中国东部中新生代构造格局和岩浆岩带的形成与演化

在研究印支期秦岭-大别-苏鲁造山带的形成与地幔差速环流的基础上，系统综合了中国东部中新生代的基底构造对断裂构造的控制，深层构造对隆凹与断陷盆地的制约，伸展构造在陆内及陆缘外的表现，岩浆岩带的时空分布及展布特点等规律，依据中国东部中新生代构造格局与岩浆岩带在时空分布上的宽阔性、方向性、迁移性、分带性，特别是深层构造对浅层断裂构造、伸展构造的制约，以及岩浆岩带、隆起与盆地等自西向东迁移特点，提出其形成机制可能与强大地幔东向差速环流有关。     

温盐环流反转及其对新生代气候的影响

温盐环流是由海水温度、盐度差异驱动的全球洋流循环系统。在气候系统中,它对全球热量输送起到了十分重要的作用。在亚轨道尺度(千年时间尺度)上,温盐环流的改变导致了一系列快速的气候变化,因此备受关注。在构造时间尺度(百万年时间尺度)上,古海洋记录和数值模拟揭示出,温盐环流的反转对新生代气候也产生了非常显著的影响。在新生代,温盐环流由“南大洋深层水主控型”向“北大西洋深层水主控型”反转。这一反转改变了全球的热量输送,使得南半球强烈变冷,并有可能导致南极东部永久冰盖的形成。在这一反转事件中,热带海道的作用更加重要。     

酸性富水软土地基对深层搅拌法加固效果的影响

针对工程中出现的深层搅拌桩深部桩身质量不合格问题，结合水泥系深层搅拌法加固地基的作用机理，分析探讨了酸性富水地基土对水泥土凝结强度的不利影响，提出了改进意见。     

热带太平洋海洋环流与暖池的结构特征、变异机理和气候效应

热带西太平洋暖池是引发强烈的大气对流、驱动Walker环流和Hadley环流系统的主要热源之一,对全球、尤其是东亚气候有重要影响。针对我国在提升气候预测水平方面的重大和迫切需求,国家重点基础研究发展计划项目"热带太平洋海洋环流与暖池的结构特征、变异机理和气候效应"于2011年7月正式立项。项目拟解决的关键科学问题包括:①调控暖池形成和变异的海洋环流多尺度相互作用过程;②海洋动力过程在暖池热盐结构变异中的作用及其机理;③暖池变异对不同类型El Nio影响机理的异同和对东亚季风变异的调制机理。围绕上述关键科学问题,项目将以暖池变异为中心,关注影响和控制暖池结构与变异的关键海洋过程,以及暖池海气相互作用影响ENSO循环、东亚季风年际变异的过程和机理,重点组织开展以下3个方面有针对性的调查研究:①热带太平洋环流和暖池的结构和变异特征;②热带太平洋环流与暖池相互作用的关键过程和机理;③暖池变异的海洋—大气耦合过程及其气候效应。在此基础上,项目将力争阐明暖池影响东亚季风和我国气候变异的过程、机理与敏感区,改进模式的混合参数化方案,提出有效提高ENSO预报技巧的同化方案,为我国短期气候预测能力的提高提供科学支撑。     

深层泥页岩井壁失稳机理与预测模型研究进展

深层油气资源开发已成为国家油气发展的重要战略，泥页岩井段井壁失稳是制约深层油气资源安全高效开采的技术“瓶颈”。本文在分析深层泥页岩井壁失稳的力学机理和化学机理基础上，着重论述考虑泥页岩水化作用、弱结构面、各向异性和多场耦合的井壁稳定性预测模型的研究进展和发展趋势。钻井液密度不合理是井壁力学失稳的主要原因，泥页岩水化作用是井壁化学失稳的主要原因；在井壁流-固-化-热四场耦合作用下，考虑弱结构面、各向异性对泥浆安全密度窗口的影响，是目前研究深层泥页岩井壁稳定性的主要趋势和方法。     

地基处理新技术——孔内深层强夯

【内容简介】本书是根据中国工程建设标准化协会地基基础专业委员会颁布的国家行业标准"孔内深层强夯法技术规程"(CECS197:2006)的主要内容编写而成。书中介绍孔内深层强夯处理地基的概述、作用机理、散体桩的加固机理、散体桩复合地基及复合地基计算、工程设计、施工要点与质量检测、工程应用实例等。     

