉积和释放机制,阐释了形状对颗粒迁移行为的影响。试验结果表明,颗粒形状对迁移特性有重要影响,当离子强度较低时（6 mmol/L）,DLVO势能曲线展现较高能量壁垒,各种形状颗粒沉积主要为次级势阱沉积;当离子强度较高时（150 mmol/L）,球状颗粒因能量壁垒较高,其滞留机制仍以次级势阱沉积为主,但长径比为6:1的杆状颗粒在次级势阱和初级势阱都有沉积,这和杆状颗粒的静电性能和优先方向有关。对于杆状颗粒,边位沉积比端位沉积具有更深的次级势阱和更大的影响距离,边位沉积是更加稳定的沉积方式和沉积的优先方向。基于Derjaguin近似方法的DLVO理论计算显示,DLVO理论预测结果和土柱试验结果吻合较好。     

The method of partial extraction of metals in a constant current electrical field for geochemical exploration

The method of partial extraction of metals (PEM) was invented by a group of Leningrad researchers in the late 60's to early 70's. It is based on the leaching of minerals and rocks under the influence of an electric field, on the migration of metal compounds in this field and on their accumulation in specially equipped receiver-electrodes. The quantity of extracted metals and the speed of accumulation is correlated with the composition of ore bodies and the distance of the sample sites from them. It is possible to use the PEM method for geochemical exploration in areas of thick overburden and for drill logging. The main features of the PEM method are good sensitivity and the possibility of determining the position of maximum concentrations for different metals. A number of techniques for field observations and several examples of their successful applications are described.     

A multiple fracture model of pre-seismic electromagnetic phenomena

Among three main stages of the process of earthquake nucleation long-, middle- and short-term the final stage is characterized by abrupt activation of the process of stress-strain state variation. The strain rates increase by orders of magnitude throughout the whole region of preparation, which increases the signal-to-noise ratio, and therefore the fracture, is easier to detect through monitoring geophysical parameters. The near-critical stresses existing in the Earth's crust and near the surface make it necessary to take into account the real rheology of the rocks, which, as is well known, is characterized by clearly pronounced plastic properties. The condition is favorable for developing creep processes in general and in its avalanche phase immediately before the fracture. The process is completely nonlinear but not chaotic. Based on the assumption that the attenuation of the stress-strain field is proportional to r^− 3, a possible scenario of the final stage of earthquake nucleation process is proposed on the basis of the slip weakening mechanism in the source and the associated mosaic pattern of precursors on the Earth's surface. The formulas for estimating the ultimate distance of precursor detection and the duration of precursor events depending of normalized epicentral distance at the final stage of inelastic deformation preceding brittle failure of rocks are proposed. The data of electromagnetic precursors are interpreted in terms of a multiple fracture model. The results of in situ observations of electric field anomalies in the atmosphere are analyzed in relation to seismic activity. The possibility of constructing a physical model for the generation of a quasi-stable field and electromagnetic emission on the basis of the deformation process prior to an earthquake is discussed. Numerical estimates are obtained for polarization density and life time of an ensemble of electric dipoles generated in surface layers of the crust due to opening of microcracks and other dislocation mechanisms. The origin of quasi-constant electric field along a deformation region on a scale of the preparation zone is advantageous for the propagation of seismic anomalous atmospheric electric fields from the Earth's surface into the ionosphere. The field can be regarded as a physical agent of lithosphere–ionosphere connection.     

同时实现地质雷达数据地形校正和偏移成像的方法

起伏地形使地质雷达图像变得复杂、地层界面的反射同相轴畸变、绕射同相轴严重偏离双曲线形状.提出了用麦克斯韦方程逆时偏移的方法同时实现地形校正和偏移成像以消除地形的影响.该方法将等偏移距逆时记录作为在接收点位置处的电流源,用时间域有限差分法求介质中的波场,输入波场退为零时刻时的空间电场分布即为地形校正和偏移成像结果.由于地形校正也是基于波动方程实现的,因此它比基于射线理论的常规静校正方法精确.通过比较该方法与常规静校正加逆时偏移之效果可知,该方法能更准确地对起伏地形下方的金属管线等绕射体成像.     

Comparative performance study of diesel and electric face-haulage vehicles

Summary Results of a performance study of diesel ram-dump cars and electric cable-reel shuttle cars, conducted at an underground coal mine in the Warrior Basin of Alabama, are presented. Time-study data, obtained over a one-year period, show that the average load and discharge times of the diesel cars are slightly less than those of the electric cars, while the average travel-loaded, travel-empty, in, and out speeds of the diesel cars are slightly greater.Computer simulations, based on frequency distributions from the cycle-time data, show average shift productions for both vehicle types to be very close for two-car and three-car configurations with a haul distance of two crosscuts. However, as the haul distance increases, the diesel cars outproduce the electric cars.Results of a maintenance-cost comparison are presented for the sake of general interest and should not be considered as valid comparison, since the electric cars are approximately three years older than the diesel cars. The results show preventive maintenance costs to be much greater for a diesel car on both permonth and per-ton bases, and the total maintenance cost for a diesel car to be significantly higher on a permonth basis, but significantly less on a per-ton basis.     

