A Numerical Simulation Study of Temperature and Pressure Effects on the Breakthrough Pressure of CO2 in Unsaturated Low-permeability Rock Core

Gas breakthrough pressure is a key parameter to evaluate the sealing capacity of caprock, and it also plays important roles in safety and capacity of CO2 geological storage. Based on the published experimental results, we present numerical simulations on CO2 breakthrough pressure in unsaturated low-permeability rock under 9 multiple P-T conditions (which can keep CO2 in gaseous, liquid and supercritical states) and thus, a numerical method which can be used to accurately predict CO2 breakthrough pressure on rock-core scale is proposed. The simulation results show that CO2 breakthrough pressure and breakthrough time are exponential correlated with P-T conditions. Meanwhile, pressure has stronger effects on experimental results than that of temperature. Moreover, we performed sensitivity studies on the pore distribution index λ (0.6, 0.7, 0.8, and 0.9) in van Genuchten-Muale model. Results show that with the increase of λ, CO2 breakthrough pressure and breakthrough time both show decreasing trends. In other words, the larger the value of λ is, the better the permeability of the caprock is, and the worse the CO2 sealing capacity is. The numerical method established in this study can provide an important reference for the prediction of gas breakthrough pressure on rock-core scale and for related numerical studies.     

钦-杭结合带在中生代构造转折事件以前的板块构造机制

钦州湾—杭州湾结合带是位于扬子与华夏两大古陆块中间的巨型构造结合带,在演化成西太平洋活动大陆边缘之前,经历了多期次的构造-岩浆事件。扬子和华夏板块于新元古代通过四堡造山运动(1 000~880 Ma)沿江山—绍兴断裂,经赣东北、湘中至钦州湾地区发生碰撞-拼合事件,拼合界线大致位于钦州湾—杭州湾结合带内,形成"两陆夹一盆"的主要格局。后碰撞过程经历了造山后岩浆活动和大陆拉张裂解两个过程,在结合带形成广阔的拉张盆地,加里东期(460~410 Ma)以及印支期(250~200 Ma)发生的碰撞-拼合事件导致扬子和华夏地块多次再造,引发强烈的构造-岩浆活动,并形成了华南统一的沉积环境。受西太平洋板块俯冲影响,华南地区中生代构造转折事件(125~140 Ma)使华南地区主要构造背景由碰撞挤压调整为岩石圈减薄,成为华南最重要的岩浆活动和成矿期。根据内部结构的不均一性和演化历史差异,钦州湾—杭州湾结合带可分为北段、中段和南段3段。其中,中段与传统南岭大体一致;北段为南岭以北地区,即绍兴—江山—萍乡一带;南段为南岭以南地区,大致与云开隆起—十万大山盆地相当。年代学和地球化学研究显示,在云开地块西缘的一系列变质基性岩、超基性岩和变质基性火山岩形成于新元古代洋中脊(MORB)或者岛弧(ITA)特征的构造环境,最近在岑溪一带发现形成于加里东期(441 Ma)的变质火山岩同样具有MORB型地球化学特征。在十万大山两侧发现早中生代的酸性火山岩和流纹岩具有典型岛弧型火山岩地球化学特征。可见结合带南段曾经存在古老洋壳,先后经历了新元古代、加里东期和印支期的碰撞造山事件,与北段演化历史具有一致性。     

塔里木河流域绿洲城镇发展与水土资源效益分析

通过Global Moran'sⅠ指数和Getis-Ord Gi*指数并构建协调发展度模型对塔里木河流域绿洲城镇1995、2000、2005和2008年4个时间点的城镇化水平、土地资源效益和水资源效益的集聚扩散状态及其冷热点空间格局演化与空间联动效应进行分析,得出结论:受塔河流域绿洲分布、气候条件及城镇发展基础等多种因素影响,城镇化和水土资源效益空间格局表现出不尽相同的状态.①塔河流域城镇化与水土资源效益的集聚扩散状态不一致,城镇发展与自然条件相互作用的时间和力度不同决定了三者空间差异的必然性.②受城镇化所处阶段、城镇职能与主导产业的影响,各县市水土资源开发的时序不同,城镇化和水土资源效益各自的热点演化格局明显不同,区域联动效应差异显著.③城镇化与水土资源效益冷热点区域的数量结构迥异.城镇不平衡发展仍然是主导趋势,土地资源效益滞后于城镇发展,水资源效益敏感性较强.④塔河流域范围广,自然条件复杂,各二级流域城镇化与水土资源效益的差异性显著.⑤城镇化与水土资源效益协调发展度的类型主要为发展水平低和较低两种,协调发展度的空间格局相比其冷热点区域的空间格局更具稳定性,三者差异显著是协调发展度低的重要原因.     