北极海冰与全球气候变化

最近有关北极海冰在全球气候系统中作用的研究发现，北冰洋边缘海域大洋深水的形成与海冰发育有关，海冰冻融过程对盐度层结具有重要影响，海冰变化可引起盐度突变层的灾变和热盐环流的突然停止，热盐环流的变化与北大西洋海冰１０年际变化相联系，北大西洋气候的不稳定性与热盐环流变化密切相关。北极海冰－海洋－大气间耦合作用，使北极海冰构成了北大西洋和全球气候反馈循环中的重要环节。     

深层-超深层碳酸盐岩储层发育机理新认识与特深层油气勘探方向

在深层碳酸盐岩层系中，已陆续发现了塔河、普光、元坝、安岳等一系列大型油气田，并形成了碳酸盐岩“三元控储”等成储理论认识。近年来，四川和塔里木盆地相继在超过7 000 m甚至8 000 m的超深层中发现了优质碳酸盐岩储层。深层储层类型更加多样，控储因素中，相带、流体、压力和断裂，以及它们之间相互作用的内涵更为丰富。结合近期大量新的超深钻探资料，持续开展了深层-超深层碳酸盐岩成储机理的研究。通过塔里木盆地塔河-顺北地区奥陶系和四川盆地二叠系栖霞组、茅口组的深化研究，进一步揭示了构造破裂和多类型流体耦合改造储集体的成储机制；通过上震旦统四川盆地灯影组和塔里木盆地奇格布拉克组的系统分析，揭示了新元古代“白云石海”沉积环境、早期溶蚀和早期油气充注在成储与孔隙保持中的关键作用；通过开展含膏岩层系白云岩成储的物理模拟实验，揭示了膏盐岩封盖及超压、较为封闭的环境下，白云石重结晶作用显著改善了储集物性。深层-超深层储层发育机理新认识丰富了“三元控储”理论，有效引领了超深层，乃至特深层的油气勘探。断控和断-溶双控储集体、古老微生物丘滩相白云岩储层，尤其是寒武系厚层膏盐岩之下的微生物丘滩相白云岩储层，在中西...     

海底地热通量对海洋深层温度和环流的长期影响

虽然地球海底地热通量在全球热能收支平衡中所占的比例非常低,在目前的海洋气候模式开发中也并没有将其包含在内,但是由于海底地热通量可以持续改变海洋的浮力而影响海水层结,进而影响海洋温度分布以及环流等海洋水文要素,并且可以进一步影响海水的化学性质、碳氮的分布循环以及生物分布等,因此其对海洋环流和气候变化长期影响的潜在可能性仍不能完全排除。在通用地球系统耦合模式(CESM)的基础上,通过在全球大洋中脊区域持续加入1 W/m2的地热通量的方式运行了长达5 000年的数值模拟实验,模式结果显示:海底地热通量对深层海洋的物理性质和全球海洋环流的长期影响是不可忽略的;受地热通量的局地加热效应影响,大洋深层3 000~3 500 m总体升温约0.4℃;在南大洋和北大西洋的深层水形成区域,海洋深层的增温信号可以影响到表层海洋。北大西洋深层水和南极底层水形成增强,并且模拟的北大西洋深层水的深度加深,更符合观测结果。     

酒泉盆地营尔凹陷异常高压形成机理

酒泉盆地营尔凹陷下白垩统砂泥岩普遍发育超压。通过对地层压实特征、黏土矿物转化及有机质演化特征的分析,揭示了凹陷超压形成的机理。结果表明:①营尔凹陷纵向上发育常压带、浅层超压带、过渡带和深层超压带4个压力带,超压带内具有明显的泥岩密度降低、电阻率减小和声波时差增大的欠压实特征,表明不均衡压实作用是形成该区超压的主要原因;②凹陷内发育3个蒙脱石向伊利石转化带,第一迅速转化带对应于浅层超压带,第二迅速转化带对应于深层超压带,反映黏土矿物转化与凹陷超压有一定的联系;③深层有机质演化程度较高(镜质体反射率Ro>0.6%),与浅层超压带相比,生烃作用对深层超压带的超压贡献更大。由此认为,营尔凹陷的下白垩统地层超压是不均衡压实作用、黏土矿物脱水作用和生烃作用共同影响的结果,并且隆起带和洼陷带的成因机理有所差异。     

