甘肃永靖黑方台斜坡稳定的灌溉塬边距探讨

黑方台地区引水灌溉引发一系列滑坡灾害,基于塬区灌溉边界距塬边的距离的定义,界定了"灌溉塬边距"的概念。利用GEOSTUDIO软件建立了斜坡水文地质模型和数学模型,在此基础上研究了灌溉塬边距模型对地下水的分布规律影响;分析了灌溉塬边距与斜坡稳定性关系;基于灌溉塬边距与稳定系数的相关关系,建立灰色关联预测模型,计算塬边斜坡稳定的灌溉塬边距。计算结果表明:灌溉10年间,灌溉塬边距由100 m减至0 m时,斜坡体内最大渗透流速增加,塬区和塬边坡体内地下水位线均有不同程度的上升,斜坡稳定系数呈递减趋势;塬边斜坡稳定的灌溉安全距离,即灌溉塬边距应大于77.8 m;得到的结论是:灌溉塬边距是影响塬边斜坡体内地下水位抬升和斜坡稳定的关键因素,合理地控制塬区农业引水灌溉塬边距是控制塬边斜坡灾害的根本措施。     

页岩残留气定量方法及其地质意义

本研究设计并制造了一套可在真空条件下粉碎页岩样品并释放其中残留气的装置,该装置的粉碎系统与富集模块和气相色谱联用后,可实现残留气的有机、无机气体化学成分定量分析;同时,封存在玻璃管内的另一部分残留气可进一步开展稳定碳同位素分析,从而获得页岩残留气完整的化学成分和碳同位素组成特征。利用混合标准气体标定该装置,烃类和无机气体浓度与气相色谱响应相关系数达0.999,表明仪器状态稳定,残留气定量数据准确可信。使用不同露头页岩样品（贵州习水县下志留统龙马溪组、南京幕府山下寒武统牛蹄塘组和延安上三叠统延长组）检测该装置,页岩残留气量和碳同位素测试结果平行性良好,表明该装置系统可用于分析页岩残留气。对川南钻井龙马溪组样品残留气的测试结果表明：龙马溪组页岩残留气化学成分主要为CO₂和N₂等无机气体,烃类组分以CH₄为主,C₂H₆及更高碳数烃类含量极少;其甲烷碳同位素值为-38.1‰~-33.9‰,均值为-35.8‰,该甲烷碳同位素值与已发表的同地区页岩生产气非常接近,表明了二者的同源性,川南页岩气田中的页岩气来源于龙马溪组,符合页岩气的严格定义。此外,本研究还对宜昌地区浅钻五峰组和龙马溪组页岩开展了残留气分析,结果表明：残留烃气量与总有机碳质量分数、碳酸盐岩质量分数成呈弱正相关关系,与DFT（密度泛函理论）比表面积和BJH（Barrett-Joyner-Halenda）孔体积呈负相关关系,分析认为残留气并不是简单地以吸附或游离形式存在,而是封存于封闭孔中的极少量烃类和无机气体。     

晋县凹陷高硫重质稠油中含硫甾烷的检出及其形成机制探讨

晋县凹陷高硫重质稠油饱和烃馏分中检出了异常丰富的含硫甾烷化合物.从结构上看,这些含硫甾烷是以噻吩形式并入到甾核D环上或者结合到侧链C-22位上的.结合文献中甲硫基甾烷和分子内含硫甾烷的报道,提出了含硫甾烷的四种形成机制和富硫沉积中甾类的成岩演化途径.甾类侧链上的烯键同时存在氢化作用和硫化作用两种过程:H2S或HS?的非生物化学氢化作用形成长链甾烷;硫化过程成功形成侧链含硫甾烷;环化或者硫化的不成功,则形成短链甾烷.这种侧链氢化/硫化机制,为晋县凹陷原油和烃源岩中高丰度短链甾烷(峰高超过规则甾烷和植烷以及正构烷烃)的发育提供了可能的成因线索.     

