多矿物岩石流变性的有限元计算

本文利用有限元计算方法从单矿物的流变关系式来确定其组合而成的岩石整体的流变规律建互了三维不可压缩流体的粘弹性有限元模型，计算模型的骨架矿物橄榄石为立方体，填充矿物尖晶石分别取为立方体、单一球体和多个球体，模拟双矿物在三轴压缩实验条件下的蠕变变形过程。首先，本文验证了使用有限元方法数值模拟双矿物在三轴压缩实验下的蠕变变形的可行性。其次，计算研究了当填充矿物为弱矿物时几何外形对整体流变强度的影响，结果表明，填充矿物的几何外形为立方体时比球体时对整体的流变强度有更大的影响。当填充矿物体积不同时，随着填充矿物体积的增加，填充矿物对整体流变强度的影响也不断加大。最后利用三维模型得到的双矿物整体的流变强度结果，归纳出了填充矿物尖晶石占体积5％，10％，15％，20％时和骨架矿物橄榄石构成的双矿物岩石的蠕变关系式。与Tullis利用平面应变模型归纳出的双矿物经验流变关系式比较，发现Tullis的经验流变公式存在较大的误差，而本文得到的双矿物蠕变公式与理论结果更好地符合、本文结果为研究地幔多矿物岩石流变规律提供了新的途径。     

蜀南地区茅口组古岩溶缝洞系统与地层水化学性质的关系

在总结和分析451口井地层水测试资料的基础上,对蜀南地区茅口组地层水矿化度和水型特征进行研究,结合钻井、地震、测井等资料,系统总结了古岩溶的垂向分带模式,阐述了各岩溶带在剖面上的发育特征,并对不同化学性质的地层水的储存方式进行了分析。结果表明:该区地层水矿化度普遍较低,变化范围大,矿化度分布特征与地层水势能有关。CaCl2型地层水矿化度较高,具正向浓缩、深变质、渗流缓慢等特征,NaHCO3型、Na2SO4型、MgCl2型水矿化度较低,其出现与岩溶作用有关,所在地区的地层水性质不活跃。古岩溶带在垂向上可分为:表层岩溶带、垂直渗流岩溶带、水平径流岩溶带和深部潜流岩溶带,不同岩溶带特征各异。CaCl2型水的形成与大气淡水淋滤、地层压实释水和埋藏变质作用有关,以深层滞留水方式赋存于地层孔隙中,低矿化度水则以封存水方式储存于岩溶封闭体中。     

Van Genuchten模型参数对降水入渗数值模拟的敏感性

详细分析不同评价指标下的van Genuchten方程参数敏感性,对于深入认识参数物理意义、合理确定参数值、提高降水入渗数值模拟准确性具有重要意义.用HYDRUS软件建立一维变饱和水分运移模型,以实际补给量、补给过程曲线和极限蒸发深度作为评价指标,采用单因素扰动分析法对van Genuchten方程各参数敏感性进行理论分析,进而选取多组参数实例,分析同一岩性类别下,不同土样土壤水力参数差异及其对入渗补给模拟结果的影响.结果表明:形状系数 (n)、土壤进气值的倒数 (α) 与极限蒸发深度呈负相关关系,是影响极限蒸发深度的显著因素;饱和含水率 (θ_s)、n、饱和渗透系数 (K_s) 对于入渗补给影响的敏感性较高,三者在实际土样粒径分布、干密度和孔隙性的共同影响下发生同向变动.合理的参数敏感性分析及数值模拟调参过程需结合土壤参数的物理意义来开展.      

以土壤水分为参变量的根冠系统模拟调控模型

针对以往在建造各类作物生长模拟模型中,对构成作物整体功能的根、冠关系这一系统未予(充分)考虑的现状,在整体、器官水平上,探讨、分析了根、冠之间相互关系,归纳了根、冠系统各种特性,并构建了以土壤水分作为调控因子的根、冠互相藕合机制模型。模型辨识及两年冬小麦试验数据验证结果表明,该模型具有较强普适性和较高模拟预测精度,不仅能模拟预测出不同土壤水分条件下根、冠干物重,研究根、冠间互利互制消长反馈关系,而且还可根据不同生产目标规划灌溉方案。     