大气环境卫星温室气体和气溶胶协同观测综述

人类排放的温室气体和气溶胶是造成全球气候变暖和大气环境恶化的主要因素,也是大气环境卫星遥感的核心探测目标。与传统的单一探测目标卫星相比,实现同平台的大气温室气体和气溶胶协同监测,对于提高温室气体卫星反演精度、改善“自上而下”碳源汇估算、提升温室气体和气溶胶的人为/自然源区分能力具有重要意义,也是各国航天机构积极发展的空间探测手段。本文对欧、日、中、美等具备温室气体和气溶胶协同监测能力的卫星进行系统的介绍,包括卫星平台、传感器、处理算法和质控验证。按照卫星监测任务和传感器用途,将其分为大气综合探测卫星和温室气体监测卫星两大类,并从碳中和行动和大气环境综合治理等需求出发,提出温室气体和气溶胶协同观测星座（GACOC）的概念及其发展方向,包括主被动卫星组网观测、温室气体和气溶胶高精度联合反演算法、人为排放源识别和定量监测等应用。     

内蒙古朝不楞铁铜锌铋矿床的地质特征及矿床成因

内蒙古朝不楞铁铜锌铋矿床位于二连浩特-东乌旗多金属成矿带的东段,其矿化蚀变沿着花岗岩体与围岩的接触带分布。在外接触带,大理岩热液蚀变形成了进化矽卡岩,由石榴子石、辉石、硅灰石和方解石组成,泥质砂岩蚀变成角岩,由角闪石、黑云母、长石和石英组成。矽卡岩或角岩经退化蚀变形成了铁氧化物矿化,由磁铁矿、磁赤铁矿和镜铁矿组成,伴随有绿帘石、方解石、萤石和黑云母蚀变;晚期热液退化蚀变形成了硫化物,由黄铜矿、白铁矿、黄铁矿、辉钼矿、闪锌矿、辉铋矿和自然铋组成,伴随有透闪石、绿泥石、萤石、石英和方解石蚀变。在内接触带,花岗岩的热液蚀变形成了钾化,由钾长石、黑云母和少量石榴子石组成,随后被退化绿帘石、方解石和少量磁铁矿交代;晚期退化蚀变形成了硫化物脉,伴随有黑云母、方解石、石英和萤石蚀变。流体包裹体爆裂温度结果表明,该矿床形成于浅成（1.7~3.5 km）、高温环境,成矿热液具有从高温向低温多阶段演化的冷却史。矿床的地质、矿物组合特征及成矿物理化学条件显示出该矿床属于浅成、高温、近端的矽卡岩型矿床。     

Study on rain-runoff process in the peripheral mountainous area of the Sichuan Basin

Studies on rain-runoff process in the peripheral mountainous area of the Sichuan Basin, which is regarded as a key ecological shelter, will contribute to flood control and environmental protection for the Upper Yangtze River Basin. In two typical catchments--the Fujiang River Catchment and the Wujiang River Catchment, rainfall simulations have been conducted to study the rain-runoff processes of yellow soil and limestone soil in three types of land use--forestland, farmland and grassland. Results showed that （1） within the same rainfall process, overland flow occurs first on farmland, then on grassland, and finally on forestland; （2） soil surface coverage has a great impact on the occurrence and amount of overland flow. The runoff amount can increase 2-4 times after the coverage is removed; （3） the infiltration before the occurrence of overland flow will decrease because of higher gravel contents of soil, but it takes no effect on infiltration once overland flow becomes stable; （4） the runoff coefficient of the limestone soil forestland is greater than that of the yellow soil forest land, but less than that of the farmland; （5） three empirical infiltration models, including Horton＇ model, Kostiakov＇ model, and modified Kostiakov＇ model, were compared by using the observed results under rainfall simulation. The results showed that the Kostiakov＇ model performed better than both the Horton＇ model and modified Kostiakov model. According to the results of this research, the Kostiakov＇s model can be used to simulate rainfall infiltration when water erosion is modeled in the peripheral mountainous area of the Sichuan Basin.     

顾及潮汐变化的动态可航水域表示模型及方法研究

自20个世纪90年代末起,GIS技术开始得到广泛的应用。随着应用领域的不断扩展和相关研究的日益深入,GIS技术的发展出现了新的趋势:时间被引入到空间分析中来,随之而产生了TGIS,时间的引入为GIS技术的发展注入了新的活力。本文所研究的就是TGIS技术在近岸海上航行中的应用问题:以电子海图显示系统为平台,在引入潮汐等随时间变化较为显著且影响较大的相关要素的前提下,通过建立实时水深模型、动态等深线勾绘模型和区域生成模型等与时间要素密切相关的数学模型,实现舰船可航水域表示模型的动态实时快速构建。     

关于水资源承载力理论与方法的研究

本文首先明确了水资源承载力的基本概念 ,指出可持续发展理论、水 -生态 -社会经济复合系统理论、二元模式下的水文循环机制和过程是水资源承载力研究的理论基础 ,对水资源承载力研究的基本内容、评价指标体系的建立和评价方法进行了较全面的概括和总结。     

龙陵-瑞丽断裂北段晚第四纪活动性特征及强震复发间隔

野外地质地貌调查表明,龙陵-瑞丽断裂(南支)北段是以左旋走滑为主兼具一定正断分量的区域性活动断裂.断裂晚更新世以来的平均水平滑动速率为2.2mm/a,平均垂直滑动速率为0.6mm/a;全新世以来的平均水平滑动速率为1.8-3.0mm/a,平均垂直滑动速率为0.5mm/a.断裂在晚更新世以来的滑动速率在不同的时间尺度上变化不大,反映出该断裂晚更新世以来的活动强度比较稳定.利用Poisson模型、Lognormal模型、BPT模型三种概率模型计算获得未来50a强震发震概率分别是:6.32％、0.08％、0.05％;三种模型分别取权重0.28、0.36、0.36,获得龙陵-瑞丽断裂北段未来50a特征地震发震概率为1.82％.