北太平洋副热带环流变异及其对我国近海动力环境的影响

我国东部陆架海和南海是国防安全的重要门户;位处第二岛链以西的副热带北太平洋既是各国争夺的重要海区,又是我国从近海走向大洋的重要通道.围绕"北太平洋副热带环流变异如何通过黑潮与我国近海动力环境之间相互作用"这一国际前沿科学问题,国家重点基础研究发展计划项目"北太平洋副热带环流变异及其对我国近海动力环境的影响"于2007年9月正式立项.该项目不仅有助于拓展和丰富海洋动力学理论,揭示我国近海及邻近大洋动力环境变异机制,提高预测能力,而且也将为维护我国国防安全和海洋权益,为可持续开发利用海洋资源提供海洋动力环境保障.该项目主要研究内容包括:①北太平洋副热带环流变异和调整机理;②黑潮与我国近海的能量与水体交换过程及机制;③北太平洋副热带环流变异与大气驱动力的耦合效应;④我国近海及邻近大洋动力环境变异的可预测性研究.拟解决的关键科学问题为:北太平洋副热带内区环流变异的机理及其对黑潮的影响;黑潮源头变异机理及其对吕宋海峡水交换的影响和黑潮变异机理及其对东部陆架海域动力环境的影响.     

柴达木盆地中部一里坪- 西台吉乃尔地区深层卤水水化学特征及成因初探

柴达木盆地深层卤水资源丰富,具有很好的开发利用前景.然而,前期研究主要侧重于柴达木盆地西部和北部地区,对盆地中部深层卤水赋存情况所知甚少,其形成机制尚不明确.本研究以柴达木盆地中部一里坪和西台吉乃尔盐湖周边的深层卤水为研究对象,利用该地区深钻获取的深层卤水样,开展水化学及B同位素组成研究,阐明柴中地区深层卤水水文地球化学特征并初步探讨其成因.分析结果显示,盆地中部深层卤水矿化度较高,为CaCl2型水体.综合各种离子特征系数对研究区深层卤水进行系统分析,发现盆地中部深层卤水的形成与岩盐溶滤作用以及封闭地层条件下强烈的变质作用有关.同时初步推测B同位素来自于深层地热水.常、微量元素的不同来源反映了深层卤水物质来源的"二元结构"特征.本研究结果将为深入认识整个柴达木盆地深层卤水成因机理提供重要的科学依据.     

西太平洋深层西边界流研究进展

中国科学院西太平洋科学观测网实现了对西太平洋深层西边界流的长期连续和组网观测。基于观测网获取的数据并结合模式数据,逐步摸清了深层西边界流在雅浦—马里亚纳海沟连接区季节性入侵西太平洋的路径、流量和动力机制,揭示了地形罗斯贝波引起的深层季节内振荡特征和能量来源,发现了深海与上层海洋和气候变化联系的“高速公路”,改变了以往“深海是死水、杂乱无章和非常缓慢变化”的传统认知,就该方面的创新进展进行了总结,并讨论了下一步太平洋深层环流的观测和研究设想。     

碳酸盐岩储层埋藏溶蚀改造与水岩模拟实验研究进展

深层-超深层碳酸盐岩是当前全球油气勘探的焦点,也是未来我国有望实现油气商业发现的热点领域.对于深埋藏环境下优质碳酸盐岩储层形成而言,目前研究普遍强调了早期表生溶蚀作用和晚期埋藏溶蚀改造作用的重要性.作为表征储层溶蚀作用机理的有效手段,水岩溶蚀模拟实验能够再现实际地质条件下碳酸盐岩和地层流体之间的相互作用过程,为碳酸盐岩储层溶蚀改造研究提供了新视角.为此,系统回顾了近年来碳酸盐岩溶蚀模拟实验的研究进展,并尝试从实验模拟的角度讨论溶蚀作用对深层-超深层碳酸盐岩成储过程的控制作用.首先回顾了碳酸盐岩储层的溶蚀改造作用,同时总结了碳酸盐岩水岩溶蚀模拟实验的技术与方法,其次梳理了基于溶蚀模拟实验取得的碳酸盐岩储层溶蚀改造规律与认识,最后展望了现有研究对深层-超深层油气勘探以及碳封存与再利用中的应用前景.不难看出,开展碳酸盐岩溶蚀模拟实验有望为寻找埋藏成岩过程中的次生孔隙发育带、阐释规模性溶蚀作用发生的有利条件提供依据,同时也可为未来碳酸盐岩成储机制和实验模拟研究提供一定的借鉴意义.     

