Prediction of diffusion coefficients in porous media using tortuosity factors based on interfacial areas

Determination of aqueous phase diffusion coefficients of solutes through porous media is essential for understanding and modeling contaminant transport. Prediction of diffusion coefficients in both saturated and unsaturated zones requires knowledge of tortuosity and constrictivity factors. No methods are available for the direct measurement of these factors, which are empirical in their definition. In this paper, a new definition for the tortuosity factor is proposed, as the real to ideal interfacial area ratio. We define the tortuosity factor for saturated porous media (tau5) as the ratio S/S(o) (specific surface of real porous medium to that of an idealized capillary bundle). For unsaturated media, tortuosity factor (tau(a)) is defined as a(aw)/a(aw),o (ratio of the specific air-water interfacial area of real and the corresponding idealized porous medium). This tortuosity factor is suitably measured using sorptive tracers (e.g., nitrogen adsorption method) for saturated media and interfacial tracers for unsaturated media. A model based on this new definition of tortuosity factors, termed the interfacial area ratio (IAR) model, is presented for the prediction of diffusion coefficients as a function of the degree of water saturation. Diffusion coefficients and diffusive resistances measured in a number of saturated and unsaturated granular porous media, for solutes in dilute aqueous solutions, agree well with the predictions of the IAR model. A comparison of permeability of saturated sands estimated based on tau(s) and the same based on the Kozeny-Carman equation confirm the usefulness of the tau(s) parameter as a measure of tortuosity.     

古地磁与地球动力学专家朱日祥研究员来所讲学

20 0 2年 8月 1日 ,古地磁与地球动力学专家、中科院地质与地球物理研究所朱日祥研究员应青岛海洋地质研究所之邀 ,来所作了题目为“古地磁与地球动力学”的学术报告。报告分为古地磁学的形成、古地磁原理和受控因素、磁性地层学的发展趋势、地球磁场强度与地球动力学、构造磁学与大陆动力学以及岩石磁学六大部分 ,报告深入浅出 ,既有理论的精辟阐述 ,又有研究实例的印证和思考 ,尤其是将古地磁与地球动力学有机结合的研究方法 ,开拓了地球动力学研究的新领域 ,丰富了“岩石动力学理论”的内涵。报告中特别介绍了磁性地层学发展的 4个分支学…     

美国西部晚更新世冰川作用与北大西洋海因里希事件的相关关系

美国西部晚更新世冰川作用与北大西洋海因里希事件的相关关系Ｐ．Ｕ．Ｃｌａｒｋ等笔者提出，美国西部年代明确的地层记录与北大西洋几次海因里希（Ｈｅｉｎｒｉｃｈ）事件相一致，因此，美国西部气候变化与这些事件有关。里曜岩水化作用数据表明，７０－４５ｋａ时，黄石...     

佛罗里达和百慕大构造稳定台地80ka时的海平面记录

佛罗里达和百慕大构造稳定台地８０ｋａ时的海平面记录Ｋ．Ｒ．Ｌｕｄｗｉｇ等新几内亚和巴巴多斯构造活动海岸的研究表明８０ｈａ时的海平面明显地比现今海平面低，而北美太平洋和大西洋海岸的数据则指示十分接近于现今海平面．为了进一步研究８０ｈａ时的海平面变化，选...     

伊比利亚西部洋-陆过渡带钻探成果

ODP 149航次的科学家在伊比利亚西部洋-陆过渡带意外发现了广泛的上地幔露头．经钻孔确定了伊比利亚深海平原700m厚的沉积层下方橄榄岩海岭的位置，发现橄榄岩露头约19km宽．     

对珠江三角洲沉积特征和沉积模式的一些认识

三角洲沉积特征及形成模式的研究,在国内外沉积岩石学研究领域中,占有相当重要的地位.它不仅具有重大的理论意义,而且深入研究三角洲沉积,又可为油气勘探、环境工程地质调查、区域稳定性评价调查等,提供十分丰富而重要的资料和类比信息.我国近年来,对若干三角洲进行了不少有价值的专题研究或综合调查,初步查明了某些大河三角洲的沉积特征及其演化模式.对珠江三角洲也发表了不少专著,但从现代沉积研究入手,通过地质、物探、钻探、测试分析等多种手段,对三角洲的水上、水下两部分,进行综合性、类比性、多学科的系统研究则显得不够.从1982年起地质矿产部第二海洋地质调查大队与海洋地质研究所合作,开展了《珠江三角洲沉积模式》的研究,就是这方面研究的一种尝试.     

