地球化学反应平衡模型的建模方法

简要介绍了各种地球化学反应模型及建模思想 ,重点介绍了最基本的地球化学反应平衡模型建立过程中的一些基本概念和建模的一般方法 ,并就模型实际应用中 ,在概念模型的确立、热力学数据资料的使用范围、模型计算中离子强度、温度、压力、p H值等方面存在的问题和影响因素 ,作了较为全面的说明。     

水—岩相互作用地球化学模型的回顾与展望

从地球化学模型开始起步以来,将化学热力学应用于地球化学系统已经历了30年的历程.人们利用热力学模型开发了一系列计算机程序,在大范围内进行了温度、压力和成分的地球化学作用的研究。经过演化,地球化学模型有两类;即“反演模型”和“正演模型”,前者用水和岩石成分确定和定量研究地球化学反应,后者则用假想的地球化学反应预测水和岩石的化学成分.由于缺乏水文学、矿物学、反应动力学以及地下水系统中反应物与生成物的化学、同位素成分等资料,在地下水环境中应用地球化学模型遇到了严竣的挑战。今后,地球化学模型的重大进展,是在非均质系统中结合实际,应用化学动力学,更进一步地使流体运动与反应模型结合起来.     

浅层地下水系统氟地球化学行为的数值模拟

本文以重要的命必需元素氟为研究对象，选择地方性氟病比较严重，浅层高氟地下水形成分布在我国北方地区具有代表性的河北邢台山前平原为典型研究区，在大量野外工作和模拟实验研究基础上，应用国外近十几年发展起来的地下水地球化学定量研究方法－地下水地球化学模拟，以及多反应组分系统水动力弥散运移与化学反应耦合模型的理论和方法，对浅层地下水系统氟的地球化学行为进行数值模拟，定量研究了大气降水入渗条件，水－非饮和带非     

综合地球物理方法在冀东铁矿采空区勘查中的应用

应用高精度磁法、电阻率剖面法、激发化法等常规地球物理勘查方法对冀东地区太古宙沉积变质铁矿采空区进行综合研究，建立冀东铁矿采空区有效的地球物理勘查组合模型，总结不同地质环境条件下各种地球物理勘查方法在冀东铁矿采空区勘探中的适用性和有效性。     

成矿作用动力学研究的新进展及发展趋势

成矿作用动力学是地球化学动力学的一个重要分支学科,近年给出了更完善的定义,初步建立了一套理论体系和研究方法。水岩相互作用及动力学模型、物质输运与化学反应、成矿元素的输运与沉淀、化学热力学与输运性质等方面的研究取得许多新的进展。最后指出了成矿作用动力学的某些发展趋势。     

计算流体地球化学研究的进展

成矿作用的化学机理可以通过实验和计算机模拟进行研究。随着计算机运算能力的不断增强 ,在地球化学中正在形成一门新兴学科———计算地球化学。其中热质输运模拟、化学质量迁移数值模拟和流体输运化学反应耦合动力学研究取得了显著进展。建立在Darcy定律和守恒方程基础上的多孔介质热质输运模拟通过流函数图、等温线图及速率矢量图等 ,从古水文学和流体地球化学方面高度动态研究成矿作用。根据化学和热力学原理进行的化学质量迁移数值模拟则通过矿物和流体中化学物种的热力学数据 ,预测多组分体系中发生的流体岩石相互作用 ,定量揭示经历了复杂化学反应进程的成矿作用的化学行为。将上述两方面结合的流体输运化学反应耦合动力学 ,可以从时间和空间上模拟真实成矿流体系统复杂的动力学行为 ,是计算流体地球化学的发展方向。     

土壤生态地球化学基准值及其研究方法探讨

从土壤生态地球化学基准值概念的涵义及其研究意义入手，对国内外相关研究的现状和方法进行了系统的分析和评述，从中发现，与土壤生态地球化学基准值研究的要求相比，已有的研究方法都不能满足实际科研工作的需要。中尝试应用土壤中矿物组成和化学元素间固有的相关关系来确定土壤生态地球化学基准值，取得了预期的效果。     

