地核物态及其量子地球动力探讨

根据量子力学原理对核物质状态进行分析，简要计算了现代地球内核超固态物质原子中被公有公电子的平均值、地核物质的公有化自由电子浓度、现代地球内核中自由电子平均运动速度、早期产生地核物质量子效应的自引力压强临界值和起动地球整体膨胀的自引力压强、地核发生超固态量子力学效应所需要的能量等参数。内地核物质很可能是在超高压环境下形成的一种特殊物质状态-超固态。地核超固态产生的量子排斥压强超过地球自引力收缩压强的临界值时，导致地球发生整体的膨胀，由此引出量子地球构造动力的概念。     

前言

作为地球内部占体积和质量比例最大的层圈,地幔的物理和化学性质一直是地球科学最重要、最基础的研究内容之一,也是认识地球(乃至于类地行星)起源和演化的关键。     

全尾膏体动态压密特性及其数学模型

深锥浓密机是膏体技术中尾矿浓缩工艺的关键设备,深锥浓密机底流质量分数与泥层压力密切相关,孔隙比是表征底流质量分数的重要物理参数,但是孔隙比随泥层压力的变化规律并不清晰。针对这一问题,首先,提出了尾矿可浓缩性能表征的物理概念--有效孔隙比,即孔隙比减去饱和孔隙比;其次,采用某矿全尾砂进行了动态压密试验,结果表明,当泥层高度为31～200 mm,对应泥层压强为2 477～4 410 Pa,获得的底流质量分数范围为73.26%～78.30%,该质量分数范围对应的有效孔隙比为0.433～0.191。回归有效孔隙比与泥层压强数学关系得知,二者遵循幂函数Allometric模型;最后,提出了膏体动态压密数学模型,并根据模型曲线,将膏体动态压密分为3个区域：（1）线性压缩区,孔隙比随泥层压强增大而基本呈线性关系,孔隙比变化幅度较大;（2）衰减压缩区,随着压强继续增大,孔隙比下降幅度变缓,膏体趋于饱和;（3）恒定压缩区,该区域膏体达到饱和状态,孔隙比随着压强增大而基本恒定。该研究揭示了尾矿浓缩过程中孔隙比随泥层压强的变化规律,为浓密机设计及运行提供理论依据。     

多层采空区调查中瞬变电磁法的应用

有些煤层存在2层或2层以上的采空区,目前很多方法只能有效地探测最顶层采空区。针对这一情况,根据多层采空区的地球物理特征,利用瞬变电磁法,通过分析多测道电压剖面图和拟视电阻率断面图,准确地探测出了多层采空区的位置。结果表明,根据多层采空区地球物理特征,利用瞬变电磁法准确探测多层采空区的位置划清责任是形之有效的方法。     

大兴安岭幔枝构造与银多金属成矿作用

通过对大兴安岭地区构造演化、区域地质、地球物理、地球化学特征的研究,认为燕山期以来是该区地幔热柱强烈活动时期.最明显的表现是强烈的构造运动和大规模的岩浆活动,最显著的标志是兴蒙地区盆岭构造的形成和大规模的成矿作用.大兴安岭中南段是一较典型的幔枝构造,具有明显的核部岩浆-变质杂岩、外围拆离滑脱层及上叠断陷盆地,是该区重要...     

名词浅释

地幔地球内部分为三层。最外面的一层叫地壳,地壳平均厚约有三十多公里。大陆下面的地壳比较厚,而海洋下面的地壳平均只有五公里。地壳下面的一层称地幔,地幔的上部简称上地幔。地幔平均厚约二千六百多公里。目前世界上的技术水平还不能达到地幔深部。     

关于铀、金矿源层(岩)与地球化学负异常的讨论

借鉴成矿物质取源于矿源层(岩)的思想,作者提出了地球化学场成矿元素的正、负异常相匹配的地区是最有利于成矿的远景区。     

地球中的流体和穿越层圈构造

地球中的流体是当前科学研究的重点。从地球科学的角度来说,流体应包括气体、液体（水和石油）、熔体和地球中受应力作用而移动的物体。在半经为6378 km的固体地球中可分为7个层圈。目前对地球内部流体的了解很少,为探索流体在各层圈中的成分,物理化学性质和分布,以现阶段对地球层圈和流体研究程度来看,其重点应放在地球中穿越层圈的构造部分和地壳。地球中穿越层圈的构造主要有三个:板块构造的俯冲带是由上到下的穿越层圈构造,向下俯冲的大洋岩石圈可以抵达地幔过渡带;大洋中脊的扩张引起的由下而上的穿越层圈构造,使岩石圈和地幔的熔流体从下向上运移;地幔柱引起的由下而上的穿越层圈构造,使地幔的熔流体从下向上迁移。通过对三个穿越层圈构造和地壳中流体的研究,可以得出地壳、岩石圈、上地幔、过渡带、下地幔和核幔边界层流体的种类和成分、流动和演化。这是至今为至能鉴定到地球中深部流体的方法。这四个方面的研究是当前地球中流体科学研究的重点,并对开展深部找矿有实际意义。      