CoLM 模拟土壤温度和湿度最敏感参数的研究

合理的参数估计是提高陆面模式模拟能力的关键,而其过高的维数极大地增加了合理估计的难度。参数的敏感性分析,旨在针对目标变量找出最敏感的参数,从而实现在有限计算机资源条件下,对参数进行合理估计。本文以Common Land Model(CoLM)为研究对象,利用Morris 方法定性地从40 个参数中筛选出影响土壤温度和土壤湿度的敏感参数,并通过Sobol' 方法从敏感性顺序和各敏感参数的累积贡献率两个方面,对Morris 方法分析结果进行验证。在此基础上,本研究还利用Sobol' 方法对已筛选的参数做定量敏感性分析,最终确定参数的主效应、交互效应和总效应。研究结果表明,Morris 方法可以基于少量样本实现复杂的陆面模式的参数筛选,而Sobol' 方法的结果又从定量的角度描述了每个敏感参数对模型响应的影响程度,并且两种方法结论一致。     

橄榄石成核动力学方程的修正及其对动力学数据的约束

本文从成核动力学理论出发,考虑新相晶核的表面能对其形状的影响,修正了晶面成核情形的成核动力学方程.新的成核率方程还原了传统成核率方程中通常简化为常数的指前系数.结合修正的相变体积分数计算公式,新的成核率方程可以确定出成核过程中的两个物理参量:新相晶粒与反应相晶粒的接触角度及新相物质与反应相物质之间的表面能.分析结果表明,Ni2SiO4的接触角度和表面能分别为0.57°,32.33 J·m-2,而Mg2SiO4和(Mg,Fe)2SiO4的数据质量不足以确定表面能与形状因子. 结合对加温加载路径在高温高压试验中影响的研究,我们认为亟需补充高质量的成核率数据来确定橄榄石的成核率参数.     

硅藻对地表石灰华沉积的生物作用及其意义

石灰华是岩溶地貌的重要组成部分。藻类在石灰华的形成过程中起着非常重要的生物控制作用。硅藻对地表石灰华沉积的生物作用,主要包括同化作用、拦截和粘结作用、结壳作用、胶结作用。对于生物作用中的钙化作用和分泌作用,硅藻可能具有这两种作用,其形成机理尚需进一步的研究。     

苏里格气田西区 S47区块石盒子组八段沉积微相

鄂尔多斯盆地苏里格气田是我国陆上产能最大的气田,其主力产气层---二叠纪石盒子群八段岩性致密,储层的分布主要受沉积微相控制。但S47区块作为苏里格气田西区一个重要的新区,有关沉积微相的认识仍存在分歧。在岩心观察、钻井资料及样品分析的基础上,重点研究了S47区块盒8段沉积微相,认为该区盒8段属辫状河三角洲前缘沉积,并识别出水下分流河道、河口坝、席状砂、水下天然堤、分流间湾等5种微相;最有利的储集砂体主要为水下分流河道叠置砂体,其次为河口坝砂体。沉积微相及其展布特征的新认识为该区储层预测、水平井整体开发提供了地质理论依据。     

格尔木-拉萨成品油管道沿线冻土工程和环境问题及其防治对策

格尔木拉萨成品油管线穿越青藏高原腹地多年冻土区,沿线气候严寒、冻土工程地质条件复杂.几十年来,气候变暖和人类活动已经对管道沿线的冻土环境产生了显著影响.总结了自运营以来格拉管道出现的冻土工程问题及管道沿线的生态环境问题,并就各种问题给出了相关措施和建议.同时,提出了该区管道建设和寒区环境研究的方向应包括加强管道内外检测、对管道进行风险评价、提高管道自动化管理水平、建立冻土长期监测体系以及保护沿线的生态环境等.     

江西大背坞金矿成因探讨

从硫同位素、铜同位素、硅同位素、碳同位素及稀土元素特征等方面资料反映出大背坞金 成矿物质来源具有双桥山群地层为主，并有燕山期岩浆物质加入的双重特征；从成矿流体包裹体特征分析成矿流体主要来源于岩浆水；成矿蚀变矿物的铷－锶同位互获得等时线年龄为１１８Ｍａ；结合构造演化与构造控矿规律提出了大背坞金矿床因新认识，即属于受构造控制的中高湿岩浆热液矿床。