水分和粒度对煤吸附甲烷性能的实验研究

为了研究水分含量和粒度对煤吸附甲烷性能的影响,取山西西山杜儿坪矿2号煤干燥样、平衡水样和注水样进行了等温吸附实验。基于分子间作用力对水含量影响机理进行分析,并运用维里方程拟合等温吸附实验结果来验证。实验结果发现,在未达到平衡水分之前,水含量对高煤级吸附能力影响小且注水煤样中的液态水影响增加了甲烷吸附量;同一种煤的高含水煤样对液态水的亲和能力要远比平衡水煤样对气态水的亲和能力强。     

西藏改则地区上三叠统日干配错组鲕粒滩相灰岩沉积特征及其环境意义

西藏改则地区上三叠统日干配错组发育了一套台地相碳酸盐岩沉积,在该套碳酸盐岩沉积中以存在大量鲕粒滩为特色。鲕粒滩可以进一步划分为开阔台地浅滩和台地边缘滩。鲕粒滩岩石类型分析表明,该套碳酸盐岩为镶边台地型沉积,开阔台地内浅滩为异地鲕和原地鲕混杂堆积,台缘浅滩鲕粒主要为原地鲕。台缘鲕粒滩为一个三级海侵体系域内部的次一级进积序列,具有潮下型米级旋回的特点,每层鲕粒滩相鲕粒灰岩的类型较为单一,大小均匀,各层鲕粒灰岩间鲕粒类型不同,具有从微晶鲕→放射鲕→同心鲕过渡的趋势,向上鲕粒粒径变大,沉积厚度明显增加。     

单轴压缩下横观各向同性岩石破裂过程的数值模拟

采用基于细观损伤力学基础上开发的RFPA2D数值模拟软件,用2种不同的岩石材料来组成7个不同岩层倾角的横观各向同性的岩石试件,通过单轴加载数值模拟试验,模拟横观各向同性岩石渐进破裂的整个过程,分析了岩层与最大主应力之间的倾角和强度之间的关系,讨论了不同岩层倾角的横观各向同性岩体的不同破裂模式及其破坏准则。     

利用双差走时成像研究青藏高原东缘地壳速度结构

青藏高原东缘断裂密布, 强震频发, 是研究高原侧向挤出及深部孕震环境的理想实验室.为了解龙门山次级块体及其西界龙日坝断裂带在青藏高原东缘隆升过程中的作用, 我们基于四川地震台网64个宽频带地震台在2008年1月至2015年12月期间记录的震级≥3.0地震事件波形, 利用双差层析成像方法揭示了四川盆地及青藏高原东缘的地壳速度结构.结果表明: 夹持于龙门山断裂带(LMSF)与龙日坝断裂带(LRBF)之间的龙门山次级块体, 相对东侧龙门山断裂带和四川盆地呈现明显的低速特征.结合该区域的低阻、低密度结构特征, 以及块体内部、特别是龙日坝断裂带现今地震活动缺乏, 我们推测这是因为该块体"相对较软", 不易脆性破裂产生地震, 在青藏高原东缘与扬子块体西缘强烈相互作用过程中, 该块体主要通过地壳缩短增厚和地表隆升吸收板块挤压造成的累积应变能.依据本文获得的速度等值线变化特征及已有地球物理剖面探测结果, 推测龙日坝断裂带为深部向南东倾斜且向下切入基底, 该断裂倾角较陡, 主要以走滑运动调节应变能, 而东侧龙门山断裂带倾角较缓, 表现为逆冲运动导致的地壳缩短是其调节应变能的主要形式.此外, 据本文多条速度剖面及已有电性剖面、重力异常的联合约束, 我们推测鲜水河、安宁河断裂带均以较大倾角向南东倾斜, 至少延伸至中下地壳.     

东准噶尔晚古生代依旧存在俯冲消减作用——来自石炭纪火山岩岩石学、地球化学及年代学证据

东准噶尔地区石炭纪巴塔玛依内山组火山岩分布广泛,规模巨大。对其岩石学、元素地球化学及同位素地球化学研究表明:1)该套火山岩岩石类型复杂,具玄武岩-安山岩-英安岩-流纹岩组合特征,属高钾钙碱性火山岩系,并富集大离子亲石元素(Sr、K、Rb、Ba、Th)和轻稀土元素,亏损高场强元素(Nb、Ta、Ti)和重稀土元素,87Sr/86Sr和143Nd/144Nd初始值分别为0.70385~0.71312,0.152378~0.512998,εNd(t)多介于3.0~6.2之间,显示了与俯冲消减作用相关的不成熟弧后盆地火山岩地球化学特征。2)火山岩物质来源以亏损地幔源为主,并混有少量主体由古生代残余洋壳、岛弧体系组成的年轻下地壳物质。其中,基性熔岩以亏损地幔源为主,并在岩浆源区与少量新生地壳物质发生了近乎完全的壳-幔岩浆混合和Sm-Nd同位素体系均一化,其形成很可能与俯冲沉积物和(或)俯冲洋壳变质脱水产生的流体引起上覆地幔楔物质的部分熔融有关;而酸性熔岩与基性熔岩存在明显的不同,酸性熔岩是少量幔源岩浆经强烈结晶分异和经历较多壳源物质混染的结果。3)玄武岩全岩Sm-Nd等时线年龄为319.7±5.9 Ma,与区域地质构造背景和已有化石证据基本一致,代表了火山岩的形成时代。综合研究表明,东准噶尔地区320 Ma左右依旧存在古亚洲洋的俯冲消减作用,准噶尔古洋盆最终闭合时间应介于320~311 Ma之间。在此过程中,火山岩浆作用强烈,蕴含成矿物质丰富,东准噶尔地区找矿前景值得期待。     