地球旋转膨胀与冈瓦纳古陆裂解

地球自转速度变慢说明地球在旋转的同时其体积在膨胀。这与红移现象等说明的宇宙膨胀是一致的。地球放射性物质的放射性能导致软流圈及塑性地核外核的形成。地球自转的惯性与地球塑性层的共同作用导致了地球的层间滑动。地球外圈应相对于内圈转动较慢。转动较快的内层层圈的运动方向为自西向东,或左旋剪切。即,软流圈之下的下地幔应相对于岩石圈自西向东转动较快;塑性地核外核之下的内核应相对于外核自西向东转动较快。在地球层圈之间的剪切力和地球放射性能所引起的热能的共同作用下,在软流圈产生物质的对流,形成地幔物质对流。推测地核的外核也可能会产生塑性物质的对流。地轴倾角ε的变化以及潮汐转矩和岁差转矩是地球动力学的重要因素。地球的旋转膨胀是板块运动的地球动力学基础,也是冈瓦纳古陆裂解的运动学基础。     

从同位素到板块构造:化学地球动力学

化学地球动力学是地球化学的分支学科,它在研究地球内部化学组成和演化时,把地球视为一个完整的动力学系统而不是彼此孤立的地质集合体。通过研究地球各层圈内部的化学结构和过程以及不同层圈之间的化学相互作用,从本质上研究和认识发生在地球内部的各种地质作用。文中概括了化学地球动力学的特点和突出成果,分析了化学地球动力学研究的科学意义,并对在中国开展壳幔相互作用的化学地球动力学研究提出了建议。     

化学地球动力学

化学地球动力学是地球化学的分支学科,它在研究地球内部化学组成和演化时,把地球视为一个完整的动力学系统而不是彼此孤立的地质集合体。它通过研究地球各层圈内部的化学结构和过程以及不同层圈之间的化学相互作用,从而从本质上研究和认识发生在地球内部的各种地质作用。简述了化学地球动力学研究在固体地球科学中的重要性,概括了化学地球动力学的特点和突出成果,分析了化学地球动力学研究的科学意义,并对在中国开展壳幔相互作用的化学地球动力学研究提出了建议。     

从地球重力数据推导看地球内部构造

在此之前,人们对地球内部构造的观点是：“地球的内部具有层圈构造,从地表向地心,密度和压力都不断增大,而且在地心最大”,笔者根据万有定律和大量推算,认为这种构造不合理,而且自相矛盾,于此提出了一种新的层圈构造模式“地球从地表到地心,其间有一个高密度和高压力层,近地心的密度和压力与地表很相近,可能比地表还小”。     

地球系统动力学纲要

与地球系统科学和全球变化密切相关的地球系统动力学研究地球系统多层块耦合作用的结构、过程、机理和效应,是地球动力学、岩石圈动力学、大陆动力学、海洋动力学、大气动力学的高度综合。本文采用分尺度、分层块、分阶段的思路研究复杂的地球系统,将地球系统动力学按空间、时间和物质分为地球内部系统动力学、地球表层系统动力学、地球外部系统动力学,历史地球系统动力学、现代地球系统动力学、未来地球系统动力学,气体地球系统动力学、液体地球系统动力学、固体地球系统动力学,分析了地球系统的耦合特征、耦合类型和耦合方式,初步探讨地球内部系统与地球外部系统耦合作用的耦合边界、物质运动、动力来源和耦合机制。最终将地球系统相互作用的各层块作为一个有机的整体进行综合,认为地球内部放射性衰变生热和地球外部太阳辐射生热是驱动地球复杂开放系统层块耦合的主要动力源。     

吐哈盆地砂岩型铀矿战略性地球化学调查与评价

超低密度战略性深穿透地球化学方法可以有效地圈定大规模地浸砂岩型铀矿.地表弱胶结层细粒物质的强烈吸附和离子交换性能使得深部迁移上来的活动态铀元素得以保存富集,可做为获取盆地中隐伏砂岩型铀矿信息的有效采样介质.铀钼组合异常是砂岩型铀矿的最显著标志.利用超低密度地球化学方法在整个吐哈盆地共圈出3个铀地球化学省,其中两处位于吐鲁番盆地周边,一处位于哈密盆地东南缘.新发现的哈密-骆驼圈子和鄯善县东南部地球化学异常极具寻找新的大型砂岩型铀矿找矿前景.     