地应力驱动油气运移基本方程及有限元模拟

首先叙述了地应力作用下空隙弹性介质中流体运移的基本方程及由基本方程推导的有限元公式。然后,在地应力测量及构造分析的基础上,应用所给出的有限元公式及相应程序,对辽河油田运移势场进行了模拟,得出了该区运移势场的分布。结果表明,处于运移势低势区及过渡区的地区大部分是有希望的油田地区。结合构造分析进行地应力和运移势场研究可为油气勘探开发提供依据。      

均匀半空间有限长接地导线源地面电场响应特征

本文分析了导线对可控源音频大地电磁勘探中电场的影响。在分析过程中,将有限长直接地导线源在层状介质中激发的电场的x分量分解为接地电极贡献的传到部分和通电长导线形成的感应部分,分别计算出在均匀半空间条件下,两部分及总电场随频率和收发距的变化规律。通过对计算结果的分析可见：在小收发距时,电场实部在低频区完全由接地电极部分贡献,在高频区由通电导线部分决定;电场虚部在低频区完全由通电导线部分决定,在高频区由接地电极部分和通电导线部分共同决定,且数值近似相等。在大收发距时,电场实部在低频区完全是由接地电极部分贡献,在高频区由接地电极部分和通电导线部分共同决定,且数值近似相等;电场虚部在低频区由通电导线贡献,在高频区由接地电极部分和通电导线部分共同决定,且数值近似相等。从上述分析可以看出,作为大收发距电磁法代表的可控源音频大地电磁法,其观测数据是由接地两端的传导分量和通电导线感应分量组成,并且感应分量贡献与传导贡献相当。由于导线敷设的非直线形,而引发与直导线理论不一致的结果。因此在数据采集工作中,必须考虑导线形状。同时要注意选择合适的收发距和工作频率,尽量把通电导线的影响降到最低。     

基于流体势约束的潜山油气二次运移优势方向选择--以胜利油田桩海地区古生界潜山为例

结合胜利油田桩海地区古生界潜山的油气勘探成果及勘探中存在的问题,定量模拟了其流体势场,并结合输导体系的发育特征,分析了潜山油气二次运移的优势方向.研究表明,油气的二次运移始于排烃后的油汇位置,运移方向宏观上主要受流体势场特征(流体势高低和流体势平面等值线形态等因素)的控制,同时受输导体系的影响,在平面上呈现出有限几个优势方向.对于不整合面发育的潜山,对不整合面分布特征(区域性和局部性)的分析是输导体系研究的前提,在区域不整合面发育的潜山中,输导体系的影响主要体现在断层和碳酸盐岩输导层两个方面,而局部不整合面的存在可以较强地影响优势运移方向.     

Efficacity of electrochemical mechanisms for ion transport in the formation of geochemical anomalies

From theoretical consideration of velocities of ions, ionic migration in an electric field appears to be a rather weak mechanism for formation of geochemical anomalies above mineral deposits.     

共散射点道集与角道集串级优化叠前偏移速度分析

推导了基于角度域共成像点道集的叠前深度偏移层析速度分析公式,提出一种共散射点（CSP）道集与角道集串级优化叠前偏移的速度分析方法。该方法通过基于CSP道集的叠前时间偏移速度分析获取初始速度,利用基于角度域共成像点道集（ADCIGs）的叠前深度偏移速度分析进行速度更新。实现步骤概括为：将叠前地震数据映射为CSP道集,利用CSP道集叠加速度谱拾取能量团获取均方根（RMS）速度场;通过Dix公式将RMS速度转换为层速度作为层析的初始输入速度,基于ADCIGs实现叠前深度偏移层析速度反演,最终得到高精度的叠前偏移速度场。断层模型和实际资料试算结果验证了该方法的正确性和有效性。     

煤巷多点电流源双频激电法超前扫描探测技术

在掘进工作面上设计多点电流源双频激电法探测电极布置方式,根据稳定电流场性质,建立多点电流源电场线微分方程,基于变步长四阶五级Runge-Kutta-Felhberg算法,对微分方程组进行求解。定义探测电场空间立体角和电场线边界角概念,分析探测电场平均电流密度随主屏流比系数及距掘进断面距离变化规律,确定聚焦效应探测时主屏流比系的取值范围。同时改变约束屏流比系数和主屏流比系数,分析探测电场偏转角的变化规律及对其影响的主要因素,确定偏转效应探测时约束屏流比系数的取值范围。工业性试验表明:利用该方法进行超前扫描探测,根据视幅频率和视电阻率异常激电效应参量变化规律,能够有效识别工作面前方围岩地质构造特征及低阻含水异常体的方向,但含水异常体距工作面的准确距离和含水量的大小尚需进一步研究。