An automatic ordering method for streams in surface-water/groundwater interaction modeling

The widely used groundwater flow model MODFLOW offers a range of software packages to simulate the interaction between streams and groundwater in aquifer systems. However, these existing packages lack a general method to address the chaotic simulation sequences of stream segments and require these segments to be ordered by modelers as input to the code. Therefore, it is challenging to simulate a stream network divided into a large number of segments such as a canal irrigation system. In this study, the Streamflow Automatic Routing (SAR) package was developed, and an effective method is proposed to automatically determine the segment simulation sequence. The stream segment order in the SAR input file is arbitrary, which allows modifications of the stream network by removing segments directly and adding segments at the end of the segment group. This mainly includes two processes: scanning all the outlet channels of the water system and calling the recursive algorithm for each outlet channel of the water system. The SAR package was tested using a hypothetical stream–aquifer system and applied to a complex flow field in Aiding Lake of Turpan Basin, China. In the results, a close fitting between the simulation and observations shows that the SAR package precisely simulated the exchange flux between the steams and aquifer. The SAR package can significantly improve the efficiency of simulations in a complex stream network, and it can be widely used as a subroutine package of MODFLOW in agricultural irrigation areas where rivers and canals are interlaced.

     

Mechanical properties of biocement formed by microbially induced carbonate precipitation

Acta Geotechnica - The failure of biocemented sand can be attributed to the breakage of biocement and the exfoliation of precipitates from sand surfaces. Therefore, optimizing the mechanical...     

柴达木盆地别勒滩杂卤石矿床特征及其沉积环境研究

别勒滩是青海察尔汗盐湖固体钾矿的主要分布区段,也是企业固转液开采和生产钾盐的主要矿区,该区段分布着大面积的杂卤石矿(K₂Ca₂Mg[SO₄]₄2H₂O)。文章利用2022年察尔汗盐湖储量核查项目获得的岩芯样品和钻孔资料,通过系统的分析测试,开展别勒滩杂卤石成矿特征及沉积环境研究。文章首次查明别勒滩区段杂卤石矿床分布面积超过150 km²,平均厚度0.8 m,w(K₂SO₄)平均大于5%,计算获得K₂SO₄资源量2089.79×10⁴t。研究认为,别勒滩杂卤石形成于钾石盐、光卤石析出阶段的高浓缩盐湖相沉积环境,周期性淡化带入的大量Ca²⁺和SO₄^2-与卤水中含量较高的K⁺、Mg²⁺离子反应形成了杂卤石矿层。别勒滩杂卤石矿层具有较好渗透性和给水...     

鄂尔多斯盆地庆城地区延长组7段致密油特征及油源分析

鄂尔多斯盆地三叠系延长组7段(长7段）半深湖—深湖相优质油源岩是油气的重要来源,包括黑色页岩和暗色泥岩,作为盆地重要的供烃源岩一直是研究的热点。为了明确不同烃源岩的贡献及油气来源,通过对庆城地区长7段致密油特征进行分析,对原油进行精细划分,并对源岩有效性进行分析,进一步明确油源对应关系,研究表明,庆城地区长7段黑色页岩和暗色泥岩均对油气成藏有贡献,其中黑色页岩贡献最大,长73段暗色泥岩次之,长72和长71段暗色泥岩贡献较小;原油为低密度、中—低黏度和低凝固点的轻质油。根据生标物特征将原油划分为3类,A类原油具有低C30重排藿烷/C29藿烷、低C29Ts/C29藿烷、低Ts/Tm的特征,由黑色页岩贡献,主要分布于长71段;C类原油具有高C30重排藿烷/C29藿烷、高C29Ts/C29藿烷、高Ts/Tm的特征,主要由暗色泥岩贡献,数量较少且分布局限;B类油各项生标物参数均居中,为A、C类原油的混合,主要分布于长72段。由于黑色页岩生烃时间比暗色泥岩早,且原油黏度和密度更低,因此黑色页岩先生成低黏度A类原油易于向长72和长71段运移,而暗色泥岩后生成的C类原油主要近源富集与A类油混合分布于长72段,从而形成的A类油主要分布于长71段,B类油主要分布于长72段,而C类油分布局限的格局。这对下一步勘探开发及资源评价有重要意义。     