瓦斯突出地球物理场的响应特征

研究了瓦斯突出地球物理场的电磁波和弹性波响应特征,其响应是构成瓦斯突出地球物理场的介质条件所表现出来的。关键层应力墙瓦斯突出机理认为,瓦斯突出煤层由关键层和伴随层构成。关键层和伴随层在空间的分布规律和相互作用体现在物理场的差异上,把关键层（或瓦斯突出煤体）作为地球物理场中的异常体进行研究是可以利用地球物理方法识别的。突出地球物理场响应特征的研究为从地球物理研究瓦斯突出预测理论和方法提供了科学思路。     

利用地球化学资料评价水淹层方法研究:以大庆杏南油田为例

通过对水淹层地球化学资料的分析,总结出了不同程度水淹层的地球化学特征,提出了利用地球化学资料从定性识别到定量评价的水淹层评价思路,建立了水淹层水淹程度定性识别方法、剩余油饱和度和含水率定量评价模型.对储层物理性质、岩性、流体性质、水淹程度不同的108口井529层水淹层进行了评价,剩余油饱和度与经校正后的密闭取芯井岩芯分析剩余油饱和度非常接近,水淹级别、含水率与单层试油结果一致.证明利用地球化学资料评价水淹层方法是可行的,结果是可靠的,该方法有很好的推广应用前景.     

实验地球化学发展概况

实验地球化学是地球科学的一个分支,它从整体角度对地球中的重要地球化学现象和本质进行实验研究,是一门研究地球中物质化学变化的科学。现代实验地球化学所研究的课题就是对与目前所能达到的温度和压力相当的地球深度物质的化学组成,存在状态,生成条件物理性质及变化规律开展实验研究,从而达到从理论上阐述元素在地球不同层圈中分布与结合的规律,从本质上了解元素的地球化学行为。     

地幔熔体连通性的实验研究进展

地质熔体/流体是地球深部物质交换和能量传递的重要载体，其连通性主要用二面角来表征，实验研究地幔熔体的连通性对深刻理解地球深部熔体/流体的聚集、迁移、岩浆演化、早期核幔分异、解释地球物理观测到的低速高导异常等科学问题具有重要意义。本文对地幔熔体连通性的理论基础、静态和动态条件下各种影响因素(温度、压强、成分、挥发分等)对部分熔融体系中硅酸质和碳酸质熔体以及金属熔体连通性影响的实验研究进展以及在地球科学研究中的一些应用进行了简单介绍和回顾，旨在让国内更多学者对这一研究领域有更深入全面的了解。     

地球磁场起源之粒子起电问题研究

粒子起电问题是解决地球磁场起源中固体地球内部电流形成问题的关键之一。通过引述电化学领域二相流起电机制,建立了有利于分析地球磁场起源的固体地球内部物质流动的双电层模型结构,即液/液界面双电层模型和液/固界面双电层模型,分析了地球外核物质流动及流动起电问题。在地球运动动力和运动定律作用下,地球外核物质的定向移动是形成地下电流、产生磁场的直接原因。研究了形成地磁场电流的一般算法及影响因素,探讨了“静电”的“动电”本质,讨论了双电层模型的适应性、起电电荷电性变化、局部气旋电流、磁异常等问题。指出固体地球内部物质起电电荷电性的改变是地磁场极性倒转主要原因。     

天然气中的幔源稀有气体

天然气为地球内流体的重要组成部分，天然气中幔源稀有气体是源于地球深部的地幔挥发分。文章以气体地球化学国家重点实验室有关研究为主，简要综述了此一领域的研究。氦的同位素３Ｈｅ／４Ｈｅ是幔源物质的重要判识指标，天然气中３Ｈｅ／４Ｈｅ值大于１．４×１０－６时，表明有相当数量的幔源挥发分加入到天然气中，它是地球构造活动性强，地幔挥发分可以沿一定断裂体系进入沉积壳层的指示。在一定程度上氩同位素４０Ａｒ／３６Ａｒ及氖同位素２０Ｎｅ／２２Ｎｅ值也可指示构造环境的特征。天然气中稀有气体研究反映了我国东部含油气区具有最活跃的构造环境，中部最稳定，西部次稳定。在东部活跃的构造背景下，造成了幔源挥发分较普遍地加入到沉积壳层天然气中，形成了中国东部发现的世界首例壳－幔复合型氦资源，形成了一批与幔源挥发分成藏有关的二氧化碳资源。东部地区也成为幔源甲烷可能富集成藏的重要区域。