降雨入渗补给灵敏度及其计算方法研究

对两类降雨入渗计算模型进行了研究：①简单的水量平衡模型；②数值模拟模型。这两类模型的假定条件和非饱和的理论概念差别很大。两类模型在非饱和区中的应用表明，在非饱和区均质土壤条件下，水量平衡模型计算的降雨入渗补给量与应用数值模拟模型计算所得结果基本相吻合。灵敏度分析表明了地下水位变动对降雨入渗补给的影响。假定地下水位不变所造成的误差可作为水文地质参数的一个函数来处理。本文研究成果在一定水文地质条件下的非饱和水流模型、饱和水流模型或排水模型系统计算中具有十分重要的参考应用价值。     

表生地球化学反应的尺度效应

表生环境中的地球化学反应速率具有显著的尺度效应.许多地球化学反应的野外观测速率比实验室观测速率要低2～5个数量级,给不同尺度的研究成果的对比和外推造成了极大困难.本文总结了地球化学反应速率随时间和空间尺度变化的影响因素,着重分析了地球化学反应速率的主控过程随尺度变化的现象,以及亚尺度的非均质性造成的尺度效应.最后介绍了几种尺度转换的研究方法.由于地球化学反应速率的尺度效应普遍存在,在对地球化学反应速率进行外推时需要了解它的局限性以及选取适当的外推方法.     

基于穆斯堡尔谱技术的铁化学种及其在相关表生地球科学研究中的应用

由于铁元素分布的广泛性和化学反应的活泼性,它在地球科学研究中具有极为重要的应用意义。与其他多种方法相比较,穆斯堡尔技术是铁元素化学种检测最为有效的方法之一,许多研究结果显示铁元素化学种在相关表生坩球科学研究中的应用前景广阔,例如滑坡带地球化学、湖泊沉积环境、岩石光谱特征、重金属污染沉积物及其环境修复技术等。     

环境地球化学模型的应用与发展

环境地球化学模拟是环境科学、地球化学等学科交叉的一个重要领域。这里在总结形态与饱和度模型、表面吸附模型、反应途径模型、逆向模型、复合反应溶质运移模型以及动力学模型原理的基础上,对包含上述模型的各种地球化学模拟软件进行了优缺点比对。总结了各模型在当前环境地化研究领域的重要应用课题,这将为从事相关领域的研究提供一些相对较新、较综合的信息,最后还针对环境地球化学模型的不足进行了相关探讨,对地球化学模型的发展趋势进行了预测。     

基于GOCAD平台的复杂地质体系的动力学建模研究

建立地质体系的三维模型并进行动力学数值模拟是进行地质过程研究的最有效途径,但数值模拟软件一般都存在直接建模难的问题.本文在分析建模软件GOCAD与动力学数值模拟软件FLAC3D的数据文件特点的基础上,提出了利用GOCAD软件建立六面体模型,通过数据接口程序,完成FLAC3D中复杂地质模型的构建.用这种方法建立了安徽铜陵...     

地形数据库增量信息数据建模及其RDF描述

为了保持用户数据库现势性,需将数据库更新过程中产生的增量信息及时发布给用户。而增量信息的建模与描述是实现发布的前提。以中国1∶25万地形数据库的两个版本为例研究了增量信息的数据建模和数据描述的问题。提出了基于超图数据模型的建模和基于资源描述框架（RDF）的增量信息描述方法。该方法能够以统一的方式实现不同增量信息的建模和描述,具可行性和有效性。     

Using Sequential Indicator Simulation as a Tool in Reservoir Description: Issues and Uncertainties

Flow simulation studies require an accurate model of the reservoir in terms of its sedimentological architecture. Pixel-based reservoir modeling techniques are often used to model this architecture. There are, however, two problem areas with such techniques. First, several statistical parameters have to be provided whose influence on the resulting model is not readily inferable. Second, conditioning the models to relevant geological data that carry great uncertainty on their own adds to the difficulty of obtaining reliable models and assessing model reliability. The Sequential Indicator Simulation (SIS) method has been used to examine the impact of such uncertainties on the final reservoir model. The effects of varying variogram types, frequencies of lithology occurrence, and the gridblock model orientation with respect to the sedimentological trends are illustrated using different reservoir modeling studies. Results indicate, for example, that the choice of variogram type can have a significant impact on the facies model. Also, reproduction of sedimentological trends and large geometries requires careful parameter selection. By choosing the appropriate modeling strategy, sedimentological principles can be translated into the numerical model. Solutions for dealing with such issues and the geological uncertainties are presented. In conclusion, each reservoir modeling study should begin by developing a thorough quantitative sedimentological understanding of the reservoir under study, followed by detailed sensitivity analyses of relevant statistical and geological parameters.     

