非饱和带轻非水相液体污染研究进展

通过对近年来轻非水相液体在非饱和带的污染机理、毛细压力-饱和度-相对渗透系数关系以及数学模拟的分析,总结了在三相流模拟过程中主要参数及物理过程的研究方法以及近年来研究非饱和带轻非水相液体污染的各种数学模型,论述了各种方法的优点和不足,提出需进一步研究解决滞后现象对油分布的影响;三相同时流动时气相对其他两相的影响;非等温条件下轻非水相液体进入包气带的污染迁移机理;开展原位实验研究复杂条件下的轻非水相液体污染迁移问题。     

长江三峡库首区近期重力场动态变化

利用向上解析延拓方法分析了1988～2003年底(首次蓄水后)长江三峡库首区重力场的动态变化，并分析了首次蓄水过程中重力变化的基本特征。主要结论有：库区存在一定的重力变化背景和地壳密度变异条件；向上解析延拓方法能较好地分离不同波数域重力变化特征，其中长波数信息反映较深处或较大尺度异常密度体效应；首次蓄水过程中的重力变化显示强烈的库水荷载效应和明显滞后的库水渗透效应，其中江北地区水的渗透明显强于江南地区。     

捷联式航空重力扰动矢量解算及误差补偿

介绍捷联式航空重力矢量测量的基本原理，利用波数相关滤波（WCF）、比力线性校正的方法对重力扰动的水平和垂向分量进行误差补偿，评定内符合精度。对国产捷联式航空重力矢量仪的某次试验数据进行处理，以验证和评估航空重力矢量仪的性能。结果表明，在半波长分辨率为7.5 km时，6条重复测线的重力扰动水平分量经波数相关滤波处理后，东、北向分量的平均内符合精度分别从9.77 mGal、9.18 mGal提高到5.95 mGal、3.83 mGal；对比力的垂向分量线性校正后，将解算的重力扰动垂向分量再用WCF方法处理，其平均内符合精度从1.27 mGal提高到0.59 mGal。     

大足石刻宝顶山砂岩毛细水迁移特性影响因素

重庆大足宝顶山大佛湾石刻存在严重的毛细水害及毛细水带来的盐害、生物等衍生病害, 对该世界文化遗产的保护带来了长期负面作用。在对大佛湾进行现场调查的基础上, 将造像摩崖砂岩划分为3套地层: 卧佛上层砂岩、卧佛砂岩及卧佛下层砂岩。采用薄片鉴定、X射线衍射、化学成分测试、扫描电镜、压汞试验、卡斯特瓶法等方法, 分析了宝顶山砂岩的自身特性以及温湿度对毛细不水的影响。研究结果表明: 相对于卧佛上下层砂岩, 卧佛本体砂岩的成熟度最低, 孔隙率与孔隙的分布范围均最大, 为毛细水的迁移提供了相对好的条件; 卧佛本体砂岩毛细吸水能力及上升高度均为最好。同时, 毛细水的上升与环境温湿度、空气流通性密切相关; 在大足石刻的致密砂岩中, 大量的贯通性微小孔隙在毛细水迁移中并不能发挥作用, 卧佛本体砂岩有效孔隙直径应该在1 133.0 nm以上, 极端情况下可能达到760.2 nm。研究结果为准确认识大足石刻毛细水形成与演化提供了可靠的数据, 解释了大足石刻冬季盐害的形成机理, 对大足石刻毛细水治理提供了理论依据。      

点位错引起的单层密度变化

采用求解地壳单层密度变化的一般公式，导出其平面近似公式并给出了相应的数值计算方法。在此基础上，将点位错引起的地表形变和重力变化同时解析延拓至Ｂｊｅｒｈａｍｍａｒ球面上，得到了点位错引起的地壳单层密度变化的图像。分析表明：①单层密度变化图像与地表形变、重力变化图像相似；②地表形变对单层密度变化的影响比地表重力变化要大；③若点位错引起地表重力变化为１０－６～１０－７ｍ／ｓ２量级、高程变化为０．１～１ｍ量级，则单层密度变化可达１０３～１０４ｋｇ／ｍ２量级；④单层密度变化在隆升区为正，沉降区为负     

大断面矩形顶管减阻技术应用研究:以苏州综合管廊矩形顶管为例

以苏州城北路人民路段综合管廊矩形顶管工程为例，分析了影响矩形顶管顶进力的关键因素，提出了管节配重、管节涂蜡和管节注浆等综合减阻方法以降低管壁摩阻力。在管节内放置重物平衡管节所受周围泥浆的浮力；通过涂蜡和喷蜡使管壁光滑，降低管壁与周围介质的摩擦系数；选择合适的材料和配比配制适合地层的泥浆，调整注浆量和注浆压力，使管节周围形成完好的泥浆套。基于实测顶进力与理论计算值的对比分析表明，管壁单位面积摩阻力降低了40%左右，证实该综合减阻方法解决了人民路段矩形顶管顶进力过大的问题。      