降雨作用下马兰黄土渗透规律实验研究

通过自主研制的非饱和土直渗仪,对高为15cm、直径为12.5cm的圆柱形黄土试样进行降雨强度分别为16mm/h、50mm/h、70mm/h的渗透模拟试验,分析降水入渗深度、径流、富集量等与时间的对应关系,探究降水-黄土间的作用模式。得到实验结果:①不同雨强作用下,降水入渗锋面均呈漏斗状,凹面向下,均匀推进;②试验后试样含水率均超过液限,但随雨强增大含水率相应减小;③雨强16mm/h时无径流产生,雨强50mm/h、70mm/h时径流分别在试验开始29min和14min时形成;④降水入渗具有阶段性,雨强16mm/h,可分为快速下渗、缓慢下渗和匀速下渗三个阶段;雨强50mm/h、70mm/h,水开始入渗速率与土自身吸水能力有关,待上覆土饱和,水不仅受重力还受水驱动力的作用,入渗速度加快,最后稳定。获得结论包括:(1)雨强越大,水受重力和水力梯度作用越大,水下渗速度越快,充填孔隙的水就越少;(2)在雨强大于土体吸水能力的一定范围内,雨水补给量、径流量、下渗量以及充填量之间随降雨历时、入渗深度、孔隙度变化等因素出现相互制约、相互促进的关系;(3)试样完成渗流后,土体内形成稳定流,富集量与时间呈线性关系。     

开放体系下平凉组页岩干酪根的生烃动力学研究

对鄂尔多斯盆地奥陶系平凉组海相页岩进行了3种升温速率下的 Rock-Eval 热解模拟实验,研究了其干酪根在开放体系下的热解生烃演化特征.通过分析热解烃 S2的产率随温度的变化,结合 Kinetics 生烃动力学专用软件计算,获得了其开放体系下的生油动力学参数,活化能分布范围为(57~81)×4.185 kJ/mol.在此基础上进行的动力学模拟结果与实验数据非常吻合,可较好地将实验数据外推到地质实际过程.此外,发现热解残渣中的 H/C(原子比)值与热解温度、干酪根转化率有较好的相关关系,可建立 H/C 值与转化率或者等效镜质组反射率的可靠模板,表明 Rock-Eval 热解实验与 H/C 值结合,可快速评价下古生界源岩的成熟度、转化率和生烃量等指标,将其应用于资源量计算等方面     

柯坪剖面中上奥陶统烃源岩的催化加氢裂解产物特征及其地质意义

柯坪地区中上奥陶统萨尔干页岩和印干页岩是塔里木盆地两套重要烃源岩,前人研究结果表明其游离态生物标志物含量极低,给精细的油源对比研究带来困难,因而本文采用催化加氢裂解的方法加以研究.相比常规索式抽提,少量干酪根的氢解反应可以获取足量准确的生物标志物信息,这主要跟氢解反应中高温供能、氢气保护、催化剂催化以及干酪根网格对其内...     

雾天气向霾天气转化时气溶胶颗粒物的动力学特性

针对自然界中雾天气向霾天气转化的现象,提出建立和发展雾环境气溶胶颗粒物多效应的动力学模型。基于离散系统的颗粒群平衡方程和多重Monte Carlo算法,分别对雾形成阶段（凝并、冷凝和成核3个动力学事件占主导）、雾发展阶段（凝并、破碎、沉积和成核4个动力学事件占主导）和雾消散阶段（破碎、蒸发和沉积3个动力学事件占主导）气溶胶颗粒物平均体积、颗粒数目随时间的演变过程进行研究。结果表明：气溶胶颗粒物的初始体积尺度为1,经过雾的生命周期进入消散阶段时,尺度为0.0156的细小气溶胶颗粒数目迅速增加,1000 s时间已发展至初始值的8.12倍。研究结果解释了自然界中雾天气向霾天气转化的过程和物理机制。     

基于覆岩结构效应的导水裂隙带发育特征

为探讨黄陇煤田煤层采动引起的顶板水害问题，以煤层顶板不同覆岩结构采动导水裂隙为研究对象，概化了煤-软-硬-软-硬（组合一）、煤-软-软-硬-硬（组合二）、煤-硬-软-硬-软（组合三）及煤-硬-硬-软-软（组合四）4种典型的岩性组合结构，运用数值模拟和理论计算等方法，分析了不同覆岩组合采动破坏特征和覆岩导水裂隙与覆岩结构之间的相关关系，研究了覆岩结构对导水裂隙发育高度（简称“导高”）的影响规律。研究结果显示:在相同的采高条件下，煤-软-硬-软-硬型覆岩结构导高最小，煤-硬-硬-软-软型覆岩结构导高最大；工程实例表明，黄陇煤田煤层开采导高与采高之间并非简单线性关系，利用覆岩结构效应预测的导高更接近实测值。