东海盆地西湖凹陷黄岩地区油气成藏主控因素及成藏模式

西湖凹陷西次凹黄岩地区渐新统花港组油气资源丰富,是东海陆架盆地勘探开发重要领域,但油气成藏机理复杂。为厘清西次凹花港组油气成藏过程,笔者等通过薄片观察、扫描电镜、流体包裹体、显微测温等实验分析,结合构造演化、埋藏史等,开展了生储盖、成藏期次及成藏过程研究。结果表明,花港组砂岩储层具有良好的储集条件,始新统平湖组发育有效的烃源岩,还具有良好的圈闭条件和保存条件。早期发育的断裂,延深至下部平湖组烃源岩层内,可以作为良好的运移通道,深部超压的发育为油气运移也提供一定的动力。因此建立了“垂向叠置”成藏模式,说明西湖凹陷深层低渗—特低渗致密岩性—构造复合油气藏和深部地层存在异常压力系统内的油气藏的具有良好的勘探前景。     

Cassiterite U-Pb age,fluid inclusion and H-O-S-Pb isotope geochemistry of the Xiaogushan Sn-Zn deposit in the southern Great Xing'an Range,NE ChinaSCIEI北大核心CSCD

毛登-小孤山地区是大兴安岭南段锡多金属成矿带代表性矿区,由小孤山锡锌矿床和毛登锡钼铋多金属矿床组成。小孤山矿床锡石U-Pb Tera-Wasserburg谐和年龄为134.8±1.9Ma,表明其形成于早白垩世。该矿床成矿过程可划分为4个阶段:锡石-黄铁矿-石英-电气石阶段(Ⅰ阶段)、锡石-黄铜矿-闪锌矿-石英-萤石阶段(Ⅱ阶段)、闪锌矿-方铅矿-石英-萤石阶段(Ⅲ阶段)、黄铁矿-石英-方解石阶段(Ⅳ阶段)。小孤山矿床主要发育富液两相包裹体(WL型)、富气两相包裹体(WG型)及含子矿物包裹体(S型)。Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ阶段均发育WL、WG和S型包裹体,Ⅳ阶段仅出现WL型包裹体。从Ⅰ至Ⅳ阶段流体包裹体均一温度/盐度分别为420-443℃/8.3%-52.0%NaCleqv、286-379℃/4.0%-40.2%NaCleqv、214-299℃/3.8%-36.1%NaCleqv、178-195℃/2.1%-3.3%NaCleqv,表明从早阶段到晚阶段成矿流体由高温高盐度向低温低盐度转化,且前三个阶段流体盐度波动大,暗示成矿流体发生了多次沸腾。矿床的δ18O水介于-2.6‰-11.0‰,δD介于-107‰--91‰,Ⅰ和Ⅱ阶段的成矿流体以岩浆水为主,Ⅲ阶段开始有大气降水的加入。硫化物的δ34SCDT值介于-3.3‰--0.6‰,206Pb/204Pb介于17.772-18.427,207Pb/204Pb介于15.482-15.679,208Pb/204Pb介于37.668-38.622,表明成矿物质来源于早白垩世花岗质岩浆。流体沸腾和降温是矿质沉淀的两种主要机制。     

竖向入射S波作用下单桩水平地震响应简化解析方法

基于连续介质模型并考虑桩-土运动相互作用,将单桩视为一维线弹性梁,研究了竖向入射S波作用下的单桩水平地震响应问题。将竖向入射S波模拟为基岩水平位移,基于平面应变模型建立的土体控制方程,推导出地震作用下土体水平动力阻抗函数表达式。将土体阻抗代入单桩控制方程并联立桩-土接触条件及桩顶和桩底的边界条件,得出了竖向入射S波作用下单桩的地震响应解析解。通过将所得解与已有文献理论解和有限元结果进行对比,验证了该方法的合理性。基于所得理论解进行参数分析得出：桩-土模量比的增加可以明显降低桩-土运动相互作用因子的最小值,而较大桩身长径比以及土体滞回阻尼对桩-土运动相互作用因子的影响较小;对于桩顶水平地震放大因子来说,桩-土模量比的增加仅在高共振频率处抑制其幅值,较大桩身长径比对其影响较小,而滞回阻尼比的增加会显著抑制共振频率处的幅值;桩身地震响应仅在较小桩径比时受桩-土模量比的影响明显,并随桩-土模量比的增加而降低。     