汾渭断陷带均衡重力异常研究

本文研究了汾渭断陷带均衡重力异常分布特征与地壳表、浅层结构，新构造运动和现代构造运动，以及均衡重力异常与地震活动性之间的关系。结果表明：局部均衡重力异常分布特征与出露地表的岩石密度和地质构造特征存在明显对应关系，区域均衡重力异常特征反映了本区新构造运动和现代构造运动不是朝着地壳趋于均衡方向发展，而具有反均衡力的特征；不同方向异常带交汇的地方，现今构造运动最强烈，是强震多发区。     

引力无需时间传播——“由固体潮发现引力以光速传播的观测证据”不成立

重力固体潮调和分析结果无法证明引力以光速传播。首先，根据固体潮理论，进行调和分析时固体潮理论值和观测值的时间序列是同步的，不存在时差；其次，天体起潮力仅与万有引力有关，与光速无关；第三，调和分析得到的潮汐因子仅反映地球介质的物性变化，相位滞后则反映地球介质的粘滞弹性，两者与天体引力及光到达观测点的时差无关；第四，汤克云和骆鸣津在论证过程中作了过多的人为改正，有些改正使用不当；第五，万有引力与引力波是两个不同的概念，万有引力是相互作用的两个物体之间的一种空间性质，它与两个彼此相互作用的物体同在，无需时间传播，而引力波是一种时空涟漪，需要在特定条件下产生，通过波的形式从辐射源以光速向外传播，并以引力辐射的形式传输能量，两者不可混淆。汤克云与骆鸣津认为，重力固体潮理论值隐含两个假设：1）引力以光速传播；2）引力及光的时差等于重力固体潮调和分析结果的时差。这两个假设并不成立，汤克云与骆鸣津关于引力是以光速传播的论证是一个误会，引力不需要时间传播。     

基于重力测点和段差变化的前郭5.8级震群研究与三维反演

利用东北地区近几年流动重力观测数据，分析前郭5.8级震群周边重力点值的时序变化特征，并基于重力段差变化对东北地区整体和局部重力变化引入能够反映异常显著性程度的指标量G和C值，最后对前郭5.8级震群前的重力场动态变化作三维密度反演。结果表明：1）前郭5.8级震群发震构造两侧的局部重力变化具有较明显的差异性，其变化趋势可作为识别构造活化或解耦运动的标志；2）显著性指标量G和C值能够为地震重力前兆的定量描述提供新思路；3）震前重力变化的反演结果显示地震发生在质量运移的过渡区域，垂向反演结果对本次地震的震源深度有一定的揭示意义。     

不同区域地震前重力变化与垂直形变关系的差异性及其可能机制

为了探讨不同区域地震前重力变化及其与地壳垂直形变关系差异性的可能机制，本文首先研究了地震前膨胀体在不同应力状态下四种性质不同的徽裂隙所引起的重力变化及其与垂直位移的关系，给出了相应的一些数值结果。分析了震源体处在不同力学和构造环境下，重力变化可能存在的差异以及唐山地震前重力变化的可能机制。研究结果表明，不同区域地震前重力变化与垂直位移关系的差异的一种可能机制是由于震源体所处的力学和构造环境不同，造成膨胀体内微裂隙破裂方式不同所引起；唐山地震前重力变化则可能是震前在震源区内丛集了大量垂直向张性微裂隙以及深部物质迁移至微裂隙中。     

基于拉格朗日中值定理的航空重力异常向下延拓方法研究

基于拉格朗日中值定理,改进使用重力异常垂直梯度进行重力异常向下延拓的方法,通过重力异常向上延拓后差分以及线性外推,得到更加准确的应用于向下延拓的垂直梯度近似值。首先介绍利用拉格朗日中值定理计算重力异常垂直梯度并进行向下延拓的基本原理,给出进行航空重力向下延拓的基本步骤;然后基于EGM2008全球重力场模型说明重力异常垂直梯度在0～10 000 m的空间范围内在垂向上与高度呈强线性关系,证明进行垂直线性外推的合理性;最后使用EGM2008模型的模拟重力异常在台湾地区进行实验,向下延拓精度达到2.34 mGal,验证方法的可行性与有效性,同时将台湾地区5 156 m高度面上的实测航空重力数据向下延拓到地面的3 360个地面重力观测点,精度达到10.13 mGal。     

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华北地区重力和地形及其对克拉通破坏深部过程的约束

以重力和地形数据研究现今华北克拉通区域岩石圈热化学结构,探讨华北克拉通破坏过程。首先计算自由空气重力异常、布格重力异常、Airy均衡重力异常;再利用地震学莫霍面观测从地形和布格异常中扣除对应部分,计算残余重力异常及残余地形;最后对残余重力异常进行剩余密度反演。结果表明：1）华北克拉通中、东部存在浮力;2）克拉通东部由温度效应引起的密度负扰动效应略强于化学组分差异引起的密度正扰动;3）现今华北克拉通东部是古老克拉通型地幔和新生正常地幔的混合物,约保留50%~60%古老克拉通地幔成分;4）由重力和密度约束得到的混合地幔结果支持前人提出的多期幕式拆沉的华北克拉通深部破坏过程。     