荷兰瓦登海一潮汐通道的地貌动力学模拟

荷兰瓦登海一潮汐通道的地貌动力学模拟荷兰海岸演化隶属于一个大的研究项目——海岸成因．而潮汐通道的地貌发展，目的是更好地了解潮汐通道的地貌演化机制和物理过程，是研究荷兰海岸演化的重要组成部分．为此目的，在荷兰海岸的瓦登（Ｗａｄｄｅｎ）海对ＨｅｔＦｒｌｅ...     

黄海海域油气地质学术研讨会在青岛召开

20 0 2年 9月 15— 19日 ,“黄海海域油气地质学术研讨会”在青岛市胜利油田疗养院会议中心举行。本次研讨会由国土资源部中国地质调查局、中海石油有限公司勘探部主办 ,承办单位为青岛海洋地质研究所、中海石油研究中心勘探研究院、广州海洋地质调查局。会议正式代表 10 7人 ,分别来自国务院发展研究中心、国家计委能源研究所、国土资源部、中国石油与天然气集团公司、中国石油化工集团公司、中国科学院、高等院校、主办单位和承办单位以及新闻单位。主题报告 5人 ,专题报告 2 2人 ,会议收到论文 35篇。国土资源部副部长兼中国地质调查局局…     

海岸带资源-环境体系与优化战略国际研讨会在青岛召开

2004年7月14—16日，海岸带资源-环境体系与优化战略国际研讨会在青岛召开。国土资源部中国地质调查局、国家自然科学基金委员会地球科学部、东亚及东南亚滨海-近海地学项目协调委员会(CCOP)为主办单位，中国地质调查局青岛海洋地质研究所、中国地质调查局海岸带地质研究中心、国际水文地质学家协     

冰消期海侵进程中南黄海潮流沙脊的演化模式

南黄海东侧底形资料、浅地层剖面和YSDP-102钻孔揭示了冰消期海侵初期的古潮流沙脊群；南黄海QC2孔上部岩心又揭示了全新世中期的埋藏古潮流沙脊群；8422柱状岩心补充了若干现代南黄海沙脊群-苏北岸外辐射状沙脊群的特征，根据^14C测年、ESR测年及突变事件的分析，获得了不同时期沙脊形成的年代标尺，并获得以下结论：（1）沙脊沉积在层序地层中属上海侵体系域（UTST），其发育与海平面密切相关，最佳发育深度在-20--30m水深范围内，很少有超过-40m者，南黄海沙脊群随着陆架海侵进程自东向西跃迁，沙脊群广泛发育预示海平面的相对稳定或小幅度波动期；海平面急剧上升期实现了沙脊群的跃迁，南黄海沙脊演化可划分为3期；早期（约12-9ka)是据新仙女木期（YD）的海平面波动，以南黄海东侧古潮流沙脊群为代表，中期（约6.3-4ka)包括了中全新世高温期气候突然衰退事件（MHCR）的海平面波动，南黄海中部QC2孔揭露的埋藏潮流沙脊是这一期的代表；晚期为2ka至今的海平面缓慢波动期，以现代苏北岸我辐射沙脊群为代表。（2）潮流沙脊沉积物特征反映了水动力条件的变化，早期沙脊处于强动力作用下，随着海侵范围扩大，形成沙脊的动力条件愈来愈弱。（3）南黄海、东海与北黄海沙脊发育与演化有着相似的历史，因此，南黄海沙脊演化与海平面关系模式适应于整个中国东部陆架区。