Application of 3-D Geoscience Modeling Technology for the Estimation of Solid Mineral Reserves

Abstract: Applying new approaches, methods, and technologies for the estimation of reserves can effectively improve the efficiency and accuracy of assessments of solid mineral resources. After analyzing the development of 3-D geoscience modeling technology (3-D GMT), this paper discusses the application of 3-D GMT for the estimation of solid mineral reserves, emphatically introducing its workflow and two key technologies, 3-D orebody surface modeling, and property modeling. Moreover, the paper analyzes the limitations of traditional methods, such as the section method and geological block method, and points out the advantages of 3-D GMT: building more accurate 3-D orebody models, expressing the internal inhomogeneous attributes of an orebody, reducing the potential for errors in the estimation of reserves, and implementing dynamic estimations of reserves.     

电导率分块线性变化的二维高频大地电磁法有限元正演模拟

为了适应电性参数在水平方向和垂直方向是连续变化的实际需要,这里采用矩形剖分,线性插值的有限元法研究了电导率分块线性变化的高频大地电磁高精度,快速正演模拟。首先给出了二维高频大地电磁测深的变分问题以及电导率分块线性变化时的有限元数值解法,编制了相应的有限元程序。利用该程序对层状模型进行了计算,并与解析解的结果做了对比分析,证明了程序的正确性和有效性,然后对典型电导率随深度线性变化的模型和典型地堑模型进行了正演模拟,结果表明能够有效地解决电导率在水平和垂直方向分块线性变化的高频大地电磁正演问题。     

基于线框架模型的三维复杂地质体建模方法

提出了一种基于线框架模型的复杂地质体三维建模方法,在准确表达复杂地质体各要素空间几何形态与相互关系的基础上,实现地层交错情况下断层面、地层面模型及复杂地质体模型的准确快速构建.建模实践表明:基于线框架模型的复杂地质体三维建模方法是准确高效的,能适应常见复杂地质条件下三维复杂地质体模型的构建.     

基于钻孔数据的三维可视化快速建模技术的研究

为了实现三维建模过程的智能化以及自动化,以及使复杂地质体三维建模过程变得简单,针对CAD图形资料编写了能够直接将地表、钻孔等地质信息读入到数据库的DXF接口程序,提出了一种利用GA-Kriging插值手段对地层属性进行插值并最终实现三维可视化快速建模的方法,并且在此基础上基于VTK图形库实现了三维建模、等值线绘制、钻孔显示、切片以及特定地层的提取以及体积的计算等功能。在编写Kriging插值算法时,为了实现块金常数、变程等常数取值的自动化、最优化,应用GA智能算法求解。最后,通过地铁隧道的一个工程实例,对建模方法以及相应的算法模块进行了验证,表明方法具有一定的优越性。     

Object and Pixel-Based Reservoir Modeling of a Braided Fluvial Reservoir

To assess differences between object and pixel-based reservoir modeling techniques, ten realizations of a UK Continental Shelf braided fluvial reservoir were produced using Boolean Simulation (BS) and Sequential Indicator Simulation (SIS). Various sensitivities associated with geological input data as well as with technique-specific modeling parameters were analyzed for both techniques. The resulting realizations from the object-based and pixel-based modeling efforts were assessed by visual inspection and by evaluation of the values and ranges of the single-phase effective permeability tensors, obtained through upscaling. The BS method performed well for the modeling of two types of fluvial channels, yielding well-confined channels, but failed to represent the complex interaction of these with sheetflood and other deposits present in the reservoir. SIS gave less confined channels and had great difficulty in representing the large-scale geometries of one type of channel while maintaining its appropriate proportions. Adding an SIS background to the Boolean channels, as opposed to a Boolean background, resulted in an improved distribution of sheetflood bodies. The permeability results indicated that the SIS method yielded models with much higher horizontal permeability values (20–100%) and lower horizontal anisotropy than the BS versions. By widening the channel distribution and increasing the range of azimuths, however, the BS-produced models gave results approaching the SIS behavior. For this reservoir, we chose to combine the two methods by using object-based channels and a pixel-based heterogeneous background, resulting in moderate permeability and anisotropy levels.