北天山地区近期重力场及地壳密度变化特征研究

利用2014~2019年北天山地区流动重力资料,采用绝对重力控制进行经典平差计算,获取该地区重力场时空演化特征图像,并结合重力段差可视化方法,得到该地区重点构造部位物质迁移规律。采用紧凑反演方法进行北天山中段不同深度地壳密度模拟计算,结果表明,北天山中段地壳物质密度变化最佳深度为30~40 km,是地壳密度变化的正值区域,基本位于北天山北坡和准噶尔盆地南缘,表明该地区物质不断汇聚,或者表明地壳呈现下沉的趋势;而在北天山山体附近,物质密度变化为负值,表明山体物质处于亏损态势,或者山体受到构造应力的作用,使地壳处于不断隆升过程中。     

塔中地区奥陶系碳酸盐岩不整合带的结构

塔中地区中上奥陶统与下奥陶统之间发育碳酸盐岩不整合,不整合带是溶解作用发生的有利地带,可以作为烃类运移通道或油气聚集的场所。应用地质和地球物理方法对塔中地区奥陶系碳酸盐岩不整合进行了研究。塔中地区奥陶系碳酸盐岩不整合输导体在流体运动特点上不整合面上、下分属于两个不同的流体流动场,不整合面下,流动孔隙主要由孔洞缝孔隙体系构成,因此,流体的运动属于复杂介质条件下的流体运动,而不整合面上的层状渗透性体大多数情况下属于孔隙型介质,流体在其中的流动通常可以用达西定律加以描述。因此,不整合输导体中,流体从不整合面下向不整合面上运动,在流型上必然发生明显转换,这种转换对烃类的聚集是非常重要的。     

Interannual variability in the North Pacific meridional overturning circulation

We analyzed the temporal and spatial variation, and interannual variability of the North Pacific meridional overturning circulation using an empirical orthogonal function method, and calculated mass transport using Simple Ocean Data Assimilation Data from 1958–2008. The meridional streamfunction field in the North Pacific tilts N-S; the Tropical Cell (TC), Subtropical Cell (STC), and Deep Tropical Cell (DTC) may be in phase on an annual time scale; the TC and the STC are out of phase on an interannual time scale, but the interannual variability of the DTC is complex. The TC and STC interannual variability is associated with ENSO (El Niño-Southern Oscillation). The TC northward, southward, upward, and downward transports all weaken in El Niños and strengthen in La Niñas. The STC northward and southward transports are out of phase, while the STC northward and downward transports are in phase. Sea-surface water that reaches the middle latitude and is subducted may not completely return to the tropics. The zonal wind anomalies over the central North Pacific, which control Ekman transport, and the east-west slope of the sea level may be major factors causing the TC northward and southward transport interannual variability and the STC northward and southward transports on the interannual time scale. The DTC northward and southward transports decrease during strong El Niños and increase during strong La Niñas. DTC upward and downward transports are not strongly correlated with the Niño-3 index and may not be completely controlled by ENSO.     

珠江口盆地白云-荔湾深水区幔源CO2充注的黏土矿物成岩响应

珠江口盆地白云-荔湾深水区油气勘探中钻遇大量高含量CO₂气层,使得如何规避高CO₂风险成为当前面临的挑战。通过工区充注CO₂的储层砂岩黏土矿物X射线衍射（XRD）、流体包裹体显微测温和稀有气体同位素组成等分析,明确了幔源无机CO₂的成因,并运用黏土矿物特征讨论高温幔源无机CO₂充注的黏土矿物成岩响应:有序带倒转和大量自生高岭石的生成。依据CO₂气井的XRD全定量分析数据剖面图将幔源无机CO₂气层段的黏土矿物组合分为3类:Ⅰ类为I/S混层黏土矿物中S体积分数介于10%~25%之间,有序度处于R₂~R₃带,高岭石体积分数高;Ⅱ类为I/S混层黏土矿物中S体积分数介于10%~15%,有序度为R₂~R₃带,自生高岭石体积分数低;Ⅲ类为I/S混层黏土矿物中S体积分数介于50%~60%,有序度为R₀带,高岭石体积分数低。总结出幔源CO₂在珠江组和珠海组中存在2种运聚模式:一是幔源CO₂通过与基性岩浆连通的深大断裂垂直向上运聚;二是垂直向上运移后通过连通砂体侧向长距离运聚。研究结果对珠江口盆地白云-荔湾深水区下一步油气勘探规避高含量CO₂风险具有指导作用。