青海“三稀”矿床成矿系列、成矿规律与找矿方向

青海“三稀”矿以稀有金属矿产和伴生稀散元素矿产为主, 稀土矿床分布于拉脊山成矿带和柴北缘成矿带, 类型仅有岩浆型(轻稀土)和岩浆热液型(轻稀土), 成矿于早古生代奥陶纪和志留纪, 成矿环境研究程度较低。稀有金属矿床主要出露于西秦岭成矿带和柴达木成矿带, 类型可分为与岩浆作用有关的岩浆型(铌、钽)、伟晶岩型(锂、铍、铌、钽)、岩浆热液型(铌、钽); 与沉积作用有关的蒸发沉积型(锂)和化学沉积型(锶), 岩浆作用矿床成矿高峰期为中生代三叠纪, 成矿于古特提斯演化后碰撞环境, 沉积作用矿床成矿爆发期为新生代新近纪和第四纪, 与青藏高原强烈抬升所致的断陷成盆及干旱气候有关; 稀散元素矿床均为有色金属矿床的伴生矿, 广泛分布于北祁连成矿带、柴北缘成矿带、东昆仑成矿带、西秦岭成矿带和阿尼玛卿成矿带, 矿种多样, 已知成矿元素有Ga、Ge、Cd、In、Se、Te等, 矿床类型丰富, 主要包括海相火山岩型、接触交代型和陆相火山岩型, 成矿时代相对集中于早古生代奥陶纪、晚古生代二叠纪和中生代三叠纪, 可能形成于原特提斯演化弧后盆地、岩浆弧环境。依据矿床时空分布特征、成矿作用及成矿地质背景, 将青海“三稀”矿产划分为10个矿床成矿系列、18个矿床成矿亚系列、20个矿床式。基于“三稀”矿床区域成矿地质背景、区域成矿条件、已知矿化信息和研究程度分析, 提出了成矿区带不同类型“三稀”矿产找矿远景, 认为西秦岭成矿带、柴北缘成矿带和东昆仑成矿带为伟晶岩型锂、铍、铌、钽、铷稀有金属找矿远景区, 柴达木成矿带为蒸发沉积型和化学沉积型锂、锶、铷矿找矿远景区; 对于研究程度较弱的稀散元素矿, 除在已知的矿集区着力稀散元素赋存状态、超常富集研究和资源量核算之外, 东昆仑成矿带牛苦头—野马泉矽卡岩型有色金属矿集区为稀散元素找矿的有利远景区。     

全球升温1.5℃与2.0℃目标下长江流域极端降水的变化特征

基于区域气候模式COSMO-CLM及5个全球气候模式(GFDL-ESM2M,HadGEM2-ES, IPSL-CM5A-LR, MIROC-ESM-CHEM, NorESM1-M)1961—2100年逐日降水数据,采用重现期法计算20 a与50 a一遇极端降水量,研究全球升温1.5℃和2.0℃目标下长江流域极端降水的变化特征。研究发现:全球升温1.5℃目标下,长江流域20 a与50 a一遇极端降水量分别为78和93 mm,相比1986—2005年将增加10%和9%;空间上表现为中下游普遍增加,最大增幅145%,上游地区则主要表现为减少趋势;全球升温2.0℃目标下,20 a与50 a一遇极端降水量分别为81和98 mm,将较基准期上升14%和15%;中下游极端降水量显著上升,最大增幅约188%,上游成都平原以西以北明显下降;随全球升温由1.5℃至2.0℃时,20 a与50 a一遇极端降水量分别增加4%和6%,中下游较上游增幅更明显,最大增幅136%。因此,将温室气体减排目标控制在1.5℃水平对减缓长江流域尤其是中下游地区极端降水事件影响具有重要的意义。