链接热带东印度洋环流的海洋波动桥梁

热带印度洋环流动力研究对认识海盆尺度物质和水体交换、区域乃至全球气候变化具有重要意义,亦服务于人类的生产生活。回顾了近年来基于中国科学院南海海洋研究所热带印度洋观测取得的环流动力方面的研究进展,探讨提出海洋波动桥梁概念,即：赤道波通过水平传播、垂向传播和东边界反射,在赤道上混合层、次表层和中深层调制着赤道流系的生成与变化;随着波动能量在东边界以沿岸开尔文波和反射罗斯贝波的形式往外赤道传输,赤道动力过程亦调节着外赤道的环流结构变化。作为能量传输的十字路口,海洋东边界是环流变化的动力支点。在其支撑下,海洋波动成为环流间重要的能量纽带,贡献于环流的动力联系,是东印度洋环流多尺度变化的重要内因。基于观测,初步探讨了大尺度气候模态等外因对热带东印度洋环流的影响。凝练的海洋波动桥梁动力学框架,为进一步研究热带印度洋的环流的特征、变化及影响提供科学启示。     

甘肃省民勤盆地深层淡水及表层咸水成因

本文运用环境同位素及水文地球化学分析方法,探讨民勤盆地深层淡水及表层咸水的形成机理,解释地下水上成下淡的盐份分布格局,总结出深层淡水及表层咸水的水文地球化学作用。指出深层淡水仍处于不断矿化之中,但其矿化速度非常缓慢;表层成水中的盐分主要来源于地质历史时期大陆盐化作用累积于地层中的次生可溶盐成份,相对而言含水层本身的矿物蚀变溶解作用可略而不计。     

深层超深层碳酸盐岩优质储层发育机理和“三元控储”模式——以四川普光气田为例

优质储层发育与分布是深层、超深层碳酸盐岩勘探的关键。近几年四川普光、通南巴和元坝等一系列深层超深层气田的发现,不断在深度上突破早期的认识,探索这类极限条件下优质储层发育机理,成为勘探的热点和难点。本文根据普光气田主要钻井的岩芯观察、薄片、孔渗、电子显微镜、同位素分析等数据资料的分析与统计,探讨普光气田优质碳酸盐岩储层发育的主控因素,提出沉积-成岩环境控制早期孔隙发育、构造-压力耦合控制裂缝与溶蚀、流体-岩石相互作用控制深部溶蚀与孔隙的保存的"三元控储"机理。     

弯段温差剪切分层流断面环流结构与掺混强度研究

对弯段温差剪切分层流的断面环流微细结构与掺混强度特征进行了试验研究。选取45°、90°、1 80°三种不同弯曲度水槽,探求了密度分层流从明显分层到强混合状态下断面环流结构的演变过程,发现了明显分层与强混合两种不同状态下3个环流结构的区别,捕捉到了从分层态向混合态转捩过程中临界情况下四环流结构存在的现象,揭示了明显分层与强混合状态不同断面环流结构的根本机理;同时也对不同弯曲强度情况下掺混强度的沿程变化规律进行探讨与研究。     

基于孔压实测资料的真空预压机理及沉降计算探讨

分析真空预压工法下土体孔隙水压力实测资料,建议将其作用过程分成三个阶段:真空吸力导致浅层土体渗透固结,并对深层土体产生"堆载"效应;浅层土体固结稳定,深层土体由受"堆载"效应向受"负压"效应过渡;深层土体在"负压"效应下产生渗透固结,并达到稳定平衡。认为真空预压法作用机理的根源并不是单独的流体渗流场产生的负压差,而是不同时段"正压"和"负压"共同作用以及在该工法水位下降现象下两种"压力"互相叠加发生的。建立了一维"双弹簧"真空固结模型,进行了土体固结分析,认为该模型能反映真空预压加固软基作用机理。获得了适合真空预压法下土体沉降的计算方法,用此法进行了沉降计算,结果比较符合实际情况,也证明了机理的合理性。     

沉积盆地深层—超深层成岩动力学：若干研究进展与专属问题

【意义】沉积成岩或流体—岩石作用是盆地动力学的重要内容，但相关深层—超深层研究仍真假混淆、疑点重重，核心科学技术问题有待凝练。【进展】主要就含油气盆地具有深层—超深层特色的、与成岩动力学密切相关的若干研究领域进行了梳理，包括盆地类型及物性演变、流体活动属性和效应、成岩动力体制以及高分辨成岩记录表征和判识技术等的研究现状和认识进展。【结论与展望】综合分析成岩动力学研究趋向，认为温度、压力/应力、流体、时间耦合演变是决定盆地充填物成岩演变的基本环境要素，而深层—超深层沉积成岩的流体相态、岩石物理属性演变、流体—岩石作用动力机制等专属性问题应成为目前基础研究前沿的重点。