起伏地表下地震波传播数值模拟方法研究进展

起伏地表是地震数据的采集、处理和解释中普遍遇到的难题.起伏地表下的地震波传播数值模拟,对起伏地表观测的地震资料处理解释有重要意义.地震波场模拟和地震波走时场分别描述地震波的动力学和运动学信息,为研究地震波传播理论的两种重要途径.本文从地震波场和地震波走时场两方面回顾和总结了起伏地表下的地震波传播数值模拟方法的研究进展,并展示了该领域的一些最新研究成果,为使读者能从中找到突破点,为起伏地表这一勘探领域的经典难题做出贡献.     

井中震源的远场波场特征研究

井中震源在逆VSP、随钻地震和采矿地球物理研究中都有广泛应用.满足"小井孔"(井孔半径远小于特征波长)及"远场"(炮检距大于特征波长)假设时, 井中震源的远场波场存在解析解.为了检验解析解在不同情况下的适用性, 本文使用最速下降积分计算了不满足上述假设时井中震源远场波场的合成地震记录, 即半解析解.模型试验表明, 解析解只能在同时满足"小井孔"和"远场"假设时使用; 当这两个假设条件不满足时, 解析解的振幅和波形相对于半解析解会有明显的偏差.随着假设不满足程度的增加, 偏差会逐渐增加, 并会逐渐影响走时的准确拾取; 这种条件下, 采用半解析解才能获得准确的井中震源波场.     

台站地磁观测数据精度提高方法

在当前多种地磁日常数据处理方法基础上,探讨提高地磁观测数据精度的问题.通过使用一种改进的地磁观测基线值计算方法,能有效减小外磁场变化对观测结果的影响,考虑到基线值日变化等因素,使用高阶多项式拟合基线值日变化曲线.利用该方法处理的地磁数据与实测数据进行结果比对后,发现此方法能有效提高地磁观测数据的精度和质量.     

西太平洋雅浦-卡罗琳海区海山多尺度地形特征

海山地形的多尺度特征研究,有助于理解海山形成与演化过程中的地貌过程,并为深入认识俯冲带地球动力过程提供新的线索。本文基于中国科学院海洋研究所“科学”号科考船近年来在雅浦-卡罗琳海区采集的高分辨率海底地形数据,利用统计学及频谱分析等方法,分析了研究区42座海山的形态及地形粗糙度特征,并对海山地形多尺度特征及其成因开展研究。结果表明,雅浦-卡罗琳海区不同构造环境下形成的海山群,在海山的形态参数和多尺度地形特征等方面存在显著差异。相比于索罗尔海槽,帕里西维拉海盆中的海山具有更大的宽高比与更小的平坦度。两区域内海山形态参数具有不同的线性相关关系,表明区域内海山存在不同的形态演化过程。对帕里西维拉海盆中海山地形的频谱分析显示,其大尺度特征信号不显著,意味着该区域内海山地形受小尺度地貌过程的影响更大。索罗尔海槽中海山的粗糙度与海山体积具有线性相关性,可能与不同海山形成过程的差异有关,较早形成的海山受到了更多构造活动及小尺度地貌过程的影响,进而形成了更加粗糙的表面特征。     

地球介质自组织性对地震波走时和振幅的影响

本文采用随机介质描述地球内部大尺度背景场上存在的小尺度不均匀性和自组织结构;文中没有采用传统的层状网格结构,提出了块状结构来描述复杂的二维自组织结构的方法,分别以高斯型、指数型和von Karman型等自相关函数描述各向同性和各向异性非均匀分布自组织特征;采用射线追踪分析了不同分布特征自组织结构对地震波运动学和动力学特征参数的影响;结果表明,由于地球内部介质的自组织性存在,地震波射线轨迹可能发生明显的畸变; 不同偏移距处,地震反射振幅减弱或增强; 自组织结构从高斯型到von Karman型,在小尺度上表现更大的非均匀性,因此走时和振幅表征依次更强的平均效应.